カルバゾール系化合物及び有機発光素子
【課題】カルバゾール系化合物及び有機発光素子を提供する。
【解決手段】
Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、Ｒ１〜Ｒ５は互いに独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、または窒素含有基であるが、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは窒素含有基であり、Ｒ１１〜Ｒ２３は互いに独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基であり、前記窒素含有基は少なくとも１つの窒素を環原子として含んだ５または６員芳香族環基であるカルバゾール系化合物。
【解決手段】
Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、Ｒ１〜Ｒ５は互いに独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、または窒素含有基であるが、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは窒素含有基であり、Ｒ１１〜Ｒ２３は互いに独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基であり、前記窒素含有基は少なくとも１つの窒素を環原子として含んだ５または６員芳香族環基であるカルバゾール系化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルバゾール系化合物及び有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）は、自発光型素子であり、視野角が広く、応答時間が速く、コントラスト、輝度、駆動電圧及び応答速度特性に優れ、かつ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、このアノード上部に、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た構造を有する。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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】大韓民國特許公開第２００５‐００９７６７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の有機発光素子は、低駆動電圧、高輝度を維持しつつ、高効率及び長寿命を達成することができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題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、低駆動電圧、高輝度、高効率及び長寿命である有機発光素子を実現する新規構造を有するカルバゾール系化合物及び有機発光素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、下記化学式１で表されるカルバゾール系化合物が提供される。
【化１】
前記化学式１で、Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、ａ及びｂは互いに独立して、０〜５の整数であり、ｃは、１〜５の整数であり、Ｒ１〜Ｒ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３１）（Ｒ３２）（Ｒ３３）、−Ｎ（Ｒ３４）（Ｒ３５）、または窒素含有基であるが、前記Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは、窒素含有基であり、ｄは、０〜５の整数であり、Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）または−Ｎ（Ｒ３９）（Ｒ４０）であり、前記Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であり、前記窒素含有基は、少なくとも１つの窒素を環原子（ｒｉｎｇ ａｔｏｍ）として含んだ５員（５−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基、６員（６−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基、または５員芳香族基と６員芳香族基とが融合された（ｆｕｓｅｄ）９員（９−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基である。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１電極と、前記第１電極に対向した第２電極と、及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在された有機層と、を含み、前記有機層が、前記カルバゾール系化合物を１種以上含んだ有機発光素子が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
以上、説明したように本発明によれば、低駆動電圧、高輝度、高効率及び長寿命を有する有機発光素子を実現するカルバゾール系化合物及び有機発光素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図２】実施例１１〜１３及び比較例１１の有機発光素子の時間−輝度グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明のカルバゾール系化合物は、下記化学式１で表される。
【化１】
【００１３】
前記化学式１で、Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基である。
【００１４】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のペンタレニレン基（ｐｅｎｔａｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のインデニレン基（ｉｎｄｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のナフチレン基（ｎａｐｈｔｈｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のアズレニレン基（ａｚｕｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のヘプタレニレン基（ｈｅｐｔａｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のインダセニレン基（ｉｎｄａｃｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のアセナフチレン基（ａｃｅｎａｐｈｔｈｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のフルオレニレン基（ｆｌｕｏｒｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のフェナレニレン基（ｐｈｅｎａｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のフェナントレニレン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のアントリレン基（ａｎｔｈｒｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のフルオランテニレン基（ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のトリフェニレニレン基（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のピレニレン基（ｐｙｒｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のクリセニレン基（ｃｈｒｙｓｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のナフタセニレン基（ｎａｐｈｔｈａｃｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のピセニレン基（ｐｉｃｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のペリレニレン基（ｐｅｒｙｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のペンタフェニレン基（ｐｅｎｔａｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）、または、置換もしくは非置換のヘキサセニレン基（ｈｅｘａｃｅｎｙｌｅｎｅ）であってもよい。
【００１５】
例えば、前記Ａｒ１〜Ａｒ３が互いに独立して、下記化学式２Ａ〜２Ｉのうち一つで表されるが、本発明は、下記に限定されるものではない。
【化２】
・・・化学式２Ａ
・・・化学式２Ｂ
・・・化学式２Ｃ
・・・化学式２Ｄ
・・・化学式２Ｅ
・・・化学式２Ｆ
・・・化学式２Ｇ
・・・化学式２Ｈ
・・・化学式２Ｉ
【００１６】
前記化学式２Ａ〜２Ｉで、Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｑ１）（Ｑ２）（Ｑ３）または−Ｎ（Ｑ４）（Ｑ５）であってもよい。ここで、Ｑ１〜Ｑ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であってもよい。
【００１７】
例えば、前記化学式２Ａ〜２Ｉで、Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であってもよい。
【００１８】
例えば、前記化学式２Ａ〜２Ｉで、Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−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、ヘキシル基など）、Ｃ１−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、ペントキシ基など）、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、及びリン酸基やその塩のうち一つ以上で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基及びピレニル基のうち一つであってもよいが、それらに限定されるものではない。
【００１９】
一実施形態によれば、前記化学式２Ａ〜２Ｉで、Ｚ１〜Ｚ４は互いに独立して、水素、メチル基またはフェニル基であってもよい。
【００２０】
前記化学式２Ａ〜２Ｉで、ｘは、１〜８の整数であり、ｙは、１〜３の整数であってもよい。前記ｘ及びｙは、化学式２Ａ〜２Ｉの構造を参照し、前記範囲で適切に選択される。ｘが２以上である場合、２以上のＺ１は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。ｙが２以上である場合、２以上のＺ２は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２１】
前記化学式２Ａ〜２Ｉで＊は、化学式１の中央に位置した窒素との結合サイトを表示したものであり、＊’は、化学式１で、Ｒ１、カルバゾール環またはフルオレン環との結合サイトを表したものである。
【００２２】
前記化学式１で、ａ及びｂは互いに独立して、０〜５の整数であってもよい。ａ及び／又はｂが０である場合、化学式１のカルバゾール環及び／又はフルオレン環は、化学式１の中央に位置した窒素に、直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）結合している。例えば、前記ａ及びｂは、０、１または２がさらに好ましいが、それらに限定されるものではない。ａが２以上である場合、２以上のＡｒ１は、互いに同一であっても異なってもよい。ｂが２以上である場合、２以上のＡｒ２は、互いに同一であっても異なってもよい。
【００２３】
前記化学式１で、ｃは、１〜５の整数であってもよい。すなわち、化学式１で、Ａｒ３は必ず存在する。例えば、前記ｃは、１または２が例示できるが、それらに限定されるものではない。ｃが２以上である場合、２以上のＡｒ３は、互いに同一であっても異なってもよい。
【００２４】
前記化学式１で、Ｒ１〜Ｒ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３１）（Ｒ３２）（Ｒ３３）、−Ｎ（Ｒ３４）（Ｒ３５）または窒素含有基であるが、前記Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは、窒素含有基である。
【００２５】
例えば、前記Ｒ１〜Ｒ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基、または窒素含有基であるが、前記Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは、窒素含有基である。
【００２６】
前記窒素含有基は、少なくとも１つの窒素を環原子（ｒｉｎｇ ａｔｏｍ）として含んだ５員（５−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基、６員（６−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基、または５員芳香族基と６員芳香族基とが融合された（ｆｕｓｅｄ）９員（９−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）環芳香族基である。本明細書において、「環原子」とは、環を構成している原子を意味するものである。
【００２７】
例えば、前記前記窒素含有基は、下記化学式３Ａ〜３Ｍのうちいずれか一つであってもよい。
【化３】
・・・化学式３Ａ
・・・化学式３Ｂ
・・・化学式３Ｃ
・・・化学式３Ｄ
・・・化学式３Ｅ
・・・化学式３Ｆ
・・・化学式３Ｇ
・・・化学式３Ｈ
・・・化学式３Ｉ
・・・化学式３Ｊ
・・・化学式３Ｋ
・・・化学式３Ｌ
・・・化学式３Ｍ
【００２８】
下記化学式３Ａ〜３Ｍで、Ｙ１〜Ｙ６は互いに独立して、＝Ｎ−または＝Ｃ（Ｚ１２）−であり、Ｔ１は、−Ｎ（Ｚ１３）−または−Ｃ（Ｚ１４）（Ｚ１５）−であってもよい。すなわち、前記窒素含有基の環原子は、窒素または炭素であってもよい。
【００２９】
前記化学式３Ａ〜３Ｍで、Ｚ１１〜Ｚ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基であってもよい。
【００３０】
例えば、前記Ｚ１１〜Ｚ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であってもよい。
【００３１】
また、前記Ｚ１１〜Ｚ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−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、ヘキシル基など）、Ｃ１−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、ペントキシ基など）、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、及びリン酸基やその塩のうち一つ以上で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基及びピレニル基、のうち一つであるが、本発明は、上記に限定されるものではない。
【００３２】
例えば、前記窒素含有基は、下記化学式４Ａ〜４Ｐのうちいずれか一つであってもよい。
【化４】
・・・化学式４Ａ
・・・化学式４Ｂ
・・・化学式４Ｃ
・・・化学式４Ｄ
・・・化学式４Ｅ
・・・化学式４Ｆ
・・・化学式４Ｇ
・・・化学式４Ｈ
・・・化学式４Ｉ
・・・化学式４Ｊ
・・・化学式４Ｋ
・・・化学式４Ｌ
・・・化学式４Ｍ
・・・化学式４Ｎ
・・・化学式４Ｏ
・・・化学式４Ｐ
【００３３】
前記化学式４Ａ〜４Ｐで、Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ１４及びＺ１５についての説明は、前述の通りである。
【００３４】
一実施形態によれば、前記Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ１４及びＺ１５は、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、メチル基、エチル基、プロピル基、またはブチル基であってもよい。例えば、前記化学式４Ａ〜４Ｐで、Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ１４及びＺ１５は、水素であってもよい。
【００３５】
前記化学式４Ａ〜４Ｐで、ｐは、１〜６の整数である。前記ｐは、化学式４Ａ〜４Ｐの構造によって、前記範囲内で適切に選択される。前記ｐが２以上である場合、２以上のＺ１２は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００３６】
前記化学式１でｄは、０〜５の整数であってもよい。例えば、前記ｄは、０、１または２であるが、それらに限定されるものではない。前記ｄは、Ａｒ３の構造によって、前記範囲内で適切に選択される。前記ｄが２以上である場合、２以上のＲ１は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００３７】
前記化学式１で、Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）または−Ｎ（Ｒ３９）（Ｒ４０）であってもよい。
【００３８】
例えば、前記Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であってもよい。
【００３９】
また、前記Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−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、ヘキシル基など）、Ｃ１−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、ペントキシ基など）、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、及びリン酸基やその塩のうち一つ以上で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基及びピレニル基のうち一つであるが、本発明は上記に限定されるものではない。
【００４０】
例えば、前記化学式１で、Ｒ１２〜Ｒ１８、及びＲ２１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、またはリン酸基やその塩であり、Ｒ１１、Ｒ１９及びＲ２０は互いに独立して、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基またはピレニル基であるが、本発明は上記に限定されるものではない。
【００４１】
前記−Ｓｉ（Ｒ３１）（Ｒ３２）（Ｒ３３）、−Ｎ（Ｒ３４）（Ｒ３５）、−Ｓｉ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）及び−Ｎ（Ｒ３９）（Ｒ４０）で、Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であってもよい。
【００４２】
例えば、前記Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であってもよい。
【００４３】
また、前記Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−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、ヘキシル基など）、Ｃ１−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、ペントキシ基など）、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、及びリン酸基やその塩のうち一つ以上で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基及びピレニル基のうち一つであるが、本発明は上記に限定されるものではない。
【００４４】
前記Ｑ１〜Ｑ５についての説明は、前記Ｒ３１についての説明を参照することで、ここでの説明は省略する。
【００４５】
前記化学式１で、Ｒ１が窒素含有基であり、ｃ及びｄが互いに独立して、１または２であってもよい。または前記化学式１で、Ｒ２〜Ｒ５のうち少なくとも一つが窒素含有基であってもよい。
【００４６】
前述のようなカルバゾール系化合物は、例えば、下記化学式１Ａ〜１Ｋのうちいずれか一つで表される。
【化４】
・・・化学式１Ａ
・・・化学式１Ｂ
・・・化学式１Ｃ
・・・化学式１Ｄ
・・・化学式１Ｅ
・・・化学式１Ｆ
・・・化学式１Ｇ
・・・化学式１Ｈ
・・・化学式１Ｉ
・・・化学式１Ｊ
・・・化学式１Ｋ
【００４７】
前記化学式１Ａ〜１Ｋで、Ａｒ１、Ａｒ２、ａ、ｂ、Ｒ１１、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｚ１〜Ｚ４、Ｑ１〜Ｑ５及びｘについての説明は、前述を参照することで、ここでの説明は省略する。
【００４８】
前記化学式１Ａ〜１Ｋで、Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ及びＲ３は、前述のような窒素含有基である。前記窒素含有基についての説明は、前述を参照することでここでの説明は省略する。
【００４９】
例えば、前記化学式１Ａ〜１Ｋで、Ａｒ１及びＡｒ２は、前記化学式２Ａ〜２Ｉのうち一つであり、ａ及びｂは互いに独立して、０または１であり、Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ及びＲ３は互いに独立して、前記化学式３Ａ〜３Ｍのうちいずれか一つであり、Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であり、ｘは、１〜８の整数であるが、それらに限定されるものではない。
【００５０】
前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、例えば、下記化合物１〜３３のうちいずれか一つであるが、本発明は下記に限定されるものではない。
【化５】
【００５１】
前述のような化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、トリアリールアミン構造を有しつつ、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つが、本質的に（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）前述の窒素含有基であるため、高いガラス転移温度及び／または融点を有しつつ、電子注入に対して安定している。従って、前記カルバゾール系化合物が、有機発光素子の１対の電極（アノード及びカソード）間に介在する場合、有機発光素子の駆動時に、電極間の有機層内、層間または有機層と電極との間に発生するジュール熱に対して高い耐熱性を有することができる。例えば、前記カルバゾール系化合物が、発光層とアノードとの間に介在する場合、発光層を通過して伝えられる電子によって、実質的に劣化されない。前記カルバゾール系化合物が、発光層とカソードとの間に介在する場合、発光層を通過して伝えられる正孔によって、実質的に劣化しない。
【００５２】
また、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、フルオレン環を本質的に含むので、前記カルバゾール系化合物を含むフィルムは、高い平坦化度を有することができ、また、前記カルバゾール系化合物を含んだ有機発光素子は、優秀な電気的特性を有することができる。
【００５３】
さらに、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物において、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つが、前述のような窒素含有基であるため、前記窒素含有基を介して、正孔移動度調節が容易になる。そのため、前記カルバゾール系化合物を採用した有機発光素子は、電荷（電子及び正孔）均衡（ｂａｌａｎｃｅ）が極大化され、発光層での発光効率が上昇する。一般的に、正孔移動速度は、電子移動速度に比べて相対的に速いので、アノードから注入された正孔は、電子に比べて発光層に過剰注入されうる。これにより、発光層において励起子形成領域がカソード側に偏ったり、過剰注入された正孔によって、発光層などの有機層が劣化され、有機発光素子の寿命が短縮したりする問題が発生し得た。しかし、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つ存在する窒素含有基によって、正孔移動度が制御（例えば、正孔移動度が相対的に低減する）されるため、発光層に達する正孔及び電子の均衡が極大化され、これにより、長寿命の有機発光素子を実現することができる。
【００５４】
また、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つ存在する窒素含有基によって、発光層から拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）された電子が安定化されるため、長寿命の有機発光素子の実現にさらに効果的である。
【００５５】
一方、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物において、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つ存在する窒素含有基は、前記化学式１の中央に位置した窒素に、直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）結合されているのではなく、フルオレン環またはＡｒ３を挟んで、化学式１の中央に位置した窒素と結合されている。これにより、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つ存在する窒素含有基が窒素と直接結合されることで発生しうる正孔移動特性などの正孔関連特性の変化を防止することができ、有機発光素子の効率が向上することができる。
【００５６】
本明細書において、非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基、ヘキシル基のようなＣ１−Ｃ６０の直鎖または分枝型アルキル基を挙げることができ、置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基は、前記非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基のうち一つ以上の水素原子が、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、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、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ６０アルキル基、Ｃ２−Ｃ６０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ６０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ６０アリール基、Ｃ２−Ｃ６０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１１）（Ｑ１２）、及び−Ｓｉ（Ｑ１３）（Ｑ１４）（Ｑ１５）（ここで、Ｑ１１〜Ｑ１５は互いに独立して、水素、Ｃ１−Ｃ６０アルキル基、Ｃ２−Ｃ６０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ６０アルキニル基、Ｃ５−Ｃ６０アリール基、及びＣ２−Ｃ６０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。
【００５７】
本明細書において、非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基は、−ＯＡ（ただし、Ａは、前述のような非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基である）の化学式を有し、その具体的な例として、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基などがあり、それらアルコキシ基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述の置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００５８】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基は、前記非置換のＣ２−Ｃ６０アルキル基の中間が末端に、一つ以上の炭素二重結合を含有しているものを意味する。例としては、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基などがある。それら非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述の置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００５９】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基は、前記定義されたようなＣ２−Ｃ６０アルキル基の中間か末端に、一つ以上の炭素三重結合を含有しているものを意味する。例としては、エチニル基（ｅｔｈｙｎｙｌ）、プロピニル基（ｐｒｏｐｙｎｙｌ）などがある。それらアルキニル基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述の置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００６０】
本明細書において、非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基は、一つ以上の芳香族環を含むＣ５−Ｃ６０炭素環芳香族系を有する一価（ｍｏｎｏｖａｌｅｎｔ）基を意味し、非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基は、一つ以上の芳香族環を含むＣ５−Ｃ６０炭素環芳香族系を有する二価（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、互いに融合される。前記アリール基及びアリーレン基のうち一つ以上の水素原子は、前述の置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００６１】
前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基の例としては、フェニル基、Ｃ１−Ｃ１０アルキルフェニル基（例えば、エチルフェニル基）、Ｃ１−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）、Ｃ１−Ｃ１０アルキルナフチル基（例えば、メチルナフチル基）、Ｃ１−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、アセナフチレニル基、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、オバレニル基などを挙げることができる。また、置換されたＣ５−Ｃ６０アリール基の例は、前述のような非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基の例と、前記置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の置換基とを参照することにより容易に理解することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。さらに、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基の例も、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基の例を参照することにより、容易に理解することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６２】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちから選択された１個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである、一つ以上の芳香族環を有する一価基を意味する。非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリーレン基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちから選択された１個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである、一つ以上の芳香族環を有する二価基を意味する。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、互いに融合されてもよい。前記ヘテロアリール基及びヘテロアリーレン基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００６３】
前記非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基の例には、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ることができる。前記非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリーレン基の例は、前記置換または非置換のＣ２−Ｃ６０アリーレン基の例を参照すれば、容易に理解可能である。
【００６４】
前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基は、−ＯＡ２（ここで、Ａ２は、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基である）を指し、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基は、−ＯＡ３（ここで、Ａ３は、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基である）を指す。
【００６５】
前記化学式１を有するカルバゾール系化合物は、公知の有機合成方法を利用して合成される。前記カルバゾール系化合物の合成方法は、後述する実施例を参照すれば、当業者にとっては容易に理解可能であろう。
【００６６】
前記化学式１のカルバゾール系化合物は、有機発光素子における１対の電極間に使われてもよい。例えば、前記カルバゾール系化合物は、発光層、アノードと発光層との間及び／または発光層とカソードとの間に使われてもよい。例えば、前記カルバゾール系化合物は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層及び／または電子輸送層に含まれてもよい。
【００６７】
従って、第１電極、前記第１電極に対向した第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層を含み、前記有機層が、前述のような化学式１で表示されたカルバゾール系化合物を含んだ有機発光素子が提供される。
【００６８】
前記有機層は、１種以上の前記カルバゾール系化合物を含んでもよい。例えば、前記有機発光素子は、前記カルバゾール系化合物として、化合物２だけを単一に含んでもよいし、あるいは化合物２及び８の組み合わせを含んでもよい。例えば、前記有機発光素子が化合物２及び８を含む場合、前記化合物２及び８は、同じ層（例えば、正孔輸送層）に混合物の形態で存在したり、あるいは互いに異なる層にそれぞれ（例えば、化合物２は正孔輸送層に存在し、化合物８は電子輸送層に含まれるなど）含まれたり、多様な変形例が可能である。本明細書において、「前記有機層は、前記カルバゾール系化合物を１種以上含む」という表現は、前述を参照し、容易に理解されるであろう。
【００６９】
前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層（以下、「Ｈ−機能層（Ｈ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒ）」とする）、バッファ層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、及び電子輸送機能及び電子注入能を有する機能層（以下、「Ｅ−機能層（Ｅ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒ）」とする）のうち少なくとも１層を含んでもよい。
【００７０】
本明細書において、「有機層」は、有機発光素子において、第１電極と第２電極との間に介在する単一及び／または複数の層を指す用語である。
【００７１】
前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層及び発光層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層に、前記カルバゾール系化合物が含まれていてもよい。例えば、前記有機層は、前記カルバゾール系化合物を含んだ正孔輸送層またはＨ−機能層を含んでもよい。
【００７２】
前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層は、前記カルバゾール系化合物以外に、前記カルバゾール系化合物の正孔移動度及び伝導度よりも大きい正孔移動度及び伝導度を有する両極性（ｂｉｐｏｌａｒ）化合物をさらに含んでもよい。前記両極性化合物を追加することによって、正孔注入特性が向上し、有機発光素子の駆動電圧が低下する。このとき、前記両極性化合物と、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物とが共に使用されるので、両極性化合物によって多量の正孔が注入された場合であっても、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物によって、正孔移動度調節、電荷均衡（ｃｈａｒｇｅ ｂａｌａｎｃｅ）及び／または電子安定化がなされるので、有機発光素子の効率及び寿命向上を図ることができる。従って、前記両極性化合物と、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物とを共に使用（例えば、アノードと発光層との間に採用する）することにより、駆動電圧低下、効率上昇及び寿命延長を同時に達成することができる。
【００７３】
前記両極性化合物は、例えば、下記化学式３００で表される。
【化６】
・・・化学式３００
【００７４】
前記化学式３００で、Ａｒ１１及びＡｒ１２は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基である。前記Ａｒ１１及びＡｒ１２についての説明は、前記Ａｒ１についての詳細な説明を参照することで、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７５】
前記化学式３００で、前記ｅ及びｆは互いに独立して、０〜５の整数である。前記ｅ及びｆについての説明は、前記ａについての詳細な説明を参照することで、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７６】
前記化学式３００で、Ｒ５１〜Ｒ５８、及びＲ６１〜Ｒ６９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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換または非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換または非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基であってもよい。前記Ｒ５１〜Ｒ５８、及びＲ６１〜Ｒ６９についての詳細な説明は、前記Ｒ１１についての詳細な説明を参照することで、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７７】
前記化学式３００で、Ｒ５９は、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、ピリジル基、及び重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、並びに置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基及びピリジル基のうち一つであってもよい。
【００７８】
一実施形態によれば、前記両極性化合物は、下記化学式３００Ａで表される。ただし、本発明は、化学式３００Ａに限定されるものではない。
【化７】
・・・化学式３００Ａ
【００７９】
前記化学式３００Ａで、Ｒ５１、Ｒ６０、Ｒ６１及びＲ５９についての詳細な説明は、前述を参照することで、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８０】
例えば、前記両極性化合物は、下記化合物３００である。ただし、本発明は、以下に限定されるものではない。
【化８】
・・・化学式３００
【００８１】
前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層は、前述のような化学式１のカルバゾール系化合物（両極性化合物を加えてもよい）以外に、膜の導電性などを向上させるために、電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００８２】
前記電荷生成物質は、例えば、ｐ型ドーパントであってもよい。前記ｐ型ドーパントの非制限的な例としては、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）、及び２，３，５，６−テトラフルオロ−テトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４−ＣＴＮＱ）のようなキノン誘導体、タングステン酸化物並びにモリブデン酸化物のような金属酸化物、及び下記化合物２００のようなシアノ基含有化合物などを挙げることができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化９】
・・・化学式２００
・・・４−ＣＴＮＱ
【００８３】
前記正孔注入層、前記正孔輸送層または前記Ｈ−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、正孔注入層、前記正孔輸送層または前記Ｈ−機能層中に均一に（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）分散されてもよいし、あるいは不均一に分布されてもよく、多様な変形が可能である。
【００８４】
前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層と、前記発光層との間には、バッファ層が介在してもよい。前記バッファ層は、発光層から放出された光の波長による光学的共振距離を補償して効率を上昇させる役割を果たすことができる。前記バッファ層は、公知の正孔注入材料、正孔輸送材料を含んでもよい。または前記バッファ層は、バッファ層下部に形成された前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層に含まれた物質のうち一つと同じ物質を含んでもよい。
【００８５】
前記バッファ層の厚みは、１０Å（１ｎｍ）〜７００Å（７０ｎｍ）、より好ましくは、２０Å（２ｎｍ）〜５００Å（５０ｎｍ）の範囲であるが、本発明は、それに限定されるものではない。前記バッファ層の厚みが前記範囲を満足する場合、発光層から放出される光の波長による光学的共振距離を効果的に補償し、有機発光素子の効率を向上させることができる。
【００８６】
前記有機発光素子の第１電極（例えば、アノード）と第２電極（例えば、カソード）との間に、正孔輸送層が含まれる場合、前記正孔輸送層は、単一層構造または多層構造を有してもよい。
【００８７】
例えば、前記正孔輸送層は、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物を含んだ単一層であるか、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物と、前記化学式３００で表される両極性化合物とを含んだ単一層であってもよい。例えば、前記有機発光素子の第１電極と発光層との間の構造は、下記１）〜４）の構造を有してもよいが、それらに限定されるものではない。
【００８８】
１）第１電極／正孔注入層／正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
２）第１電極／正孔注入層／正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
３）第１電極／正孔注入層／正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、及び
４）第１電極／正孔注入層／正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
【００８９】
前記１）〜４）の構造において正孔輸送層は、前述のような電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００９０】
また、前記正孔輸送層が多層構造を有する場合、前記正孔輸送層は、前記第１電極から順次に積層された第１正孔輸送層及び第２正孔輸送層を含んでもよい。前記第１正孔輸送層及び第２正孔輸送層は、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物と、前記化学式３００で表される両極性化合物とのうち一つ以上を含んでもよい。例えば、前記有機発光素子の第１電極と発光層との間の構造は、下記５）〜１６）の構造を有してもよいが、本発明は以下に限定されるものではない。
【００９１】
５）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
６）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
７）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
８）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
９）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
１０）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
１１）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
１２）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
１３）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
１４）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
１５）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、及び
１６）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層。
【００９２】
前記５）〜１６）の構造において、第１正孔輸送層及び第２正孔輸送層のうち一つ以上は、前述のような電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００９３】
前記第１正孔輸送層と第２正孔輸送層との厚み比は、１：９〜９：１、より好ましくは、３：７〜７：３であってもよい。例えば、前記第１正孔輸送層と第２正孔輸送層との厚み比は、約５：５である。
【００９４】
前記有機発光素子の第１電極と第２電極との間に、Ｈ−機能層が含まれる場合、前記Ｈ−機能層は、単一層または多層構造を有することができる。
【００９５】
例えば、前記Ｈ−機能層は、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物を含んだ単一層であるか、あるいは前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物と、前記化学式３００で表される両極性化合物とを含んだ単一層であってもよい。例えば、前記有機発光素子の第１電極と発光層との間の構造は、下記１７）〜２０）の構造であってもよい。ただし、本発明は、以下に限定されるものではない。
【００９６】
１７）第１電極／Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
１８）第１電極／Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
１９）第１電極／Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、及び
２０）第１電極／Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層。
【００９７】
前記１７）〜２０）の構造においてＨ−機能層は、前述のような電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００９８】
また、前記Ｈ−機能層が多層構造を有する場合、前記Ｈ−機能層は、前記第１電極から順次積層された第１Ｈ−機能層及び第２Ｈ−機能層を含んでもよい。前記第１Ｈ−機能層及び第２Ｈ−機能層は、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物と、前記化学式３００で表される両極性化合物とのうち一つ以上を含んでもよい。例えば、前記有機発光素子の第１電極と発光層との間の構造は、下記２１）〜３２）の構造であってもよい。ただし、本発明は、以下に限定されるものではない。
【００９９】
２１）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
２２）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２３）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２４）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２５）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
２６）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２７）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２８）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
２９）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
３０）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
３１）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、及び
３２）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層。
【０１００】
前記２１）〜３２）の構造において、第１Ｈ−機能層及び第２Ｈ−機能層のうち一つ以上は、前述のような電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【０１０１】
前記第１Ｈ−機能層と第２Ｈ−機能層との厚み比は、１：９〜９：１、より好ましくは、３：７〜７：３である。例えば、前記第１Ｈ−機能層と第２Ｈ−機能層との厚み比は、約５：５である。
【０１０２】
前記発光層は、リン光ドーパントをさらに含み、前記発光層に含まれたカルバゾール系化合物は、リン光ホストの役割を行うことができる。前記リン光ドーパントは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの有機金属錯体、またはそれらのうち２以上の組み合わせを含んだ有機金属錯体であるが、本発明は、上記に限定されるものではない。
【０１０３】
前記発光層は、赤色、緑色または青色の発光層であってもよい。例えば、前記発光層は、青色発光層である。前記カルバゾール系化合物は、リン光ドーパントを含んだ青色発光層と共に使われ、高効率、高輝度、高色純度及び長寿命を有する青色発光有機発光素子を提供することができる。
【０１０４】
また、前記有機層は、電子輸送層を含み、前記電子輸送層に、前記カルバゾール系化合物が存在してもよい。ここで、前記電子輸送層は、前記カルバゾール系化合物以外に、金属含有化合物をさらに含んでもよい。
【０１０５】
または前記有機層は、電子輸送層を含む、前記電子輸送層に公知の電子輸送性有機化合物及び金属含有化合物を含んでもよい。
【０１０６】
前記金属含有化合物は、Ｌｉ錯体であってもよい。前記Ｌｉ錯体の例としては、キノリン酸リチウム（ＬｉＱ）または下記化合物２０３などを挙げることができる。
【化１０】
・・・化学式２０３
【０１０７】
図１は、本発明の一具現例による有機発光素子１０の断面図を概略的に図示したものである。以下、図１を参照しつつ、本発明の一実施形態による有機発光素子の構造及び製造方法について説明する。
【０１０８】
前記基板１１としては、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用することができる。例えば、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るガラス基板または透明プラスチック基板を使用することができる。
【０１０９】
前記第１電極１３は、基板上部に、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成膜することによって形成される。前記第１電極１３がアノードである場合、正孔注入が容易なように、第１電極用物質は、仕事関数が大きな物質が選択される。前記第１電極１３は、反射型電極または透過型電極であってもよい。第１電極用物質として、透明であって伝導性にすぐ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）などを利用することができる。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）などを利用し、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。
【０１１０】
前記第１電極１３は、単一層構造または２以上の多層構造を有することができる。例えば、前記第１電極１３は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの３層構造を有するが、本発明は、当該構造に限定されるものではない。
【０１１１】
前記第１電極１３の上部には、有機層１５が形成される。
【０１１２】
前記有機層１５は、正孔注入層、正孔輸送層、バッファ層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を含んでもよい。
【０１１３】
正孔注入層（ＨＩＬ）は、前記第１電極１３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（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法のような多様な方法を利用して形成される。
【０１１４】
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などによって異なるが、例えば、蒸着温度約１００〜約５００℃、真空度約１０−８〜約１０−３ｔｏｒｒ、蒸着速度約０．０１〜約１００Å（約１０ｎｍ）／ｓｅｃの範囲で選択される。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【０１１５】
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２，０００ｒｐｍ〜約５，０００ｒｐｍ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℃〜２００℃の温度範囲で選択される。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【０１１６】
正孔注入物質としては、公知の正孔注入物質を使用することができる。公知の正孔注入物質としては、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（ＤＮＴＰＤ）、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス｛Ｎ，Ｎジフェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ：ＰＳＳ）などを使用することができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１１】
【０１１７】
前記正孔注入層の厚みは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１０，０００Å（約１０００ｎｍ）、より好ましくは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１，０００Å（約１００ｎｍ）である。前記正孔注入層の厚みが、前述の範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、所望の正孔注入特性を得ることができる。
【０１１８】
次に、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、正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成する。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を適用してもよい。
【０１１９】
正孔輸送物質としては、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物、前記両極性化合物及び公知の正孔輸送物質のうちから、少なくとも一つを使用することができる。公知の正孔輸送材料としては、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）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）などを挙げることができるが、本発明は、上記に限定されるものではない。
【化１２】
【０１２０】
前記正孔輸送層の厚みは、約５０Å（約５ｎｍ）〜約２，０００Å（約２００ｎｍ）、より好ましくは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１，５００Å（約１５０ｎｍ）である。前記正孔輸送層の厚みが、前述の範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、所望の正孔輸送特性を得ることができる。
【０１２１】
また、前記正孔輸送層の上部に、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、バッファ層を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によってバッファ層を形成する場合、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を適用してもよい。
【０１２２】
前記バッファ層についての詳細な説明は、前述を参照し、ここでの説明は省略する。
【０１２３】
また、前記バッファ層の上部に、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、発光層（ＥＭＬ）を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって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を適用してもよい。
【０１２４】
前記発光層物質としては、公知の発光材料（ホスト及び／またはドーパント）のうち１種以上の物質を使用することができる。
【０１２５】
公知のホストの例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、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（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）などを使用することができるが、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１３】
【０１２６】
前記ドーパントは、蛍光ドーパント及びリン光ドーパントのうち、少なくとも一つであってもよい。
【０１２７】
公知の赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）などを利用することができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１４】
【０１２８】
また、公知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３、１０−（２−ベンゾチアゾリル）−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−［１］ベンゾピラの［６，７，８−ｉｊ］キノリジン−１１−オン（Ｃ５４５Ｔ）などを利用することができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１５】
【０１２９】
一方、公知の青色ドーパントとして、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）３、ｔｅｒ−フルオレン、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）、１，４−ビス−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）などを利用することができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１６】
【０１３０】
前記発光層がホスト及びドーパントを含む場合、ドーパントの含有量は、一般的に、ホスト約１００重量部を基準として、約０．０１〜約１５重量部の範囲で選択されるが、それに限定されるものではない。
【０１３１】
前記発光層の厚みは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１，０００Å（約１００ｎｍ）、より好ましくは、約２００Å（約２０ｎｍ）〜約６００Å（約６０ｎｍ）である。前記発光層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、優秀な発光特性を得ることができる。
【０１３２】
次に、発光層の上部に、電子輸送層（ＥＴＬ）を、真空蒸着法、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って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を適用してもよい。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して輸送する機能を行うものであり、公知の電子輸送物質または前記化学式１のカルバゾール系化合物を利用することができる。公知の電子輸送物質の例としては、キノリン誘導体、特に、Ａｌｑ３、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（ｐ−フェニルフェノラート）−アルミニウム（ＢＡｌｑ）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）−ベリリウム（ＢｅＢｑ２）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、化合物２０１、化合物２０２のような材料を使用することができる。ただし本発明は上記に限定されるものではない。
【化１７】
・・・化学式２０１
・・・化学式２０２
【０１３３】
前記電子輸送層の厚みは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１，０００Å（約１００ｎｍ）、より好ましくは、約１５０Å（約１５ｎｍ）〜約５００Å（約５０ｎｍ）である。前記電子輸送層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、所望の電子輸送特性を得ることができる。
【０１３４】
または前記電子輸送層は、公知の電子輸送性有機化合物、または前記化学式１のカルバゾール系化合物以外に、金属含有物質をさらに含んでもよい。
【０１３５】
また、電子輸送層の上部に、カソードから電子の注入を容易にする機能を有する電子注入層（ＥＩＬ）が積層されてもよい。当該電子注入層は特別に材料を制限されない。
【０１３６】
前記電子注入層の形成材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯのような公知である任意の物質を利用することができる。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を適用してもよい。
【０１３７】
前記電子注入層の厚みは、約１Å（約０．１ｎｍ）〜約１００Å（約１０ｎｍ）、より好ましくは約３Å（約０．３ｎｍ）〜約９０Å（約９ｎｍ）である。前記電子注入層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、所望の電子注入特性を得ることができる。
【０１３８】
以上説明した有機層１５の上部には、第２電極１７が形成される。前記第２電極は、電子注入電極であるカソードであり、前記第２電極形成用の金属としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの混合物を使用することができる。具体的な例としては、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）などが使用でき、薄膜に形成することで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することもでき、多様な変形が可能である。
【０１３９】
以上、前記有機発光素子について、図１を参照しつつ説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。
【０１４０】
例えば、前記有機発光素子の第１電極１３と発光層との間の構造は、前述の１）〜３２）の構造のうち一つに変形することができる。このとき、Ｈ−機能層の厚みは、１００Å（約１０ｎｍ）〜１０，０００Å（約１０００ｎｍ）、より好ましくは、５００Å（約５０ｎｍ）〜５，０００Å（約５００ｎｍ）である。前記Ｈ−機能層の厚みが、前述の範囲を満足する場合、駆動電圧を上昇させることなく、優秀な電気的特性の有機発光素子を製作することができる。
【０１４１】
また、発光層にリン光ドーパントを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拡散す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、またはＨ−機能層と発光層との間に、正孔阻止層（ＨＢＬ）を形成することができる。正孔阻止層（ＨＢＬ）は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の方法を利用し、形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって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を適用してもよい。正孔阻止材料としては公知の材料を使用することができ、その例としては、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体やフェナントロリン誘導体などを挙げることができる。例えば、下記のような２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）を正孔阻止層の材料として使用することができる。
【化１７】
【０１４２】
前記正孔阻止層の厚みは、約２０Å（約２ｎｍ）〜約１，０００Å（約１００ｎｍ）、より好ましくは、約３０Å（約３ｎｍ）〜約３００Å（約３０ｎｍ）である。前記正孔阻止層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、優秀な正孔阻止特性を得ることができる。
【０１４３】
以下、合成例及び実施例を挙げて、本発明の一実施形態によ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。
【０１４４】
［実施例］
［中間体ａ〜ｊの合成］
下記反応式１によって、中間体ａ〜ｊを合成した。
［中間体合成の反応式］
【化１８】
【０１４５】
［中間体ｃの合成］
中間体ａ １０．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）、中間体ｂ １８．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパレジウム（０）（Ｐｄ２（ｄｂａ）３）１．３５ｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド７．２ｇ（７５ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３）３００ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）３００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温まで冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、中間体ｃ（１８．５ｇ、収率８２％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ−ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって確認した。
Ｃ３３Ｈ２６Ｎ２：Ｍ＋４５０．２１
【０１４６】
［中間体ｅの合成］
中間体ａ １０．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）、中間体ｄ １９．９ｇ（５０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ １．３５ｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド７．２ｇ（７５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ３００ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン３００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温まで冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、中間体ｅ（２２．５ｇ、収率８５％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳによって確認した。
Ｃ３９Ｈ３０Ｎ２：Ｍ＋５２６．２４
【０１４７】
［中間体ｈの合成］
中間体ｆ ５．８ｇ（２０ｍｍｏｌ）、中間体ｇ ９．５ｇ（６０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ０．５ｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド２．９ｇ（７５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ １２０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン１００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温まで冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、中間体ｈ（４．３ｇ、収率７４％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳによって確認した。
Ｃ２０Ｈ１８Ｎ２：Ｍ＋２８６．１５
【０１４８】
［中間体ｊの合成］
中間体ｈ ４．０ｇ（１４ｍｍｏｌ）、中間体ｉ ３．６ｇ（１４ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ３８０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド２．０ｇ（２１ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ８４ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン１００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温まで冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、中間体ｊ（６．１ｇ、収率８３％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳによって確認した。
Ｃ３８Ｈ２９Ｎ３：Ｍ＋５２７．２４
【０１４９】
［中間体１〜９の化学式］
【化１９】
【０１５０】
［化合物２，３，８，１４，１５，１６，２０，３１及び３３の合成のための反応式］
【化２０】
【０１５１】
［化合物２の合成］
中間体ｃ ４．５０ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体１ ２．８４ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ２７０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ６０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン１００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温に冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、化合物２（５．６９ｇ、収率８７％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳとＮＭＲ（ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）によって確認した。
Ｃ４８Ｈ３５Ｎ３：Ｍ＋６５３．２８
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．７０（ｍ，２Ｈ）、８．２２−８．２０（ｄ，１Ｈ）、７．７９（ｄ，１Ｈ）、７．７８−７．７４（ｍ，２Ｈ）７．５７−７．２３（ｍ，１６Ｈ）、７．１４−７．０８（ｍ，２Ｈ）、６．９２−６．８８（ｍ，１Ｈ）、６．８１−６．７９（ｍ，１Ｈ）、６．６６−６．６４（ｍ，１Ｈ）、６．４７（ｍ，２Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５２】
［化合物８の合成］
中間体１の代わりに、中間体２ ３．１ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物８（６．０６ｇ、８９％）を得た。合成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４９Ｈ３６Ｎ４：Ｍ＋６８０．２９
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．８９（ｍ，２Ｈ）、８．６７−８．６６（ｍ，２Ｈ）、８．２２−８．２０（ｄ，１Ｈ）、７．９４−７．９０（ｍ，３Ｈ）、７．７８−７．７６（ｍ，１Ｈ）、７．６８（ｍ，１Ｈ）、７．６３−７．６１（ｍ，１Ｈ）、７．５０−７．４６（ｍ，６Ｈ）、７．４０−７．２２（ｍ，６Ｈ）、７．１４−７．０８（ｍ，２Ｈ）、７．００（ｍ，２Ｈ）、６．９１−６．８９（ｍ，１Ｈ）、６．７４−６．７２（ｍ，１Ｈ）６．６１（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５３】
［化合物１４の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体３ ２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物１４（５．３０ｇ、７８％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３７Ｎ３：Ｍ＋６７９．３０
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．９０（ｍ，１Ｈ）、８．６０−８．５８（ｍ，１Ｈ）、８．２４−８．２２（ｄ，１Ｈ）、８．１５（ｓ，１Ｈ）、７．９３−７．９１（ｍ，１Ｈ）、７．７８−７．８４（ｍ，２Ｈ）、７．６７−７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５８−７．５４（ｍ，３Ｈ）、７．５２−７．４６（ｍ，５Ｈ）、７．３８−７．２４（ｍ，６Ｈ）、７．２１−７．１９（ｄ，１Ｈ）、７．１３−７．１０（ｍ，２Ｈ）、６．７１−６．６４（ｍ，３Ｈ）、６．５８−６．５４（ｍ，２Ｈ）、６．４２（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５４】
［化合物１５の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体４ ２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物１５（５．５７ｇ、８２％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲとによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３７Ｎ３：Ｍ＋６７９．３０
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．７２（ｍ，２Ｈ）、８．２４−８．２２（ｄ，１Ｈ）、８．１５（ｓ，１Ｈ）、７．７８−７．７３（ｍ，２Ｈ）、７．６７−７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５８−７．５５（ｍ，７Ｈ）、７．５１−７．４７（ｍ，４Ｈ）、７．３９−７．２７（ｍ，４Ｈ）、７．２１−７．１９（ｄ，１Ｈ）、７．１３−７．１０（ｍ，２Ｈ）、６．７１−６．６６（ｍ，３Ｈ）、６．５８−６．５４（ｍ，２Ｈ）、６．４２（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５５】
［化合物１６の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体５ ２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物１６（５．８５ｇ、８６％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３７Ｎ３：Ｍ＋６７９．３０
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．８６（ｍ，１Ｈ）、８．６５−８．６４（ｍ，１Ｈ）、８．２４−８．２２（ｄ，１Ｈ）、８．１５（ｓ，１Ｈ）、７．８５−７．７４（ｍ，１Ｈ）、７．７８−７．７３（ｍ，２Ｈ）、７．６７−７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５８−７．５５（ｍ，３Ｈ）、７．５１−７．４７（ｍ，４Ｈ）、７．４３−７．１１（ｍ，８Ｈ）、７．０７−７．０４（ｍ，３Ｈ）、６．７４−６．７０（ｍ，１Ｈ）、６．５８−６．５４（ｍ，２Ｈ）、６．４９（ｍ，１Ｈ）、６．２３−６．２１（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５６】
［化合物２０の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｊ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体７ １．５７ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物２０（４．９５ｇ、８２％）を得た。生成された化合物は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４４Ｈ３３Ｎ３：Ｍ＋０３．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．９４（ｓ，１Ｈ）、８．６５−８．６４（ｍ，１Ｈ）、８．２２−。２０（ｄ，１Ｈ）、８．０６−８．０４（ｍ，１Ｈ）、７．７６−７．７２（ｍ，３Ｈ）、７．５７−７．５５（ｍ，２Ｈ）、７．５０−７．４５（ｍ，４Ｈ）、７．４３−７．２３（ｍ，６Ｈ）、７．０９−７．０５（ｍ，２Ｈ）、６．８７−６．８５（ｍ，１Ｈ）、７．７３−７．７０（ｍ，１Ｈ）、６．６７−６．６３（ｍ，１Ｈ）、６．４８−６．４７（ｍ，１Ｈ）、６．３０−６．２７（ｍ，２Ｈ）、１．６３（ｓ，６Ｈ）
【０１５７】
［化合物３１の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び化合物６ ２．２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物３１（５．０４ｇ、７４％）を収得した。生成された化合物は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３９Ｎ３：Ｍ＋６８１．３１
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．２４−８．２２（ｍ，１Ｈ）、８．１５（ｍ，１Ｈ）、７．７８−７．７３（ｍ，２Ｈ）、７．６７−７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５８−７．５５（ｍ，３Ｈ）、７．５２−７．４７（ｍ，４Ｈ）、７．３９−７．２７（ｍ，４Ｈ）、７．２１−７．１９（ｍ，１Ｈ）、７．１４−７．０９（ｍ，２Ｈ）、７．０５−７．０１（ｍ，２Ｈ）、６．９０（ｍ，１Ｈ）、６．７１−６．６７（ｍ，３Ｈ）、６．５８−６．５１（ｍ，４Ｈ）、６．４２−６．４１（ｍ，１Ｈ）、３．４７（ｓ，３Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５８】
［化合物３の合成］
中間体１の代わりに、中間体８ ２．３４ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物３ ５．３１ｇ（８８％）を得た。生成された化合物は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
【０１５９】
Ｃ４４Ｈ３３Ｎ３：Ｍ＋６０３．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．５６（ｄ，１Ｈ）、７．８４−６．９８（ｍ，２０Ｈ）、６．７５（ｓ，２Ｈ）、６．５８−６．５５（ｍ，３Ｈ）、６．２８（ｄ，１Ｈ）、１．６７（ｓ，６Ｈ）
【０１６０】
［化合物３３の合成］
中間体ｃ及び中間体１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体９ ２．３４ｇ（１０ｍｍｏｌ）をそれぞれ使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物３３ ６．０５ｇ（８９％）を得た。生成された化合物は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３７Ｎ３：Ｍ＋６７９．３０
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．５６（ｄ，１Ｈ）、７．８４−６．９８（ｍ，２４Ｈ）、６．７５（ｓ，１Ｈ）、６．５８−６．５２（ｍ，５Ｈ）、１．６７（ｓ，６Ｈ）
【０１６１】
［化合物Ａ〜Ｇ］
【化２１】
【０１６２】
［化合物Ａ〜Ｇの合成のための反応式］
【化２２】
【０１６３】
［中間体ａｃの合成］
中間体ａｃの合成方法は、中間体ｃの合成方法と同一である（中間体ａａ＝中間体ｂ、中間体ａｂ＝中間体ａ）。
【０１６４】
［中間体ａｅの合成］
中間体ａ及びｄの代わりに、中間体ａａ １８．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）及び中間体ａｄ １６．７ｇ（５０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記中間体ｅの合成方法と同じ方法を利用して中間体ａｅ（１２．１ｇ、収率６５％）を合成し、ＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ４８Ｈ３０Ｎ２：Ｍ＋５７４．２４
【０１６５】
［中間体ａｉの合成］
中間体ａ及びｄの代わりに、中間体ａｆ １３．６ｇ（５０ｍｍｏｌ）及び中間体ａｇ １７．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記中間体ｅの合成方法と同じ方法を利用して中間体ａｉ（１６．５ｇ、収率６１％）を合成し、ＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ４０Ｈ３２Ｎ２：Ｍ＋５４０．２６
【０１６６】
［中間体ａｋの合成］
中間体ａ及びｄの代わりに、中間体ａｆ １３．６ｇ（５０ｍｍｏｌ）及び中間体ａｊ １７．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記中間体ｅの合成方法と同じ方法を利用して中間体ａｋ（１７．８ｇ、収率６６％）を合成し、ＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ４０Ｈ３２Ｎ２：Ｍ＋５４０．２６
【０１６７】
［中間体１１〜１７］
【０１６８】
［化合物Ａ〜Ｇ合成のための反応式］
【０１６９】
［化合物Ａの合成］
中間体ａｃ ４．５１ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体１１ ２．３３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ２７０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ６０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン１００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温に冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、化合物Ａ（収率８７％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４５Ｈ３４Ｎ２ Ｍ＋６０２．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．２３−８．２０（ｍ，１Ｈ）、７．８２（ｍ，１Ｈ）、７．７８−７．７６（ｍ，１Ｈ）、７．６４−７．７２（ｍ，２Ｈ）、７．５８−７．５６（ｍ，１Ｈ）、７．５３−７．２４（ｍ，１３Ｈ）、７．１４−７．０８（ｍ，３Ｈ）、６．９６−６．９３（ｍ，２Ｈ）、６．７６−６．７３（ｍ，１Ｈ）、６．５９−６．５６（ｍ，２Ｈ）、６．５２（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１７０】
化合物Ｂの合成
中間体１１の代わりに、中間体１２ １．５８ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｂ（収率７３％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４８Ｈ３３Ｎ３ Ｍ＋６５１．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．２３−８．１９（ｍ，２Ｈ）、７．８６−７．８５（ｍ，１Ｈ）、７．５４−７．４２（ｍ，７Ｈ）、７．３９−７．３５（ｍ，１Ｈ）、７．３１−７．０６（ｍ，１７Ｈ）、６．９２−６．８９（ｍ，１Ｈ）、６．８１−６．７６（ｍ，２Ｈ）、６．６５−６．６２（ｍ，１Ｈ）、６．５７（ｍ，１Ｈ）
【０１７１】
［化合物Ｃの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｉ ５．４１ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１３ ３．１５ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｃ（収率７１％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５６Ｈ４２Ｎ２Ｓ１ Ｍ＋７７４．３１
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ７．８１−７．７９（ｍ，１Ｈ）、７．７７（ｓ，１Ｈ）、７．７３−７．７０（ｍ，１Ｈ）、７．６５（ｍ，１Ｈ）、７．６１−７．５９（ｍ，２Ｈ）、７．５２−７．０９（ｍ，２１Ｈ）、７．０７−７．０６（ｍ，１Ｈ）、６．６９−６．６５（ｍ，２Ｈ）、６．６１−６．５６（ｍ，２Ｈ）、２．５６（ｓ，４Ｈ）、１．５７（ｓ，６Ｈ）
【０１７２】
［化合物Ｄの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｉ ５．４１ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１４ ２．７４ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｄ（収率７７％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５３Ｈ３９Ｎ３Ｏ１ Ｍ＋７３３．３１
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．１２−８．０８（ｍ，２Ｈ）、７．８１−７．７９（ｍ，１Ｈ）、７．７７（ｓ，１Ｈ）、７．７３−７．７１（ｍ，２Ｈ）、７．６５（ｍ，１Ｈ）、７．５２−７．４７（ｍ，５Ｈ）、７．４３−７．０９（ｍ，１３Ｈ）、６．９０−６．８７（ｍ，２Ｈ）、６．６１−６．５０（ｍ，３Ｈ）、２．５６（ｓ，３Ｈ）、１．５７（ｓ，６Ｈ）
【０１７３】
［化合物Ｅの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｅ ５．７５ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１５ １．５７ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｅ（収率８４％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４９Ｈ３４Ｎ２ Ｍ＋６５０．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．２３−８．２０（ｍ，１Ｈ）、７．８６−７．８５（ｍ，１Ｈ）、７．５４−７．２３（ｍ，１２Ｈ）、７．１８−７．０５（ｍ，１３Ｈ）、６．８７−６．８４（ｍ，１Ｈ）、６．８１−６．７９（ｍ，１Ｈ）、６．６６−６．６３（ｍ，２Ｈ）、６．５４（ｍ，１Ｈ）、６．３０−６．２８（ｍ，２Ｈ）
【０１７４】
［化合物Ｆの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｅ ５．７５ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１６ ３．２２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｆ（収率８５％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ６１Ｈ４１Ｎ３ Ｍ＋８１５．３３
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．２３−８．２０（ｍ，１Ｈ）、８．１２−８．１０（ｄ，２Ｈ）、７．８６−７．８５（ｍ，１Ｈ）、７．５４−７．４９（ｍ，４Ｈ）、７．４８−７．０６（ｍ，２７Ｈ）、６．８１−６．７９（ｍ，１Ｈ）、６．７６−６．６８（ｍ，３Ｈ）、６．５８（ｍ，１Ｈ）、６．５３−６．５１（ｍ，１Ｈ）
【０１７５】
［化合物Ｇの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｋ ５．４１ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１７ ２．３５ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｇ（収率７２％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３８Ｎ４ Ｍ＋６９４．３１
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．７１−８．７０（ｍ，１Ｈ）、８．３８−８．３６（ｍ，１Ｈ）、８．１７（ｍ，１Ｈ）、８．１２−８．１０（ｍ，１Ｈ）、７．８４−７．７９（ｍ，３Ｈ）、７．７７（ｓ，１Ｈ）、７．７０−７．６８（ｍ，１Ｈ）、７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５２−７．４１（ｍ，６Ｈ）、７．３５−７．０９（ｍ，１１Ｈ）、７．０２（ｍ，１Ｈ）、６．６５−６．６３（ｍ，１Ｈ）、６．３１−６．２６（ｍ，１Ｈ）、２．５６（ｓ，３Ｈ）、１．５７（ｓ，６Ｈ）
【０１７６】
［実施例１］
アノードとして、コーニング１５Ω／ｃｍ２（１，２００Å（約１２０ｎｍ））ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍ × ５０ｍｍ × ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射してオゾンに曝露して洗浄し、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。
【０１７７】
前記ＩＴＯ層の上部に、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（２−ＴＮＡＴＡ）を蒸着し、６００Å（６０ｎｍ）厚の正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に化合物２を蒸着し、３００Å（３０ｎｍ）厚の正孔輸送層を形成した。
【０１７８】
次に、前記正孔輸送層の上部に、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）及び１，４−ビス−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を、重量比９８：２で共蒸着し、３００Å（３０ｎｍ）厚の発光層を形成した。
【０１７９】
この後、前記発光層の上部にＡｌｑ３を蒸着し、３００Å（３０ｎｍ）厚の電子輸送層を形成し、前記電子輸送層の上部にＬｉＦを蒸着し、１０Å（１ｎｍ）厚の電子注入層を形成し、前記電子注入層の上部にＡｌを蒸着し、３，０００Å（３００ｎｍ）厚の第２電極（カソード）を形成することによって、有機発光素子（青色発光）を製造した。
【０１８０】
［実施例２］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物８を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８１】
［実施例３］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物１４を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８２】
［実施例４］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物１５を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８３】
［実施例５］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物１６を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８４】
［実施例６］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物２０を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８５】
［実施例７］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物３１を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８６】
［実施例８］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物３を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８７】
［実施例９］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物３３を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８８】
［比較例１］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ａを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８９】
［比較例２］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｂを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９０】
［比較例３］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｃを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９１】
［比較例４］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｄを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９２】
［比較例５］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｅを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９３】
［比較例６］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｆを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９４】
［比較例７］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｇを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９５】
［評価例１］
実施例１〜９、及び比較例１〜７の有機発光素子の駆動電圧、電流密度、輝度、発光色、効率及び半減寿命（＠１００ｍＡ／ｃｍ２）をＰＲ６５０ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃａｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ．（ＰｈｏｔｏＲｅｓｅａｒｃｈ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。
【０１９６】
【表１】
【０１９７】
表１から、実施例１〜９の有機発光素子は、比較例１〜７の有機発光素子に比べ、優秀な駆動電圧、輝度、効率、色純度及び寿命特性を有することが確認できる。
【０１９８】
［実施例１１］
アノードとして、コーニング１５Ω／ｃｍ２（１，２００Å（１２０ｎｍ））ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍ × ５０ｍｍ × ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射してオゾンに曝露して洗浄し、真空蒸着装置にこのガラス基板を設けた。
【０１９９】
前記ＩＴＯ層の上部に、２−ＴＮＡＴＡを蒸着し、６００Å（６０ｎｍ）厚の正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に、化合物３００、化合物１５及びｐ型ドーパントとしてＦ４−ＣＴＮＱを共蒸着（化合物３００：化合物１５の重量比は、７０：３０であり、ｐ型ドーパントの含有量は、１重量％（化合物３００と化合物１５との総重量が１００重量％である）である）し、１，１４０Å（１１４ｎｍ）厚の正孔輸送層を形成した。
【０２００】
前記正孔輸送層の上部に化合物３００を蒸着し、２３０Å（２３ｎｍ）厚のバッファ層を形成した後、前記バッファ層の上部に、ＡＤＮ及びＤＰＶＢｉを、重量比９８：２で共蒸着し、３００Å（３０ｎｍ）厚の発光層を形成した。
【０２０１】
この後、前記発光層の上部にＡｌｑ３を蒸着して、３００Å（３０ｎｍ）厚の電子輸送層を形成し、前記電子輸送層の上部にＬｉＦを蒸着し、１０Å（１ｎｍ）厚の電子注入層を形成した。さらに、前記電子注入層の上部にＡｌを蒸着し、３，０００Å（３００ｎｍ）厚の第２電極（カソード）を形成して、有機発光素子（青色発光）を製造した。
【０２０２】
［実施例１２］
化合物３００及び化合物１６を共蒸着（化合物３００：化合物１６の重量比は、７０：３０である）して１，３２０Å（３２ｎｍ）厚の正孔輸送層を形成し、バッファ層の厚みを５０Å（５ｎｍ）に変更したという点を除いては、前記実施例１１と同じ方法を利用し、有機発光素子を製造した。
【０２０３】
［実施例１３］
化合物３００及び化合物１６を共蒸着（化合物３００：化合物１６の重量比は、７０：３０である）して１，２７０Å（２７ｎｍ）厚の正孔輸送層を形成し、バッファ層の厚みを１００Å（１０ｎｍ）に変更したという点を除いては、前記実施例１２と同じ方法を利用して有機発光素子を製造した。
【０２０４】
［比較例１１］
化合物３００及び化合物１５の代わりに、ＮＰＢを使用したという点を除いては、前記実施例１１と同じ方法を利用して有機発光素子を製造した。
【０２０５】
［評価例２］
実施例１１〜１３、及び比較例１１の有機発光素子の駆動電圧、電流密度、輝度、発光色、効率及び半減寿命（＠１００ｍＡ／ｃｍ２）をＰＲ６５０ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃａｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ．（ＰｈｏｔｏＲｅｓｅａｒｃｈ社製）を利用して評価した。その結果は、下記表２の通りであり、実施例１１〜１３及び比較例１１の時間・寿命グラフは、図２に示した。
【０２０６】
【表２】
【０２０７】
表２及び図２から、実施例１１〜１３の有機発光素子は、比較例１１の有機発光素子に比べ、優秀な駆動電圧、効率、色純度及び寿命特性を有することがわかる。
【０２０８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２０９】
本発明のカルバゾール系化合物及び有機発光素子は、発光素子関連の技術分野に効果的に適用可能することができる。
【符号の説明】
【０２１０】
１０ 有機発光素子
１１ 基板
１３ 第１電極
１５ 有機層
１７ 第２電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルバゾール系化合物及び有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）は、自発光型素子であり、視野角が広く、応答時間が速く、コントラスト、輝度、駆動電圧及び応答速度特性に優れ、かつ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、このアノード上部に、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た構造を有する。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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】大韓民國特許公開第２００５‐００９７６７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の有機発光素子は、低駆動電圧、高輝度を維持しつつ、高効率及び長寿命を達成することができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題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、低駆動電圧、高輝度、高効率及び長寿命である有機発光素子を実現する新規構造を有するカルバゾール系化合物及び有機発光素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、下記化学式１で表されるカルバゾール系化合物が提供される。
【化１】
前記化学式１で、Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、ａ及びｂは互いに独立して、０〜５の整数であり、ｃは、１〜５の整数であり、Ｒ１〜Ｒ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３１）（Ｒ３２）（Ｒ３３）、−Ｎ（Ｒ３４）（Ｒ３５）、または窒素含有基であるが、前記Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは、窒素含有基であり、ｄは、０〜５の整数であり、Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）または−Ｎ（Ｒ３９）（Ｒ４０）であり、前記Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であり、前記窒素含有基は、少なくとも１つの窒素を環原子（ｒｉｎｇ ａｔｏｍ）として含んだ５員（５−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基、６員（６−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基、または５員芳香族基と６員芳香族基とが融合された（ｆｕｓｅｄ）９員（９−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基である。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１電極と、前記第１電極に対向した第２電極と、及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在された有機層と、を含み、前記有機層が、前記カルバゾール系化合物を１種以上含んだ有機発光素子が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
以上、説明したように本発明によれば、低駆動電圧、高輝度、高効率及び長寿命を有する有機発光素子を実現するカルバゾール系化合物及び有機発光素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図２】実施例１１〜１３及び比較例１１の有機発光素子の時間−輝度グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明のカルバゾール系化合物は、下記化学式１で表される。
【化１】
【００１３】
前記化学式１で、Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基である。
【００１４】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のペンタレニレン基（ｐｅｎｔａｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のインデニレン基（ｉｎｄｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のナフチレン基（ｎａｐｈｔｈｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のアズレニレン基（ａｚｕｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のヘプタレニレン基（ｈｅｐｔａｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のインダセニレン基（ｉｎｄａｃｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のアセナフチレン基（ａｃｅｎａｐｈｔｈｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のフルオレニレン基（ｆｌｕｏｒｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のフェナレニレン基（ｐｈｅｎａｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のフェナントレニレン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のアントリレン基（ａｎｔｈｒｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のフルオランテニレン基（ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のトリフェニレニレン基（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のピレニレン基（ｐｙｒｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のクリセニレン基（ｃｈｒｙｓｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のナフタセニレン基（ｎａｐｈｔｈａｃｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のピセニレン基（ｐｉｃｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のペリレニレン基（ｐｅｒｙｌｅｎｙｌｅｎｅ）、置換もしくは非置換のペンタフェニレン基（ｐｅｎｔａｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）、または、置換もしくは非置換のヘキサセニレン基（ｈｅｘａｃｅｎｙｌｅｎｅ）であってもよい。
【００１５】
例えば、前記Ａｒ１〜Ａｒ３が互いに独立して、下記化学式２Ａ〜２Ｉのうち一つで表されるが、本発明は、下記に限定されるものではない。
【化２】
・・・化学式２Ａ
・・・化学式２Ｂ
・・・化学式２Ｃ
・・・化学式２Ｄ
・・・化学式２Ｅ
・・・化学式２Ｆ
・・・化学式２Ｇ
・・・化学式２Ｈ
・・・化学式２Ｉ
【００１６】
前記化学式２Ａ〜２Ｉで、Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｑ１）（Ｑ２）（Ｑ３）または−Ｎ（Ｑ４）（Ｑ５）であってもよい。ここで、Ｑ１〜Ｑ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であってもよい。
【００１７】
例えば、前記化学式２Ａ〜２Ｉで、Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であってもよい。
【００１８】
例えば、前記化学式２Ａ〜２Ｉで、Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−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、ヘキシル基など）、Ｃ１−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、ペントキシ基など）、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、及びリン酸基やその塩のうち一つ以上で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基及びピレニル基のうち一つであってもよいが、それらに限定されるものではない。
【００１９】
一実施形態によれば、前記化学式２Ａ〜２Ｉで、Ｚ１〜Ｚ４は互いに独立して、水素、メチル基またはフェニル基であってもよい。
【００２０】
前記化学式２Ａ〜２Ｉで、ｘは、１〜８の整数であり、ｙは、１〜３の整数であってもよい。前記ｘ及びｙは、化学式２Ａ〜２Ｉの構造を参照し、前記範囲で適切に選択される。ｘが２以上である場合、２以上のＺ１は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。ｙが２以上である場合、２以上のＺ２は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２１】
前記化学式２Ａ〜２Ｉで＊は、化学式１の中央に位置した窒素との結合サイトを表示したものであり、＊’は、化学式１で、Ｒ１、カルバゾール環またはフルオレン環との結合サイトを表したものである。
【００２２】
前記化学式１で、ａ及びｂは互いに独立して、０〜５の整数であってもよい。ａ及び／又はｂが０である場合、化学式１のカルバゾール環及び／又はフルオレン環は、化学式１の中央に位置した窒素に、直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）結合している。例えば、前記ａ及びｂは、０、１または２がさらに好ましいが、それらに限定されるものではない。ａが２以上である場合、２以上のＡｒ１は、互いに同一であっても異なってもよい。ｂが２以上である場合、２以上のＡｒ２は、互いに同一であっても異なってもよい。
【００２３】
前記化学式１で、ｃは、１〜５の整数であってもよい。すなわち、化学式１で、Ａｒ３は必ず存在する。例えば、前記ｃは、１または２が例示できるが、それらに限定されるものではない。ｃが２以上である場合、２以上のＡｒ３は、互いに同一であっても異なってもよい。
【００２４】
前記化学式１で、Ｒ１〜Ｒ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３１）（Ｒ３２）（Ｒ３３）、−Ｎ（Ｒ３４）（Ｒ３５）または窒素含有基であるが、前記Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは、窒素含有基である。
【００２５】
例えば、前記Ｒ１〜Ｒ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基、または窒素含有基であるが、前記Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは、窒素含有基である。
【００２６】
前記窒素含有基は、少なくとも１つの窒素を環原子（ｒｉｎｇ ａｔｏｍ）として含んだ５員（５−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基、６員（６−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）芳香族環基、または５員芳香族基と６員芳香族基とが融合された（ｆｕｓｅｄ）９員（９−ｍｅｍｂｅｒｅｄ）環芳香族基である。本明細書において、「環原子」とは、環を構成している原子を意味するものである。
【００２７】
例えば、前記前記窒素含有基は、下記化学式３Ａ〜３Ｍのうちいずれか一つであってもよい。
【化３】
・・・化学式３Ａ
・・・化学式３Ｂ
・・・化学式３Ｃ
・・・化学式３Ｄ
・・・化学式３Ｅ
・・・化学式３Ｆ
・・・化学式３Ｇ
・・・化学式３Ｈ
・・・化学式３Ｉ
・・・化学式３Ｊ
・・・化学式３Ｋ
・・・化学式３Ｌ
・・・化学式３Ｍ
【００２８】
下記化学式３Ａ〜３Ｍで、Ｙ１〜Ｙ６は互いに独立して、＝Ｎ−または＝Ｃ（Ｚ１２）−であり、Ｔ１は、−Ｎ（Ｚ１３）−または−Ｃ（Ｚ１４）（Ｚ１５）−であってもよい。すなわち、前記窒素含有基の環原子は、窒素または炭素であってもよい。
【００２９】
前記化学式３Ａ〜３Ｍで、Ｚ１１〜Ｚ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基であってもよい。
【００３０】
例えば、前記Ｚ１１〜Ｚ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であってもよい。
【００３１】
また、前記Ｚ１１〜Ｚ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−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、ヘキシル基など）、Ｃ１−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、ペントキシ基など）、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、及びリン酸基やその塩のうち一つ以上で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基及びピレニル基、のうち一つであるが、本発明は、上記に限定されるものではない。
【００３２】
例えば、前記窒素含有基は、下記化学式４Ａ〜４Ｐのうちいずれか一つであってもよい。
【化４】
・・・化学式４Ａ
・・・化学式４Ｂ
・・・化学式４Ｃ
・・・化学式４Ｄ
・・・化学式４Ｅ
・・・化学式４Ｆ
・・・化学式４Ｇ
・・・化学式４Ｈ
・・・化学式４Ｉ
・・・化学式４Ｊ
・・・化学式４Ｋ
・・・化学式４Ｌ
・・・化学式４Ｍ
・・・化学式４Ｎ
・・・化学式４Ｏ
・・・化学式４Ｐ
【００３３】
前記化学式４Ａ〜４Ｐで、Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ１４及びＺ１５についての説明は、前述の通りである。
【００３４】
一実施形態によれば、前記Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ１４及びＺ１５は、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、メチル基、エチル基、プロピル基、またはブチル基であってもよい。例えば、前記化学式４Ａ〜４Ｐで、Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ１４及びＺ１５は、水素であってもよい。
【００３５】
前記化学式４Ａ〜４Ｐで、ｐは、１〜６の整数である。前記ｐは、化学式４Ａ〜４Ｐの構造によって、前記範囲内で適切に選択される。前記ｐが２以上である場合、２以上のＺ１２は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００３６】
前記化学式１でｄは、０〜５の整数であってもよい。例えば、前記ｄは、０、１または２であるが、それらに限定されるものではない。前記ｄは、Ａｒ３の構造によって、前記範囲内で適切に選択される。前記ｄが２以上である場合、２以上のＲ１は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００３７】
前記化学式１で、Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）または−Ｎ（Ｒ３９）（Ｒ４０）であってもよい。
【００３８】
例えば、前記Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であってもよい。
【００３９】
また、前記Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−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、ヘキシル基など）、Ｃ１−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、ペントキシ基など）、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、及びリン酸基やその塩のうち一つ以上で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基及びピレニル基のうち一つであるが、本発明は上記に限定されるものではない。
【００４０】
例えば、前記化学式１で、Ｒ１２〜Ｒ１８、及びＲ２１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、またはリン酸基やその塩であり、Ｒ１１、Ｒ１９及びＲ２０は互いに独立して、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基またはピレニル基であるが、本発明は上記に限定されるものではない。
【００４１】
前記−Ｓｉ（Ｒ３１）（Ｒ３２）（Ｒ３３）、−Ｎ（Ｒ３４）（Ｒ３５）、−Ｓｉ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）及び−Ｎ（Ｒ３９）（Ｒ４０）で、Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であってもよい。
【００４２】
例えば、前記Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であってもよい。
【００４３】
また、前記Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−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、ヘキシル基など）、Ｃ１−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、ペントキシ基など）、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、及びリン酸基やその塩のうち一つ以上で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、または重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基及びピレニル基のうち一つであるが、本発明は上記に限定されるものではない。
【００４４】
前記Ｑ１〜Ｑ５についての説明は、前記Ｒ３１についての説明を参照することで、ここでの説明は省略する。
【００４５】
前記化学式１で、Ｒ１が窒素含有基であり、ｃ及びｄが互いに独立して、１または２であってもよい。または前記化学式１で、Ｒ２〜Ｒ５のうち少なくとも一つが窒素含有基であってもよい。
【００４６】
前述のようなカルバゾール系化合物は、例えば、下記化学式１Ａ〜１Ｋのうちいずれか一つで表される。
【化４】
・・・化学式１Ａ
・・・化学式１Ｂ
・・・化学式１Ｃ
・・・化学式１Ｄ
・・・化学式１Ｅ
・・・化学式１Ｆ
・・・化学式１Ｇ
・・・化学式１Ｈ
・・・化学式１Ｉ
・・・化学式１Ｊ
・・・化学式１Ｋ
【００４７】
前記化学式１Ａ〜１Ｋで、Ａｒ１、Ａｒ２、ａ、ｂ、Ｒ１１、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｚ１〜Ｚ４、Ｑ１〜Ｑ５及びｘについての説明は、前述を参照することで、ここでの説明は省略する。
【００４８】
前記化学式１Ａ〜１Ｋで、Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ及びＲ３は、前述のような窒素含有基である。前記窒素含有基についての説明は、前述を参照することでここでの説明は省略する。
【００４９】
例えば、前記化学式１Ａ〜１Ｋで、Ａｒ１及びＡｒ２は、前記化学式２Ａ〜２Ｉのうち一つであり、ａ及びｂは互いに独立して、０または１であり、Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ及びＲ３は互いに独立して、前記化学式３Ａ〜３Ｍのうちいずれか一つであり、Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であり、ｘは、１〜８の整数であるが、それらに限定されるものではない。
【００５０】
前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、例えば、下記化合物１〜３３のうちいずれか一つであるが、本発明は下記に限定されるものではない。
【化５】
【００５１】
前述のような化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、トリアリールアミン構造を有しつつ、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つが、本質的に（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）前述の窒素含有基であるため、高いガラス転移温度及び／または融点を有しつつ、電子注入に対して安定している。従って、前記カルバゾール系化合物が、有機発光素子の１対の電極（アノード及びカソード）間に介在する場合、有機発光素子の駆動時に、電極間の有機層内、層間または有機層と電極との間に発生するジュール熱に対して高い耐熱性を有することができる。例えば、前記カルバゾール系化合物が、発光層とアノードとの間に介在する場合、発光層を通過して伝えられる電子によって、実質的に劣化されない。前記カルバゾール系化合物が、発光層とカソードとの間に介在する場合、発光層を通過して伝えられる正孔によって、実質的に劣化しない。
【００５２】
また、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、フルオレン環を本質的に含むので、前記カルバゾール系化合物を含むフィルムは、高い平坦化度を有することができ、また、前記カルバゾール系化合物を含んだ有機発光素子は、優秀な電気的特性を有することができる。
【００５３】
さらに、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物において、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つが、前述のような窒素含有基であるため、前記窒素含有基を介して、正孔移動度調節が容易になる。そのため、前記カルバゾール系化合物を採用した有機発光素子は、電荷（電子及び正孔）均衡（ｂａｌａｎｃｅ）が極大化され、発光層での発光効率が上昇する。一般的に、正孔移動速度は、電子移動速度に比べて相対的に速いので、アノードから注入された正孔は、電子に比べて発光層に過剰注入されうる。これにより、発光層において励起子形成領域がカソード側に偏ったり、過剰注入された正孔によって、発光層などの有機層が劣化され、有機発光素子の寿命が短縮したりする問題が発生し得た。しかし、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つ存在する窒素含有基によって、正孔移動度が制御（例えば、正孔移動度が相対的に低減する）されるため、発光層に達する正孔及び電子の均衡が極大化され、これにより、長寿命の有機発光素子を実現することができる。
【００５４】
また、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物は、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つ存在する窒素含有基によって、発光層から拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）された電子が安定化されるため、長寿命の有機発光素子の実現にさらに効果的である。
【００５５】
一方、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物において、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つ存在する窒素含有基は、前記化学式１の中央に位置した窒素に、直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）結合されているのではなく、フルオレン環またはＡｒ３を挟んで、化学式１の中央に位置した窒素と結合されている。これにより、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つ存在する窒素含有基が窒素と直接結合されることで発生しうる正孔移動特性などの正孔関連特性の変化を防止することができ、有機発光素子の効率が向上することができる。
【００５６】
本明細書において、非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基、ヘキシル基のようなＣ１−Ｃ６０の直鎖または分枝型アルキル基を挙げることができ、置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基は、前記非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基のうち一つ以上の水素原子が、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、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、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ６０アルキル基、Ｃ２−Ｃ６０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ６０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ６０アリール基、Ｃ２−Ｃ６０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１１）（Ｑ１２）、及び−Ｓｉ（Ｑ１３）（Ｑ１４）（Ｑ１５）（ここで、Ｑ１１〜Ｑ１５は互いに独立して、水素、Ｃ１−Ｃ６０アルキル基、Ｃ２−Ｃ６０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ６０アルキニル基、Ｃ５−Ｃ６０アリール基、及びＣ２−Ｃ６０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。
【００５７】
本明細書において、非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基は、−ＯＡ（ただし、Ａは、前述のような非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基である）の化学式を有し、その具体的な例として、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基などがあり、それらアルコキシ基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述の置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００５８】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基は、前記非置換のＣ２−Ｃ６０アルキル基の中間が末端に、一つ以上の炭素二重結合を含有しているものを意味する。例としては、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基などがある。それら非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述の置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００５９】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基は、前記定義されたようなＣ２−Ｃ６０アルキル基の中間か末端に、一つ以上の炭素三重結合を含有しているものを意味する。例としては、エチニル基（ｅｔｈｙｎｙｌ）、プロピニル基（ｐｒｏｐｙｎｙｌ）などがある。それらアルキニル基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述の置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００６０】
本明細書において、非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基は、一つ以上の芳香族環を含むＣ５−Ｃ６０炭素環芳香族系を有する一価（ｍｏｎｏｖａｌｅｎｔ）基を意味し、非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基は、一つ以上の芳香族環を含むＣ５−Ｃ６０炭素環芳香族系を有する二価（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、互いに融合される。前記アリール基及びアリーレン基のうち一つ以上の水素原子は、前述の置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００６１】
前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基の例としては、フェニル基、Ｃ１−Ｃ１０アルキルフェニル基（例えば、エチルフェニル基）、Ｃ１−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）、Ｃ１−Ｃ１０アルキルナフチル基（例えば、メチルナフチル基）、Ｃ１−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、アセナフチレニル基、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、オバレニル基などを挙げることができる。また、置換されたＣ５−Ｃ６０アリール基の例は、前述のような非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基の例と、前記置換されたＣ１−Ｃ６０アルキル基の置換基とを参照することにより容易に理解することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。さらに、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基の例も、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基の例を参照することにより、容易に理解することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６２】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちから選択された１個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである、一つ以上の芳香族環を有する一価基を意味する。非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリーレン基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちから選択された１個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである、一つ以上の芳香族環を有する二価基を意味する。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、互いに融合されてもよい。前記ヘテロアリール基及びヘテロアリーレン基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ１−Ｃ６０アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００６３】
前記非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基の例には、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ることができる。前記非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリーレン基の例は、前記置換または非置換のＣ２−Ｃ６０アリーレン基の例を参照すれば、容易に理解可能である。
【００６４】
前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基は、−ＯＡ２（ここで、Ａ２は、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基である）を指し、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基は、−ＯＡ３（ここで、Ａ３は、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基である）を指す。
【００６５】
前記化学式１を有するカルバゾール系化合物は、公知の有機合成方法を利用して合成される。前記カルバゾール系化合物の合成方法は、後述する実施例を参照すれば、当業者にとっては容易に理解可能であろう。
【００６６】
前記化学式１のカルバゾール系化合物は、有機発光素子における１対の電極間に使われてもよい。例えば、前記カルバゾール系化合物は、発光層、アノードと発光層との間及び／または発光層とカソードとの間に使われてもよい。例えば、前記カルバゾール系化合物は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層及び／または電子輸送層に含まれてもよい。
【００６７】
従って、第１電極、前記第１電極に対向した第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層を含み、前記有機層が、前述のような化学式１で表示されたカルバゾール系化合物を含んだ有機発光素子が提供される。
【００６８】
前記有機層は、１種以上の前記カルバゾール系化合物を含んでもよい。例えば、前記有機発光素子は、前記カルバゾール系化合物として、化合物２だけを単一に含んでもよいし、あるいは化合物２及び８の組み合わせを含んでもよい。例えば、前記有機発光素子が化合物２及び８を含む場合、前記化合物２及び８は、同じ層（例えば、正孔輸送層）に混合物の形態で存在したり、あるいは互いに異なる層にそれぞれ（例えば、化合物２は正孔輸送層に存在し、化合物８は電子輸送層に含まれるなど）含まれたり、多様な変形例が可能である。本明細書において、「前記有機層は、前記カルバゾール系化合物を１種以上含む」という表現は、前述を参照し、容易に理解されるであろう。
【００６９】
前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層（以下、「Ｈ−機能層（Ｈ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒ）」とする）、バッファ層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、及び電子輸送機能及び電子注入能を有する機能層（以下、「Ｅ−機能層（Ｅ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒ）」とする）のうち少なくとも１層を含んでもよい。
【００７０】
本明細書において、「有機層」は、有機発光素子において、第１電極と第２電極との間に介在する単一及び／または複数の層を指す用語である。
【００７１】
前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層及び発光層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層に、前記カルバゾール系化合物が含まれていてもよい。例えば、前記有機層は、前記カルバゾール系化合物を含んだ正孔輸送層またはＨ−機能層を含んでもよい。
【００７２】
前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層は、前記カルバゾール系化合物以外に、前記カルバゾール系化合物の正孔移動度及び伝導度よりも大きい正孔移動度及び伝導度を有する両極性（ｂｉｐｏｌａｒ）化合物をさらに含んでもよい。前記両極性化合物を追加することによって、正孔注入特性が向上し、有機発光素子の駆動電圧が低下する。このとき、前記両極性化合物と、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物とが共に使用されるので、両極性化合物によって多量の正孔が注入された場合であっても、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物によって、正孔移動度調節、電荷均衡（ｃｈａｒｇｅ ｂａｌａｎｃｅ）及び／または電子安定化がなされるので、有機発光素子の効率及び寿命向上を図ることができる。従って、前記両極性化合物と、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物とを共に使用（例えば、アノードと発光層との間に採用する）することにより、駆動電圧低下、効率上昇及び寿命延長を同時に達成することができる。
【００７３】
前記両極性化合物は、例えば、下記化学式３００で表される。
【化６】
・・・化学式３００
【００７４】
前記化学式３００で、Ａｒ１１及びＡｒ１２は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基である。前記Ａｒ１１及びＡｒ１２についての説明は、前記Ａｒ１についての詳細な説明を参照することで、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７５】
前記化学式３００で、前記ｅ及びｆは互いに独立して、０〜５の整数である。前記ｅ及びｆについての説明は、前記ａについての詳細な説明を参照することで、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７６】
前記化学式３００で、Ｒ５１〜Ｒ５８、及びＲ６１〜Ｒ６９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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換または非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換または非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基であってもよい。前記Ｒ５１〜Ｒ５８、及びＲ６１〜Ｒ６９についての詳細な説明は、前記Ｒ１１についての詳細な説明を参照することで、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７７】
前記化学式３００で、Ｒ５９は、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、ピリジル基、及び重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、並びに置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基及びピリジル基のうち一つであってもよい。
【００７８】
一実施形態によれば、前記両極性化合物は、下記化学式３００Ａで表される。ただし、本発明は、化学式３００Ａに限定されるものではない。
【化７】
・・・化学式３００Ａ
【００７９】
前記化学式３００Ａで、Ｒ５１、Ｒ６０、Ｒ６１及びＲ５９についての詳細な説明は、前述を参照することで、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８０】
例えば、前記両極性化合物は、下記化合物３００である。ただし、本発明は、以下に限定されるものではない。
【化８】
・・・化学式３００
【００８１】
前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層は、前述のような化学式１のカルバゾール系化合物（両極性化合物を加えてもよい）以外に、膜の導電性などを向上させるために、電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００８２】
前記電荷生成物質は、例えば、ｐ型ドーパントであってもよい。前記ｐ型ドーパントの非制限的な例としては、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）、及び２，３，５，６−テトラフルオロ−テトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４−ＣＴＮＱ）のようなキノン誘導体、タングステン酸化物並びにモリブデン酸化物のような金属酸化物、及び下記化合物２００のようなシアノ基含有化合物などを挙げることができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化９】
・・・化学式２００
・・・４−ＣＴＮＱ
【００８３】
前記正孔注入層、前記正孔輸送層または前記Ｈ−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、正孔注入層、前記正孔輸送層または前記Ｈ−機能層中に均一に（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）分散されてもよいし、あるいは不均一に分布されてもよく、多様な変形が可能である。
【００８４】
前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層のうち少なくとも１層と、前記発光層との間には、バッファ層が介在してもよい。前記バッファ層は、発光層から放出された光の波長による光学的共振距離を補償して効率を上昇させる役割を果たすことができる。前記バッファ層は、公知の正孔注入材料、正孔輸送材料を含んでもよい。または前記バッファ層は、バッファ層下部に形成された前記正孔注入層、正孔輸送層及びＨ−機能層に含まれた物質のうち一つと同じ物質を含んでもよい。
【００８５】
前記バッファ層の厚みは、１０Å（１ｎｍ）〜７００Å（７０ｎｍ）、より好ましくは、２０Å（２ｎｍ）〜５００Å（５０ｎｍ）の範囲であるが、本発明は、それに限定されるものではない。前記バッファ層の厚みが前記範囲を満足する場合、発光層から放出される光の波長による光学的共振距離を効果的に補償し、有機発光素子の効率を向上させることができる。
【００８６】
前記有機発光素子の第１電極（例えば、アノード）と第２電極（例えば、カソード）との間に、正孔輸送層が含まれる場合、前記正孔輸送層は、単一層構造または多層構造を有してもよい。
【００８７】
例えば、前記正孔輸送層は、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物を含んだ単一層であるか、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物と、前記化学式３００で表される両極性化合物とを含んだ単一層であってもよい。例えば、前記有機発光素子の第１電極と発光層との間の構造は、下記１）〜４）の構造を有してもよいが、それらに限定されるものではない。
【００８８】
１）第１電極／正孔注入層／正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
２）第１電極／正孔注入層／正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
３）第１電極／正孔注入層／正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、及び
４）第１電極／正孔注入層／正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
【００８９】
前記１）〜４）の構造において正孔輸送層は、前述のような電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００９０】
また、前記正孔輸送層が多層構造を有する場合、前記正孔輸送層は、前記第１電極から順次に積層された第１正孔輸送層及び第２正孔輸送層を含んでもよい。前記第１正孔輸送層及び第２正孔輸送層は、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物と、前記化学式３００で表される両極性化合物とのうち一つ以上を含んでもよい。例えば、前記有機発光素子の第１電極と発光層との間の構造は、下記５）〜１６）の構造を有してもよいが、本発明は以下に限定されるものではない。
【００９１】
５）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
６）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
７）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
８）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
９）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
１０）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
１１）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
１２）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
１３）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
１４）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式３００の両極性化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
１５）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、及び
１６）第１電極／正孔注入層／第１正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２正孔輸送層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層。
【００９２】
前記５）〜１６）の構造において、第１正孔輸送層及び第２正孔輸送層のうち一つ以上は、前述のような電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００９３】
前記第１正孔輸送層と第２正孔輸送層との厚み比は、１：９〜９：１、より好ましくは、３：７〜７：３であってもよい。例えば、前記第１正孔輸送層と第２正孔輸送層との厚み比は、約５：５である。
【００９４】
前記有機発光素子の第１電極と第２電極との間に、Ｈ−機能層が含まれる場合、前記Ｈ−機能層は、単一層または多層構造を有することができる。
【００９５】
例えば、前記Ｈ−機能層は、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物を含んだ単一層であるか、あるいは前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物と、前記化学式３００で表される両極性化合物とを含んだ単一層であってもよい。例えば、前記有機発光素子の第１電極と発光層との間の構造は、下記１７）〜２０）の構造であってもよい。ただし、本発明は、以下に限定されるものではない。
【００９６】
１７）第１電極／Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
１８）第１電極／Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
１９）第１電極／Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、及び
２０）第１電極／Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層。
【００９７】
前記１７）〜２０）の構造においてＨ−機能層は、前述のような電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００９８】
また、前記Ｈ−機能層が多層構造を有する場合、前記Ｈ−機能層は、前記第１電極から順次積層された第１Ｈ−機能層及び第２Ｈ−機能層を含んでもよい。前記第１Ｈ−機能層及び第２Ｈ−機能層は、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物と、前記化学式３００で表される両極性化合物とのうち一つ以上を含んでもよい。例えば、前記有機発光素子の第１電極と発光層との間の構造は、下記２１）〜３２）の構造であってもよい。ただし、本発明は、以下に限定されるものではない。
【００９９】
２１）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
２２）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２３）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２４）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２５）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
２６）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２７）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
２８）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
２９）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、
３０）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式３００の両極性化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層、
３１）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式１のカルバゾール系化合物）／発光層、及び
３２）第１電極／第１Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物）／第２Ｈ−機能層（化学式１のカルバゾール系化合物＋化学式３００の両極性化合物）／バッファ層（化学式３００の両極性化合物）／発光層。
【０１００】
前記２１）〜３２）の構造において、第１Ｈ−機能層及び第２Ｈ−機能層のうち一つ以上は、前述のような電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【０１０１】
前記第１Ｈ−機能層と第２Ｈ−機能層との厚み比は、１：９〜９：１、より好ましくは、３：７〜７：３である。例えば、前記第１Ｈ−機能層と第２Ｈ−機能層との厚み比は、約５：５である。
【０１０２】
前記発光層は、リン光ドーパントをさらに含み、前記発光層に含まれたカルバゾール系化合物は、リン光ホストの役割を行うことができる。前記リン光ドーパントは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの有機金属錯体、またはそれらのうち２以上の組み合わせを含んだ有機金属錯体であるが、本発明は、上記に限定されるものではない。
【０１０３】
前記発光層は、赤色、緑色または青色の発光層であってもよい。例えば、前記発光層は、青色発光層である。前記カルバゾール系化合物は、リン光ドーパントを含んだ青色発光層と共に使われ、高効率、高輝度、高色純度及び長寿命を有する青色発光有機発光素子を提供することができる。
【０１０４】
また、前記有機層は、電子輸送層を含み、前記電子輸送層に、前記カルバゾール系化合物が存在してもよい。ここで、前記電子輸送層は、前記カルバゾール系化合物以外に、金属含有化合物をさらに含んでもよい。
【０１０５】
または前記有機層は、電子輸送層を含む、前記電子輸送層に公知の電子輸送性有機化合物及び金属含有化合物を含んでもよい。
【０１０６】
前記金属含有化合物は、Ｌｉ錯体であってもよい。前記Ｌｉ錯体の例としては、キノリン酸リチウム（ＬｉＱ）または下記化合物２０３などを挙げることができる。
【化１０】
・・・化学式２０３
【０１０７】
図１は、本発明の一具現例による有機発光素子１０の断面図を概略的に図示したものである。以下、図１を参照しつつ、本発明の一実施形態による有機発光素子の構造及び製造方法について説明する。
【０１０８】
前記基板１１としては、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用することができる。例えば、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るガラス基板または透明プラスチック基板を使用することができる。
【０１０９】
前記第１電極１３は、基板上部に、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成膜することによって形成される。前記第１電極１３がアノードである場合、正孔注入が容易なように、第１電極用物質は、仕事関数が大きな物質が選択される。前記第１電極１３は、反射型電極または透過型電極であってもよい。第１電極用物質として、透明であって伝導性にすぐ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）などを利用することができる。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）などを利用し、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。
【０１１０】
前記第１電極１３は、単一層構造または２以上の多層構造を有することができる。例えば、前記第１電極１３は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの３層構造を有するが、本発明は、当該構造に限定されるものではない。
【０１１１】
前記第１電極１３の上部には、有機層１５が形成される。
【０１１２】
前記有機層１５は、正孔注入層、正孔輸送層、バッファ層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を含んでもよい。
【０１１３】
正孔注入層（ＨＩＬ）は、前記第１電極１３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（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法のような多様な方法を利用して形成される。
【０１１４】
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などによって異なるが、例えば、蒸着温度約１００〜約５００℃、真空度約１０−８〜約１０−３ｔｏｒｒ、蒸着速度約０．０１〜約１００Å（約１０ｎｍ）／ｓｅｃの範囲で選択される。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【０１１５】
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２，０００ｒｐｍ〜約５，０００ｒｐｍ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℃〜２００℃の温度範囲で選択される。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【０１１６】
正孔注入物質としては、公知の正孔注入物質を使用することができる。公知の正孔注入物質としては、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（ＤＮＴＰＤ）、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス｛Ｎ，Ｎジフェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ：ＰＳＳ）などを使用することができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１１】
【０１１７】
前記正孔注入層の厚みは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１０，０００Å（約１０００ｎｍ）、より好ましくは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１，０００Å（約１００ｎｍ）である。前記正孔注入層の厚みが、前述の範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、所望の正孔注入特性を得ることができる。
【０１１８】
次に、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、正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成する。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を適用してもよい。
【０１１９】
正孔輸送物質としては、前記化学式１で表されるカルバゾール系化合物、前記両極性化合物及び公知の正孔輸送物質のうちから、少なくとも一つを使用することができる。公知の正孔輸送材料としては、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）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）などを挙げることができるが、本発明は、上記に限定されるものではない。
【化１２】
【０１２０】
前記正孔輸送層の厚みは、約５０Å（約５ｎｍ）〜約２，０００Å（約２００ｎｍ）、より好ましくは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１，５００Å（約１５０ｎｍ）である。前記正孔輸送層の厚みが、前述の範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、所望の正孔輸送特性を得ることができる。
【０１２１】
また、前記正孔輸送層の上部に、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、バッファ層を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によってバッファ層を形成する場合、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を適用してもよい。
【０１２２】
前記バッファ層についての詳細な説明は、前述を参照し、ここでの説明は省略する。
【０１２３】
また、前記バッファ層の上部に、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、発光層（ＥＭＬ）を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって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を適用してもよい。
【０１２４】
前記発光層物質としては、公知の発光材料（ホスト及び／またはドーパント）のうち１種以上の物質を使用することができる。
【０１２５】
公知のホストの例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、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（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）などを使用することができるが、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１３】
【０１２６】
前記ドーパントは、蛍光ドーパント及びリン光ドーパントのうち、少なくとも一つであってもよい。
【０１２７】
公知の赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）などを利用することができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１４】
【０１２８】
また、公知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３、１０−（２−ベンゾチアゾリル）−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−［１］ベンゾピラの［６，７，８−ｉｊ］キノリジン−１１−オン（Ｃ５４５Ｔ）などを利用することができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１５】
【０１２９】
一方、公知の青色ドーパントとして、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）３、ｔｅｒ−フルオレン、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）、１，４−ビス−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）などを利用することができる。ただし、本発明は上記に限定されるものではない。
【化１６】
【０１３０】
前記発光層がホスト及びドーパントを含む場合、ドーパントの含有量は、一般的に、ホスト約１００重量部を基準として、約０．０１〜約１５重量部の範囲で選択されるが、それに限定されるものではない。
【０１３１】
前記発光層の厚みは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１，０００Å（約１００ｎｍ）、より好ましくは、約２００Å（約２０ｎｍ）〜約６００Å（約６０ｎｍ）である。前記発光層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、優秀な発光特性を得ることができる。
【０１３２】
次に、発光層の上部に、電子輸送層（ＥＴＬ）を、真空蒸着法、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って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を適用してもよい。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して輸送する機能を行うものであり、公知の電子輸送物質または前記化学式１のカルバゾール系化合物を利用することができる。公知の電子輸送物質の例としては、キノリン誘導体、特に、Ａｌｑ３、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（ｐ−フェニルフェノラート）−アルミニウム（ＢＡｌｑ）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）−ベリリウム（ＢｅＢｑ２）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、化合物２０１、化合物２０２のような材料を使用することができる。ただし本発明は上記に限定されるものではない。
【化１７】
・・・化学式２０１
・・・化学式２０２
【０１３３】
前記電子輸送層の厚みは、約１００Å（約１０ｎｍ）〜約１，０００Å（約１００ｎｍ）、より好ましくは、約１５０Å（約１５ｎｍ）〜約５００Å（約５０ｎｍ）である。前記電子輸送層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、所望の電子輸送特性を得ることができる。
【０１３４】
または前記電子輸送層は、公知の電子輸送性有機化合物、または前記化学式１のカルバゾール系化合物以外に、金属含有物質をさらに含んでもよい。
【０１３５】
また、電子輸送層の上部に、カソードから電子の注入を容易にする機能を有する電子注入層（ＥＩＬ）が積層されてもよい。当該電子注入層は特別に材料を制限されない。
【０１３６】
前記電子注入層の形成材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯのような公知である任意の物質を利用することができる。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を適用してもよい。
【０１３７】
前記電子注入層の厚みは、約１Å（約０．１ｎｍ）〜約１００Å（約１０ｎｍ）、より好ましくは約３Å（約０．３ｎｍ）〜約９０Å（約９ｎｍ）である。前記電子注入層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、所望の電子注入特性を得ることができる。
【０１３８】
以上説明した有機層１５の上部には、第２電極１７が形成される。前記第２電極は、電子注入電極であるカソードであり、前記第２電極形成用の金属としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの混合物を使用することができる。具体的な例としては、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）などが使用でき、薄膜に形成することで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することもでき、多様な変形が可能である。
【０１３９】
以上、前記有機発光素子について、図１を参照しつつ説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。
【０１４０】
例えば、前記有機発光素子の第１電極１３と発光層との間の構造は、前述の１）〜３２）の構造のうち一つに変形することができる。このとき、Ｈ−機能層の厚みは、１００Å（約１０ｎｍ）〜１０，０００Å（約１０００ｎｍ）、より好ましくは、５００Å（約５０ｎｍ）〜５，０００Å（約５００ｎｍ）である。前記Ｈ−機能層の厚みが、前述の範囲を満足する場合、駆動電圧を上昇させることなく、優秀な電気的特性の有機発光素子を製作することができる。
【０１４１】
また、発光層にリン光ドーパントを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拡散す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、またはＨ−機能層と発光層との間に、正孔阻止層（ＨＢＬ）を形成することができる。正孔阻止層（ＨＢＬ）は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の方法を利用し、形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって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を適用してもよい。正孔阻止材料としては公知の材料を使用することができ、その例としては、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体やフェナントロリン誘導体などを挙げることができる。例えば、下記のような２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）を正孔阻止層の材料として使用することができる。
【化１７】
【０１４２】
前記正孔阻止層の厚みは、約２０Å（約２ｎｍ）〜約１，０００Å（約１００ｎｍ）、より好ましくは、約３０Å（約３ｎｍ）〜約３００Å（約３０ｎｍ）である。前記正孔阻止層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧を上昇させることなく、優秀な正孔阻止特性を得ることができる。
【０１４３】
以下、合成例及び実施例を挙げて、本発明の一実施形態によ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。
【０１４４】
［実施例］
［中間体ａ〜ｊの合成］
下記反応式１によって、中間体ａ〜ｊを合成した。
［中間体合成の反応式］
【化１８】
【０１４５】
［中間体ｃの合成］
中間体ａ １０．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）、中間体ｂ １８．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパレジウム（０）（Ｐｄ２（ｄｂａ）３）１．３５ｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド７．２ｇ（７５ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３）３００ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）３００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温まで冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、中間体ｃ（１８．５ｇ、収率８２％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ−ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって確認した。
Ｃ３３Ｈ２６Ｎ２：Ｍ＋４５０．２１
【０１４６】
［中間体ｅの合成］
中間体ａ １０．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）、中間体ｄ １９．９ｇ（５０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ １．３５ｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド７．２ｇ（７５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ３００ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン３００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温まで冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、中間体ｅ（２２．５ｇ、収率８５％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳによって確認した。
Ｃ３９Ｈ３０Ｎ２：Ｍ＋５２６．２４
【０１４７】
［中間体ｈの合成］
中間体ｆ ５．８ｇ（２０ｍｍｏｌ）、中間体ｇ ９．５ｇ（６０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ０．５ｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド２．９ｇ（７５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ １２０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン１００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温まで冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、中間体ｈ（４．３ｇ、収率７４％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳによって確認した。
Ｃ２０Ｈ１８Ｎ２：Ｍ＋２８６．１５
【０１４８】
［中間体ｊの合成］
中間体ｈ ４．０ｇ（１４ｍｍｏｌ）、中間体ｉ ３．６ｇ（１４ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ３８０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド２．０ｇ（２１ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ８４ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン１００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温まで冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、中間体ｊ（６．１ｇ、収率８３％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳによって確認した。
Ｃ３８Ｈ２９Ｎ３：Ｍ＋５２７．２４
【０１４９】
［中間体１〜９の化学式］
【化１９】
【０１５０】
［化合物２，３，８，１４，１５，１６，２０，３１及び３３の合成のための反応式］
【化２０】
【０１５１】
［化合物２の合成］
中間体ｃ ４．５０ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体１ ２．８４ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ２７０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ６０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン１００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温に冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、化合物２（５．６９ｇ、収率８７％）を得た。生成された物質はＬＣ−ＭＳとＮＭＲ（ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）によって確認した。
Ｃ４８Ｈ３５Ｎ３：Ｍ＋６５３．２８
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．７０（ｍ，２Ｈ）、８．２２−８．２０（ｄ，１Ｈ）、７．７９（ｄ，１Ｈ）、７．７８−７．７４（ｍ，２Ｈ）７．５７−７．２３（ｍ，１６Ｈ）、７．１４−７．０８（ｍ，２Ｈ）、６．９２−６．８８（ｍ，１Ｈ）、６．８１−６．７９（ｍ，１Ｈ）、６．６６−６．６４（ｍ，１Ｈ）、６．４７（ｍ，２Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５２】
［化合物８の合成］
中間体１の代わりに、中間体２ ３．１ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物８（６．０６ｇ、８９％）を得た。合成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４９Ｈ３６Ｎ４：Ｍ＋６８０．２９
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．８９（ｍ，２Ｈ）、８．６７−８．６６（ｍ，２Ｈ）、８．２２−８．２０（ｄ，１Ｈ）、７．９４−７．９０（ｍ，３Ｈ）、７．７８−７．７６（ｍ，１Ｈ）、７．６８（ｍ，１Ｈ）、７．６３−７．６１（ｍ，１Ｈ）、７．５０−７．４６（ｍ，６Ｈ）、７．４０−７．２２（ｍ，６Ｈ）、７．１４−７．０８（ｍ，２Ｈ）、７．００（ｍ，２Ｈ）、６．９１−６．８９（ｍ，１Ｈ）、６．７４−６．７２（ｍ，１Ｈ）６．６１（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５３】
［化合物１４の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体３ ２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物１４（５．３０ｇ、７８％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３７Ｎ３：Ｍ＋６７９．３０
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．９０（ｍ，１Ｈ）、８．６０−８．５８（ｍ，１Ｈ）、８．２４−８．２２（ｄ，１Ｈ）、８．１５（ｓ，１Ｈ）、７．９３−７．９１（ｍ，１Ｈ）、７．７８−７．８４（ｍ，２Ｈ）、７．６７−７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５８−７．５４（ｍ，３Ｈ）、７．５２−７．４６（ｍ，５Ｈ）、７．３８−７．２４（ｍ，６Ｈ）、７．２１−７．１９（ｄ，１Ｈ）、７．１３−７．１０（ｍ，２Ｈ）、６．７１−６．６４（ｍ，３Ｈ）、６．５８−６．５４（ｍ，２Ｈ）、６．４２（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５４】
［化合物１５の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体４ ２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物１５（５．５７ｇ、８２％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲとによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３７Ｎ３：Ｍ＋６７９．３０
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．７２（ｍ，２Ｈ）、８．２４−８．２２（ｄ，１Ｈ）、８．１５（ｓ，１Ｈ）、７．７８−７．７３（ｍ，２Ｈ）、７．６７−７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５８−７．５５（ｍ，７Ｈ）、７．５１−７．４７（ｍ，４Ｈ）、７．３９−７．２７（ｍ，４Ｈ）、７．２１−７．１９（ｄ，１Ｈ）、７．１３−７．１０（ｍ，２Ｈ）、６．７１−６．６６（ｍ，３Ｈ）、６．５８−６．５４（ｍ，２Ｈ）、６．４２（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５５】
［化合物１６の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体５ ２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物１６（５．８５ｇ、８６％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３７Ｎ３：Ｍ＋６７９．３０
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．８６（ｍ，１Ｈ）、８．６５−８．６４（ｍ，１Ｈ）、８．２４−８．２２（ｄ，１Ｈ）、８．１５（ｓ，１Ｈ）、７．８５−７．７４（ｍ，１Ｈ）、７．７８−７．７３（ｍ，２Ｈ）、７．６７−７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５８−７．５５（ｍ，３Ｈ）、７．５１−７．４７（ｍ，４Ｈ）、７．４３−７．１１（ｍ，８Ｈ）、７．０７−７．０４（ｍ，３Ｈ）、６．７４−６．７０（ｍ，１Ｈ）、６．５８−６．５４（ｍ，２Ｈ）、６．４９（ｍ，１Ｈ）、６．２３−６．２１（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５６】
［化合物２０の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｊ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体７ １．５７ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物２０（４．９５ｇ、８２％）を得た。生成された化合物は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４４Ｈ３３Ｎ３：Ｍ＋０３．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．９４（ｓ，１Ｈ）、８．６５−８．６４（ｍ，１Ｈ）、８．２２−。２０（ｄ，１Ｈ）、８．０６−８．０４（ｍ，１Ｈ）、７．７６−７．７２（ｍ，３Ｈ）、７．５７−７．５５（ｍ，２Ｈ）、７．５０−７．４５（ｍ，４Ｈ）、７．４３−７．２３（ｍ，６Ｈ）、７．０９−７．０５（ｍ，２Ｈ）、６．８７−６．８５（ｍ，１Ｈ）、７．７３−７．７０（ｍ，１Ｈ）、６．６７−６．６３（ｍ，１Ｈ）、６．４８−６．４７（ｍ，１Ｈ）、６．３０−６．２７（ｍ，２Ｈ）、１．６３（ｓ，６Ｈ）
【０１５７】
［化合物３１の合成］
中間体ｃ及び１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び化合物６ ２．２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物３１（５．０４ｇ、７４％）を収得した。生成された化合物は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３９Ｎ３：Ｍ＋６８１．３１
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．２４−８．２２（ｍ，１Ｈ）、８．１５（ｍ，１Ｈ）、７．７８−７．７３（ｍ，２Ｈ）、７．６７−７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５８−７．５５（ｍ，３Ｈ）、７．５２−７．４７（ｍ，４Ｈ）、７．３９−７．２７（ｍ，４Ｈ）、７．２１−７．１９（ｍ，１Ｈ）、７．１４−７．０９（ｍ，２Ｈ）、７．０５−７．０１（ｍ，２Ｈ）、６．９０（ｍ，１Ｈ）、６．７１−６．６７（ｍ，３Ｈ）、６．５８−６．５１（ｍ，４Ｈ）、６．４２−６．４１（ｍ，１Ｈ）、３．４７（ｓ，３Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１５８】
［化合物３の合成］
中間体１の代わりに、中間体８ ２．３４ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物３ ５．３１ｇ（８８％）を得た。生成された化合物は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
【０１５９】
Ｃ４４Ｈ３３Ｎ３：Ｍ＋６０３．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．５６（ｄ，１Ｈ）、７．８４−６．９８（ｍ，２０Ｈ）、６．７５（ｓ，２Ｈ）、６．５８−６．５５（ｍ，３Ｈ）、６．２８（ｄ，１Ｈ）、１．６７（ｓ，６Ｈ）
【０１６０】
［化合物３３の合成］
中間体ｃ及び中間体１の代わりに、中間体ｅ ５．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体９ ２．３４ｇ（１０ｍｍｏｌ）をそれぞれ使用したという点を除いては、化合物２の合成方法と同じ方法を利用し、化合物３３ ６．０５ｇ（８９％）を得た。生成された化合物は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３７Ｎ３：Ｍ＋６７９．３０
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．５６（ｄ，１Ｈ）、７．８４−６．９８（ｍ，２４Ｈ）、６．７５（ｓ，１Ｈ）、６．５８−６．５２（ｍ，５Ｈ）、１．６７（ｓ，６Ｈ）
【０１６１】
［化合物Ａ〜Ｇ］
【化２１】
【０１６２】
［化合物Ａ〜Ｇの合成のための反応式］
【化２２】
【０１６３】
［中間体ａｃの合成］
中間体ａｃの合成方法は、中間体ｃの合成方法と同一である（中間体ａａ＝中間体ｂ、中間体ａｂ＝中間体ａ）。
【０１６４】
［中間体ａｅの合成］
中間体ａ及びｄの代わりに、中間体ａａ １８．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）及び中間体ａｄ １６．７ｇ（５０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記中間体ｅの合成方法と同じ方法を利用して中間体ａｅ（１２．１ｇ、収率６５％）を合成し、ＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ４８Ｈ３０Ｎ２：Ｍ＋５７４．２４
【０１６５】
［中間体ａｉの合成］
中間体ａ及びｄの代わりに、中間体ａｆ １３．６ｇ（５０ｍｍｏｌ）及び中間体ａｇ １７．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記中間体ｅの合成方法と同じ方法を利用して中間体ａｉ（１６．５ｇ、収率６１％）を合成し、ＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ４０Ｈ３２Ｎ２：Ｍ＋５４０．２６
【０１６６】
［中間体ａｋの合成］
中間体ａ及びｄの代わりに、中間体ａｆ １３．６ｇ（５０ｍｍｏｌ）及び中間体ａｊ １７．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記中間体ｅの合成方法と同じ方法を利用して中間体ａｋ（１７．８ｇ、収率６６％）を合成し、ＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ４０Ｈ３２Ｎ２：Ｍ＋５４０．２６
【０１６７】
［中間体１１〜１７］
【０１６８】
［化合物Ａ〜Ｇ合成のための反応式］
【０１６９】
［化合物Ａの合成］
中間体ａｃ ４．５１ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体１１ ２．３３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ２７０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ６０ｍｇ（３．０ｍｏｌｅ％）をトルエン１００ｍＬに入れ、１００℃で５時間還流撹拌した。反応液を常温に冷却させた後、反応液に塩化メチレンとＨ２Ｏとを入れて抽出した後で硫酸マグネシウムを入れ、乾燥させた。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で分離精製し、化合物Ａ（収率８７％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４５Ｈ３４Ｎ２ Ｍ＋６０２．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．２３−８．２０（ｍ，１Ｈ）、７．８２（ｍ，１Ｈ）、７．７８−７．７６（ｍ，１Ｈ）、７．６４−７．７２（ｍ，２Ｈ）、７．５８−７．５６（ｍ，１Ｈ）、７．５３−７．２４（ｍ，１３Ｈ）、７．１４−７．０８（ｍ，３Ｈ）、６．９６−６．９３（ｍ，２Ｈ）、６．７６−６．７３（ｍ，１Ｈ）、６．５９−６．５６（ｍ，２Ｈ）、６．５２（ｍ，１Ｈ）、１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０１７０】
化合物Ｂの合成
中間体１１の代わりに、中間体１２ １．５８ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｂ（収率７３％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４８Ｈ３３Ｎ３ Ｍ＋６５１．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．２３−８．１９（ｍ，２Ｈ）、７．８６−７．８５（ｍ，１Ｈ）、７．５４−７．４２（ｍ，７Ｈ）、７．３９−７．３５（ｍ，１Ｈ）、７．３１−７．０６（ｍ，１７Ｈ）、６．９２−６．８９（ｍ，１Ｈ）、６．８１−６．７６（ｍ，２Ｈ）、６．６５−６．６２（ｍ，１Ｈ）、６．５７（ｍ，１Ｈ）
【０１７１】
［化合物Ｃの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｉ ５．４１ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１３ ３．１５ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｃ（収率７１％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５６Ｈ４２Ｎ２Ｓ１ Ｍ＋７７４．３１
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ７．８１−７．７９（ｍ，１Ｈ）、７．７７（ｓ，１Ｈ）、７．７３−７．７０（ｍ，１Ｈ）、７．６５（ｍ，１Ｈ）、７．６１−７．５９（ｍ，２Ｈ）、７．５２−７．０９（ｍ，２１Ｈ）、７．０７−７．０６（ｍ，１Ｈ）、６．６９−６．６５（ｍ，２Ｈ）、６．６１−６．５６（ｍ，２Ｈ）、２．５６（ｓ，４Ｈ）、１．５７（ｓ，６Ｈ）
【０１７２】
［化合物Ｄの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｉ ５．４１ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１４ ２．７４ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｄ（収率７７％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５３Ｈ３９Ｎ３Ｏ１ Ｍ＋７３３．３１
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．１２−８．０８（ｍ，２Ｈ）、７．８１−７．７９（ｍ，１Ｈ）、７．７７（ｓ，１Ｈ）、７．７３−７．７１（ｍ，２Ｈ）、７．６５（ｍ，１Ｈ）、７．５２−７．４７（ｍ，５Ｈ）、７．４３−７．０９（ｍ，１３Ｈ）、６．９０−６．８７（ｍ，２Ｈ）、６．６１−６．５０（ｍ，３Ｈ）、２．５６（ｓ，３Ｈ）、１．５７（ｓ，６Ｈ）
【０１７３】
［化合物Ｅの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｅ ５．７５ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１５ １．５７ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｅ（収率８４％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ４９Ｈ３４Ｎ２ Ｍ＋６５０．２７
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．２３−８．２０（ｍ，１Ｈ）、７．８６−７．８５（ｍ，１Ｈ）、７．５４−７．２３（ｍ，１２Ｈ）、７．１８−７．０５（ｍ，１３Ｈ）、６．８７−６．８４（ｍ，１Ｈ）、６．８１−６．７９（ｍ，１Ｈ）、６．６６−６．６３（ｍ，２Ｈ）、６．５４（ｍ，１Ｈ）、６．３０−６．２８（ｍ，２Ｈ）
【０１７４】
［化合物Ｆの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｅ ５．７５ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１６ ３．２２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｆ（収率８５％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ６１Ｈ４１Ｎ３ Ｍ＋８１５．３３
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．２３−８．２０（ｍ，１Ｈ）、８．１２−８．１０（ｄ，２Ｈ）、７．８６−７．８５（ｍ，１Ｈ）、７．５４−７．４９（ｍ，４Ｈ）、７．４８−７．０６（ｍ，２７Ｈ）、６．８１−６．７９（ｍ，１Ｈ）、６．７６−６．６８（ｍ，３Ｈ）、６．５８（ｍ，１Ｈ）、６．５３−６．５１（ｍ，１Ｈ）
【０１７５】
［化合物Ｇの合成］
中間体ａｃ及び中間体１１の代わりに、中間体ａｋ ５．４１ｇ（１０ｍｍｏｌ）及び中間体１７ ２．３５ｇ（１０ｍｍｏｌ）を使用したという点を除いては、前記化合物Ａの合成方法と同じ方法を利用し、化合物Ｇ（収率７２％）を得た。生成された物質は、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲによって確認した。
Ｃ５０Ｈ３８Ｎ４ Ｍ＋６９４．３１
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ８．７１−８．７０（ｍ，１Ｈ）、８．３８−８．３６（ｍ，１Ｈ）、８．１７（ｍ，１Ｈ）、８．１２−８．１０（ｍ，１Ｈ）、７．８４−７．７９（ｍ，３Ｈ）、７．７７（ｓ，１Ｈ）、７．７０−７．６８（ｍ，１Ｈ）、７．６４（ｍ，１Ｈ）、７．５２−７．４１（ｍ，６Ｈ）、７．３５−７．０９（ｍ，１１Ｈ）、７．０２（ｍ，１Ｈ）、６．６５−６．６３（ｍ，１Ｈ）、６．３１−６．２６（ｍ，１Ｈ）、２．５６（ｓ，３Ｈ）、１．５７（ｓ，６Ｈ）
【０１７６】
［実施例１］
アノードとして、コーニング１５Ω／ｃｍ２（１，２００Å（約１２０ｎｍ））ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍ × ５０ｍｍ × ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射してオゾンに曝露して洗浄し、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。
【０１７７】
前記ＩＴＯ層の上部に、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（２−ＴＮＡＴＡ）を蒸着し、６００Å（６０ｎｍ）厚の正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に化合物２を蒸着し、３００Å（３０ｎｍ）厚の正孔輸送層を形成した。
【０１７８】
次に、前記正孔輸送層の上部に、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）及び１，４−ビス−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を、重量比９８：２で共蒸着し、３００Å（３０ｎｍ）厚の発光層を形成した。
【０１７９】
この後、前記発光層の上部にＡｌｑ３を蒸着し、３００Å（３０ｎｍ）厚の電子輸送層を形成し、前記電子輸送層の上部にＬｉＦを蒸着し、１０Å（１ｎｍ）厚の電子注入層を形成し、前記電子注入層の上部にＡｌを蒸着し、３，０００Å（３００ｎｍ）厚の第２電極（カソード）を形成することによって、有機発光素子（青色発光）を製造した。
【０１８０】
［実施例２］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物８を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８１】
［実施例３］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物１４を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８２】
［実施例４］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物１５を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８３】
［実施例５］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物１６を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８４】
［実施例６］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物２０を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８５】
［実施例７］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物３１を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８６】
［実施例８］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物３を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８７】
［実施例９］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物３３を利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８８】
［比較例１］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ａを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１８９】
［比較例２］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｂを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９０】
［比較例３］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｃを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９１】
［比較例４］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｄを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９２】
［比較例５］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｅを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９３】
［比較例６］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｆを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９４】
［比較例７］
正孔輸送層の形成時に、前記化合物２の代わりに化合物Ｇを利用したという点を除いては、実施例１と同じ方法を利用して有機発光素子を製作した。
【０１９５】
［評価例１］
実施例１〜９、及び比較例１〜７の有機発光素子の駆動電圧、電流密度、輝度、発光色、効率及び半減寿命（＠１００ｍＡ／ｃｍ２）をＰＲ６５０ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃａｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ．（ＰｈｏｔｏＲｅｓｅａｒｃｈ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。
【０１９６】
【表１】
【０１９７】
表１から、実施例１〜９の有機発光素子は、比較例１〜７の有機発光素子に比べ、優秀な駆動電圧、輝度、効率、色純度及び寿命特性を有することが確認できる。
【０１９８】
［実施例１１］
アノードとして、コーニング１５Ω／ｃｍ２（１，２００Å（１２０ｎｍ））ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍ × ５０ｍｍ × ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射してオゾンに曝露して洗浄し、真空蒸着装置にこのガラス基板を設けた。
【０１９９】
前記ＩＴＯ層の上部に、２−ＴＮＡＴＡを蒸着し、６００Å（６０ｎｍ）厚の正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に、化合物３００、化合物１５及びｐ型ドーパントとしてＦ４−ＣＴＮＱを共蒸着（化合物３００：化合物１５の重量比は、７０：３０であり、ｐ型ドーパントの含有量は、１重量％（化合物３００と化合物１５との総重量が１００重量％である）である）し、１，１４０Å（１１４ｎｍ）厚の正孔輸送層を形成した。
【０２００】
前記正孔輸送層の上部に化合物３００を蒸着し、２３０Å（２３ｎｍ）厚のバッファ層を形成した後、前記バッファ層の上部に、ＡＤＮ及びＤＰＶＢｉを、重量比９８：２で共蒸着し、３００Å（３０ｎｍ）厚の発光層を形成した。
【０２０１】
この後、前記発光層の上部にＡｌｑ３を蒸着して、３００Å（３０ｎｍ）厚の電子輸送層を形成し、前記電子輸送層の上部にＬｉＦを蒸着し、１０Å（１ｎｍ）厚の電子注入層を形成した。さらに、前記電子注入層の上部にＡｌを蒸着し、３，０００Å（３００ｎｍ）厚の第２電極（カソード）を形成して、有機発光素子（青色発光）を製造した。
【０２０２】
［実施例１２］
化合物３００及び化合物１６を共蒸着（化合物３００：化合物１６の重量比は、７０：３０である）して１，３２０Å（３２ｎｍ）厚の正孔輸送層を形成し、バッファ層の厚みを５０Å（５ｎｍ）に変更したという点を除いては、前記実施例１１と同じ方法を利用し、有機発光素子を製造した。
【０２０３】
［実施例１３］
化合物３００及び化合物１６を共蒸着（化合物３００：化合物１６の重量比は、７０：３０である）して１，２７０Å（２７ｎｍ）厚の正孔輸送層を形成し、バッファ層の厚みを１００Å（１０ｎｍ）に変更したという点を除いては、前記実施例１２と同じ方法を利用して有機発光素子を製造した。
【０２０４】
［比較例１１］
化合物３００及び化合物１５の代わりに、ＮＰＢを使用したという点を除いては、前記実施例１１と同じ方法を利用して有機発光素子を製造した。
【０２０５】
［評価例２］
実施例１１〜１３、及び比較例１１の有機発光素子の駆動電圧、電流密度、輝度、発光色、効率及び半減寿命（＠１００ｍＡ／ｃｍ２）をＰＲ６５０ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃａｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ．（ＰｈｏｔｏＲｅｓｅａｒｃｈ社製）を利用して評価した。その結果は、下記表２の通りであり、実施例１１〜１３及び比較例１１の時間・寿命グラフは、図２に示した。
【０２０６】
【表２】
【０２０７】
表２及び図２から、実施例１１〜１３の有機発光素子は、比較例１１の有機発光素子に比べ、優秀な駆動電圧、効率、色純度及び寿命特性を有することがわかる。
【０２０８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２０９】
本発明のカルバゾール系化合物及び有機発光素子は、発光素子関連の技術分野に効果的に適用可能することができる。
【符号の説明】
【０２１０】
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で表されるカルバゾール系化合物。
【化１】
ここで、前記化学式１において、
Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、
ａ及びｂは互いに独立して、０〜５の整数であり、
ｃは、１〜５の整数であり、
Ｒ１〜Ｒ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３１）（Ｒ３２）（Ｒ３３）、−Ｎ（Ｒ３４）（Ｒ３５）または窒素含有基であるが、前記Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは、窒素含有基であり、
ｄは、０〜５の整数であり、
Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）または−Ｎ（Ｒ３９）（Ｒ４０）であり、
前記Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であり、
前記窒素含有基は、少なくとも１つの窒素を環原子として含んだ５員芳香族環基、６員芳香族環基、または５員芳香族基と６員芳香族基とが融合された９員芳香族環基である。
【請求項２】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のペンタレニレン基、置換もしくは非置換のインデニレン基、置換もしくは非置換のナフチレン基、置換もしくは非置換のアズレニレン基、置換もしくは非置換のヘプタレニレン基、置換もしくは非置換のインダセニレン基、置換もしくは非置換のアセナフチレン基、置換もしくは非置換のフルオレニレン基、置換もしくは非置換のフェナレニレン基、置換もしくは非置換のフェナントレニレン基、置換もしくは非置換のアントリレン基、置換もしくは非置換のフルオランテニレン基、置換もしくは非置換のトリフェニレニレン基、置換もしくは非置換のピレニレン基、置換もしくは非置換のクリセニレン基、置換もしくは非置換のナフタセニレン基、置換もしくは非置換のピセニレン基、置換もしくは非置換のペリレニレン基、置換もしくは非置換のペンタフェニレン基、または、置換もしくは非置換のヘキサセニレン基であることを特徴とする請求項１に記載のカルバゾール系化合物。
【請求項３】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３が、互いに独立して、下記化学式２Ａ〜２Ｉのうち一つで表される官能基であることを特徴とする請求項１に記載のカルバゾール系化合物。
【化２】
・・・化学式２Ａ
・・・化学式２Ｂ
・・・化学式２Ｃ
・・・化学式２Ｄ
・・・化学式２Ｅ
・・・化学式２Ｆ
・・・化学式２Ｇ
・・・化学式２Ｈ
・・・化学式２Ｉ
ここで、前記化学式２Ａ〜２Ｉにおいて、
Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｑ１）（Ｑ２）（Ｑ３）または−Ｎ（Ｑ４）（Ｑ５）であり、
Ｑ１〜Ｑ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であり、
ｘは、１〜８の整数であり、
ｙは、１〜３の整数である。
【請求項４】
前記窒素含有基が、下記化学式３Ａ〜３Ｍのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【化３】
・・・化学式３Ａ
・・・化学式３Ｂ
・・・化学式３Ｃ
・・・化学式３Ｄ
・・・化学式３Ｅ
・・・化学式３Ｆ
・・・化学式３Ｇ
・・・化学式３Ｈ
・・・化学式３Ｉ
・・・化学式３Ｊ
・・・化学式３Ｋ
・・・化学式３Ｌ
・・・化学式３Ｍ
ここで、下記化学式３Ａ〜３Ｍにおいて、
Ｙ１〜Ｙ６は互いに独立して、＝Ｎ−または＝Ｃ（Ｚ１２）−であり、
Ｔ１は、−Ｎ（Ｚ１３）−または−Ｃ（Ｚ１４）（Ｚ１５）−であり、
Ｚ１１〜Ｚ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基である。
【請求項５】
前記Ｚ１１〜Ｚ１５が互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であることを特徴とする請求項４に記載のカルバゾール系化合物。
【請求項６】
前記窒素含有基が、下記化学式４Ａ〜４Ｐのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【化４】
・・・化学式４Ａ
・・・化学式４Ｂ
・・・化学式４Ｃ
・・・化学式４Ｄ
・・・化学式４Ｅ
・・・化学式４Ｆ
・・・化学式４Ｇ
・・・化学式４Ｈ
・・・化学式４Ｉ
・・・化学式４Ｊ
・・・化学式４Ｋ
・・・化学式４Ｌ
・・・化学式４Ｍ
・・・化学式４Ｎ
・・・化学式４Ｏ
・・・化学式４Ｐ
ここで、前記化学式４Ａ〜４Ｐにおいて、
Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ１４及びＺ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基であり、
ｐは、１〜６の整数である。
【請求項７】
Ｒ１が窒素含有基であり、ｃ及びｄが互いに独立して、１または２であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【請求項８】
Ｒ２〜Ｒ５のうち少なくとも一つが窒素含有基であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【請求項９】
下記化学式１Ａ〜１Ｋのうちいずれか一つで表されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【化５】
・・・化学式１Ａ
・・・化学式１Ｂ
・・・化学式１Ｃ
・・・化学式１Ｄ
・・・化学式１Ｅ
・・・化学式１Ｆ
・・・化学式１Ｇ
・・・化学式１Ｈ
・・・化学式１Ｉ
・・・化学式１Ｊ
・・・化学式１Ｋ
ここで、前記化学式１Ａ〜１Ｋにおいて、
Ａｒ１及びＡｒ２は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、
ａ及びｂは互いに独立して、０〜５の整数であり、
Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ及びＲ３は、前記窒素含有基であり、
Ｒ１１、Ｒ１９及びＲ２０は互いに独立して、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基であり、
Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｑ１）（Ｑ２）（Ｑ３）または−Ｎ（Ｑ４）（Ｑ５）であり、
Ｑ１〜Ｑ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であり、
ｘは、１〜８の整数であり、
ｙは、１〜３の整数である。
【請求項１０】
下記化合物２，３，８，１４，１５，１６，２０，３１または３３であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【化６】
【請求項１１】
第１電極と、前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層と、を含み、前記有機層が請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカルバゾール系化合物を１種以上含んだ有機発光素子。
【請求項１２】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層、バッファ層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、及び電子注入及び電子輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層を含むことを特徴とする請求項１１に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層と、発光層と、を含み、前記正孔注入層、前記正孔輸送層、並びに前記正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層に、前記カルバゾール系化合物が含まれていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、並びに前記正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層が、前記カルバゾール系化合物以外に、前記カルバゾール系化合物の正孔移動度及び伝導度よりも大きい正孔移動度及び伝導度を有する両極性化合物を、さらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記両極性化合物が、下記化学式３００で表されることを特徴とする請求項１４に記載の有機発光素子。
【化７】
・・・化学式３００
ここで、前記化学式３００において、
Ａｒ１１及びＡｒ１２は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、
ｅ及びｆは互いに独立して、０〜５の整数であり、
Ｒ５１〜Ｒ５８、及びＲ６１〜Ｒ６９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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基であり、
Ｒ５９は、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、ピリジル基、及び重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、並びに置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基及びピリジル基のうち一つである。
【請求項１６】
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、並びに前記正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層が、前記カルバゾール系化合物以外に、電荷生成物質をさらに含むことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに前記正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層と前記発光層との間に、バッファ層が介在することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記発光層が、リン光ドーパントを含むことを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記有機層が電子輸送層を含み、前記電子輸送層に、前記カルバゾール系化合物が含まれることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
前記有機層が電子輸送層を含み、前記電子輸送層が、電子輸送性有機化合物及び金属含有物質を含むことを特徴とする請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１】
下記化学式１で表されるカルバゾール系化合物。
【化１】
ここで、前記化学式１において、
Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、
ａ及びｂは互いに独立して、０〜５の整数であり、
ｃは、１〜５の整数であり、
Ｒ１〜Ｒ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３１）（Ｒ３２）（Ｒ３３）、−Ｎ（Ｒ３４）（Ｒ３５）または窒素含有基であるが、前記Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも一つは、窒素含有基であり、
ｄは、０〜５の整数であり、
Ｒ１１〜Ｒ２３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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）または−Ｎ（Ｒ３９）（Ｒ４０）であり、
前記Ｒ３１〜Ｒ４０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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であり、
前記窒素含有基は、少なくとも１つの窒素を環原子として含んだ５員芳香族環基、６員芳香族環基、または５員芳香族基と６員芳香族基とが融合された９員芳香族環基である。
【請求項２】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３は互いに独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のペンタレニレン基、置換もしくは非置換のインデニレン基、置換もしくは非置換のナフチレン基、置換もしくは非置換のアズレニレン基、置換もしくは非置換のヘプタレニレン基、置換もしくは非置換のインダセニレン基、置換もしくは非置換のアセナフチレン基、置換もしくは非置換のフルオレニレン基、置換もしくは非置換のフェナレニレン基、置換もしくは非置換のフェナントレニレン基、置換もしくは非置換のアントリレン基、置換もしくは非置換のフルオランテニレン基、置換もしくは非置換のトリフェニレニレン基、置換もしくは非置換のピレニレン基、置換もしくは非置換のクリセニレン基、置換もしくは非置換のナフタセニレン基、置換もしくは非置換のピセニレン基、置換もしくは非置換のペリレニレン基、置換もしくは非置換のペンタフェニレン基、または、置換もしくは非置換のヘキサセニレン基であることを特徴とする請求項１に記載のカルバゾール系化合物。
【請求項３】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３が、互いに独立して、下記化学式２Ａ〜２Ｉのうち一つで表される官能基であることを特徴とする請求項１に記載のカルバゾール系化合物。
【化２】
・・・化学式２Ａ
・・・化学式２Ｂ
・・・化学式２Ｃ
・・・化学式２Ｄ
・・・化学式２Ｅ
・・・化学式２Ｆ
・・・化学式２Ｇ
・・・化学式２Ｈ
・・・化学式２Ｉ
ここで、前記化学式２Ａ〜２Ｉにおいて、
Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｑ１）（Ｑ２）（Ｑ３）または−Ｎ（Ｑ４）（Ｑ５）であり、
Ｑ１〜Ｑ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であり、
ｘは、１〜８の整数であり、
ｙは、１〜３の整数である。
【請求項４】
前記窒素含有基が、下記化学式３Ａ〜３Ｍのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【化３】
・・・化学式３Ａ
・・・化学式３Ｂ
・・・化学式３Ｃ
・・・化学式３Ｄ
・・・化学式３Ｅ
・・・化学式３Ｆ
・・・化学式３Ｇ
・・・化学式３Ｈ
・・・化学式３Ｉ
・・・化学式３Ｊ
・・・化学式３Ｋ
・・・化学式３Ｌ
・・・化学式３Ｍ
ここで、下記化学式３Ａ〜３Ｍにおいて、
Ｙ１〜Ｙ６は互いに独立して、＝Ｎ−または＝Ｃ（Ｚ１２）−であり、
Ｔ１は、−Ｎ（Ｚ１３）−または−Ｃ（Ｚ１４）（Ｚ１５）−であり、
Ｚ１１〜Ｚ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基である。
【請求項５】
前記Ｚ１１〜Ｚ１５が互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ２０アリール基であることを特徴とする請求項４に記載のカルバゾール系化合物。
【請求項６】
前記窒素含有基が、下記化学式４Ａ〜４Ｐのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【化４】
・・・化学式４Ａ
・・・化学式４Ｂ
・・・化学式４Ｃ
・・・化学式４Ｄ
・・・化学式４Ｅ
・・・化学式４Ｆ
・・・化学式４Ｇ
・・・化学式４Ｈ
・・・化学式４Ｉ
・・・化学式４Ｊ
・・・化学式４Ｋ
・・・化学式４Ｌ
・・・化学式４Ｍ
・・・化学式４Ｎ
・・・化学式４Ｏ
・・・化学式４Ｐ
ここで、前記化学式４Ａ〜４Ｐにおいて、
Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ１４及びＺ１５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基であり、
ｐは、１〜６の整数である。
【請求項７】
Ｒ１が窒素含有基であり、ｃ及びｄが互いに独立して、１または２であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【請求項８】
Ｒ２〜Ｒ５のうち少なくとも一つが窒素含有基であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【請求項９】
下記化学式１Ａ〜１Ｋのうちいずれか一つで表されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【化５】
・・・化学式１Ａ
・・・化学式１Ｂ
・・・化学式１Ｃ
・・・化学式１Ｄ
・・・化学式１Ｅ
・・・化学式１Ｆ
・・・化学式１Ｇ
・・・化学式１Ｈ
・・・化学式１Ｉ
・・・化学式１Ｊ
・・・化学式１Ｋ
ここで、前記化学式１Ａ〜１Ｋにおいて、
Ａｒ１及びＡｒ２は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、
ａ及びｂは互いに独立して、０〜５の整数であり、
Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ及びＲ３は、前記窒素含有基であり、
Ｒ１１、Ｒ１９及びＲ２０は互いに独立して、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基であり、
Ｚ１〜Ｚ４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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、−Ｓｉ（Ｑ１）（Ｑ２）（Ｑ３）または−Ｎ（Ｑ４）（Ｑ５）であり、
Ｑ１〜Ｑ５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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基、または、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０ヘテロアリール基であり、
ｘは、１〜８の整数であり、
ｙは、１〜３の整数である。
【請求項１０】
下記化合物２，３，８，１４，１５，１６，２０，３１または３３であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のカルバゾール系化合物。
【化６】
【請求項１１】
第１電極と、前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層と、を含み、前記有機層が請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカルバゾール系化合物を１種以上含んだ有機発光素子。
【請求項１２】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層、バッファ層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、及び電子注入及び電子輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層を含むことを特徴とする請求項１１に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層と、発光層と、を含み、前記正孔注入層、前記正孔輸送層、並びに前記正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層に、前記カルバゾール系化合物が含まれていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、並びに前記正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層が、前記カルバゾール系化合物以外に、前記カルバゾール系化合物の正孔移動度及び伝導度よりも大きい正孔移動度及び伝導度を有する両極性化合物を、さらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記両極性化合物が、下記化学式３００で表されることを特徴とする請求項１４に記載の有機発光素子。
【化７】
・・・化学式３００
ここで、前記化学式３００において、
Ａｒ１１及びＡｒ１２は互いに独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリーレン基であり、
ｅ及びｆは互いに独立して、０〜５の整数であり、
Ｒ５１〜Ｒ５８、及びＲ６１〜Ｒ６９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、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ６０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ６０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ６０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールオキシ基、または、置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ６０アリールチオ基であり、
Ｒ５９は、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、ピリジル基、及び重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、並びに置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基のうち一つ以上で置換されたフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基及びピリジル基のうち一つである。
【請求項１６】
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、並びに前記正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層が、前記カルバゾール系化合物以外に、電荷生成物質をさらに含むことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに前記正孔注入能及び正孔輸送機能を有する機能層のうち少なくとも１層と前記発光層との間に、バッファ層が介在することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記発光層が、リン光ドーパントを含むことを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記有機層が電子輸送層を含み、前記電子輸送層に、前記カルバゾール系化合物が含まれることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
前記有機層が電子輸送層を含み、前記電子輸送層が、電子輸送性有機化合物及び金属含有物質を含むことを特徴とする請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−３５８３９（Ｐ２０１３−３５８３９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７４３９３（Ｐ２０１２−１７４３９３）
【出願日】平成２４年８月６日（２０１２．８．６）
【出願人】（５１２１８７３４３）三星ディスプレイ株式會社 (73)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】９５，Ｓａｍｓｕｎｇ ２ Ｒｏ，Ｇｉｈｅｕｎｇ−Ｇｕ，Ｙｏｎｇｉｎ−Ｃｉｔｙ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−Ｄｏ，Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月６日（２０１２．８．６）
【出願人】（５１２１８７３４３）三星ディスプレイ株式會社 (73)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】９５，Ｓａｍｓｕｎｇ ２ Ｒｏ，Ｇｉｈｅｕｎｇ−Ｇｕ，Ｙｏｎｇｉｎ−Ｃｉｔｙ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−Ｄｏ，Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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