有機光電素子用化合物およびこれを含む有機光電素子
本発明は、有機光電素子用化合物およびこれを含む有機光電素子に関し、前記有機光電素子用化合物は化学式１または２で表されるものを提供する。
前記化学式１および２の定義は、明細書に記載されたとおりである。前記有機光電素子用化合物を利用すると、低い駆動電圧を有し、熱的／電気化学的安定性および寿命、効率に優れた有機光電素子を提供することができる。
前記化学式１および２の定義は、明細書に記載されたとおりである。前記有機光電素子用化合物を利用すると、低い駆動電圧を有し、熱的／電気化学的安定性および寿命、効率に優れた有機光電素子を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寿命、効率、電気化学的安定性および熱的安定性に優れた有機光電素子を提供することができる有機光電素子用化合物およびこれを含む有機光電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機光電素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）は、正孔または電子を利用した電極と有機材料との間での電荷交換を必要とする素子である。
【０００３】
有機光電素子は動作原理に応じて次のように分類することができる。第一の有機光電素子は、外部の光源からの光子により有機材料層で励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が生成し、この励起子が電子と正孔に分離され、そしてこの電子と正孔が互いに異なる電極に電流源（電圧源）として移動することによって駆動される電子素子である。
【０００４】
第二の有機光電素子は、少なくとも２つの電極に電圧または電流を加えて前記電極の界面に位置する有機材料半導体に正孔または電子を注入し、そして注入された電子および正孔により素子が駆動される電子素子である。
【０００５】
有機光電素子の例としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機太陽電池、有機感光体ドラム（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｒｕｍ）、有機トランジスタ、有機メモリ素子などがあり、これらは正孔注入材料もしくは正孔輸送材料、電子注入材料もしくは電子輸送材料、または発光材料を必要とする。
【０００６】
有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）は、近年、平板ディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）の需要が増加することに伴い注目されている。一般に有機発光とは、有機物質を利用して電気エネルギーを光エネルギーに変換させることをいう。
【０００７】
このような有機発光ダイオードは、有機発光材料に電流を加えて電気エネルギーを光に変換させる素子であって、陽極（ａｎｏｄｅ）と陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）との間に機能性有機材料層が挿入された構造を有する。前記有機材料層は、有機発光ダイオードの効率および安全性を高めるために、それぞれ異なる材料を含む多層、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）などを含む。
【０００８】
このような有機発光ダイオードにおいて、陽極と陰極との間に電圧をかけると、陽極からは正孔（ｈｏｌｅ）が、陰極からは電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）が有機材料層に注入され、注入された正孔と電子が会って再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）によりエネルギーの高い励起子を生成する。生成した励起子が基底状態（ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ）に移動しながら特定の波長を有する光を生成する。
【０００９】
１９８７年にイーストマンコダック（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ）社では、発光層形成用材料として低分子の芳香族ジアミンとアルミニウム錯体とを含む有機発光ダイオードを最初に開発した（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１，９１３，１９８７）。１９８７年にＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらが最初に有機発光ダイオードとして実用的な素子を報告した（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１ １２，９１３〜９１５，１９８７）。
【００１０】
前記文献によれば有機層はジアミン誘導体の薄膜（正孔輸送層（ＨＴＬ））とトリス（８−ヒドロキシ−キノレート）アルミニウム（ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙ−ｑｕｉｎｏｌａｔｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ、Ａｌｑ３）の薄膜とが積層された構造を有する。
【００１１】
最近は、蛍光発光材料のみならず、燐光発光材料も有機発光ダイオードの発光材料として使用され得ることが知られるようになった（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，７４ ３，４４２〜４４４，１９９９；Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ，７５ １，４〜６，１９９９）。このような燐光材料は基底状態（ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ）から励起状態（ｅｘｃｉｔｅｄ ｓｔａｔｅ）に電子が遷移した後、項間交差（ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を通じて一重項励起子が三重項励起子に無輻射遷移した後、三重項励起子が基底状態に遷移して発光するメカニズムによって発光する。
【００１２】
前記のように有機発光ダイオードにおいて有機材料層は、発光材料および電荷輸送材料、例えば正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料などを含む。
【００１３】
また、発光材料は、発光色に応じて青色、緑色、および赤色発光材料とさらに改善された天然色に近い色を発光させるための黄色および橙色発光材料とに分類される。
【００１４】
一方、発光材料として一つの材料のみを使用する場合、分子間相互作用により最大発光波長が長波長側に移動したり、色純度が落ちる、または発光クエンチング効果により素子の効率が低下する。したがって、色純度を改善し、エネルギー移動を通じて発光効率および安定性を増加させるために、発光材料としてホスト／ドーパント系を使用しても良い。
【００１５】
有機発光ダイオードが前述した優れた特徴を十分に発揮するためには、有機材料層を構成する材料、例えば正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、ホストおよび／またはドーパントなどの発光材料が安定であり且つ良好な効率を有する必要がある。しかしながら、現在まで有機発光ダイオード用の有機材料層を形成する材料の開発がまだ十分ではなく、したがって新たな材料が要求されている。このような材料開発は前述した他の有機光電素子でも同様に要求されている。
【００１６】
また、低分子有機光電素子は、真空蒸着法により薄膜形態で素子を製造するため、効率および寿命性能が良く、高分子有機発光ダイオードは、インクジェット（Ｉｎｋｊｅｔ）またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）法を用いるため、初期投資費用が少なく、大面積化に有利な長所がある。
【００１７】
低分子有機光電素子および高分子有機光電素子は共に自発光、高速応答、広視野角、超薄型、高画質、耐久性、広い駆動温度範囲などの長所を持っていて次世代ディスプレイとして注目を浴びつつある。特に既存のＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙａｙ）と比較して自発光型であることから、暗いところや外部の光が入っても視認性が良く、バックライトが必要ないため、ＬＣＤの１／３水準に厚さおよび重量を減少させることができる。
【００１８】
また、応答速度がＬＣＤに比べて１０００倍以上速いマイクロ秒単位であるため、残像がない完璧な動画を実現することができる。したがって、最近、本格的なマルチメディア時代に合わせて最適のディスプレイとして脚光を浴びることが期待され、このような長所を基に初めに１９８０年代後半に開発されて以降、効率８０倍、寿命１００倍以上となる急激な技術発展をなしてきており、最近は４０インチ有機発光ダイオードパネルが発表されるなど大型化が急速に進行されている。
【００１９】
大型化のためには、発光効率の増大および素子の寿命向上が伴わなければならない。この時、素子の発光効率は発光層内の正孔と電子の結合が円滑に行われなければならない。しかし、一般に有機材料の電子移動度は正孔移動度に比べて遅いため、発光層内の正孔と電子の結合が効率的に行われるためには、効率的な電子輸送層（ＥＴＬ）を用いて陰極からの電子注入および移動度を高めると同時に、正孔の移動を遮断可能でなければならない。
【００２０】
また、寿命向上のためには、素子の駆動時に発生するジュール熱（Ｊｏｕｌｅ ｈｅａｔ）により材料が結晶化されることを防止しなければならない。したがって、電子の注入および移動性に優れ、電気化学的安定性の高い有機化合物に対する開発が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の例示的な実施形態は、発光、または電子注入および／または輸送の役割を果たすことができ、適切なドーパントと共に発光ホストとしての役割を果たすことができる有機光電素子用化合物を提供する。
【００２２】
また、本発明の他の実施形態は、寿命、効率、駆動電圧、電気化学的安定性および熱的安定性に優れた有機光電素子を提供し、特に電子輸送層（ＥＴＬ）として有機光電素子に使用される場合、素子が低い駆動電圧と共に優れた性能の効率特性を有することができる有機光電素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の一実施形態よれば、下記化学式１で表される有機光電素子用化合物を提供する。
【００２４】
【化１】
【００２５】
前記化学式１中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【００２６】
本発明の一実施形態例によれば、前記有機光電素子用化合物は、下記化学式２で表されてもよい。
【００２７】
【化２】
【００２８】
前記化学式２中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【００２９】
本発明の一実施形態例によれば、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のキノリニル基および置換または非置換のイソキノリニル基からなる群より選択されてもよい。
【００３０】
本発明の一実施形態例によれば、前記Ｂ１は、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基および置換または非置換のフェナントロリニル基からなる群より選択されてもよい。
【００３１】
本発明の他の一実施形態によれば、下記化学式３〜１８６のうちのいずれか一つで表される有機光電素子用化合物を提供する。
【００３２】
【化３】
【００３３】
【化４】
【００３４】
【化５】
【００３５】
【化６】
【００３６】
【化７】
【００３７】
【化８】
【００３８】
【化９】
【００３９】
【化１０】
【００４０】
【化１１】
【００４１】
【化１２】
【００４２】
【化１３】
【００４３】
【化１４】
【００４４】
【化１５】
【００４５】
【化１６】
【００４６】
【化１７】
【００４７】
【化１８】
【００４８】
【化１９】
【００４９】
【化２０】
【００５０】
【化２１−１】
【００５１】
【化２１−２】
【００５２】
【化２１−３】
【００５３】
【化２１−４】
【００５４】
【化２１−５】
【００５５】
本発明のさらに他の実施形態によれば、陽極、陰極および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層以上の有機薄膜層を含む有機光電素子において、前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、前述した有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を提供する。
【００５６】
前記有機薄膜層は、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択されてもよい。
【００５７】
前記有機光電素子用化合物は、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）内に含まれてもよい。
【００５８】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に含まれてもよい。
【００５９】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に燐光または蛍光ホスト材料として使用されてもよい。
【００６０】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に蛍光青色ドーパント材料として使用されてもよい。
【００６１】
前記有機光電素子は、有機発光ダイオード、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラムおよび有機メモリ素子からなる群より選択されてもよい。
【００６２】
本発明のさらに他の実施形態によれば、前述した有機光電素子を含む表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００６３】
本発明によれば、優れた電気化学的および熱的安定性により寿命特性に優れ、低い駆動電圧でも高い発光効率を有する有機光電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図２】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図３】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図４】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図５】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例および比較例の電圧変化による電流密度の変化測定データである。
【図７】本発明の実施例および比較例の電圧変化による発光輝度の変化測定データである。
【図８】本発明の実施例および比較例の発光効率測定データである。
【図９】本発明の実施例および比較例の電力効率測定データである。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
以下、本発明の例示的な実施形態を詳しく説明する。但し、これらの実施形態は単なる例示であり、これらによって本発明が制限されず、後述する特許請求の範囲の範疇のみによって定義される。
【００６６】
本明細書で「置換」の用語は、別途の定義がない限り、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルシリル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ１〜Ｃ１０アルコキシ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基などのＣ１〜Ｃ１０トリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたものを意味する。
【００６７】
本明細書で「ヘテロ」の用語は、別途の定義がない限り、一つの環内にＮ、Ｏ、ＳおよびＰからなる群より選択されるヘテロ原子を１〜３個含有し、残りは炭素であることを意味する。
【００６８】
本明細書で「これらの組み合わせ」の用語は、別途の定義がない限り、二つ以上の置換基が連結基で結合されていたり、二つ以上の置換基が縮合して結合されているものを意味する。
【００６９】
本明細書で「アルキル（ａｌｋｙｌ）」の用語は、別途の定義がない限り、脂肪族炭化水素基を意味する。アルキル部位は、いかなるアルケンやアルキン部位を含んでいないものを意味する「飽和アルキル（ｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｌｋｙｌ）」基であってもよい。アルキル部位は、少なくとも一つのアルケンまたはアルキン部位を含んでいるものを意味する「不飽和アルキル（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｌｋｙｌ）」基であってもよい。「アルケン（ａｌｋｅｎｅ）」基は、少なくとも二つの炭素原子が結合して少なくとも一つの炭素−炭素二重結合を形成する基を意味し、「アルキン（ａｌｋｙｎｅ）」基は、少なくとも二つの炭素原子が結合して少なくとも一つの炭素−炭素三重結合を形成する基を意味する。飽和や不飽和に関係なくアルキル基は分枝型、直鎖型または環状であってもよい。
【００７０】
アルキル基は、１〜２０個の炭素原子を有することができる。アルキル基は、１〜１０個の炭素原子を有する中間サイズのアルキルであってもよい。アルキル基は、１〜６個の炭素原子を有する低級アルキルであってもよい。
【００７１】
例えば、Ｃ１〜Ｃ４アルキルは、アルキル鎖に１〜４個の炭素原子、つまり、アルキル鎖はメチル、エチル、プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓｅｃ−ブチルおよびｔ−ブチルからなる群より選択されるものを意味する。
【００７２】
アルキ基の例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、エテニル、プロペニル、ブテニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどから選択され、個別的且つ独立的に選択された一つまたはそれ以上の置換基で置換され得る。
【００７３】
用語「アリール（ａｒｙｌ）」は、共役π電子系を有している少なくとも一つの環を持つ炭素環式アリール（例えば、フェニル）を含むアリール基を意味する。この用語は、単環または融合した多環（つまり、炭素原子の隣接した対を分けて有する環）グループを含む。また、この用語は一つの炭素を接点で有しているスピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物を含む。
【００７４】
用語「ヘテロアリール（ｈｅｔｅｒｏａｒｙｌ）」は、共役π電子系を有している少なくとも一つの環を有している複素環アリール（例えば、ピリジン）を含むアリールグループを意味する。この用語は、単環または融合した多環（つまり、炭素原子の隣接した対を分けて有する環）グループを含む。また、この用語は、一つの炭素を接点で有しているスピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物を含む。
【００７５】
本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、ベンゼンコア構造にアリール基またはヘテロアリール基が３個結合された構造であってもよい。前記３個の置換基結合位置はコアベンゼンの１、３および５位であってもよい。
【００７６】
また、前記有機光電素子用化合物は、コア部分と前記二つの置換基に多様な置換基を導入することによって、多様なエネルギーバンドギャップを有する化合物を合成することができるため、電子注入層（ＥＩＬ）および輸送層のみならず、発光層で要求される条件を満たすことができる化合物になり得る。
【００７７】
前記化合物の置換基により適切なエネルギー準位を有する化合物を有機光電素子に使用することによって、電子伝達能力が強化されて効率および駆動電圧の面で優れた効果を有し、電気化学的および熱的安定性に優れて有機光電素子の駆動時に寿命特性を向上させることができる。
【００７８】
このような本発明の一実施形態によれば、下記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物を提供する。
【００７９】
【化２２】
【００８０】
前記化学式１中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【００８１】
前記コアベンゼンの３個の置換基のうちの少なくとも２つは、ヘテロアリール基であってもよい。つまり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−である。
【００８２】
各ヘテロアリール基に含まれているヘテロ原子の数により多様な組み合わせが可能である。各組み合わせにより化合物の特性が変わり得、要求される特性により各組み合わせを選択することができる。
【００８３】
好ましくは、ヘテロ原子はＮであってもよい。但し、これに限定されない。
【００８４】
また、前記化学式１の一実施形態のうちの一つである化合物は、下記化学式２で表される化合物であってもよい。
【００８５】
【化２３】
【００８６】
前記化学式２中、Ａｒ１〜Ａｒ４、Ｘ１〜Ｘ６、Ｙ１、Ｙ２およびＢ１の定義は、前記化学式１に定義されたとおりである。
【００８７】
前記Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であってもよい。より具体的な例として、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のキノリニル基および置換または非置換のイソキノリニル基からなる群より選択され得る。
【００８８】
前記Ａｒ１〜Ａｒ４の役割は、電子の輸送を円滑にすることができるという点である。つまり、電子を引く作用基の役割を果たすことができるため、電子の移動速度を正孔と同じように合わせることができる。所望の素子の特性に応じて適切に前記置換基を選択または変形して使用することができる。
【００８９】
また、前記Ａｒ１〜Ａｒ４のπ共役長（π−ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）を調節して可視領域で発光調節を可能にすることができる。これによって、前記化合物が有機光電素子の発光層に非常に有用に適用され得る。ただし、炭素数が前記範囲を越えるようになると、素子としての十分な効果を得られないことがある。
【００９０】
また、このような置換基が結合された構造は、熱的安定性または酸化に対する抵抗性に優れ、有機光電素子の寿命特性を向上させることができる。
【００９１】
前記置換基の種類により化合物の電子輸送能力を調節することができる。また、化合物の構造をバルクに製造することができ、結晶化度を低下することができる。化合物の結晶化度が低下すると素子の寿命が延長され得る。
【００９２】
前記Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成することができ、その具体的な例としては、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基および置換または非置換のフェナントロリニル基からなる群より選択される化合物などがある。
【００９３】
前記置換基の役割は電子の輸送を円滑にすることができるという点である。つまり、電子を引く作用基の役割を果たすことができるため、電子の移動速度を正孔と同じように合わせることができる。また、バルキーなアリール基を導入することによって熱的安定性を増加させることができる。所望の素子の特性により適切に前記置換基を選択または変形して使用することができる。
【００９４】
前記有機光電素子用化合物は、下記化学式３〜化学式１８６で表示されるものを使用することができる。しかし、本発明は下記化合物に限定されない。
【００９５】
【化２４】
【００９６】
【化２５】
【００９７】
【化２６】
【００９８】
【化２７】
【００９９】
【化２８】
【０１００】
【化２９】
【０１０１】
【化３０】
【０１０２】
【化３１】
【０１０３】
【化３２】
【０１０４】
【化３３】
【０１０５】
【化３４】
【０１０６】
【化３５】
【０１０７】
【化３６】
【０１０８】
【化３７】
【０１０９】
【化３８】
【０１１０】
【化３９】
【０１１１】
【化４０】
【０１１２】
【化４１】
【０１１３】
【化４２−１】
【０１１４】
【化４２−２】
【０１１５】
【化４２−３】
【０１１６】
【化４２−４】
【０１１７】
【化４２−５】
【０１１８】
前記のような化合物を含む有機光電素子用化合物は、ガラス転移温度が１２０℃以上であり、熱分解温度が４００℃以上であって、熱的安定性に優れている。これによって、高効率の有機光電素子が実現可能である。
【０１１９】
前記のような化合物を含む有機光電素子用化合物は、発光、または電子注入および／または輸送の役割を果たすことができ、適切なドーパントと共に発光ホストとしての役割も果たすことができる。つまり、前記有機光電素子用化合物は、燐光または蛍光のホスト材料、青色の発光ドーパント材料、または電子輸送材料として使用され得る。
【０１２０】
本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、有機薄膜層に使用されると有機光電素子の寿命特性、効率特性、電気化学的安定性および熱的安定性を向上させ、駆動電圧を低下させることができる。
【０１２１】
これによって、本発明の一実施形態は、前記有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を提供する。この時、前記有機光電素子とは、有機発光ダイオード、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラム、有機メモリ素子などを意味する。特に、有機太陽電池の場合には、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物が電極や電極バッファー層に含まれて量子効率を増加させ、有機トランジスタの場合には、ゲート、ソース−ドレイン電極などで電極物質として使用され得る。
【０１２２】
以下、有機光電素子について具体的に説明する。
【０１２３】
本発明の他の一実施形態は、陽極、陰極および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層以上の有機薄膜層を含む有機光電素子において、前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を提供する。
【０１２４】
前記有機光電素子用化合物を含むことができる有機薄膜層としては、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択される層を含むことができるところ、この中で少なくとも一層は、本発明による有機光電素子用化合物を含む。特に、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）に本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含むことができる。また、前記有機光電素子用化合物が発光層内に含まれる場合、前記有機光電素子用化合物は燐光または蛍光ホストとして含まれ得、特に、蛍光青色ドーパント材料として含まれ得る。
【０１２５】
図１〜図５は、本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子の断面図である。
【０１２６】
図１〜図５を参照すれば、本発明の多様な実施形態による有機光電素子１００、２００、３００、４００、５００は、陽極１２０、陰極１１０およびこの陽極と陰極との間に配置された少なくとも一層の有機薄膜層１０５を含む構造を有する。
【０１２７】
前記陽極１２０は、陽極物質を含み、この陽極物質としては、通常有機薄膜層へ正孔注入が円滑に行われるように仕事関数が大きい物質が好ましい。前記陽極物質の具体的な例としては、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ２：Ｓｂのような金属含有酸化物；ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ：ＰＥＤＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような伝導性高分子などが挙げられるが、これに限定されない。好ましくは、前記陽極としてＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）を含む透明電極を使用することができる。
【０１２８】
前記陰極１１０は、陰極物質を含み、この陰極物質としては、通常有機薄膜層へ電子注入が容易に行われるように仕事関数が小さい物質であることが好ましい。陰極物質の具体的な例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ、鉛、セシウム、バリウムなどのような金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／ＡｌおよびＢａＦ２／Ｃａのような多層構造物質などが挙げられるが、これに限定されない。好ましくは、前記陰極としてアルミニウムなどのような金属電極を使用することができる。
【０１２９】
まず、図１を参照すれば、図１は、有機薄膜層１０５として発光層１３０のみが存在する有機光電素子１００を示した図面であり、前記有機薄膜層１０５は、発光層１３０のみで存在してもよい。
【０１３０】
図２を参照すれば、図２は、有機薄膜層１０５として電子輸送層（ＥＴＬ）を含む発光層２３０と正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０が存在する２層型有機光電素子２００を示した図面であり、図２に示されているように、有機薄膜層１０５は、発光層２３０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０を含む２層型であってもよい。この場合、発光層１３０は電子輸送層（ＥＴＬ）の機能を果たし、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０はＩＴＯのような透明電極との接合性および正孔輸送性を向上させる機能を果たす。
【０１３１】
図３を参照すれば、図３は、有機薄膜層１０５として電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、発光層１３０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０が存在する３層型有機光電素子３００を示した図面であり、前記有機薄膜層１０５で発光層１３０は独立した形態からなっており、電子輸送性や正孔輸送性に優れた膜（電子輸送層（ＥＴＬ）１５０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０）を別途の層で積んだ形態を示している。
【０１３２】
図４を参照すれば、図４は、有機薄膜層１０５として電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０および正孔注入層（ＨＩＬ）１７０が存在する４層型有機光電素子４００を示した図面であり、前記正孔注入層（ＨＩＬ）１７０は陽極として使用されるＩＴＯとの接合性を向上させることができる。
【０１３３】
図５を参照すれば、図５は、有機薄膜層１０５として電子注入層（ＥＩＬ）１６０、電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、発光層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０および正孔注入層（ＨＩＬ）１７０のようなそれぞれ異なる機能を果たす５層が存在する５層型有機光電素子５００を示した図面であり、前記有機光電素子５００は、電子注入層（ＥＩＬ）１６０を別途に形成して低電圧化に効果的である。
【０１３４】
前記図１〜図５において前記有機薄膜層１０５をなす電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０、２３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０、正孔注入層（ＨＩＬ）１７０およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるいずれか一つは、前記有機光電素子用化合物を含む。この時、前記有機光電素子用化合物は、前記電子輸送層（ＥＴＬ）１５０または電子注入層（ＥＩＬ）１６０を含む電子輸送層（ＥＴＬ）１５０に使用され得、その中でも電子輸送層（ＥＴＬ）に含まれる場合、正孔阻止層（図示せず）を別途に形成する必要がないため、より単純化された構造の有機光電素子を提供することができるため好ましい。
【０１３５】
また、前記有機光電素子用化合物が発光層１３０、２３０内に含まれる場合、前記有機光電素子用化合物は燐光または蛍光ホストとして含まれ得、または蛍光青色ドーパントとして含まれ得る。
【０１３６】
上述した有機光電素子は、基板に陽極を形成した後、真空蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、プラズマメッキおよびイオンメッキのような乾式成膜法、またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、浸漬法（ｄｉｐｐｉｎｇ）、流動コーティング法（ｆｌｏｗ ｃｏａｔｉｎｇ）のような湿式成膜法などで有機薄膜層を形成した後、その上に陰極を形成して製造することができる。
【０１３７】
本発明のさらに他の一実施形態によれば、前記有機光電素子を含む表示装置を提供する。
【実施例】
【０１３８】
以下の実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。但し、これらの実施例は本発明を具体的に例示または説明するためのものに過ぎず、これらによって本発明が制限されてはならないことが理解されるであろう。
【０１３９】
（有機光電素子用化合物の製造）
実施例１：化合物３の合成
前記化合物３を下記反応式１に従って合成した。
【０１４０】
【化４３】
【０１４１】
第１段階：中間体生成物（Ａ）の合成
３，５−ジブロモベンズアルデヒド２４．９ｇ（９４．７ｍｍｏｌ）、２−アミノフェノール１５．５ｇ（１４２．０ｍｍｏｌ）を酢酸（ＡｃＯＨ）７００ｍｌの溶媒に懸濁して懸濁液を製造し、収得した反応物を常温で１２時間反応させた。収得した反応物を水１０００ｍｌ中で固形化し、析出した固体化合物をろ過により分離し、水とメタノールで洗浄して乾燥した。収得した固体化合物と２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゼンキノン（ＤＤＱ）２３．６ｇ（１０４．２ｍｍｏｌ）をジクロロメタン５５０ｍｌに溶かした後、常温で１時間反応させた。収得した反応物の反応溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、カラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ａ）１９．９ｇ（収率：６０％）の白色の固体を得た。
【０１４２】
第２段階：中間体生成物（Ｂ）の合成
中間体生成物（Ａ）１９．０ｇ（５３．８２ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボラン３２．８ｇ（１２９．２ｍｍｏｌ）、[１，１'−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]ジクロロパラジウム（Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）２．２ｇ（２．７ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム（ＫＯＡｃ）２１．２ｇ（２１５．３ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２８０ｍｌの溶媒に溶かした後、８０℃で１２時間反応させた。収得した反応物をクロロホルムで抽出した後、溶媒を減圧下で除去してカラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ｂ）２３．１１ｇ（収率：９６％）の薄黄色の固体を得た。
【０１４３】
第３段階：中間体生成物（Ｃ）の合成
中間体生成物（Ｂ）１０．０ｇ（２２．４ｍｍｏｌ）、２，６−ジブロモ−４−ヨードピリジン１３．４８ｇ（４９．２ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]１．３ｇ（１．１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１２．４ｇ（８９．５ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加して９０℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去して水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ｃ）１０．０ｇ（収率：９９％）の白色の固体を得た。
【０１４４】
第４段階：化合物３の合成
中間体生成物（Ｃ）１０．０ｇ（２０．５ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸１２．５ｇ（１０２．６ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]２．４ｇ（２．１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１７．０ｇ（１２３．２ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加して１００℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去して水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて化合物１０．８ｇ（収率：８１％）の白色の固体を得た。（計算値：６５３．７７／測定値：ＭＳ[Ｍ＋１]６５４．２５）
実施例２：化合物４の合成
前記化合物４を下記反応式２に従って合成した。
【０１４５】
【化４４】
【０１４６】
第１段階：中間体生成物（Ｄ）の合成
９，１０−フェナンスレンキノン１３．０ｇ（６２．４ｍｍｏｌ）、３，５−ジブロモベンズアルデヒド２４．７ｇ（９３．７ｍｍｏｌ）、アンモニウムバイカーボネート（ＮＨ４ＨＣＯ３）２４．７ｇ（３１２．２ｍｍｏｌ）をエタノール７００ｍｌに溶かした後、１００℃で１２時間反応させた。収得した反応物をろ過して分離した後、エタノールで洗浄し乾燥させて中間体生成物（Ｄ）８９．４ｇ（収率：７３％）の薄黄色の固体を得た。
【０１４７】
第２段階：中間体生成物（Ｅ）の合成
中間体生成物（Ｄ）２０．０ｇ（４４．４ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボラン２６．９ｇ（１０５．９ｍｍｏｌ）、[１，１'−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]ジクロロパラジウム（Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）１．８ｇ（２．２ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム（ＫＯＡｃ）１７．３ｇ（２１５．３ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）３００ｍｌの溶媒に溶かした後、８０℃で１２時間反応させた。収得した反応物をクロロホルムで抽出した後、溶媒を減圧下で除去し、カラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ｅ）２２．６５ｇ（収率：９４％）の白色の固体を得た。
【０１４８】
第３段階：中間体生成物（Ｆ）の合成
中間体生成物（Ｅ）１０．０ｇ（１８．３ｍｍｏｌ）、２，６−ジブロモ−４−ヨードピリジン１１．０ｇ（４０．２ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]１．１ｇ（０．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１０．１ｇ（７３．１ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加して９０℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ｆ）１０．３ｇ（収率：９６％）の白色の固体を得た。
【０１４９】
第４段階：化合物４の合成
中間体生成物（Ｆ）１０．０ｇ（１７．０ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸１０．４ｇ（８５．１ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]２．０ｇ（１．７ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１４．１ｇ（１０２．２ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加して１００℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて化合物９．８ｇ（収率：９８％）の白色の固体を得た。（計算値：７５３．８９／測定値：ＭＳ[Ｍ＋１]７５４．２８）
実施例３：化合物１１の合成
前記化合物１１を下記反応式３に従って合成した。
【０１５０】
【化４５】
【０１５１】
第１段階：中間体生成物（Ｇ）の合成
エチルブロモアセテート１０５．０ｇ（６２８．４ｍｍｏｌ）とピリジン９９４．６７ｇ（１２．６ｍｏｌ）の懸濁液を製造し、収得した反応物を常温で２時間反応させた。収得した反応物にジエチルエーテル１０００ｍｌを加えて固形化し、析出した固体化合物をろ過により分離し、ジエチルエーテルで洗浄し乾燥させて中間体生成物（Ｇ）１５２．３ｇ（収率：９８％）の薄黄色の固体を得た。
【０１５２】
第２段階：中間体生成物（Ｈ）の合成
中間体生成物（Ｇ）１５０．０ｇ（６０９．５ｍｍｏｌ）、トランスカルコン１０５．８ｇ（６０９．５ｍｍｏｌ）および酢酸アンモニウム（ＮＨ４ＯＡＣ）３７５．８５ｇ（４．８ｍｏｌ）をメタノール１５００ｍｌに溶かした後、１００℃で１２時間反応させた。収得した反応物を水２０００ｍｌ中で固形化し、析出した固体化合物をろ過により分離し、水とメタノールで洗浄し乾燥させて中間体生成物（Ｈ）９８．１５ｇ（収率：７８％）の白色の固体を得た。
【０１５３】
第３段階：中間体生成物（Ｉ）の合成
中間体生成物（Ｈ）９８．０ｇ（３９６．３ｍｍｏｌ）、リン酸（Ｐ２Ｏ５）１６８．７ｇ（１．２ｍｏｌ）およびテトラブチルアンモニウムブロマイド（ＴＢＡＢ）１９１．６ｇ（５９４．４ｍｏｌ）をクロロベンゼン１４００ｍｌに溶かした後、１４０℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、収得した固体混合物を水５００ｍｌで洗浄した。収得した反応物をクロロホルムで抽出した後、溶媒を減圧下で除去してメタノール５００ｍｌで洗浄し乾燥させて中間体生成物（Ｉ）８９．４ｇ（収率：７３％）の白色の固体を得た。
【０１５４】
第４段階：化合物１１の合成
中間体生成物（Ｂ）１７．０ｇ（３８．０ｍｍｏｌ）、中間体生成物（Ｉ）２８．３ｇ（９１．３ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]２．２ｇ（１．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）５００ｍｌとトルエン３００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）２１．０ｇ（１５２ｍｍｏｌ）を水３００ｍｌに溶解した溶液を添加し、１１０℃で２４時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて化合物２３．０ｇ（収率：９３％）の白色の固体を得た。（計算値：６５３．７７／測定値：ＭＳ[Ｍ＋１]６５４．２５）
実施例４：化合物１２の合成
前記化合物１２を下記反応式４に従って合成した。
【０１５５】
【化４６】
【０１５６】
中間体生成物（Ｅ）１０．０ｇ（１８．３ｍｍｏｌ）、中間体生成物（Ｉ）１３．６ｇ（４３．９ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]１．１ｇ（０．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１０．１ｇ（７３．１ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加し、１１０℃で２４時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、水とメタノールで洗浄した。収得した固体化合物をクロロホルムとメタノールで再結晶し乾燥させて化合物１１．５ｇ（収率：８３％）の白色の固体を得た。（計算値：７５３．８９／測定値：ＭＳ[Ｍ＋１]７５４．２８）
（有機光電素子の製造）
実施例５：実施例１を用いた有機光電素子の製造
陽極としてはＩＴＯを１０００Åの厚さに使用し、陰極としてはアルミニウム（Ａｌ）を１０００Åの厚さに使用した。
【０１５７】
具体的に、有機光電素子の製造方法を説明すれば、陽極は、１５Ω／ｃｍ２の面抵抗値を有するＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさに切断してアセトンとイソプロピルアルコールと純水中で各５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶオゾン洗浄して使用した。
【０１５８】
前記ガラス基板上部に正孔注入層（ＨＩＬ）として、Ｎ１，Ｎ１'−（ビフェニル−４，４'−ジイル）ビス（Ｎ１−（ナフタレン−２−イル）−Ｎ４，Ｎ４−ジフェニルベンゼン−１，４−ジアミン）５８５Åを蒸着し、次に正孔輸送層（ＨＴＬ）としてＮ，Ｎ'−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン５０Åを蒸着した。
【０１５９】
発光層としてＮ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（３，４−ジメチルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン４％および９−（３−（ナフタレン−１−イル）フェニル）−１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン９６％を２００Åの厚さに蒸着した。
【０１６０】
次に、電子輸送層（ＥＴＬ）として前記実施例１で製造された化合物およびＬｉｑ（１：１）３００Åを蒸着した。
【０１６１】
前記電子輸送層（ＥＴＬ）上部に電子注入層（ＥＩＬ）としてリチウムキノレート（Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｑｕｉｎｏｌａｔｅ、Ｌｉｑ）を５Åの厚さに真空蒸着し、Ａｌを１０００Åの厚さに真空蒸着してＬｉｑ／Ａｌ電極を形成した。
【０１６２】
実施例６：実施例２を用いた有機光電素子の製造
電子輸送層（ＥＴＬ）として実施例１で製造された化合物の代わりに、実施例２で製造された化合物を使用したことを除いては、前記実施例５と同様に実施して有機光電素子を製造した。
【０１６３】
実施例７：実施例４を用いた有機光電素子の製造
電子輸送層（ＥＴＬ）として実施例１で製造された化合物の代わりに、実施例４で製造された化合物を使用したことを除いては、前記実施例５と同様に実施して有機光電素子を製造した。
【０１６４】
比較例１：Ａｌｑ３を用いた有機光電素子の製造
電子輸送層（ＥＴＬ）として実施例１で製造された化合物の代わりに、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ、Ａｌｑ３）およびＬｉｑ３００Åを使用したことを除いては、前記実施例５と同様に実施して有機光電素子を製造した。
【０１６５】
（有機光電素子の性能測定）
測定方法
このように製造されたそれぞれの有機光電素子に対して電圧による電流密度の変化、輝度の変化および発光効率を測定した。具体的な測定方法は次のとおりである。
【０１６６】
１）電圧変化による電流密度の変化測定
製造された有機光電素子に対し、電圧を０Ｖから４Ｖまで上昇させながら電流電圧計（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４００）を利用して単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で割って結果を得た。その結果を図６に示した。
【０１６７】
２）電圧変化による輝度の変化測定
製造された有機光電素子に対し、電圧を０Ｖから４Ｖまで上昇させながら輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｓ１０００Ａ）を利用してその時の輝度を測定して結果を得た。その結果を図７に示した。
【０１６８】
３）発光効率および電力効率の測定
前記１）および２）から測定された輝度と電流密度および電圧を利用して同一の明るさ（１０００ｃｄ／ｍ２）の電流効率（ｃｄ／Ａ）および電力効率（ｌｍ／Ｗ）を計算した。その結果を図８および図９に示した。
【０１６９】
測定結果
上記で測定された結果を下記表１に示す。
【０１７０】
【表１】
【０１７１】
前記表１を参照すれば、有機発光ダイオードの特性評価結果、上記実施例５〜７の素子が駆動電圧側面で有利であり、発光効率および電力効率側面でも顕著に優れていることが分かる。したがって、素子寿命も増加することを予測することができる。
【０１７２】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、当業者によって特許請求の範囲の精神および技術的範囲に含まれる多様な変形および等価の形態で製造され得る。したがって、上記の実施例は例示的なものであり、本発明をいかようにも限定するものではないことを理解しなければならない。
【符号の説明】
【０１７３】
１００、２００、３００、４００、５００…有機光電素子
１１０…陰極
１２０…陽極
１０５…有機薄膜層
１３０…発光層
１４０…正孔輸送層（ＨＴＬ）
１５０…電子輸送層（ＥＴＬ）
１６０…電子注入層（ＥＩＬ）
１７０…正孔注入層（ＨＩＬ）
２３０…発光層＋電子輸送層（ＥＴＬ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寿命、効率、電気化学的安定性および熱的安定性に優れた有機光電素子を提供することができる有機光電素子用化合物およびこれを含む有機光電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機光電素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）は、正孔または電子を利用した電極と有機材料との間での電荷交換を必要とする素子である。
【０００３】
有機光電素子は動作原理に応じて次のように分類することができる。第一の有機光電素子は、外部の光源からの光子により有機材料層で励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が生成し、この励起子が電子と正孔に分離され、そしてこの電子と正孔が互いに異なる電極に電流源（電圧源）として移動することによって駆動される電子素子である。
【０００４】
第二の有機光電素子は、少なくとも２つの電極に電圧または電流を加えて前記電極の界面に位置する有機材料半導体に正孔または電子を注入し、そして注入された電子および正孔により素子が駆動される電子素子である。
【０００５】
有機光電素子の例としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機太陽電池、有機感光体ドラム（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｒｕｍ）、有機トランジスタ、有機メモリ素子などがあり、これらは正孔注入材料もしくは正孔輸送材料、電子注入材料もしくは電子輸送材料、または発光材料を必要とする。
【０００６】
有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）は、近年、平板ディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）の需要が増加することに伴い注目されている。一般に有機発光とは、有機物質を利用して電気エネルギーを光エネルギーに変換させることをいう。
【０００７】
このような有機発光ダイオードは、有機発光材料に電流を加えて電気エネルギーを光に変換させる素子であって、陽極（ａｎｏｄｅ）と陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）との間に機能性有機材料層が挿入された構造を有する。前記有機材料層は、有機発光ダイオードの効率および安全性を高めるために、それぞれ異なる材料を含む多層、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）などを含む。
【０００８】
このような有機発光ダイオードにおいて、陽極と陰極との間に電圧をかけると、陽極からは正孔（ｈｏｌｅ）が、陰極からは電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）が有機材料層に注入され、注入された正孔と電子が会って再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）によりエネルギーの高い励起子を生成する。生成した励起子が基底状態（ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ）に移動しながら特定の波長を有する光を生成する。
【０００９】
１９８７年にイーストマンコダック（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ）社では、発光層形成用材料として低分子の芳香族ジアミンとアルミニウム錯体とを含む有機発光ダイオードを最初に開発した（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１，９１３，１９８７）。１９８７年にＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらが最初に有機発光ダイオードとして実用的な素子を報告した（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１ １２，９１３〜９１５，１９８７）。
【００１０】
前記文献によれば有機層はジアミン誘導体の薄膜（正孔輸送層（ＨＴＬ））とトリス（８−ヒドロキシ−キノレート）アルミニウム（ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙ−ｑｕｉｎｏｌａｔｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ、Ａｌｑ３）の薄膜とが積層された構造を有する。
【００１１】
最近は、蛍光発光材料のみならず、燐光発光材料も有機発光ダイオードの発光材料として使用され得ることが知られるようになった（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，７４ ３，４４２〜４４４，１９９９；Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ，７５ １，４〜６，１９９９）。このような燐光材料は基底状態（ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ）から励起状態（ｅｘｃｉｔｅｄ ｓｔａｔｅ）に電子が遷移した後、項間交差（ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を通じて一重項励起子が三重項励起子に無輻射遷移した後、三重項励起子が基底状態に遷移して発光するメカニズムによって発光する。
【００１２】
前記のように有機発光ダイオードにおいて有機材料層は、発光材料および電荷輸送材料、例えば正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料などを含む。
【００１３】
また、発光材料は、発光色に応じて青色、緑色、および赤色発光材料とさらに改善された天然色に近い色を発光させるための黄色および橙色発光材料とに分類される。
【００１４】
一方、発光材料として一つの材料のみを使用する場合、分子間相互作用により最大発光波長が長波長側に移動したり、色純度が落ちる、または発光クエンチング効果により素子の効率が低下する。したがって、色純度を改善し、エネルギー移動を通じて発光効率および安定性を増加させるために、発光材料としてホスト／ドーパント系を使用しても良い。
【００１５】
有機発光ダイオードが前述した優れた特徴を十分に発揮するためには、有機材料層を構成する材料、例えば正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、ホストおよび／またはドーパントなどの発光材料が安定であり且つ良好な効率を有する必要がある。しかしながら、現在まで有機発光ダイオード用の有機材料層を形成する材料の開発がまだ十分ではなく、したがって新たな材料が要求されている。このような材料開発は前述した他の有機光電素子でも同様に要求されている。
【００１６】
また、低分子有機光電素子は、真空蒸着法により薄膜形態で素子を製造するため、効率および寿命性能が良く、高分子有機発光ダイオードは、インクジェット（Ｉｎｋｊｅｔ）またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）法を用いるため、初期投資費用が少なく、大面積化に有利な長所がある。
【００１７】
低分子有機光電素子および高分子有機光電素子は共に自発光、高速応答、広視野角、超薄型、高画質、耐久性、広い駆動温度範囲などの長所を持っていて次世代ディスプレイとして注目を浴びつつある。特に既存のＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙａｙ）と比較して自発光型であることから、暗いところや外部の光が入っても視認性が良く、バックライトが必要ないため、ＬＣＤの１／３水準に厚さおよび重量を減少させることができる。
【００１８】
また、応答速度がＬＣＤに比べて１０００倍以上速いマイクロ秒単位であるため、残像がない完璧な動画を実現することができる。したがって、最近、本格的なマルチメディア時代に合わせて最適のディスプレイとして脚光を浴びることが期待され、このような長所を基に初めに１９８０年代後半に開発されて以降、効率８０倍、寿命１００倍以上となる急激な技術発展をなしてきており、最近は４０インチ有機発光ダイオードパネルが発表されるなど大型化が急速に進行されている。
【００１９】
大型化のためには、発光効率の増大および素子の寿命向上が伴わなければならない。この時、素子の発光効率は発光層内の正孔と電子の結合が円滑に行われなければならない。しかし、一般に有機材料の電子移動度は正孔移動度に比べて遅いため、発光層内の正孔と電子の結合が効率的に行われるためには、効率的な電子輸送層（ＥＴＬ）を用いて陰極からの電子注入および移動度を高めると同時に、正孔の移動を遮断可能でなければならない。
【００２０】
また、寿命向上のためには、素子の駆動時に発生するジュール熱（Ｊｏｕｌｅ ｈｅａｔ）により材料が結晶化されることを防止しなければならない。したがって、電子の注入および移動性に優れ、電気化学的安定性の高い有機化合物に対する開発が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の例示的な実施形態は、発光、または電子注入および／または輸送の役割を果たすことができ、適切なドーパントと共に発光ホストとしての役割を果たすことができる有機光電素子用化合物を提供する。
【００２２】
また、本発明の他の実施形態は、寿命、効率、駆動電圧、電気化学的安定性および熱的安定性に優れた有機光電素子を提供し、特に電子輸送層（ＥＴＬ）として有機光電素子に使用される場合、素子が低い駆動電圧と共に優れた性能の効率特性を有することができる有機光電素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の一実施形態よれば、下記化学式１で表される有機光電素子用化合物を提供する。
【００２４】
【化１】
【００２５】
前記化学式１中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【００２６】
本発明の一実施形態例によれば、前記有機光電素子用化合物は、下記化学式２で表されてもよい。
【００２７】
【化２】
【００２８】
前記化学式２中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【００２９】
本発明の一実施形態例によれば、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のキノリニル基および置換または非置換のイソキノリニル基からなる群より選択されてもよい。
【００３０】
本発明の一実施形態例によれば、前記Ｂ１は、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基および置換または非置換のフェナントロリニル基からなる群より選択されてもよい。
【００３１】
本発明の他の一実施形態によれば、下記化学式３〜１８６のうちのいずれか一つで表される有機光電素子用化合物を提供する。
【００３２】
【化３】
【００３３】
【化４】
【００３４】
【化５】
【００３５】
【化６】
【００３６】
【化７】
【００３７】
【化８】
【００３８】
【化９】
【００３９】
【化１０】
【００４０】
【化１１】
【００４１】
【化１２】
【００４２】
【化１３】
【００４３】
【化１４】
【００４４】
【化１５】
【００４５】
【化１６】
【００４６】
【化１７】
【００４７】
【化１８】
【００４８】
【化１９】
【００４９】
【化２０】
【００５０】
【化２１−１】
【００５１】
【化２１−２】
【００５２】
【化２１−３】
【００５３】
【化２１−４】
【００５４】
【化２１−５】
【００５５】
本発明のさらに他の実施形態によれば、陽極、陰極および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層以上の有機薄膜層を含む有機光電素子において、前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、前述した有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を提供する。
【００５６】
前記有機薄膜層は、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択されてもよい。
【００５７】
前記有機光電素子用化合物は、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）内に含まれてもよい。
【００５８】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に含まれてもよい。
【００５９】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に燐光または蛍光ホスト材料として使用されてもよい。
【００６０】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に蛍光青色ドーパント材料として使用されてもよい。
【００６１】
前記有機光電素子は、有機発光ダイオード、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラムおよび有機メモリ素子からなる群より選択されてもよい。
【００６２】
本発明のさらに他の実施形態によれば、前述した有機光電素子を含む表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００６３】
本発明によれば、優れた電気化学的および熱的安定性により寿命特性に優れ、低い駆動電圧でも高い発光効率を有する有機光電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図２】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図３】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図４】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図５】本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例および比較例の電圧変化による電流密度の変化測定データである。
【図７】本発明の実施例および比較例の電圧変化による発光輝度の変化測定データである。
【図８】本発明の実施例および比較例の発光効率測定データである。
【図９】本発明の実施例および比較例の電力効率測定データである。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
以下、本発明の例示的な実施形態を詳しく説明する。但し、これらの実施形態は単なる例示であり、これらによって本発明が制限されず、後述する特許請求の範囲の範疇のみによって定義される。
【００６６】
本明細書で「置換」の用語は、別途の定義がない限り、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルシリル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ１〜Ｃ１０アルコキシ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基などのＣ１〜Ｃ１０トリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたものを意味する。
【００６７】
本明細書で「ヘテロ」の用語は、別途の定義がない限り、一つの環内にＮ、Ｏ、ＳおよびＰからなる群より選択されるヘテロ原子を１〜３個含有し、残りは炭素であることを意味する。
【００６８】
本明細書で「これらの組み合わせ」の用語は、別途の定義がない限り、二つ以上の置換基が連結基で結合されていたり、二つ以上の置換基が縮合して結合されているものを意味する。
【００６９】
本明細書で「アルキル（ａｌｋｙｌ）」の用語は、別途の定義がない限り、脂肪族炭化水素基を意味する。アルキル部位は、いかなるアルケンやアルキン部位を含んでいないものを意味する「飽和アルキル（ｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｌｋｙｌ）」基であってもよい。アルキル部位は、少なくとも一つのアルケンまたはアルキン部位を含んでいるものを意味する「不飽和アルキル（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｌｋｙｌ）」基であってもよい。「アルケン（ａｌｋｅｎｅ）」基は、少なくとも二つの炭素原子が結合して少なくとも一つの炭素−炭素二重結合を形成する基を意味し、「アルキン（ａｌｋｙｎｅ）」基は、少なくとも二つの炭素原子が結合して少なくとも一つの炭素−炭素三重結合を形成する基を意味する。飽和や不飽和に関係なくアルキル基は分枝型、直鎖型または環状であってもよい。
【００７０】
アルキル基は、１〜２０個の炭素原子を有することができる。アルキル基は、１〜１０個の炭素原子を有する中間サイズのアルキルであってもよい。アルキル基は、１〜６個の炭素原子を有する低級アルキルであってもよい。
【００７１】
例えば、Ｃ１〜Ｃ４アルキルは、アルキル鎖に１〜４個の炭素原子、つまり、アルキル鎖はメチル、エチル、プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓｅｃ−ブチルおよびｔ−ブチルからなる群より選択されるものを意味する。
【００７２】
アルキ基の例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、エテニル、プロペニル、ブテニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどから選択され、個別的且つ独立的に選択された一つまたはそれ以上の置換基で置換され得る。
【００７３】
用語「アリール（ａｒｙｌ）」は、共役π電子系を有している少なくとも一つの環を持つ炭素環式アリール（例えば、フェニル）を含むアリール基を意味する。この用語は、単環または融合した多環（つまり、炭素原子の隣接した対を分けて有する環）グループを含む。また、この用語は一つの炭素を接点で有しているスピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物を含む。
【００７４】
用語「ヘテロアリール（ｈｅｔｅｒｏａｒｙｌ）」は、共役π電子系を有している少なくとも一つの環を有している複素環アリール（例えば、ピリジン）を含むアリールグループを意味する。この用語は、単環または融合した多環（つまり、炭素原子の隣接した対を分けて有する環）グループを含む。また、この用語は、一つの炭素を接点で有しているスピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物を含む。
【００７５】
本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、ベンゼンコア構造にアリール基またはヘテロアリール基が３個結合された構造であってもよい。前記３個の置換基結合位置はコアベンゼンの１、３および５位であってもよい。
【００７６】
また、前記有機光電素子用化合物は、コア部分と前記二つの置換基に多様な置換基を導入することによって、多様なエネルギーバンドギャップを有する化合物を合成することができるため、電子注入層（ＥＩＬ）および輸送層のみならず、発光層で要求される条件を満たすことができる化合物になり得る。
【００７７】
前記化合物の置換基により適切なエネルギー準位を有する化合物を有機光電素子に使用することによって、電子伝達能力が強化されて効率および駆動電圧の面で優れた効果を有し、電気化学的および熱的安定性に優れて有機光電素子の駆動時に寿命特性を向上させることができる。
【００７８】
このような本発明の一実施形態によれば、下記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物を提供する。
【００７９】
【化２２】
【００８０】
前記化学式１中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【００８１】
前記コアベンゼンの３個の置換基のうちの少なくとも２つは、ヘテロアリール基であってもよい。つまり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−である。
【００８２】
各ヘテロアリール基に含まれているヘテロ原子の数により多様な組み合わせが可能である。各組み合わせにより化合物の特性が変わり得、要求される特性により各組み合わせを選択することができる。
【００８３】
好ましくは、ヘテロ原子はＮであってもよい。但し、これに限定されない。
【００８４】
また、前記化学式１の一実施形態のうちの一つである化合物は、下記化学式２で表される化合物であってもよい。
【００８５】
【化２３】
【００８６】
前記化学式２中、Ａｒ１〜Ａｒ４、Ｘ１〜Ｘ６、Ｙ１、Ｙ２およびＢ１の定義は、前記化学式１に定義されたとおりである。
【００８７】
前記Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であってもよい。より具体的な例として、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のキノリニル基および置換または非置換のイソキノリニル基からなる群より選択され得る。
【００８８】
前記Ａｒ１〜Ａｒ４の役割は、電子の輸送を円滑にすることができるという点である。つまり、電子を引く作用基の役割を果たすことができるため、電子の移動速度を正孔と同じように合わせることができる。所望の素子の特性に応じて適切に前記置換基を選択または変形して使用することができる。
【００８９】
また、前記Ａｒ１〜Ａｒ４のπ共役長（π−ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）を調節して可視領域で発光調節を可能にすることができる。これによって、前記化合物が有機光電素子の発光層に非常に有用に適用され得る。ただし、炭素数が前記範囲を越えるようになると、素子としての十分な効果を得られないことがある。
【００９０】
また、このような置換基が結合された構造は、熱的安定性または酸化に対する抵抗性に優れ、有機光電素子の寿命特性を向上させることができる。
【００９１】
前記置換基の種類により化合物の電子輸送能力を調節することができる。また、化合物の構造をバルクに製造することができ、結晶化度を低下することができる。化合物の結晶化度が低下すると素子の寿命が延長され得る。
【００９２】
前記Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成することができ、その具体的な例としては、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基および置換または非置換のフェナントロリニル基からなる群より選択される化合物などがある。
【００９３】
前記置換基の役割は電子の輸送を円滑にすることができるという点である。つまり、電子を引く作用基の役割を果たすことができるため、電子の移動速度を正孔と同じように合わせることができる。また、バルキーなアリール基を導入することによって熱的安定性を増加させることができる。所望の素子の特性により適切に前記置換基を選択または変形して使用することができる。
【００９４】
前記有機光電素子用化合物は、下記化学式３〜化学式１８６で表示されるものを使用することができる。しかし、本発明は下記化合物に限定されない。
【００９５】
【化２４】
【００９６】
【化２５】
【００９７】
【化２６】
【００９８】
【化２７】
【００９９】
【化２８】
【０１００】
【化２９】
【０１０１】
【化３０】
【０１０２】
【化３１】
【０１０３】
【化３２】
【０１０４】
【化３３】
【０１０５】
【化３４】
【０１０６】
【化３５】
【０１０７】
【化３６】
【０１０８】
【化３７】
【０１０９】
【化３８】
【０１１０】
【化３９】
【０１１１】
【化４０】
【０１１２】
【化４１】
【０１１３】
【化４２−１】
【０１１４】
【化４２−２】
【０１１５】
【化４２−３】
【０１１６】
【化４２−４】
【０１１７】
【化４２−５】
【０１１８】
前記のような化合物を含む有機光電素子用化合物は、ガラス転移温度が１２０℃以上であり、熱分解温度が４００℃以上であって、熱的安定性に優れている。これによって、高効率の有機光電素子が実現可能である。
【０１１９】
前記のような化合物を含む有機光電素子用化合物は、発光、または電子注入および／または輸送の役割を果たすことができ、適切なドーパントと共に発光ホストとしての役割も果たすことができる。つまり、前記有機光電素子用化合物は、燐光または蛍光のホスト材料、青色の発光ドーパント材料、または電子輸送材料として使用され得る。
【０１２０】
本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、有機薄膜層に使用されると有機光電素子の寿命特性、効率特性、電気化学的安定性および熱的安定性を向上させ、駆動電圧を低下させることができる。
【０１２１】
これによって、本発明の一実施形態は、前記有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を提供する。この時、前記有機光電素子とは、有機発光ダイオード、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラム、有機メモリ素子などを意味する。特に、有機太陽電池の場合には、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物が電極や電極バッファー層に含まれて量子効率を増加させ、有機トランジスタの場合には、ゲート、ソース−ドレイン電極などで電極物質として使用され得る。
【０１２２】
以下、有機光電素子について具体的に説明する。
【０１２３】
本発明の他の一実施形態は、陽極、陰極および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層以上の有機薄膜層を含む有機光電素子において、前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を提供する。
【０１２４】
前記有機光電素子用化合物を含むことができる有機薄膜層としては、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択される層を含むことができるところ、この中で少なくとも一層は、本発明による有機光電素子用化合物を含む。特に、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）に本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含むことができる。また、前記有機光電素子用化合物が発光層内に含まれる場合、前記有機光電素子用化合物は燐光または蛍光ホストとして含まれ得、特に、蛍光青色ドーパント材料として含まれ得る。
【０１２５】
図１〜図５は、本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子の断面図である。
【０１２６】
図１〜図５を参照すれば、本発明の多様な実施形態による有機光電素子１００、２００、３００、４００、５００は、陽極１２０、陰極１１０およびこの陽極と陰極との間に配置された少なくとも一層の有機薄膜層１０５を含む構造を有する。
【０１２７】
前記陽極１２０は、陽極物質を含み、この陽極物質としては、通常有機薄膜層へ正孔注入が円滑に行われるように仕事関数が大きい物質が好ましい。前記陽極物質の具体的な例としては、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ２：Ｓｂのような金属含有酸化物；ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ：ＰＥＤＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような伝導性高分子などが挙げられるが、これに限定されない。好ましくは、前記陽極としてＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）を含む透明電極を使用することができる。
【０１２８】
前記陰極１１０は、陰極物質を含み、この陰極物質としては、通常有機薄膜層へ電子注入が容易に行われるように仕事関数が小さい物質であることが好ましい。陰極物質の具体的な例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ、鉛、セシウム、バリウムなどのような金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／ＡｌおよびＢａＦ２／Ｃａのような多層構造物質などが挙げられるが、これに限定されない。好ましくは、前記陰極としてアルミニウムなどのような金属電極を使用することができる。
【０１２９】
まず、図１を参照すれば、図１は、有機薄膜層１０５として発光層１３０のみが存在する有機光電素子１００を示した図面であり、前記有機薄膜層１０５は、発光層１３０のみで存在してもよい。
【０１３０】
図２を参照すれば、図２は、有機薄膜層１０５として電子輸送層（ＥＴＬ）を含む発光層２３０と正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０が存在する２層型有機光電素子２００を示した図面であり、図２に示されているように、有機薄膜層１０５は、発光層２３０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０を含む２層型であってもよい。この場合、発光層１３０は電子輸送層（ＥＴＬ）の機能を果たし、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０はＩＴＯのような透明電極との接合性および正孔輸送性を向上させる機能を果たす。
【０１３１】
図３を参照すれば、図３は、有機薄膜層１０５として電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、発光層１３０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０が存在する３層型有機光電素子３００を示した図面であり、前記有機薄膜層１０５で発光層１３０は独立した形態からなっており、電子輸送性や正孔輸送性に優れた膜（電子輸送層（ＥＴＬ）１５０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０）を別途の層で積んだ形態を示している。
【０１３２】
図４を参照すれば、図４は、有機薄膜層１０５として電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０および正孔注入層（ＨＩＬ）１７０が存在する４層型有機光電素子４００を示した図面であり、前記正孔注入層（ＨＩＬ）１７０は陽極として使用されるＩＴＯとの接合性を向上させることができる。
【０１３３】
図５を参照すれば、図５は、有機薄膜層１０５として電子注入層（ＥＩＬ）１６０、電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、発光層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０および正孔注入層（ＨＩＬ）１７０のようなそれぞれ異なる機能を果たす５層が存在する５層型有機光電素子５００を示した図面であり、前記有機光電素子５００は、電子注入層（ＥＩＬ）１６０を別途に形成して低電圧化に効果的である。
【０１３４】
前記図１〜図５において前記有機薄膜層１０５をなす電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０、２３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０、正孔注入層（ＨＩＬ）１７０およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるいずれか一つは、前記有機光電素子用化合物を含む。この時、前記有機光電素子用化合物は、前記電子輸送層（ＥＴＬ）１５０または電子注入層（ＥＩＬ）１６０を含む電子輸送層（ＥＴＬ）１５０に使用され得、その中でも電子輸送層（ＥＴＬ）に含まれる場合、正孔阻止層（図示せず）を別途に形成する必要がないため、より単純化された構造の有機光電素子を提供することができるため好ましい。
【０１３５】
また、前記有機光電素子用化合物が発光層１３０、２３０内に含まれる場合、前記有機光電素子用化合物は燐光または蛍光ホストとして含まれ得、または蛍光青色ドーパントとして含まれ得る。
【０１３６】
上述した有機光電素子は、基板に陽極を形成した後、真空蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、プラズマメッキおよびイオンメッキのような乾式成膜法、またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、浸漬法（ｄｉｐｐｉｎｇ）、流動コーティング法（ｆｌｏｗ ｃｏａｔｉｎｇ）のような湿式成膜法などで有機薄膜層を形成した後、その上に陰極を形成して製造することができる。
【０１３７】
本発明のさらに他の一実施形態によれば、前記有機光電素子を含む表示装置を提供する。
【実施例】
【０１３８】
以下の実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。但し、これらの実施例は本発明を具体的に例示または説明するためのものに過ぎず、これらによって本発明が制限されてはならないことが理解されるであろう。
【０１３９】
（有機光電素子用化合物の製造）
実施例１：化合物３の合成
前記化合物３を下記反応式１に従って合成した。
【０１４０】
【化４３】
【０１４１】
第１段階：中間体生成物（Ａ）の合成
３，５−ジブロモベンズアルデヒド２４．９ｇ（９４．７ｍｍｏｌ）、２−アミノフェノール１５．５ｇ（１４２．０ｍｍｏｌ）を酢酸（ＡｃＯＨ）７００ｍｌの溶媒に懸濁して懸濁液を製造し、収得した反応物を常温で１２時間反応させた。収得した反応物を水１０００ｍｌ中で固形化し、析出した固体化合物をろ過により分離し、水とメタノールで洗浄して乾燥した。収得した固体化合物と２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゼンキノン（ＤＤＱ）２３．６ｇ（１０４．２ｍｍｏｌ）をジクロロメタン５５０ｍｌに溶かした後、常温で１時間反応させた。収得した反応物の反応溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、カラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ａ）１９．９ｇ（収率：６０％）の白色の固体を得た。
【０１４２】
第２段階：中間体生成物（Ｂ）の合成
中間体生成物（Ａ）１９．０ｇ（５３．８２ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボラン３２．８ｇ（１２９．２ｍｍｏｌ）、[１，１'−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]ジクロロパラジウム（Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）２．２ｇ（２．７ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム（ＫＯＡｃ）２１．２ｇ（２１５．３ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２８０ｍｌの溶媒に溶かした後、８０℃で１２時間反応させた。収得した反応物をクロロホルムで抽出した後、溶媒を減圧下で除去してカラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ｂ）２３．１１ｇ（収率：９６％）の薄黄色の固体を得た。
【０１４３】
第３段階：中間体生成物（Ｃ）の合成
中間体生成物（Ｂ）１０．０ｇ（２２．４ｍｍｏｌ）、２，６−ジブロモ−４−ヨードピリジン１３．４８ｇ（４９．２ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]１．３ｇ（１．１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１２．４ｇ（８９．５ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加して９０℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去して水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ｃ）１０．０ｇ（収率：９９％）の白色の固体を得た。
【０１４４】
第４段階：化合物３の合成
中間体生成物（Ｃ）１０．０ｇ（２０．５ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸１２．５ｇ（１０２．６ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]２．４ｇ（２．１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１７．０ｇ（１２３．２ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加して１００℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去して水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて化合物１０．８ｇ（収率：８１％）の白色の固体を得た。（計算値：６５３．７７／測定値：ＭＳ[Ｍ＋１]６５４．２５）
実施例２：化合物４の合成
前記化合物４を下記反応式２に従って合成した。
【０１４５】
【化４４】
【０１４６】
第１段階：中間体生成物（Ｄ）の合成
９，１０−フェナンスレンキノン１３．０ｇ（６２．４ｍｍｏｌ）、３，５−ジブロモベンズアルデヒド２４．７ｇ（９３．７ｍｍｏｌ）、アンモニウムバイカーボネート（ＮＨ４ＨＣＯ３）２４．７ｇ（３１２．２ｍｍｏｌ）をエタノール７００ｍｌに溶かした後、１００℃で１２時間反応させた。収得した反応物をろ過して分離した後、エタノールで洗浄し乾燥させて中間体生成物（Ｄ）８９．４ｇ（収率：７３％）の薄黄色の固体を得た。
【０１４７】
第２段階：中間体生成物（Ｅ）の合成
中間体生成物（Ｄ）２０．０ｇ（４４．４ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボラン２６．９ｇ（１０５．９ｍｍｏｌ）、[１，１'−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]ジクロロパラジウム（Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）１．８ｇ（２．２ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム（ＫＯＡｃ）１７．３ｇ（２１５．３ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）３００ｍｌの溶媒に溶かした後、８０℃で１２時間反応させた。収得した反応物をクロロホルムで抽出した後、溶媒を減圧下で除去し、カラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ｅ）２２．６５ｇ（収率：９４％）の白色の固体を得た。
【０１４８】
第３段階：中間体生成物（Ｆ）の合成
中間体生成物（Ｅ）１０．０ｇ（１８．３ｍｍｏｌ）、２，６−ジブロモ−４−ヨードピリジン１１．０ｇ（４０．２ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]１．１ｇ（０．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１０．１ｇ（７３．１ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加して９０℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて中間体生成物（Ｆ）１０．３ｇ（収率：９６％）の白色の固体を得た。
【０１４９】
第４段階：化合物４の合成
中間体生成物（Ｆ）１０．０ｇ（１７．０ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸１０．４ｇ（８５．１ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]２．０ｇ（１．７ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１４．１ｇ（１０２．２ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加して１００℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて化合物９．８ｇ（収率：９８％）の白色の固体を得た。（計算値：７５３．８９／測定値：ＭＳ[Ｍ＋１]７５４．２８）
実施例３：化合物１１の合成
前記化合物１１を下記反応式３に従って合成した。
【０１５０】
【化４５】
【０１５１】
第１段階：中間体生成物（Ｇ）の合成
エチルブロモアセテート１０５．０ｇ（６２８．４ｍｍｏｌ）とピリジン９９４．６７ｇ（１２．６ｍｏｌ）の懸濁液を製造し、収得した反応物を常温で２時間反応させた。収得した反応物にジエチルエーテル１０００ｍｌを加えて固形化し、析出した固体化合物をろ過により分離し、ジエチルエーテルで洗浄し乾燥させて中間体生成物（Ｇ）１５２．３ｇ（収率：９８％）の薄黄色の固体を得た。
【０１５２】
第２段階：中間体生成物（Ｈ）の合成
中間体生成物（Ｇ）１５０．０ｇ（６０９．５ｍｍｏｌ）、トランスカルコン１０５．８ｇ（６０９．５ｍｍｏｌ）および酢酸アンモニウム（ＮＨ４ＯＡＣ）３７５．８５ｇ（４．８ｍｏｌ）をメタノール１５００ｍｌに溶かした後、１００℃で１２時間反応させた。収得した反応物を水２０００ｍｌ中で固形化し、析出した固体化合物をろ過により分離し、水とメタノールで洗浄し乾燥させて中間体生成物（Ｈ）９８．１５ｇ（収率：７８％）の白色の固体を得た。
【０１５３】
第３段階：中間体生成物（Ｉ）の合成
中間体生成物（Ｈ）９８．０ｇ（３９６．３ｍｍｏｌ）、リン酸（Ｐ２Ｏ５）１６８．７ｇ（１．２ｍｏｌ）およびテトラブチルアンモニウムブロマイド（ＴＢＡＢ）１９１．６ｇ（５９４．４ｍｏｌ）をクロロベンゼン１４００ｍｌに溶かした後、１４０℃で１２時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、収得した固体混合物を水５００ｍｌで洗浄した。収得した反応物をクロロホルムで抽出した後、溶媒を減圧下で除去してメタノール５００ｍｌで洗浄し乾燥させて中間体生成物（Ｉ）８９．４ｇ（収率：７３％）の白色の固体を得た。
【０１５４】
第４段階：化合物１１の合成
中間体生成物（Ｂ）１７．０ｇ（３８．０ｍｍｏｌ）、中間体生成物（Ｉ）２８．３ｇ（９１．３ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]２．２ｇ（１．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）５００ｍｌとトルエン３００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）２１．０ｇ（１５２ｍｍｏｌ）を水３００ｍｌに溶解した溶液を添加し、１１０℃で２４時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、水とメタノールで洗浄した。収得した固体混合物をカラムで分離した後に乾燥させて化合物２３．０ｇ（収率：９３％）の白色の固体を得た。（計算値：６５３．７７／測定値：ＭＳ[Ｍ＋１]６５４．２５）
実施例４：化合物１２の合成
前記化合物１２を下記反応式４に従って合成した。
【０１５５】
【化４６】
【０１５６】
中間体生成物（Ｅ）１０．０ｇ（１８．３ｍｍｏｌ）、中間体生成物（Ｉ）１３．６ｇ（４３．９ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム[Ｐｄ（ＰＰｈ３）４]１．１ｇ（０．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍｌとトルエン２００ｍｌとの混合溶媒に溶かした後、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１０．１ｇ（７３．１ｍｍｏｌ）を水２００ｍｌに溶解した溶液を添加し、１１０℃で２４時間反応させた。収得した反応物の溶媒を減圧下で除去し、水とメタノールで洗浄した。収得した固体化合物をクロロホルムとメタノールで再結晶し乾燥させて化合物１１．５ｇ（収率：８３％）の白色の固体を得た。（計算値：７５３．８９／測定値：ＭＳ[Ｍ＋１]７５４．２８）
（有機光電素子の製造）
実施例５：実施例１を用いた有機光電素子の製造
陽極としてはＩＴＯを１０００Åの厚さに使用し、陰極としてはアルミニウム（Ａｌ）を１０００Åの厚さに使用した。
【０１５７】
具体的に、有機光電素子の製造方法を説明すれば、陽極は、１５Ω／ｃｍ２の面抵抗値を有するＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさに切断してアセトンとイソプロピルアルコールと純水中で各５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶオゾン洗浄して使用した。
【０１５８】
前記ガラス基板上部に正孔注入層（ＨＩＬ）として、Ｎ１，Ｎ１'−（ビフェニル−４，４'−ジイル）ビス（Ｎ１−（ナフタレン−２−イル）−Ｎ４，Ｎ４−ジフェニルベンゼン−１，４−ジアミン）５８５Åを蒸着し、次に正孔輸送層（ＨＴＬ）としてＮ，Ｎ'−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン５０Åを蒸着した。
【０１５９】
発光層としてＮ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（３，４−ジメチルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン４％および９−（３−（ナフタレン−１−イル）フェニル）−１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン９６％を２００Åの厚さに蒸着した。
【０１６０】
次に、電子輸送層（ＥＴＬ）として前記実施例１で製造された化合物およびＬｉｑ（１：１）３００Åを蒸着した。
【０１６１】
前記電子輸送層（ＥＴＬ）上部に電子注入層（ＥＩＬ）としてリチウムキノレート（Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｑｕｉｎｏｌａｔｅ、Ｌｉｑ）を５Åの厚さに真空蒸着し、Ａｌを１０００Åの厚さに真空蒸着してＬｉｑ／Ａｌ電極を形成した。
【０１６２】
実施例６：実施例２を用いた有機光電素子の製造
電子輸送層（ＥＴＬ）として実施例１で製造された化合物の代わりに、実施例２で製造された化合物を使用したことを除いては、前記実施例５と同様に実施して有機光電素子を製造した。
【０１６３】
実施例７：実施例４を用いた有機光電素子の製造
電子輸送層（ＥＴＬ）として実施例１で製造された化合物の代わりに、実施例４で製造された化合物を使用したことを除いては、前記実施例５と同様に実施して有機光電素子を製造した。
【０１６４】
比較例１：Ａｌｑ３を用いた有機光電素子の製造
電子輸送層（ＥＴＬ）として実施例１で製造された化合物の代わりに、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ、Ａｌｑ３）およびＬｉｑ３００Åを使用したことを除いては、前記実施例５と同様に実施して有機光電素子を製造した。
【０１６５】
（有機光電素子の性能測定）
測定方法
このように製造されたそれぞれの有機光電素子に対して電圧による電流密度の変化、輝度の変化および発光効率を測定した。具体的な測定方法は次のとおりである。
【０１６６】
１）電圧変化による電流密度の変化測定
製造された有機光電素子に対し、電圧を０Ｖから４Ｖまで上昇させながら電流電圧計（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４００）を利用して単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で割って結果を得た。その結果を図６に示した。
【０１６７】
２）電圧変化による輝度の変化測定
製造された有機光電素子に対し、電圧を０Ｖから４Ｖまで上昇させながら輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｓ１０００Ａ）を利用してその時の輝度を測定して結果を得た。その結果を図７に示した。
【０１６８】
３）発光効率および電力効率の測定
前記１）および２）から測定された輝度と電流密度および電圧を利用して同一の明るさ（１０００ｃｄ／ｍ２）の電流効率（ｃｄ／Ａ）および電力効率（ｌｍ／Ｗ）を計算した。その結果を図８および図９に示した。
【０１６９】
測定結果
上記で測定された結果を下記表１に示す。
【０１７０】
【表１】
【０１７１】
前記表１を参照すれば、有機発光ダイオードの特性評価結果、上記実施例５〜７の素子が駆動電圧側面で有利であり、発光効率および電力効率側面でも顕著に優れていることが分かる。したがって、素子寿命も増加することを予測することができる。
【０１７２】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、当業者によって特許請求の範囲の精神および技術的範囲に含まれる多様な変形および等価の形態で製造され得る。したがって、上記の実施例は例示的なものであり、本発明をいかようにも限定するものではないことを理解しなければならない。
【符号の説明】
【０１７３】
１００、２００、３００、４００、５００…有機光電素子
１１０…陰極
１２０…陽極
１０５…有機薄膜層
１３０…発光層
１４０…正孔輸送層（ＨＴＬ）
１５０…電子輸送層（ＥＴＬ）
１６０…電子注入層（ＥＩＬ）
１７０…正孔注入層（ＨＩＬ）
２３０…発光層＋電子輸送層（ＥＴＬ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表される有機光電素子用化合物：
【化１】
前記化学式１中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【請求項２】
前記有機光電素子用化合物は、下記化学式２で表される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物：
【化２】
前記化学式２中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基または置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【請求項３】
Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のキノリニル基および置換または非置換のイソキノリニル基からなる群より選択される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項４】
前記Ｂ１は、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基および置換または非置換のフェナントロリニル基からなる群より選択されるものである、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項５】
下記化学式３〜１８６のうちのいずれか一つで表される、有機光電素子用化合物。
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【請求項６】
陽極、陰極および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層以上の有機薄膜層を含む有機光電素子において、
前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機光電素子用化合物を含む、有機光電素子。
【請求項７】
前記有機薄膜層は、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項８】
前記有機光電素子用化合物は、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）内に含まれる、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項９】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に含まれる、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項１０】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に燐光または蛍光ホスト材料として使用される、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項１１】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に蛍光青色ドーパント材料として使用される、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項１２】
前記有機光電素子は、有機発光ダイオード、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラムおよび有機メモリ素子からなる群より選択される、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項１３】
請求項６に記載の有機光電素子を含む、表示装置。
【請求項１】
下記化学式１で表される有機光電素子用化合物：
【化１】
前記化学式１中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【請求項２】
前記有機光電素子用化合物は、下記化学式２で表される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物：
【化２】
前記化学式２中、Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基あるいは置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、−Ｎ−または−ＣＨ−であり、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つは、−Ｎ−であり、Ｙ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−および−ＮＲ−からなる群より選択され、前記Ｒは、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のシアノ基、置換または非置換のニトロ基、置換または非置換のカルボニル基および置換または非置換のアミド基からなる群より選択され、Ｙ２は、−ＣＨ−または−Ｎ−であり、Ｂ１は、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基または置換または非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基であり、隣接した元素と融合環を形成する。
【請求項３】
Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のキノリニル基および置換または非置換のイソキノリニル基からなる群より選択される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項４】
前記Ｂ１は、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基および置換または非置換のフェナントロリニル基からなる群より選択されるものである、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項５】
下記化学式３〜１８６のうちのいずれか一つで表される、有機光電素子用化合物。
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【請求項６】
陽極、陰極および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層以上の有機薄膜層を含む有機光電素子において、
前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機光電素子用化合物を含む、有機光電素子。
【請求項７】
前記有機薄膜層は、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項８】
前記有機光電素子用化合物は、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）内に含まれる、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項９】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に含まれる、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項１０】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に燐光または蛍光ホスト材料として使用される、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項１１】
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に蛍光青色ドーパント材料として使用される、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項１２】
前記有機光電素子は、有機発光ダイオード、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラムおよび有機メモリ素子からなる群より選択される、請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項１３】
請求項６に記載の有機光電素子を含む、表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１３−５２０４１０（Ｐ２０１３−５２０４１０Ａ）
【公表日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５３８００（Ｐ２０１２−５５３８００）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００７０５８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０２５８６
【国際公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５００００５０６６）チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド (263)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００７０５８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０２５８６
【国際公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５００００５０６６）チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド (263)
【Ｆターム（参考）】
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