有機光電素子用材料およびこれを含む有機光電素子
化学式１の非対称化合物を含む有機光電素子用材料およびそれを含む有機光電素子を開示する。前記有機光電素子用材料は、有機発光ダイオードをはじめとする有機光電素子において、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、または電子注入材料および／または電子輸送材料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。前記材料を有機発光ダイオードなどの有機光電素子に適用すると、寿命、効率、駆動電圧、電気化学的安定性および熱安定性に優れた有機光電素子が得られうる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電素子用材料およびこれを含む有機光電素子に関する。より詳細には、本発明は、有機光電素子の寿命、効率、駆動電圧、電気化学的安定性および熱安定性を向上させることができる有機光電素子用材料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けることができる。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エキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が生成し、このエキシトン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】
以下、主に有機発光ダイオードについて具体的に説明するが、前記有機光電素子で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、または発光材料が同様の原理で作用する。
【０００７】
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って注目されている。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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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）。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の例示的な実施形態は、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、または電子注入材料および／または電子輸送材料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新規な材料を提供する。
【００１８】
本発明の他の実施形態は、前記有機光電素子用材料を含み、寿命、効率、駆動電圧、電気化学的安定性、および熱安定性が向上した有機光電素子を提供する。
【００１９】
本発明の実施形態は上記の技術的課題に制限されず、当業者であれば他の技術的課題を理解しうる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、下記の化学式１で表される非対称化合物を含む有機光電素子用材料が提供される。
【００２１】
【化１】
【００２２】
前記化学式１において、
Ａｒ１は、水素、および置換または非置換のアリール基からなる群より選択され、但し、Ａｒ１が置換されたアリール基である場合、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではなく、
Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のアリールアミン基、および置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリールアミン基からなる群より選択され、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して置換または非置換のフェニレン、置換または非置換のナフチレン、および置換または非置換のアントラセンからなる群より選択され、
ｍおよびｎは、１乃至４の整数である。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極との間に配置された有機薄膜層を含む有機光電素子が提供される。前記有機薄膜層は、前記有機光電素子用材料を含む。
【００２４】
本発明のさらなる実施形態によれば、前記有機光電素子を含む表示装置が提供される。
【００２５】
以下、本発明のさらなる実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
本発明の一実施形態による有機光電素子用材料は、ピリミジンコアに対して非対称構造を有する。ピリミジンコアを含むこのような非対称構造は、非晶質特性が強化されてこれによって結晶化を抑制することができるため、有機光電素子の駆動時に有機光電素子の寿命特性を向上させることができる。したがって、効率、駆動電圧、電気化学的安定性および熱安定性に優れた有機光電素子が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一実施形態による新規な材料は、有機発光ダイオードをはじめとする有機光電素子において、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、または電子注入材料および／または電子輸送材料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にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の多様な実施形態による化合物を含む有機発光ダイオード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化合物を含む有機発光ダイオード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化合物を含む有機発光ダイオード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化合物を含む有機発光ダイオード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化合物を含む有機発光ダイオードを示す断面図である。
【００２９】
図６は、合成例１による化合物に対する示差走査熱量（ＤＳＣ）測定結果を示すグラフである。
【００３０】
＜図中の主要な要素を示す符号の説明＞
１００：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）。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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るものではない。
【００３２】
本明細書で「置換」の用語は、別途の定義がない限り、炭素数１乃至３０のアルキル基、炭素数１乃至１０のヘテロアルキル基、炭素数３乃至３０のシクロアルキル基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至３０のアルコキシ基、フルオロ基、およびシアノ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されたものを意味する。
【００３３】
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、Ｐ、またはＳｉを含むヘテロ原子を１乃至３個含有し、残りは炭素であるものを意味する。
【００３４】
本発明の一実施形態によれば、下記の化学式１で表される非対称化合物を含む有機光電素子用材料が提供される。
【００３５】
【化２】
【００３６】
前記化学式１において、
Ａｒ１は、水素、および置換または非置換のアリール基からなる群より選択され、但し、Ａｒ１が置換アリール基である場合、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではなく、
Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のアリールアミン基、および置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリールアミン基からなる群より選択され、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して置換または非置換のフェニレン、置換または非置換のナフチレン、および置換または非置換のアントラセンからなる群より選択され、
ｍおよびｎは、１乃至４の整数である。
【００３７】
前記化学式１において、Ａｒ１は、アリール基またはアリール置換基を有するアリール基であることが好ましい。前記アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル（ｃｈｒｙｓｅｎｙｌ）基などが挙げられる。
【００３８】
Ａｒ１は、炭素数１乃至３０のアルキル基、炭素数１乃至１０のヘテロアルキル基、炭素数３乃至３０のシクロアルキル基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至３０のアルコキシ基、フルオロ基、およびシアノ基からなる群より選択される置換基で置換される。前記アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、およびクリセニル基からなる群より選択されるアリール基が挙げられ、前記ヘテロアルキル基の例としては、アルキルシリル基が挙げられる。しかしながら、前記アリール基およびヘテロアルキル基がこれらに限定されるわけではない。
【００３９】
Ａｒ１が置換されたアリール基である場合、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではない。Ａｒ１が置換されたアリール基であり、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではない場合、ピリミジンコアを基準とした非対称構造が得られる。このような非対称構造を有する有機光電素子用材料は結晶化を抑制し、そのため有機光電素子の寿命特性を向上させることができる。
【００４０】
前記化学式１において、Ａｒ２およびＡｒ３で表されるヘテロアリール基としては、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基などが挙げられる。
【００４１】
前記化学式１において、Ａｒ２およびＡｒ３で表されるヘテロアリールアミン基の例としては、ジフェニルアミン基、ジナフチルアミン基、ジビフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、フェニルジフェニルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾイル基、トリフェニルアミン基、ジピリジルアミン基などが挙げられる。
【００４２】
前記化学式１において、Ａｒ２およびＡｒ３で表されるそれぞれの置換基は、置換または非置換でありうる。Ａｒ２およびＡｒ３が置換されている場合には、これらは炭素数１乃至３０のアルキル基、炭素数１乃至１０のヘテロアルキル基、炭素数３乃至３０のシクロアルキル基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至３０のアルコキシ基、フルオロ基、およびシアノ基からなる群から選択される１つで置換されていても良い。前記アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、およびクリセニル基からなる群より選択されるアリール基が挙げられ、前記ヘテロアルキル基の例としては、アルキルシリル基が挙げられる。しかしながら、前記アリール基およびヘテロアルキル基はこれらに限定されるわけではない。
【００４３】
前記化学式１において、Ｌ１およびＬ２は、フェニレンであることが好ましい。
【００４４】
本発明による前記化学式１の化合物は、ピリミジンコアとＡｒ１乃至Ａｒ３の置換基とを含む。ピリミジンは芳香族化合物であり、ベンゼンのような電子構造を有する。このピリミジンは熱的安定性を有する、または耐酸化性が比較的高いが、２−、４−、および６−位に対する反応性の差によって非対称化合物を合成することができる。
【００４５】
一実施形態によれば、前記ピリミジンコア部分は互いに同一ではない置換基で置換されて非対称構造を形成する。非対称性置換基を有するピリミジンコア構造では、非晶質特性が高められて結晶化が抑制され、有機光電素子の駆動時に寿命特性を向上させる。一方、同一な置換基を有する対称化合物は、結晶化しやすく、そのため、有機発光ダイオードの寿命特性を短縮させる原因となることもある。
【００４６】
上記の特徴を有するピリミジンに多様な置換基（Ａｒ１乃至Ａｒ３）を導入して有機光電素子に必要な特性を付与する。
【００４７】
例えば、Ａｒ２およびＡｒ３にピリジニル基、キノリニル基、およびイソキノリニル基のようなｎ−型特性を有する置換基を導入することによって、熱的、電気的に安定したｎ−型材料を合成することができ、ｐ−型特性を有する置換基を導入することによって、ｐ−型材料を合成することができる。また、ｎ−型置換基とｐ−型置換基との両方を導入することによって、ｎ−型のみならずｐ−型の特性も有する両親性材料を提供することができる。
【００４８】
ｎ−型特性とは、電子生成による陰イオン特性を有するように、ＬＵＭＯ準位に応じた導電特性の性質を意味する。ｐ−型特性とは、正孔生成による陽イオン特性を有するように、ＨＯＭＯ準位に応じた導電特性の性質を意味する。
【００４９】
前記化学式１で表される化合物は、多様な置換基が導入されることによって、全体的な分子の特性がｎ−型またはｐ−型へとさらに強化されうる。つまり、化学式１中の置換基部分に特定の置換基が導入されて化学式１の化合物の特性がいずれか一方により強くなると、化学式１で表される化合物は、正孔注入、正孔輸送、発光、電子注入または電子輸送のための材料としての条件をより適するように満たす化合物となり得る。
【００５０】
例えば、Ａｒ２およびＡｒ３をヘテロアリールアミン基で置換する場合、化学式１で表される化合物は、正孔注入層（ＨＩＬ）および正孔輸送層（ＨＴＬ）用材料など応用範囲が広くなる。
【００５１】
一方、Ａｒ２およびＡｒ３をヘテロアリール基のような電子親和性に優れた材料で置換する場合、化学式１で表される化合物は、電子注入層または電子輸送層（ＥＴＬ）用材料として応用され得る。
【００５２】
さらに、Ａｒ１をフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基などのような置換基で置換する場合、熱的安定性または耐酸化性を増加させることができ、Ａｒ２またはＡｒ３をそれぞれヘテロアリールアミン基およびヘテロアリール基の置換基で同時に置換すれば両親性を有する材料を提供することができ、この材料を発光層に適用できる。
【００５３】
上述のように化学式１のＡｒ１乃至Ａｒ３の位置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。
【００５４】
したがって、前記化学式１で表される化合物は多様な置換基により正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層、電子注入層および電子輸送層に要求される条件を満たす化合物となり得る。
【００５５】
化合物１の置換基に応じた適切なエネルギー準位を有する化合物を選択し、これを有機電子素子に適用することによって、駆動電圧が低く、光効率が高い素子を達成することができる。
【００５６】
前記化学式１で表される化合物の具体的な例としては、下記化合物（１）乃至（９０）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５７】
【化３−１】
【００５８】
【化３−２】
【００５９】
【化３−３】
【００６０】
【化３−４】
【００６１】
【化３−５】
【００６２】
【化３−６】
【００６３】
上記化合物を含む有機光電素子用材料は、正孔注入、正孔輸送、発光、または電子注入および／または電子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。本発明の実施形態によれば、有機光電素子用化合物は、有機薄膜層に含まれると有機光電素子の寿命ならびに電気化学的安定性および熱安定性を向上させることができ、寿命特性および効率特性を向上させるために駆動電圧を低下させることができる。
【００６４】
本発明の他の一実施形態によれば、前記有機光電素子用材料を含む有機光電素子が提供される。前記有機光電素子としては、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が挙げられる。
【００６５】
有機太陽電池の場合には、本発明の新しい化合物は電極または電極バッファー層に含まれ、これによって量子効率を増加させることができる。有機トランジスタの場合には、ゲート、ソース−ドレイン電極などの電極材料として使用され得る。
【００６６】
以下、有機発光ダイオードについてより詳細に説明する。本発明の他の実施形態によれば、陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極との間に配置された少なくとも一層の有機薄膜層を含む有機発光ダイオードが提供される。前記有機薄膜層は、前記有機光電素子用材料を含む。
【００６７】
前記有機薄膜層は、発光層；および正孔輸送層（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。少なくとも一つの層は、本発明による有機光電素子用材料を含む。
【００６８】
図１乃至図５は、本発明の一実施形態による有機光電素子用材料を含む有機発光ダイオードの断面図である。
【００６９】
図１乃至図５を参照すれば、本発明の実施形態による有機発光ダイオード１００、２００、３００、４００、および５００は、陽極１２０および陰極１１０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。
【００７０】
陽極１２０は、有機薄膜層への正孔注入を容易にするように仕事関数が大きい陽極材料を含む。前記陽極材料としては、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、および金のような金属またはこれらの合金；酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、および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のような金属と酸化物との組み合わせ；またはポリ（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］（ＰＥＤＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、前記陽極としてＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を含む。
【００７１】
陰極１１０は、有機薄膜層への電子注入を容易にするように仕事関数が小さい陰極材料を含む。陰極材料としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ、および鉛、のような金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ、Ｌｉｑ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、およびＢａＦ２／Ｃａのような多層材料などが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、前記陰極としてアルミニウムなどの金属電極を含む。
【００７２】
図１を参照すれば、有機光電素子１００は、発光層１３０のみを含む有機薄膜層１０５を含む。
【００７３】
図２を参照すれば、２層型有機光電素子２００は、電子輸送層（ＥＴＬ）を含む発光層２３０と正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０とを含む有機薄膜層１０５を含む。発光層２３０は電子輸送層（ＥＴＬ）としても機能し、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０はＩＴＯのような透明電極との結合性に優れる、または正孔輸送性に優れる。
【００７４】
図３を参照すれば、３層型有機光電素子３００は、電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、発光層１３０、および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０を含む有機薄膜層１０５を含む。発光層１３０は独立して設置され、電子輸送性に優れた層または正孔輸送性に優れた層が別々に積層される。
【００７５】
図４に示されるように、４層型有機光電素子４００は、電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０、およびＩＴＯの陽極との結合のための正孔注入層（ＥＴＬ）１７０を含む有機薄膜層１０５を含む。
【００７６】
図５に示されるように、５層型有機光電素子５００は、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を含む有機薄膜層１０５を含み、低電圧を達成するために電子注入層（ＥＩＬ）１６０をさらに含む。
【００７７】
前記図１乃至図５において、電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０および２３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０、正孔注入層（ＨＩＬ）１７０、ならびにこれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１つを含む有機薄膜層１０５は、前記有機光電素子用材料を含む。前記有機光電素子用材料は、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に使用されても良い。電子輸送層（ＥＴＬ）に用いられる場合、さらなる正孔阻止層（図示せず）を必要としないため、より単純化した構造の有機光電素子を提供することができる。
【００７８】
また、前記有機光電素子用材料が発光層１３０および２３０内に含まれる場合、前記有機光電素子用材料は、燐光もしくは蛍光ホスト、または蛍光青色ドーパントとして含まれても良い。
【００７９】
前述した有機発光ダイオードは、基板上に陽極を形成し；真空蒸着（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ドライコーティング法；またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）、フローコーティング（ｆｌｏｗ ｃｏａｔｉｎｇ）のようなウエットコーティング法によって有機薄膜層を形成し；そして、その上に陰極を形成することによって作製されうる。
【００８０】
本発明の他の実施形態は、上記の実施形態による有機光電素子を含む表示装置を提供する。
【実施例】
【００８１】
以下の実施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。
【００８２】
（有機光電素子用材料の調製）
合成例１：化合物（１）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（１）を下記反応式１に従って２段階で合成した。
【００８３】
【化４】
【００８４】
第１段階：中間体生成物（Ａ）の合成
２，４，６−トリクロロピリミジン７５．０ｇ（４０９ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸５４．８ｇ（４５０ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム１１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４５０ｍｌとトルエン３００ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム１１３．０ｇ（８１８ｍｍｏｌ）を水３００ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加え、得られた混合物を９時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００８５】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、中間体生成物（Ａ）６４．７ｇ（収率：７０．３％）を収得した。
【００８６】
第２段階：化合物（１）の合成
中間体生成物（Ａ）２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）ピリジン（Ｂ）６．３ｇ（２２ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．６ｇ（０．５ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン７０ｍｌとトルエン５０ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム５．７ｇ（４１ｍｍｏｌ）を水５０ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００８７】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過によって分離し、トルエンで洗浄し、化合物（１）３．９ｇ（収率：６７．９％）を収得した。
【００８８】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．８５（ｄ、２Ｈ）、８．７５（ｄ、２Ｈ）、８．４５（ｄ、２Ｈ）、８．３４（ｄ、２Ｈ）、８．２１（ｍ、４Ｈ）、８．０８（ｓ、１Ｈ）、７．８０（ｍ、４Ｈ）、７．６０（ｍ、３Ｈ）、７．２７（ｍ、２Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]４６３。
【００８９】
合成例２：化合物（２）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（２）を下記反応式２に従って２段階で合成した。
【００９０】
【化５】
【００９１】
第１段階：中間体生成物（Ｃ）の合成
２，４，６−トリクロロピリミジン７５．０ｇ（４０９ｍｍｏｌ）、ナフチルボロン酸７７．３ｇ（４５０ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム１１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４５０ｍｌとトルエン３００ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム１１３．０ｇ（８１８ｍｍｏｌ）を水３００ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加え、得られた混合物を９時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００９２】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、中間体生成物（Ｃ）８０．０ｇ（収率：７１．１％）を収得した。
【００９３】
第２段階：化合物（２）の合成
中間体生成物（Ｃ）３．２ｇ（１２ｍｍｏｌ）、２−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）ピリジン（Ｂ）７．２ｇ（２６ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．７ｇ（０．６ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１００ｍｌとトルエン６５ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム６．４ｇ（４７ｍｍｏｌ）を水６５ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００９４】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、析出した結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（２）４．１ｇ（収率：６９．０％）を収得した。
【００９５】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．８５（ｄ、２Ｈ）、８．７６（ｄ、２Ｈ）、８．４５（ｍ、３Ｈ）、８．２０（ｍ、４Ｈ）、８．０１（ｍ、３Ｈ）、７．８０（ｍ、５Ｈ）、７．６１（ｍ、３Ｈ）、７．２７（ｍ、２Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]５１３。
【００９６】
合成例３：化合物（１０）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（１０）を下記反応式３に従って合成した。
【００９７】
【化６】
【００９８】
中間体生成物（Ａ）２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、１−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）イソキノリン（Ｄ）７．５ｇ（２２ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．６ｇ（０．５ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン７０ｍｌとトルエン５０ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム５．７ｇ（４１ｍｍｏｌ）を水５０ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得された混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００９９】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、析出した結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（１０）３．９ｇ（収率：６８．０％）を収得した。
【０１００】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．９４（ｄ、２Ｈ）、８．６８（ｄ、２Ｈ）、８．５２（ｄ、２Ｈ）、８．３９（ｄ、２Ｈ）、８．２１（ｄ、２Ｈ）、８．１６（ｓ、１Ｈ）、７．９４（ｍ、６Ｈ）、７．７２（ｍ、４Ｈ）、７．６１（ｍ、５Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]５６３。
【０１０１】
合成例４：化合物（１１）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（１１）を下記反応式４に従って合成した。
【０１０２】
【化７】
【０１０３】
中間体生成物（Ｃ）２．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、１−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）イソキノリン（Ｄ）７．２ｇ（２２ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．６ｇ（０．５ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン８０ｍｌとトルエン５５ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム５．４ｇ（３９．１ｍｍｏｌ）を水５５ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１０４】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、析出した結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（１１）４．５ｇ（収率：６５．０％）を収得した。
【０１０５】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．９３（ｄ、２Ｈ）、８．６７（ｄ、２Ｈ）、８．５３（ｄ、２Ｈ）、８．４５（ｄ、１Ｈ）、８．２１（ｄ、２Ｈ）、７．９６（ｍ、１０Ｈ）、７．７２（ｍ、５Ｈ）、７．６４（ｍ、４Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]６１３。
【０１０６】
合成例５：化合物（１９）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（１９）を下記反応式５に従って合成した。
【０１０７】
【化８】
【０１０８】
中間体生成物（Ａ）４．０ｇ（１８ｍｍｏｌ）、３−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）キノリン（Ｅ）１３．０ｇ（３９ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム１．０ｇ（０．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１２０ｍｌとトルエン８０ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム９．８ｇ（７１ｍｍｏｌ）を水８０ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１０９】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、析出した結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（１９）６．５ｇ（収率：６４．７％）を収得した。
【０１１０】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）９．３１（ｄ、２Ｈ）、８．８９（ｄ、２Ｈ）、８．４０（ｍ、６Ｈ）、８．１７（ｄ、２Ｈ）、８．０９（ｓ、１Ｈ）、７．９２（ｍ、６Ｈ）、７．７５（ｍ、２Ｈ）、７．５９（ｍ、５Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]５６３。
【０１１１】
合成例６：化合物（６３）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（６３）を下記反応式６に従って合成した。
【０１１２】
【化９】
【０１１３】
第１段階：中間体生成物（Ｆ）の合成
カルバゾール５０．８ｇ（３０４ｍｍｏｌ）、１，４−ジブロモベンゼン７１．６ｇ（３０４ｍｍｏｌ）、塩化第一銅３．７６ｇ（３８ｍｍｏｌ）、および炭酸カリウム８３．９ｇ（６０７ｍｍｏｌ）をジメチルスルホキシド３２２ｍｌに懸濁させ、窒素雰囲気下で加熱しながら８時間還流した。得られた反応流体を室温まで冷却し、メタノールを使用して再結晶した。
【０１１４】
得られた結晶をろ過により分離し、収得した生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、中間体生成物（Ｆ）５５．９ｇ（収率：６１．３％）を収得した。
【０１１５】
第２段階：中間体生成物（Ｇ）の合成
中間体生成物（Ｆ）３７．８ｇ（１１７ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン３７８ｍｌに溶解し、アルゴン雰囲気下で−７０℃でｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液（１．６Ｍ）１００．５ｍｌ（１６１ｍｍｏｌ）を加え、次いで得られた溶液を−７０乃至−４０℃で１時間攪拌した。反応流体を−７０℃まで冷却した後、イソプロピルテトラメチルジオキサボロラン４７．９ｍｌ（２３５ｍｍｏｌ）を滴下して加えた。得られた溶液を−７０℃で１時間攪拌した後、室温まで昇温させて６時間攪拌した。得られた溶液に水２００ｍｌを添加した後２０分間攪拌した。
【０１１６】
反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１１７】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、中間体生成物（Ｇ）２８．９ｇ（収率：６６．７％）を収得した。
【０１１８】
第３段階：中間体生成物（Ｈ）の合成
中間体生成物（Ｇ）２６．８ｇ（７３ｍｍｏｌ）、化合物（Ｃ）２０．０ｇ（７３ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム２．１ｇ（１．８ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン６００ｍｌとトルエン４００ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム２０．１ｇ（１５４ｍｍｏｌ）を水４００ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加え、得られた混合物を８時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１１９】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、中間体生成物（Ｈ）２３．０ｇ（収率：６５．４％）を収得した。
【０１２０】
第４段階：化合物（６３）の合成
中間体生成物（Ｈ）６．０ｇ（１２ｍｍｏｌ）、化合物（Ｅ）４．５ｇ（１４ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．３６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１８０ｍｌとトルエン１２０ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム３．４ｇ（２５ｍｍｏｌ）を水１２０ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１２１】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（６３）７．２ｇ（収率：８８．３％）を収得した。
【０１２２】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）９．３１（ｓ、１Ｈ）、８．９２（ｄ、２Ｈ）、８．６２（ｄ、２Ｈ）、８．４５（ｍ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、３Ｈ）、７．７１（ｍ、２０Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]６５１。
【０１２３】
合成された化合物のガラス転移温度および熱分解温度を示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）および熱重量分析（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ：ＴＧＡ）によって測定して決定した。合成例１による化合物（１）の結果を図６に示す。
【０１２４】
（有機光電素子の製造）
実施例１
コーニング社（Ｃｏｒｎｉｎｇ．Ｉｎｃ）製の１５Ω／ｃｍ２（１２００Å）のＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさに切断してイソプロピルアルコールおよび純水の中でそれぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶおよびオゾン洗浄した。
【０１２５】
前記ガラス基板の表面上にＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−［４−（フェニル−ｍ−トリルアミノ）−フェニル）］−ビフェニル−４，４’−ジアミン（Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ−［４−（ｐｈｅｎｙｌ−ｍ−ｔｏｌｙｌ−ａｍｉｎｏ）−ｐｈｅｎｙｌ］−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ：ＤＮＴＰＤ）（４０ｎｍ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）（１０ｎｍ）、ＥＢ−４６（イーレイ（Ｅ−Ｒａｙ）オプトエレクトロニクステクノロジー社製の蛍光青色ドーパント）：ＥＢ−５１２（イーレイオプトエレクトロニクステクノロジー社製の青色蛍光ホスト）６％（４０ｎｍ）および前記合成例１で得られた化合物（１）（１０ｎｍ）を順に熱真空蒸着して正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層、および電子輸送層（ＥＴＬ）を形成した。
【０１２６】
前記ＥＴＬ上に電子注入層（ＥＩＬ）としてＬｉＦを０．５ｎｍの厚さに真空蒸着し、Ａｌを１００ｎｍの厚さに真空蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成した。得られた有機光電素子の構造を図５に示す。
【０１２７】
実施例２
化合物（１）の代わりに合成例２で得られた化合物（２）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１２８】
実施例３
化合物（１）の代わりに合成例３で得られた化合物（１０）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１２９】
実施例４
化合物（１）の代わりに合成例４で得られた化合物（１１）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１３０】
実施例５
化合物（１）の代わりに合成例５で得られた化合物（１９）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１３１】
実施例６
化合物（１）の代わりに合成例６で得られた化合物（６３）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１３２】
比較例１
化合物（１）の代わりに下記化学式２で表される化合物であるＡｌｑ３（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１３３】
【化１０】
【０１３４】
有機光電素子の性能測定
前記実施例１乃至６、および比較例１で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発光効率を測定した。測定方法は次のとおりである。
【０１３５】
１）電圧変化による電流密度の変化の測定
前記実施例１乃至６、および比較例１で調製されたそれぞれの有機光電素子に対し、電圧を０Ｖから１４Ｖまで上昇させ、電流−電圧計（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４００（登録商標））を利用して単位素子に流れる電流値を測定した。前記電流値を面積で割ってこれらの電流密度を測定した。
【０１３６】
２）電圧変化による輝度の変化の測定
前記実施例１乃至６、および比較例１によるそれぞれの有機光電素子に対し、電圧を０Ｖから１４Ｖまで上昇させ、輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｓ−１０００Ａ）を利用して輝度を測定した。
【０１３７】
３）電力効率（発光効率）の測定
前記「１）電圧変化による電流密度の変化の測定」および「２）電圧変化による輝度の変化の測定」で測定された電流密度および輝度、ならびに電圧（Ｖ）から電力効率（発光効率）を計算した。その結果を下記表１に示す。
【０１３８】
【表１】
【０１３９】
表１を参照すれば、比較例１のＡｌｑ３を電子輸送層として使用した場合に比べ、本発明による有機光電素子用材料を使用して電子輸送層を形成した実施例１乃至６の有機光電素子は、低い駆動電圧と共に優れた電力効率（ｌｍ／Ｗ）を有することが分かる。したがって、本発明の一実施形態による有機化合物は、高い熱安定性を有し、有機光電素子の性能評価結果からわかるように、低い駆動電圧および高い発光効率を有するため、有機光電素子の寿命を向上させることができると予想される。有機光電素子用材料が有する非対称性により非晶質特性が強化され、そのため結晶化を抑制されて素子の寿命が向上したと考えられる。
【０１４０】
４）熱的特性の測定
合成例１乃至６で得られた化合物を示差走査熱量測定（ＤＳＣ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）で１次分析を行い、その後、１次分析済みの化合物について２次分析を行なった。合成例１の化合物に対する分析結果を図６に示す。図６を参照すれば、合成例１の化合物は１次分析で融点ピークを示したが、２次分析では融点ピークを示さなかった。この結果から、合成例１の化合物が安定した非晶質状態で存在することが確認された。
【０１４１】
また、合成例２乃至６の化合物も同様な方法で非晶質状態で存在することが確認された。したがって、合成例１乃至６の各化合物を含む有機発光ダイオードは、駆動時にジュール熱により影響を受けることなく、既存の有機光電素子に比べて向上した寿命特性を示すと予測される。
【０１４２】
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うる。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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電素子用材料およびこれを含む有機光電素子に関する。より詳細には、本発明は、有機光電素子の寿命、効率、駆動電圧、電気化学的安定性および熱安定性を向上させることができる有機光電素子用材料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けることができる。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エキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が生成し、このエキシトン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】
以下、主に有機発光ダイオードについて具体的に説明するが、前記有機光電素子で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、または発光材料が同様の原理で作用する。
【０００７】
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って注目されている。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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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）。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の例示的な実施形態は、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、または電子注入材料および／または電子輸送材料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新規な材料を提供する。
【００１８】
本発明の他の実施形態は、前記有機光電素子用材料を含み、寿命、効率、駆動電圧、電気化学的安定性、および熱安定性が向上した有機光電素子を提供する。
【００１９】
本発明の実施形態は上記の技術的課題に制限されず、当業者であれば他の技術的課題を理解しうる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、下記の化学式１で表される非対称化合物を含む有機光電素子用材料が提供される。
【００２１】
【化１】
【００２２】
前記化学式１において、
Ａｒ１は、水素、および置換または非置換のアリール基からなる群より選択され、但し、Ａｒ１が置換されたアリール基である場合、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではなく、
Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のアリールアミン基、および置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリールアミン基からなる群より選択され、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して置換または非置換のフェニレン、置換または非置換のナフチレン、および置換または非置換のアントラセンからなる群より選択され、
ｍおよびｎは、１乃至４の整数である。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極との間に配置された有機薄膜層を含む有機光電素子が提供される。前記有機薄膜層は、前記有機光電素子用材料を含む。
【００２４】
本発明のさらなる実施形態によれば、前記有機光電素子を含む表示装置が提供される。
【００２５】
以下、本発明のさらなる実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
本発明の一実施形態による有機光電素子用材料は、ピリミジンコアに対して非対称構造を有する。ピリミジンコアを含むこのような非対称構造は、非晶質特性が強化されてこれによって結晶化を抑制することができるため、有機光電素子の駆動時に有機光電素子の寿命特性を向上させることができる。したがって、効率、駆動電圧、電気化学的安定性および熱安定性に優れた有機光電素子が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一実施形態による新規な材料は、有機発光ダイオードをはじめとする有機光電素子において、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、または電子注入材料および／または電子輸送材料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にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の多様な実施形態による化合物を含む有機発光ダイオード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化合物を含む有機発光ダイオード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化合物を含む有機発光ダイオード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化合物を含む有機発光ダイオード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化合物を含む有機発光ダイオードを示す断面図である。
【００２９】
図６は、合成例１による化合物に対する示差走査熱量（ＤＳＣ）測定結果を示すグラフである。
【００３０】
＜図中の主要な要素を示す符号の説明＞
１００：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）。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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るものではない。
【００３２】
本明細書で「置換」の用語は、別途の定義がない限り、炭素数１乃至３０のアルキル基、炭素数１乃至１０のヘテロアルキル基、炭素数３乃至３０のシクロアルキル基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至３０のアルコキシ基、フルオロ基、およびシアノ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されたものを意味する。
【００３３】
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、Ｐ、またはＳｉを含むヘテロ原子を１乃至３個含有し、残りは炭素であるものを意味する。
【００３４】
本発明の一実施形態によれば、下記の化学式１で表される非対称化合物を含む有機光電素子用材料が提供される。
【００３５】
【化２】
【００３６】
前記化学式１において、
Ａｒ１は、水素、および置換または非置換のアリール基からなる群より選択され、但し、Ａｒ１が置換アリール基である場合、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではなく、
Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のアリールアミン基、および置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリールアミン基からなる群より選択され、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して置換または非置換のフェニレン、置換または非置換のナフチレン、および置換または非置換のアントラセンからなる群より選択され、
ｍおよびｎは、１乃至４の整数である。
【００３７】
前記化学式１において、Ａｒ１は、アリール基またはアリール置換基を有するアリール基であることが好ましい。前記アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル（ｃｈｒｙｓｅｎｙｌ）基などが挙げられる。
【００３８】
Ａｒ１は、炭素数１乃至３０のアルキル基、炭素数１乃至１０のヘテロアルキル基、炭素数３乃至３０のシクロアルキル基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至３０のアルコキシ基、フルオロ基、およびシアノ基からなる群より選択される置換基で置換される。前記アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、およびクリセニル基からなる群より選択されるアリール基が挙げられ、前記ヘテロアルキル基の例としては、アルキルシリル基が挙げられる。しかしながら、前記アリール基およびヘテロアルキル基がこれらに限定されるわけではない。
【００３９】
Ａｒ１が置換されたアリール基である場合、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではない。Ａｒ１が置換されたアリール基であり、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではない場合、ピリミジンコアを基準とした非対称構造が得られる。このような非対称構造を有する有機光電素子用材料は結晶化を抑制し、そのため有機光電素子の寿命特性を向上させることができる。
【００４０】
前記化学式１において、Ａｒ２およびＡｒ３で表されるヘテロアリール基としては、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基などが挙げられる。
【００４１】
前記化学式１において、Ａｒ２およびＡｒ３で表されるヘテロアリールアミン基の例としては、ジフェニルアミン基、ジナフチルアミン基、ジビフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、フェニルジフェニルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾイル基、トリフェニルアミン基、ジピリジルアミン基などが挙げられる。
【００４２】
前記化学式１において、Ａｒ２およびＡｒ３で表されるそれぞれの置換基は、置換または非置換でありうる。Ａｒ２およびＡｒ３が置換されている場合には、これらは炭素数１乃至３０のアルキル基、炭素数１乃至１０のヘテロアルキル基、炭素数３乃至３０のシクロアルキル基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至３０のアルコキシ基、フルオロ基、およびシアノ基からなる群から選択される１つで置換されていても良い。前記アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、およびクリセニル基からなる群より選択されるアリール基が挙げられ、前記ヘテロアルキル基の例としては、アルキルシリル基が挙げられる。しかしながら、前記アリール基およびヘテロアルキル基はこれらに限定されるわけではない。
【００４３】
前記化学式１において、Ｌ１およびＬ２は、フェニレンであることが好ましい。
【００４４】
本発明による前記化学式１の化合物は、ピリミジンコアとＡｒ１乃至Ａｒ３の置換基とを含む。ピリミジンは芳香族化合物であり、ベンゼンのような電子構造を有する。このピリミジンは熱的安定性を有する、または耐酸化性が比較的高いが、２−、４−、および６−位に対する反応性の差によって非対称化合物を合成することができる。
【００４５】
一実施形態によれば、前記ピリミジンコア部分は互いに同一ではない置換基で置換されて非対称構造を形成する。非対称性置換基を有するピリミジンコア構造では、非晶質特性が高められて結晶化が抑制され、有機光電素子の駆動時に寿命特性を向上させる。一方、同一な置換基を有する対称化合物は、結晶化しやすく、そのため、有機発光ダイオードの寿命特性を短縮させる原因となることもある。
【００４６】
上記の特徴を有するピリミジンに多様な置換基（Ａｒ１乃至Ａｒ３）を導入して有機光電素子に必要な特性を付与する。
【００４７】
例えば、Ａｒ２およびＡｒ３にピリジニル基、キノリニル基、およびイソキノリニル基のようなｎ−型特性を有する置換基を導入することによって、熱的、電気的に安定したｎ−型材料を合成することができ、ｐ−型特性を有する置換基を導入することによって、ｐ−型材料を合成することができる。また、ｎ−型置換基とｐ−型置換基との両方を導入することによって、ｎ−型のみならずｐ−型の特性も有する両親性材料を提供することができる。
【００４８】
ｎ−型特性とは、電子生成による陰イオン特性を有するように、ＬＵＭＯ準位に応じた導電特性の性質を意味する。ｐ−型特性とは、正孔生成による陽イオン特性を有するように、ＨＯＭＯ準位に応じた導電特性の性質を意味する。
【００４９】
前記化学式１で表される化合物は、多様な置換基が導入されることによって、全体的な分子の特性がｎ−型またはｐ−型へとさらに強化されうる。つまり、化学式１中の置換基部分に特定の置換基が導入されて化学式１の化合物の特性がいずれか一方により強くなると、化学式１で表される化合物は、正孔注入、正孔輸送、発光、電子注入または電子輸送のための材料としての条件をより適するように満たす化合物となり得る。
【００５０】
例えば、Ａｒ２およびＡｒ３をヘテロアリールアミン基で置換する場合、化学式１で表される化合物は、正孔注入層（ＨＩＬ）および正孔輸送層（ＨＴＬ）用材料など応用範囲が広くなる。
【００５１】
一方、Ａｒ２およびＡｒ３をヘテロアリール基のような電子親和性に優れた材料で置換する場合、化学式１で表される化合物は、電子注入層または電子輸送層（ＥＴＬ）用材料として応用され得る。
【００５２】
さらに、Ａｒ１をフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基などのような置換基で置換する場合、熱的安定性または耐酸化性を増加させることができ、Ａｒ２またはＡｒ３をそれぞれヘテロアリールアミン基およびヘテロアリール基の置換基で同時に置換すれば両親性を有する材料を提供することができ、この材料を発光層に適用できる。
【００５３】
上述のように化学式１のＡｒ１乃至Ａｒ３の位置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。
【００５４】
したがって、前記化学式１で表される化合物は多様な置換基により正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層、電子注入層および電子輸送層に要求される条件を満たす化合物となり得る。
【００５５】
化合物１の置換基に応じた適切なエネルギー準位を有する化合物を選択し、これを有機電子素子に適用することによって、駆動電圧が低く、光効率が高い素子を達成することができる。
【００５６】
前記化学式１で表される化合物の具体的な例としては、下記化合物（１）乃至（９０）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５７】
【化３−１】
【００５８】
【化３−２】
【００５９】
【化３−３】
【００６０】
【化３−４】
【００６１】
【化３−５】
【００６２】
【化３−６】
【００６３】
上記化合物を含む有機光電素子用材料は、正孔注入、正孔輸送、発光、または電子注入および／または電子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。本発明の実施形態によれば、有機光電素子用化合物は、有機薄膜層に含まれると有機光電素子の寿命ならびに電気化学的安定性および熱安定性を向上させることができ、寿命特性および効率特性を向上させるために駆動電圧を低下させることができる。
【００６４】
本発明の他の一実施形態によれば、前記有機光電素子用材料を含む有機光電素子が提供される。前記有機光電素子としては、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が挙げられる。
【００６５】
有機太陽電池の場合には、本発明の新しい化合物は電極または電極バッファー層に含まれ、これによって量子効率を増加させることができる。有機トランジスタの場合には、ゲート、ソース−ドレイン電極などの電極材料として使用され得る。
【００６６】
以下、有機発光ダイオードについてより詳細に説明する。本発明の他の実施形態によれば、陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極との間に配置された少なくとも一層の有機薄膜層を含む有機発光ダイオードが提供される。前記有機薄膜層は、前記有機光電素子用材料を含む。
【００６７】
前記有機薄膜層は、発光層；および正孔輸送層（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。少なくとも一つの層は、本発明による有機光電素子用材料を含む。
【００６８】
図１乃至図５は、本発明の一実施形態による有機光電素子用材料を含む有機発光ダイオードの断面図である。
【００６９】
図１乃至図５を参照すれば、本発明の実施形態による有機発光ダイオード１００、２００、３００、４００、および５００は、陽極１２０および陰極１１０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。
【００７０】
陽極１２０は、有機薄膜層への正孔注入を容易にするように仕事関数が大きい陽極材料を含む。前記陽極材料としては、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、および金のような金属またはこれらの合金；酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、および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のような金属と酸化物との組み合わせ；またはポリ（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］（ＰＥＤＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、前記陽極としてＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を含む。
【００７１】
陰極１１０は、有機薄膜層への電子注入を容易にするように仕事関数が小さい陰極材料を含む。陰極材料としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ、および鉛、のような金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ、Ｌｉｑ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、およびＢａＦ２／Ｃａのような多層材料などが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、前記陰極としてアルミニウムなどの金属電極を含む。
【００７２】
図１を参照すれば、有機光電素子１００は、発光層１３０のみを含む有機薄膜層１０５を含む。
【００７３】
図２を参照すれば、２層型有機光電素子２００は、電子輸送層（ＥＴＬ）を含む発光層２３０と正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０とを含む有機薄膜層１０５を含む。発光層２３０は電子輸送層（ＥＴＬ）としても機能し、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０はＩＴＯのような透明電極との結合性に優れる、または正孔輸送性に優れる。
【００７４】
図３を参照すれば、３層型有機光電素子３００は、電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、発光層１３０、および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０を含む有機薄膜層１０５を含む。発光層１３０は独立して設置され、電子輸送性に優れた層または正孔輸送性に優れた層が別々に積層される。
【００７５】
図４に示されるように、４層型有機光電素子４００は、電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０、およびＩＴＯの陽極との結合のための正孔注入層（ＥＴＬ）１７０を含む有機薄膜層１０５を含む。
【００７６】
図５に示されるように、５層型有機光電素子５００は、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を含む有機薄膜層１０５を含み、低電圧を達成するために電子注入層（ＥＩＬ）１６０をさらに含む。
【００７７】
前記図１乃至図５において、電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０および２３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０、正孔注入層（ＨＩＬ）１７０、ならびにこれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１つを含む有機薄膜層１０５は、前記有機光電素子用材料を含む。前記有機光電素子用材料は、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に使用されても良い。電子輸送層（ＥＴＬ）に用いられる場合、さらなる正孔阻止層（図示せず）を必要としないため、より単純化した構造の有機光電素子を提供することができる。
【００７８】
また、前記有機光電素子用材料が発光層１３０および２３０内に含まれる場合、前記有機光電素子用材料は、燐光もしくは蛍光ホスト、または蛍光青色ドーパントとして含まれても良い。
【００７９】
前述した有機発光ダイオードは、基板上に陽極を形成し；真空蒸着（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ドライコーティング法；またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）、フローコーティング（ｆｌｏｗ ｃｏａｔｉｎｇ）のようなウエットコーティング法によって有機薄膜層を形成し；そして、その上に陰極を形成することによって作製されうる。
【００８０】
本発明の他の実施形態は、上記の実施形態による有機光電素子を含む表示装置を提供する。
【実施例】
【００８１】
以下の実施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。
【００８２】
（有機光電素子用材料の調製）
合成例１：化合物（１）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（１）を下記反応式１に従って２段階で合成した。
【００８３】
【化４】
【００８４】
第１段階：中間体生成物（Ａ）の合成
２，４，６−トリクロロピリミジン７５．０ｇ（４０９ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸５４．８ｇ（４５０ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム１１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４５０ｍｌとトルエン３００ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム１１３．０ｇ（８１８ｍｍｏｌ）を水３００ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加え、得られた混合物を９時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００８５】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、中間体生成物（Ａ）６４．７ｇ（収率：７０．３％）を収得した。
【００８６】
第２段階：化合物（１）の合成
中間体生成物（Ａ）２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）ピリジン（Ｂ）６．３ｇ（２２ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．６ｇ（０．５ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン７０ｍｌとトルエン５０ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム５．７ｇ（４１ｍｍｏｌ）を水５０ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００８７】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過によって分離し、トルエンで洗浄し、化合物（１）３．９ｇ（収率：６７．９％）を収得した。
【００８８】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．８５（ｄ、２Ｈ）、８．７５（ｄ、２Ｈ）、８．４５（ｄ、２Ｈ）、８．３４（ｄ、２Ｈ）、８．２１（ｍ、４Ｈ）、８．０８（ｓ、１Ｈ）、７．８０（ｍ、４Ｈ）、７．６０（ｍ、３Ｈ）、７．２７（ｍ、２Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]４６３。
【００８９】
合成例２：化合物（２）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（２）を下記反応式２に従って２段階で合成した。
【００９０】
【化５】
【００９１】
第１段階：中間体生成物（Ｃ）の合成
２，４，６−トリクロロピリミジン７５．０ｇ（４０９ｍｍｏｌ）、ナフチルボロン酸７７．３ｇ（４５０ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム１１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４５０ｍｌとトルエン３００ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム１１３．０ｇ（８１８ｍｍｏｌ）を水３００ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加え、得られた混合物を９時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００９２】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、中間体生成物（Ｃ）８０．０ｇ（収率：７１．１％）を収得した。
【００９３】
第２段階：化合物（２）の合成
中間体生成物（Ｃ）３．２ｇ（１２ｍｍｏｌ）、２−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）ピリジン（Ｂ）７．２ｇ（２６ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．７ｇ（０．６ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１００ｍｌとトルエン６５ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム６．４ｇ（４７ｍｍｏｌ）を水６５ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００９４】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、析出した結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（２）４．１ｇ（収率：６９．０％）を収得した。
【００９５】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．８５（ｄ、２Ｈ）、８．７６（ｄ、２Ｈ）、８．４５（ｍ、３Ｈ）、８．２０（ｍ、４Ｈ）、８．０１（ｍ、３Ｈ）、７．８０（ｍ、５Ｈ）、７．６１（ｍ、３Ｈ）、７．２７（ｍ、２Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]５１３。
【００９６】
合成例３：化合物（１０）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（１０）を下記反応式３に従って合成した。
【００９７】
【化６】
【００９８】
中間体生成物（Ａ）２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、１−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）イソキノリン（Ｄ）７．５ｇ（２２ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．６ｇ（０．５ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン７０ｍｌとトルエン５０ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム５．７ｇ（４１ｍｍｏｌ）を水５０ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得された混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【００９９】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、析出した結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（１０）３．９ｇ（収率：６８．０％）を収得した。
【０１００】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．９４（ｄ、２Ｈ）、８．６８（ｄ、２Ｈ）、８．５２（ｄ、２Ｈ）、８．３９（ｄ、２Ｈ）、８．２１（ｄ、２Ｈ）、８．１６（ｓ、１Ｈ）、７．９４（ｍ、６Ｈ）、７．７２（ｍ、４Ｈ）、７．６１（ｍ、５Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]５６３。
【０１０１】
合成例４：化合物（１１）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（１１）を下記反応式４に従って合成した。
【０１０２】
【化７】
【０１０３】
中間体生成物（Ｃ）２．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、１−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）イソキノリン（Ｄ）７．２ｇ（２２ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．６ｇ（０．５ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン８０ｍｌとトルエン５５ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム５．４ｇ（３９．１ｍｍｏｌ）を水５５ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１０４】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、析出した結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（１１）４．５ｇ（収率：６５．０％）を収得した。
【０１０５】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．９３（ｄ、２Ｈ）、８．６７（ｄ、２Ｈ）、８．５３（ｄ、２Ｈ）、８．４５（ｄ、１Ｈ）、８．２１（ｄ、２Ｈ）、７．９６（ｍ、１０Ｈ）、７．７２（ｍ、５Ｈ）、７．６４（ｍ、４Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]６１３。
【０１０６】
合成例５：化合物（１９）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（１９）を下記反応式５に従って合成した。
【０１０７】
【化８】
【０１０８】
中間体生成物（Ａ）４．０ｇ（１８ｍｍｏｌ）、３−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル）キノリン（Ｅ）１３．０ｇ（３９ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム１．０ｇ（０．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１２０ｍｌとトルエン８０ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム９．８ｇ（７１ｍｍｏｌ）を水８０ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、その有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１０９】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、析出した結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（１９）６．５ｇ（収率：６４．７％）を収得した。
【０１１０】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）９．３１（ｄ、２Ｈ）、８．８９（ｄ、２Ｈ）、８．４０（ｍ、６Ｈ）、８．１７（ｄ、２Ｈ）、８．０９（ｓ、１Ｈ）、７．９２（ｍ、６Ｈ）、７．７５（ｍ、２Ｈ）、７．５９（ｍ、５Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]５６３。
【０１１１】
合成例６：化合物（６３）の合成
有機光電素子用材料の具体的な例として、化合物（６３）を下記反応式６に従って合成した。
【０１１２】
【化９】
【０１１３】
第１段階：中間体生成物（Ｆ）の合成
カルバゾール５０．８ｇ（３０４ｍｍｏｌ）、１，４−ジブロモベンゼン７１．６ｇ（３０４ｍｍｏｌ）、塩化第一銅３．７６ｇ（３８ｍｍｏｌ）、および炭酸カリウム８３．９ｇ（６０７ｍｍｏｌ）をジメチルスルホキシド３２２ｍｌに懸濁させ、窒素雰囲気下で加熱しながら８時間還流した。得られた反応流体を室温まで冷却し、メタノールを使用して再結晶した。
【０１１４】
得られた結晶をろ過により分離し、収得した生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、中間体生成物（Ｆ）５５．９ｇ（収率：６１．３％）を収得した。
【０１１５】
第２段階：中間体生成物（Ｇ）の合成
中間体生成物（Ｆ）３７．８ｇ（１１７ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン３７８ｍｌに溶解し、アルゴン雰囲気下で−７０℃でｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液（１．６Ｍ）１００．５ｍｌ（１６１ｍｍｏｌ）を加え、次いで得られた溶液を−７０乃至−４０℃で１時間攪拌した。反応流体を−７０℃まで冷却した後、イソプロピルテトラメチルジオキサボロラン４７．９ｍｌ（２３５ｍｍｏｌ）を滴下して加えた。得られた溶液を−７０℃で１時間攪拌した後、室温まで昇温させて６時間攪拌した。得られた溶液に水２００ｍｌを添加した後２０分間攪拌した。
【０１１６】
反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１１７】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、中間体生成物（Ｇ）２８．９ｇ（収率：６６．７％）を収得した。
【０１１８】
第３段階：中間体生成物（Ｈ）の合成
中間体生成物（Ｇ）２６．８ｇ（７３ｍｍｏｌ）、化合物（Ｃ）２０．０ｇ（７３ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム２．１ｇ（１．８ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン６００ｍｌとトルエン４００ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム２０．１ｇ（１５４ｍｍｏｌ）を水４００ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加え、得られた混合物を８時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１１９】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、中間体生成物（Ｈ）２３．０ｇ（収率：６５．４％）を収得した。
【０１２０】
第４段階：化合物（６３）の合成
中間体生成物（Ｈ）６．０ｇ（１２ｍｍｏｌ）、化合物（Ｅ）４．５ｇ（１４ｍｍｏｌ）およびテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．３６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１８０ｍｌとトルエン１２０ｍｌとの混合溶媒に懸濁させて懸濁液を得た。炭酸カリウム３．４ｇ（２５ｍｍｏｌ）を水１２０ｍｌに溶解した溶液にこの懸濁液を加えた。得られた混合物を１２時間加熱還流した。反応流体を２層に分離した後、有機層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
【０１２１】
有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、その残留物をトルエンで再結晶し、得られた結晶をろ過により分離し、トルエンで洗浄し、化合物（６３）７．２ｇ（収率：８８．３％）を収得した。
【０１２２】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）９．３１（ｓ、１Ｈ）、８．９２（ｄ、２Ｈ）、８．６２（ｄ、２Ｈ）、８．４５（ｍ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、３Ｈ）、７．７１（ｍ、２０Ｈ）；ＭＳ[Ｍ＋１]６５１。
【０１２３】
合成された化合物のガラス転移温度および熱分解温度を示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）および熱重量分析（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ：ＴＧＡ）によって測定して決定した。合成例１による化合物（１）の結果を図６に示す。
【０１２４】
（有機光電素子の製造）
実施例１
コーニング社（Ｃｏｒｎｉｎｇ．Ｉｎｃ）製の１５Ω／ｃｍ２（１２００Å）のＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさに切断してイソプロピルアルコールおよび純水の中でそれぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶおよびオゾン洗浄した。
【０１２５】
前記ガラス基板の表面上にＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−［４−（フェニル−ｍ−トリルアミノ）−フェニル）］−ビフェニル−４，４’−ジアミン（Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ−［４−（ｐｈｅｎｙｌ−ｍ−ｔｏｌｙｌ−ａｍｉｎｏ）−ｐｈｅｎｙｌ］−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ：ＤＮＴＰＤ）（４０ｎｍ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）（１０ｎｍ）、ＥＢ−４６（イーレイ（Ｅ−Ｒａｙ）オプトエレクトロニクステクノロジー社製の蛍光青色ドーパント）：ＥＢ−５１２（イーレイオプトエレクトロニクステクノロジー社製の青色蛍光ホスト）６％（４０ｎｍ）および前記合成例１で得られた化合物（１）（１０ｎｍ）を順に熱真空蒸着して正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層、および電子輸送層（ＥＴＬ）を形成した。
【０１２６】
前記ＥＴＬ上に電子注入層（ＥＩＬ）としてＬｉＦを０．５ｎｍの厚さに真空蒸着し、Ａｌを１００ｎｍの厚さに真空蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成した。得られた有機光電素子の構造を図５に示す。
【０１２７】
実施例２
化合物（１）の代わりに合成例２で得られた化合物（２）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１２８】
実施例３
化合物（１）の代わりに合成例３で得られた化合物（１０）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１２９】
実施例４
化合物（１）の代わりに合成例４で得られた化合物（１１）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１３０】
実施例５
化合物（１）の代わりに合成例５で得られた化合物（１９）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１３１】
実施例６
化合物（１）の代わりに合成例６で得られた化合物（６３）（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１３２】
比較例１
化合物（１）の代わりに下記化学式２で表される化合物であるＡｌｑ３（１０ｎｍ）を使用したことを除いては前記実施例１と同様な方法で有機光電素子を製造した。
【０１３３】
【化１０】
【０１３４】
有機光電素子の性能測定
前記実施例１乃至６、および比較例１で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発光効率を測定した。測定方法は次のとおりである。
【０１３５】
１）電圧変化による電流密度の変化の測定
前記実施例１乃至６、および比較例１で調製されたそれぞれの有機光電素子に対し、電圧を０Ｖから１４Ｖまで上昇させ、電流−電圧計（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４００（登録商標））を利用して単位素子に流れる電流値を測定した。前記電流値を面積で割ってこれらの電流密度を測定した。
【０１３６】
２）電圧変化による輝度の変化の測定
前記実施例１乃至６、および比較例１によるそれぞれの有機光電素子に対し、電圧を０Ｖから１４Ｖまで上昇させ、輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｓ−１０００Ａ）を利用して輝度を測定した。
【０１３７】
３）電力効率（発光効率）の測定
前記「１）電圧変化による電流密度の変化の測定」および「２）電圧変化による輝度の変化の測定」で測定された電流密度および輝度、ならびに電圧（Ｖ）から電力効率（発光効率）を計算した。その結果を下記表１に示す。
【０１３８】
【表１】
【０１３９】
表１を参照すれば、比較例１のＡｌｑ３を電子輸送層として使用した場合に比べ、本発明による有機光電素子用材料を使用して電子輸送層を形成した実施例１乃至６の有機光電素子は、低い駆動電圧と共に優れた電力効率（ｌｍ／Ｗ）を有することが分かる。したがって、本発明の一実施形態による有機化合物は、高い熱安定性を有し、有機光電素子の性能評価結果からわかるように、低い駆動電圧および高い発光効率を有するため、有機光電素子の寿命を向上させることができると予想される。有機光電素子用材料が有する非対称性により非晶質特性が強化され、そのため結晶化を抑制されて素子の寿命が向上したと考えられる。
【０１４０】
４）熱的特性の測定
合成例１乃至６で得られた化合物を示差走査熱量測定（ＤＳＣ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）で１次分析を行い、その後、１次分析済みの化合物について２次分析を行なった。合成例１の化合物に対する分析結果を図６に示す。図６を参照すれば、合成例１の化合物は１次分析で融点ピークを示したが、２次分析では融点ピークを示さなかった。この結果から、合成例１の化合物が安定した非晶質状態で存在することが確認された。
【０１４１】
また、合成例２乃至６の化合物も同様な方法で非晶質状態で存在することが確認された。したがって、合成例１乃至６の各化合物を含む有機発光ダイオードは、駆動時にジュール熱により影響を受けることなく、既存の有機光電素子に比べて向上した寿命特性を示すと予測される。
【０１４２】
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うる。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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の化学式１で表される非対称化合物を含む、有機光電素子用材料：
【化１】
前記化学式１において、
Ａｒ１は、水素、および置換または非置換のアリール基からなる群より選択され、但し、Ａｒ１が置換されたアリール基である場合、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではなく、
Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のアリールアミン基、および置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリールアミン基からなる群より選択され、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して置換または非置換のフェニレン、置換または非置換のナフチレン、および置換または非置換のアントラセンからなる群より選択され、
ｍおよびｎは、１乃至４の整数である。
【請求項２】
Ａｒ１は、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、およびクリセニル基からなる群より選択される、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
Ａｒ１は、炭素数１乃至３０のアルキル基、炭素数１乃至１０のヘテロアルキル基、炭素数３乃至３０のシクロアルキル基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至３０のアルコキシ基、フルオロ基、およびシアノ基からなる群より選択される置換基で置換される、請求項１に記載の材料。
【請求項４】
Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立してイミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ジフェニルアミン基、ジナフチルアミン基、ジビフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、フェニルジフェニルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾイル基、トリフェニルアミン基、およびジピリジルアミン基からなる群より選択される、請求項１に記載の材料。
【請求項５】
Ｌ１およびＬ２は、フェニレンである、請求項１に記載の材料。
【請求項６】
前記化学式１で表される化合物は、下記化合物（１）乃至（９０）またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の材料。
【化２−１】
【化２−２】
【化２−３】
【化２−４】
【化２−５】
【化２−６】
【化２−７】
【請求項７】
陽極；陰極；および前記陽極と前記陰極との間に配置された少なくとも１つの有機薄膜層を含み、
前記有機薄膜層のうち少なくとも１つは、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機光電素子用材料を含む、有機光電素子。
【請求項８】
前記有機薄膜層は、発光層；ならびに正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、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少なくとも１つの層を含む、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項９】
前記有機光電素子用材料は、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）に含まれる、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項１０】
前記有機光電素子用材料は、発光層に含まれる、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項１１】
前記有機光電素子用材料は、発光層に燐光または蛍光ホストとして含まれる、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項１２】
前記有機光電素子用材料は、発光層に青色蛍光ドーパントとして含まれる、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項１３】
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７に記載の有機光電素子。
【請求項１４】
請求項７に記載の有機光電素子を含む、表示装置。
【請求項１】
下記の化学式１で表される非対称化合物を含む、有機光電素子用材料：
【化１】
前記化学式１において、
Ａｒ１は、水素、および置換または非置換のアリール基からなる群より選択され、但し、Ａｒ１が置換されたアリール基である場合、Ａｒ１の置換基がＡｒ２と同一ではなく、
Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数２乃至３０のアリールアミン基、および置換または非置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリールアミン基からなる群より選択され、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して置換または非置換のフェニレン、置換または非置換のナフチレン、および置換または非置換のアントラセンからなる群より選択され、
ｍおよびｎは、１乃至４の整数である。
【請求項２】
Ａｒ１は、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、およびクリセニル基からなる群より選択される、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
Ａｒ１は、炭素数１乃至３０のアルキル基、炭素数１乃至１０のヘテロアルキル基、炭素数３乃至３０のシクロアルキル基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至３０のアルコキシ基、フルオロ基、およびシアノ基からなる群より選択される置換基で置換される、請求項１に記載の材料。
【請求項４】
Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立してイミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ジフェニルアミン基、ジナフチルアミン基、ジビフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、フェニルジフェニルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾイル基、トリフェニルアミン基、およびジピリジルアミン基からなる群より選択される、請求項１に記載の材料。
【請求項５】
Ｌ１およびＬ２は、フェニレンである、請求項１に記載の材料。
【請求項６】
前記化学式１で表される化合物は、下記化合物（１）乃至（９０）またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の材料。
【化２−１】
【化２−２】
【化２−３】
【化２−４】
【化２−５】
【化２−６】
【化２−７】
【請求項７】
陽極；陰極；および前記陽極と前記陰極との間に配置された少なくとも１つの有機薄膜層を含み、
前記有機薄膜層のうち少なくとも１つは、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機光電素子用材料を含む、有機光電素子。
【請求項８】
前記有機薄膜層は、発光層；ならびに正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、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少なくとも１つの層を含む、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項９】
前記有機光電素子用材料は、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）に含まれる、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項１０】
前記有機光電素子用材料は、発光層に含まれる、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項１１】
前記有機光電素子用材料は、発光層に燐光または蛍光ホストとして含まれる、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項１２】
前記有機光電素子用材料は、発光層に青色蛍光ドーパントとして含まれる、請求項７に記載の有機光電素子。
【請求項１３】
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７に記載の有機光電素子。
【請求項１４】
請求項７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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５０１０９１（Ｐ２０１２−５０１０９１Ａ）
【公表日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２４８９６（Ｐ２０１１−５２４８９６）
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００４７３０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２４５７２
【国際公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【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２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００４７３０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２４５７２
【国際公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【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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