JP7635486B2 - 有機発光素子 - Google Patents

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Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２１年５月７日付の韓国特許出願第１０－２０２１－００５９３６０号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、駆動電圧、効率および寿命が改善された有機発光素子に関する。
一般的に、有機発光現象とは、有機物質を利用して電気エネルギーを光エネルギーに転換させる現象をいう。有機発光現象を利用する有機発光素子は、広い視野角、優れたコントラスト、速い応答時間を有し、輝度、駆動電圧および応答速度特性に優れて多くの研究が進められている。
有機発光素子は、一般的に正極と負極および前記正極と負極との間に有機物層を含む構造を有する。前記有機物層は、有機発光素子の効率と安全性を高めるために、それぞれ異なる物質から構成された多層の構造からなる場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などからなる。このような有機発光素子の構造において、２つの電極の間に電圧をかけると正極からは正孔が、負極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が接した時、エキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが再び基底状態に落ちる時、光が出るようになる。
前記のような有機発光素子において、駆動電圧、効率および寿命が改善された有機発光素子の開発が要求され続けている。
韓国特許公開番号第１０－２０００－００５１８２６号
本発明は、駆動電圧、効率および寿命が改善された有機発光素子に関する。
本発明は下記の有機発光素子を提供する：
正極；負極；および前記正極と負極との間の発光層を含み、
前記発光層は、下記化学式１で表される化合物および下記化学式２で表される化合物の有機アロイを含む、有機発光素子：
［化学式１］
前記化学式１中、
Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ独立して、ＣＨまたはＮであり、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３のうち少なくとも１つはＮであり、
Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６～６０のアリールであり、
Ｒ１は、水素；重水素；置換または非置換の炭素数６～６０のアリール；または、置換または非置換のＮ、ＯおよびＳで構成される群より選択されるいずれか１つ以上を含む炭素数２～６０のヘテロアリールであり、
Ｒ２～Ｒ４はそれぞれ独立して、水素または重水素であり、
ｎは０または１であり、
ｎ１は１～１０の整数であり、
ｎ２は１～４の整数であり、
ｎ３およびｎ４はそれぞれ独立して、１～５の整数であり、
［化学式２］
前記化学式２中、
Ａｒ３およびＡｒ４はそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６～１２のアリール；または、置換または非置換のＮ、ＯおよびＳで構成される群より選択されるいずれか１つ以上を含む炭素数２～１２のヘテロアリールであり、
Ｒ５およびＲ６はそれぞれ独立して、水素；重水素；置換または非置換の炭素数６～６０のアリール；または、置換または非置換のＮ、ＯおよびＳで構成される群より選択されるいずれか１つ以上を含む炭素数２～６０のヘテロアリールであり、
Ａｒ３およびＡｒ４のうち少なくとも１つは、１個以上の重水素で置換されるか、Ｒ５およびＲ６のうち少なくとも１つは重水素であり、
ｎ５およびｎ６はそれぞれ独立して、１～７の整数である。
上述した有機発光素子は、発光層に前記化学式１で表される化合物および前記化学式２で表される化合物の有機アロイを含むことによって、有機発光素子において効率の向上、低い駆動電圧および／または寿命特性を向上させることができる。
基板１、正極２、発光層３および負極４からなる有機発光素子の例を示した図である。 基板１、正極２、正孔注入層５、正孔輸送層６、電子阻止層７、発光層３、正孔阻止層８、電子輸送層９、電子注入層１０および負極４からなる有機発光素子の例を示した図である。
以下、本発明の理解を助けるためにより詳しく説明する。
本明細書において、
は、他の置換基に連結される結合を意味する。
本明細書において、「置換または非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミノ基；ホスフィンオキシド基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；シリル基；ホウ素基；アルキル基；シクロアルキル基；アルケニル基；アリール基；アラルキル基；アラルケニル基；アルキルアリール基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；ヘテロアリールアミン基；アリールアミン基；アリールホスフィン基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む複素環基からなる群より選択された１個以上の置換基で置換または非置換されるか、前記例示された置換基のうち２以上の置換基が連結された置換または非置換されることを意味する。例えば、「２以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。即ち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、２個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。
本明細書において、カルボニル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１～４０であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の置換基であってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が炭素数１～２５の直鎖、分岐鎖もしくは環状アルキル基、または炭素数６～２５のアリール基で置換されてもよい。具体的には、下記構造式の置換基であってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１～２５であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の置換基であってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、シリル基は、具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ－ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ホウ素基は、具体的には、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、ｔ－ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、フェニルホウ素基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖または分岐鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１～４０であることが好ましい。一実施状態によれば、前記アルキル基の炭素数は１～２０である。さらに一つの実施状態によれば、前記アルキル基の炭素数は１～１０である。さらに一つの実施状態によれば、前記アルキル基の炭素数は１～６である。アルキル基の具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ブチル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、１－メチル－ブチル、１－エチル－ブチル、ペンチル、ｎ－ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ－ペンチル、ヘキシル、ｎ－ヘキシル、１－メチルペンチル、２－メチルペンチル、４－メチル－２－ペンチル、３，３－ジメチルブチル、２－エチルブチル、ヘプチル、ｎ－ヘプチル、１－メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、ｎ－オクチル、ｔｅｒｔ－オクチル、１－メティレブチル、２－エチルヘキシル、２－プロピルペンチル、ｎ－ノニル、２，２－ジメチルヘプチル、１－エチル－プロピル、１，１－ジメチル－プロピル、イソヘキシル、４－メチルヘキシル、５－メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルケニル基は直鎖または分岐鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２～４０であることが好ましい。一実施状態によれば、前記アルケニル基の炭素数は２～２０である。さらに一つの実施状態によれば、前記アルケニル基の炭素数は２～１０である。さらに一つの実施状態によれば、前記アルケニル基の炭素数は２～６である。具体的な例としては、ビニル、１－プロフェニル、イソプロフェニル、１－ブテニル、２－ブテニル、３－ブテニル、１－ペンテニル、２－ペンテニル、３－ペンテニル、３－メチル－１－ブテニル、１，３－ブタジエニル、アリル、１－フェニルビニル－１－イル、２－フェニルビニル－１－イル、２，２－ジフェニルビニル－１－イル、２－フェニル－２－（ナフチル－１－イル）ビニル－１－イル、２，２－ビス（ジフェニル－１－イル）ビニル－１－イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数３～６０であることが好ましく、一実施状態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３～３０である。さらに一つの実施状態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３～２０である。さらに一つの実施状態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３～６である。具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、３－メチルシクロペンチル、２，３－ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、３－メチルシクロヘキシル、４－メチルシクロヘキシル、２，３－ジメチルシクロヘキシル、３，４，５－トリメチルシクロヘキシル、４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数６～６０であることが好ましく、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。一実施状態によれば、前記アリール基の炭素数は６～３０である。一実施状態によれば、前記アリール基の炭素数は６～２０である。前記単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などであってもよいが、これらに限定されない。前記多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などであってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、フルオレニル基は置換されてもよく、２つの置換基が互いに結合してスピロ構造を形成することができる。前記フルオレニル基が置換される場合、
などであってもよい。但し、これらに限定されるものではない。
本明細書において、複素環基は、異種元素として、Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうち１個以上を含む複素環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２～６０であることが好ましい。複素環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、アクリジル基、ピリダシン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、フェノチアジニル基およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、アラルキル基、アラルケニル基、アルキルアリール基、アリールアミン基のうちアリール基は上述したアリール基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アラルキル基、アルキルアリール基、アルキルアミン基のうちアルキル基は上述したアルキル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロアリールアミンのうちヘテロアリールは上述した複素環基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アラルケニル基のうちアルケニル基は上述したアルケニル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アリーレンは、２価の基であることを除けば、上述したアリール基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロアリーレンは、２価の基であることを除けば、上述した複素環基に関する説明が適用可能である。本明細書において、炭化水素環は１価の基ではなく、２個の置換基が結合して形成したことを除けば、上述したアリール基またはシクロアルキル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロ環は１価の基ではなく、２個の置換基が結合して形成したことを除けば、上述した複素環基に関する説明が適用可能である。
一方、本発明において、「有機アロイ（ｏｒｇａｎｉｃ ａｌｌｏｙ）」は、２以上の単一有機化合物の前処理（ｐｒｅ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）により得られた結果で、前記前処理によって単一有機化合物の間に化学的相互作用（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）を有することができる。前記前処理は、例えば、加熱および昇華（ｓｕｂｌｉｍａｔｉｏｎ）のような熱処理過程後冷却させたものであってもよいが、これらに限定されるものではない。
以下、各構成別に本発明を詳細に説明する。
正極および負極
本発明で使用される正極および負極は、有機発光素子で使用される電極を意味する。
前記正極物質としては、通常有機物層への正孔注入が円滑となるように仕事関数が大きい物質が好ましい。前記正極物質の具体的な例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金などの金属またはこられの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌもしくはＳｎＯ２：Ｓｂなどの金属と酸化物の組み合わせ；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］（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンなどの導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記負極物質としては、通常有機物層への電子注入が容易となるように仕事関数が小さい物質であることが好ましい。前記負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、スズおよび鉛などの金属またはこられの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌなどの多層構造物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
正孔注入層
本発明に係る有機発光素子は、必要に応じて前記正極上に正孔注入層をさらに含んでもよい。
前記正孔注入層は、電極から正孔を注入する層で、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、正極からの正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。また、正孔注入物質のＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）が正極物質の仕事関数と周辺有機物層のＨＯＭＯとの間であることが好ましい。
正孔注入物質の具体的な例としては、金属ポルフィリン（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン（ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）系の有機物、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
正孔輸送層
本発明に係る有機発光素子は、必要に応じて前記正極上に（または正孔注入層が存在する場合、正孔注入層上に）正孔輸送層を含んでもよい。
前記正孔輸送層は、正極または正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層で、正孔輸送物質としては、正極や正孔注入層から正孔の輸送を受けて発光層に移し得る物質で、正孔に対する移動性が大きい物質が好適である。
前記正孔輸送物質の具体的な例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
電子阻止層
本発明に係る有機発光素子は、必要に応じて前記正孔輸送層上に電子阻止層を含んでもよい。
前記電子阻止層は、負極から注入された電子が発光層で再結合されずに正孔輸送層へ渡るのを防止するために正孔輸送層と発光層との問に置く層で、電子抑制層とも呼ばれる。電子阻止層には電子輸送層より電子親和力が小さい物質が好ましい。
発光層
本発明で使用される発光層は、正極と負極から伝達された正孔と電子を結合させることによって可視光領域の光を出すことができる層を意味する。一般的に、発光層は、ホスト材料とドーパント材料を含み、本発明には前記化学式１で表される化合物と前記化学式２で表される化合物が前処理されて得られた有機アロイがホストで使用される。
好ましくは、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれＮであってもよい。
好ましくは、化学式１で表される化合物は、下記の化学式１－１～化学式１－６のいずれかで表される：
前記化学式１－１～化学式１－６中、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１～Ｒ４、およびｎ１～ｎ４は前記化学式１で定義した通りである。
好ましくは、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６～２０のアリールであってもよい。より好ましくは、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、５個の重水素で置換されたフェニル、５個の重水素で置換されたビフェニリル、または、９個の重水素で置換されたビフェニリルであってもよい。最も好ましくは、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立して、下記で構成される群より選択されるいずれか１つであり得る：
好ましくは、Ｒ１は、水素；重水素；置換または非置換の炭素数６～２０のアリール；または、置換または非置換のＮ、ＯおよびＳで構成される群より選択されるいずれか１つ以上を含む炭素数２～２０のヘテロアリールであってもよい。より好ましくは、Ｒ１は、水素または重水素であってもよい。
前記化学式１で表される化合物の代表的な例は下記の通りである：
前記化学式１で表される化合物は、例えば、下記の反応式１のような製造方法で製造することができ、それ以外の残りの化合物も似たような方法で製造することができる。
［反応式１］
前記反応式１中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１～Ｒ４、およびｎ１～ｎ４は前記化学式１で定義した通りであり、Ｚ１はハロゲンで、好ましくはＺ１はクロロまたはブロモである。
前記反応式１はアミン置換反応であって、パラジウム触媒と塩基存在下で行うことが好ましく、アミン置換反応のための反応基は当業界に公知のものに従って変更可能である。前記製造方法は、後述する製造例でより具体化される。
好ましくは、化学式２で表される化合物は、下記化学式２－１で表される：
［化学式２－１］
前記化学式２－１中、
Ａｒ３、Ａｒ４、Ｒ５、Ｒ６、ｎ５およびｎ６は前記化学式２で定義した通りである。
好ましくは、Ａｒ３およびＡｒ４はそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、またはジベンゾチオフェニルであってもよく、前記フェニル、ビフェニリル、ナフチル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、またはジベンゾチオフェニルは、非置換であるか、重水素（Ｄ）で置換されてもよい。
Ｒ５およびＲ６はそれぞれ独立して、水素；重水素；置換または非置換の炭素数６～２０のアリール；または、置換または非置換のＮ、ＯおよびＳで構成される群より選択されるいずれか１つ以上を含む炭素数２～２０のヘテロアリールであってもよい。より好ましくは、Ｒ５およびＲ６はそれぞれ独立して、水素、重水素、または、フェニルであってもよく、前記フェニルは非置換であるか１～５個の重水素で置換されてもよい。
前記化学式２で表される化合物の代表的な例は下記の通りである：
前記化合物中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１～２４であり、
前記群中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは１～２８であり、
前記群中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆは１～３２であり、
前記群中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは１～３０であり、
前記群中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１～２６であり、
前記群中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは１～３０であり、
前記群中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆは１～３２であり、
前記群中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１～３２であり、
前記群中、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは１～３６である。
前記化学式２で表される化合物は、例えば下記の反応式２のような製造方法で製造することができ、それ以外の残りの化合物も似たような方法で製造することができる。
［反応式２］
前記反応式２中、Ａｒ３、Ａｒ４、Ｒ５、Ｒ６、ｎ５およびｎ６は前記化学式２で定義した通りであり、Ｚ２はハロゲンで、好ましくはＺ２はクロロまたはブロモである。
前記反応式２は、アミン置換反応であって、パラジウム触媒と塩基存在下で行うことが好ましくて、アミン置換反応のための反応基は当業界に公知のものに従って変更可能である。前記製造方法は、後述する製造例でより具体化される。
好ましくは、前記有機アロイで前記化学式１で表される化合物および前記化学式２で表される化合物の重量比は、１０：９０～９０：１０で、より好ましくは２０：８０～８０：２０、３０：７０～７０：３０または４０：６０～６０：４０である。
一方、前記発光層は、ホスト以外にドーパントをさらに含んでもよい。前記ドーパント材料としては、有機発光素子に使用される物質なら特に制限されない。例えば、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体などがある。具体的には、芳香族アミン誘導体としては、置換または非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペリプランテンなどがあり、スチリルアミン化合物としては、置換または非置換のアリールアミンに少なくとも１個のアリールビニル基が置換されている化合物で、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基およびアリールアミノ基からなる群より１または２以上選択される置換基が置換または非置換される。具体的には、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどがあるが、これらに限定されない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、これらに限定されない。
正孔阻止層
本発明に係る有機発光素子は、必要に応じて前記発光層上に正孔阻止層を含んでもよい。
前記正孔阻止層は、正極から注入された正孔が発光層で再結合されずに電子輸送層へ渡るのを防止するために電子輸送層と発光層との問に置く層で、正孔遮断層とも呼ばれる。正孔阻止層にはイオン化エネルギーが大きい物質が好ましい。
電子輸送層
本発明に係る有機発光素子は、必要に応じて前記発光層上に電子輸送層を含んでもよい。
前記電子輸送層は、負極または負極上に形成された電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送し、また、発光層から正孔が伝達されるのを抑制する層であり、電子輸送物質としては、負極から電子の注入を良好に受けて発光層に移すことができる物質であって、電子に対する移動性が大きい物質が好適である。
前記電子輸送物質の具体的な例としては、８－ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ３を含む錯体；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン－金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。電子輸送層は従来技術に従って用いられた通り任意の所望のカソード物質と共に使用することができる。特に、適切なカソード物質の例としては、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層がそれに続く通常の物質である。具体的には、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウムおよびサマリウムで、各々の場合、アルミニウム層またはシルバー層がそれに続く。
電子注入層
本発明に係る有機発光素子は、必要に応じて前記発光層上に（または電子輸送層が存在する場合、電子輸送層上に）電子注入層をさらに含んでもよい。
前記電子注入層は、電極から電子を注入する層で、電子を輸送する能力を有し、負極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物を使用することが好ましい。
前記電子注入層で用いられる物質の具体的な例としては、フルオレノン、アントラキノンジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、プレオレニリデンメタン、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物および含窒素５員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。
前記金属錯体化合物としては、８－ヒドロキシキノリナトリチウム、ビス（８－ヒドロキシキノリナト）亜鉛、ビス（８－ヒドロキシキノリナト）銅、ビス（８－ヒドロキシキノリナト）マンガン、トリス（８－ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、トリス（２－メチル－８－ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、トリス（８－ヒドロキシキノリナト）ガリウム、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）亜鉛、ビス（２－メチル－８－キノリナト）クロロガルウム、ビス（２－メチル－８－キノリナト）（ｏ－クレゾラト）ガリウム、ビス（２－メチル－８－キノリナト）（１－ナフトラト）アルミニウム、ビス（２－メチル－８－キノリナト）（２－ナフトラト）ガリウムなどがあるが、これらに限定されない。
有機発光素子
本発明に係る有機発光素子の構造を図１および図２に示した。図１は、基板１、正極２、発光層３、および負極４からなる有機発光素子の例を示した図である。図２は、基板１、正極２、正孔注入層５、正孔輸送層６、電子阻止層７、発光層３、正孔阻止層８、電子輸送層９、電子注入層１０、および負極４からなる有機発光素子の例を示した図である。
本発明に係る有機発光素子は、上述した構成を順次積層させて製造することができる。この時、スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や電子ビーム蒸発法（ｅ－ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）などのＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を利用して、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこられの合金を蒸着させて正極を形成し、その上に上述した各層を形成した後、さらにその上に負極として用いられる物質を蒸着させて製造することができる。このような方法以外にも、基板上に負極物質から上述した構成の逆順に正極物質まで順次蒸着させて有機発光素子を作ることができる（ＷＯ２００３／０１２８９０）。また、発光層は、ホストおよびドーパントを真空蒸着法だけでなく溶液塗布法によって形成されてもよい。ここで、溶液塗布法とは、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレーディング、インクジエットプリンティング、スクリーンプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらのみに限定されるものではない。
一方、本発明に係る有機発光素子は、背面発光（ｂｏｔｔｏｍ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）素子、全面発光（ｔｏｐ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）素子、または、両面発光素子であってもよく、特に相対的に高い発光効率が求められる背面発光素子であってもよい。
以下、本発明の理解を助けるためにより詳しく説明する。但し、下記の実施例は、本発明を例示するだけであって、本発明の内容が下記の実施例によって限定されるものではない。
［製造例１：化合物の製造］
製造例１－１：化合物１－１の合成
ステップ１）化合物１－１－ａの合成
窒素雰囲気で１１，１２－ｄｉｈｙｄｒｏｉｎｄｏｌｏ［２，３－ａ］ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１５．０ｇ、５８．５ｍｍｏｌ）と３－ｂｒｏｍｏ－１，１'：３'，１''－ｔｅｒｐｈｅｎｙｌ（１９．９ｇ、６４．４ｍｍｏｌ）をｔｏｌｕｅｎｅ ３００ｍｌに入れて攪拌および還流した。その後、ｓｏｄｉｕｍ ｔｅｒｔ－ｂｕｔｏｘｉｄｅ（８．４ｇ、８７．８ｍｍｏｌ）、ｂｉｓ（ｔｒｉ－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（０．９ｇ、１．８ｍｍｏｌ）を投入した。９時間反応後、常温で冷やして、クロロホルムと水を利用して有機層を分離後、有機層を蒸留した。これをさらにクロロホルムに溶かし、水で２回洗浄後、有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物１－１－ａを１７．６ｇ製造した（収率６２％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４８６）。
ステップ２）化合物１－１の合成
窒素雰囲気で化合物１－１－ａ（１５．０ｇ、３１．０ｍｍｏｌ）と２－ｃｈｌｏｒｏ－４，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎｅ（９．１ｇ、３４ｍｍｏｌ）をｔｏｌｕｅｎｅ ３００ｍｌに入れて攪拌および還流した。その後、ｓｏｄｉｕｍ ｔｅｒｔ－ｂｕｔｏｘｉｄｅ（４．５ｇ、４６．４ｍｍｏｌ）、ｂｉｓ（ｔｒｉ－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（０．５ｇ、０．９ｍｍｏｌ）を投入した。１１時間反応後、常温で冷やして、クロロホルムと水を利用して有機層を分離後、有機層を蒸留した。これをさらにクロロホルムに溶かし、水で２回洗浄後、有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、昇華精製により化合物１－１を８．２ｇ製造した（収率３７％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝７１７）。
製造例１－２：化合物１－２の合成
製造例１－１で、３－ｂｒｏｍｏ－１，１'：３'，１''－ｔｅｒｐｈｅｎｙｌを４－ｂｒｏｍｏ－１，１'－ｂｉｐｈｅｎｙｌに、２－ｃｈｌｏｒｏ－４，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎｅを２－（［１，１'－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）－４－ｃｈｌｏｒｏ－６－ｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎｅに変更して使用したことを除いては、化合物１－１の製造方法と同じ製造方法で化合物１－２を製造した（ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］＋＝７１７）。
製造例１－３：化合物１－３の合成
製造例１－１で、３－ｂｒｏｍｏ－１，１'：３'，１''－ｔｅｒｐｈｅｎｙｌを３－ｂｒｏｍｏ－１，１'－ｂｉｐｈｅｎｙｌに、２－ｃｈｌｏｒｏ－４，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎｅを２－（［１，１'－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）－４－ｃｈｌｏｒｏ－６－ｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎｅに変更して使用したことを除いては、化合物１－１の製造方法と同じ製造方法で化合物１－３を製造した（ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］＋＝７１７）。
製造例１－４：化合物１－４の合成
製造例１－１で、１１，１２－ｄｉｈｙｄｒｏｉｎｄｏｌｏ［２，３－ａ］ｃａｒｂａｚｏｌｅを１１，１２－ｄｉｈｙｄｒｏｉｎｄｏｌｏ［２，３－ａ］ｃａｒｂａｚｏｌｅ－１，３，４，５，６，８，１０－ｄ７に変更して使用したことを除いては、化合物１－１の製造方法と同じ製造方法で化合物１－４を製造した（ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］＋＝７２４）
製造例１－５：化合物２－１の合成
ステップ１）化合物２－１－ａの合成
窒素雰囲気で９－（［１，１'－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）－３－ｂｒｏｍｏ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１５．０ｇ、３７．７ｍｍｏｌ）と９－ｐｈｅｎｙｌ－３－（４，４，５，５－ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ－１，３，２－ｄｉｏｘａｂｏｒｏｌａｎ－２－ｙｌ）－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１５．３ｇ、４１．４ｍｍｏｌ）をＴＨＦ ３００ｍｌに入れて攪拌および還流した。その後、ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ（２０．８ｇ、１５０．６ｍｍｏｌ）を水６２ｍｌに溶かして投入して十分に攪拌した後、ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（１．３ｇ、１．１ｍｍｏｌ）を投入した。９時間反応後、常温で冷やして有機層と水層を分離後、有機層を蒸留した。これをさらにクロロホルムに溶かし、水で２回洗浄後、有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物２－１－ａを１３．５ｇ製造した（収率６４％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５６２）。
ステップ２）化合物２－１の合成
シェーカーチューブに化合物２－１－ａ（１０．０ｇ、１７．８ｍｍｏｌ）、ＰｔＯ２（１．２ｇ、５．４ｍｍｏｌ）、Ｄ２Ｏ ８９ｍｌを入れた後、チューブを密封して２５０℃、６００ｐｓｉで１２時間加熱した。反応が終了すると、クロロホルムを入れて反応液を分液漏斗に移して抽出した。抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮して、試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、昇華精製により化合物２－１を３．９ｇ製造した（収率３８％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５８０）。
製造例１－６：化合物２－２の合成
ステップ１）化合物２－２－ａの合成
シェーカーチューブに９－（［１，１'－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）－３－ｂｒｏｍｏ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０ｇ、２５．１ｍｍｏｌ）、ＰｔＯ２（１．７ｇ、７．５ｍｍｏｌ）、Ｄ２Ｏ １２６ｍｌを入れた後、チューブを密封して２５０℃、６００ｐｓｉで１２時間加熱した。反応が終了すると、クロロホルムを入れて反応液を分液漏斗に移して抽出した。抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮して、試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物２－２－ａを７．９ｇ製造した（収率７７％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４０９）。
ステップ２）化合物２－２の合成
窒素雰囲気で化合物２－２－ａ（１５．０ｇ、３６．７ｍｍｏｌ）と９－（［１，１'－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－２－ｙｌ）－３－（４，４，５，５－ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ－１，３，２－ｄｉｏｘａｂｏｒｏｌａｎ－２－ｙｌ）－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１８．０ｇ、４０．４ｍｍｏｌ）をＴＨＦ ３００ｍｌに入れて攪拌および還流した。その後、ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ（２０．３ｇ、１４６．９ｍｍｏｌ）を水６１ｍｌに溶かして投入して十分に攪拌した後、ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（１．３ｇ、１．１ｍｍｏｌ）を投入した。１２時間反応後、常温で冷やして有機層と水層を分離後、有機層を蒸留した。これをさらにクロロホルムに溶かし、水で２回洗浄後、有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、昇華精製により化合物２－２を１１．６ｇ製造した（収率４９％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６４８）。
製造例１－７：化合物２－３の合成
ステップ１）化合物２－３－ａの合成
窒素雰囲気で３－ｂｒｏｍｏ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１５．０ｇ、６０．９ｍｍｏｌ）と９－ｐｈｅｎｙｌ－３－（４，４，５，５－ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ－１，３，２－ｄｉｏｘａｂｏｒｏｌａｎ－２－ｙｌ）－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ（２４．８ｇ、６７ｍｍｏｌ）をＴＨＦ ３００ｍｌに入れて攪拌および還流した。その後、ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ（３３．７ｇ、２４３．８ｍｍｏｌ）を水１０１ｍｌに溶かして投入して十分に攪拌した後、ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（２．１ｇ、１．８ｍｍｏｌ）を投入した。１１時間反応後、常温で冷やして有機層と水層を分離後、有機層を蒸留した。これをさらにクロロホルムに溶かし、水で２回洗浄後、有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物２－３－ａを１６．７ｇ製造した（収率６７％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４１０）。
ステップ２）化合物２－３－ｂの合成
シェーカーチューブに化合物２－３－ａ（１０．０ｇ、２４．５ｍｍｏｌ）、ＰｔＯ２（１．７ｇ、７．３ｍｍｏｌ）、Ｄ２Ｏ １２２ｍｌを入れた後、チューブを密封して２５０℃、６００ｐｓｉで１２時間加熱した。反応が終了すると、クロロホルムを入れて反応液を分液漏斗に移して抽出した。抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮して、試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物２－３－ｂを９．１ｇ製造した（収率８８％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４２３）。
ステップ３）化合物２－３の合成
窒素雰囲気で化合物２－３－ｂ（１５．０ｇ、３６．７ｍｍｏｌ）と２－ｂｒｏｍｏ－９，９－ｄｉｍｅｔｈｙｌ－９Ｈ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ（１１．０ｇ、４０．４ｍｍｏｌ）をｔｏｌｕｅｎｅ ３００ｍｌに入れて攪拌および還流した。その後、ｓｏｄｉｕｍ ｔｅｒｔ－ｂｕｔｏｘｉｄｅ（５．３ｇ、５５．１ｍｍｏｌ）、ｂｉｓ（ｔｒｉ－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（０．６ｇ、１．１ｍｍｏｌ）を投入した。６時間反応後、常温で冷やして、クロロホルムと水を利用して有機層を分離後、有機層を蒸留した。これをさらにクロロホルムに溶かし、水で２回洗浄後、有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、昇華精製により化合物２－３を９．５ｇ製造した（収率４２％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６１５）。
製造例１－８：化合物２－４の合成
ステップ１）化合物２－４－ａの合成
窒素雰囲気で３－ｂｒｏｍｏ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１５．０ｇ、６０．９ｍｍｏｌ）と９－（ｐｈｅｎｙｌ－ｄ５）－３－（４，４，５，５－ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ－１，３，２－ｄｉｏｘａｂｏｒｏｌａｎ－２－ｙｌ）－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ（２５．１ｇ、６７ｍｍｏｌ）をＴＨＦ ３００ｍｌに入れて攪拌および還流した。その後、ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ（３３．７ｇ、２４３．８ｍｍｏｌ）を水１０１ ｍｌに溶かして投入して十分に攪拌した後、ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（２．１ｇ、１．８ｍｍｏｌ）を投入した。９時間反応後、常温で冷やして有機層と水層を分離後、有機層を蒸留した。これをさらにクロロホルムに溶かし、水で２回洗浄後、有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物２－４－ａを１６．１ｇ製造した（収率６４％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４１５）。
ステップ２）化合物２－４の合成
窒素雰囲気で化合物２－４－ａ（１５．０ｇ、３６．３ｍｍｏｌ）と２－ｂｒｏｍｏｄｉｂｅｎｚｏ［ｂ，ｄ］ｆｕｒａｎ－１，４，６，８，９－ｄ５（９．９ｇ、３９．９ｍｍｏｌ）をｔｏｌｕｅｎｅ ３００ｍｌに入れて攪拌および還流した。その後、ｓｏｄｉｕｍ ｔｅｒｔ－ｂｕｔｏｘｉｄｅ（５．２ｇ、５４．４ｍｍｏｌ）、ｂｉｓ（ｔｒｉ－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（０．６ｇ、１．１ｍｍｏｌ）を投入した。１１時間反応後、常温で冷やして、クロロホルムと水を利用して有機層を分離後、有機層を蒸留した。これをさらにクロロホルムに溶かし、水で２回洗浄後、有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、昇華精製により化合物２－４を８．１ｇ製造した（収率３８％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５８６）。
［製造例２：有機アロイの製造］
製造例２－１：有機アロイ１の製造
真空チャンバーに化合物１－１と化合物２－１を４０：６０の重量比で混合して入れて、１０－２Ｔｏｒｒ以下の圧力下で温度を上げて２つの混合物を溶かした後、１時間後、常温で冷却させて固体生成物を得た。この生成物をミキサーで砕いて粉末形態の有機アロイ１を得た。
製造例２－２～製造例２－５、および製造例２－Ａ～製造例２－Ｄ
混合される材料を下記表１のように変更した点を除いては、有機アロイ１の製造方法と同じ方法を利用して、有機アロイ２～有機アロイ５、および有機アロイＡ～有機アロイＤを製造した。下記表１の化合物Ａ－１、Ａ－２、Ｂ－１、およびＢ－２は、下記の通りである。
［実施例］
実施例１：有機発光素子の製造
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が１４００Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を洗剤を溶かした蒸溜水に入れて超音波で洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社（Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｃｏ．）製品を使用し、蒸溜水としてはミルロポア社（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏ．）製品のフィルター（Ｆｉｌｔｅｒ）で２次ろ過した蒸留水を使用した。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸溜水で２回繰り返し超音波洗浄を１０分間進行した。蒸溜水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥させた後、プラズマ洗浄装置に輸送させた。また、酸素プラズマを利用して、前記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着装置で基板に輸送させた。
このように用意されたＩＴＯ透明電極上に下記の９５重量％の化合物ＨＴ－Ａと５重量％の化合物ＰＤを１００Åの厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成し、続いて化合物ＨＴ－Ａだけ１１５０Åの厚さで蒸着して正孔輸送層を形成した。その上に電子阻止層として下記の化合物ＨＴ－Ｂを４５０Åの厚さで熱真空蒸着した。
続いて、前記電子阻止層上に３５０Åの厚さでホスト物質で前記製造例２－１で製造した有機アロイ１とドーパント物質である化合物ＧＤを９２：８の重量比で真空蒸着して、発光層を形成した。
続いて、正孔阻止層で下記の化合物ＥＴ－Ａを５０Åの厚さで真空蒸着した。続いて、電子輸送層で下記の化合物ＥＴ－Ｂと化合物Ｌｉｑを１：１の重量比で３００Åの厚さで熱真空蒸着し、続いて電子注入層でＹｂ（イッテルビウム）を１０Åの厚さで真空蒸着した。
前記電子注入層上にマグネシウムと銀を１：４の重量比で１５０Åの厚さで蒸着して負極を形成して、有機発光素子を製造した。
前記の過程で、有機物の蒸着速度は０．４～０．７Å／ｓｅｃを維持し、マグネシウムと銀の蒸着速度は２Å／ｓｅｃを維持し、蒸着時真空度は２×１０－７～５×１０－６ｔｏｒｒを維持して、有機発光素子を製作した。
実施例２～実施例５、および比較例１－１～比較例３－４
ホスト物質を下記の表２のように変更した点を除いては、前記実施例１と同じ方法を利用して実施例２～実施例５、および比較例１－１～比較例３－４の有機発光素子をそれぞれ製作した。この時、比較例２－１～比較例３－４では、ホストとして２種の化合物の単純混合物を用いた。
［実験例］
前記実施例１～実施例５、および比較例１－１～比較例３－４で製作された有機発光素子を１２０℃オーブンで３０分間熱処理した後、取り出して、電流を印加して電圧、効率、寿命（Ｔ９５）を測定して、その結果を下記の表２に示した。この時、電圧および効率は、１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度を印加して測定され、Ｔ９５は電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で初期輝度が９５％に低下するまでの時間（ｈｒ）を意味する。
化学式１で表される化合物と化学式２で表される化合物で有機アロイを製造し、有機発光素子の発光層ホストとして活用した結果、化学式１または化学式２と異なる構造を有する物質に比べて低電圧、高効率の特性が現れ、特に、これらで有機アロイを製造した結果、単純混合物に比べて寿命が増加するのを確認することができた。
１ 基板
２ 正極
３ 発光層
４ 負極
５ 正孔注入層
６ 正孔輸送層
７ 電子阻止層
８ 正孔阻止層
９ 電子輸送層
１０ 電子注入層

Claims (6)

  1. 正極；
    負極；および
    前記正極と負極との間の発光層を含み、
    前記発光層は、下記化学式１で表される化合物および下記化学式２で表される化合物の有機アロイを含み、
    前記有機アロイは、２以上の単一有機化合物の前処理によって単一有機化合物の間に化学的相互作用を有する結果物である、有機発光素子：
    ［化学式１］
    前記化学式１中、
    Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれＮであり、
    Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立して、非置換であるか重水素で置換されたフェニルまたは非置換であるか重水素で置換されたビフェニリルであり、
    Ｒ１は、水素；または重水素であり、
    Ｒ２～Ｒ４はそれぞれ独立して、水素または重水素であり、
    ｎは０または１であり、
    ｎ１は１～１０の整数であり、
    ｎ２は１～４の整数であり、
    ｎ３およびｎ４はそれぞれ独立して、１～５の整数であり、
    ［化学式２］
    前記化学式２中、
    Ａｒ３およびＡｒ４はそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、またはジベンゾチオフェニルであり、
    前記フェニル、ビフェニリル、ナフチル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、またはジベンゾチオフェニルは、非置換であるか、重水素で置換され、
    Ｒ５およびＲ６はそれぞれ独立して、水素、重水素、または、フェニルであり、
    前記フェニルは非置換であるか１～５個の重水素で置換され、
    Ａｒ３およびＡｒ４のうち少なくとも１つは、１個以上の重水素で置換されるか、Ｒ５およびＲ６のうち少なくとも１つは重水素であり、
    ｎ５およびｎ６はそれぞれ独立して、１～７の整数である。
  2. 化学式１で表される化合物は、下記の化学式１－１～化学式１－６のいずれか１つで表される、請求項１に記載の有機発光素子：
    前記化学式１－１～化学式１－６中、
    Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１～Ｒ４、およびｎ１～ｎ４は、請求項１で定義した通りである。
  3. Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、５個の重水素で置換されたフェニル、５個の重水素で置換されたビフェニリル、または、９個の重水素で置換されたビフェニリルである、請求項１に記載の有機発光素子。
  4. 前記化学式１で表される化合物は、下記で構成される群より選択されるいずれか１つである、請求項１に記載の有機発光素子：
    。
  5. 化学式２で表される化合物は、下記化学式２－１で表される、請求項１に記載の有機発光素子：
    ［化学式２－１］
    前記化学式２－１中、
    Ａｒ３、Ａｒ４、Ｒ５、Ｒ６、ｎ５、およびｎ６は、請求項１で定義した通りである。
  6. 前記化学式２で表される化合物は、下記で構成される群より選択されるいずれか１つである、請求項１に記載の有機発光素子：
    前記化合物中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１～２４であり、
    前記群中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは１～２８であり、
    前記群中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆは１～３２であり、
    前記群中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは１～３０であり、
    前記群中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１～２６であり、
    前記群中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは１～３０であり、
    前記群中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆは１～３２であり、
    前記群中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１～３２であり、
    前記群中、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは１～３６である。
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