KR101280587B1 - 백금 착화합물 및 유기 전계발광 소자 - Google Patents

백금 착화합물 및 유기 전계발광 소자 Download PDF

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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

유기 전계발광 소자가 제공되며, 이는 한 쌍의 전극 사이에 하나 이상의 유기층을 가진다. 유기 화합물은 하기 화학식 (I)로 표시되는 화합물을 함유한다. Z1 및 Z2는 각각 질소 원자에서 백금 원자와 배위 결합하는 질소 함유 방향족 6 원 고리를 의미하고, Q는 1 또는 2 개의 질소 원자를 가지는 질소 함유 방향족 5 원 고리를 의미하고, L1 및 L2는 각각 단일 결합 또는 2 가기를 의미하고, n는 0 또는 1을 의미한다.

Description

백금 착화합물 및 유기 전계발광 소자 {PLATINUM COMPLEX COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은 발광 물질로서 유용한 백금 착화합물 및 이를 이용한 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계발광 소자는 저전압에서 구동되어 고광도 발광을 제공할 수 있음에 따라, 그에 대한 연구 및 개발이 활발히 이루어져 왔다. 유기 전계발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 끼어 있는 유기층을 가지며, 여기서 캐소드로부터 주입되는 전자 및 애노드로부터 주입되는 정공이 재결합하여 여기자를 생성하고 여기자의 에너지가 발광에 활용된다.
최근 인광성 물질의 사용으로 상기 소자의 발광 효율이 증가되었다. 발광 물질로는, 이리듐 착물 또는 백금 착물이 공지되어 있다 (예컨대, 미국 특허 제6303238호 및 WO 00/57676 팸플릿 참조). 그러나 발광 효율 및 내구성을 모두 높게 나타낼 수 있는 소자는 개발되지 않은 상태이다. 따라서 높은 발광 효율 및 높은 내구성을 나타낼 수 있는 발광 물질 (바람직하게는, 인광성 물질)의 개발이 요구되어 왔다.
[발명의 개시]
본 발명을 예증하는 구현예 (본 발명이 이에 한정되는 것은 아님)의 목적은 발광 물질로서 적합한 착화합물을 제공하고 높은 발광 효율 및 높은 내구성을 나타내는 유기 전계발광 소자를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 연구 결과로서, 본 발명자들은 특이 구조를 가지는 4 자리 착물을 함유하는 유기 EL 소자가 과제 해결을 가능케 함을 밝혀냈다. 즉, 본 발명은 하기 수단들에 의해 달성된다
(1) 하기 화학식 (IIA)로 표시되는 화합물:
Figure 112007068290174-pct00001
[식에서, L1은 단일 결합 또는 2 가 연결기를 의미하고, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(2) (1)에 있어서, 화학식 (IIA)가 하기 화학식 (IIB)로 표시되는 화합물:
Figure 112007068290174-pct00002
[식에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55, R56, R61 및 R62는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(3) (2)에 있어서, 화학식 (IIB)가 하기 화학식 (IIC)로 표시되는 화합물:
Figure 112007068290174-pct00003
[식에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(4) (3)에 있어서, 화학식 (IIC)가 하기 화학식 (IID)로 표시되는 화합물:
Figure 112007068290174-pct00004
[식에서, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미하고, R21은 치환기를 의미함].
(5) (4)에 있어서, R51, R53, R54 및 R56이 각각 독립적으로 수소 원자를 의미하는 화합물.
(6) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 치환기가 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기인 화합물.
(7) 하기로 이루어진 유기 전계발광 소자:
전극 한 쌍; 및
상기 전극쌍 사이의 하나 이상의 유기층으로서, 상기 하나 이상의 유기층은 하기 화학식 (I)로 표시되는 화합물을 함유함:
Figure 112007068290174-pct00005
[식에서, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 질소 원자에서 백금 원자와 배위 결합하는 질소 함유 방향족 6 원 고리를 의미하고, Q는 1 또는 2 개의 질소 원자를 가지는 질소 함유 방향족 5 원 고리를 의미하고, L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 2 가기를 의미하고, n은 0 또는 1을 의미함].
(8) (7)에 있어서, 화학식 (I)이 하기 화학식 (II)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
Figure 112007068290174-pct00006
[식에서, Z1, Z2 및 L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(9) (7)에 있어서, 화학식 (I)이 하기 화학식 (III)으로 표시되는 유기 전계발광 소자:
Figure 112007068290174-pct00007
[식에서, Z1, Z2 및 L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R31, R32 및 R33은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(10) (7)에 있어서, 화학식 (I)이 하기 화학식 (IV)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
Figure 112007068290174-pct00008
[식에서, Z1, Z2 및 L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R41 및 R42는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(11) (8)에 있어서, 화학식 (II)가 하기 화학식 (IIA)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
Figure 112007068290174-pct00009
[식에서, L1은 단일 결합 또는 2 가 연결기를 의미하고, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(12) (11)에 있어서, 화학식 (IIA)가 하기 화학식 (IIB)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
Figure 112007068290174-pct00010
[식에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55, R56, R61 및 R62는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(13) (12)에 있어서, 화학식 (IIB)가 하기 화학식 (IIC)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
Figure 112007068290174-pct00011
[식에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(14) (13)에 있어서, 화학식 (IIC)가 하기 화학식 (IID)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
Figure 112007068290174-pct00012
[식에서, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미하고, R21은 치환기를 의미함] .
(15) (7)에 있어서, 화학식 (I)이 하기 화학식 (V)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
Figure 112007068290174-pct00013
[식에서, Z1, Z2 및 L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R61 및 R62는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미함].
(16) (8) 내지 (15) 중 어느 하나에 있어서, 치환기가 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기인 유기 전계발광 소자.
유기 전계발광 소자 (본원에서 "본 발명의 소자"로도 칭해짐)는 화학식 (I) 내지 (IV), 및 (IIA) 내지 (IID)로 표시되는 본 발명의 착물 (본원에서 "본 발명의 착물"로도 칭해짐)을 유기층에 도입함으로써 제공될 수 있으며, 이는 높은 발광 효율 (예컨대, 외부 양자 효과) 및 우수한 내구성을 나타낸다. 또한 특이 구조를 가지는 화합물 (착물)을 사용함으로써, 청색 영역에서 높은 외부 양자 효과를 나타내며 발광하고 우수한 내구성을 가지는 소자가 제공될 수 있다.
본원에서, 치환기군 A는 다음과 같이 정의된다.
(치환기군 A)
알킬기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 메틸, 에틸, 아이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 사이클로프로필, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 2 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 비닐, 알릴, 2-부테닐 또는 3-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 2 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 프로파길 또는 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 6 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 6 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 6 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 페닐, p-메틸페닐, 나프틸 또는 안트라닐), 아미노기 (바람직하게는 0 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 0 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 0 내지 10 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 아미노, 메틸아미노, 다이메틸아미노, 다이에틸아미노, 다이벤질아미노, 다이페닐아미노 또는 다이톨릴아미노), 알콕시기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 메톡시, 에톡시, 부톡시 또는 2-에틸헥실옥시), 아릴옥시기 (바람직하게는 6 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 6 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 6 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 페닐옥시, 1-나프틸옥시 또는 2-나프틸옥시), 헤테로고리 옥시기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시 또는 퀴놀릴옥시), 아실기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 아세틸, 벤조일, 포르밀 또는 피발로일), 알콕시카보닐기 (바람직하게는 2 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 2 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 메톡시카보닐 또는 에톡시카보닐), 아릴옥시카보닐기 (바람직하게는 7 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 7 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 7 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 페닐옥시카보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 2 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 아세톡시 또는 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 2 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 아세틸아미노 또는 벤조일아미노), 알콕시카보닐아미노기 (바람직하게는 2 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 2 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 메톡시카보닐아미노), 아릴옥시카보닐아미노기 (바람직하게는 7 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 7 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 7 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 페닐옥시카보닐아미노), 설포닐아미노기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 메탄설포닐아미노 또는 벤젠설포닐아미노), 설파모일기 (바람직하게는 0 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 0 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 0 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 설파모일, 메틸설파모일, 다이메틸설파모일 또는 페닐설파모일), 카바모일기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 카바모일, 메틸카바모일, 다이에틸카바모일 또는 페닐카바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 메틸티오 또는 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 6 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 6 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 6 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 페닐티오), 헤테로고리 티오기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 피리딜티오, 2-벤즈이미다졸릴티오, 2-벤족사졸릴티오 또는 2-벤조티아졸릴티오), 설포닐기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 메실 또는 토실), 설피닐기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 메탄설피닐 또는 벤젠설피닐), 유레이도기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 유레이도, 메틸유레이도 또는 페닐유레이도), 인산 아미이도기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 다이에틸인산 아미이도 또는 페닐인산 아미이도), 하이드록실기, 머캅토기, 할로겐 원자 (예컨대, 플루오린 원자, 염소 원자, 브로민 원자 또는 아이오딘 원자), 시아노기, 설포기, 카복실기, 나이트로기, 하이드록삼산기, 설피노기, 하이드라진기, 이미노기, 헤테로고리기 (바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 포함함; 헤테로 원자로는, 예컨대 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 포함함; 구체적인 예는 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 퓨릴, 티에닐, 피페리딜, 모폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카바졸릴 또는 아제피닐임), 실릴기 (바람직하게는 3 내지 40 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 3 내지 30 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 3 내지 24 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 트라이메틸실릴 또는 트라이페닐실릴), 실릴옥시기 (바람직하게는 3 내지 40 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 3 내지 30 개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 3 내지 24 개의 탄소 원자를 포함함; 예컨대, 트라이메틸실릴옥시 또는 트라이페닐실릴옥시) 등이 예시되어 있다. 상기 치환기들은 추가로 치환될 수 있다.
치환기군 A 또는 이하 기재되어 있는 화학식 (I) 내지 (V), 및 (IIA) 내지 (IID) 중의 다음의 기들 (R21, R22, R31, R32, R33, R41, R42, R51, R52, R53, R54, R55, R56, R61 및 R62)은 더욱 바람직하게는 다음의 기로 이루어진 치환기군이다 (기: 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기, 더더욱 바람직하게는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 할로겐 원자, 시아노기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기).
Figure 112007068290174-pct00014
이하에서는 본 발명의 유기 전계발광 소자 (본원에서 "본 발명의 소자"로도 칭해짐)에 대해 상세히 설명할 것이다.
본 발명의 소자는 한 쌍의 전극 사이에 하나 이상의 유기층을 가진다. 본 발명의 소자는 기판 상에 한 쌍의 전극 (캐소드 및 애노드)를 가지며, 두 전극 사이에 유기층을 가진다. 상기 소자의 특성을 고려할 때, 애노드 및 캐소드 중 적어도 하나는 투명한 것이 바람직하다.
본 발명의 소자는 그 유기층 내에 화학식 (I)로 표시되는 본 발명의 4 자리 백금 착물 (본원에서 "본 발명의 착물"로도 칭해짐)을 함유하는 것을 특징으로 한다. 하나 이상의 유기층의 기능은 특별히 제한되는 것은 아니며, 발광층 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층, 전자 저지층, 여기자 저지층 또는 보호층을 가질 수 있다. 또한 본 발명의 소자는 하나 이상의 유기층 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층, 전자 저지층, 여기자 저지층 또는 보호층을 가질 수 있다. 또한 상기 각 층들은 다른 층의 기능을 발휘할 수도 있다.
본 발명에서 유기층의 구현예로는, 애노드 측으로부터 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 순서대로 쌓인 구현예가 바람직하다. 또한 전하 저지층은 정공 수송층과 발광층 사이 또는 발광층과 전자 수송층 사이에 제공될 수 있다. 정공 주입층은 애노드와 정공 수송층 사이에 제공될 수 있고, 전자 주입층은 캐소드와 전자 수송층 사이에 제공될 수 있다. 아울러, 각 층은 복수의 보조층들로 분리될 수도 있다.
유기층이 복수의 층으로 이루어진 경우, 본 발명의 착물은 임의의 층에 도입될 수 있다. 본 발명의 착물은 바람직하게는 발광층에 도입되고, 더욱 바람직하게는 상기 착물은 발광층에 발광 물질로서 도입된다. 착물이 하나 이상의 주 재료와 함께 발광층에 도입되는 것이 특히 바람직하다.
발광층에 발광 물질로서 도입되는 경우, 본 발명의 착물의 함유량은 층의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 0.1 중량% 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 내지 40 중량%, 더더욱 바람직하게는 0.2 중량% 내지 30 중량%, 그보다 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 내지 20 중량%, 그보다도 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 20 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 중량% 내지 15 중량%이다.
주 재료는 발광층에서 주로 전하의 주입 및 수송을 수행하며 그 자신은 실질적으로 발광하지 않는 화합물이다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "실질적으로 발광하지 않는"이라는 어구는 실질적으로 발광하지 않는 화합물로부터의 발광량이 소자로부터의 총 발광량을 기준으로 바람직하게는 5 % 이하, 더욱 바람직하게는 3 % 이하, 더더욱 바람직하게는 1 % 이하임을 의미한다.
발광층 내 주 재료의 농도는 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 발광층의 주성분 (성분의 함량이 가장 큰 것임), 더욱 바람직하게는 50 중량% 내지 99.9 중량%, 더더욱 바람직하게는 70 중량% 내지 99.8 중량%, 특히 바람직하게는 80 중량% 내지 99.7 중량%, 가장 바람직하게는 90 중량% 내지 99.5 중량%이다.
주 재료의 유리 전이점은 바람직하게는 100 ℃ 내지 500 ℃, 더욱 바람직하게는 110 ℃ 내지 300 ℃, 더더욱 바람직하게는 120 ℃ 내지 250 ℃이다.
필름 상태에서의 본 발명의 주 재료의 형광 파장은 바람직하게는 400 nm 내지 650 nm, 더욱 바람직하게는 420 nm 내지 600 nm, 더더욱 바람직하게는 440 nm 내지 550 nm이다.
본 발명에 사용되는 주 재료로는, [JP-A-2002-100476, 단락 0113 내지 0161] 및 [JP-A-2004-214179, 단락 0087 내지 0098]에 기재된 화합물들이 바람직하게 사용될 수 있으나, 결코 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 화학식 (I)로 표시되는 착물에 대해 설명할 것이다. 화학식 (I)에서, Z1 및 Z2는 각각 그 질소 원자를 통하여 백금과 배위 결합하는 질소 함유 6 원 방향족 고리를 의미한다. Q는 1 또는 2 개의 질소 원자를 포함하는 5 원 방향족 고리를 의미한다. L1 및 L2는 각각 단일 결합 또는 연결기를 의미하고, n은 0 또는 1을 의미한다.
Z1 및 Z2는 각각 그 질소 원자를 통해 백금과 배위 결합하는 질소 함유 6 원 방향족 고리를 의미한다. Z1 및 Z2의 예에는 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진 및 트라이아진이 포함되고, 바람직한 예에는 피리딘, 피라진 및 피리미딘이 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 피리딘 및 피리미딘이 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 피리딘 및 피라진이 포함되고, 특히 바람직한 예는 피리딘이다. Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. Z1 및 Z2는 가능하다면 치환기군 A로부터 선택되는 치환기를 가질 수 있다.
Z1 및 Z2가 가질 수 있는 치환기의 바람직한 예에는 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카보닐기, 알킬티오기, 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 헤테로고리기가 포함된다.
Z1 및 Z2는 가능하다면 다른 고리와 함께 축합 고리를 형성할 수 있다. 축합되는 고리의 예에는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진, 티오펜 고리, 퓨란 고리, 피롤 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 트라이아졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 옥사다이아졸 고리 및 티아다이아졸 고리가 포함된다.
Z1 및 Z2의 바람직한 예에는 치환 또는 비치환된 피리딘 고리, 피라진 고리 및 피리미딘 고리가 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 비치환된 피리딘 및 피라진 고리가 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 비치환된 피리딘 고리가 포함된다.
Q는 1 또는 2 개의 질소 원자를 포함하는 질소 함유 방향족 5 원 고리를 의미한다. 즉, Q는 Z1-N-C-Pt (또는 Z2-N-C-Pt)의 일부분으로 탄소 원자 및 질소 원자를 포함하면서 1 내지 2 개의 질소 원자를 포함하는 질소 함유 방향족 5 원 고리를 의미한다. Q의 예에는 (비)치환된 피롤, 피라졸 및 이미다졸이 포함되고, 바람직한 예에는 (비)치환된 피롤 및 피라졸이 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 (비)치환된 피라졸이 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 3 위치에 치환기를 가지는 피라졸이 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 3 위치에 알킬기 또는 시아노기를 가지는 피라졸이 포함되고, 특히 바람직한 예에는 3 위치에 트라이플루오로메틸기, t-부틸기 또는 시아노기를 가지는 피라졸이 포함된다.
Q는 가능하다면 치환기를 가질 수 있다. 치환기는 치환기군 A로부터 선택된다. Q의 바람직한 예에는 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기 및 시아노기가 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 알킬기 및 시아노기가 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 트라이플루오로메틸기, t-부틸기 및 시아노기가 포함된다.
Q는 가능하다면 다른 고리와 함께 축합 고리를 형성할 수 있다. 축합되는 다른 고리의 예에는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 티오펜 고리, 퓨란 고리, 피롤 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 트라이아졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 옥사다이아졸 고리 및 티아다이아졸 고리가 포함된다.
L1 및 L2는 각각 단일 결합 또는 2 가 연결기를 의미하고, n은 0 또는 1을 의미하며 0이 바람직하다. 즉, n=0 인 경우에는 2 개의 Q가 서로 연결되어 고리를 형성하지 않는다. 2 가 연결기는 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 탄소 원자, 질소 원자, 수소 원자, 황 원자 및/또는 규소 원자를 함유하는 연결기이다. 2 가 연결기의 구체적인 예가 이하에 예시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
R0는 치환기군 A로부터 선택되는 치환기를 의미한다. R0의 바람직한 예에는 알킬기가 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기가 포함된다. m은 1 내지 5의 정수를 의미한다. m은 바람직하게는 2 내지 5, 더욱 바람직하게는 2 내지 3이다.
상기 연결기들은 가능하다면 추가로 치환기를 가질 수 있다. 도입되는 치환기로는, Z1 및 Z2에 있어 치환기로 기재된 것들이 적용될 수 있다.
L1의 바람직한 예에는 다이알킬메틸렌기, 다이아릴메틸렌기 및 다이헤테로아릴메틸렌기가 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 다이메틸메틸렌기 및 다이페닐메틸렌기가 포함되며, 다이메틸메틸렌기가 더더욱 바람직하다.
L2는 바람직하게는 테트라알킬에틸렌기, 테트라아릴에틸렌기 또는 테트라헤테로아릴에틸렌기, 더욱 바람직하게는 테트라알킬에틸렌기, 더더욱 바람직하게는 테트라메틸에틸렌기이다.
화학식 (I)로 표시되는 착물 중에서, 한 가지 바람직한 구현예는 화학식 (II)로 표시되는 착물이다. 화학식 (II)에서, Z1 및 Z2는 각각 질소 원자에서 백금과 배위 결합하는 질소 함유 방향족 6 원 고리를 의미한다. L1은 단일 결합 또는 2 가 연결기를 의미한다. L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미하며, 치환기는 치환기군 A 중 하나와 같다. 동일한 피라졸 고리에 연결되어 있는 R21 및 R22는 서로 연결되어 축합 고리를 형성할 수 있다. R22는 다른 피라졸에 연결되어 있는 R22에 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
R21의 바람직한 예에는 수소 원자, 메틸기, 트라이플루오로메틸기, t-부틸기 및 시아노기가 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 메틸기, 트라이플루오로메틸기, t-부틸기 또는 시아노기가 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 트라이플루오로메틸기, t-부틸기 및 시아노기가 포함된다.
R22는 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 트라이플루오로메틸기, t-부틸기 또는 시아노기이거나, 또는 R22는 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 메틸렌 또는 에틸렌을 형성한다. R22는 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 시아노기이거나, 또는 R22는 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 에틸렌을 형성한다. R22는 더더욱 바람직하게는 수소 원자이거나, 또는 R22는 서로 연결되어 테트라메틸에틸렌을 형성한다. R22는 특히 바람직하게는 수소 원자이다.
화학식 (I)로 표시되는 착물 중에서, 다른 바람직한 구현예는 화학식 (III)으로 표시되는 착물이다. 화학식 (III)에서, Z1 및 Z2는 각각 질소 원자에서 백금과 배위 결합하는 질소 함유 방향족 6 원 고리를 의미한다. L1은 단일 결합 또는 2 가 연결기를 의미한다. L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R31 및 R32는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미하며 치환기는 치환기군 A 중 하나와 같다. R31과 R32, R32와 R33, 및 R33과 또 다른 피롤 고리의 R33은 서로 연결되어 축합 고리를 형성할 수 있다.
서로 연결된 R31과 R32, 또는 R32와 R33에 의해 형성된 축합 고리를 형성하는 고리로는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 피롤 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 아이소티아졸 고리 및 이속사졸 고리가 예시되며, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피리미딘 고리 및 피라진 고리가 바람직하다. 이러한 고리들은 또한 다른 고리와 축합될 수 있다.
R31은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 R32와 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, t-부틸기, 페닐기, 시아노기, 트라이플루오로메틸기 또는 R32와 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더더욱 바람직하게는 메틸기, t-부틸기 또는 R32와 함께 축합 고리를 형성하는 기이다.
R32는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 R31 또는 R33과 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, t-부틸기, 페닐기, 시아노기, 트라이플루오로메틸기 또는 R31 또는 R33과 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더더욱 바람직하게는 t-부틸기, 시아노기, 트라이플루오로메틸기 또는 R31과 함께 축합 고리를 형성하는 기이다.
R33은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 R32와 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 또는 R32와 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 R32와 함께 축합 고리를 형성하는 기이다.
화학식 (I)로 표시되는 착물 중에서, 다른 바람직한 구현예는 화학식 (IV)로 표시되는 착물이다. 화학식 (IV)는 이하에 기재하기로 한다. 화학식 (IV)에서, Z1 및 Z2는 각각 질소 원자에서 백금과 배위 결합하는 질소 함유 방향족 6 원 고리를 의미한다. L1은 단일 결합 또는 2 가 연결기를 의미한다. L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R41 및 R42는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. 치환기로는, 치환기군 A로부터 선택되는 것들이 적용될 수 있다. R41 및 R42는 서로 연결되어 축합 고리를 형성할 수 있다. 서로 연결된 R41 및 R42에 의해 형성되는 축합 고리를 형성하는 고리로는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 피롤 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 아이소티아졸 고리 및 이속사졸 고리가 예시되며, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피리미딘 고리 및 피라진 고리가 바람직하다. 이러한 고리들은 또한 다른 고리와 축합될 수 있다.
R41은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 R42와 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, t-부틸기, 페닐기, 시아노기, 트라이플루오로메틸기 또는 R42와 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더더욱 바람직하게는 메틸기, 시아노기 또는 R42와 함께 축합 고리를 형성하는 기이다.
R42는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 R41과 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, t-부틸기, 페닐기, 시아노기, 트라이플루오로메틸기 또는 R41과 함께 축합 고리를 형성하는 기이고, 더더욱 바람직하게는 메틸기, 시아노기 또는 R41과 함께 축합 고리를 형성하는 기이다.
화학식 (I)로 표시되는 착물 중에서, 다른 바람직한 구현예는 화학식 (V)로 표시되는 착물이다. 화학식 (V)는 이하에 기재하기로 한다. 화학식 (V)에서, Z1 및 Z2는 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, 각각 질소 원자에서 백금과 배위 결합하는 질소 함유 방향족 6 원 고리를 의미하며 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. L1은 단일 결합 또는 2 가 연결기를 의미한다. L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R61 및 R62는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. 치환기로는, 치환기군 A로부터 선택되는 것들이 적용될 수 있다.
R61은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 시아노기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, t-부틸기, 페닐기, 시아노기 또는 트라이플루오로메틸기이고, 더더욱 바람직하게는 시아노기이다.
R62는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 시아노기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, t-부틸기, 페닐기, 시아노기 또는 트라이플루오로메틸기이고, 더더욱 바람직하게는 메틸기 또는 시아노기이다.
화학식 (II)로 표시되는 착물 중에서도 더욱 바람직한 착물은 화학식 (IIA)로 표시되는 착물이다. 화학식 (IIA)는 이하에 기재하기로 한다. 화학식 (IIA)에서, L1은 단일 결합 또는 2 가 연결기를 의미한다. L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. R21 및 R22는 화학식 (II)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R51 내지 R56은 각각 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. R51 내지 R56으로 표시되는 치환기는 치환기군 A의 것들과 같다. R51 내지 R56은 가능하다면 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
R51 및 R54의 바람직한 예에는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카보닐기, 알킬티오기, 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 헤테로고리기가 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 할로겐 원자, 시아노기 및 헤테로고리기가 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 수소 원자, 메틸기, t-부틸기, 트라이플루오로메틸기, 페닐기, 플루오린 원자, 시아노기 및 피리딜기가 포함되고, 그보다 더욱 바람직한 예에는 수소 원자, 메틸기 및 플루오린 원자가 포함되며, 수소 원자가 특히 바람직하다.
R53 및 R56의 바람직한 범위는 R51 및 R54의 바람직한 범위와 같다.
R52 및 R55의 바람직한 예에는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알킬티오기, 아릴티오기, 할로겐 원자, 시아노기 및 헤테로고리기가 포함되고, 더욱 바람직한 예에는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기 및 헤테로고리기가 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 수소 원자, 알킬기, 아미노기, 알콕시기 및 헤테로고리기가 포함되고, 또한 더욱 바람직한 예에는 수소 원자, 메틸기, t-부틸기, 다이메틸아미노기, 다이페닐아미노기, 메톡시기 및 카바졸릴기가 포함되며, 수소 원자가 특히 바람직하다.
화학식 (IIA)로 표시되는 착물 중에서도 더욱 바람직한 착물은 화학식 (IIB)로 표시되는 착물이다. 화학식 (IIB)는 이하에 기재하기로 한다. 화학식 (IIB)에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55, R56, R61 및 R62는 각각 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. R21 및 R22는 화학식 (II)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R51 내지 R56은 화학식 (IIA)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R61 및 R62는 각각 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. R61 및 R62로 표시되는 치환기는 치환기군 A의 것과 같다. R61 및 R62의 바람직한 예에는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 할로겐 원자, 시아노기 및 헤테로고리기가 포함되고, 더더욱 바람직한 예에는 수소 원자, 메틸기, 트라이플루오로메틸기, 페닐기, 플루오린 원자, 시아노기 및 피리딜기가 포함되고, 그보다 더욱 바람직한 예에는 메틸기, 페닐기 및 피리딜기가 포함되며, 메틸기가 특히 바람직하다.
화학식 (IIB)로 표시되는 착물 중에서도 더욱 바람직한 착물은 화학식 (IIC)로 표시되는 착물이다. 화학식 (IIC)는 이하에 기재하기로 한다. 화학식 (IIC)에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. R21 및 R22는 화학식 (II)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R51 내지 R56은 화학식 (IIA)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다.
화학식 (IIC)로 표시되는 착물 중에서도 더욱 바람직한 착물은 화학식 (IID)로 표시되는 착물이다. 화학식 (IID)는 이하에 기재하기로 한다. 화학식 (IID)에서, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. R21은 치환기를 의미한다. R51 내지 R56은 화학식 (IIA)에 관하여 정의된 바와 같고, 이의 바람직한 범위도 또한 그에 기재된 바와 같다. R21은 치환기를 의미한다. R23으로 표시되는 치환기는 치환기군 A의 것과 같다. R21은 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카보닐기, 알킬티오기, 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 또는 헤테로고리기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 설포닐기, 할로겐 원자, 시아노기 또는 헤테로고리기이고, 더더욱 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 퍼플루오로아릴기, 설포닐기, 할로겐 원자, 시안기 또는 헤테로고리기이고, 그보다 더욱 바람직하게는 메틸기, t-부틸기, 트라이플루오로메틸기, 페닐기, 톨릴기, 펜타플루오로페닐기, 메실기, 토실기, 플루오린 원자, 시아노기 또는 피리딜기이고, 또한 그보다 더욱 바람직하게는 메틸기, t-부틸기, 트라이플루오로메틸기 또는 시아노기이고, 특히 바람직하게는 t-부틸기, 트라이플루오로메틸기 또는 시아노기이다.
화학식 (IID)에서, R51, R53, R54 및 R56은 바람직하게는 수소 원자를 의미한다.
화학식 (I)로 표시되는 본 발명의 착물의 구체적인 예는 이하에 예시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 아울러, Ph는 페닐기를, Me는 메틸기를, tBu는 3차 부틸기를 의미한다. 아무것도 붙어 있지 않은 한쪽 말단을 가지는 결합선은 그 말단이 메틸기임을 의미하고, 정점에 아무것도 붙어 있는 않은 지그재그선은 비치환 메틸렌기를 의미한다.
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이하에서는 본 발명의 소자를 구성하는 각 요소에 대해 상세히 설명하기로 한다.
<기판>
본 발명에서 사용되는 기판은 바람직하게는 유기층으로부터 발광된 빛을 확산시키거나 약화시키지 않는 기판이다. 기판용 재료의 구체적인 예에는 이트륨-안정화 지르코니아 (YSZ) 및 유리와 같은 무기 재료, 및 폴리에스터 (예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리에터설폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리사이클로올레핀, 노보넨 수지 및 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌)과 같은 유기 재료가 포함된다.
기판으로 예컨대 유리 플레이트를 사용하는 경우, 유리로부터 녹아 나오는 이온의 양을 감소시키기 위해 바람직하게는 무알칼리 유리가 사용된다. 소다석회유리를 사용하는 경우에는, 그 위에 예컨대 실리카인 배리어 코트를 제공한 후에 사용하는 것이 바람직하다. 유기 재료의 경우, 내열성, 치수 안정성, 내용매성, 전기적 절연성 및 작업성이 우수한 것이 바람직하다.
기판은 그 형태, 구조 및 크기에 있어 특별히 한정되는 것은 아니며, 발광 소자의 용도 및 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 일반적으로, 기판의 형태는 바람직하게는 플레이트이다. 기판의 구조는 단층 구조 또는 적층 구조일 수 있고, 단일 요소 또는 2 이상의 요소에 의해 형성될 수 있다.
기판은 무색이거나 유색이며 투명할 수 있으나, 유기 발광층으로부터 발광된 빛이 확산되거나 약화되는 것을 방지한다는 관점에서, 기판은 바람직하게는 무색 투명하다.
기판의 한쪽 또는 양쪽 표면에는 수분 침투 방지층 (기체 장벽층)이 형성될 수 있다. 수분 침투 방지층 (기체 장벽층)은 바람직하게는 질화규소 또는 산화규소와 같은 무기 물질로 이루어져 있다. 수분 침투 방지층 (기체 장벽층)은 고주파 스퍼터법에 의해 형성될 수 있다. 열가소성 기판을 사용하는 경우, 필요에 따라 하드코트층 또는 언더코트층이 또한 제공될 수 있다.
<애노드>
애노드에 요구되는 것은 통상 전극으로서 유기층에 정공을 공급하는 기능을 가져야 함이 전부이다. 애노드는 그 형태, 구조 및 크기에 있어 특별히 한정되는 것은 아니며, 발광 소자의 용도 및 목적에 따라 공지의 전극 재료 중에서 적절히 선택될 수 있다. 전술한 바와 같이, 애노드는 대개 투명한 애노드로 공급된다.
애노드용 재료의 예에는 금속, 합금, 금속 산화물, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물이 포함된다. 애노드 재료의 구체적인 예에는 안티몬- 또는 플루오린-도핑 주석 산화물 (ATO 또는 FTO), 주석 산화물, 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물 (ITO) 및 인듐 지르코늄 산화물 (IZO)과 같은 전기 전도성 금속 산화물, 금, 은, 크롬 및 니켈과 같은 금속, 상기 금속과 전기 전도성 금속 산화물의 혼합물 또는 적층 생성물, 아이오도화구리 및 황화구리와 같은 무기 전기 전도성 물질, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 폴리피롤과 같은 유기 전기 전도성 물질, 및 이들과 ITO의 적층 생성물이 포함된다. 그 중에서도, 전기 전도성 금속 산화물이 바람직하다. 생산성, 높은 전기 전도도 및 투명도를 고려할 때, ITO가 특히 바람직하다.
애노드는 애노드를 구성하는 재료에 대한 적응성을 고려하여, 예컨대 인쇄법 또는 코팅법과 같은 습식 방법, 진공 침적법, 스퍼터법 또는 이온 플레이트법과 같은 물리적 방법, 및 CVD법 또는 플라즈마 CVD법과 같은 화학적 방법 중에서 적절히 선택된 방법에 따라 전술한 기판 상에 형성될 수 있다. 예컨대, ITO를 선택하는 경우에는 직류 또는 고주파 스퍼터법, 진공 침적법 또는 이온 플레이트법에 따라 애노드 형성이 수행될 수 있다.
본 발명의 유기 전계발광 소자에서, 애노드의 위치는 특별히 한정되는 것은 아니며 발광 소자의 용도 및 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 그러나 애노드는 바람직하게는 기판 상에 형성된다. 이러한 경우, 애노드는 기판의 한쪽 표면 전부에 걸쳐, 또는 그 일부에 제공될 수 있다.
아울러 애노드 형성 시의 패터닝은 사진 석판술에 따른 화학적 에칭에 의해, 레이저를 이용한 물리적 에칭에 의해, 또는 마스크 겹침 시의 진공 침적 또는 스퍼터링에 의해, 또는 리프트오프법 또는 인쇄법에 의해 수행될 수 있다.
애노드의 두께는 애노드를 구성하는 재료에 따라 적절히 선택될 수 있으므로 일반적인 방식으로 기재될 수는 없으나, 통상 약 10 nm 내지 약 50 μm, 바람직하게는 50 nm 내지 20 μm이다.
애노드의 저항값은 바람직하게는 103 Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 102 Ω/□ 이하이다. 애노드가 투명한 경우, 이는 무색 투명하거나, 또는 유색 투명할 수 있다. 투명한 애노드 측으로부터 빛을 발광시키기 위해서는, 투과율은 바람직하게는 60 % 이상, 더욱 바람직하게는 70 % 이상이다.
아울러, 투명한 애노드에 대하여는 [Tomei Denkyokumaku no Shintenkai (Developments of Transparent Electrode Films) supervised by Yutaka Sawada and published by CMC Publishing Co., Ltd., 1999]에 상세히 기재되어 있으며, 이는 본 발명에 적용될 수 있다. 내열성이 낮은 플라스틱 기판을 사용하는 경우, ITO 또는 IZO를 이용하여 150 ℃ 이하의 저온에서 필르밍에 의해 형성되는 투명 애노드가 바람직하다.
<캐소드>
캐소드에 요구되는 것은 통상 전극으로서 유기층에 전자를 주입하는 기능을 가져야 함이 전부이다. 캐소드는 그 형태, 구조 및 크기에 있어 특별히 한정되는 것은 아니며, 발광 소자의 용도 및 목적에 따라 공지의 전극 재료 중에서 적절히 선택될 수 있다.
캐소드의 구성 재료로는, 금속, 합금, 금속 산화물, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물이 예시되어 있다. 이의 구체적인 예에는 알칼리 금속 (예컨대, Li, Na, K 및 Cs), 알칼리 토금속 (예컨대, Mg 및 Ca), 금, 은, 납, 알루미늄, 나트륨-칼륨 합금, 리튬-알루미늄 합금, 마그네슘-은 합금, 및 희토류 금속 (예컨대, 인듐 및 이테르븀)이 포함된다. 이들은 독립적으로 사용될 수도 있으나, 안정성 및 전자 주입성의 수득을 고려할 때, 바람직하게는 둘 이상이 조합 사용될 수 있다.
그 중에서도, 전자 주입성을 고려할 때는 캐소드 구성 재료로서 알칼리 금속 및 알칼리 토금속이 바람직하고, 우수한 보관 안전성의 관점에서는 주성분으로 알루미늄을 함유하는 재료가 바람직하다.
어구 "주성분으로 알루미늄을 함유하는 재료"는 알루미늄 자체, 알루미늄과 0.01 내지 10 중량%의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 합금 또는 혼합물 (예컨대 리튬-알루미늄 합금 또는 마그네슘-알루미늄 합금) 을 의미한다.
아울러, 캐소드용 재료는 JP-A-2-15595 및 JP-A-5-121172에 상세히 기재되어 있으며, 이에 기재된 재료들도 또한 본 발명에 적용될 수 있다.
캐소드 형성 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 캐소드는 공지의 방법에 따라 형성될 수 있다. 예컨대, 캐소드는 캐소드 구성 재료에 대한 적응성을 고려할 때, 예컨대 인쇄법 또는 코팅법과 같은 습식 방법, 진공 침적법, 스퍼터법 또는 이온 플레이트법과 같은 물리적 방법, 및 CVD법 또는 플라즈마 CVD법과 같은 화학적 방법 중에서 적절히 선택된 방법에 따라 형성될 수 있다. 예컨대, 캐소드용 재료로서 금속을 선택하는 경우, 하나를 또는 둘 이상을 동시에 또는 연이어 스퍼터법 등에 따라 적용함으로써 캐소드 형성이 수행될 수 있다.
캐소드 형성 시의 패터닝은 사진 석판술에 따른 화학적 에칭에 의해, 레이저를 이용한 물리적 에칭에 의해, 또는 마스크 겹침 시의 진공 침적 또는 스퍼터링에 의해, 또는 리프트오프법 또는 인쇄법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에서, 캐소드의 위치는 특별히 한정되는 것은 아니며 유기층 전체에 걸쳐 또는 그 일부에 제공될 수 있다.
또한, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 플루오로화물 또는 산화물을 포함하는 두께 0.1 내지 5 nm의 유전체층이 캐소드와 유기층 사이에 삽입될 수 있다. 상기 유전체층은 일종의 전자 주입층으로 간주될 수 있다. 유전체층은 예컨대 진공 침적법, 스퍼터법 또는 이온 플레이트법에 의해 형성될 수 있다.
캐소드의 두께는 캐소드 구성 재료에 따라 적절히 결정될 수 있으므로 일반적인 방식으로 기재될 수는 없으나, 통상 약 10 nm 내지 약 5 μm, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 1 μm이다.
또한, 캐소드는 투명하거나 불투명할 수 있다. 아울러 투명 캐소드는 캐소드용 재료인 박막을 형성한 후 그 위에 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 전도성 재료의 층을 형성함으로써 형성될 수 있다.
<유기층>
이하에서는 본 발명의 유기층에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 소자는 발광층을 포함하는 하나 이상의 유기층을 가진다. 유기 발광층 외의 유기층으로는, 전술한 바와 같이 정공 수송층, 전자 수송층, 정공 저지층, 전자 저지층, 정공 주입층 및 전자 주입층이 예시되어 있다.
- 유기층 형성 -
본 발명의 유기 전계발광 소자에서, 유기층을 구성하는 각 층은 바람직하게는 진공 침적법 또는 스퍼터법과 같은 건막 형성법, 전이법 및 인쇄법 중 임의의 것에 의해 형성될 수 있다.
- 발광층 -
발광층은 그것에 전기장을 적용할 시에 애노드, 정공 주입층 또는 정공 수송층으로부터 정공을 제공받고 캐소드, 전자 주입층 또는 전자 수송층으로부터 전자를 제공받아 정공과 전자가 서로 재결합하여 발광하는 장소를 제공하는 기능을 하는 층이다.
본 발명의 발광층은 발광 물질만으로 구성될 수 있거나, 또는 주 재료 및 발광 물질의 혼합층으로 구성될 수 있다. 발광 물질은 형광성 발광 물질 또는 인광성 발광 물질일 수 있다. 도펀트로는, 하나 이상의 도펀트가 사용될 수 있다. 주 재료는 바람직하게는 전하 수송 재료이다. 주 재료로는, 하나 이상의 주 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 전자 수송 주 재료 및 정공 수송 주 재료가 서로 혼합되어 있는 구조가 예시될 수 있다. 또한 발광층은 전하 수송성을 가지지 않아 발광하지 않는 재료를 함유할 수도 있다. 발광층으로는, 발광 물질로서 본 발명의 착물을 함유하는 발광층이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 발광층은 하나 이상의 주 재료 및 본 발명의 착물로 구성된다.
또한 발광층은 단일층일 수 있거나, 또는 둘 이상의 층으로 이루어질 수 있다. 각 층들은 서로 다른 색상으로 발광할 수 있다.
본 발명에 사용된 형광성 발광 물질의 예에는 벤족사졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 스티릴벤젠 유도체, 폴리페닐 유도체, 다이페닐부타다이엔 유도체, 테트라페닐부타다이엔 유도체, 나프탈이미드 유도체, 쿠마린 유도체, 축합 방향족 화합물, 페리논 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 옥사진 유도체, 아다진 유도체, 피랄리진 유도체, 사이클로펜타다이엔 유도체, 비스스티릴안트라센 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 피롤로피리딘 유도체, 티아다이아졸로피리딘 유도체, 사이클로펜타다이엔 유도체, 스티릴아민 유도체, 다이케토피롤로피롤 유도체, 방향족 다이메틸리딘 화합물, 8-퀴놀리놀 유도체 및 피로메텐 유도체의 착물로 대표되는 여러 착물들, 폴리티오펜, 폴리페닐렌 및 폴리페닐렌비닐렌과 같은 중합체 화합물, 및 유기 실레인 유도체가 포함된다.
또한 본 발명에 사용된 인광성 발광 물질로는, 본 발명의 착물 이외에도 예컨대 전이 금속 원자 또는 란탄족 원자 함유 착물이 예시되어 있다.
전이 금속 원자는 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 이리듐 및 백금이며 레늄, 이리듐 및 백금이 더욱 바람직하다.
란탄족 원자의 예에는 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀 및 류테튬이 포함된다. 상기 란탄족 원자들 중에서도, 네오디뮴, 유로퓸 및 가돌리늄이 바람직하다.
착물의 리간드의 예에는 [Comprehensive Coordination Chemistry written by G. Wilkinson et al. and published by Pergamon Press in 1987]; [Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds written by H. Yersin and published by Springer-Verlag in 1987]; 및 [Yuki Kinzoku Kagaku - Kiso to Oyo - written by Akio Yamamoto and published by Shokabo in 1982]에 기재되어 있는 리간드들이 포함된다.
구체적인 리간드는 바람직하게는 할로겐 원자 (바람직하게는, 염소 리간드), 질소 함유 헤테로고리 리간드 (예컨대, 페닐피리딘, 벤조퀴놀린, 퀴놀리놀, 바이피리딜 또는 페난트롤린), 다이케톤 리간드 (예컨대, 아세틸아세톤), 카복실산 리간드 (예컨대, 아세트산 리간드), 일산화탄소 리간드, 아이소니트릴 리간드 및 시아노 리간드이며, 질소 함유 헤테로고리 리간드가 더욱 바람직하다. 상기의 착물들은 내부에 하나의 전이 금속 원자를 가질 수 있거나 또는 동시에 둘 이상의 전이 금속 원자를 가지는 소위 복수 금속 착물일 수 있다. 동시에 서로 다른 금속 원자들이 포함될 수도 있다.
인광성 발광 물질은 바람직하게는 0.1 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%의 함량으로 발광층 내에 함유된다.
본 발명의 발광층에 함유되는 주 재료로는, 예컨대 상기한 바와 같이 카바졸 골격을 가지는 것, 다이아릴아민 골격을 가지는 것, 피리딘 골격을 가지는 것, 피라진 골격을 가지는 것, 트라이아진 골격을 가지는 것 및 아릴실레인 골격을 가지는 것, 및 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층에 있어 이하의 항목들에 예시되어 있는 재료들이 예시된다.
발광층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 1 nm 내지 500 nm, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm, 더더욱 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm이다.
- 정공 주입층 및 정공 수송층 -
정공 주입층 및 정공 수송층은 애노드 또는 애노드 측으로부터 정공을 제공받아 이를 캐소드 측으로 수송하는 기능을 가지는 층이다. 정공 주입층 및 정공 수송층은 구체적으로 카바졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌다이아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 하이드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라제인 유도체, 방향족 3 차 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 방향족 다이메틸리딘 화합물, 포르피린 화합물, 유기 실레인 유도체 또는 탄소를 함유하는 층이다.
정공 주입층 또는 정공 수송층의 두께는 구동 전압을 감소시키는 관점에서, 바람직하게는 500 nm 이하이다.
정공 수송층의 두께는 바람직하게는 1 nm 내지 500 nm, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm, 더더욱 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm이다. 또한 정공 주입층의 두께는 바람직하게는 0.1 nm 내지 200 nm, 더욱 바람직하게는 0.5 nm 내지 100 nm, 더더욱 바람직하게는 1 nm 내지 100 nm이다.
정공 주입층 및 정공 수송층은 상기 재료들 중 하나 이상을 포함하는 단층 구조를 가질 수 있거나, 또는 동일하거나 상이한 조성을 포함하는 복수의 층으로 이루어진 다층 구조를 가질 수 있다.
- 전자 주입층 및 전자 수송층 -
전자 주입층 및 전자 수송층은 캐소드 또는 캐소드 측으로부터 전자를 제공받아 이를 애노드 측으로 수송하는 기능을 가지는 층이다. 구체적으로, 전자 주입층 및 전자 수송층은 바람직하게는 트라이아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 플루오레논 유도체, 안트라퀴노다이메탄 유도체, 안트론 유도체, 다이페닐퀴논 유도체, 티오피란 다이옥사이드 유도체, 카보다이이미드 유도체, 플루오레닐리덴메탄 유도체, 다이스티릴피라진 유도체, 방향족 고리 (예컨대, 나프탈렌 또는 페릴렌) 테트라카복실산 무수물, 프탈로시아닌 유도체, 8-퀴놀리놀 유도체의 착물, 금속 프탈로시아닌, 리간드로 벤족사졸 또는 벤조티아졸을 함유하는 착물로 대표되는 여러 착물들, 또는 유기 실레인 유도체를 함유하는 층이다.
전자 주입층 또는 전자 수송층의 두께는 구동 전압을 감소시키는 관점에서, 바람직하게는 50 nm 이하이다.
전자 수송층의 두께는 바람직하게는 1 nm 내지 500 nm, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm, 더더욱 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm이다. 또한 전자 주입층의 두께는 바람직하게는 0.1 nm 내지 200 nm, 더욱 바람직하게는 0.2 nm 내지 100 nm, 더더욱 바람직하게는 0.5 nm 내지 50 nm이다.
전자 주입층 및 전자 수송층은 상기 재료들 중 하나 이상을 포함하는 단일층 구조를 가질 수 있거나, 또는 동일하거나 상이한 조성을 포함하는 복수의 층으로 이루어진 다층 구조를 가질 수 있다.
- 정공 저지층 -
정공 저지층은 애노드 측으로부터 수송된 정공이 캐소드 측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 가지는 층이다. 본 발명에서, 정공 저지층은 캐소드 측에서 발광층에 인접한 유기층으로서 제공될 수도 있다.
정공 저지층을 구성하는 유기 화합물의 예에는 BAlq와 같은 알루미늄 착물, 트라이아졸 유도체 및 BCP와 같은 페난트롤린 유도체가 포함된다.
정공 저지층의 두께는 바람직하게는 1 nm 내지 500 nm, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm, 더더욱 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm이다.
정공 저지층은 상기 재료들 중 하나 이상을 포함하는 단층 구조를 가질 수 있거나, 또는 동일하거나 상이한 조성을 포함하는 복수의 층으로 이루어진 다층 구조를 가질 수 있다.
<보호층>
본 발명에서는, 유기 EL 소자 전체가 보호층에 의해 보호될 수 있다.
보호층에 도입되는 재료로는, 소자의 불량을 촉진하는 물질, 예컨대 수분 및 산소가 소자 내에 포함되는 것을 방지하는 임의의 재료가 사용될 수 있다.
그 구체적인 예에는 In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti 및 Ni과 같은 금속, MgO, SiO, SiO2, Al2O3, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe2O3, Y2O3 및 TiO2와 같은 금속 산화물, SiNx 및 SiNxOy과 같은 금속 질화물; MgF2, LiF, AlF3 및 CaF2와 같은 금속 플루오로화물, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리이미드, 폴리유레아, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트라이플루오로에틸렌, 폴리다이클로로다이플루오로에틸렌, 클로로트라이플루오로에틸렌과 다이클로로다이플루오로에틸렌 간의 공중합체, 테트라플루오로에틸렌을 함유하는 단량체 혼합물과 하나 이상의 공단량체를 공중합시켜 수득되는 공중합체, 공중합체 주쇄에 사이클릭 구조를 가지는 플루오린 함유 공중합체, 1 % 이상의 물 흡수율을 가지는 물 흡수 물질 및 0.1 % 이하의 물 흡수율을 가지는 방수 물질이 포함된다.
보호층 형성 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 진공 침적법, 스퍼터법, 반응성 스퍼터법, MBE (분자 빔 에피택시)법, 클러스터 이온 빔법, 이온 플레이트법, 플라즈마 중합법 (고주파 여기 이온 플레이트법), 플라즈마 CVD법, 레이저 CVD법, 열 CVD법, 기체원 CVD법, 코팅법, 인쇄법 및 전이법이 적용될 수 있다.
<실링>
본 발명의 소자 전체는 밀폐 용기를 사용하여 실링될 수 있다. 밀폐 용기와 소자 사이의 공간에 수분 흡수제 또는 비활성 액체가 캡슐화될 수 있다. 수분 흡수제는 특별히 한정되는 것은 아니나, 산화바륨, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 오산화인, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화구리, 플루오로화세슘, 브롬화칼슘, 브롬화바나듐, 분자체, 제올라이트 및 산화마그네슘으로 예시된다. 비활성 액체는 특별히 한정되는 것은 아니며, 파라핀, 액체 파라핀, 플루오린 함유 용매, 예컨대 퍼플루오로알칸, 퍼플루오로아민 및 퍼플루오로에터, 염소 함유 용매 및 실리콘 오일로 예시된다.
본 발명의 소자는 (임의로는 교류 성분을 포함하는) 직류 전압 (통상 2 V 내지 15 V) 또는 직류가 애노드 및 캐소드를 따라 적용되는 경우에 발광할 수 있다.
본 발명의 소자를 구동시키는 방법으로는, 예컨대 JP-A-2-148687, JP-A-6-301355, JP-A-5-29080, JP-A-7-134558, JP-A-8- 234685, JP-A-8-241047, 일본 특허 제2784615호, 및 미국 특허 제5828429호 및 제6023308호에 기재된 구동 방법들이 사용될 수 있다.
본 발명의 소자는 화면 표시 소자, 화면 표시 장치, 배경 조명, 전기 진단 사진 시스템, 조명용 광원, 녹화용 광원, 노출용 광원, 리드아웃 (readout)용 광원, 간판, 광고판, 인테리어 및 광통신에 적절히 활용될 수 있다.
본 발명의 착물은, 예컨대 이하의 반응식에 의해 제조될 수 있다. 화학식 (IIC)로 표시되는 화합물의 제조 방법은 이하에 구체적으로 설명되어 있다.
Figure 112007068290174-pct00040
상기 화학식에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54 및 R55는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. 본 발명의 착물은 [G. R. Newkome 등, Journal of Organic Chemistry. 53, 786 (1988), p.789, 좌측란, 53 째줄 내지 우측란 7 째줄, p.790, 좌측란 18 째줄 내지 38 째줄, p.790, 우측란 19 째줄 내지 30 째줄]에 기재되어 있는 방법들 및 이들의 조합에 따라 수득될 수 있다. 다이메틸 치환 유도체 (B)는 개시 물질로 화합물 (A)를 사용하고, 화합물 (A)의 N,N-다이메틸포름아마이드 중의 용액에 리튬 다이아이소프로필아마이드, 칼륨 t-부톡사이드 또는 수소화나트륨과 같은 염기를 1 내지 1.2 당량의 양으로 첨가한 후, 0 ℃ 내지 실온에서 30 분 동안 반응을 수행하고, 이에 1.5 내지 4 당량의 메틸 아이오다이드를 첨가한 후, 실온에서 약 30 분 동안 모노메틸레이트와 반응을 수행한 다음, 동일한 조건 하에 1 내지 1.2 당량의 염기 및 과량의 메틸 아이오다이드와 다시 반응시킴으로써 수율 70 % 내지 99 %로 수득될 수 있다.
[H. Lexy 등, Chemische Berichte. 113, 2749 (1980), p.2752, 26 내지 35 째줄]에 기재되어 있는 방법에 따라 화합물 (B)로부터 화합물 (C)를 수득하는 단계를 수행함으로써 화합물 (C)를 합성할 수 있다.
상기 화합물 (C)로부터 본 발명의 화합물 (D)를 수득하는 단계는 화합물 (C) 및 1 내지 1.5 당량의 염화제1백금을 벤조나이트릴에 용해시키고, 30 분 내지 4 시간 동안 130 ℃ 내지 환류 온도 (벤조나이트릴의 비등점: 191 ℃)까지 가열 교반함으로써 수행될 수 있다. 화합물 (D)는 클로로포름 또는 에틸 아세테이트를 이용한 재결정, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 또는 승화 정제에 의해 정제될 수 있다.
본 발명의 화합물 (H)는, 예컨대 이하의 반응식에 의해 제조될 수 있다.
Figure 112007068290174-pct00041
상기 화학식에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54 및 R55는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 의미한다. R0는 치환기를 의미하고, j는 0 내지 5의 정수를 의미한다.
[Journal of Organic Chemistry. 56, 12, 4072-4074 (1980)]에 기재되어 있는 방법에 따라 화합물 (E)로부터 화합물 (F)를 수득하는 단계를 수행함으로써 화합물 (F)를 합성할 수 있다.
[Angew. Chem. Int. Ed. 42, 2051-2053 (2003)]에 기재되어 있는 방법에 따라 상기 화합물 (F)로부터 화합물 (G)를 수득하는 단계를 수행함으로써 화합물 (G)를 합성할 수 있다.
화합물 (G)로부터 본 발명의 화합물 (H)를 수득하는 단계는 화합물 (G) 및 1 내지 1.5 당량의 염화제1백금을 벤조나이트릴에 용해하고, 30 분 내지 24 시간 동안 130 ℃ 내지 환류 온도 (벤조나이트릴의 비등점: 191 ℃)까지 가열 환류함으로써 수행될 수 있다. 화합물 (H)는 클로로포름 또는 에틸 아세테이트를 이용한 재결정, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 또는 승화 정제에 의해 정제될 수 있다.
아울러 상기 제조 공정에서, 정의된 치환기가 일정한 합성 조건 하에 변화를 겪거나 상기 공정의 수행에 적합하지 않은 경우에는, 그러한 치환기를 포함하는 화합물은 예컨대 [Protective Groups in Organic Synthesis, written by T. W. Green and published by John Wiley & Sons Inc. in 1981]에 따라 작용기를 보호하고 보호기를 제거하는 기술을 적용함으로써 용이하게 제조될 수 있다. 또한 치환기를 도입하는 반응 단계의 순서는 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다.
<합성예>
(1) 예증 화합물 2의 합성
Figure 112007068290174-pct00042
(화합물 B1의 합성)
질소 기류 중에 화합물 A1 (18.6 g)을 N,N-다이메틸포름아마이드 90 mL에 용해하고, 수득된 용액을 0 ℃로 냉각시킨 후, 이에 칼륨 t-부톡사이드 (6.8 g; 1.05 당량)를 첨가하고, 그 혼합물의 온도를 실온으로 승온시킨 다음, 30 분 동안 교반하였다. 혼합물을 다시 0 ℃로 냉각시키고, 이에 메틸 아이오다이드 (7.2 mL; 1.82 당량)를 첨가시킨 후, 온도를 실온으로 승온시킨 다음, 30 분 동안 교반하여 모노메틸화를 수행하였다. 이러한 절차를 반복하여 다이메틸화를 수행하였다. 반응 생성물을 에틸 아세테이트로 추출하고, 물 및 포화 염화나트륨 수용액으로 연이어 세정하였다. 이어서 유기층을 황산마그네슘으로 건조시키고 에틸 아세테이트를 증류 제거하였다. 이와 같이 수득된 미정제 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (헥산:에틸 아세테이트 = 20:1)로 정제하여 18.6 g (수율: 92.1 %)의 화합물 B1을 무색 결정으로 수득하였다.
(화합물 C1의 합성)
질소 기류 중에 화합물 B1 (3 g; 8.43 mmol), 3-트라이플루오로메틸피라졸 (3.44 g; 25.28 mmol), 탄산칼륨 (7 g; 50.58 mmol) 및 구리 아이오다이드 (322 mg; 1.69 mmol)를 나이트로벤젠 50 mL에 현탁시킨 후, 교반 하에 수욕 온도를 200 ℃로 승온시켰다. 혼합물을 2 시간 동안 가열 교반한 다음, 실온으로 냉각시켰다. 불용해물을 셀라이트 여과에 의해 제거한 후, 여과물의 용매를 감압 하에 증류 제거하였다. 실리카겔 컬럼 (헥산:에틸 아세테이트 = 9:1)을 통해 잔류물을 정제하여 2.57 g (수율: 65.4 %)의 화합물 C1을 무색 액체로 수득하였다. 인광 λmax = 452 nm (다이클로로메탄 용액).
(예증 화합물 2의 합성)
질소 기류 중에 화합물 C1 (2.57 g; 5.51 mmol) 및 염화제1백금 (1.46 g; 5.51 mmol)을 벤조나이트릴 20 mL에 현탁시켰다. 교반 하에 수욕의 온도를 200 ℃로 승온시켜 오렌지색 용액을 수득하였다. 그 용액을 3 시간 동안 가열 교반한 후, 실온으로 냉각시켜 황색 침전물을 수득하였다. 이와 같이 형성된 침전물을 여과에 의해 수합하고 소량의 에탄올로 세정함으로써 미정제 생성물을 수득하였다. 상기 미정제 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (클로로포름)로 정제하여 1.5 g (수율: 41.3 %)의 예증 화합물 2를 옅은 황색 결정으로 수득하였다. 인광 λmax = 452 nm (다이클로로메탄 용액).
Figure 112007068290174-pct00043
(2) 예증 화합물 252의 합성
Figure 112007068290174-pct00044
(화합물 F1의 합성)
질소 기류 중에 2,6-다이브로모피리딘 (화합물 E1 ; 28.42 g, 120 mmol), 3-트라이플루오로메틸피라졸 (4.08 g, 30 mmol), 산화제1구리 (0.21 g, 1.5 mmol), 살리실 알독심 (0.82 g, 6 mmol) 및 탄산세슘 (19.55 g, 60 mmol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 90 mL에 현탁시킨 후, 수득된 용액을 5.5 시간 동안 환류 교반하여 반응 생성물을 제공하였다. 정치 냉각시킨 후, 반응 생성물에 물을 첨가하고 수득된 용액을 에틸 아세테이트로 추출하여 유기층을 농축하였다. 이와 같이 수득된 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (헥산:에틸 아세테이트 = 95:5)로 정제하여 5.2 g (수율: 59 %)의 화합물 F1을 결정으로 수득하였다.
Figure 112007068290174-pct00045
(화합물 G1의 합성)
π-알릴팔라듐 클로라이드 이량체 (다이-μ-클로로비스(η-알릴)팔라듐(II)) (2.78 mg, 7.6 x 10-3 mmol), 10 중량% 트라이-t-부틸포스핀 (3.0 g, 트라이-t-부틸포스핀 0.15 x 10-3 mmol의 양에 상응함)의 헥산 용액 및 6 ml의 자일렌을 실온에서 교반하였다. 수득된 용액에 나트륨 t-부톡사이드 (0.19 g, 2.0 mmol), 2,5-다이아이소프로필아닐린 (0.17 g, 1.0 mmol) 및 화합물 F1 (0.6 g, 2.0 mmol)을 첨가한 후, 수득된 용액을 16.5 시간 동안 환류하여 반응 생성물을 제공하였다. 정치 냉각시킨 후, 반응 생성물에 물을 첨가하여 수득된 용액을 에틸 아세테이트로 추출하여 유기층을 농축함으로써 0.43 g의 미정제 화합물 G1을 수득하였다.
(예증 화합물 252의 합성)
온도를 120 ℃부터 180 ℃까지 점차적으로 승온시키면서 질소 기류 중에 미정제 화합물 G1 (0.43g), 염화백금 (0.25 g, 0.93 mmol) 및 5 ml의 벤조나이트릴을 17 시간 동안 교반하였다. 정치 냉각시킨 후, 벤조나이트릴을 증류 제거하여 수득된 용액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (클로로포름 :헥산 = 1:1)로 정제함으로써 10 mg (수율: 5 %)의 예증 화합물 252를 수득하였다. 인광 λmax = 444 nm (다이클로로메탄 용액).
Figure 112007068290174-pct00046
(3) 예증 화합물 251의 합성
Figure 112007068290174-pct00047
(화합물 G2의 합성)
비스(벤질리덴 아세톤)팔라듐 (0.16 g, 0.28 mmol), 2.2'-비스(다이페닐포스피노)-1,1'-바이나프틸 (0.17 g, 21 mmol) 및 30 ml의 톨루엔을 실온에서 교반하였다. 수득된 용액에 나트륨 t-부톡사이드 (2.01 g, 21 mmol), 2,5-다이에틸아닐린 (1.05 g, 7 mmol) 및 화합물 F1 (4.2 g, 14.5 mmol)을 첨가한 후, 수득된 용액을 8 시간 동안 환류하여 반응 생성물을 제공하였다. 정치 냉각시킨 후, 반응 생성물에 물을 첨가하여 수득된 용액을 에틸 아세테이트로 추출하여 유기층을 농축시킴으로써 1.01 g의 미정제 화합물 G2를 수득하였다.
(예증 화합물 251의 합성)
온도를 120 ℃부터 180 ℃까지 점차적으로 승온시키면서 질소 기류 중에 미정제 화합물 G1 (1.01 g), 염화백금 (0.64 g, 2.4 mmol) 및 25 ml의 벤조나이트릴을 8 시간 동안 교반하였다. 정치 냉각시킨 후, 벤조나이트릴을 증류 제거하여 수득된 용액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (클로로포름:헥산 = 1:1)로 정제함으로써 0.21 g (수율: 28 %)의 예증 화합물 251을 수득하였다. 인광 λmax = 444 nm (다이클로로메탄 용액).
Figure 112007068290174-pct00048
(4) 예증 화합물 254의 합성
Figure 112007068290174-pct00049
(화합물 G3의 합성)
비스(벤질리덴 아세톤)팔라듐 (85 mg, 0.15 mmol), 2.2'-비스(다이페닐포스피노)-1,1'-바이나프틸 (92 mg, 0.15 mmol) 및 15 ml의 톨루엔을 실온에서 교반하였다. 수득된 용액에 나트륨 t-부톡사이드 (1.42 g, 15 mmol), 2,5-다이클로로아닐린 (0.6 g, 3.7 mmol) 및 화합물 F1 (3.2 g, 11.1 mmol)을 첨가하고 수득된 용액을 24 시간 동안 환류하여 반응 생성물을 제공하였다. 정치 냉각시킨 후, 반응 생성물에 물을 첨가하여 수득된 용액을 에틸 아세테이트로 추출하여 유기층을 농축시켰다. 이와 같이 수득된 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (헥산:에틸 아세테이트 = 95:5)로 정제함으로써 1.13 g (수율: 52 %)의 화합물 G3을 결정으로 수득하였다.
Figure 112007068290174-pct00050
(예증 화합물 254의 합성)
온도를 120 ℃부터 180 ℃까지 점차적으로 승온시키면서 질소 기류 중에 미정제 화합물 G3 (0.68 g, 1.1 mmol), 염화백금 (0.29 g, 1.1 mmol) 및 30 ml의 벤조나이트릴을 8 시간 동안 교반하였다. 정치 냉각시킨 후, 벤조나이트릴을 증류 제거하여 수득된 용액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (클로로포름)로 정제함으로써 0.15 g (수율: 16 %)의 예증 화합물 254를 수득하였다.
Figure 112007068290174-pct00051
실시예를 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명할 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
<유기 전계발광 소자>
1. 유기 전계발광 소자의 제조
(1) 본 발명의 유기 전계발광 소자 (TC-21)의 제조
ITO 필름을 가지는 두께 0.5 mm, 한 변 2.5 cm의 정사각형 유리 기판 (GEOMATEC Company Limited 제조; 표면 저항: 10 □/Ω)을 세정 용기에 넣고, 초음파를 적용하여 2-프로판올 중에 세정한 다음, 30 분 동안 UV-오존 처리하였다. 진공 침적법에 의해 상기 투명 애노드 (ITO 필름) 상에 이하의 유기 화합물 층들을 연속하여 진공 침적시켰다.
본 발명의 실시예에서의 진공 침적 속도는 달리 기술하지 않는 한 0.2 nm/초이다. 진공 침적 속도는 석영 발진기를 사용하여 측정되었다. 하기된 필름 두께도 또한 석영 발진기를 사용하여 측정되었다.
(제1 정공 수송층)
구리 프탈로시아닌 (CuPc): 필름 두께: 10 nm
(제2 정공 수송층)
NPD: 필름 두께: 40 nm
(발광층)
92 중량%의 MCP 및 8 중량%의 예증 화합물 2의 혼합층: 필름 두께: 30 nm (제1 전자 수송층)
1,3,5-TTB: 필름 두께: 10 nm
(제2 전자 수송층)
1,3,5-TPB: 필름 두께: 10 nm
(제3 전자 수송층)
Alq: 필름 두께: 10 nm
Figure 112007068290174-pct00052
마지막으로, 그 위에 0.1 nm의 리튬 플루오라이드 및 100 nm의 금속 알루미늄을 순서대로 진공 침적시켜 캐소드를 형성하였다. 대기에 노출되지 않도록 생성물을 아르곤 기체 치환된 글로브 박스에 넣은 다음, 스테인리스 스틸제 밀폐캔 및 자외선 처리 접착제 (XNR5516HV; Nagase Ciba K.K. 제조)를 이용해 실링하여 본 발명의 실시예로서 유기 전계발광 소자 (TC-21)를 수득하였다.
(2) 대조용 유기 전계발광 소자 (TC-22)의 제조
발광 물질을 본 발명의 피라졸 함유 화합물로부터 Firpic으로 바꾼 것을 제외하고는 TC-21과 동일한 방식으로 대조용 유기 전계발광 소자 (TC-22)를 제조하였다.
2. 유기 전계발광 소자에 대한 평가
상기와 같이 수득된 유기 전계발광 소자 (TC-21 내지 22)를 이하의 방식으로 평가하였다.
(1) 발광 스펙트럼 및 외부 양자 효과의 측정
유기 전계발광 소자 (TC-21 내지 22)에 11V의 전압을 적용한 경우, 두 소자는 모두 인광성 발광 물질에서 기인하는 청색광을 발하였다. 이들 소자를 각각 Shimadzu Corporation에서 제조한 발광 스펙트럼 측정 시스템 (ELS1500) 상에 설치하고, 휘도 (輝度) 100 Cd/m2에서의 발광 스펙트럼을 측정하여 발광된 빛의 피크 파장을 측정하였다. 외부 양자 효과는 200 Cd/m2에서의 발광 스펙트럼 및 전류값으로부터 수득하였다.
(2) 구동 내구성에 대한 평가
수득된 유기 전계발광 소자 (TC-21 내지 22) 각각을 Tokyo System Development Co., Ltd.에서 제조한 OLED 시험 시스템 모델 ST-D 상에 설치하고, 정전류 모드 및 정방향 정전류 0.4 mA의 조건 하에 구동시켜 휘도의 반감기 (휘도가 초기 휘도의 50 %로 감소하는 데 필요한 기간), t0 .5를 측정하였다. 이와 같이 수득된 결과는 표 1에 제시되어 있다.
Figure 112007068290174-pct00053
위의 결과에 따르면, 본 발명의 상기 화합물은 높은 발광 효율과 높은 내구성을 나타내는 유기 전계발광 소자를 제공할 수 있는 것으로 보인다.
본 발명의 나머지 화합물들은 상기 결과와 같이 높은 발광 효율 및 높은 내구성을 나타내는 유기 전계발광 소자를 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 취지 또는 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 상기 구현예들에 대해 여러 개질화 및 변화를 일으킬 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서 본 발명은 이하 첨부된 청구항 및 그 당량의 범위에 속하는 모든 본 발명의 개질화 및 변화를 포함하는 것으로 예정된다.
본원은 각각 2005 년 3 월 16 일, 3 월 16 일 및 6 월 10 일에 출원된 일본 특허 출원 제JP2005-75340호, 제JP2005-75341호 및 제JP2005-171031호에 기초하여 외국 우선권을 주장한다.

Claims (17)

  1. 하기 화학식 (IIA)로 표시되는 화합물:
    Figure 112012102003823-pct00054
    [식에서, L1은 하기의 군으로부터 선택되는 2 가 연결기를 의미하고,
    Figure 112012102003823-pct00068
    {식 중, Ro 는 탄소 원자 1 내지 6 개를 포함하는 알킬기이고, m은 1 내지 5의 정수를 의미함.}
    R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  2. 제 1 항에 있어서, L1은 하기의 군으로부터 선택되는 화합물:
    Figure 112012102003823-pct00069
  3. 제 2 항에 있어서, 화학식 (IIA)가 하기 화학식 (IIC)로 표시되는 화합물:
    Figure 112012102003823-pct00056
    [식에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  4. 제 3 항에 있어서, 화학식 (IIC)가 하기 화학식 (IID)로 표시되는 화합물:
    Figure 112012102003823-pct00057
    [식에서, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미하고, R21은 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  5. 제 4 항에 있어서, R51, R53, R54 및 R56이 각각 수소 원자를 의미하는 화합물.
  6. 삭제
  7. 하기로 이루어진 유기 전계발광 소자:
    전극 한 쌍; 및
    상기 전극쌍 사이의 하나 이상의 유기층으로서, 상기 하나 이상의 유기층은 하기 화학식 (I)로 표시되는 화합물을 함유함:
    Figure 112012102003823-pct00058
    [식에서, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 질소 원자에서 백금 원자와 배위 결합하는 질소 함유 방향족 6 원 고리를 의미하고, Q는 1 또는 2 개의 질소 원자를 가지는 질소 함유 방향족 5 원 고리를 의미하고, L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 2 가기를 의미하고, n은 0을 의미함].
  8. 제 7 항에 있어서, 화학식 (I)이 하기 화학식 (II)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
    Figure 112012102003823-pct00059
    [식에서, Z1, Z2 및 L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  9. 제 7 항에 있어서, 화학식 (I)이 하기 화학식 (III)으로 표시되는 유기 전계발광 소자:
    Figure 112012102003823-pct00060
    [식에서, Z1, Z2 및 L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R31, R32 및 R33은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  10. 제 7 항에 있어서, 화학식 (I)이 하기 화학식 (IV)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
    Figure 112012102003823-pct00061
    [식에서, Z1, Z2 및 L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R41 및 R42는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  11. 제 8 항에 있어서, 화학식 (II)가 하기 화학식 (IIA)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
    Figure 112012102003823-pct00062
    [식에서, L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  12. 제 11 항에 있어서, L1은 하기의 군으로부터 선택되는 유기 전계발광 소자:
    Figure 112012102003823-pct00070
  13. 제 12 항에 있어서, 화학식 (IIA)가 하기 화학식 (IIC)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
    Figure 112012102003823-pct00064
    [식에서, R21, R22, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  14. 제 13 항에 있어서, 화학식 (IIC)가 하기 화학식 (IID)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
    Figure 112012102003823-pct00065
    [식에서, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미하고, R21은 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  15. 제 7 항에 있어서, 화학식 (I)이 하기 화학식 (V)로 표시되는 유기 전계발광 소자:
    Figure 112012102003823-pct00066
    [식에서, Z1, Z2 및 L1은 화학식 (I)에 관하여 정의된 바와 같고, R61 및 R62는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬기, 탄소 원자 2 내지 10 개를 포함하는 알케닐기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴기, 탄소 원자 0 내지 20 개를 포함하는 아미노기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알콕시기, 탄소 원자 6 내지 20 개를 포함하는 아릴옥시기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 아실기, 탄소 원자 2 내지 20 개를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 알킬티오기, 탄소 원자 1 내지 20 개를 포함하는 설포닐기, 하이드록실기, 할로겐 원자, 시아노기, 나이트로기 및 5 내지 7 원 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 의미함].
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서, L1은 하기의 군으로부터 선택되는 화합물:
    Figure 112012102003823-pct00071
    및
    Figure 112012102003823-pct00072
    {식 중, Ro 는 탄소 원자 1 내지 6 개를 포함하는 알킬기이고, m은 1 내지 5의 정수를 의미함.}
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