KR101419101B1 - 벤조크리센 유도체 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

벤조크리센 유도체 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 축합 방향환 유도체를 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112010031060588-pct00075

(식 중, Ra, Rb는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, p는 1 내지 13의 정수를 나타내고, q는 1 내지 8의 정수를 나타내고, p가 2 이상인 경우, 복수의 Ra는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Ra끼리 포화 또는 불포화된 환을 형성할 수도 있고, q가 2 이상인 경우, 복수의 Rb는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rb끼리 포화 또는 불포화된 환을 형성할 수도 있고, L1은 단결합, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 연결기이며, Ar1은 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 5 내지 50의 헤테로아릴기를 나타냄)

Description

벤조크리센 유도체 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자{BENZOCHRYSENE DERIVATIVE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 유용한 신규 축합 방향환 유도체(벤조크리센 유도체) 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자(이하, 전계 발광을 EL로 약기하는 경우가 있음)는 전계를 인가함으로써, 양극으로부터 주입된 정공과 음극으로부터 주입된 전자의 재결합 에너지에 의해 발광 재료인 형광성 물질이 발광하는 원리를 이용한 자발광 소자이다.
유기 EL 소자의 진보는 놀라우며, 유기 EL 소자는 저인가 전압 구동, 고휘도, 발광 파장의 다양성, 고속 응답성, 박형이면서도 경량인 발광 디바이스 제조 가능 등의 특징을 갖기 때문에, 광범위한 용도로의 적용이 기대되고 있다.
유기 EL 소자에서 사용되는 발광 재료는 소자가 발하는 빛의 색이나 발광 수명에 큰 영향을 주기 때문에, 종래부터 적극적으로 연구되어 왔다.
발광 재료로서는, 예를 들면 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄 착체 등의 킬레이트 착체, 쿠마린 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 비스스티릴아릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체 등의 발광 재료가 알려져 있다. 이들 발광 재료에 의해, 청색으로부터 적색까지의 가시 영역의 발광이 얻어진다.
또한, 인광성 화합물을 발광 재료로서 사용하고, 삼중항 상태의 에너지를 발광에 사용하는 것이 검토되고 있다. 예를 들면, 이리듐 착체를 발광 재료로서 사용한 유기 EL 소자가 높은 발광 효율을 나타낸다고 알려져 있다.
또한, 공액계 고분자로서 폴리페닐렌비닐렌(PPV)을 사용한 유기 EL 소자가 알려져 있다. 이 소자에서는 PPV를 도공하고, 단층으로 성막하여 발광을 확인하고 있다.
또한, 특허문헌 1에는 유기층으로서 9,10-디-(2-나프틸)안트라센 유도체를 포함하는 층이 사용되고 있다.
(특허문헌 1) 미국 특허 제5935721호 명세서
본 발명은 유기 EL 소자용 재료로서 바람직한 유기 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 유기 EL 소자용 재료로서 벤조크리센 유도체에 주목하여 예의 연구를 행하였다. 그 결과, 소정의 구조를 갖는 벤조크리센 유도체가 유기 EL 소자의 장기 수명화, 고효율 및 저전압화에 유효하다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명에 따르면, 이하의 축합 방향환 유도체 등이 제공된다.
[1] 하기 화학식 1로 표시되는 축합 방향환 유도체.
Figure 112010031060588-pct00001
(식 중, Ra, Rb는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
p는 1 내지 13의 정수를 나타내고, q는 1 내지 8의 정수를 나타내고,
p가 2 이상인 경우, 복수의 Ra는 각각 동일하거나 상이할 수 있고,
q가 2 이상인 경우, 복수의 Rb는 각각 동일하거나 상이할 수 있고,
L1은 단결합, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 연결기이며,
Ar1은 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 5 내지 50의 헤테로아릴기를 나타냄)
[2] 상기 [1]에 있어서, 하기 화학식 2로 표시되는 축합 방향환 유도체.
Figure 112010031060588-pct00002
(식 중, Ra, Rb, p, q, L1 및 Ar1은 상기 화학식 1과 동일함)
[3] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, L1이 단결합이고, Ar1이 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기인 축합 방향환 유도체.
[4] 상기 [3]에 있어서, Ar1이 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 아릴기인 축합 방향환 유도체.
[5] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, L1이 단결합이고, Ar1이 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기인 축합 방향환 유도체.
Figure 112010031060588-pct00003
(식 중, Rc는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
Ar2는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기를 나타내고,
r은 1 내지 4의 정수를 나타내고,
r이 2 이상인 경우, 복수의 Rc는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rc끼리 환을 형성할 수도 있음)
[6] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, L1이 하기 화학식 4로 표시되는 연결기이고, Ar1이 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기인 축합 방향환 유도체.
<화학식 3>
Figure 112010031060588-pct00004
(식 중, Rc는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
Ar2는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기를 나타내고,
r은 1 내지 4의 정수를 나타내고,
r이 2 이상인 경우, 복수의 Rc는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rc끼리 환을 형성할 수도 있음)
Figure 112010031060588-pct00005
(식 중, Rd는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
s는 1 내지 4의 정수를 나타내고,
s가 2 이상인 경우, 복수의 Rd는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rd끼리 환을 형성할 수도 있음)
[7] 상기 [5] 또는 [6]에 있어서, Ar2가 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기인 축합 방향환 유도체.
[8] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, L1이 하기 화학식 4로 표시되는 연결기이고, Ar1이 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기인 축합 방향환 유도체.
<화학식 4>
Figure 112010031060588-pct00006
(식 중, Rd는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
s는 1 내지 4의 정수를 나타내고,
s가 2 이상인 경우, 복수의 Rd는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rd끼리 환을 형성할 수도 있음)
[9] 상기 [8]에 있어서, Ar1이 치환 또는 비치환된 나프틸기인 축합 방향환 유도체.
[10] 상기 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 축합 방향환 유도체를 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료.
[11] 상기 [10]에 있어서, 발광 재료인 유기 전계 발광 소자용 재료.
[12] 양극 및 음극과,
상기 양극 및 음극 사이에 협지되어 있는 발광층을 포함하는 하나 이상의 유기 박막층을 갖고,
상기 유기 박막층 중 적어도 한 층이 상기 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 축합 방향환 유도체를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
[13] 상기 [12]에 있어서, 상기 발광층이 상기 축합 방향환 유도체를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
[14] 상기 [13]에 있어서, 상기 축합 방향환 유도체가 호스트 재료인 유기 전계 발광 소자.
[15] 상기 [12] 내지 [14] 중 어느 하나에 있어서, 상기 발광층이 추가로 형광성 도펀트 및 인광성 도펀트 중 적어도 하나를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
[16] 상기 [15]에 있어서, 상기 형광성 도펀트가 아릴아민 화합물인 유기 전계 발광 소자.
[17] 상기 [15]에 있어서, 상기 형광성 도펀트가 스티릴아민 화합물인 유기 전계 발광 소자.
본 발명에 따르면, 유기 EL 소자용 재료로서 바람직한 축합 방향환 유도체를 제공할 수 있다.
본 발명의 축합 방향환 유도체를 사용한 유기 EL 소자는 장수명 및 고효율이고, 저전압 구동이 가능하다.
[도 1] 본 발명의 한 실시 형태인 유기 EL 소자의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 축합 방향환 유도체를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 축합 방향환 유도체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다.
<화학식 1>
Figure 112010031060588-pct00007
(식 중, Ra, Rb는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
p는 1 내지 13의 정수를 나타내고, q는 1 내지 8의 정수를 나타내고, p는 1 내지 2의 정수인 것이 바람직하고, q는 1 내지 2의 정수인 것이 바람직하고,
p가 2 이상인 경우, 복수의 Ra는 각각 동일하거나 상이할 수 있고,
q가 2 이상인 경우, 복수의 Rb는 각각 동일하거나 상이할 수 있고,
L1은 단결합, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 연결기이며,
Ar1은 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 5 내지 50의 헤테로아릴기임)
또한, 상기 화학식 1에서, L1의 결합 위치는 벤조크리센 골격이 갖는 14의 결합 위치 중 어떠한 곳이어도 상관없고, 안트라센 골격이 갖는 10의 결합 위치 중 어떠한 곳이어도 상관없다.
Ra의 결합 위치는, 벤조크리센 골격이 갖는 14의 결합 위치 중 어떠한 곳이어도 상관없고, Rb의 결합 위치는 안트라센 골격이 갖는 10의 결합 위치 중 어떠한 곳이어도 상관없다. 단, Ra 및 Rb의 결합 위치와 L1의 결합 위치는 중복되지 않고, Rb의 결합 위치와 Ar1의 결합 위치도 중복되지 않는다.
상기 화학식 1에서의 "치환 또는 비치환된"으로 기재되어 있는 상기 기가 치환되어 있는 경우 이들의 기가 갖는 치환기는, 후술하는 Ra 및 Rb가 나타내는 치환기의 예와 동일한 기를 들 수 있다. 이하, 화학식 2 내지 4에서도 동일하다.
본 발명의 축합 방향환 유도체는, 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
<화학식 2>
Figure 112010031060588-pct00008
(식 중, Ra, Rb, p, q, L1 및 Ar1은 상기 화학식 1과 동일함)
Ra 및 Rb가 나타내는 치환기의 예로서는, 알킬기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8이고, 예를 들면 메틸, 에틸, 이소프로필, t-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있음), 알케닐기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8이고, 예를 들면 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있음), 알키닐기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8이고, 예를 들면 프로파르닐, 3-펜티닐 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 아릴기(바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 6 내지 14, 예를 들면 페닐, 나프틸, 페난트릴, 플루오레닐기를 들 수 있다. 단, 안트라센환은 포함하지 않음), 아릴기의 치환기로서는, 아릴기(바람직하게는 탄소수 6 내지 20 아릴기, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 14 아릴기, 예를 들면 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴기를 들 수 있음)나, 헤테로환기(바람직하게는 탄소수 1 내지 30 헤테로환기, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 헤테로환기이고, 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 피페리딜, 모르폴리노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴, 벤조푸라닐기, 디벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기 등)를 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 아미노기(바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 0 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6이고, 예를 들면 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디페닐아미노, 디벤질아미노 등을 들 수 있음), 알콕시기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8이고, 예를 들면 메톡시, 에톡시, 부톡시 등을 들 수 있음), 아릴옥시기(바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12이고, 예를 들면 페닐옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있음), 아실기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있음), 알콕시카르보닐기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12이고, 예를 들면 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있음), 아릴옥시카르보닐기(바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10이고, 예를 들면 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있음), 아실옥시기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10이고, 예를 들면 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있음), 아실아미노기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10이고, 예를 들면 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있음), 알콕시카르보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12이고, 예를 들면 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있음), 아릴옥시카르보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12이고, 예를 들면 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 술포닐아미노기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 술파모일기(바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12이고, 예를 들면 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 카르바모일기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있음), 알킬티오기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있음), 아릴티오기(바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12이고, 예를 들면 페닐티오 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 술포닐기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 메실, 토실 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 술피닐기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 우레이도기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환된 인산아미드기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있음), 히드록시기, 머캅토기, 할로겐 원자(예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록삼산기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로환기(바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 헤테로 원자로서는, 예를 들면 질소 원자, 산소 원자, 황 원자를 포함하는 것이고, 구체적으로는 예를 들면 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 피페리딜, 모르폴리노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴, 벤조푸라닐기, 디벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기 등을 들 수 있음), 실릴기(바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24이고, 예를 들면 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있음) 등을 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수도 있다. 또한, 치환기가 2개 이상 있는 경우에는, 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 가능한 경우에는 서로 연결하여 환을 형성할 수도 있다.
상기한 것 중에서, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아릴아미노기, 카르바졸릴기, 카르바졸릴아릴기, 디벤조푸라닐아릴기, 디벤조티오페닐아릴기가 바람직하다. 본 발명에서는, Ra 및 Rb가 모두 수소 원자인 것이 특히 바람직하다.
Ar1이 나타내는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기의 예로서는, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, p-테르페닐-4-일기, p-테르페닐-3-일기, p-테르페닐-2-일기, m-테르페닐-4-일기, m-테르페닐-3-일기, m-테르페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-부틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기, 4'-메틸비페닐일기 및 4"-t-부틸-p-테르페닐-4-일기, 페닐-1-나프틸기, 페닐-2-나프틸기, 나프틸-1-나프틸기, 나프틸-2-나프틸기를 들 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기는, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기이고, 더욱 바람직하게는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
상기 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기의 예로서는, 나프틸기, 페난트릴기, 안트릴기, 피레닐기, 크리세닐기, 나프타세닐기 등을 들 수 있다.
Ar1이 나타내는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 헤테로아릴기의 예로서는, 푸란환, 티오펜환, 벤조푸란환, 벤조티오펜환, 벤조푸란환, 디벤조티오펜환을 들 수 있고, 바람직하게는 벤조티오펜환, 디벤조푸란환, 디벤조티오펜환으로부터 유도되는 1가의 기이다.
Ar1은, 바람직하게는 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기이다.
<화학식 3>
Figure 112010031060588-pct00009
(식 중, Rc는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
Ar2는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기를 나타내고,
r은 1 내지 4의 정수를 나타내고,
r이 2 이상인 경우, 복수의 Rc는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rc끼리 포화 또는 불포화된 환을 형성할 수도 있음)
화학식 3에서, Rc가 나타내는 치환기는 상기 Ra, Rb가 나타내는 치환기와 동일하고, Ar2가 나타내는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기는, Ar1이 나타내는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기와 동일하다.
L1이 나타내는 치환 또는 비치환된 2가의 연결기로서는, 예를 들면 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴렌기를 들 수 있다. 구체적으로는, 하기의 아릴기로부터 수소 원자를 1개 제거하여 얻어지는 2가의 기를 들 수 있다.
페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, p-테르페닐-4-일기, p-테르페닐-3-일기, p-테르페닐-2-일기, m-테르페닐-4-일기, m-테르페닐-3-일기, m-테르페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-부틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기, 4'-메틸비페닐일기, 4"-t-부틸-p-테르페닐-4-일기, 페닐-1-나프틸기, 페닐-2-나프틸기, 나프틸-1-나프틸기, 나프틸-2-나프틸기.
L1은, 바람직하게는 단결합, 또는 하기 화학식 4로 표시되는 연결기이다.
<화학식 4>
Figure 112010031060588-pct00010
(식 중, Rd는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
s는 1 내지 4의 정수를 나타내고,
s가 2 이상인 경우, 복수의 Rd는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rd끼리 포화 또는 불포화된 환을 형성할 수도 있음)
화학식 4에서 Rd가 나타내는 치환기는, Ra, Rb, Rc가 나타내는 치환기와 동일하다.
L1의 구체예로서는, 이하를 들 수 있다.
Figure 112010031060588-pct00011
상기 화학식 1 및 2로 표시되는 축합 방향환 유도체에서, Ar1 및 L1의 바람직한 조합으로서는 예를 들면 이하와 같다.
(i) L1이 단결합이고, Ar1이 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기
(ii) L1이 단결합이고, Ar1이 화학식 3으로 표시되는 치환기
(iii) L1이 화학식 4로 표시되는 연결기이고, Ar1이 화학식 3으로 표시되는 치환기
(iv) L1이 화학식 4로 표시되는 연결기이고, Ar1이 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기
본 발명의 축합 방향환 유도체의 구체예를 이하에 나타낸다.
Figure 112010031060588-pct00012
Figure 112010031060588-pct00013
Figure 112010031060588-pct00014
Figure 112010031060588-pct00015
Figure 112010031060588-pct00016
Figure 112010031060588-pct00017
Figure 112010031060588-pct00018
Figure 112010031060588-pct00019
Figure 112010031060588-pct00020
본 발명의 축합 방향환 유도체는, 예를 들면 이하에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.
(1) 하기 문헌을 참고로 하여 벤조[g]크리센을 합성하고, 합성한 벤조[g]크리센을 할로겐화하여 할로겐화벤조[g]크리센을 제조하고, 안트라센환을 갖는 보론산과 반응시킨다.
(2) 하기 문헌을 참고로 하여 벤조[g]크리센을 합성하고, 합성한 벤조[g]크리센을 히드로붕소화하여 벤조[g]크리센보론산을 제조하고, 안트라센환을 갖는 할로겐화물과 반응시킨다.
문헌[Synthesis 2001, No.6, 841-844]
문헌[J. Org. Chem. 2005, 70, 3511-3517]
문헌[Journal of the American Chemical Society, 96:14, July 10, 1974, 4617-4622]
문헌[Journal of the American Chemical Society, Jan, 1942, Vol.64, 69-72]
또한, 벤조[g]크리센이란, 하기 화합물이다.
Figure 112010031060588-pct00021
본 발명의 축합 방향환 유도체는 유기 EL 소자용 재료, 특히 그의 발광 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는 양극 및 음극과, 양극 및 음극 사이에 협지되어 있는 발광층을 포함하는 하나 이상의 유기 박막층을 갖고, 유기 박막층 중 적어도 한 층이 상술한 본 발명의 화합물을 함유한다.
본 발명의 유기 EL 소자의 대표적인 구성으로서,
(1) 양극/발광층/음극
(2) 양극/정공 주입층/발광층/음극
(3) 양극/발광층/전자 주입층/음극
(4) 양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극
(5) 양극/유기 반도체층/발광층/음극
(6) 양극/유기 반도체층/전자 장벽층/발광층/음극
(7) 양극/유기 반도체층/발광층/부착 개선층/음극
(8) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
(9) 양극/절연층/발광층/절연층/음극
(10) 양극/무기 반도체층/절연층/발광층/절연층/음극
(11) 양극/유기 반도체층/절연층/발광층/절연층/음극
(12) 양극/절연층/정공 주입층/정공 수송층/발광층/절연층/음극
(13) 양극/절연층/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 이들 중에서 통상적으로 (8)의 구성이 바람직하게 사용된다.
도 1에 (8)의 구성을 나타낸다. 이 유기 EL 소자는 양극 (10) 및 음극 (20)과, 그 사이에 협지되어 있는 정공 주입층 (30), 정공 수송층 (32), 발광층 (34), 전자 주입층 (36)으로 이루어진다. 정공 주입층 (30), 정공 수송층 (32), 발광층 (34), 전자 주입층 (36)이 복수의 유기 박막층에 상당한다. 이들 유기 박막층 (30), (32), (34), (36) 중 적어도 한 층이 본 발명의 화합물을 함유한다.
본 발명의 유기 EL 소자에서 본 발명의 화합물은 상기 어떤한 유기 박막층에 사용되어도 상관없지만, 발광층에 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 화합물은 각 유기 박막층에서 단독으로 사용할 수도 있고, 다른 화합물과 혼합하여 사용할 수도 있다. 본 발명의 소자에서는 발광층이 호스트 재료로서 본 발명의 화합물을 함유하고, 형광성 도펀트 및 인광성 도펀트 중 적어도 하나를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 발광층은 실질적으로 본 발명의 화합물 및 상기 도펀트로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 유기 박막층에 차지하는 본 발명의 화합물의 함유량은, 바람직하게는 30 내지 100 몰％이다.
이하, 유기 EL 소자의 각 부재에 대하여 설명한다.
유기 EL 소자는 통상적으로 기판 위에 제조하고, 기판은 유기 EL 소자를 지지한다. 평활한 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이 기판을 통해 빛을 취출할 때에는 기판은 투광성이 있고, 파장 400 내지 700 ㎚의 가시 영역의 빛의 투과율이 50 ％ 이상인 것이 바람직하다.
이러한 투광성 기판으로서는, 예를 들면 유리판, 합성 수지판 등이 바람직하게 사용된다. 유리판으로서는, 소다 석회 유리, 바륨ㆍ스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노 규산 유리, 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리, 석영 등의 판을 들 수 있다. 또한, 합성 수지판으로서는, 폴리카르보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에테르술피드 수지, 폴리술폰 수지 등의 판을 들 수 있다.
양극은 정공을 정공 주입층, 정공 수송층 또는 발광층에 주입하고, 4.5 eV 이상의 일함수를 갖는 것이 효과적이다. 양극 재료의 구체예로서는, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐과 산화아연의 혼합물, ITO와 산화세륨의 혼합물(ITCO), 산화인듐과 산화아연의 혼합물과 산화세륨의 혼합물(IZCO), 산화인듐과 산화세륨의 혼합물(ICO), 산화아연과 산화알루미늄의 혼합물(AZO), 산화주석(NESA), 금, 은, 백금, 구리 등을 들 수 있다.
양극은 이들 전극 물질로부터 증착법이나 스퍼터링법 등으로 형성할 수 있다.
발광층으로부터의 발광을 양극으로부터 취출하는 경우, 양극의 발광에 대한 투과율을 10 ％보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 양극의 시트 저항은, 수백Ω/□ 이하가 바람직하다. 양극의 막 두께는 재료에 따라서도 상이하지만, 통상적으로 10 ㎚ 내지 1 ㎛, 바람직하게는 10 내지 200 ㎚이다.
발광층은, 이하의 기능을 갖는다.
(i) 주입 기능; 전계 인가시에 양극 또는 정공 주입층으로부터 정공을 주입할 수 있으며, 음극 또는 전자 주입층으로부터 전자를 주입할 수 있는 기능
(ii) 수송 기능; 주입한 전하(전자와 정공)를 전계의 힘으로 이동시키는 기능
(iii) 발광 기능; 전자와 정공을 재결합시키고, 이것을 발광으로 연결하는 기능
발광층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 증착법, 스핀 코팅법, LB법 등의 공지된 방법을 적용할 수 있다. 발광층은, 특히 분자 퇴적막인 것이 바람직하다. 분자 퇴적막이란, 기상 상태의 재료 화합물을 침착하여 형성한 막이나, 용액 상태 또는 액상 상태의 재료 화합물을 고체화하여 형성한 막을 말하며, 통상적으로 이 분자 퇴적막은 LB법에 의해 형성된 박막(분자 누적막)과는 응집 구조, 고차 구조의 차이나 그에 기인하는 기능적인 차이에 따라 구분할 수 있다.
또한, 수지 등의 결착제와 재료 화합물을 용제에 용해하여 용액으로 한 후, 이것을 스핀 코팅법 등에 의해 박막화함으로써도 발광층을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 발광층은 바람직하게는 본 발명의 화합물을 호스트 재료로서 함유한다. 발광층은, 본 발명의 화합물 이외에 하기 호스트 재료를 추가로 함유할 수 있다.
발광층에 사용할 수 있는 호스트 재료의 구체예로서는, 하기 화학식 i 내지 ix로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
하기 화학식 i로 표시되는 비대칭 안트라센.
<화학식 i>
Figure 112010031060588-pct00022
(식 중, Ar001은 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 50(바람직하게는 10 내지 30, 보다 바람직하게는 10 내지 20)의 축합 방향족기이고,
Ar002는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족기이고,
X001 내지 X003은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아랄킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알콕시카르보닐기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 히드록시기이고,
a, b 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이고,
n은 1 내지 3의 정수이고, n이 2 이상인 경우, 복수의 반복 단위(식 중, [ ]) 내의 기는 동일하거나 상이할 수 있음)
상기 화학식 i에서, "치환 또는 비치환된"이라고 기재되어 있는 상기 기가 치환되어 있는 경우 이들의 기가 갖는 치환기는, 상기 화학식 1에서의 Ra 및 Rb가 나타내는 치환기의 예와 동일한 기를 들 수 있다. 이하의 화합물에서도 동일하다.
하기 화학식 ii로 표시되는 비대칭 모노 안트라센 유도체.
<화학식 ii>
Figure 112010031060588-pct00023
(식 중, Ar003 및 Ar004는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족환기이고,
m 및 n은 각각 1 내지 4의 정수이되,
단, m=n=1이고, Ar003과 Ar004의 벤젠환으로의 결합 위치가 좌우 대칭형인 경우에는, Ar003과 Ar004는 동일하지 않고, m 또는 n이 2 내지 4의 정수인 경우에는 m과 n은 상이한 정수이고,
R001 내지 R010은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족환기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아랄킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알콕시카르보닐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 히드록시기임)
하기 화학식 iii으로 표시되는 비대칭 피렌 유도체.
<화학식 iii>
Figure 112010031060588-pct00024
(식 중, Ar005 및 Ar006은 각각 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족기이고,
L001 및 L002는 각각 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프탈레닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조실로릴렌기이고,
m은 0 내지 2의 정수, n은 1 내지 4의 정수, s는 0 내지 2의 정수, t는 0 내지 4의 정수이고,
L001 또는 Ar005는 피렌의 1 내지 5 위치 중 어느 하나에 결합하고, L002 또는 Ar006은 피렌의 6 내지 10 위치 중 어느 하나에 결합하되, 단, n+t가 짝수일 때, Ar005, Ar006, L001, L002는 하기 (1) 또는 (2)를 만족하고,
(1) Ar005≠Ar006 및/또는 L001≠L002(여기서 ≠는, 상이한 구조의 기인 것을 나타냄)
(2) Ar005=Ar006, L001=L002일 때
(2-1) m≠s 및/또는 n≠t, 또는
(2-2) m=s, n=t일 때,
(2-2-1) L001 및 L002, 또는 피렌이 각각 Ar005 및 Ar006 위의 상이한 결합 위치에 결합하고 있거나, (2-2-2) L001 및 L002, 또는 피렌이 Ar005 및 Ar006 위의 동일한 결합 위치에서 결합하고 있는 경우, L001 및 L002 또는 Ar005 및 Ar006의 피렌에서의 치환 위치가 1 위치와 6 위치, 또는 2 위치와 7 위치인 경우는 없음)
하기 화학식 iv로 표시되는 비대칭 안트라센 유도체.
<화학식 iv>
Figure 112010031060588-pct00025
(식 중, A001 및 A002는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기이고,
Ar007 및 Ar008은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족환기이고,
R011 내지 R020은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족환기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아랄킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 1 내지 8)의 알콕시카르보닐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 히드록시기이고,
Ar007, Ar008, R019 및 R020은 각각 복수일 수도 있고, 인접하는 것끼리 포화 또는 불포화된 환상 구조를 형성할 수도 있되,
단, 화학식 iv에서 중심의 안트라센 9 위치 및 10 위치에, 상기 안트라센 위에 나타내는 X-Y축에 대하여 대칭형이 되는 기가 결합하는 경우는 없음)
하기 화학식 v로 표시되는 안트라센 유도체.
<화학식 v>
Figure 112010031060588-pct00026
(식 중, R021 내지 R030은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 치환될 수도 있는 아릴기, 알콕실기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 알케닐기, 아릴아미노기 또는 치환될 수도 있는 복소환식기를 나타내고,
a 및 b는 각각 1 내지 5의 정수를 나타내고, 이들이 2 이상인 경우, R021끼리 또는 R022끼리 각각 동일하거나 상이할 수 있고, R021끼리 또는 R022끼리 결합하여 환을 형성할 수도 있고, R023과 R024, R025와 R026, R027과 R028, R029와 R030이 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있고,
L003은 단결합, -O-, -S-, -N(R)-(R은 알킬기 또는 치환될 수도 있는 아릴기임), 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타냄)
하기 화학식 vi으로 표시되는 안트라센 유도체.
<화학식 vi>
Figure 112010031060588-pct00027
(식 중, R031 내지 R040은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 알콕실기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기 또는 치환될 수도 있는 복수환식기를 나타내고,
c, d, e 및 f는 각각 1 내지 5의 정수를 나타내고, 이들이 2 이상인 경우, R031끼리, R032끼리, R036끼리 또는 R037끼리 각각 동일하거나 상이할 수 있고, R031끼리, R032끼리, R033끼리 또는 R037끼리 결합하여 환을 형성할 수도 있고, R033과 R034, R038과 R039가 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있고,
L004는 단결합, -O-, -S-, -N(R)-(R은 알킬기 또는 치환될 수도 있는 아릴기임), 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타냄)
하기 화학식 vii로 표시되는 스피로플루오렌 유도체.
<화학식 vii>
Figure 112010031060588-pct00028
(식 중, A005 내지 A008은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 비페닐릴기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기임)
하기 화학식 viii로 표시되는 축합환 함유 화합물.
<화학식 viii>
(식 중, A011 내지 A013은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴렌기이고,
A014 내지 A016은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기이고,
R041 내지 R043은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕실기, 탄소수 5 내지 18의 아릴옥시기, 탄소수 7 내지 18의 아랄킬옥시기, 탄소수 5 내지 16의 아릴아미노기, 니트로기, 시아노기, 탄소수 1 내지 6의 에스테르기 또는 할로겐 원자를 나타내고, A011 내지 A016 중 적어도 하나는 3환 이상의 축합 방향족환을 갖는 기임)
하기 화학식 ix로 표시되는 플루오렌 화합물.
<화학식 ix>
Figure 112010031060588-pct00030
(식 중, R051 및 R052는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 복소환기, 치환아미노기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타내고, n은 1 내지 10의 정수를 나타내고, n이 2 이상인 경우, 상이한 플루오렌기에 결합하는 R051끼리, R052끼리는 동일하거나 상이할 수 있고, 동일한 플루오렌기에 결합하는 R051 및 R052는 동일하거나 상이할 수 있고,
R053 및 R054는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 복소환기를 나타내고, n이 2 이상인 경우, 다른 플루오렌기에 결합하는 R053끼리, R054끼리는 동일하거나 상이할 수 있고, 동일한 플루오렌기에 결합하는 R053 및 R054는 동일하거나 상이할 수 있고,
Ar011 및 Ar012는 벤젠환의 합계가 3개 이상인 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기 또는 벤젠환과 복소환의 합계가 3개 이상인 치환 또는 비치환된 탄소이며, 플루오렌기에 결합하는 축합 다환 복소환기를 나타내고, Ar011 및 Ar012는 동일하거나 상이할 수 있음)
본 발명의 유기 EL 소자에서는, 발광층이 본 발명의 화합물을 호스트로서 포함하고, 인광성 도펀트 및 형광성 도펀트 중 적어도 하나를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 화합물을 포함하는 발광층에 이들 도펀트를 포함하는 발광층을 적층할 수도 있다.
인광성 도펀트는 삼중항 여기자로부터 발광할 수 있는 화합물이다. 삼중항 여기자로부터 발광하는 한 특별히 한정되지 않지만, Ir, Ru, Pd, Pt, Os 및 Re로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 착체인 것이 바람직하고, 포르피린 금속 착체 또는 오르토메탈화 금속 착체가 바람직하다. 인광성 화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
포르피린 금속 착체로서는, 포르피린 백금 착체가 바람직하다.
오르토메탈화 금속 착체를 형성하는 배위자로서는 다양한 것이 있지만, 바람직한 배위자로서는 페닐피리딘 골격, 비피리딜 골격 또는 페난트롤린 골격을 갖는 화합물, 또는 2-페닐피리딘 유도체, 7,8-벤조퀴놀린 유도체, 2-(2-티에닐)피리딘 유도체, 2-(1-나프틸)피리딘 유도체, 2-페닐퀴놀린 유도체 등을 들 수 있다. 이들 배위자는 필요에 따라 치환기를 가질 수도 있다. 특히 불소화물, 트리플루오로메틸기를 도입한 것이 청색계 도펀트로서는 바람직하다. 또한, 보조 배위자로서 아세틸아세토네이트, 피크르산 등의 상기 배위자 이외의 배위자를 가질 수도 있다.
이러한 금속 착체의 구체예는, 트리스(2-페닐피리딘)이리듐, 트리스(2-페닐피리딘)루테늄, 트리스(2-페닐피리딘)팔라듐, 비스(2-페닐피리딘)백금, 트리스(2-페닐피리딘)오스뮴, 트리스(2-페닐피리딘)레늄, 옥타에틸백금포르피린, 옥타페닐백금포르피린, 옥타에틸팔라듐포르피린, 옥타페닐팔라듐포르피린 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않고, 요구되는 발광색, 소자 성능, 사용하는 호스트 화합물에 따라 적절한 착체가 선택된다.
인광성 도펀트의 발광층에서의 함유량으로서는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면 0.1 내지 70 질량％이고, 1 내지 30 질량％가 바람직하다. 인광성 화합물의 함유량이 0.1 질량％ 미만이면 발광이 미약하고, 그의 함유 효과가 충분히 발휘되지 않을 우려가 있으며, 70 질량％를 초과하는 경우에는, 농도 소광이라고 알려진 현상이 현저해져 소자 성능이 저하될 우려가 있다.
형광성 도펀트로서는, 아민계 화합물, 방향족 화합물, 트리스(8-퀴놀리놀레이트)알루미늄 착체 등의 킬레이트 착체, 쿠마린 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 비스스티릴아릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체 등으로부터 요구되는 발광색에 따라 화합물을 선택하는 것이 바람직하고, 스티릴아민 화합물, 스티릴디아민 화합물, 아릴아민 화합물, 아릴디아민 화합물이 더욱 바람직하다. 또한, 아민 화합물이 아닌 축합 다환 방향족 화합물도 바람직하다. 이들 형광성 도펀트는 단독으로 또는 복수 조합하여 사용할 수도 있다.
형광성 도펀트의 발광층에서의 함유량으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면 발광층 전체의 질량에 대하여 0.01 내지 100 질량％이고, 바람직하게는 0.1 내지 30 질량％이다.
스티릴아민 화합물 및 스티릴디아민 화합물로서는, 하기 화학식 A로 표시되는 것이 바람직하다.
<화학식 A>
Figure 112010031060588-pct00031
(식 중, Ar101은 p가의 기이고, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 스틸베닐기, 디스티릴아릴기가 대응하는 p가의 기이고, Ar102 및 Ar103은 각각 탄소수가 6 내지 20(바람직하게는 6 내지 14)인 방향족 탄화수소기이고, Ar101, Ar102 및 Ar103은 치환될 수도 있고, Ar101 내지 Ar103 중 어느 하나는 스티릴기로 치환되어 있고, 더욱 바람직하게는 Ar102 또는 Ar103 중 적어도 하나는 스티릴기로 치환되어 있고, p는 1 내지 4의 정수이고, 바람직하게는 1 내지 2의 정수임)
여기서, 탄소수가 6 내지 20(바람직하게는 6 내지 14)인 방향족 탄화수소기로서는, 페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 터페닐기 등을 들 수 있다.
아릴아민 화합물 및 아릴디아민 화합물로서는, 하기 화학식 B로 표시되는 것이 바람직하다.
<화학식 B>
Figure 112010031060588-pct00032
(식 중, Ar111은 치환 또는 비치환된 핵탄소수 5 내지 40(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 q가의 방향족기이고, Ar112, Ar113은 각각 치환 또는 비치환된 핵탄소수 5 내지 40(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기이고, q는 1 내지 4의 정수이고, 바람직하게는 1 내지 2의 정수임)
여기서, 핵탄소수가 5 내지 40인 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 피레닐기, 콜로닐기, 비페닐기, 터페닐기, 피롤릴기, 푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 옥사디아졸릴기, 디페닐안트라닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 피리딜기, 벤조퀴놀릴기, 플루오란테닐기, 아세나프토플루오란테닐기, 스틸벤기, 페릴레닐기, 크리세닐기, 피세닐기, 트리페닐레닐기, 루비세닐기, 벤조안트라세닐기, 페닐안트라닐기, 비스안트라세닐기 등을 들 수 있으며, 나프틸기, 안트라닐기, 크리세닐기, 피레닐기가 바람직하다.
Ar111은 상기 아릴기가 대응하는 q가의 기가 바람직하고, Ar111이 2가일 때에는 하기 화학식 C, D로 표시되는 기가 바람직하고, 화학식 D로 표시되는 기가 보다 바람직하다.
<화학식 C>
Figure 112010031060588-pct00033
(화학식 C에서, r은 1 내지 3의 정수임)
<화학식 D>
Figure 112010031060588-pct00034
또한, 상기 아릴기로 치환하는 바람직한 치환기로서는, 탄소수 1 내지 6의 알킬기(에틸기, 메틸기, i-프로필기, n-프로필기, s-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등), 탄소수 1 내지 6의 알콕시기(에톡시기, 메톡시기, i-프로폭시기, n-프로폭시기, s-부톡시기, t-부톡시기, 펜톡시기, 헥실옥시기, 시클로펜톡시기, 시클로헥실옥시기 등), 핵탄소수 5 내지 40(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기, 핵탄소수 5 내지 40(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기로 치환된 아미노기, 핵탄소수 5 내지 40(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기를 갖는 에스테르기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 갖는 에스테르기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 등을 들 수 있다.
발광층은, 필요에 따라 정공 수송재, 전자 수송재, 중합체 결합제를 함유할 수도 있다.
발광층의 막 두께는 바람직하게는 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20) ㎚, 보다 바람직하게는 7 내지 50 ㎚, 가장 바람직하게는 10 내지 50(바람직하게는 10 내지 30, 보다 바람직하게는 10 내지 20) ㎚이다. 5 ㎚ 미만이면 발광층 형성이 곤란해지고, 색도의 조정이 곤란해질 우려가 있으며, 50 ㎚를 초과하면 구동 전압이 상승할 우려가 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층은, 발광층으로의 정공 주입을 도와 발광 영역까지 수송하는 층이며, 정공 이동도가 크고, 이온화 에너지가 통상적으로 5.5 eV 이하로 작다. 이러한 정공 주입층 및 정공 수송층의 재료로서는, 보다 낮은 전계 강도로 정공을 발광층에 수송하는 재료가 바람직하고, 정공의 이동도가 예를 들면 104 내지 106 V/cm의 전계 인가시에 10-4 ㎠/Vㆍ초 이상인 것이 바람직하다.
정공 주입층 및 정공 수송층의 재료로서는 특별히 제한은 없고, 종래 광도전 재료에서 정공의 전하 수송 재료로서 관용되고 있는 것이나, 유기 EL 소자의 정공 주입층 및 정공 수송층에 사용되고 있는 공지된 것 중으로부터 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층에, 예를 들면 하기 화학식으로 표시되는 방향족 아민 유도체를 사용할 수 있다.
Figure 112010031060588-pct00035
(식 중, Ar211 내지 Ar213, Ar221 내지 Ar223 및 Ar203 내지 Ar208은 각각 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 방향족 복소환기이고, a 내지 c 및 p 내지 r은 각각 0 내지 3의 정수이고, Ar203과 Ar204, Ar205와 Ar206, Ar207과 Ar208은 각각 서로 연결되어 포화 또는 불포화된 환을 형성할 수도 있음)
치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기의 예로서는, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, p-테르페닐-4-일기, p-테르페닐-3-일기, p-테르페닐-2-일기, m-테르페닐-4-일기, m-테르페닐-3-일기, m-테르페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-부틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기, 4'-메틸비페닐일기, 4"-t-부틸-p-테르페닐-4-일기를 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기의 예로서는, 1-피롤릴기, 2-피롤릴기, 3-피롤릴기, 피라지닐기, 2-피리디닐기, 3-피리디닐기, 4-피리디닐기, 1-인돌릴기, 2-인돌릴기, 3-인돌릴기, 4-인돌릴기, 5-인돌릴기, 6-인돌릴기, 7-인돌릴기, 1-이소인돌릴기, 2-이소인돌릴기, 3-이소인돌릴기, 4-이소인돌릴기, 5-이소인돌릴기, 6-이소인돌릴기, 7-이소인돌릴기, 2-푸릴기, 3-푸릴기, 2-벤조푸라닐기, 3-벤조푸라닐기, 4-벤조푸라닐기, 5-벤조푸라닐기, 6-벤조푸라닐기, 7-벤조푸라닐기, 1-이소벤조푸라닐기, 3-이소벤조푸라닐기, 4-이소벤조푸라닐기, 5-이소벤조푸라닐기, 6-이소벤조푸라닐기, 7-이소벤조푸라닐기, 퀴놀릴기, 3-퀴놀릴기, 4-퀴놀릴기, 5-퀴놀릴기, 6-퀴놀릴기, 7-퀴놀릴기, 8-퀴놀릴기, 1-이소퀴놀릴기, 3-이소퀴놀릴기, 4-이소퀴놀릴기, 5-이소퀴놀릴기, 6-이소퀴놀릴기, 7-이소퀴놀릴기, 8-이소퀴놀릴기, 2-퀴녹살리닐기, 5-퀴녹살리닐기, 6-퀴녹살리닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 9-카르바졸릴기, 1-페난트리디닐기, 2-페난트리디닐기, 3-페난트리디닐기, 4-페난트리디닐기, 6-페난트리디닐기, 7-페난트리디닐기, 8-페난트리디닐기, 9-페난트리디닐기, 10-페난트리디닐기, 1-아크리디닐기, 2-아크리디닐기, 3-아크리디닐기, 4-아크리디닐기, 9-아크리디닐기, 1,7-페난트롤린-2-일기, 1,7-페난트롤린-3-일기, 1,7-페난트롤린-4-일기, 1,7-페난트롤린-5-일기, 1,7-페난트롤린-6-일기, 1,7-페난트롤린-8-일기, 1,7-페난트롤린-9-일기, 1,7-페난트롤린-10-일기, 1,8-페난트롤린-2-일기, 1,8-페난트롤린-3-일기, 1,8-페난트롤린-4-일기, 1,8-페난트롤린-5-일기, 1,8-페난트롤린-6-일기, 1,8-페난트롤린-7-일기, 1,8-페난트롤린-9-일기, 1,8-페난트롤린-10-일기, 1,9-페난트롤린-2-일기, 1,9-페난트롤린-3-일기, 1,9-페난트롤린-4-일기, 1,9-페난트롤린-5-일기, 1,9-페난트롤린-6-일기, 1,9-페난트롤린-7-일기, 1,9-페난트롤린-8-일기, 1,9-페난트롤린-10-일기, 1,10-페난트롤린-2-일기, 1,10-페난트롤린-3-일기, 1,10-페난트롤린-4-일기, 1,10-페난트롤린-5-일기, 2,9-페난트롤린-1-일기, 2,9-페난트롤린-3-일기, 2,9-페난트롤린-4-일기, 2,9-페난트롤린-5-일기, 2,9-페난트롤린-6-일기, 2,9-페난트롤린-7-일기, 2,9-페난트롤린-8-일기, 2,9-페난트롤린-10-일기, 2,8-페난트롤린-1-일기, 2,8-페난트롤린-3-일기, 2,8-페난트롤린-4-일기, 2,8-페난트롤린-5-일기, 2,8-페난트롤린-6-일기, 2,8-페난트롤린-7-일기, 2,8-페난트롤린-9-일기, 2,8-페난트롤린-10-일기, 2,7-페난트롤린-1-일기, 2,7-페난트롤린-3-일기, 2,7-페난트롤린-4-일기, 2,7-페난트롤린-5-일기, 2,7-페난트롤린-6-일기, 2,7-페난트롤린-8-일기, 2,7-페난트롤린-9-일기, 2,7-페난트롤린-10-일기, 1-페나지닐기, 2-페나지닐기, 1-페노티아지닐기, 2-페노티아지닐기, 3-페노티아지닐기, 4-페노티아지닐기, 10-페노티아지닐기, 1-페녹사지닐기, 2-페녹사지닐기, 3-페녹사지닐기, 4-페녹사지닐기, 10-페녹사지닐기, 2-옥사졸릴기, 4-옥사졸릴기, 5-옥사졸릴기, 2-옥사디아졸릴기, 5-옥사디아졸릴기, 3-푸라자닐기, 2-티에닐기, 3-티에닐기, 2-메틸피롤-1-일기, 2-메틸피롤-3-일기, 2-메틸피롤-4-일기, 2-메틸피롤-5-일기, 3-메틸피롤-1-일기, 3-메틸피롤-2-일기, 3-메틸피롤-4-일기, 3-메틸피롤-5-일기, 2-t-부틸피롤-4-일기, 3-(2-페닐프로필)피롤-1-일기, 2-메틸-1-인돌릴기, 4-메틸-1-인돌릴기, 2-메틸-3-인돌릴기, 4-메틸-3-인돌릴기, 2-t-부틸-1-인돌릴기, 4-t-부틸-1-인돌릴기, 2-t-부틸-3-인돌릴기, 4-t-부틸-3-인돌릴기를 들 수 있다.
또한, 정공 주입층 및 정공 수송층에 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
Figure 112010031060588-pct00036
(식 중, Ar231 내지 Ar234는 각각 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 방향족 복소환기이고, L은 연결기이고, 단결합, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50(바람직하게는 5 내지 20)의 방향족 복소환기이고, x는 0 내지 5의 정수이고, Ar232와 Ar233은 서로 연결되어 포화 또는 불포화된 환을 형성할 수도 있음)
여기서 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기의 구체예로서는, 상기 방향족 아민 유도체와 동일한 것을 들 수 있다.
또한, 정공 주입층 및 정공 수송층 재료의 구체예로서는, 예를 들면 트리아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라잔 유도체, 아닐린계 공중합체, 도전성 고분자 올리고머(특히 티오펜 올리고머) 등을 들 수 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층의 재료로서는 상기한 것을 사용할 수 있지만, 포르피린 화합물, 방향족 3급 아민 화합물 및 스티릴아민 화합물, 특히 방향족 3급 아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 2개의 축합 방향족환을 분자 내에 갖는 화합물, 예를 들면 4,4'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)비페닐(이하, NPD로 약기함)이나, 트리페닐아민 유닛이 3개 스타버스트형으로 연결된 4,4',4"-트리스(N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노)트리페닐아민(이하, MTDATA로 약기함) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
이외에 하기 화학식으로 표시되는 질소 함유 복소환 유도체도 사용할 수 있다.
Figure 112010031060588-pct00037
(식 중, R201 내지 R206은 각각 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 치환 또는 비치환된 복소환기 중 어느 1개를 나타내고, R201과 R202, R203과 R204, R205와 R206, R201과 R206, R202와 R203 또는 R204와 R205는 축합환을 형성할 수도 있음)
또한, 하기 화학식의 화합물도 사용할 수 있다.
Figure 112010031060588-pct00038
(식 중, R211 내지 R216은 치환기이고, 바람직하게는 각각 시아노기, 니트로기, 술포닐기, 카르보닐기, 트리플루오로메틸기, 할로겐 등의 전자 흡인기임)
또한, p형 Si, p형 SiC 등의 무기 화합물도 정공 주입층 및 정공 수송층의 재료로서 사용할 수 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층은 상술한 화합물을 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, LB법 등의 공지된 방법에 의해 박막화함으로써 형성할 수 있다. 정공 주입층 및 정공 수송층의 막 두께는 특별히 제한은 없지만, 통상적으로 5 ㎚ 내지 5 ㎛이다. 정공 주입층 및 정공 수송층은 상술한 재료 중 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 한 층으로 구성될 수도 있고, 상이한 화합물로 이루어지는 복수의 정공 주입층 및 정공 수송층을 적층한 것일 수도 있다.
유기 반도체층은 발광층으로의 정공 주입 또는 전자 주입을 돕는 층이며, 10-10 S/cm 이상의 도전율을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 유기 반도체층의 재료로서는, 티오펜 함유 올리고머나 아릴아민 함유 올리고머 등의 도전성 올리고머, 아릴아민 함유 덴드리머 등의 도전성 덴드리머 등을 사용할 수 있다.
전자 주입층 및 전자 수송층은 발광층으로의 전자의 주입을 도와 발광 영역까지 수송하는 층이며, 전자 이동도가 크다. 또한, 부착 개선층은, 특히 음극과의 부착이 양호한 재료로 이루어지는 전자 주입층의 일종이다.
전자 수송층은 5 ㎚ 내지 5 ㎛의 막 두께에서 적절하게 선택되지만, 특히 막 두께가 두꺼울 때, 전압 상승을 회피하기 위해 104 내지 106 V/cm의 전계 인가시에 전자 이동도가 10-5 ㎠/Vs 이상인 것이 바람직하다.
전자 주입층 및 전자 수송층에 사용되는 재료로서는, 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체나 옥사디아졸 유도체가 바람직하다. 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체의 구체예로서는, 옥신(일반적으로 8-퀴놀리놀 또는 8-히드록시퀴놀린)의 킬레이트를 포함하는 금속 킬레이트 옥시노이드 화합물, 예를 들면 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄을 들 수 있다.
옥사디아졸 유도체로서는, 이하의 화학식으로 표시되는 전자 전달 화합물을 들 수 있다.
Figure 112010031060588-pct00039
(식 중, Ar301, Ar302, Ar303, Ar305, Ar306 및 Ar309는 각각 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, Ar304, Ar307, Ar308은 각각 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 나타냄)
여기서 아릴기로서는 페닐기, 비페닐기, 안트라닐기, 페릴레닐기, 피레닐기 등을 들 수 있다. 또한, 아릴렌기로서는 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐렌기, 안트라닐렌기, 페릴레닐렌기, 피레닐렌기 등을 들 수 있다. 또한, 치환기로서는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기 또는 시아노기 등을 들 수 있다. 이 전자 전달 화합물은 박막 형성성인 것이 바람직하다.
상기 전자 전달성 화합물의 구체예로서는, 하기의 것을 들 수 있다.
Figure 112010031060588-pct00040
(Me는 메틸기, t-Bu는 t-부틸기를 나타냄)
또한, 전자 주입층 및 전자 수송층에 사용되는 재료로서, 하기 화학식 E 내지 J로 표시되는 것도 사용할 수 있다.
하기 화학식 E 및 F로 표시되는 질소 함유 복소환 유도체.
<화학식 E>
Figure 112010031060588-pct00041
<화학식 F>
Figure 112010031060588-pct00042
(화학식 E 및 F 중, A311 내지 A313은 각각 질소 원자 또는 탄소 원자이고,
Ar311은 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 60(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 3 내지 60(바람직하게는 3 내지 20, 보다 바람직하게는 3 내지 14)의 헤테로아릴기이고, Ar311'는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 60(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 3 내지 60(바람직하게는 3 내지 20, 보다 바람직하게는 3 내지 14)의 헤테로아릴렌기이고, Ar312는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 60(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵탄소수 3 내지 60(바람직하게는 3 내지 20, 보다 바람직하게는 3 내지 14)의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20(바람직하게는 1 내지 12, 보다 바람직하게는 1 내지 8)의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20(바람직하게는 1 내지 12, 보다 바람직하게는 1 내지 8)의 알콕시기이되, 단, Ar311 및 Ar312 중 어느 1개는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 60(바람직하게는 10 내지 30, 보다 바람직하게는 10 내지 20)의 축합환기, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 3 내지 60(바람직하게는 3 내지 20, 보다 바람직하게는 3 내지 14)의 모노헤테로 축합환기이고,
L311, L312 및 L313은 각각 단결합, 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 60(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 핵탄소수 3 내지 60(바람직하게는 3 내지 20, 보다 바람직하게는 3 내지 14)의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이고,
R 및 R311은 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 60(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵탄소수 3 내지 60(바람직하게는 3 내지 20, 보다 바람직하게는 3 내지 14)의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20(바람직하게는 1 내지 12, 보다 바람직하게는 1 내지 8)의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20(바람직하게는 1 내지 12, 보다 바람직하게는 1 내지 8)의 알콕시기이고, n은 0 내지 5의 정수이고, n이 2 이상인 경우, 복수의 R은 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 R기끼리 결합하여 탄소환식 지방족환 또는 탄소환식 방향족환을 형성할 수도 있음)
하기 화학식 G로 표시되는 질소 함유 복소환 유도체.
<화학식 G>
Figure 112010031060588-pct00043
(식 중, HAr은 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 3 내지 40(바람직하게는 3 내지 30, 보다 바람직하게는 3 내지 24)의 질소 함유 복소환이고, L314는 단결합, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6 내지 60(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴렌기, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 3 내지 60(바람직하게는 3 내지 20, 보다 바람직하게는 3 내지 14)의 헤테로아릴렌기 또는 치환기를 가질 수도 있는 플루오레닐렌기이고, Ar321은 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6 내지 60(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 2가의 방향족 탄화수소기이고, Ar322는 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6 내지 60(바람직하게는 6 내지 20, 보다 바람직하게는 6 내지 14)의 아릴기 또는 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 3 내지 60(바람직하게는 3 내지 20, 보다 바람직하게는 3 내지 14)의 헤테로아릴기임)
하기 화학식 H로 표시되는 실라시클로펜타디엔 유도체.
<화학식 H>
Figure 112010031060588-pct00044
(식 중, X301 및 Y301은 각각 탄소수 1 내지 6의 포화 또는 불포화된 탄화수소기, 알콕시기, 알케닐옥시기, 알키닐옥시기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로환 또는 X와 Y가 결합하여 포화 또는 불포화된 환을 형성한 구조이고, R301 내지 R304는 각각 수소, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 퍼플루오로알킬기, 퍼플루오로알콕시기, 아미노기, 알킬카르보닐기, 아릴카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아조기, 알킬카르보닐옥시기, 아릴카르보닐옥시기, 알콕시카르보닐옥시기, 아릴옥시카르보닐옥시기, 술피닐기, 술포닐기, 술파닐기, 실릴기, 카르바모일기, 아릴기, 헤테로환기, 알케닐기, 알키닐기, 니트로기, 포르밀기, 니트로소기, 포르밀옥시기, 이소시아노기, 시아네이트기, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기 또는 시아노기이고, 이들 기는 치환될 수도 있고, 인접한 기가 치환 또는 비치환된 축합환을 형성할 수도 있음)
하기 화학식 I로 표시되는 보란 유도체.
<화학식 I>
Figure 112010031060588-pct00045
(식 중, R321 내지 R328 및 Z322는 각각 수소 원자, 포화 또는 불포화된 탄화수소기, 방향족 탄화수소기, 헤테로환기, 치환 아미노기, 치환 보릴기, 알콕시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, X302, Y302 및 Z321은 각각 포화 또는 불포화된 탄화수소기, 방향족 탄화수소기, 헤테로환기, 치환 아미노기, 알콕시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, Z321과 Z322는 서로 결합하여 축합환을 형성할 수도 있고, n은 1 내지 3의 정수를 나타내고, n 또는 (3-n)이 2 이상인 경우, R321 내지 R328, X302, Y302, Z322 및 Z321은 동일하거나 상이할 수 있되, 단, n이 1, X302, Y302 및 R322가 메틸기이고, R328이 수소 원자 또는 치환 보릴기의 화합물, 및 n이 3이고, Z321이 메틸기인 화합물을 포함하지 않음)
하기 화학식 J로 표시되는 갈륨 착체.
<화학식 J>
Figure 112010031060588-pct00046
(식 중, Q301 및 Q302는 각각 하기 화학식 K로 표시되는 배위자를 나타내고, L315는 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 복소환기, -OR(R은 수소 원자, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 복소환기임) 또는 -O-Ga-Q303(Q304)(Q303 및 Q304는 Q301 및 Q302와 동일함)로 표시되는 배위자를 나타냄)
<화학식 K>
Figure 112010031060588-pct00047
(식 중, 환 A301 및 A302는 각각 치환기를 가질 수도 있는 서로 축합한 6원 아릴환 구조임)
이 금속 착체는 n형 반도체로서의 성질이 강하고, 전자 주입 능력이 크다. 나아가서는, 착체 형성시의 생성 에너지도 낮기 때문에, 형성한 금속 착체의 금속과 배위자의 결합성도 강고해지고, 발광 재료로서의 형광 양자 효율도 크다.
화학식 K의 배위자를 형성하는 환 A301 및 A302의 치환기의 구체적인 예를 들면, 염소, 브롬, 요오드, 불소의 할로겐 원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, s-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 트리클로로메틸기 등의 치환 또는 비치환된 알킬기, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 안트라닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 피레닐기, 3-메틸페닐기, 3-메톡시페닐기, 3-플루오로페닐기, 3-트리클로로메틸페닐기, 3-트리플루오로메틸페닐기, 3-니트로페닐기 등의 치환 또는 비치환된 아릴기, 메톡시기, n-부톡시기, t-부톡시기, 트리클로로메톡시기, 트리플루오로에톡시기, 펜타플루오로프로폭시기, 2,2,3,3-테트라플루오로프로폭시기, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로폭시기, 6-(퍼플루오로에틸)헥실옥시기 등의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 페녹시기, p-니트로페녹시기, p-t-부틸페녹시기, 3-플루오로페녹시기, 펜타플루오로페녹시기, 3-트리플루오로메틸페녹시기 등의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 메틸티오기, 에틸티오기, t-부틸티오기, 헥실티오기, 옥틸티오기, 트리플루오로메틸티오기 등의 치환 또는 비치환된 알킬티오기, 페닐티오기, p-니트로페닐티오기, p-t-부틸페닐티오기, 3-플루오로페닐티오기, 펜타플루오로페닐티오기, 3-트리플루오로메틸페닐티오기 등의 치환 또는 비치환된 아릴티오기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 메틸아미노기, 디메틸아미노기, 에틸아미노기, 디에틸아미노기, 디프로필아미노기, 디부틸아미노기, 디페닐아미노기 등의 모노 또는 디 치환 아미노기, 비스(아세톡시메틸)아미노기, 비스(아세톡시에틸)아미노기, 비스(아세톡시프로필)아미노기, 비스(아세톡시부틸)아미노기 등의 아실아미노기, 수산기, 실록시기, 아실기, 카르바모일기, 메틸카르바모일기, 디메틸카르바모일기, 에틸카르바모일기, 디에틸카르바모일기, 프로필카르바모일기, 부틸카르바모일기, 페닐카르바모일기 등의 치환 또는 비치환된 카르바모일기, 카르복실산기, 술폰산기, 이미드기, 시클로펜탄기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 인돌리닐기, 퀴놀리닐기, 아크리디닐기, 피롤리디닐기, 디옥사닐기, 피페리디닐기, 모르폴리닐기, 피페라지닐기, 카르바졸릴기, 푸라닐기, 티오페닐기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 트리아졸릴기, 이미다졸릴기, 벤조이미다졸릴기 등의 복소환기 등이 있다.
또한, 이상의 치환기끼리 결합하여 6원 아릴환 또는 복소환을 형성할 수도 있다.
유기 EL 소자의 바람직한 형태에서는, 전자를 수송하는 영역 또는 음극과 유기층의 계면 영역에 환원성 도펀트를 함유한다. 여기서, 환원성 도펀트란, 전자 수송성 화합물을 환원할 수 있는 물질로 정의된다. 따라서, 일정한 환원성을 갖는 것이면 다양한 것이 사용되며, 예를 들면 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토류 금속의 산화물, 알칼리 토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물 또는 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 탄산염, 알칼리 토류 금속의 탄산염, 희토류 금속의 탄산염, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리 토류 금속의 유기 착체, 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 구체적으로 바람직한 환원성 도펀트로서는, Na(일함수: 2.36 eV), K(일함수: 2.28 eV), Rb(일함수: 2.16 eV) 및 Cs(일함수: 1.95 eV)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속이나, Ca(일함수: 2.9 eV), Sr(일함수: 2.0 내지 2.5 eV) 및 Ba(일함수: 2.52 eV)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 토류 금속을 들 수 있다. 일함수가 2.9 eV 이하인 것이 특히 바람직하다. 이들 중에서 보다 바람직한 환원성 도펀트는, K, Rb 및 Cs로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속이고, 더욱 바람직하게는 Rb 또는 Cs이고, 가장 바람직하게는 Cs이다. 이들 알칼리 금속은 특히 환원 능력이 높고, 전자 주입역으로의 비교적 소량의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화가 도모된다. 또한, 일함수가 2.9 eV 이하인 환원성 도펀트로서 이들 2종 이상의 알칼리 금속의 조합도 바람직하고, 특히 Cs를 포함한 조합, 예를 들면 Cs와 Na, Cs와 K, Cs와 Rb 또는 Cs와 Na와 K의 조합인 것이 바람직하다. Cs를 조합하여 포함함으로써 환원 능력을 효율적으로 발휘할 수 있으며, 전자 주입역으로의 첨가에 의해 유기 EL 소자에서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화가 도모된다.
음극과 유기층 사이에 절연체나 반도체로 구성되는 전자 주입층을 추가로 설치할 수도 있다. 이러한 층에 의해, 전류의 누설을 유효하게 방지하여 전자 주입성을 향상시킬 수 있다. 전자 주입층이 절연성 박막이면, 보다 균질한 박막이 형성되기 때문에 다크 스폿 등의 화소 결함을 감소시킬 수 있다.
절연체로서는, 알칼리 금속 칼코게나이드, 알칼리 토류 금속 칼코게나이드, 알칼리 금속의 할로겐화물 및 알칼리 토류 금속의 할로겐화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 전자 주입층이 이들 알칼리 금속 칼코게나이드 등으로 구성되어 있으면, 전자 주입성을 더욱 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 구체적으로 바람직한 알칼리 금속 칼코게나이드로서는, 예를 들면 Li2O, K2O, Na2S, Na2Se 및 Na2O를 들 수 있으며, 바람직한 알칼리 토류 금속 칼코게나이드로서는, 예를 들면 CaO, BaO, SrO, BeO, BaS 및 CaSe를 들 수 있다. 또한, 바람직한 알칼리 금속의 할로겐화물로서는, 예를 들면 LiF, NaF, KF, CsF, LiCl, KCl 및 NaCl 등을 들 수 있다. 또한, 바람직한 알칼리 토류 금속의 할로겐화물로서는, 예를 들면 CaF2, BaF2, SrF2, MgF2 및 BeF2와 같은 불화물이나, 불화물 이외의 할로겐화물을 들 수 있다.
또한, 전자 주입층을 구성하는 반도체로서는, Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Li, Na, Cd, Mg, Si, Ta, Sb 및 Zn 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 산화물, 질화물 또는 산화 질화물 등의 1종 단독 또는 2종 이상의 조합을 들 수 있다. 또한, 전자 주입층을 구성하는 무기 화합물은, 미결정 또는 비정질의 절연성 박막인 것이 바람직하다.
음극으로서는, 일함수가 작은(예를 들면, 4 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 전극 물질로 하는 것이 사용된다. 이러한 전극 물질의 구체예로서는, 나트륨, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘, 리튬, 세슘, 마그네슘ㆍ은 합금, 알루미늄/산화알루미늄, Al/Li2O, Al/LiO, Al/LiF, 알루미늄ㆍ리튬 합금, 인듐, 희토류 금속 등을 들 수 있다.
음극은 이들 전극 물질로부터 증착이나 스퍼터링 등에 의해 제조할 수 있다.
발광층으로부터의 발광을 음극으로부터 취출하는 경우, 음극의 발광에 대한 투과율은 10 ％보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 음극으로서의 시트 저항은 수백 Ω/□ 이하가 바람직하고, 막 두께는 통상적으로 10 ㎚ 내지 1 ㎛, 바람직하게는 50 내지 200 ㎚이다.
일반적으로 유기 EL 소자는 초박막에 전계를 인가하기 때문에, 누설이나 쇼트에 의한 화소 결함이 발생하기 쉽다. 이것을 방지하기 위해, 한 쌍의 전극 사이에 절연성의 박막층을 삽입할 수도 있다.
절연층에 사용하는 재료로서는, 예를 들면 산화알루미늄, 불화리튬, 산화리튬, 불화세슘, 산화세슘, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 산화칼슘, 불화칼슘, 질화알루미늄, 산화티탄, 산화규소, 산화게르마늄, 질화규소, 질화붕소, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화바나듐 등을 들 수 있다. 이들의 혼합물이나 적층물을 사용할 수도 있다.
유기 EL 소자를 제조하는 방법에 대해서는, 예를 들면 상기한 재료 및 방법에 의해 양극으로부터 필요한 층을 순차적으로 형성하고, 마지막으로 음극을 형성할 수 있다. 또한, 음극으로부터 양극으로 역의 순서로 유기 EL 소자를 제조할 수도 있다.
이하, 투광성 기판 위에 양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극이 순차적으로 설치된 구성의 유기 EL 소자의 제조예에 대하여 설명한다.
우선, 투광성 기판 위에 양극 재료로 이루어지는 박막을 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 형성하여, 양극으로 한다. 이어서, 이 양극 위에 정공 주입층을 설치한다. 정공 주입층의 형성은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, LB법 등의 방법에 의해 행할 수 있지만, 균질한 막이 얻어지기 쉽고, 핀홀이 발생하기 어렵다는 등의 점에서 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 진공 증착법에 의해 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 사용하는 화합물(정공 주입층의 재료), 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 등에 따라 상이하지만, 일반적으로 증착원 온도 50 내지 450 ℃, 진공도 10-7 내지 10-3 Torr, 증착 속도 0.01 내지 50 ㎚/초, 기판 온도 -50 내지 300 ℃에서 적절하게 선택하는 것이 바람직하다.
이어서, 정공 주입층 위에 발광층을 설치한다. 발광층의 형성도, 진공 증착법, 스퍼터링, 스핀 코팅법, 캐스팅법 등의 방법에 의해 발광 재료를 박막화함으로써 형성할 수 있지만, 균질한 막이 얻어지기 쉽고, 핀홀이 발생하기 어렵다는 등의 점에서 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 진공 증착법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 사용하는 화합물에 따라 상이하지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 동일한 조건 범위 중으로부터 선택할 수 있다.
이어서, 발광층 위에 전자 주입층을 설치한다. 이 경우에도 정공 주입층, 발광층과 마찬가지로, 균질한 막을 얻기 위해 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 증착 조건은 정공 주입층, 발광층과 동일한 조건 범위에서 선택할 수 있다.
또한, 마지막으로 음극을 적층하여 유기 EL 소자를 얻을 수 있다. 음극은 증착법, 스퍼터링에 의해 형성할 수 있다. 바탕의 유기물층을 제막시의 손상으로부터 보호하기 위해서는, 진공 증착법이 바람직하다.
이상의 유기 EL 소자의 제조는, 1회의 탈기로 일관적으로 양극으로부터 음극까지 제조하는 것이 바람직하다.
유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 화합물을 함유하는 유기 박막층은, 진공 증착법, 분자선 증착법(MBE법) 또는 본 발명의 화합물을 용매에 용해한 용액의 침지법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법 등의 도포법에 의한 공지된 방법으로 형성할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.
합성예 1
[벤조[g]크리센의 합성]
벤조[g]크리센을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00048
아르곤 분위기하에 9-브로모페난트렌 25.7 g, 2-포르밀페닐보론산 16.5 g 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 2.31 g을 플라스크에 투입하였다. 이 플라스크에 디메틸에테르(DME) 340 mL 및 2 M 탄산나트륨 수용액 170 mL를 첨가하고, 8 시간 동안 가열 환류 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 수층을 제거하고, 분리한 유기층을 물, 포화 식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 황산마그네슘을 여과 분별한 후, 유기층을 농축하였다. 얻어진 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 9-(2-포르밀페닐)페난트렌 25.0 g(수율 89 ％)을 얻었다.
아르곤 분위기하에, 얻어진 9-(2-포르밀페닐)페난트렌 25.0 g, 메톡시메틸트리페닐포스포늄클로라이드 33.4 g 및 테트라히드로푸란(THF) 300 mL를 플라스크에 투입하였다. 실온에서 교반 중, 플라스크에 t-부톡시칼륨 11.9 g을 첨가하였다. 실온에서 추가로 2 시간 동안 교반한 후, 물 200 mL를 첨가하였다. 반응 용액을 디에틸에테르로 추출하고, 수층을 제거하고, 분리한 유기층을 물, 포화 식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 황산마그네슘을 여과 분별한 후, 유기층을 농축하였다. 얻어진 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 9-(2-포르밀페닐)페난트렌 24.0 g(수율 87 ％)을 얻었다.
얻어진 9-(2-포르밀페닐)페난트렌 24.0 g 및 디클로로메탄 100 mL를 플라스크에 투입하였다. 실온에서 교반 중에 플라스크에 메탄술폰산을 파스퇴르 피펫으로 6 방울 첨가하였다. 실온에서 추가로 8 시간 동안 교반하고, 반응 종료 후 10 ％ 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하였다. 수층을 제거하고, 분리한 유기층을 물, 포화 식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 황산마그네슘을 여과 분별한 후, 유기층을 농축하였다. 얻어진 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 벤조[g]크리센 5.21 g(수율 25 ％)을 얻었다.
합성예 2
[10-브로모벤조[g]크리센의 합성]
합성예 1에서 제조한 벤조[g]크리센 5.21 g 및 N,N-디메틸포름아미드 50 mL를 플라스크에 투입하고, N-브로모숙신이미드 4.00 g이 용해된 N,N-디메틸포름아미드 10 mL 용액을 첨가하였다. 80 ℃에서 8 시간 동안 가열 교반하고, 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물 200 mL 중에 부었다. 석출된 고체를 여과 분리하고, 물, 메탄올로 세정하였다. 얻어진 고체를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 10-브로모벤조[g]크리센 5.87 g(수율 88 ％)을 얻었다.
합성예 3
[벤조[g]크리센-10-보론산의 합성]
아르곤 분위기하에, 합성예 2에서 제조한 10-브로모벤조[g]크리센 5.87 g을 플라스크에 투입하고, 탈수 에테르 100 mL를 첨가하였다. 반응 용액을 -40 ℃까지 냉각하고, 1.6 M의 n-부틸리튬의 헥산 용액 11 mL를 첨가하고, 0 ℃까지 승온시킨 후, 1 시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 -60 ℃까지 냉각하고, 붕산트리이소프로필 7.72 g이 용해된 탈수 에테르 10 mL 용액을 적하하였다. 반응 용액을 실온까지 승온시키면서 5 시간 동안 교반을 계속하였다. 10 ％ 염산 수용액 50 mL를 첨가하고, 추가로 1 시간 동안 교반하였다. 수층을 제거하고, 분리한 유기층을 물, 포화 식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 황산마그네슘을 여과 분별한 후, 유기층을 농축하였다. 얻어진 고체를 헥산으로 세정하여, 벤조[g]크리센-10-보론산 3.18 g(수율 60 ％)을 얻었다.
실시예 1
화합물 1을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00049
아르곤 분위기하에, 플라스크에 9,10-디브로모안트라센 3.34 g, 합성예 3에서 제조한 벤조[g]크리센-10-보론산 7.73 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.462 g, 톨루엔 80 mL 및 2 M 탄산나트륨 수용액 40 mL를 투입하고, 8 시간 동안 환류 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 톨루엔으로 추출하였다. 수층을 제거하고, 분리한 유기층을 물, 포화 식염수로 순차적으로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 황산마그네슘을 여과 분별한 후, 유기층을 농축하였다. 얻어진 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 담황색 결정 4.38 g을 얻었다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 상기 화합물 1이라는 것이 확인되었다.
실시예 2
화합물 2를 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00050
아르곤 분위기하에, 합성예 2에서 제조한 10-브로모벤조[g]크리센 3.57 g, 공지된 방법으로 합성한 10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 4.18 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.231 g, 톨루엔 40 mL 및 2 M 탄산나트륨 수용액 20 mL를 플라스크에 투입하고, 8 시간 동안 환류 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 톨루엔으로 추출하였다. 수층을 제거하고, 분리한 유기층을 물, 포화 식염수로 순차적으로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 황산마그네슘을 여과 분별한 후, 유기층을 농축하였다. 얻어진 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 담황색 결정 4.06 g을 얻었다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 2라는 것이 확인되었다.
실시예 3
화합물 3을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00051
10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 대신에 공지된 방법으로 합성한 10-[4-(1-나프틸)페닐]안트라센-9-보론산을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 결정을 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 3이라는 것이 확인되었다.
실시예 4
화합물 4를 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00052
10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 대신에 공지된 방법으로 합성한 10-[3-(2-나프틸)페닐]안트라센-9-보론산을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 결정을 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 4라는 것이 확인되었다.
합성예 4
[10-(3-브로모페닐)벤조[g]크리센의 합성]
10-(3-브로모페닐)벤조[g]크리센을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00053
아르곤 분위기하에, 합성예 3에서 제조한 벤조[g]크리센-10-보론산 3.86 g, 3-브로모요오도벤젠 2.83 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.231 g, 톨루엔 40 mL 및 2 M 탄산나트륨 수용액 20 mL를 플라스크에 투입하고, 8 시간 동안 환류 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 톨루엔으로 추출하였다. 수층을 제거하고, 분리한 유기층을 물, 포화 식염수로 순차적으로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 황산마그네슘을 여과 분별한 후, 유기층을 농축하였다. 얻어진 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 10-(3-브로모페닐)벤조[g]크리센 4.12 g(95 ％)을 얻었다.
실시예 5
화합물 5를 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00054
10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 대신에 10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산을, 10-브로모벤조[g]크리센 대신에 합성예 4에서 제조한 10-(3-브로모페닐)벤조[g]크리센을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 결정을 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 5라는 것이 확인되었다.
실시예 6
화합물 6을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00055
10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 대신에 10-[4-(1-나프틸)페닐]안트라센-9-보론산을, 10-브로모벤조[g]크리센 대신에 합성예 4에서 제조한 10-(3-브로모페닐)벤조[g]크리센을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 결정을 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 6이라는 것을 확인되었다.
실시예 7
화합물 7을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00056
10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 대신에 10-[3-(2-나프틸)페닐]안트라센-9-보론산을, 10-브로모벤조[g]크리센 대신에 합성예 4에서 제조한 10-(3-브로모페닐)벤조[g]크리센을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 결정을 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 7이라는 것이 확인되었다.
실시예 8
화합물 8을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00057
10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 대신에 10-[3-(2-나프틸)페닐]안트라센-9-보론산을, 10-브로모벤조[g]크리센 대신에 합성예 4와 동일한 방법으로 제조한 10-(4-브로모페닐)벤조[g]크리센을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 결정을 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 8이라는 것이 확인되었다.
실시예 9
화합물 9를 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00058
10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 대신에 10-[3-(1-나프틸)페닐]안트라센-9-보론산을, 10-브로모벤조[g]크리센 대신에 합성예 4와 동일한 방법으로 제조한 10-(4-브로모페닐)벤조[g]크리센을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 결정을 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 9라는 것이 확인되었다.
실시예 10
화합물 10을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00059
10-(2-나프틸)안트라센-9-보론산 대신에 10-[3-(디벤조푸란-2-일)페닐]안트라센-9-보론산을, 10-브로모벤조[g]크리센 대신에 합성예 4와 동일한 방법으로 제조한 10-(4-브로모페닐)벤조[g]크리센을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 결정을 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 10이라는 것이 확인되었다.
실시예 11
화합물 11을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00060
(1) 2-페닐안트라센의 합성
아르곤 분위기하에 페닐보론산 14.5 g, 2-브로모안트라센 25.7 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 4.62 g, 톨루엔 400 mL, 2 M 탄산나트륨 수용액 200 mL를 투입하고, 8 시간 동안 환류 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 석출된 결정을 여과 취출하였다. 얻어진 고체를 톨루엔-헥산을 사용하여 재결정, 세정을 반복하여, 2-페닐안트라센 19.1 g(수율 75 ％)을 얻었다.
(2) 9,10-디브로모-2-페닐안트라센의 합성
2-페닐안트라센 19.1 g을 N,N-디메틸포름아미드 200 mL에 가열 용해시키고, N-브로모숙신이미드 29.4 g의 N,N-디메틸포름아미드 20 mL 용액을 첨가하고, 60 ℃에서 6 시간 동안 가열 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물 1 L 중에 부었다. 얻어진 고체를 메탄올, 물, 메탄올로 순차적으로 세정한 후, 톨루엔-헥산으로 재결정, 세정을 반복하여, 9,10-디브로모-2-페닐안트라센 24.8 g(수율 80 ％)을 얻었다.
(3) 화합물 11의 합성
아르곤 분위기하에 9,10-디브로모-2-페닐안트라센 2.06 g, 벤조[g]크리센-10-보론산 2.98 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.231 g, 톨루엔 40 mL, 2 M 탄산나트륨 수용액 20 mL를 투입하고, 8 시간 동안 환류 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 석출된 결정을 여과 취출하였다. 얻어진 결정을 메탄올, 물, 메탄올로 세정한 후, 톨루엔으로 재결정하여, 황색 결정 3.02 g을 얻었다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과 화합물 11이었으며, 분자량 806.30에 대하여 m/e=806이라는 것이 확인되었다.
실시예 12
화합물 12를 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00061
(1) 4-[벤조[g]크리센-10-일]페닐보론산의 합성
아르곤 분위기하에, 합성예 4와 동일한 방법으로 제조한 10-(4-브로모페닐)벤조[g]크리센 8.64 g을 플라스크에 투입하고, 탈수 에테르 400 mL를 첨가하였다. 반응 용액을 -40 ℃까지 냉각하고, 1.6 M의 n-부틸리튬의 헥산 용액 14 mL를 첨가하고, 0 ℃까지 승온시킨 후 1 시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 -60 ℃까지 냉각하고, 붕산트리이소프로필 9.41 g이 용해된 탈수 에테르 20 mL 용액을 적하하였다. 반응 용액을 실온까지 승온시키면서 5 시간 동안 교반을 계속하였다. 10 ％ 염산 수용액 100 mL를 첨가하고, 추가로 1 시간 동안 교반하였다. 수층을 제거하고, 분리한 유기층을 물, 포화 식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 황산마그네슘을 여과 분별한 후, 유기층을 농축하였다. 얻어진 고체를 헥산으로 세정하여, 4-[벤조[g]크리센-10-일]페닐보론산 4.78 g(수율 60 ％)을 얻었다.
(2) 화합물 12의 합성
화합물 11의 합성에서, 벤조[g]크리센-10-보론산 대신에 4-[벤조[g]크리센-10-일]페닐보론산을 사용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과 화합물 12였으며, 분자량 958.36에 대하여 m/e=958이라는 것이 확인되었다.
실시예 13
화합물 13을 이하의 합성 반응식에 따라 합성하였다.
Figure 112010031060588-pct00062
(1) 10-(2-안트릴)벤조[g]크리센의 합성
아르곤 분위기하에 벤조[g]크리센-10-보론산 7.08 g, 2-브로모안트라센 5.14 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.462 g, 1,2-디메톡시에탄 30 mL, 2 M 탄산나트륨 수용액 15 mL를 투입하고, 8 시간 동안 환류 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 석출된 결정을 여과 취출하였다. 얻어진 고체를 톨루엔-헥산을 사용하여 재결정, 세정을 반복하여, 10-(2-안트릴)벤조[g]크리센 6.81 g(수율 75 ％)을 얻었다.
(2) 10-(9,10-디브로모안트라센-2-일)벤조[g]크리센의 합성
10-(2-안트릴)벤조[g]크리센 6.81 g을 N,N-디메틸포름아미드 100 mL에 가열 용해시키고, N-브로모숙신이미드 5.87 g의 N,N-디메틸포름아미드 10 mL 용액을 첨가하고, 60 ℃에서 6 시간 동안 가열 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물 1 L 중에 부었다. 얻어진 고체를 메탄올, 물, 메탄올로 순차적으로 세정한 후, 톨루엔-헥산으로 재결정, 세정을 반복하여, 10-(9,10-디브로모안트라센-2-일)벤조[g]크리센 7.35 g(수율 80 ％)을 얻었다.
(3) 화합물 13의 합성
아르곤 분위기하에 10-(9,10-디브로모안트라센-2-일)벤조[g]크리센 6.12 g, 2-나프탈렌보론산 3.78 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.462 g, 1,2-디메톡시에탄 40 mL, 2 M 탄산나트륨 수용액 20 mL를 투입하고, 8 시간 동안 환류 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 석출된 결정을 여과 분별하였다. 얻어진 결정을 메탄올, 물, 메탄올로 세정한 후, 톨루엔으로 재결정하여, 황색 결정 4.59 g을 얻었다. 얻어진 결정은 매스 스펙트럼 분석의 결과 화합물 13이었으며, 분자량 706.27에 대하여 m/e=706이라는 확인되었다.
실시예 14
[유기 EL 소자의 제조]
25 ㎜×75 ㎜×1.1 ㎜ 두께의 ITO 투명 전극(양극) 부착 유리 기판(지오매틱사 제조)을 이소프로필 알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행하였다. 세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 위에 투명 전극을 덮도록 하여 막 두께 60 ㎚의 화합물 A-1로 이루어지는 막(A-1막)을 성막하였다. A-1막의 성막에 이어서, 이 A-1막 위에 막 두께 20 ㎚의 화합물 A-2로 이루어지는 막(A-2막)을 성막하였다.
이어서, A-2막 위에, 실시예 1에서 제조한 화합물 1 및 아릴아민 유도체 D-1을 40:2의 중량비로 막 두께 40 ㎚로 성막하여 청색계 발광층으로 하였다.
청색계 발광층 위에, 막 두께 20 ㎚로 화합물 Alq를 증착하여 성막함으로써 전자 수송층으로 하였다. 이 후, LiF를 막 두께 1 ㎚로 성막하였다. 이 LiF막 위에 금속 Al을 150 ㎚ 증착시켜 금속 음극을 형성하여 유기 EL 발광 소자를 제조하였다.
Figure 112010031060588-pct00063
제조한 유기 EL 소자에 대하여, 전류 밀도 10 mA/㎠에서의 구동 전압 및 초기 휘도 1000 nit, 실온, DC 정전류 구동에서의 발광의 반감 수명을 측정하였다. 또한, 제조한 유기 EL 소자에 소정의 전압을 인가하고, 이 때의 전류값을 측정함과 동시에, 휘도계(미놀타사 제조, 분광 휘도 방사계 CS-1000)로 발광 휘도값과 CIE1931 색도 좌표를 측정하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 15
화합물 1 대신에 화합물 2를 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 16
화합물 1 대신에 화합물 3을 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 17
화합물 1 대신에 화합물 4를 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 18
화합물 1 대신에 화합물 5를 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 19
화합물 1 대신에 화합물 6을 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 20
화합물 1 대신에 화합물 7을 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 21
화합물 1 대신에 화합물 8을 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 22
화합물 1 대신에 화합물 9를 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 23
화합물 1 대신에 화합물 10을 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 1
화합물 1 대신에 화합물 B를 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112010031060588-pct00064
Figure 112010031060588-pct00065
실시예 24
25 ㎜×75 ㎜×1.1 ㎜ 두께의 ITO 투명 전극(양극) 부착 유리 기판(지오매틱사 제조)을 이소프로필 알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행하였다. 세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 위에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 막 두께 60 ㎚의 화합물 A-1을 성막하였다. A-1막의 성막에 이어서, 이 A-1막 위에 막 두께 20 ㎚의 A-2를 성막하였다.
또한, 이 A-2막 위에 막 두께 40 ㎚로 실시예 11에서 제조한 화합물 11과 하기 구조의 화합물 D-2를 40:2의 막 두께비로 성막하여 청색계 발광층으로 하였다.
이 막 위에 전자 수송층으로서 막 두께 20 ㎚로 하기 구조의 Alq를 증착에 의해 성막하였다. 이 후, LiF를 막 두께 1 ㎚로 성막하였다. 이 LiF막 위에 금속 Al을 150 ㎚ 증착시켜 금속 음극을 형성함으로써, 유기 EL 발광 소자를 형성하였다.
Figure 112010031060588-pct00066
제조한 유기 EL 소자에 대하여, 전류 밀도 10 mA/㎠에서의 구동 전압 및 초기 휘도 1000 nit, 실온, DC 정전류 구동에서의 발광의 반감 수명을 측정하였다. 또한, 제조한 유기 EL 소자에 소정의 전압을 인가하고, 이 때의 전류값을 측정함과 동시에, 휘도계(미놀타사 제조, 분광 휘도 방사계 CS-1000)로 발광 휘도값과 CIE1931 색도 좌표를 측정하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 25
화합물 11 대신에 화합물 12를 사용한 것 이외에는, 실시예 24와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 26
화합물 11 대신에 화합물 13을 사용한 것 이외에는, 실시예 24와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 27
D-2 대신에 D-3을 사용한 것 이외에는, 실시예 24와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112010031060588-pct00067
실시예 28
D-2 대신에 D-3을 사용한 것 이외에는, 실시예 25와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 29
D-2 대신에 D-3을 사용한 것 이외에는, 실시예 26과 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
비교예 2
화합물 11 대신에 화합물 B를 사용한 것 이외에는, 실시예 24와 동일하게 유기 EL 소자를 제조하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112010031060588-pct00068
본 발명의 축합 방향환 유도체는 유기 EL 소자용 재료, 특히 발광 재료로서 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 평면 발광체나 디스플레이의 백 라이트 등의 광원, 휴대 전화, PDA, 카 내비게이션, 차의 인스트루먼트 패널 등의 표시부, 조명 등에 바람직하게 사용할 수 있다.
본 명세서에 기재된 문헌의 내용을 모두 여기에 원용한다.

Claims (18)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 축합 방향환 유도체.
    <화학식 1>
    Figure 112010031060588-pct00069

    (식 중, Ra, Rb는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
    p는 1 내지 13의 정수를 나타내고, q는 1 내지 8의 정수를 나타내고,
    p가 2 이상인 경우, 복수의 Ra는 각각 동일하거나 상이할 수 있고,
    q가 2 이상인 경우, 복수의 Rb는 각각 동일하거나 상이할 수 있고,
    L1은 단결합, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 연결기이며,
    Ar1은 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 5 내지 50의 헤테로아릴기를 나타냄)
  2. 제1항에 있어서, 하기 화학식 2로 표시되는 축합 방향환 유도체.
    <화학식 2>
    Figure 112010031060588-pct00070

    (식 중, Ra, Rb, p, q, L1 및 Ar1은 상기 화학식 1과 동일함)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, L1이 단결합이고, Ar1이 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기인 축합 방향환 유도체.
  4. 제3항에 있어서, Ar1이 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기인 축합 방향환 유도체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, L1이 단결합이고, Ar1이 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기인 축합 방향환 유도체.
    <화학식 3>
    Figure 112010031060588-pct00071

    (식 중, Rc는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
    Ar2는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기를 나타내고,
    r은 1 내지 4의 정수를 나타내고,
    r이 2 이상인 경우, 복수의 Rc는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rc끼리 환을 형성할 수도 있음)
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, L1이 하기 화학식 4로 표시되는 연결기이고, Ar1이 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기인 축합 방향환 유도체.
    <화학식 3>
    Figure 112010031060588-pct00072

    (식 중, Rc는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
    Ar2는 치환 또는 비치환된 핵탄소수 6 내지 50의 아릴기를 나타내고,
    r은 1 내지 4의 정수를 나타내고,
    r이 2 이상인 경우, 복수의 Rc는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rc끼리 환을 형성할 수도 있음)
    <화학식 4>
    Figure 112010031060588-pct00073

    (식 중, Rd는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
    s는 1 내지 4의 정수를 나타내고,
    s가 2 이상인 경우, 복수의 Rd는 각각 동일하거나 상이할 수 있음)
  7. 제5항에 있어서, Ar2가 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기인 축합 방향환 유도체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, L1이 하기 화학식 4로 표시되는 연결기이고, Ar1이 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기인 축합 방향환 유도체.
    <화학식 4>
    Figure 112010031060588-pct00074

    (식 중, Rd는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고,
    s는 1 내지 4의 정수를 나타내고,
    s가 2 이상인 경우, 복수의 Rd는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 인접하는 복수의 Rd끼리 환을 형성할 수도 있음)
  9. 제8항에 있어서, Ar1이 치환 또는 비치환된 나프틸기인 축합 방향환 유도체.
  10. 제1항 또는 제2항에 기재된 축합 방향환 유도체를 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료.
  11. 제10항에 있어서, 발광 재료인 유기 전계 발광 소자용 재료.
  12. 양극 및 음극과,
    상기 양극 및 음극 사이에 협지되어 있는, 발광층을 포함하는 하나 이상의 유기 박막층을 갖고,
    상기 유기 박막층 중 적어도 한 층이 제1항 또는 제2항에 기재된 축합 방향환 유도체를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서, 상기 발광층이 상기 축합 방향환 유도체를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
  14. 제13항에 있어서, 상기 축합 방향환 유도체가 호스트 재료인 유기 전계 발광 소자.
  15. 제12항에 있어서, 상기 발광층이 추가로 형광성 도펀트 및 인광성 도펀트 중 적어도 하나를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
  16. 제15항에 있어서, 상기 형광성 도펀트가 아릴아민 화합물인 유기 전계 발광 소자.
  17. 제15항에 있어서, 상기 형광성 도펀트가 스티릴아민 화합물인 유기 전계 발광 소자.
  18. 제6항에 있어서, Ar2가 치환 또는 비치환된 핵탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기인 축합 방향환 유도체.
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