KR101556432B1

KR101556432B1 - 유기 전계 발광 소자

Info

Publication number: KR101556432B1
Application number: KR1020117011178A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 하야시
Original assignee: 유디씨 아일랜드 리미티드
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2015-10-01
Also published as: TW201026698A; JP5416944B2; JP2010103306A; WO2010047279A1; TWI473805B; KR20110091679A

Abstract

발광층이 전자 수송성 인광 발광 재료를 함유하고, 발광층과 음극 사이에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물을 함유하는 전자 수송층을 갖는 유기 전계 발광 소자.
[화학식 1]

(A¹ ∼ A³ 은 서로 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다. Ar¹ 은 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, Ar² 는 수소 원자, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬기 또는 알콕시기이다. 단, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은, 축합 고리기, 또는 모노헤테로 축합 고리기이다. L¹ 및 L² 는 각각 독립적으로 단결합, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 는 플루오레닐렌기이다. R 은 수소 원자, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬기, 또는 알콕시기이고, n 은 0 ∼ 5 의 정수이다).

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}

본 발명은 풀 컬러 디스플레이, 백라이트, 조명 광원 등의 면 광원이나 프린터 등의 광원 어레이 등에 유효하게 이용할 수 있는 유기 전계 발광 소자 (이하, 유기 EL 소자라고 부르는 경우가 있다) 에 관한 것이다.

요즈음, 여러 가지 표시 소자에 관한 연구개발이 활발하고, 그 중에서도 유기 EL 소자는 저전압에서 고휘도의 발광을 얻을 수 있기 때문에, 유망한 표시 소자로서 주목받고 있다.

유기 EL 소자는 발광층 혹은 발광층을 포함하는 복수의 유기층과, 유기층을 사이에 둔 대향 전극으로 구성되어 있다. 유기 EL 소자는 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 유기층에서 재결합하여, 생성된 여기자로부터의 발광, 및 상기 여기자로부터 에너지 이동하여 생성된 다른 분자의 여기자로부터의 발광 중 적어도 일방을 이용한 발광을 얻기 위한 소자이다.

지금까지 유기 EL 소자는, 기능을 분리한 적층 구조를 사용함으로써, 휘도 및 소자 효율이 크게 개선되어 발전해 왔다. 예를 들어, 전자 수송층과 발광층, 또는 정공 수송층과 발광층을 적층한 2 층 적층형 소자, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 적층한 3 층 적층형 소자, 및 정공 수송층, 발광층, 정공 저지 층 및 전자 수송층을 적층한 4 층 적층형 소자가 자주 사용된다.

그러나, 유기 EL 소자의 실용화에는 추가로 구동 전압의 저하, 발광 효율의 향상이 요구되고 있다.

예를 들어, 음극으로부터 전자 주입 및 전자 수송을 촉진시키기 위한 전자 수송 재료의 탐색이나, 양극에서 정공 주입 및 정공 수송을 촉진하기 위한 정공 수송 재료의 탐색이 진행되고 있다. 특히, 음극으로부터 신속하게 전자를 주입할 수 있고, 전자 수송성이 우수한 전자 수송 재료가 개시되어 있다. 예를 들어, 특정 구조의 함질소 복소 고리 유도체가 전자 수송 재료로서 전자 수송성이 우수한 전자 수송 재료로서 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 에 개시되어 있는 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 유도체는 전자 수송 재료로서 발광층, 전자 주입층, 전자 수송층 등에 함유되고, 저전압에서 높은 발광 효율이 얻어지는 것으로 되어 있다. 발광 재료로서, 형광 발광 재료인 4',4"-비스(2,2-디페닐비닐)-9,10-디페닐안트라센이 개시되어 있다.

한편, 발광 효율이 높은 발광 재료의 탐색도 진행되고 있다. 특히, 인광 발광 재료는 형광 발광 재료에 비하여 높은 양자 수율을 기대할 수 있다는 점에서 탐색이 계속되고 있다. 예를 들어, 4 좌 이상의 다좌 백금 착물이 높은 발광 효율을 갖고, 또한 구동 내구성이 우수한 발광 재료로서 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조).

그러나, 인광 발광 재료를 사용하여 충분한 이동도를 갖고, 높은 발광 효율과 내구성을 양립시켜, 실용적으로 유용한 유기 EL 소자를 구성하는 것은 용이하지 않아, 아직 많은 과제를 안고 있다.

일본 공개특허공보 2004-217547호 일본 공개특허공보 2006-93542호

본 발명의 목적은 저전압에서 높은 발광 효율을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 상기 과제는 하기의 수단에 의해 달성되는 것이다.

＜1＞ 기판 상에, 1 쌍의 전극과 그 전극 간에 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 발광층이 전자 수송성 인광 발광 재료를 함유하며, 또한, 상기 발광층과 음극 사이에 상기 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 수송층이 하기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 1]

(일반식 (1) 중, A¹ ∼ A³ 은 서로 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다. Ar¹ 은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기이고, Ar² 는 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이다. 단, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 10 ∼ 60 의 축합 고리기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 모노헤테로 축합 고리기이다. L¹ 및 L² 는 각각 독립적으로 단결합, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴렌기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 혹은 비치환의 플루오레닐렌기이다. R 은 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이고, n 은 0 ∼ 5 의 정수이고, n 이 2 이상인 경우, 복수의 R 은 동일해도 되고 상이해도 되며, 또, 인접하는 복수의 R 기끼리로 결합하여, 탄소 고리형 지방족 고리 또는 탄소 고리형 방향족 고리를 형성하고 있어도 된다).

＜2＞ 상기 전자 수송성 인광 발광 재료로서, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 부분 구조를 갖는 3 좌 이상의 배위자를 갖고, 또한 그 배위자가 사슬형 배위자인 적어도 1 개의 금속 착물을 함유하는, ＜1＞ 에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 2]

(일반식 (2) 중, M¹¹ 은 금속 이온을 나타내고, L¹¹, L¹², L¹³, L¹⁴, L¹⁵ 는 서로 독립적으로 M¹¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹¹, L¹⁴ 사이에 원자군이 추가로 존재하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다. L¹⁵ 는 L¹¹ 및 L¹⁴ 의 양방과 결합하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다. Y¹¹, Y¹², Y¹³ 은 서로 독립적으로 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. L¹¹ 과 Y¹², Y¹² 와 L¹², L¹² 와 Y¹¹, Y¹¹ 과 L¹³, L¹³ 과 Y¹³, Y¹³ 과 L¹⁴ 사이의 결합은, 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. n¹¹ 은 0 ∼ 4 를 나타낸다).

＜3＞ 상기 전자 수송성 인광 발광 재료가 백금 착물인, ＜2＞ 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

＜4＞ 상기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물이, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물인, ＜1＞ ∼ ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 3]

(일반식 (3) 중, A¹ ∼ A³, Ar¹, Ar², L¹, 및 L² 는 상기 일반식 (1) 에 있어서와 동일한 의미이다. R' 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이다).

＜5＞ 상기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물이, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물인, ＜1＞ ∼ ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 4]

(일반식 (4) 중, A¹, A², Ar¹, Ar², L¹, 및 L² 는 상기 일반식 (1) 에 있어서와 동일한 의미이다. R', R'' 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이고, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다).

＜6＞ 상기 일반식 (1), (3) ∼ (4) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물에 있어서, 상기 L¹ 및 L² 가 서로 독립적으로 하기 화학식으로 나타내는 2 가기군에서 선택되는 기인, ＜1＞ ∼ ＜5＞ 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[화학식 5]

＜7＞ 상기 일반식 (1), (3) ∼ (4) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물에 있어서, 상기 Ar¹ 및 Ar² 의 적어도 일방이, 하기 일반식 (5) ∼ (14) 로 나타내는 기인, ＜1＞ ∼ ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 6]

(식 중, R¹ ∼ R⁹² 는 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 12 ∼ 80 의 디아릴아미노기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 40 의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 18 ∼ 120 의 디아릴아미노아릴기, L³ 은 단결합 및 하기 화학식으로 나타내는 2 가기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이다).

[화학식 7]

＜8＞ 상기 전자 수송성 인광 발광 재료가, 하기 일반식 (15) 로 나타내는 부분 구조를 포함하는, ＜1＞ ∼ ＜7＞ 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 8]

(일반식 (15) 중, M²¹ 은 금속 이온을 나타내고, Y²¹ 은 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. Y²², Y²³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. Q²¹, Q²² 는 서로 독립적으로 함질소 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타내고, Q²¹ 로 형성되는 고리와 Y²¹ 사이의 결합 및 Q²² 로 형성되는 고리와 Y²¹ 사이의 결합은 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. X²¹, X²² 는 서로 독립적으로 산소 원자, 황 원자, 치환 또는 비치환의 질소 원자를 나타낸다. R²¹, R²², R²³, R²⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R²¹ 및 R²² 그리고 R²³ 및 R²⁴ 는 각각 결합하여 고리를 형성해도 된다. L²⁵ 는 M²¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. n²¹ 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다).

＜9＞ 상기 전자 수송성 인광 발광 재료로서 하기 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는, 4 좌 배위자인 적어도 1 개의 백금 착물을 함유하는, ＜8＞ 에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 9]

(일반식 (16) 중, Z¹ 은 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. L¹ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다).

＜10＞ 상기 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는 4 좌 배위자의 백금 착물이, 하기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물인, ＜9＞ 에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 10]

(일반식 (17) 중, Z¹ 및 Z² 는 서로 독립적으로 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 또는 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다).

＜11＞ 상기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (18) 로 나타내는 백금 착물인, ＜10＞ 에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 11]

(일반식 (18) 중, Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 또는 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 서로 독립적으로 치환기를 나타내고, n, m 은 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다).

＜12＞ 상기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (19) 로 나타내는 백금 착물인, ＜10＞ 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[화학식 12]

(일반식 (19) 중, Q⁴ 는 탄소 원자 또는 질소 원자로 백금에 결합하는 방향족 탄화수소 고리기 또는 방향족 헤테로 고리기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 서로 독립적으로 치환기를 나타내고, n, m 은 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다).

＜13＞ 상기 일반식 (19) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (20) 으로 나타내는 화합물인, ＜12＞ 에 기재된 유기 전계 발광 소자 :

[화학식 13]

(일반식 (20) 중, L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 서로 독립적으로 치환기를 나타내고, n, m 은 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. R⁵, R⁷, R⁸ 은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R⁶ 은 치환기를 나타낸다).

＜14＞ 상기 발광층이 정공 수송성 호스트 재료를 함유하는, ＜1＞ ∼ ＜13＞ 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자.

＜15＞ 상기 함질소 복소 고리 화합물을 함유하는 전자 수송층이, 환원성 도펀트를 함유하는, ＜1＞ ∼ ＜14＞ 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자.

＜16＞ 상기 환원성 도펀트가, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토금속의 산화물, 알칼리 토금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착물, 알칼리 토금속의 유기 착물 및 희토류 금속의 유기 착물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류인, ＜1＞ ∼ ＜15＞ 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자.

본 발명에 의하면 저전압에서 높은 발광 효율을 갖는 유기 전계 발광 소자가 제공된다.

특허문헌 1 에 기재된 특정 구조의 함질소 복소 고리 유도체는, 전자 수송성 이 우수하고, 형광 발광 재료의 발광층과의 조합에 있어서는, 확실히 구동 전압을 낮추는 효과가 얻어진다. 그러나, 발광층에 인광 발광 재료를 사용한 경우에는 발광 효율의 저하를 초래하는 폐해가 명확해졌다. 그 기구는 명확하지는 않지만, 이하와 같이 추측된다. 일반적으로 사용되는 정공 수송성 재료를 호스트로 한 경우, 인광 발광 재료도 그 대부분이 정공 수송성이기 때문에, 전자 수송층에 함질소 복소 고리 유도체를 사용하여 발광층에 대한 전자의 주입이 너무 높아지면, 발광층내에서 전자의 흐름이 정체된다. 이 때문에 전자와 정공의 캐리어 밸런스가 무너져 발광 효율의 저하가 일어난다

본 발명에 있어서의 전자 수송성의 높은 인광 발광 재료에 의해, 발광층의 전자의 흐름을 높일 수 있고, 정공과 전자의 캐리어 밸런스가 개선되어 저전압화와 고효율을 양립시킬 수 있게 된 것으로 추측된다. 특히, 4 좌 배위자의 백금 착물을 사용한 경우에, 높은 효율과 낮은 구동 전압을 실현할 수 있었다.

이하, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 (이하, 적절히 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있다) 에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 유기 EL 소자는 기판 상에 음극과 양극을 갖고, 양 전극 사이에 유기 발광층 (이하, 간단히 「발광층」이라고 하는 경우가 있다) 을 포함하는 유기층을 갖는다. 발광 소자의 성질상, 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은 투명한 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 유기층은 단층 또는 적층 중 어느 것이어도 된다. 적층의 경우의 양태로는 양극측으로부터 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층의 순서로 적층되어 있는 양태가 바람직하다. 또한, 정공 수송층과 발광층 사이, 또는, 발광층과 전자 수송층 사이에는 전하 블록층 등을 갖고 있어도 된다. 양극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 가져도 되고, 음극과 전자 수송층 사이에는 전자 주입층을 가져도 된다. 또한, 각 층은 복수의 2 차층으로 나뉘어져 있어도 된다.

유기 EL 소자는 기판 상에, 1 쌍의 전극과 그 전극 간에 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 발광층이 전자 수송성 인광 발광 재료를 함유하며, 또한, 상기 발광층과 음극 사이에 상기 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 수송층이 하기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물을 함유한다.

[화학식 14]

일반식 (1) 중, A¹ ∼ A³ 은 서로 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다. Ar¹ 은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기이고, Ar² 는 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이다. 단, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 10 ∼ 60 의 축합 고리기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 모노헤테로 축합 고리기이다. L¹ 및 L² 는 각각 독립적으로 단결합, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴렌기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 혹은 비치환의 플루오레닐렌기이다. R 은 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이고, n 은 0 ∼ 5 의 정수이고, n 이 2 이상인 경우, 복수의 R 은 동일해도 되고 상이해도 되며, 또, 인접하는 복수의 R 기끼리로 결합하여, 탄소 고리형 지방족 고리 또는 탄소 고리형 방향족 고리를 형성하고 있어도 된다.

바람직하게는 상기 전자 수송성 인광 발광 재료로서, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 부분 구조를 갖는 3 좌 이상의 배위자를 갖고, 또한 그 배위자가 사슬형 배위자인 적어도 1 개의 금속 착물을 함유한다.

[화학식 15]

일반식 (2) 중, M¹¹ 은 금속 이온을 나타내고, L¹¹, L¹², L¹³, L¹⁴, L¹⁵ 는 서로 독립적으로 M¹¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹¹, L¹⁴ 간에 원자군이 추가로 존재하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다. L¹⁵ 는 L¹¹ 및 L¹⁴ 의 양방과 결합하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다. Y¹¹, Y¹², Y¹³ 은 서로 독립적으로 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. L¹¹ 과 Y¹², Y¹² 와 L¹², L¹² 와 Y¹¹, Y¹¹ 과 L¹³, L¹³ 과 Y¹³, Y¹³ 과 L¹⁴ 사이의 결합은 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. n¹¹ 은 0 ∼ 4 를 나타낸다.

바람직하게는 상기 전자 수송성 인광 발광 재료가 백금 착물이다.

바람직하게는 상기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물이, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물이다.

[화학식 16]

일반식 (3) 중, A¹ ∼ A³, Ar¹, Ar², L¹, 및 L² 는 상기 일반식 (1) 에 있어서와 동일한 의미이다. R' 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이다.

바람직하게는 상기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물이, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물이다.

[화학식 17]

일반식 (4) 중, A¹, A², Ar¹, Ar², L¹, 및 L² 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의와 동일한 의미이다. R', R'' 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이고, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.

바람직하게는 상기 일반식 (1), (3) ∼ (4) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물에 있어서, 상기 L¹ 및 L² 가 서로 독립적으로 하기 화학식으로 나타내는 2 가기군에서 선택되는 기이다.

[화학식 18]

바람직하게는 상기 일반식 (1), (3) ∼ (4) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물에 있어서, 상기 Ar¹ 및 Ar² 의 적어도 일방이 하기 일반식 (5) ∼ (14) 로 나타내는 기이다.

[화학식 19]

식 중, R¹ ∼ R⁹² 는 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 12 ∼ 80 의 디아릴아미노기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 40 의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 18 ∼ 120 의 디아릴아미노아릴기, L³ 은 단결합 및 하기 화학식으로 나타내는 2 가기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이다.

[화학식 20]

바람직하게는 상기 전자 수송성 인광 발광 재료가, 하기 일반식 (15) 로 나타내는 부분 구조를 포함한다.

[화학식 21]

일반식 (15) 중, M²¹ 은 금속 이온을 나타내고, Y²¹ 은 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. Y²², Y²³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. Q²¹, Q²² 는 서로 독립적으로 함질소 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타내고, Q²¹ 로 형성되는 고리와 Y²¹ 사이의 결합 및 Q²² 로 형성되는 고리와 Y²¹ 사이의 결합은 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. X²¹, X²² 는 서로 독립적으로 산소 원자, 황 원자, 치환 또는 비치환의 질소 원자를 나타낸다. R²¹, R²², R²³, R²⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R²¹ 및 R²² 그리고 R²³ 및 R²⁴ 는 각각 결합하여 고리를 형성해도 된다. L²⁵ 는 M²¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. n²¹ 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.

바람직하게는 상기 전자 수송성 인광 발광 재료로서 하기 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는 4 좌 배위자인 적어도 1 개의 백금 착물을 함유한다.

[화학식 22]

일반식 (16) 중, Z¹ 은 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. L¹ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다.

바람직하게는 상기 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는 4 좌 배위자의 백금 착물이 하기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 23]

일반식 (17) 중, Z¹ 및 Z² 는 서로 독립적으로 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 또는 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다.

바람직하게는 상기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이 하기 일반식 (18) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 24]

일반식 (18) 중, Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 또는 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 서로 독립적으로 치환기를 나타내고, n, m 은 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.

바람직하게는 상기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (19) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 25]

일반식 (19) 중, Q⁴ 는 탄소 원자 또는 질소 원자로 백금에 결합하는 방향족 탄화수소 고리기 또는 방향족 헤테로 고리기를 나타낸다. L¹, L², L³, R¹, R³, R⁴, R², R^a, R^b, 및 n, m 은 상기 일반식 (18) 에 있어서와 동일한 의미이다.

바람직하게는 상기 일반식 (19) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (20) 으로 나타내는 화합물이다.

[화학식 26]

일반식 (20) 중, L¹, L², L³, R¹ ∼ R⁴, R^a, R^b, 및 n, m 은 상기 일반식 (18) 에 있어서와 동일한 의미이다. R⁵, R⁷, R⁸ 은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R⁶ 은 치환기를 나타낸다.

바람직하게는 상기 발광층이 정공 수송성 호스트 재료를 함유한다.

바람직하게는 상기 함질소 복소 고리 화합물을 함유하는 전자 수송층이, 환원성 도펀트를 함유한다. 바람직하게는 상기 환원성 도펀트가, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토금속의 산화물, 알칼리 토금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착물, 알칼리 토금속의 유기 착물 및 희토류 금속의 유기 착물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류이다.

2. 유기 전계 발광 소자의 구성 요소

다음으로 본 발명의 발광 소자를 구성하는 요소에 대해 상세하게 설명한다.

(기판)

본 발명에서 사용하는 기판으로는, 유기층으로부터 발해지는 광을 산란 또는 감쇠시키지 않는 기판인 것이 바람직하다. 그 구체예로는 지르코니아 안정화 이트륨 (YSZ), 유리 등의 무기 재료, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리시클로올레핀, 노르보르넨 수지, 및 폴리(클로로트리플루오로에틸렌) 등의 유기 재료를 들 수 있다.

예를 들어, 기판으로서 유리를 사용하는 경우, 그 재질에 대해서는 유리로부터의 용출 이온을 감소시키기 위해, 무알칼리 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 소다라임 유리를 사용하는 경우에는 실리카 등의 배리어 코트를 실시한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 유기 재료의 경우에는 내열성, 치수 안정성, 내용제성, 전기 절연성, 및 가공성이 우수한 것이 바람직하다.

기판의 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한되지 않으며, 발광 소자의 용도, 목적 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 일반적으로는, 기판의 형상으로서는 판 형상인 것이 바람직하다. 기판의 구조로는 단층 구조이어도 되고, 적층 구조이어도 되고, 또, 단일 부재로 형성되어 있어도 되며, 2 이상의 부재로 형성되어 있어도 된다.

기판은 무색 투명해도 되고, 유색 투명해도 되지만, 유기 발광층으로부터 발 해지는 광을 산란 또는 감쇠시키는 것 등이 없는 점에서, 무색 투명한 것이 바람직하다.

기판에는 그 표면 또는 이면에 투습 방지층 (가스 배리어층) 을 형성할 수 있다.

투습 방지층 (가스 배리어층) 의 재료로는 질화규소, 산화규소 등의 무기물이 바람직하게 사용된다. 투습 방지층 (가스 배리어층) 은 예를 들어, 고주파 스퍼터링법 등에 의해 형성할 수 있다.

열가소성 기판을 사용하는 경우에는 추가로 필요에 따라, 하드 코트층, 언더코트층 등을 형성해도 된다.

(양극)

양극은 통상적으로 유기층에 정공을 공급하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한되지 않는다. 발광 소자의 용도, 목적에 따라 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다. 상기 서술한 바와 같이, 양극은 통상적으로 투명 양극으로서 형성된다.

양극의 재료로는 예를 들어, 금속, 합금, 금속 산화물, 도전성 화합물, 또는 이들 혼합물을 바람직하게 들 수 있다. 양극 재료의 구체예로는 안티몬이나 불소 등을 도프한 산화주석 (ATO, FTO), 산화주석, 산화아연, 산화인듐, 산화인듐주석 (ITO), 산화아연인듐 (IZO) 등의 도전성 금속 산화물, 금, 은, 크롬, 니켈 등의 금속, 추가로 이들 금속과 도전성 금속 산화물의 혼합물 또는 적층물, 요오드화구리, 황화구리 등의 무기 도전성 물질, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 유기 도전성 재료, 및 이들과 ITO 의 적층물 등을 들 수 있다. 이 중에서 바람직한 것은 도전성 금속 산화물이고, 특히, 생산성, 고도전성, 투명성 등의 점에서는 ITO 가 바람직하다.

양극은 예를 들어, 인쇄 방식, 코팅 방식 등의 습식 방식, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 물리적 방식, CVD, 플라즈마 CVD 법 등의 화학적 방식 등 중에서 양극을 구성하는 재료와의 적성을 고려하여 적절히 선택한 방법에 따라, 상기 기판 상에 형성할 수 있다. 예를 들어, 양극의 재료로서 ITO 를 선택하는 경우에는 양극의 형성은 직류 또는 고주파 스퍼터법, 진공 증착법, 이온 플레이팅법 등에 따라 실시할 수 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 양극의 형성 위치로는 특별히 제한되지 않는다. 발광 소자의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 상기 기판 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 양극은 기판에 있어서의 일방의 표면의 전부에 형성되고 있어도 되고, 그 일부에 형성되어 있어도 된다.

또한, 양극을 형성할 때의 패터닝으로는, 포토리소그래피 등에 의한 화학적 에칭에 의해 실시해도 되고, 레이저 등에 의한 물리적 에칭에 의해 실시해도 된다. 또, 마스크를 중첩하여 진공 증착이나 스퍼터 등을 하여 실시해도 되고, 리프트 오프법이나 인쇄법에 의해 실시해도 된다.

양극의 두께로는, 양극을 구성하는 재료에 따라 적절히 선택할 수 있고, 일률적으로 규정할 수는 없지만, 통상적으로 10 ㎚ ∼ 50 ㎛ 정도이고, 50 ㎚ ∼ 20 ㎛ 가 바람직하다.

양극의 저항값으로는, 10³ Ω/□ 이하가 바람직하고, 10² Ω/□ 이하가 보다 바람직하다. 양극이 투명한 경우에는 무색 투명해도 되고, 유색 투명해도 된다. 투명 양극측으로부터 발광을 취출하기 위해서는, 그 투과율로는 60 % 이상이 바람직하고, 70 % 이상이 보다 바람직하다.

또한, 투명 양극에 대해서는 사와다 유타카 감수 「투명 전극막의 신전개」CMC 간행 (1999) 에 상세하게 서술되어 있고, 여기에 기재되는 사항을 본 발명에 적용할 수 있다. 내열성이 낮은 플라스틱 기재를 사용하는 경우에는 ITO 또는 IZO 를 사용하고, 150 ℃ 이하의 저온에서 막형성한 투명 양극이 바람직하다.

(음극)

음극은 통상적으로 유기층에 전자를 주입하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한되지는 않는다. 발광 소자의 용도, 목적에 따라, 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다.

음극을 구성하는 재료로는 예를 들어, 금속, 합금, 금속 산화물, 전기 전도성 화합물, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 구체예로는 알칼리 금속 (예를 들어, LI, Na, K, Cs 등), 알칼리 토금속 (예를 들어 Mg, Ca 등), 금, 은, 납, 알루미늄, 나트륨-칼륨 합금, 리튬-알루미늄 합금, 마그네슘-은 합금, 인듐, 및 이테르븀 등의 희토류 금속 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되지만, 안정성과 전자 주입성을 양립시키는 관점에서는, 2 종 이상을 바람직하게 병용할 수 있다.

이들 중에서도 음극을 구성하는 재료로는, 전자 주입성 면에서 알칼리 금속이나 알칼리 토금속이 바람직하고, 보존 안정성이 우수한 점에서, 알루미늄을 주체로 하는 재료가 바람직하다.

알루미늄을 주체로 하는 재료란, 알루미늄 단독, 알루미늄과 0.01 질량% ∼ 10 질량% 의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속과의 합금 혹은 이들의 혼합물 (예를 들어, 리튬-알루미늄 합금, 마그네슘-알루미늄 합금 등) 을 말한다.

또한, 음극의 재료에 대해서는 일본 공개특허공보 평2-15595호, 일본 공개특허공보 평5-121172호에 상세히 서술되어 있고, 이들 공보에 기재된 재료는, 본 발명에 있어서도 적용할 수 있다.

음극의 형성 방법에 대해서는 특별히 제한은 없고, 공지된 방법에 따라 실시할 수 있다.

예를 들어, 인쇄 방식, 코팅 방식 등의 습식 방식, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 물리적 방식, CVD, 플라즈마 CVD 법 등의 화학적 방식 등 중에서, 상기한 음극을 구성하는 재료와의 적성을 고려하여 적절히 선택한 방법에 따라 형성할 수 있다. 예를 들어, 음극의 재료로서 금속 등을 선택하는 경우에는 그 1 종 또는 2 종 이상을 동시 또는 순차적으로 스퍼터법 등에 따라 실시할 수 있다.

음극을 형성할 때의 패터닝은, 포토리소그래피 등에 의한 화학적 에칭에 의해 실시해도 되고, 레이저 등에 의한 물리적 에칭에 의해 실시해도 된다. 또, 마스크를 중첩하여 진공 증착이나 스퍼터 등을 하여 실시해도 되고, 리프트 오프법이나 인쇄법에 의해 실시해도 된다.

본 발명에 있어서, 음극 형성 위치는 특별히 제한되지 않으며, 유기층 상의 전부에 형성되고 있어도 되고, 그 일부에 형성되어 있어도 된다.

또, 음극과 상기 유기층 사이에, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 불화물, 산화물 등에 의한 유전체층을 0.1 ㎚ ∼ 5 ㎚ 의 두께로 삽입해도 된다. 이 유전체층은 일종의 전자 주입층으로 볼 수도 있다. 유전체층은 예를 들어, 진공 증착법, 스퍼터링법, 또는 이온 플레이팅법 등에 의해 형성할 수 있다.

음극의 두께는 음극을 구성하는 재료에 따라 적절히 선택할 수 있고, 일률적으로 규정할 수는 없지만, 통상적으로 10 ㎚ ∼ 5 ㎛ 정도이고, 50 ㎚ ∼ 1 ㎛ 가 바람직하다.

또, 음극은 투명해도 되고 불투명해도 된다. 또한, 투명한 음극은 음극의 재료를 1 ㎚ ∼ 10 ㎚ 의 두께로 얇게 막형성하고, 추가로 ITO 나 IZO 등의 투명한 도전성 재료를 적층함으로써 형성할 수 있다.

(유기층)

본 발명에 있어서의 유기층에 대해 설명한다.

본 발명의 유기 EL 소자는,발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기 화합물층을 갖고 있고, 상기 발광층이 전자 수송성 인광 발광 재료를 함유하고, 상기 발광층과 음극 사이에 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물을 함유하는 전자 수송층을 갖는다.

발광층 이외의 다른 유기층으로는 상기 서술한 바와 같이, 정공 수송층, 전자 수송층, 전하 블록층, 정공 주입층, 전자 주입층 등의 각 층을 들 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 유기층을 구성하는 각 층은 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 막제조법, 습식 도포 방식, 전사법, 인쇄법, 잉크젯 방식 등 중 어느 것에 의해서도 바람직하게 형성할 수 있다.

(발광층)

유기 발광층은 전계 인가시에, 양극, 정공 주입층, 또는 정공 수송층으로부터 정공을 받고, 음극, 전자 주입층, 또는 전자 수송층으로부터 전자를 받고, 정공과 전자의 재결합의 장소를 제공하여 발광시키는 기능을 갖는 층이다.

본 발명에 있어서의 발광층은, 적어도 발광 재료로서 전자 수송성 인광 발광 재료를 함유한다. 바람직하게는 전자 수송성 인광 발광 재료가, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 부분 구조를 갖는 3 좌 이상의 배위자를 갖고, 또한 그 배위자가 사슬형 배위자인 금속 착물의 적어도 1 종이다.

[화학식 27]

일반식 (2) 중, M¹¹ 은 금속 이온을 나타내고, L¹¹, L¹², L¹³, L¹⁴, L¹⁵ 는 서로 독립적으로 M¹¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹¹, L¹⁴ 간에 원자군이 추가로 존재하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다. L¹⁵ 는 L¹¹ 및 L¹⁴ 의 양방과 결합하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다. Y¹¹, Y¹², Y¹³ 은 서로 독립적으로 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. L¹¹ 과 Y¹², Y¹² 와 L¹², L¹² 와 Y¹¹, Y¹¹ 과 L¹³, L¹³ 과 Y¹³, Y¹³ 과 L¹⁴ 사이의 결합은, 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. n¹¹ 은 0 ∼ 4 를 나타낸다.

[화학식 28]

바람직하게는 상기 전자 수송성 인광 발광 재료가, 하기 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는, 4 좌 배위자의 백금 착물의 적어도 1 종이다.

[화학식 29]

일반식 (16) 중, Z1 은 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. L¹ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다.

바람직하게는 상기 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는 4 좌 배위자의 백금 착물이, 하기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 30]

바람직하게는 상기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (18) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 31]

[화학식 32]

[화학식 33]

본 발명에 사용하는 백금 착물의 발광층 중의 함유량은 0.1 질량% 이상 50 질량% 이하가 바람직하고, 0.2 질량% 이상 30 질량% 이하가 보다 바람직하고, 0.3 질량% 이상 20 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 0.5 질량% 이상 10 질량% 이하가 가장 바람직하다.

바람직하게는 본 발명에 있어서의 발광층이 정공 수송성 호스트 재료를 함유한다. 추가로 전자 수송성 호스트 재료를 함유해도 된다.

호스트 재료란, 발광층에 있어서 주로 전하의 주입, 수송을 담당하는 화합물이며, 또, 그 자체는 실질적으로 발광하지 않는 화합물이다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 발광하지 않는다」란, 그 실질적으로 발광하지 않는 화합물로부터의 발광량이 바람직하게는 소자 전체에서의 전체 발광량의 5 % 이하이고, 보다 바람직하게는 3 % 이하이고, 더욱 바람직하게는 1 % 이하인 것을 말한다.

발광층 중의 호스트 재료의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 발광층 중에 있어서 주성분 (함유량이 제일 많은 성분) 인 것이 바람직하고, 50 질량% 이상 99.9 질량% 이하가 보다 바람직하고, 70 질량% 이상 99.8 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 80 질량% 이상 99.7 질량% 이하가 가장 바람직하다.

호스트 재료의 유리 전이점은 100 ℃ 이상 500 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 110 ℃ 이상 300 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ 이상 250 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

＜전자 수송성 인광 발광 재료＞

본 발명에 있어서의 전자 수송성 인광 발광 재료에 대해, 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 있어서의 전자 수송성 인광 발광 재료로는, 이하에 상세히 서술하는 일반식 (2) 로 나타내는 금속 착물인 것이 바람직하다.

[화학식 34]

일반식 (2) 중, M¹¹ 은 금속 이온을 나타내고, L¹¹ ∼ L¹⁵ 는 각각 M¹¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹¹ 과 L¹⁴ 사이에 원자군이 추가로 존재하여 고리형 배위자를 형성해도 된다. L¹⁵ 는 L¹¹ 및 L¹⁴ 의 양방과 결합하여 고리형 배위자를 형성해도 된다. Y¹¹, Y¹², Y¹³ 은 각각 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. 또, Y¹¹, Y¹², 또는 Y¹³ 이 연결기인 경우, L¹¹ 과 Y¹², Y¹² 와 L¹², L¹² 와 Y¹¹, Y¹¹ 과 L¹³, L¹³ 과 Y¹³, Y¹³ 과 L¹⁴ 사이의 결합은, 각각 독립적으로 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. n¹¹ 은 0 ∼ 4 를 나타낸다. M¹¹ 과 L¹¹ ∼ L¹⁵ 의 결합은, 각각 배위 결합, 이온 결합, 공유 결합 중 어느 것이어도 된다.

일반식 (2) 로 나타내는 화합물에 대해 상세하게 설명한다.

일반식 (2) 중, M¹¹ 은 금속 이온을 나타낸다. 금속 이온으로는 특별히 한정되지 않지만, 2 가 또는 3 가의 금속 이온이 바람직하다. 2 가 또는 3 가의 금속 이온으로는 백금 이온, 이리듐 이온, 레늄 이온, 팔라듐 이온, 로듐 이온, 루테늄 이온, 구리 이온, 유로퓸 이온, 가돌리늄 이온, 테르븀 이온이 바람직하고, 백금 이온, 이리듐 이온, 유로퓸 이온이 보다 바람직하고, 백금 이온, 이리듐 이온이 더욱 바람직하고, 백금 이온이 특히 바람직하다.

일반식 (2) 중, L¹¹, L¹², L¹³, 및 L¹⁴ 는 각각 독립적으로 M¹¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹¹, L¹², L¹³, 및 L¹⁴ 에 포함되며 또한, M¹¹ 에 배위하는 원자로는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 탄소 원자, 또는 인 원자가 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 또는 탄소 원자가 보다 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자, 또는 탄소 원자가 더욱 바람직하다.

M¹¹ 과 L¹¹, L¹², L¹³, 및 L¹⁴ 로 각각 형성되는 결합은, 각각 독립적으로 공유 결합이어도 되고, 이온 결합이어도 되며, 배위 결합이어도 된다. 본 발명에 있어서의 배위자란, 설명의 편의상, 배위 결합뿐만 아니라 다른 이온 결합, 공유 결합에 의해 형성된 경우에 있어서도 사용하는 것으로 한다.

L¹¹, Y¹², L¹², Y¹¹, L¹³, Y¹³, 및 L¹⁴ 로 이루어지는 배위자는, 아니온성 배위자 (적어도 1 개의 아니온이 금속과 결합하는 배위자) 인 것이 바람직하다. 아니온성 배위자 중의 아니온의 수는 1 ∼ 3 이 바람직하고, 1, 2 가 보다 바람직하고, 2 가 더욱 바람직하다.

M¹¹ 에 탄소 원자로 배위하는 L¹¹, L¹², L¹³, 및 L¹⁴ 로는, 특별히 한정되지 않지만, 각각 독립적으로 이미노 배위자, 방향족 탄소 고리 배위자 (예를 들어 벤젠 배위자, 나프탈렌 배위자, 안트라센 배위자, 페난트라센 배위자 등), 헤테로 고리 배위자 (예를 들어 푸란 배위자, 티오펜 배위자, 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 티아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 및, 그들을 포함하는 축환체 (예를 들어 퀴놀린 배위자, 벤조티아졸 배위자 등) 및 이들의 호변 이성체) 를 들 수 있다.

M¹¹ 에 질소 원자로 배위하는 L¹¹, L¹², L¹³, 및 L¹⁴ 로는 특별히 한정되지 않지만, 각각 독립적으로 함질소 헤테로 고리 배위자 (예를 들어, 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 티아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자, 옥사디아졸 배위자, 티아디아졸 배위자, 및, 그들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 배위자, 벤즈옥사졸 배위자, 벤즈이미다졸 배위자 등), 및, 이들의 호변 이성체 (또한, 본 발명에서는 통상적인 이성체 이외에 다음과 같은 예도 호변 이성체라고 정의한다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-103493 의 화합물 번호 「화학식 24」에 기재된 예시 화합물 (24) 의 5 원자 헤테로 고리 배위자, 화합물 번호 「화학식 28」에 기재된 예시 화합물 (64) 의 말단 5 원자 헤테로 고리 배위자, 화합물 번호 「화학식 37」에 기재된 예시 화합물 (145) 의 5 원자 헤테로 고리 배위자도 피롤 호변 이성체라고 정의한다) 등, 아미노 배위자 (알킬아미노 배위자 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 메틸아미노 등을 들 수 있다), 아릴아미노 배위자 (예를 들어 페닐아미노 등을 들 수 있다), 아실아미노 배위자 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노 배위자 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐아미노 배위자 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다), 이미노 배위자 등을 들 수 있다. 이들 배위자는 추가로 치환되어 있어도 된다.

M¹¹ 에 산소 원자로 배위하는 L¹¹, L¹², L¹³, 및 L¹⁴ 로는 특별히 한정되지 않지만, 각각 독립적으로 알콕시 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다), 아릴옥시 배위자 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 옥시 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 아실옥시 배위자 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 실릴옥시 배위자 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다), 카르보닐 배위자 (예를 들어 케톤 배위자, 에스테르 배위자, 아미드 배위자 등), 에테르 배위자 (예를 들어 디알킬에테르 배위자, 디아릴에테르 배위자, 푸릴 배위자 등) 등을 들 수 있다. 이들 배위자는 추가로 치환되어 있어도 된다.

M¹¹ 에 황 원자로 배위하는 L¹¹, L¹², L¹³, 및 L¹⁴ 로는 특별히 한정되지 않지만, 각각 독립적으로 알킬티오 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오 배위자 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 티오 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미다졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다), 티오카르보닐 배위자 (예를 들어 티오케톤 배위자, 티오에스테르 배위자 등), 또는 티오에테르 배위자 (예를 들어 디알킬티오에테르 배위자, 디아릴티오에테르 배위자, 티오푸릴 배위자 등) 등을 들 수 있다. 이들의 치환 배위자는 추가로 치환되어도 된다.

M¹¹ 에 인 원자로 배위하는 L¹¹, L¹², L¹³, 및 L¹⁴ 로는 특별히 한정되지 않지만, 각각 독립적으로 디알킬포스피노 배위자, 디아릴포스피노 배위자, 트리알킬포스핀 배위자, 트리아릴포스핀 배위자, 포스피닌 배위자 등을 들 수 있다. 이들의 배위자는 추가로 치환되어도 된다.

L¹¹ 및 L¹⁴ 는 각각 독립적으로 방향족 탄소 고리 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 에테르 배위자, 알킬티오 배위자, 아릴티오 배위자, 알킬아미노 배위자, 아릴아미노 배위자, 아실아미노 배위자, 함질소 헤테로 고리 배위자 (예를 들어 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 티아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자, 옥사디아졸 배위자, 티아디아졸 배위자, 또는, 그들을 포함하는 축환 배위자체 (예를 들어, 퀴놀린 배위자, 퀴녹살린 배위자, 프탈라진 배위자, 벤즈옥사졸 배위자, 벤즈이미다졸 배위자 등), 또는, 이들의 호변 이성체 등) 가 바람직하고, 방향족 탄소 고리 배위자, 아릴옥시 배위자, 아릴티오 배위자, 아릴아미노 배위자, 그리고 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피라졸 배위자, 이미다졸 배위자, 또는, 그들을 포함하는 축환 배위자체 (예를 들어, 퀴놀린 배위자, 퀴녹살린 배위자, 프탈라진 배위자, 벤즈이미다졸 배위자 등), 또는, 이들의 호변 이성체가 보다 바람직하고, 방향족 탄소 고리 배위자, 아릴옥시 배위자, 아릴티오 배위자, 아릴아미노 배위자, 그리고 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피라졸 배위자, 이미다졸 배위자, 또는, 그들을 포함하는 축환 배위자체가 더욱 바람직하고, 방향족 탄소 고리 배위자, 아릴옥시 배위자, 그리고 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피라졸 배위자, 이미다졸 배위자, 또는, 그들을 포함하는 축환 배위자체가 특히 바람직하다.

L¹² 및 L¹³ 은 각각 독립적으로 M¹¹ 과 배위 결합을 형성하는 배위자가 바람직하고, M¹¹ 과 배위 결합을 형성하는 배위자로는 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 트리아진 고리, 티아졸 고리, 옥사졸 고리, 피롤 고리, 트리아졸 고리, 및, 그들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 고리, 퀴녹살린 배위자, 프탈라진 배위자, 벤즈옥사졸 고리, 벤즈이미다졸 고리, 인돌레닌 고리 등) 및, 이들의 호변 이성체가 바람직하고, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피롤 고리, 및, 그들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 고리, 퀴녹살린 고리, 프탈라진 고리, 인돌 고리 등), 및, 이들의 호변 이성체가 보다 바람직하고, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 및, 그들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 고리 등) 가 더욱 바람직하고, 피리딘 고리, 및, 피리딘 고리를 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 고리 등) 가 특히 바람직하다.

일반식 (2) 중, L¹⁵ 는 M¹¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹⁵ 는 1 ∼ 4 좌의 배위자가 바람직하고, 1 ∼ 4 좌의 아니온성 배위자가 보다 바람직하다. 1 ∼ 4 좌의 아니온성 배위자로는 특별히 한정되지 않지만, 할로겐 배위자, 1,3-디케톤 배위자 (예를 들어, 아세틸아세톤 배위자 등), 피리딘 배위자를 함유하는 모노 아니온성 2 좌 배위자 (예를 들어, 피콜린산 배위자, 2-(2-하이드록시페닐)-피리딘 배위자 등), L¹¹, Y¹², L¹², Y¹¹, L¹³, Y¹³, L¹⁴ 로 형성되는 4 좌 배위자가 바람직하고, 1,3-디케톤 배위자 (예를 들어, 아세틸아세톤 배위자 등), 피리딘 배위자를 함유하는 모노 아니온성 2 좌 배위자 (예를 들어 피콜린산 배위자, 2-(2-하이드록시페닐)-피리딘 배위자 등), L¹¹, Y¹², L¹², Y¹¹, L¹³, Y¹³, L¹⁴ 로 형성되는 4 좌 배위자가 보다 바람직하고, 1,3-디케톤 배위자 (예를 들어, 아세틸아세톤 배위자 등), 피리딘 배위자를 함유하는 모노 아니온성 2 좌 배위자 (예를 들어, 피콜린산 배위자, 2-(2-하이드록시페닐)-피리딘 배위자 등) 가 더욱 바람직하고, 1,3-디케톤 배위자 (예를 들어, 아세틸아세톤 배위자 등) 가 특히 바람직하다. 배위좌의 수, 및 배위자의 수가 금속의 배위수를 상회하는 경우는 없다. 단, L¹⁵ 는 L¹¹ 및 L¹⁴ 의 양방과 결합하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다.

일반식 (2) 중, Y¹¹, Y¹², 및 Y¹³ 은 각각 독립적으로 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. 연결기로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자에서 선택되는 원자를 포함하여 구성되는 연결기가 바람직하다. 이와 같은 연결기의 구체예로는, 예를 들어 하기의 것을 들 수 있다.

[화학식 35]

또, Y¹¹, Y¹², 또는 Y¹³ 이 연결기인 경우, L¹¹ 과 Y¹², Y¹² 와 L¹², L¹² 와 Y¹¹, Y¹¹ 과 L¹³, L¹³ 과 Y¹³, Y¹³ 과 L¹⁴ 사이의 결합은, 각각 독립적으로 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다.

Y¹¹, Y¹², 및 Y¹³ 은 각각 독립적으로 단결합, 이중 결합, 카르보닐 연결기, 알킬렌 연결기, 알케닐렌기, 아미노 연결기가 바람직하다. Y¹¹ 은 단결합, 알킬렌기, 아미노 연결기가 보다 바람직하고, 알킬렌기가 더욱 바람직하다. Y¹² 및 Y¹³ 은 단결합, 알케닐렌기가 보다 바람직하고, 단결합이 더욱 바람직하다.

Y¹², L¹¹, L¹², 및 M¹¹ 로 형성되는 고리, Y¹¹, L¹², L¹³, 및 M¹¹ 로 형성되는 고리, Y¹³, L¹³, L¹⁴, 및 M¹¹ 로 형성되는 고리는, 각각 환원수 4 ∼ 10 이 바람직하고, 환원수 5 ∼ 7 이 보다 바람직하고, 환원수 5 또는 6 이 더욱 바람직하다.

일반식 (2) 중, n¹¹ 은 0 ∼ 4 를 나타낸다. M¹¹ 이 배위수 4 의 금속인 경우, n¹¹ 은 0 이고, M¹¹ 이 배위수 6 의 금속인 경우, n¹¹ 은 1, 2 가 바람직하고, 1 이 보다 바람직하다. M¹¹ 이 배위수 6 이고 n¹¹ 이 1 인 경우, L¹⁵ 는 2 좌 배위자를 나타내고, M¹¹ 이 배위수 6 이고 n¹¹ 이 2 인 경우, L¹⁵ 는 단좌 배위자를 나타낸다. M¹¹ 이 배위수 8 의 금속인 경우, n¹¹ 은 1 ∼ 4 가 바람직하고, 1, 2 가 보다 바람직하고, 1 이 보다 바람직하다. M¹¹ 이 배위수 8 이고 n¹¹ 이 1 인 경우, L¹⁵ 는 4 좌 배위자를 나타내고, M¹¹ 이 배위수 8 이고 n¹¹ 이 2 인 경우 L¹⁵ 는 2 좌 배위자를 나타낸다. n¹¹ 이 복수일 때에는, 복수의 L¹⁵ 는 동일해도 되고 상이해도 된다.

상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태는, 이하에 예로 드는, 일반식 (15), 일반식 (15-2), 일반식 (15-3), 일반식 (15-4) 및 일반식 (15-5) 로 나타내는 각 화합물이다.

일반식 (15) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.

[화학식 36]

일반식 (15) 중, M²¹ 은 금속 이온을 나타내고, Y²¹ 은 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. Y²², Y²³ 은 각각 단결합 또는 연결기를 나타낸다. Q²¹, Q²² 는 각각 함질소 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타내고, Q²¹ 로 형성되는 고리와 Y²¹ 사이의 결합 및 Q²² 로 형성되는 고리와 Y²¹ 사이의 결합은, 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. X²¹, X²² 는 각각 독립적으로 산소 원자, 황 원자, 치환 또는 비치환의 질소 원자를 나타낸다. R²¹, R²², R²³, 및 R²⁴ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R²¹ 및 R²² 그리고 R²³ 및 R²⁴ 는 각각 결합하여 고리를 형성해도 된다. L²⁵ 는 M²¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. n²¹ 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.

일반식 (15) 에 대해 상세하게 설명한다.

일반식 (15) 중, M²¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 M¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Q²¹, Q²² 는 각각 독립적으로 함질소 헤테로 고리 (M²¹ 에 배위하는 질소를 포함하는 고리) 를 형성하는 원자군을 나타낸다. Q²¹, Q²² 로 형성되는 함질소 헤테로 고리로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 티아졸 고리, 옥사졸 고리, 피롤 고리, 트리아졸 고리, 및, 그들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 고리, 퀴녹살린 고리, 프탈라진 고리, 인돌 고리, 벤즈옥사졸 고리, 벤즈이미다졸 고리, 인돌레닌 고리 등) 및, 이들의 호변 이성체를 들 수 있다.

Q²¹, Q²² 로 형성되는 함질소 헤테로 고리로는 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 피롤 고리, 및, 그들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 고리, 퀴녹살린 고리, 프탈라진 고리, 인돌 고리, 벤즈옥사졸 고리, 벤즈이미다졸 고리 등) 및, 이들의 호변 이성체이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 피롤 고리, 및, 그들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 고리 등) 및, 이들의 호변 이성체이고, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리, 및, 그 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 고리 등) 이고, 특히 바람직하게는 피리딘 고리이다.

X²¹, X²² 는 각각 독립적으로 산소 원자, 황 원자, 치환 또는 비치환의 질소 원자이고, 산소 원자, 황 원자, 치환된 질소 원자가 보다 바람직하고, 산소 원자, 황 원자가 더욱 바람직하고, 산소 원자가 특히 바람직하다.

Y²¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 Y¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Y²², Y²³ 은 각각 독립적으로 단결합, 연결기를 나타내고, 단결합이 바람직하다. 연결기로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 카르보닐 연결기, 티오카르보닐 연결기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 산소 원자 연결기, 질소 원자 연결기, 황 원자 연결기, 및, 이들의 조합으로 이루어지는 연결기 등을 들 수 있다.

Y²² 또는 Y²³ 으로서 나타내는 연결기로는 카르보닐 연결기, 알킬렌 연결기, 알케닐렌 연결기가 바람직하고, 카르보닐 연결기, 알케닐렌 연결기가 보다 바람직하고, 카르보닐 연결기가 더욱 바람직하다.

R²¹, R²², R²³, 및 R²⁴ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, iso-프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있다), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 10 이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노, 디페닐아미노, 디톨릴아미노 등을 들 수 있다),

알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다),

아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다),

카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미다졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있다),

인산아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있다), 하이드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 구체적으로는 예를 들어 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 피페리딜, 모르폴리노, 벤즈옥사졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기 등을 들 수 있다), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다) 등을 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 된다.

R²¹, R²², R²³, 및 R²⁴ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, R²¹ 과 R²² 또는 R²³ 과 R²⁴ 가 결합하여 고리 구조 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 를 형성하는 기가 바람직하고, R²¹ 과 R²² 또는 R²³ 과 R²⁴ 가 결합하여 고리 구조 (예를 들어 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 를 형성하는 기가 보다 바람직하다.

L²⁵ 는 상기 일반식 (2) 에 있어서의 L¹⁵ 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

n²¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 n¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

일반식 (15) 에 있어서, Q²¹, Q²² 가 형성하는 고리가 피리딘 고리일 때, Y²¹ 은 연결기를 나타내는 금속 착물인 것, Q²¹, Q²² 가 형성하는 고리가 피리딘 고리이고, Y²¹ 이 단결합 또는 이중 결합이고 X²¹, X²² 가 황 원자, 치환 또는 비치환의 질소 원자를 나타내는 금속 착물인 것, 혹은, Q²¹, Q²² 가 형성하는 고리가 함질소 헤테로 5 원자 고리, 또는, 질소 원자를 2 개 이상 포함하는 함질소 6 원자 고리를 나타내는 금속 착물인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (15) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태는, 하기 일반식 (1-A) 로 나타내는 화합물이다.

[화학식 37]

일반식 (1-A) 에 대해 설명한다.

일반식 (1-A) 중, M³¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 M¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Z³¹, Z³², Z³³, Z³⁴, Z³⁵, 및 Z³⁶ 은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소 원자, 질소 원자를 나타내고, 치환 또는 비치환의 탄소 원자가 보다 바람직하다. 탄소 상의 치환기로는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R²¹ 에서 설명한 기를 들 수 있고, 또, Z³¹ 과 Z³², Z³² 와 Z³³, Z³³ 과 Z³⁴, Z³⁴ 와 Z³⁵, Z³⁵ 와 Z³⁶ 이 연결기를 개재하여 결합하여 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성해도 되고, Z³¹ 과 T³¹, Z³⁶ 과 T³⁸ 이 연결기를 개재하여 결합하여 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성해도 된다.

상기 탄소 상의 치환기로는 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴기, 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기, 할로겐 원자가 바람직하고, 알킬아미노기, 아릴기, 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기가 보다 바람직하고, 아릴기, 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기가 더욱 바람직하고, 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기가 특히 바람직하다.

T³¹, T³², T³³, T³⁴, T³⁵, T³⁶, T³⁷, 및 T³⁸ 은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소 원자, 질소 원자를 나타내고, 치환 또는 비치환의 탄소 원자가 보다 바람직하다. 탄소 상의 치환기로는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R²¹ 에서 설명한 기를 들 수 있고, 또, T³¹ 과 T³², T³² 와 T³³, T³³ 과 T³⁴, T³⁵ 와 T³⁶, T³⁶ 과 T³⁷, T³⁷ 과 T³⁸ 이 연결기를 개재하여 결합하어 축환 (예를 들어 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성해도 된다.

상기 탄소 상의 치환기로는 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴기, 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기, 할로겐 원자가 바람직하고, 아릴기, 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기, 할로겐 원자가 보다 바람직하고, 아릴기, 할로겐 원자가 더욱 바람직하고, 아릴기가 특히 바람직하다.

X³¹, X³² 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (15) 에 있어서의 X²¹, X²² 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

일반식 (15-2) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.

[화학식 38]

일반식 (15-2) 중, M⁵¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 M¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Q⁵¹, Q⁵² 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (15) 에 있어서의 Q²¹, Q²² 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Q⁵³, Q⁵⁴ 는 각각 독립적으로 함질소 헤테로 고리 (M⁵¹ 에 배위하는 질소를 포함하는 고리) 를 형성하는 기를 나타낸다. Q⁵³, Q⁵⁴ 로 형성되는 함질소 헤테로 고리로는 특별히 한정되지 않지만, 피롤 유도체의 호변 이성체 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-103493 의 화합물 번호 「화학식 24」에 기재된 예시 화합물 (24) 의 5 원자 헤테로 고리 배위자, 화합물 번호 「화학식 28」에 기재된 예시 화합물 (64) 의 말단 5 원자 헤테로 고리 배위자, 화합물 번호 「화학식 37」에 기재된 예시 화합물 (145) 의 5 원자 헤테로 고리 배위자 등), 이미다졸 유도체의 호변 이성체 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-103493 의 화합물 번호 「화학식 24」에 기재된 예시 화합물 (29) 의 헤테로 5 원자 고리 배위자 등), 티아졸 유도체의 호변 이성체 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-103493 의 화합물 번호 「화학식 24」에 기재된 예시 화합물 (30) 의 헤테로 5 원자 고리 배위자 등), 옥사졸 유도체의 호변 이성체 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-103493 의 화합물 번호 「화학식 24」에 기재된 예시 화합물 (31) 의 헤테로 5 원자 고리 배위자 등) 가 바람직하고, 피롤 유도체의 호변 이성체, 이미다졸 유도체의 호변 이성체, 티아졸 유도체의 호변 이성체가 보다 바람직하고, 피롤 유도체의 호변 이성체, 이미다졸 유도체의 호변 이성체가 더욱 바람직하고, 피롤 유도체의 호변 이성체가 특히 바람직하다.

Y⁵¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 Y¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

L⁵⁵ 는 상기 일반식 (2) 에 있어서의 L¹⁵ 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

n⁵¹ 은 상기 n¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

W⁵¹, W⁵² 는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소 원자, 질소 원자를 나타내고, 비치환의 탄소 원자, 질소 원자가 바람직하고, 비치환의 탄소 원자가 보다 바람직하다.

일반식 (15-3) 으로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.

[화학식 39]

일반식 (15-3) 중, M^A1, Q^A1, Q^A2, Y^A1, Y^A2, Y^A3, R^A1, R^A2, R^A3, R^A4, L^A5, 및 n^A1 은 상기 일반식 (1) 에 있어서의 M²¹, Q²¹, Q²², Y²¹, Y²², Y²³, R²¹, R²², R²³, R²⁴, L²⁵, 및 n²¹ 과 각각 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

상기 일반식 (15-3) 으로 나타내는 화합물의 바람직한 형태는, 하기 일반식 (3-B) 로 나타내는 화합물이다.

일반식 (3-B) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.

[화학식 40]

일반식 (3-B) 중, M⁷¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 M¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Y⁷¹, Y⁷², 및 Y⁷³ 은 각각 일반식 (15) 에 있어서의 Y²¹, Y²², 및 Y²³ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

L⁷⁵ 는 상기 일반식 (2) 에 있어서의 L¹⁵ 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

n⁷¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 n¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Z⁷¹, Z⁷², Z⁷³, Z⁷⁴, Z⁷⁵, 및 Z⁷⁶ 은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소 원자, 질소 원자를 나타내고, 치환 또는 비치환의 탄소 원자가 바람직하다. 탄소 상의 치환기로는, 상기 일반식 (15) 에 있어서의 R²¹ 에서 설명한 기를 들 수 있다. 또, R⁷¹ 과 R⁷², R⁷³ 과 R⁷⁴ 가 연결기를 개재하여 결합하여 고리 (예를 들어 벤젠 고리, 피리딘 고리) 를 형성해도 된다. R⁷¹ ∼ R⁷⁴ 는 상기 일반식 (15) 에 있어서의 R²¹ ∼ R²⁴ 의 치환기와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

상기 일반식 (3-B) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태는 하기 일반식 (3-C) 로 나타내는 화합물이다.

일반식 (3-C) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.

[화학식 41]

일반식 (3-C) 중, R^C1, R^C2 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 치환기로는 상기 일반식 (15) 에 있어서의 R²¹ 내지 R²⁴ 의 치환기로서 설명한 알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기 (이들 기는 추가로 치환되어도 된다. 그 경우의 치환기로는 예를 들어 상기 일반식 (15) 에 있어서의 R²¹ 로 나타내는 치환기로서 예로 든 기를 적용할 수 있다), 할로겐 원자를 나타낸다. R^C3, R^C4, R^C5, 및 R^C6 이 나타내는 치환기도 상기 일반식 (15) 에 있어서의 R²¹ 내지 R²⁴ 의 치환기와 동일한 의미이다. n^C3, n^C6 은 0 ∼ 3 의 정수, n^C4, n^C5 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, R^C3, R^C4 ^, R^C5, R^C6 을 각각 복수 개 갖는 경우, 복수 개의 R^C3, R^C4, R^C5, R^C6 은 동일해도 되고, 상이해도 되며, 연결하여 고리를 형성해도 된다. R^C3, R^C4, R^C5, R^C6 은 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기, 할로겐 원자이다.

일반식 (15-4) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.

[화학식 42]

일반식 (15-4) 중, M^B1, Y^B2, Y^B3, R^B1, R^B2, R^B3, R^B4, L^B5, n^B3, X^B1, 및 X^B2 는 상기 일반식 (15) 에 있어서의 M²¹, Y²², Y²³, R²¹, R²², R²³, R²⁴, L²⁵, n²¹, X²¹, 및 X²² 와 각각 동일한 의미이고 바람직한 범위도 동일하다.

Y^B1 은 연결기를 나타내고, 상기 일반식 (15) 에 있어서의 Y²¹ 과 동일하고, 바람직하게는 1, 2 위치로 치환한 비닐기, 페닐렌 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리 또는 탄소수 2 ∼ 8 의 알킬렌기를 나타낸다.

R^B5, R^B6 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 치환기로는 상기 일반식 (15) 에 있어서의 R²¹ 내지 R²⁴ 의 치환기로서 설명한 알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기를 나타낸다. 단, Y^B1 은 R^B5 또는 R^B6 과 연결하는 경우는 없다. n^B1, n^B2 는 각각 독립적으로 0 내지 1 의 정수를 나타낸다.

상기 일반식 (15-4) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태는, 하기 일반식 (4-A) 로 나타내는 화합물이다.

일반식 (4-A) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.

[화학식 43]

일반식 (4-A) 중, R^D3, R^D4 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R^D1, R^D2 는 각각 치환기를 나타낸다. R^D1, R^D2, R^D3, 및 R^D4 가 나타내는 치환기로는 상기 일반식 (15-4) 에 있어서의 R^B5, R^B6 이 나타내는 치환기와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. n^D1, n^D2 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, R^D1, R^D2 를 각각 복수 개 갖는 경우, 복수 개의 R^D1, R^D2 는 동일해도 되고, 상이해도 되며, 연결하여 고리를 형성해도 된다. Y^D1 은 1, 2 위치로 치환한 비닐기, 페닐렌 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리 또는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬렌기를 나타낸다.

일반식 (15-5) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다

[화학식 44]

일반식 (15-5) 중, M⁶¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 M¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Q⁶¹, Q⁶² 는 각각 독립적으로 고리를 형성하는 기를 나타낸다. Q⁶¹, Q⁶² 로 형성되는 고리로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 티오펜 고리, 이소티아졸 고리, 푸란 고리, 이소옥사졸 고리, 및, 그 축환체를 들 수 있다.

Q⁶¹, Q⁶² 로 형성되는 고리는 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 티오펜 고리, 티아졸 고리, 및, 그 축환체이고, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 및, 그 축환체가 보다 바람직하고, 벤젠 고리, 및, 그 축환체가 더욱 바람직하다.

Y⁶¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 Y¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Y⁶², Y⁶³ 은 각각 독립적으로 연결기 또는 단결합을 나타낸다. 연결기로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 카르보닐 연결기, 티오카르보닐 연결기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 산소 원자 연결기, 질소 원자 연결기, 및, 이들의 조합으로 이루어지는 연결기 등을 들 수 있다.

Y⁶², Y⁶³ 은 각각 독립적으로 단결합, 카르보닐 연결기, 알킬렌 연결기, 알케닐렌기가 바람직하고, 단결합, 알케닐렌기가 보다 바람직하고, 단결합이 더욱 바람직하다.

L⁶⁵ 는 상기 일반식 (2) 에 있어서의 L¹⁵ 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

n⁶¹ 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 n¹¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

Z⁶¹, Z⁶², Z⁶³, Z⁶⁴, Z⁶⁵, Z⁶⁶, Z⁶⁷, 및 Z⁶⁸ 은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소 원자, 질소 원자를 나타내고, 치환 또는 비치환의 탄소 원자가 바람직하다. 탄소 상의 치환기로는 상기 일반식 (15) 에 있어서의 R²¹ 에서 설명한 기를 들 수 있고, 또, Z⁶¹ 과 Z⁶², Z⁶² 와 Z⁶³, Z⁶³ 과 Z⁶⁴, Z⁶⁵ 와 Z⁶⁶, Z⁶⁶ 과 Z⁶⁷, Z⁶⁷ 과 Z⁶⁸ 이 연결기를 개재하여 결합하여 축환 (예를 들어, 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성해도 된다. Q⁶¹, Q⁶² 로 형성되는 고리가 각각 Z⁶¹, Z⁶⁸ 과 연결기를 개재하여 결합하여 고리를 형성해도 된다.

상기 탄소 상의 치환기로는 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴기, 축환 (예를 들어 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기, 할로겐 원자가 바람직하고, 알킬아미노기, 아릴기, 축환 (예를 들어 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기가 보다 바람직하고, 아릴기, 축환 (예를 들어 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기가 더욱 바람직하고, 축환 (예를 들어 벤조 축환, 피리딘 축환 등) 을 형성하는 기가 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서의 전자 수송성 인광 발광 재료는, 바람직하게는 백금 착물이다.

바람직하게는 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는 4 좌 배위자의 백금 착물이다.

[화학식 45]

일반식 (16) 중, Z¹ 은 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. L¹ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다.

Z1 은 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. Z¹ 로는 예를 들어, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리 및 그 벤조 축환체, 피리도 축환체 등을 들 수 있고, 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피라졸 고리, 트리아졸 고리이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리이고, 특히 바람직하게는 피리딘 고리이다. 이들은 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로는 후술하는 L¹ 의 치환기로서 예로 든 것을 적용할 수 있다.

L¹ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. 연결기로는 특별히 한정되지 않지만, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자로 이루어지는 연결기가 바람직하고, 하기에 구체예를 나타내지만 이들에 한정되지 않는다.

[화학식 46]

연결기

이들 연결기는 가능하면 추가로 치환기를 갖고 있어도 되고, 도입 가능한 치환기로는, 치환기로는 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, iso-프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있다), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 10 이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노, 디페닐아미노, 디톨릴아미노 등을 들 수 있다), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다),

헤테로 고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다),

술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다),

우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있다), 인산아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있다), 하이드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 헤테로 원자로는 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자이고, 구체적으로는 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 피페리딜, 모르폴리노, 벤즈옥사졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기 등을 들 수 있다), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다) 등을 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 된다. 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기, 할로겐 원자, 실릴기이고, 보다 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기, 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 불소 원자이다.

L¹ 로서 바람직하게는 단결합, 메틸렌기, 디메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기이다.

R¹, R³, R⁴ 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 가 치환기를 나타내는 경우, 치환기로는 연결기 L¹ 의 치환기로서 예로 든 것을 적용할 수 있다. R¹, R³, R⁴ 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로 고리 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로 고리 티오기, 술포닐기, 할로겐 원자, 시아노기, 헤테로 고리기, 실릴기, 실릴옥시기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아실기, 알킬티오기, 술포닐기, 할로겐 원자, 시아노기, 헤테로 고리기, 실릴기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아실기, 술포닐기, 불소 원자, 시아노기, 헤테로 고리기, 실릴기이고, 더욱 더 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 술포닐기, 불소 원자, 시아노기, 헤테로 고리기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 불소 원자, 시아노기, 헤테로 고리기이다. 가장 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시아노기이다. 이들 치환기는 추가로 다른 기가 치환하고 있어도 된다.

R² 는 치환기를 나타낸다. R² 로 나타내는 치환기로는 R¹, R³, R⁴ 로 나타내는 치환기로서 예로 든 것을 적용할 수 있다. R² 로 나타내는 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로 고리 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로 고리 티오기, 술포닐기, 할로겐 원자, 시아노기, 헤테로 고리기, 실릴기, 실릴옥시기이고, 보다 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아실기, 알킬티오기, 술포닐기, 할로겐 원자, 시아노기, 헤테로 고리기, 실릴기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아실기, 술포닐기, 불소 원자, 시아노기, 헤테로 고리기, 실릴기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 술포닐기, 불소 원자, 시아노기, 헤테로 고리기이고, 특히 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 불소 원자, 시아노기, 헤테로 고리기이다. 가장 바람직하게는 알킬기, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시아노기이다. 이들 치환기는 추가로 다른 기가 치환하고 있어도 된다.

일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는 4 좌 배위자의 백금 착물 화합물은 바람직하게는 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 47]

일반식 (17) 중, Z¹ 및 Z² 는 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 또는 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다.

일반식 (17) 에 대해 설명한다. Z¹ 및 Z² 는 일반식 (16) 에 있어서의 Z¹ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. Z¹ 과 Z² 는 동일해도 되고, 상이해도 된다. L¹, L² 및 L³ 은 일반식 (16) 에 있어서의 L¹ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. L¹, L², L³ 은 각각 동일해도 되고, 상이해도 된다. Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 또는 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다.

탄소 원자로 백금에 결합하는 Q² 로는 예를 들어 이미노기, 방향족 탄화수소기 (페닐기, 나프틸기 등), 방향족 헤테로 고리기 (피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 트리아졸 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등) 및 이들을 포함하는 축합 고리를 들 수 있다. 이들 기는 추가로 치환되어 있어도 된다.

질소 원자로 백금에 결합하는 Q² 로는 예를 들어 함질소 헤테로 고리기 (피롤 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 트리아졸 고리 등), 아미노기 (알킬아미노기, 아릴아미노기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기 등을 들 수 있다. 이들 기는 추가로 치환되어 있어도 된다.

산소 원자로 백금에 결합하는 Q² 로는 예를 들어 옥시기, 카르보닐옥시기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로 고리 옥시기, 아실옥시기, 실릴옥시기 등을 들 수 있다.

황 원자로 백금에 결합하는 Q² 로는 예를 들어 티오기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로 고리 티오기, 카르보닐티오기 등을 들 수 있다.

인 원자로 백금에 결합하는 Q² 로는 예를 들어 디아릴포스핀기를 들 수 있다.

Q² 로 나타내는 기로서 바람직하게는 탄소로 백금에 결합하는 방향족 탄화수소기, 탄소로 백금에 결합하는 방향족 헤테로 고리기, 질소로 백금에 결합하는 함질소 헤테로 고리기, 아릴옥시기, 카르보닐옥시기이고, 보다 바람직하게는 탄소로 백금에 결합하는 방향족 탄화수소기, 탄소로 백금에 결합하는 방향족 헤테로 고리기, 아릴옥시기, 카르보닐옥시기이고, 더욱 바람직하게는 탄소로 백금에 결합하는 방향족 탄화수소기, 탄소로 백금에 결합하는 방향족 헤테로 고리기, 카르보닐옥시기이다. Q² 는 가능하면 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기로는 일반식 (16) 에 있어서의 연결기 L¹ 의 치환기로서 예로 든 것을 적용할 수 있다.

R¹, R², R³ 및 R⁴ 는 일반식 (16) 에 있어서의 그것과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물은, 바람직하게는 일반식 (18) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 48]

일반식 (18) 중, Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 치환기를 나타내고, n, m 은 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.

일반식 (18) 에 대해 설명한다. Q², L¹, L², L³, R¹, R², R³, R⁴ 는 일반식 (17) 에 있어서의 그들과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. R^a 및 R^b 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로는 L¹ 의 치환기로서 예로 든 것을 적용할 수 있다. R^a, R^b 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 불소 원자이고, 보다 바람직하게는 알킬기, 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기이다. n 및 m 은 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.

일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물은 바람직하게는 일반식 (19) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 49]

일반식 (19) 중, Q⁴ 는 탄소 원자 또는 질소 원자로 백금에 결합하는 방향족 탄화수소 고리기 또는 방향족 헤테로 고리기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 치환기를 나타내고, n, m 은 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.

일반식 (19) 에 대해 설명한다. L¹, L², L³, R¹, R², R³, R⁴, R^a, R^b, n 및 m 은 일반식 (18) 에 있어서의 그들과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. Q⁴ 는 탄소 원자 또는 질소 원자로 백금에 결합하는 방향족 탄화수소 고리기 또는 방향족 헤테로 고리기를 나타낸다. 탄소 원자로 백금에 결합하는 Q⁴ 로는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 피라진 고리, 트리아졸 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 또는 이들의 벤조 축환체, 피리도 축환체 등을 들 수 있다. 질소 원자로 백금에 결합하는 Q⁴ 로는 피롤 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 트리아졸 고리 또는 이들의 벤조 축환체, 피리도 축환체 등을 들 수 있다. Q⁴ 는 가능하면 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기로는, 일반식 (16) 에 있어서의 연결기 L¹ 의 치환기로서 예로 든 것을 적용할 수 있다.

일반식 (19) 로 나타내는 백금 착물 중, 바람직한 형태 중 하나는 일반식 (20) 으로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 50]

일반식 (20) 중, L¹, L² 및 L³ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴, R⁵, R⁷, R⁸ 은 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R², R⁶ 은 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 치환기를 나타내고, n, m 은 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.

일반식 (20) 에 대해 설명한다. L¹, L², L³, R¹, R², R³, R⁴, R^a, R^b, n 및 m 은 일반식 (19) 에 있어서의 그들과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. R⁵, R⁶, R⁷, R⁸ 은 R¹, R², R³, R⁴ 와 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 마찬가지이지만, 각각 동등해도 되고, 상이해도 된다.

일반식 (16) ∼ (20) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 열거하지만, 본 발명은 이들 화합물에 한정되지 않는다.

[화학식 51]

[화학식 52]

[화학식 53]

[화학식 54]

[화학식 55]

[화학식 56]

[화학식 57]

[화학식 58]

[화학식 59]

[화학식 60]

[화학식 61]

[화학식 62]

[화학식 63]

[화학식 64]

[화학식 65]

[화학식 66]

[화학식 67]

[화학식 68]

[화학식 69]

[화학식 70]

[화학식 71]

[화학식 72]

[화학식 73]

[화학식 74]

[화학식 75]

[화학식 76]

＜호스트 재료＞

본 발명에 있어서의 발광층은 바람직하게는 호스트 재료를 함유한다.

본 발명에 있어서의 발광층은 발광 재료로서 전자 수송성 발광 재료를 함유하기 때문에, 호스트 재료로서 정공 수송성 호스트 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 추가로 전자 수송성 호스트 재료를 함유해도 된다.

《정공 수송성 호스트 재료》

본 발명의 유기층에 사용되는 정공 수송성 호스트 재료로는 내구성 향상, 구동 전압 저하의 관점에서, 이온화 포텐셜 Ip 가 5.1 eV 이상 6.4 eV 이하인 것이 바람직하고, 5.4 eV 이상 6.2 eV 이하인 것이 보다 바람직하고, 5.6 eV 이상 6.0 eV 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또, 내구성 향상, 구동 전압 저하의 관점에서, 전자 친화력 Ea 가 1.2 eV 이상 3.1 eV 이하인 것이 바람직하고, 1.4 eV 이상 3.0 eV 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.8 eV 이상 2.8 eV 이하인 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 정공 수송성 호스트 재료로는, 구체적으로는 예를 들어, 이하의 재료를 들 수 있다.

피롤, 카르바졸, 아자카르바졸, 피라졸, 인돌, 아자인돌, 이미다졸, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 칼콘, 스티릴안트라센, 플루오레논, 하이드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제3급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 방향족 디메틸리딘계 화합물, 포르피린계 화합물, 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸), 아닐린계 공중합체, 티오펜올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기 실란, 카본막, 및 그들의 유도체 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 카르바졸 유도체, 인돌 유도체, 이미다졸 유도체, 방향족 제3급 아민 화합물, 또는 티오펜 유도체가 바람직하고, 특히 분자 내에 카르바졸 골격 및/또는 인돌 골격 및/또는 방향족 제3급 아민 골격을 복수 개 갖는 것이 바람직하다.

이와 같은 정공 수송성 호스트 재료로서의 구체적 화합물로는 예를 들어 하기의 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 77]

[화학식 78]

[화학식 79]

《전자 수송성 호스트 재료》

본 발명의 유기 EL 소자는 정공 수송성 호스트 재료와 함께, 전자 수송성 호스트 재료를 함유해도 된다.

본 발명에 사용되는 전자 수송성 호스트 재료로는 내구성 향상, 구동 전압 저하의 관점에서, 전자 친화력 Ea 가 2.5 eV 이상 3.5 eV 이하인 것이 바람직하고, 2.6 eV 이상 3.4 eV 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.8 eV 이상 3.3 eV 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또, 내구성 향상, 구동 전압 저하의 관점에서, 이온화 포텐셜 Ip 가 5.7 eV 이상 7.5 eV 이하인 것이 바람직하고, 5.8 eV 이상 7.0 eV 이하인 것이 보다 바람직하고, 5.9 eV 이상 6.5 eV 이하인 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 전자 수송성 호스트 재료로는, 구체적으로는 예를 들어, 이하의 재료를 들 수 있다.

피리딘, 피리미딘, 트리아진, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 플루오레논, 안트라퀴노디메탄, 안트론, 디페닐퀴논, 티오피란디옥사이드, 카르보디이미드, 플루오레닐리덴메탄, 디스티릴피라진, 불소 치환 방향족 화합물, 나프탈렌페릴렌 등의 복소 고리 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌, 및 그들의 유도체 (다른 고리와 축합 고리를 형성해도 된다), 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물 등을 들 수 있다.

전자 수송성 호스트 재료로서 바람직하게는 금속 착물, 아졸 유도체 (벤즈이미다졸 유도체, 이미다조피리딘 유도체 등), 아진 유도체 (피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 트리아진 유도체 등) 이고, 그 중에서도 본 발명에 있어서는 내구성 면에서 금속 착물 화합물이 바람직하다. 금속 착물 화합물 (A) 는 금속에 배위하는 적어도 1 개의 질소 원자 또는 산소 원자 또는 황 원자를 갖는 배위자를 갖는 금속 착물이 보다 바람직하다.

금속 착물 중의 금속 이온은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 베릴륨 이온, 마그네슘 이온, 알루미늄 이온, 갈륨 이온, 아연 이온, 인듐 이온, 주석 이온, 백금 이온, 또는 팔라듐 이온이고, 보다 바람직하게는 베릴륨 이온, 알루미늄 이온, 갈륨 이온, 아연 이온, 백금 이온, 또는 팔라듐 이온이고, 더욱 바람직하게는 알루미늄 이온, 아연 이온, 또는 팔라듐 이온이다.

상기 금속 착물 중에 포함되는 배위자로는 여러 가지 공지된 배위자가 있지만, 예를 들어 「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」, Springer-Verlag 사, H. Yersin 저, 1987년 발행, 「유기 금속 화학-기초와 응용-」, 쇼카보사, 야마모토 아키오 저, 1982년 발행 등에 기재된 배위자를 들 수 있다.

상기 배위자로서 바람직하게는 함질소 헤테로 고리 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 15 이고, 단좌 배위자이어도 되고, 2 좌 이상의 배위자이어도 된다. 바람직하게는 2 좌 이상 6 좌 이하의 배위자이다. 또, 2 좌 이상 6 좌 이하의 배위자와 단좌의 혼합 배위자도 바람직하다.

배위자로는 예를 들어 아진 배위자 (예를 들어, 피리딘 배위자, 비피리딜 배위자, 및 터피리딘 배위자 등을 들 수 있다), 하이드록시페닐아졸 배위자 (예를 들어, 하이드록시페닐벤즈이미다졸 배위자, 하이드록시페닐벤즈옥사졸 배위자, 하이드록시페닐이미다졸 배위자, 하이드록시페닐이미다조피리딘 배위자 등을 들 수 있다), 알콕시 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 및 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다), 아릴옥시 배위자 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시, 2,4,6-트리메틸페닐옥시, 및 4-비페닐옥시 등을 들 수 있다),

헤테로아릴옥시 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 및 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 알킬티오 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오 배위자 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로아릴티오 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 및 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다), 실록시 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 25, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20 이고, 예를 들어, 트리페닐실록시기, 트리에톡시실록시기, 및 트리이소프로필실록시기 등을 들 수 있다), 방향족 탄화수소 아니온 배위자 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 25, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20 이고, 예를 들어 페닐 아니온, 나프틸 아니온, 및 안트라닐 아니온 등을 들 수 있다), 방향족 헤테로 고리 아니온 배위자 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 25, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20 이고, 예를 들어 피롤 아니온, 피라졸 아니온, 피라졸 아니온, 트리아졸 아니온, 옥사졸 아니온, 벤조옥사졸 아니온, 티아졸 아니온, 벤조티아졸 아니온, 티오펜 아니온, 및 벤조티오펜 아니온 등을 들 수 있다), 인돌레닌 아니온 배위자 등을 들 수 있고, 바람직하게는 함질소 헤테로 고리 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시기, 또는 실록시 배위자이고, 더욱 바람직하게는 함질소 헤테로 고리 배위자, 아릴옥시 배위자, 실록시 배위자, 방향족 탄화수소 아니온 배위자, 또는 방향족 헤테로 고리 아니온 배위자이다.

금속 착물 전자 수송성 호스트 재료의 예로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-235076, 일본 공개특허공보 2004-214179, 일본 공개특허공보 2004-221062, 일본 공개특허공보 2004-221065, 일본 공개특허공보 2004-221068, 일본 공개특허공보 2004-327313 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.

이와 같은 전자 수송성 호스트 재료로는, 구체적으로는 예를 들어, 이하의 재료를 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

[화학식 80]

[화학식 81]

[화학식 82]

전자 수송층 호스트 재료로는, E-1 ∼ E-6, E-8, E-9, E-21, 또는 E-22 가 바람직하고, E-3, E-4, E-6, E-8, E-9, E-10, E-21, 또는 E-22 가 보다 바람직하고, E-3, E-4, E-21, 또는 E-22 가 더욱 바람직하다.

＜막 두께＞

발광층의 막 두께로는 휘도 불균일, 구동 전압, 휘도의 관점에서, 두께가 100 ㎚ 이하인 층인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 70 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 50 ㎚ 인 것이 특히 바람직하다.

발광층의 막 두께가 얇으면, 고휘도이고 낮은 전압에서의 구동을 할 수 있게 되지만, 소자 저항이 작아짐으로써, 전압 저하에 의한 휘도 변화의 영향을 받기 쉬워져, 휘도 불균일의 증가를 초래하는 결과가 된다. 발광층의 막 두께가 두꺼우면, 구동 전압이 높아지고, 발광 효율의 저하를 초래하여, 용도를 한정하는 원인이 된다.

＜층 구성＞

발광층은 1 층이어도 되고, 2 층 이상이어도 되고, 각각의 층이 상이한 발광색으로 발광해도 된다. 또, 발광층이 적층 구조인 경우에 대해서는, 적층 구조를 구성하는 각 층의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 각 발광층의 합계 막 두께가 상기 서술한 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.

(정공 주입층, 정공 수송층)

정공 주입층, 정공 수송층은 양극 또는 양극측으로부터 정공을 받아 음극측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명의 정공 주입층, 정공 수송층에 사용할 수 있는 재료로는, 본 발명의 인터록형 화합물 외에, 다른 정공 주입 재료, 정공 수송 재료를 사용할 수 있다. 이들 정공 주입 재료, 정공 수송 재료는 저분자 화합물이어도 되고, 고분자 화합물이어도 된다.

구체적으로는 피롤 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 하이드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라잔 유도체, 방향족 제3급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 방향족 디메틸리딘계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 포르피린계 화합물, 티오펜 유도체, 유기 실란 유도체, 또는 카본 등을 함유하는 층인 것이 바람직하다.

본 발명의 유기 EL 소자의 정공 주입층 혹은 정공 수송층에는, 전자 수용성 도펀트를 함유시킬 수 있다. 정공 주입층, 혹은 정공 수송층에 도입하는 전자 수용성 도펀트로는 전자 수용성으로 유기 화합물을 산화시키는 성질을 가지면, 무기 화합물에서도 유기 화합물에서도 사용할 수 있다.

구체적으로는 무기 화합물은 염화제2철이나 염화알루미늄, 염화갈륨, 염화인듐, 5 염화안티몬 등의 할로겐화 금속, 5 산화바나듐, 및 3 산화몰리브덴 등의 금속 산화물 등을 들 수 있다.

유기 화합물의 경우에는 치환기로서 니트로기, 할로겐, 시아노기, 트리플루오로메틸기 등을 갖는 화합물, 퀴논계 화합물, 산무수물계 화합물, 풀러렌 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

이 밖에도, 일본 공개특허공보 평6-212153, 일본 공개특허공보 평11-111463, 일본 공개특허공보 평11-251067, 일본 공개특허공보 2000-196140, 일본 공개특허공보 2000-286054, 일본 공개특허공보 2000-315580, 일본 공개특허공보 2001-102175, 일본 공개특허공보 2001-160493, 일본 공개특허공보 2002-252085, 일본 공개특허공보 2002-56985, 일본 공개특허공보 2003-157981, 일본 공개특허공보 2003-217862, 일본 공개특허공보 2003-229278, 일본 공개특허공보 2004-342614, 일본 공개특허공보 2005-72012, 일본 공개특허공보 2005-166637, 일본 공개특허공보 2005-209643 등에 기재된 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.

이들 전자 수용성 도펀트는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 사용해도 된다. 전자 수용성 도펀트의 사용량은, 재료의 종류에 따라 상이한데, 정공 수송층 재료에 대해 0.01 질량% ∼ 50 질량% 인 것이 바람직하고, 0.05 질량% ∼ 20 질량% 인 것이 더욱 바람직하고, 0.1 질량% ∼ 10 질량% 인 것이 특히 바람직하다.

정공 주입층, 정공 수송층의 두께는 구동 전압을 낮춘다는 관점에서, 각각 500 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

정공 수송층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 정공 주입층의 두께로는 0.1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 바람직하고, 0.5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 1 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

정공 주입층, 정공 수송층은 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

(전자 주입층, 전자 수송층)

전자 주입층 및 전자 수송층은 음극 또는 음극측으로부터 전자를 받아 양극 측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다.

본 발명에 있어서의 전자 수송층은 하기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물을 함유한다.

[화학식 83]

본 발명에 있어서의 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 유도체는, 바람직하게는 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물이다.

[화학식 84]

식 중, A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다.

Ar¹ 은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기이고, Ar² 는 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이다. 단, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 10 ∼ 60 의 축합 고리기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 모노헤테로 축합 고리기이다.

L¹ 및 L² 는 각각 독립적으로 단결합, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴렌기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 혹은 비치환의 플루오레닐렌기이다.

R' 는 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이다.

본 발명에 있어서의 일반식 (3) 으로 나타내는 함질소 복소 고리 유도체는, 바람직하게는 하기 일반식 (4) 로 나타내는 화합물이다.

[화학식 85]

식 중, A¹ ∼ A² 는 각각 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다.

Ar¹ 은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기이고, Ar² 는 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이다. 단, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 10 ∼ 60 의 축합 고리기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 모노헤테로 축합 고리기이다.

R' 및 R'' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20의 알콕시기이고, R' 및 R'' 는 동일해도 되고 상이해도 된다)

일반식 (1), (3) ∼ (4) 에 있어서, A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다.

일반식 (1), (3) ∼ (4) 에 있어서, Ar¹ 은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 (바람직하게는 핵 탄소수 6 ∼ 40) 아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 (바람직하게는 핵 탄소수 3 ∼ 40) 의 헤테로아릴기이다.

Ar¹ 의 치환 혹은 비치환의 아릴기의 예로는, 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-크리세닐기, 2-크리세닐기, 6-크리세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-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-터페닐-4-일기, 플루오란테닐기, 플루오레닐기, 스피로비플루오렌으로 이루어지는 1 가의 기, 퍼플루오로페닐기, 퍼플루오로나프틸기, 퍼플루오로안트릴기, 퍼플루오로비페닐일기, 9-페닐안트라센으로 이루어지는 1 가의 기, 9-(1'-나프틸)안트라센으로 이루어지는 1 가의 기, 9-(2'-나프틸)안트라센으로 이루어지는 1 가의 기, 6-페닐크리센으로 이루어지는 1 가의 기, 9-[4-(디페닐아미노)페닐]안트라센으 로 이루어지는 1 가의 기 등을 들 수 있고, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 9-(10-페닐)안트릴기, 9-[10-(1'-나프틸)]안트릴기, 9-[10-(2'-나프틸)]안트릴기 등이 바람직하다.

Ar¹ 의 치환 혹은 비치환의 헤테로아릴기의 예로는 피롤일기, 푸릴기, 티에닐기, 시로릴기, 피리딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸릴기, 이미다졸릴기, 피리미딜기, 카르바졸릴기, 셀레노페닐기, 옥사디아졸릴기, 트리아조릴기 등을 들 수 있고, 피리딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기가 바람직하다.

일반식 (1), (3) ∼ (4) 에 있어서, Ar² 는 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 (바람직하게는 핵 탄소수 6 ∼ 40) 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 (바람직하게는 핵 탄소수 3 ∼ 40) 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6) 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6) 의 알콕시기이다.

Ar² 의 치환 혹은 비치환의 아릴기의 예로는 상기 Ar¹ 과 동일한 것을 들 수 있다.

Ar² 의 치환 혹은 비치환의 헤테로아릴기의 예로는 상기 Ar¹ 과 동일한 것을 들 수 있다.

Ar² 의 치환 혹은 비치환의 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, 하이드록시메틸기, 1-하이드록시에틸기, 2-하이드록시에틸기, 2-하이드록시이소부틸기, 1,2-디하이드록시에틸기, 1,3-디하이드록시이소프로필기, 2,3-디하이드록시-t-부틸기, 1,2,3-트리하이드록시프로필기, 클로로메틸기, 1-클로로에틸기, 2-클로로에틸기, 2-클로로이소부틸기, 1,2-디클로로에틸기, 1,3-디클로로이소프로필기, 2,3-디클로로-t-부틸기, 1,2,3-트리클로로프로필기, 브로모메틸기, 1-브로모에틸기, 2-브로모에틸기, 2-브로모이소부틸기, 1,2-디브로모에틸기, 1,3-디브로모이소프로필기, 2,3-디브로모-t-부틸기, 1,2,3-트리브로모프로필기, 요오드메틸기, 1-요오드에틸기, 2-요오드에틸기, 2-요오드이소부틸기, 1,2-디요오드에틸기, 1,3-디요오드이소프로필기, 2,3-디요오드-t-부틸기, 1,2,3-트리요오드프로필기, 아미노메틸기, 1-아미노에틸기, 2-아미노에틸기, 2-아미노이소부틸기, 1,2-디아미노에틸기, 1,3-디아미노이소프로필기, 2,3-디아미노-t-부틸기, 1,2,3-트리아미노프로필기, 시아노메틸기, 1-시아노에틸기, 2-시아노에틸기, 2-시아노이소부틸기, 1,2-디시아노에틸기 1,3-디시아노이소프로필기, 2,3-디시아노-t-부틸기, 1,2,3-트리시아노프로필기, 니트로메틸기, 1-니트로에틸기, 2-니트로에틸기, 2-니트로이소부틸기, 1,2-디니트로에틸기, 1,3-디니트로이소프로필기, 2,3-디니트로-t-부틸기, 1,2,3-트리니트로프로필기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 1-아다만틸기, 2-아다만틸기, 1-노르보르닐기, 2-노르보르닐기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, t-부틸기가 바람직하다.

Ar² 의 치환 혹은 비치환의 알콕시기는 -OY 로 나타내는 기이고, Y 의 예로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, 하이드록시메틸기, 1-하이드록시에틸기, 2-하이드록시에틸기, 2-하이드록시이소부틸기, 1,2-디하이드록시에틸기, 1,3-디하이드록시이소프로필기, 2,3-디하이드록시-t-부틸기, 1,2,3-트리하이드록시프로필기, 클로로메틸기, 1-클로로에틸기, 2-클로로에틸기, 2-클로로이소부틸기, 1,2-디클로로에틸기, 1,3-디클로로이소프로필기, 2,3-디클로로-t-부틸기, 1,2,3-트리클로로프로필기, 브로모메틸기, 1-브로모에틸기, 2-브로모에틸기, 2-브로모이소부틸기, 1,2-디브로모에틸기, 1,3-디브로모이소프로필기, 2,3-디브로모-t-부틸기, 1,2,3-트리브로모프로필기, 요오드메틸기, 1-요오드에틸기, 2-요오드에틸기, 2-요오드이소부틸기, 1,2-디요오드에틸기, 1,3-디요오드이소프로필기, 2,3-디요오드-t-부틸기, 1,2,3-트리요오드프로필기, 아미노메틸기, 1-아미노에틸기, 2-아미노에틸기, 2-아미노이소부틸기, 1,2-디아미노에틸기, 1,3-디아미노이소프로필기, 2,3-디아미노-t-부틸기, 1,2,3-트리아미노프로필기, 시아노메틸기, 1-시아노에틸기, 2-시아노에틸기, 2-시아노이소부틸기, 1,2-디시아노에틸기, 1,3-디시아노이소프로필기, 2,3-디시아노-t-부틸기, 1,2,3-트리시아노프로필기, 니트로메틸기, 1-니트로에틸기, 2-니트로에틸기, 2-니트로이소부틸기, 1,2-디니트로에틸기, 1,3-디니트로이소프로필기, 2,3-디니트로-t-부틸기, 1,2,3-트리니트로프로필기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, t-부틸기가 바람직하다.

단, 일반식 (1), (3) ∼ (4) 에 있어서, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 10 ∼ 60 의 축합 고리기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 모노헤테로 축합 고리기이다.

일반식 (1), (3) ∼ (4) 의 L¹ 및 L² 는 각각 독립적으로 단결합, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 (바람직하게는 핵 탄소수 6 ∼ 40) 의 아릴렌기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 (바람직하게는 핵 탄소수 3 ∼ 40) 의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 혹은 비치환의 플루오레닐렌기이다.

L¹ 및 L² 의 치환 혹은 비치환의 아릴렌기의 예로는 상기 Ar¹ 과 동일한 아릴기로부터 추가로 수소 원자를 제거하여 2 가의 기로 한 것을 들 수 있다.

L¹ 및 L² 의 치환 혹은 비치환의 헤테로아릴렌기의 예로는 상기 Ar¹ 과 동일한 헤테로아릴기로부터 추가로 수소 원자를 제거하여 2 가의 기로 한 것을 들 수 있다.

또, 일반식 (1), (3) ∼ (4) 에 있어서, L¹ 및/또는 L² 가, 하기에 나타내는 2 가기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이면 바람직하다.

[화학식 86]

또한, 일반식 (1), (3) ∼ (4) 에 있어서 상기 Ar¹ 이, 하기 일반식 (5) ∼ (14) 로 나타내는 기이면 바람직하다.

[화학식 87]

식 중, R¹ ∼ R⁹² 는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 12 ∼ 80 의 디아릴아미노기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 40 의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 18 ∼ 120 의 디아릴아미노아릴기, L³ 이 단결합 및 하기에 나타내는 2 가기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이면 바람직하다.

[화학식 88]

일반식 (1) 의 R 은 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이다.

R 의 치환 혹은 비치환의 아릴기의 예로는 상기 Ar¹ 과 동일한 것을 들 수 있다.

R 의 치환 혹은 비치환의 헤테로아릴기의 예로는 상기 Ar¹ 과 동일한 것을 들 수 있다.

R 의 치환 혹은 비치환의 알킬기의 예로는 상기 Ar² 와 동일한 것을 들 수 있다.

R 의 치환 혹은 비치환의 알콕시기의 예로는 상기 Ar² 와 동일한 것을 들 수 있다.

또, n 은 0 ∼ 5 의 정수이고, 0 ∼ 3 이면 바람직하고, n 이 2 이상인 경우, 복수의 R 은 동일해도 되고 상이해도 되며, 또, 인접하는 복수의 R 기끼리로 결합하여, 탄소 고리형 지방족 고리 또는 탄소 고리형 방향족 고리를 형성하고 있어도 된다.

탄소 고리형 지방족 고리로는 시클로펜탄, 시클로헥산 등의 고리를 들 수 있다.

탄소 고리형 방향족 고리로는 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌, 안트라센 등의 고리를 들 수 있다.

일반식 (3) 에 있어서 A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 상기와 동일하다.

일반식 (3) 에 있어서 Ar¹ 및 Ar² 는 각각 독립적으로 상기와 동일하고, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 10 ∼ 60 의 축합 고리기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 모노헤테로 축합 고리기이다.

일반식 (3) 에 있어서 L¹ 및 L² 는 각각 독립적으로 상기와 동일하다.

일반식 (3) 에 있어서, R' 는 일반식 (1) 의 R 과 동일하다.

일반식 (4) 에 있어서, A¹ ∼ A² 는 각각 독립적으로 상기와 동일하다.

일반식 (4) 에 있어서, Ar¹ 및 Ar² 는 각각 독립적으로 상기와 동일하고, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 10 ∼ 60 의 축합 고리기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 모노헤테로 축합 고리기이다.

일반식 (4) 에 있어서, L¹ 및 L² 는 각각 독립적으로 상기와 동일하다.

일반식 (4) 에 있어서, R' 및 R'' 는 각각 독립적으로 일반식 (1) 의 R 과 동일하고, R' 및 R'' 는 동일해도 되고 상이해도 된다.

본 발명의 일반식 (1), (3) ∼ (4) 로 나타내는 함질소 복소 고리 유도체의 구체예를 이하에 나타내지만, 이들 예시 화합물에 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기 표 중, 「＼」은 단결합을 나타낸다.

[화학식 89]

[화학식 90]

[수학식 1]

[화학식 91]

[화학식 92]

[화학식 93]

[수학식 2]

[화학식 94]

[화학식 95]

[화학식 96]

[화학식 97]

[수학식 3]

[화학식 98]

[화학식 99]

[화학식 100]

[수학식 4]

[화학식 101]

[화학식 102]

또, 상기 함질소 복소 고리 유도체를 함유하는 층이, 환원성 도펀트를 함유하면 더욱 바람직하다.

환원성 도펀트로는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토금속의 산화물, 알칼리 토금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착물, 알칼리 토금속의 유기 착물 및 희토류 금속의 유기 착물 중에서 선택되는 적어도 1 종류이면 바람직하다.

알칼리 금속으로는 Li (일함수 : 2.90 eV), Na (일함수 : 2.36 eV), K (일함수 : 2.28 eV), Rb (일함수 : 2.16 eV), Cs (일함수 : 1.95 eV) 등을 들 수 있다.

알칼리 토금속으로는 Ca (일함수 : 2.9 eV), Sr (일함수 : 2.0 ∼ 2.5 eV), Ba (일함수 : 2.52 eV) 등을 들 수 있다.

희토류 금속으로는 Sc, Y, Eu, Tb, Ce 등을 들 수 있다.

알칼리 금속의 산화물로는 Li₂O, LiO, NaO 등을 들 수 있다.

알칼리 금속의 할로겐화물로는 LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, NaCl 등을 들 수 있다.

알칼리 토금속의 산화물로는 CaO, BaO, SrO 등을 들 수 있다.

알칼리 토금속의 할로겐화물로는 CaF₂, BaF₂, SrF₂ 및 BeF₂ 와 같은 불화물이나 불화물 이외의 할로겐화물을 들 수 있다.

바람직한 환원성 도펀트로는 Li, Na, K, Rb, Cs 등의 알칼리 금속이나, Ca, Sr, 및 Ba 등의 알칼리 토금속을 들 수 있고, 일함수가 2.9 eV 이하인 것이 특히 바람직하다. 이들 중, 보다 바람직한 환원성 도펀트는 K, Rb 및 Cs 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속이고, 더욱 바람직하게는 Rb 또는 Cs 이고, 가장 바람직한 것은 Cs 이다. 이들 알칼리 금속은 특히 환원 능력이 높아, 비교적 소량의 첨가에 의해 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화를 도모할 수 있다. 또, 일함수가 2.9 eV 이하인 환원성 도펀트로서 이들 2 종 이상의 알칼리 금속의 조합도 바람직하고, 특히, Cs 를 함유한 조합, 예를 들어 Cs 와 Na, Cs 와 K, Cs 와 Rb 또는 Cs 와 Na 와 K 의 조합인 것이 바람직하다. Cs 를 조합하여 함유함으로써, 환원 능력을 효율적으로 발휘할 수 있어, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화를 도모할 수 있다.

이들 환원성 도펀트는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 사용해도 된다. 환원성 도펀트의 사용량은 재료의 종류에 따라 상이한데, 전자 수송층 재료에 대해 0.1 질량% ∼ 99 질량% 인 것이 바람직하고, 1.0 질량% ∼ 80 질량% 인 것이 더욱 바람직하고, 2.0 질량% ∼ 70 질량% 인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서의 전자 수송층은, 상기의 함질소 복소 고리 화합물과 함께, 다른 전자 주입 재료, 전자 수송 재료를 사용할 수 있다. 이들 전자 주입 재료, 전자 수송 재료는 저분자 화합물이어도 되고, 고분자 화합물이어도 된다.

구체적으로는 피리딘 유도체, 퀴놀린 유도체, 피리미딘 유도체, 피라진 유도체, 프탈라진 유도체, 페난트롤린 유도체, 트리아진 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 플루오레논 유도체, 안트라퀴노디메탄 유도체, 안트론 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 티오피란디옥사이드 유도체, 카르보디이미드 유도체, 플루오레닐리덴메탄 유도체, 디스티릴피라진 유도체, 나프탈렌, 페릴렌 등의 방향 고리 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌 유도체, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물, 시롤로 대표되는 유기 실란 유도체 등을 함유하는 층인 것이 바람직하다.

전자 주입층, 전자 수송층의 두께는 구동 전압을 낮춘다는 관점에서, 각각 500 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

전자 수송층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 전자 주입층의 두께로는 0.1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 바람직하고, 0.2 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 0.5 ㎚ ∼ 50 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

전자 주입층, 전자 수송층은 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

(정공 블록층)

정공 블록층은 양극측으로부터 발광층으로 수송된 정공이, 음극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서 발광층과 음극측에서 인접하는 유기층으로서 정공 블록층을 형성할 수 있다.

정공 블록층을 구성하는 화합물의 예로는 BAlq 등의 알루미늄 착물, 트리아졸 유도체, BCP 등의 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.

정공 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

정공 블록층은 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

(전자 블록층)

전자 블록층은 음극측으로부터 발광층으로 수송된 전자가, 양극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서 발광층과 양극측에서 인접하는 유기층으로서 전자 블록층을 형성할 수 있다.

전자 블록층을 구성하는 화합물의 예로는 예를 들어 상기 서술한 정공 수송 재료로서 든 것을 적용할 수 있다.

전자 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

(보호층)

본 발명에 있어서, 유기 EL 소자 전체는 보호층에 의해 보호되고 있어도 된다.

보호층에 함유되는 재료로는 수분이나 산소 등의 소자 열화를 촉진시키는 것이 소자 내에 들어가는 것을 억제하는 기능을 갖고 있는 것이면 된다.

그 구체예로는 In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, TI, 또는 NI 등의 금속, MgO, SIO, SIO₂, Al₂O₃, GeO, NIO, CaO, BaO, Fe₂O₃, Y₂O₃, 또는 TIO₂ 등의 금속 산화물, SIN_x, SIN_xO_y 등의 금속 질화물, MgF₂, LIF, AlF₃, 또는 CaF₂ 등의 금속 불화물, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 폴리우레아, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리디클로로디플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌과 디클로로디플루오로에틸렌의 공중합체, 테트라플루오로에틸렌과 적어도 1 종의 코모노머를 함유하는 모노머 혼합물을 공중합시켜 얻어지는 공중합체, 공중합 주사슬에 고리형 구조를 갖는 함불소 공중합체, 흡수율 1 % 이상의 흡수성 물질, 흡수율 0.1 % 이하의 방습성 물질 등을 들 수 있다.

보호층의 형성 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 진공 증착법, 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법, MBE (분자선 에피택시) 법, 클러스터 이온 빔법, 이온 플레이팅법, 플라즈마 중합법 (고주파 여기 이온 플레이팅법), 플라즈마 CVD 법, 레이저 CVD 법, 열 CVD 법, 가스 소스 CVD 법, 코팅법, 인쇄법, 또는 전사법을 적용할 수 있다.

(밀봉)

또한, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 밀봉 용기를 사용하여 소자 전체를 밀봉해도 된다.

또, 밀봉 용기와 발광 소자 사이의 공간에 수분 흡수제 또는 불활성 액체를 봉입해도 된다. 수분 흡수제로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 산화바륨, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 5산화인, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화구리, 불화세슘, 불화니오브, 브롬화칼슘, 브롬화바나듐, 몰레큘러시브, 제올라이트, 및 산화마그네슘 등을 들 수 있다. 불활성 액체로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 파라핀류, 유동 파라핀류, 퍼플루오로알칸이나 퍼플루오로아민, 퍼플루오로에테르 등의 불소계 용제, 염소계 용제, 및 실리콘 오일류를 들 수 있다.

(구동)

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 양극과 음극 사이에 직류 (필요에 따라 교류 성분을 함유해도 된다) 전압 (통상적으로 2 볼트 ∼ 15 볼트), 또는 직류 전류를 인가함으로써 발광을 얻을 수 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구동 방법에 대해서는, 일본 공개특허공보 평2-148687호, 동 6-301355호, 동 5-29080호, 동 7-134558호, 동 8-234685호, 동 8-241047호의 각 공보, 일본 특허 제2784615호, 미국 특허 5828429호, 동 6023308호의 각 명세서, 등에 기재된 구동 방법을 적용할 수 있다.

본 발명의 발광 소자는 여러 가지의 공지된 연구에 의해, 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 기판 표면 형상을 가공하는 (예를 들어 미세한 요철 패턴을 형성한다), 기판·ITO 층·유기층의 굴절률을 제어하는, 기판·ITO 층·유기층의 막 두께를 제어하는 것 등에 의해, 광의 취출 효율을 향상시켜, 외부 양자 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 발광 소자는 양극측으로부터 발광을 취출하는, 소위, 톱 이미션 방식이어도 된다.

(본 발명의 용도)

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 표시 소자, 디스플레이, 백라이트, 전자 사진, 조명 광원, 기록 광원, 노광 광원, 판독 광원, 표지, 간판, 인테리어, 광 통신 등에 바람직하게 이용할 수 있다.

실시예

본 발명에 대해 실시예를 사용하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.

1. 유기 EL 소자의 제작

비교예 1

0.5 ㎜ 두께, 가로세로 2.5 ㎝ 의 유리 기판을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 상에 진공 증착법으로 이하의 층을 증착하였다. 본 발명의 실시예에 있어서의 증착 속도는 특별히 언급하지 않는 경우에는 0.2 ㎚/초이다. 증착 속도는 수정 진동자를 사용하여 측정하였다. 이하에 기재된 막 두께도 수정 진동자를 사용하여 측정한 것이다.

·양극 : 유리 기판 상에 ITO (Indium Tin Oxide) 를 막 두께 100 ㎚ 로 증착하였다.

·정공 주입층 : 양극 (ITO) 상에, 2-TNATA(4,4',4"-Tris(N-(2-naphtyl)-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 를 막 두께 140 ㎚ 로 증착하였다.

·정공 수송층 : 정공 주입층 상에, α-NPD(Bis[N-(1-naphthyl)-N-pheny]benzidine) 을 막 두께 7 ㎚ 로 증착하였다.

·제 2 정공 수송층 : 정공 수송층 상에 아민 화합물 1 을 두께 3 ㎚ 로 증착하였다.

·발광층 : 제 2 정공 수송층 상에 정공 수송성 호스트 재료인 mCP(N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene) 와 mCP 에 대해 6.0 질량% 의 정공 수송성 인광 발광 재료인 Ir(ppy)₃(tris(2-phenylpyridine)iridium (III)) 을 도프한 발광층을 30 ㎚ 의 두께로 증착하였다.

·전자 수송층 : 발광층 상에 일반식 (1) 로 나타내는 전자 수송성 재료인 함질소 복소 고리 유도체 1 을 두께 40 ㎚ 로 증착하였다.

·전자 주입층 : 전자 수송층 상에 LiF 를 두께 1 ㎚ 로 증착하였다.

음극 : 전자 수송층 상에 패터닝한 마스크 (발광 영역이 2 ㎜×2 ㎜ 가 되는 마스크) 를 설치하고, 금속 알루미늄을 100 ㎚ 증착하여 음극으로 하였다.

제작한 적층체를, 아르곤 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 스테인리스제 밀봉캔 및 자외선 경화형의 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 밀봉하였다.

이렇게 하여 비교의 유기 EL 소자를 제작하였다.

실시예에 사용한 재료의 구조를 하기에 나타낸다.

[화학식 103]

비교예 2

비교예 1 에 있어서, 전자 수송층에 함질소 복소 고리 유도체 1 대신에 저전자 수송성 재료인 BAlq(Bis-(2-methyl-8-quinolinolato)-4-(phenyl-phenolate)-aluminium (III)) 을 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 마찬가지로 하여 비교의 유기 EL 소자를 제작하였다.

비교예 3

비교예 1 에 있어서, 발광층에 Ir(ppy)₃ 대신에 일반식 (2) 로 나타내는 전자 수송성 인광 발광 재료인 4 좌 배위자 백금 착물 1 을 사용하고, 또한, 전자 수송층에 함질소 복소 고리 유도체 1 대신에 저전자 수송성 재료인 BAlq(Bis-(2-methyl-8-quinolinolato)-4-(phenyl-phenolate)-aluminium (III)) 을 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 마찬가지로 비교의 유기 EL 소자를 제작하였다.

[화학식 104]

실시예 1

비교예 1 에 있어서, 발광층에 Ir(ppy)₃ 대신에 일반식 (2) 로 나타내는 전자 수송성 인광 발광 재료인 4 좌 배위자 백금 착물 1 을 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 마찬가지로 본 발명의 유기 EL 소자를 제작하였다.

실시예 2

비교예 1 에 있어서, 발광층에 Ir(ppy)₃ 대신에 일반식 (2) 로 나타내는 전자 수송성 인광 발광 재료인 4 좌 배위자 백금 착물 1 을 사용하고, 또한, 전자 수송층에 함질소 복소 고리 유도체 1 대신에 함질소 복소 고리 유도체 2 를 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 마찬가지로 본 발명의 유기 EL 소자를 제작하였다.

[화학식 105]

실시예 3

비교예 1 에 있어서, 발광층에 Ir(ppy)₃ 대신에 일반식 (2) 로 나타내는 전자 수송성 인광 발광 재료인 4 좌 배위자 백금 착물 1 을 사용하고, 또한, 전자 수송층에 함질소 복소 고리 유도체 1 대신에 함질소 복소 고리 유도체 3 을 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 마찬가지로 본 발명의 유기 EL 소자를 제작하였다.

[화학식 106]

실시예 4

비교예 1 에 있어서, 발광층에 Ir(ppy)₃ 대신에 일반식 (2) 로 나타내는 전자 수송성 인광 발광 재료인 4 좌 배위자 백금 착물 1 을 사용하고, 또한, 전자 수송층에 함질소 복소 고리 유도체 1 대신에 함질소 복소 고리 유도체 4 를 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 마찬가지로 본 발명의 유기 EL 소자를 제작하였다.

[화학식 107]

실시예 5

비교예 1 에 있어서, 발광층에 Ir(ppy)₃ 대신에 일반식 (2) 로 나타내는 전자 수송성 인광 발광 재료인 4 좌 배위자 백금 착물 2 를 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 마찬가지로 본 발명의 유기 EL 소자를 제작하였다.

[화학식 108]

실시예 6

비교예 1 에 있어서, 발광층에 Ir(ppy)₃ 대신에 일반식 (2) 에 함유되는 전자 수송성 인광 발광 재료인 4 좌 배위자 백금 착물 3 을 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 마찬가지로 본 발명의 유기 EL 소자를 제작하였다.

[화학식 109]

실시예 7

실시예 6 에 있어서, 발광층에 정공 수송성 호스트 재료로서 mCP 대신에, 하기의 정공 수송성 호스트 재료 2 를 사용한 것 이외에는 실시예 6 과 마찬가지로 하여, 본 발명의 유기 EL 소자를 제작하였다.

[화학식 110]

(성능 평가)

얻어진 본 발명의 유기 EL 소자 및 비교의 유기 EL 소자에 대해, 하기에 따라 구동 전압 및 외부 입자 효율을 조사하였다.

1) 구동 전압

토요 테크니카 (주) 제조 소스 메이저 유닛 2400 을 사용하여, 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시켰다. 휘도가 1000 cd/㎡ 로 되었을 때의 전압을 구동 전압으로서 측정하였다.

2) 외부 양자 효율

토요 테크니카 (주) 제조 소스 메이저 유닛 2400 을 사용하여, 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시켰다. 그 휘도를 톱콘사 제조 휘도계 BM-8 을 사용하여 측정하였다. 발광 스펙트럼과 발광 파장은 하마마츠 포토닉스 (주) 제조 스펙트럼 애널라이저 PMA-11 을 사용하여 측정하였다. 이들 수치를 기초로, 휘도가 1000 cd/㎡ 에 있어서의 외부 양자 효율을 휘도 환산법에 의해 산출하였다.

얻어진 결과를 표 6 에 나타냈다.

	구동 전압 (V)	외부 양자 효율 (%)
비교예 1	7.3	7.1
비교예 2	10.5	9.9
비교예 3	8.8	13.3
실시예 1	6.5	13.4
실시예 2	6.6	13.6
실시예 3	7.0	12.4
실시예 4	6.4	13.6
실시예 5	6.6	14.0
실시예 6	6.5	14.2
실시예 7	6.2	14.4

비교예 1 과 비교예 2 를 비교한 경우, 정공 수송성 인광 발광 재료인 Ir(ppy)₃ 을 사용한 경우에는, 전자 수송층을 저전자 수송성 재료인 BAlq 에서 고전자 수송성 재료인 함질소 복소 고리 유도체 1 로 바꾸면, 구동 전압은 저하되었지만, 외부 양자 효율의 저하가 발생하고 말아, 인광 발광에 의한 높은 양자 효율과 저전압화를 양립시킬 수 없다.

한편, 전자 수송성 인광 발광 재료인 4 좌 배위자 백금 착물 1 을 사용한 비교예 3 과 실시예 1 을 비교하면, 전자 수송층에 BAlq 를 사용한 비교예 3 에 비하여 함질소 복소 고리 유도체 1 을 사용한 실시예 1 에서는 외부 양자 효율을 높게 유지한 채로, 큰폭으로 구동 전압을 저하시켰다. 실시예 1 과 마찬가지로, 식 (1) 을 만족하는 함질소 복소 고리 유도체 3 종류를 사용한 실시예 2 ∼ 4 에서도 동일한 효과를 얻을 수 있었다. 실시예 5 ∼ 7 은 전자 수송성 인광 발광 재료의 종류 및 호스트 재료의 종류를 바꾼 본 발명의 소자이지만, 동일한 효과를 얻을 수 있었다.

2008년 10월 23일에 출원된 일본 특허출원 2008-273308호 명세서의 전체 내용은 참조에 의해 본 명세서에 도입된다.

Claims

기판 상에, 1 쌍의 전극과 그 전극 간에 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 발광층이 전자 수송성 인광 발광 재료를 함유하며, 또한, 상기 발광층과 음극 사이에 상기 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 수송층이 하기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 1]

(일반식 (1) 중, A¹ ∼ A³ 은 서로 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다. Ar¹ 은 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기이고, Ar² 는 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이다. 단, Ar¹ 및 Ar² 중 어느 일방은, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 10 ∼ 60 의 축합 고리기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 모노헤테로 축합 고리기이다. L¹ 및 L² 는 각각 독립적으로 단결합, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴렌기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 혹은 비치환의 플루오레닐렌기이다. R 은 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 60 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이고, n 은 0 ∼ 5 의 정수이고, n 이 2 이상인 경우, 복수의 R 은 동일해도 되고 상이해도 되며, 또, 인접하는 복수의 R 기끼리로 결합하여, 탄소 고리형 지방족 고리 또는 탄소 고리형 방향족 고리를 형성하고 있어도 된다).
제 1 항에 있어서,
상기 전자 수송성 인광 발광 재료로서 하기 일반식 (2) 로 나타내는 부분 구조를 갖는 3 좌 이상의 배위자를 갖고, 또한 그 배위자가 사슬형 배위자인 적어도 1 개의 금속 착물을 함유하는 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 2]

(일반식 (2) 중, M¹¹ 은 금속 이온을 나타내고, L¹¹, L¹², L¹³, L¹⁴, L¹⁵ 는 서로 독립적으로 M¹¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹¹, L¹⁴ 간에 원자군이 추가로 존재하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다. L¹⁵ 는 L¹¹ 및 L¹⁴ 의 양방과 결합하여 고리형 배위자를 형성하는 경우는 없다. Y¹¹, Y¹², Y¹³ 은 서로 독립적으로 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. L¹¹ 과 Y¹², Y¹² 와 L¹², L¹² 와 Y¹¹, Y¹¹ 과 L¹³, L¹³ 과 Y¹³, Y¹³ 과 L¹⁴ 사이의 결합은, 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. n¹¹ 은 0 ∼ 4 를 나타낸다).
제 2 항에 있어서,
상기 전자 수송성 인광 발광 재료가, 백금 착물인 유기 전계 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물이, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물인 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 3]

(일반식 (3) 중, A¹ ∼ A³, Ar¹, Ar², L¹, 및 L² 는 상기 일반식 (1) 에 있어서와 동일한 의미이다. R' 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이다).
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물이, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 함질소 복소 고리 화합물인 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 4]

(일반식 (4) 중, A¹, A², Ar¹, Ar², L¹, 및 L² 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의와 동일한 의미이다. R', R'' 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이고, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 함질소 복소 고리 화합물의 L¹ 및 L² 가 서로 독립적으로 하기 화학식으로 나타내는 2 가기군에서 선택되는 기인 유기 전계 발광 소자.
[화학식 5]
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 함질소 복소 고리 화합물의 Ar¹ 및 Ar² 의 적어도 일방이, 하기 일반식 (5) ∼ (14) 로 나타내는 기인 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 6]

(식 중, R¹ ∼ R⁹² 는 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 12 ∼ 80 의 디아릴아미노기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 40 의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 18 ∼ 120 의 디아릴아미노아릴기, L³ 은 단결합 및 하기 화학식으로 나타내는 2 가기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이다).
[화학식 7]
제 6 항에 있어서,
상기 함질소 복소 고리 화합물의 Ar¹ 및 Ar² 의 적어도 일방이, 하기 일반식 (5) ∼ (14) 로 나타내는 기인 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 6]

(식 중, R¹ ∼ R⁹² 는 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 12 ∼ 80 의 디아릴아미노기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 3 ∼ 40 의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 핵 탄소수 18 ∼ 120 의 디아릴아미노아릴기, L³ 은 단결합 및 하기 화학식으로 나타내는 2 가기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이다).
[화학식 7]
제 1 항에 있어서,
상기 전자 수송성 인광 발광 재료가, 하기 일반식 (15) 로 나타내는 부분 구조를 포함하는 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 8]

(일반식 (15) 중, M²¹ 은 금속 이온을 나타내고, Y²¹ 은 연결기, 단결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. Y²², Y²³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. Q²¹, Q²² 는 서로 독립적으로 함질소 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타내고, Q²¹ 로 형성되는 고리와 Y²¹ 사이의 결합 및 Q²² 로 형성되는 고리와 Y²¹ 사이의 결합은 단결합 또는 이중 결합을 나타낸다. X²¹, X²² 는 서로 독립적으로 산소 원자, 황 원자, 치환 또는 비치환의 질소 원자를 나타낸다. R²¹, R²², R²³, R²⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R²¹ 및 R²² 그리고 R²³ 및 R²⁴ 는 각각 결합하여 고리를 형성해도 된다. L²⁵ 는 M²¹ 에 배위하는 배위자를 나타낸다. n²¹ 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다).
제 9 항에 있어서,
상기 전자 수송성 인광 발광 재료로서 하기 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는, 4 좌 배위자인 적어도 1 개의 백금 착물을 함유하는 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 9]

(일반식 (16) 중, Z¹ 은 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. L¹ 은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다).
제 10 항에 있어서,
상기 일반식 (16) 으로 나타내는 부분 구조를 포함하는 4 좌 배위자의 백금 착물이, 하기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물인 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 10]

(일반식 (17) 중, Z¹ 및 Z² 는 서로 독립적으로 질소 원자로 백금에 배위하는 함질소 헤테로 고리를 나타낸다. Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 또는 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다).
제 11 항에 있어서,
상기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (18) 로 나타내는 백금 착물인 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 11]

(일반식 (18) 중, Q² 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 또는 인 원자로 백금에 결합하는 기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 서로 독립적으로 치환기를 나타내고, n, m 은 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다).
제 11 항에 있어서,
상기 일반식 (17) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (19) 로 나타내는 백금 착물인 유기 전계 발광 소자.
[화학식 12]

(일반식 (19) 중, Q⁴ 는 탄소 원자 또는 질소 원자로 백금에 결합하는 방향족 탄화수소 고리기 또는 방향족 헤테로 고리기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 서로 독립적으로 치환기를 나타내고, n, m 은 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다).
제 13 항에 있어서,
상기 일반식 (19) 로 나타내는 백금 착물이, 하기 일반식 (20) 으로 나타내는 화합물인 유기 전계 발광 소자 :
[화학식 13]

(일반식 (20) 중, L¹, L² 및 L³ 은 서로 독립적으로 단결합 또는 연결기를 나타낸다. R¹, R³, R⁴ 는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R² 는 치환기를 나타낸다. R^a, R^b 는 서로 독립적으로 치환기를 나타내고, n, m 은 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. R⁵, R⁷, R⁸ 은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R⁶ 은 치환기를 나타낸다).
제 1 항에 있어서,
상기 발광층이 정공 수송성 호스트 재료를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 함질소 복소 고리 화합물을 함유하는 전자 수송층이, 환원성 도펀트를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
제 16 항에 있어서,
상기 환원성 도펀트가 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토금속의 산화물, 알칼리 토금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착물, 알칼리 토금속의 유기 착물 및 희토류 금속의 유기 착물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류인 유기 전계 발광 소자.