KR101701206B1

KR101701206B1 - 전하 수송 재료 및 유기 전계 발광 소자

Info

Publication number: KR101701206B1
Application number: KR1020127018230A
Authority: KR
Inventors: 데츠 기타무라; 도루 와타나베; 도시히로 이세
Original assignee: 유디씨 아일랜드 리미티드
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2017-02-13
Also published as: TWI532719B; TW201130798A; US8735878B2; KR20120125467A; JP2012001708A; WO2011086861A1; JP5722000B2; US20120256173A1

Abstract

우수한 발광 효율과 내구성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공하기 위해, 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료로서, 특정한 할로겐 함유 불순물의 함유량을, 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 그 불순물의 흡수 강도 면적의 비로 산출했을 때에, 0.000 ％ 이상 0.10 ％ 이하인, 전하 수송 재료, 그리고 그 전하 수송 재료를 유기층에 함유하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.

일반식 (Cz-1) 중, R¹ ∼ R⁵ 는 각각 독립적으로 소정의 원자 또는 기를 나타낸다. n1 ∼ n5 는 각각 독립적으로 소정의 정수를 나타낸다.

Description

전하 수송 재료 및 유기 전계 발광 소자{CHARGE TRANSPORT MATERIAL AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}

본 발명은 전하 수송 재료 및 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

유기 전계 발광 소자 (이하, 「소자」, 「유기 EL 소자」라고도 한다) 는, 저전압 구동으로 고휘도의 발광이 얻어지는 점에서 활발하게 연구 개발이 실시되고 있다. 유기 전계 발광 소자는, 1 쌍의 전극간에 유기층을 가지며, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 유기층에서 재결합하여, 생성된 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.

최근, 인광 발광 재료를 사용함으로써, 소자의 고효율화가 진행되고 있다. 또, 발광 재료를 호스트 재료 중에 도프한 발광층을 사용하는 도프형 소자가 널리 채용되고 있다.

또, 호스트 재료의 개발이 활발하게 실시되고 있고, 예를 들어 특허문헌 1 에는 발광 효율이 높고, 화소 결함이 적고, 내열성이 우수한 소자의 제조를 목적으로 하여, 페닐기가 치환된 1,3-비스(N-카르바졸릴)벤젠 (mCP) 유도체, 및 이것을 호스트 재료에 사용한 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 소자보다 더욱 높은 레벨로 발광 효율과 내구성이 양립된 유기 전계 발광 소자가 요구되고 있다.

특허문헌 2 에는, 유기 EL 소자에 있어서의 적어도 1 개의 유기 화합물층을, 불순물 농도가 1000 ppm 미만인 유기 화합물 재료로 구성함으로써, 소자의 내구성이 개선되는 것이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2 에서는, 소자의 성능에 대한 영향이 큰 불순물의 종류는 특정되어 있지 않다.

또 특허문헌 3 에는, 고속 액체 크로마토그래피 (HPLC) 로 분석한 순도가 99.3 ％ ∼ 99.9 ％ 인 여러 가지의 N-카르바졸릴벤젠 유도체를 호스트 재료로서 사용한 유기 EL 소자가 개시되어 있는데, 특허문헌 3 에 있어서도, 소자의 성능에 대한 영향이 큰 불순물의 종류는 특정되어 있지 않다.

국제 공개 제04/074399호 국제 공개 제00/41443호 국제 공개 제05/063920호

일반적으로, 어느 하나의 유기 화합물 재료는 복수종의 할로겐 함유 불순물을 함유하지만, 그 전부가 그 유기 화합물 재료를 사용한 유기 전계 발광 소자의 내구성에 동일하게 영향을 주는 것이 아니고, 어떠한 구조의 할로겐 함유 불순물이 소자의 내구성에 큰 영향을 주는지는 간단하게는 알 수 없다.

특허문헌 2 를 비롯하여, 불특정한 불순물을 줄임으로써 소자 성능이 향상되는 예는 이미 보고가 있지만, 소자 성능에 영향을 주는 불순물은, 전하 수송 재료의 구조에 따라 다양하다. 유기 화합물 재료에 함유되는 모든 불순물이, 소자의 성능에 동일한 정도의 영향을 주는 것은 아니고, 재료 구조나 그 사용 목적 (예를 들어, 소자의 어느 층에 사용할지) 에 따라, 소자의 성능에 대한 영향이 큰 불순물의 종류는 상이할 것이다. 본 발명의 전하 수송 재료에 있어서는, 특정 구조의 미량 브로모 화합물을 감소시킴으로써 내구성이 크게 향상되는 것, 또한, 다른 구조의 불순물은 브로모 화합물이어도 내구성에 영향을 주지 않는 것을 알게 되었다.

즉, 본 발명의 목적은, 페닐기가 치환된 mCP 유도체를 사용한 경우에 있어서, 소자의 성능에 악영향을 주는 불순물종을 특정함으로써, 우수한 발광 효율과 내구성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 우수한 발광 효율과 내구성을 갖는 유기 전계 발광 소자에 유용한 전하 수송 재료를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 페닐기가 치환된 1,3-비스(N-카르바졸릴)벤젠 (mCP) 유도체로 이루어지는 전하 수송 재료에 있어서, 특정 구조의 불순물 화합물이 소자 성능에 크게 영향을 미치는 것을 알아내어, 그 불순물의 함유량을 저감시킴으로써, 유기 전계 발광 소자의 발광 효율과 내구성을 높은 레벨로 양립할 수 있는 것을 알아냈다.

즉, 본 발명은 하기의 수단에 의해 달성할 수 있다.

[1] 이하의 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료에 있어서, 이하의 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 상기 전하 수송 재료에 있어서의 함유량을, 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 흡수 강도 면적의 비로 산출했을 때에, 0.000 ％ 이상 0.10 ％ 이하인, 전하 수송 재료.

[화학식 1]

일반식 (Cz-1) 중, R¹ ∼ R⁴ 는 각각 독립적으로, 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 실릴기, 또는 시아노기를 나타낸다. R¹ ∼ R⁴ 가 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R¹ ∼ 복수의 R⁴ 는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.

R⁵ 는 알킬기, 아릴기, 또는 실릴기를 나타낸다. 단, R⁵ 가 카르바졸릴기 또는 퍼플루오로알킬기를 나타내는 경우는 없다. R⁵ 가 복수 존재하는 경우, 복수의 R⁵ 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R⁵ 는, 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다.

n1 ∼ n4 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.

n5 는 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.

[화학식 2]

일반식 (I-1) 중, R¹ ∼ R⁴ 는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 R¹ ∼ R⁴ 가 나타내는 원자 또는 기와 각각 동일하다.

n1 ∼ n4 는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 n1 ∼ n4 가 나타내는 정수와 각각 동일하다.

[2] 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물, 이하의 일반식 (Ⅱ-1) 로 나타내는 불순물, 및 1,3,5-트리브로모벤젠의 각 흡수 강도 면적의 합계의 비가 100 ％ 인, 상기 [1] 에 기재된 전하 수송 재료.

[화학식 3]

일반식 (Ⅱ-1) 중, R⁵ 는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 R⁵ 가 나타내는 기와 동일하다.

n5는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 n5가 나타내는 정수와 동일하다.

[3] 상기 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물이 이하의 일반식 (Cz-2) 로 나타내고, 또한, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물이 이하의 일반식 (I-2) 로 나타내는, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 전하 수송 재료.

[화학식 4]

일반식 (Cz-2) 중, R⁸ ∼ R¹¹ 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 실릴기, 또는 시아노기를 나타낸다.

R⁶ 및 R⁷ 은 각각 독립적으로, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다. R⁶ 및 R⁷ 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷ 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷ 은, 각각 서로 결합하여 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.

n6 및 n7은 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.

[화학식 5]

일반식 (I-2) 중, R⁸ ∼ R¹¹ 은, 상기 일반식 (Cz-2) 에 있어서 R⁸ ∼ R¹¹ 이 나타내는 원자 또는 기와 각각 동일하다.

[4] 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물, 상기 일반식 (I-2) 로 나타내는 불순물, 이하의 일반식 (Ⅱ-2) 로 나타내는 불순물, 및 1,3,5-트리브로모벤젠의 각 흡수 강도 면적의 합계의 비가 100 ％ 인, 상기 [3] 에 기재된 전하 수송 재료.

[화학식 6]

일반식 (Ⅱ-2) 중, R⁶ 및 R⁷ 은, 상기 일반식 (Cz-2) 에 있어서 R⁶ 및 R⁷ 이 나타내는 기 또는 원자와 각각 동일하다.

n6 및 n7 은, 상기 일반식 (Cz-2) 에 있어서 n6 및 n7 이 나타내는 정수와 동일하다.

[5] 상기 일반식 (Cz-2) 및 상기 일반식 (Ⅱ-2) 에 있어서, R⁶ 및 R⁷ 이 페닐기를 나타내고, n6 및 n7 이 각각 독립적으로 0 또는 1 을 나타내고, 또한, 상기 일반식 (Cz-2) 및 상기 일반식 (I-2) 에 있어서, R⁸ ∼ R¹¹ 이 각각 독립적으로, 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리페닐실릴기를 나타내는, 상기 [3] 또는 [4] 에 기재된 전하 수송 재료.

[6] 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는 조성물.

[7] 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는 박막.

[8] 기판 상에, 1 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 적어도 1 층의 유기층 중 어느 층에, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.

[9] 상기 전하 수송 재료가, 상기 발광층에 함유되는, 상기 [8] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[10] 상기 1 쌍의 전극간에 있는 유기층 중 적어도 1 층이, 용액 도포법에 의해 성막된, 상기 [8] 또는 [9] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[11] 상기 [8] ∼ [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치.

[12] 상기 [8] ∼ [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 표시 장치.

[13] 상기 [8] ∼ [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 조명 장치.

본 발명에 의하면, 발광 효율이 높고, 또한 내구성이 우수한 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2 는, 본 발명에 관련된 발광 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3 은, 본 발명에 관련된 조명 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.

본 발명에 있어서, 치환기군 A, 치환기군 B 및 치환기 Z' 를 이하와 같이 정의한다.

(치환기군 A)

알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이며, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, t-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 이며, 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 이며, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이며, 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 이며, 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 이며, 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 이며, 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 이며, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 아실기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이며, 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 이며, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이며, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이며, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이며, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이며, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이며, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이며, 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 이며, 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 이며, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이며, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 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 이며, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다), 우레이드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 예를 들어 우레이드, 메틸우레이드, 페닐우레이드 등을 들 수 있다), 인산아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 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 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 헤테로 원자로서는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이며, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 세레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실로릴기 등을 들 수 있다), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이며, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이며, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다), 포스포릴기 (예를 들어 디페닐포스포릴기, 디메틸포스포릴기 등을 들 수 있다) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로서는, 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기로 치환된 치환기는 다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로서는, 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기로 치환된 치환기로 치환된 치환기는 다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로서는, 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.

(치환기군 B)

알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이며, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, t-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 이며, 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 이며, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이며, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있다), 시아노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 헤테로 원자로서는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이며, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아조릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 세레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실로릴기 등을 들 수 있다) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로서는, 상기 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기로 치환된 치환기는 다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로서는, 이상에서 설명한 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기로 치환된 치환기로 치환된 치환기는 다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로서는, 이상에서 설명한 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다.

(치환기 Z')

치환기 Z' 는, 알킬기, 아릴기 또는 방향족 헤테로 고리기를 나타낸다. 치환기 Z' 는 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기, 또는 탄소수 5 ∼ 10 의 방향족 헤테로 고리기이다.

하기 일반식 (Cz-1), 일반식 (Cz-2), 일반식 (C-1) ∼ (C-7) 및 일반식 (T-1) 의 설명에 있어서의 수소 원자는 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함하고, 또 추가로 치환기를 구성하는 원자는, 그 동위체도 포함하고 있는 것을 나타낸다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에, 1 쌍의 전극과 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 적어도 1 층의 유기층 중 어느 층에, 본 발명의 전하 수송 재료를 함유한다. 그리고, 본 발명의 전하 수송 재료는, 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료로서, 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 상기 전하 수송 재료에 있어서의 함유량을, 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 흡수 강도 면적의 비로 산출했을 때에, 0.000 ％ 이상 0.10 ％ 이하이다.

[전하 수송 재료]

이하, 본 발명의 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료에 대해 설명한다.

[화학식 7]

일반식 (Cz-1) 중, R¹ ∼ R⁴ 는 각각 독립적으로, 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 실릴기, 또는 시아노기를 나타낸다. R¹ ∼ R⁴ 가 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R¹ ∼ 복수의 R⁴ 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.

n1 ∼ n4 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.

n5 는 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.

R¹ ∼ R⁴ 로 나타내는 알킬기는, 바람직하게는 불소 원자를 가지고 있어도 되는 알킬기이며, 보다 바람직하게는 불소 원자를 가지고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 불소 원자를 가지고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이며, 이들 중 무치환인 것이 바람직하다. 예를 들어 메틸기, 트리플루오로메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 2-메틸펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 4-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기 등을 들 수 있고, 이들 중, 메틸기, 트리플루오로메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 또는 네오펜틸기가 바람직하고, t-부틸기가 보다 바람직하다.

R¹ ∼ R⁴로 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기 등을 들 수 있고, 이들 중 페닐기, 디메틸페닐기, 또는 터페닐기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다.

R¹ ∼ R⁴로 나타내는 실릴기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로서는, 전술한 치환기 Z' 를 들 수 있고, 치환기 Z' 로서는, 알킬기, 아릴기가 바람직하고, 메틸기, 페닐기가 보다 바람직하고, 페닐기가 가장 바람직하다.

R¹ ∼ R⁴로 나타내는 실릴기는, 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 18 의 실릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기이다. 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 혹은 아릴기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기이며, 실릴기의 3 개의 수소 원자 전부가, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 및 아릴기 중 어느 것으로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하고, 전부 페닐기로 치환되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 디에틸이소프로필실릴기, 디메틸페닐실릴기, 디페닐메틸실릴기, 트리페닐실릴기 등을 들 수 있고, 이들 중, 트리메틸실릴기, 디메틸페닐실릴기, 트리페닐실릴기가 바람직하고, 트리페닐실릴기가 보다 바람직하다.

R¹ ∼ R⁴ 는 각각 독립적으로, 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 불소 원자, 불소 원자를 가지고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 혹은 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기, 및 시아노기 중 어느 것이며, 더욱 바람직하게는, 불소 원자, 불소 원자를 가지고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 혹은 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기, 및 시아노기 중 어느 것이다.

그 중에서도, R¹ ∼ R⁴ 는 각각 독립적으로, 바람직하게는 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 트리플루오로메틸기, 페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 불소 원자, 및 시아노기 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 t-부틸기, 페닐기, 트리메틸실릴기, 및 트리페닐실릴기 중 어느 것이며, 더욱 바람직하게는 t-부틸기, 페닐기, 및 트리페닐실릴기 중 어느 것이다.

n1 ∼ n4 는 각각 독립적으로, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 바람직하고, 0 또는 1인 것이 보다 바람직하다. 카르바졸 골격에 치환기를 도입하는 경우, 카르바졸 골격의 3 위치 및 6 위치가 반응 활성위이며, 합성의 용이함, 및 화학적 안정성 향상의 관점에서, 이 위치에 치환기를 도입하는 것이 바람직하다.

R⁵로 나타내는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. 단, R⁵로 나타내는 알킬기는, 퍼플루오로알킬기가 되는 경우는 없다. 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 2-메틸펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 4-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기 등을 들 수 있고, 이들 중, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 또는 네오펜틸기가 바람직하고, 메틸기 또는 t-부틸기가 보다 바람직하고, t-부틸기가 더욱 바람직하다.

R⁵로 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 불소 원자로 치환되어 있어도 되는 알킬기, 불소 원자 또는 시아노기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기, 시아노페닐기, 트리플루오로메틸페닐기, 불화페닐기 등을 들 수 있고, 이들 중 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, 또는 t-부틸나프틸기가 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기가 보다 바람직하다.

R⁵로 나타내는 실릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 R¹ ∼ R⁴로 나타내는 실릴기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.

R⁵ 가 복수 존재하는 경우, 복수의 R⁵ 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.또 복수의 R⁵ 는, 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다.

복수의 R⁵ 가 서로 결합하여 형성하는 아릴 고리는, 그 복수의 R⁵ 가 치환되는 탄소 원자를 포함하고, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴 고리이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 14 의 아릴 고리이다. 형성되는 고리로서는 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 및 페난트렌 고리 중 어느 것인 것이 바람직하고, 벤젠 고리 및 페난트렌 고리 중 어느 것인 것이 보다 바람직하고, 벤젠 고리인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 복수의 R⁵ 에 의해 형성되는 고리는 복수 존재해도 되고, 예를 들어, 복수의 R⁵ 가 각각 서로 결합하여 2 개의 벤젠 고리를 형성하고, 그 복수의 R⁵ 가 치환되는 벤젠 고리와 함께, 페난트렌 고리를 형성해도 된다.

R⁵ 는, 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 알킬기, 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴기, 및 알킬기 혹은 페닐기로 치환된 실릴기 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이다.

그 중에서도, R⁵ 는 바람직하게는 메틸기, t-부틸기, 네오펜틸기, 무치환의 페닐기, 시아노기 혹은 불소 원자 혹은 트리플루오로메틸기에 의해 치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 무치환의 나프틸기, 메틸기 혹은 t-부틸기에 의해 치환된 나프틸기, 트리페닐실릴기, 복수의 알킬기 또는 아릴기가 각각 서로 결합하여 형성된 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 또는 페난트렌 고리이며, 보다 바람직하게는 무치환의 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 또는 복수의 알킬기가 각각 서로 결합하여 형성된 벤젠 고리이고, 더욱 바람직하게는 무치환의 페닐기, 비페닐기 또는 복수의 알킬기가 각각 서로 결합하여 형성된 벤젠 고리이다.

n5는, 0 ∼ 4 의 정수인 것이 바람직하고, 0 ∼ 3 의 정수인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 더욱 바람직하고, 1 또는 2 인 것이 특히 바람직하다.

일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물은, 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 것이 보다 바람직하다.

[화학식 8]

R⁶ 및 R⁷ 은 각각 독립적으로, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다. R⁶ 및 R⁷이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷ 은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷ 은, 각각 서로 결합하여 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.

n6 및 n7 은 각각 독립적으로, 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.

R⁸ ∼ R¹¹로 나타내는 알킬기, 아릴기 및 실릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (Cz-1) 중의 R¹ ∼ R⁴로 나타내는 알킬기, 아릴기 및 실릴기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.

R⁸ ∼ R¹¹ 은 각각 독립적으로, 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 수소 원자, 불소 원자, 불소 원자를 가지고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 혹은 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기, 및 시아노기 중 어느 것이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 불소 원자, 불소 원자를 가지고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 혹은 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기, 및 시아노기 중 어느 것이다.

그 중에서도, R⁸ ∼ R¹¹ 은 각각 독립적으로, 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 트리플루오로메틸기, 페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 불소 원자, 및 시아노기 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 트리메틸실릴기, 및 트리페닐실릴기 중 어느 것이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 및 트리페닐실릴기 중 어느 것이다.

R⁶ 및 R⁷로 나타내는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (Cz-1) 중의, R¹ ∼ R⁴로 나타내는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.

R⁶ 및 R⁷로 나타내는 아릴기는 알킬기를 가지고 있어도 되고, 알킬기를 갖는 경우의 알킬기는 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. 그 알킬기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (Cz-1) 중의, R¹ ∼ R⁴로 나타내는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.

R⁶ 및 R⁷로 나타내는 아릴기가, 알킬기를 갖는 경우의 아릴기는 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기 등을 들 수 있고, 이들 중 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 또는 나프틸기가 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기가 보다 바람직하다.

R⁶ 및 R⁷로 나타내는 아릴기는 무치환의 아릴기인 것이 바람직하다.

R⁶ 및 R⁷로 나타내는 아릴기로서는, 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, t-부틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기 등을 들 수 있고, 페닐기, t-부틸페닐기, 또는 비페닐기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다.

R⁶ 및 R⁷ 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷ 은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷ 은, 각각 서로 결합하여 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.

복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷ 이, 각각 서로 결합하여 형성하는 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴 고리는, 그 복수의 R⁶ 및 그 복수의 R⁷의 각각이 치환되는 탄소 원자를 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴 고리이며, 보다 바람직하게 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 14 의 아릴 고리이다. 형성되는 고리로서는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 및 페난트렌 고리 중 어느 것인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 벤젠 고리가 보다 바람직하고, 예를 들어, 벤젠 고리, t-부틸기로 치환된 벤젠 고리 등을 들 수 있다. 또한, 복수의 R⁶ 또는 복수의 R⁷ 에 의해 형성되는 고리는 복수 존재해도 되고, 예를 들어, 복수의 R⁶ 또는 복수의 R⁷ 이 각각 서로 결합하여 2 개의 벤젠 고리를 형성하고, 그 복수의 R⁶ 또는 그 복수의 R⁷ 이 치환되는 벤젠 고리와 함께, 페난트렌고리를 형성해도 된다.

R⁶ 및 R⁷ 은 각각 독립적으로, 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 알킬기, 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴기, 시아노기 및 불소 원자 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기, 시아노기 및 불소 원자 중 어느 것이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기, 시아노기 및 불소 원자 중 어느 것이다. 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, R⁶ 및 R⁷ 은 각각 독립적으로, 알킬기, 또는 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴기를 나타내는 것도 바람직하다.

그 중에서도, R⁶ 및 R⁷ 은 각각 독립적으로, 바람직하게는, 메틸기, 트리플루오로메틸기, t-부틸기, 무치환의 페닐기, t-부틸기에 의해 치환된 페닐기, 비페닐기, 시아노기, 불소 원자, 및 복수의 알킬기가 각각 서로 결합하여 형성된 무치환의 벤젠 고리 또는 t-부틸기에 의해 치환된 벤젠 고리 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 메틸기, 트리플루오로메틸기, 무치환의 페닐기, 시아노기, 불소 원자, 및 복수의 알킬기가 각각 서로 결합하여 형성된 무치환의 벤젠 고리 또는 t-부틸기에 의해 치환된 벤젠 고리 중 어느 것이며, 가장 바람직하게는 무치환의 페닐기이다.

n6 및 n7 은 각각 독립적으로, 0 ∼ 4 의 정수인 것이 바람직하고, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 보다 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 더욱 바람직하다.

일반식 (Cz-1) 또는 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물은, 구동 내구성의 관점에서는 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자만으로 이루어지는 경우가 바람직하다.

일반식 (Cz-1) 또는 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물의 분자량은 400 이상 1000 이하인 것이 바람직하고, 450 이상 800 이하인 것이 보다 바람직하고, 500 이상 700 이하인 것이 더욱 바람직하다. 분자량이 400 이상이면 양질의 아모르퍼스 박막 형성에 유리하고, 분자량이 1000 이하이면 용해성이나 승화성이 향상되어, 화합물의 순도 향상에 유리하다.

일반식 (Cz-1) 또는 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층의 호스트 재료나 발광층에 인접하는 층의 전하 수송 재료로서 사용하는 경우, 발광 재료보다 박막 상태에서의 에너지 갭 (발광 재료가 인광 발광 재료인 경우에는, 박막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T₁) 에너지) 이 크면, 발광이 퀀치 (quench) 되어 버리는 것을 방지하여 효율 향상에 유리하다. 한편, 화합물의 화학적 안정성의 관점에서는, 에너지 갭 및 T₁ 에너지는 너무 크지 않은 것이 바람직하다.

일반식 (Cz-1) 또는 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 T₁ 에너지는, 2.69 eV (62 ㎉/㏖) 이상 3.47 eV (80 ㎉/㏖) 이하인 것이 바람직하고, 2.75 eV (63.5 ㎉/㏖) 이상 2.61 eV (75 ㎉/㏖) 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.82 eV (65 ㎉/㏖) 이상 3.04 eV (70 ㎉/㏖) 이하인 것이 더욱 바람직하다. 특히, 발광 재료로서 인광 발광 재료를 사용하는 경우에는, T₁ 에너지가 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

T₁ 에너지는, 재료의 박막의 인광 발광 스펙트럼을 측정하여, 그 단파장 단(端)으로부터 구할 수 있다. 예를 들어, 세정된 석영 유리 기판 상에, 재료를 진공 증착법에 의해 약 50 ㎚ 의 막두께로 성막하고, 박막의 인광 발광 스펙트럼을 액체 질소 온도하에서 F-7000 히타치 분광 형광 광도계 (히타치 하이테크놀로지즈) 를 이용하여 측정한다. 얻어진 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승 파장을 에너지 단위로 환산함으로써 T₁ 에너지를 구할 수 있다.

유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동 중의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점에서, 일반식 (Cz-1) 또는 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 100 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

이하에, 일반식 (Cz-1) 또는 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 9]

[화학식 10]

[화학식 11]

[화학식 12]

상기 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은, 국제 공개 제2004/074399호 팜플렛 등을 참고로 합성할 수 있다. 예를 들어, 상기 예시 화합물 (1) 은, 이하에 나타내는 합성 경로에 따라, 국제 공개 제2004/074399호의 52 페이지 22 행 ∼ 54 페이지 15 행에 기재된 합성예 2 의 방법으로 합성할 수 있다.

[화학식 13]

본 발명에 있어서, 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물은, 그 용도가 한정되는 경우는 없고, 유기층 내의 어느 층에 함유되어도 된다. 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물의 도입층으로서는, 발광층, 발광층과 음극 사이의 층, 발광층과 양극 사이의 층 중 어느 것, 혹은 복수로 함유되는 것이 바람직하고, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것, 혹은 복수로 함유되는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서는, 고온 구동 후의 색도 변화를 보다 억제하기 위해서, 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 발광층 또는 발광층에 인접하는 층 중 어느 것에 함유되는 것이 바람직하고, 발광층에 함유되는 것이 보다 바람직하다. 또, 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 발광층 및 인접하는 층의 양층에 함유시켜도 된다.

일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 발광층 중 함유시키는 경우, 본 발명의 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물은 발광층의 전체 질량에 대해 0.1 ∼ 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하다.

일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층에 추가로 함유시키는 경우에는, 그 층의 전체 질량에 대해 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

다음으로, 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료 중의 불순물에 대해 설명한다.

본 발명에서는, 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료 중의, 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 상기 전하 수송 재료에 있어서의 함유량을, 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 흡수 강도 면적의 비로 산출했을 때에, 0.000 ％ 이상 0.10 ％ 이하로 한다.

또 본 발명의 전하 수송 재료가, 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 함유하는 경우에는, 일반식 (I-2) 로 나타내는 불순물의 상기 전하 수송 재료에 있어서의 함유량을, 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (I-2) 로 나타내는 불순물의 흡수 강도 면적의 비로 산출했을 때에, 0.000 ％ 이상 0.10 ％ 이하로 한다.

상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물은, 소자 성능에 대한 영향이 매우 크기 때문에, 전하 수송 재료에 있어서의 함유량이 적을수록 바람직하고, 전술한 방법에 의해 산출된 값이, 0.05 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.01 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0 ％ 인 것이 가장 바람직하다.

한편, 0.10 ％ 이하의 미량의 불순물의 양을 더욱 감소시키는 것은, 기술적으로 난이도가 높고, 또 재료의 손실도 있기 때문에, 제조 비용의 관점에서는 필요 이상으로 고순도화하는 것은 바람직하지 않다. 또, 성능면의 관점에서도 0.10 ％ 이하이면 종래의 소자에 대해 충분히 우수한 효과가 이미 얻어지고, 또한, 0.10 ％ 이하의 범위에 있어서는 성능면에서 그다지 큰 차이가 나지 않는다. 따라서, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물의 상기 전하 수송 재료에 있어서의 함유량을, 전술한 방법에 의해 산출했을 때의 값이, 0.000 ％ 보다 큰 것이 바람직하고, 0.001 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.005 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.010 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다.

또한, 고속 액체 크로마토그래피에 있어서의 검출 한계는, 시료 농도가 0.05 질량％ 의 조건으로 측정했을 때에는, 대략 0.001 질량％ 정도이며, 본 발명에 있어서 어느 성분의 함유량이 0 ％ 라는 것은, 그 성분이 고속 액체 크로마토그래피로 검출되지 않는 것을 의미하고, 고속 액체 크로마토그래피의 검출 한계 이하의 미소량을 함유할 수 있는 것으로 한다. 또, 어느 성분과 어느 성분의 흡수 강도 면적의 합계의 비가 100 ％ 라는 것은, 그들의 성분 이외의 성분을, 고속 액체 크로마토그래피의 검출 한계 이하의 미소량 함유할 수 있는 것으로 한다.

일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 화합물은, 상기 서술한 국제 공개 제2004/074399호에 기재된 합성 경로에 있어서의 합성 중간체 (C) 에 대응하는 화합물이다. 즉, 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 화합물은, 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 합성할 때에, 합성 중간체 (C) 로서 사용되고, 미반응의 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 화합물이 생성물 중에 잔류함으로써 불순물이 된다.

[화학식 14]

[화학식 15]

본 발명자들의 검토에 의하면, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물이, 상기 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료 중에, 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물의 흡수 강도 면적의 비로, 0.10 ％ 를 초과하여 존재하면, 소자 성능, 특히 내구성에 악영향을 미쳐, 발광 효율과 내구성을 고레벨로 양립시키는 것이 곤란한 것이 판명되었다. 그 이유는 분명하지 않지만, 이하와 같이 생각하고 있다. 원하는 전하 수송 재료와 분자량이 가깝고, 구조가 가까운 불순물은 정제시에 분리되기 어렵고, 증착 성막시에도 승화 온도가 가깝기 때문에 막 중에 혼입되기 쉽다. 또, 원하는 전하 수송 재료와 유사 구조의 불순물은 HOMO, LUMO 의 값이 가깝고, 구조상 궤도의 중첩도 크기 때문에, 전하 수송시에는 불순물에도 전하가 실려, 전하 수송의 트랩이 된다. 이와 같은 유사 구조의 불순물이 브로모 원자로 치환되어 있는 경우, 소자 구동 중에 생기는 라디칼 카티온 상태, 라디칼 아니온 상태, 여기 상태 등의 반응 활성종과 반응하거나, 또는 자신이 라디칼 카티온 상태, 라디칼 아니온 상태, 여기 상태 등의 보다 반응 활성종이 되어 분해되는 등의 메커니즘에 의해, 내구성을 크게 악화시킨다고 생각된다.

본 발명의 전하 수송 재료 중의 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물이나 그 밖의 불순물의 함유량, 및 본 발명의 전하 수송 재료의 순도는, 예를 들어, 이하에 기재된 분석 조건에 있어서, 고속 액체 크로마토그래피 (HPLC) 에 의해 구할 수 있다.

(HPLC 에 의한 분석 조건)

HPLC 장치 ： 시마즈 제작소 제조 HPLC (LC-10 ADVP 펌프, CTO-10 ACVP 칼럼 오븐, SIL-10 ADVP 오토샘플러, RID-10A 시차 굴절 검출기, CLASS-VP 해석 소프트웨어)

칼럼 ： 토소 TSKgel ODS-100Z

이동층, 유속 ： 60 ％ 테트라하이드로푸란 (THF) 수용액, 1.0 ㎖/min

칼럼 온도 ： 40 ℃

시료 농도 ： 0.05 질량％

본 발명에 있어서는, 254 ㎚ 에 있어서의 흡수 강도의 면적비로부터 산출된 수치를, 불순물의 「함유량」 및 전하 수송 재료의 「순도」로서 사용한다. 이하의 기재에 있어서, 특별히 언급이 없으면, 불순물의 「함유량」 및 전하 수송 재료의 「순도」 는, 전술한 방법에 의해 산출된 수치를 의미한다.

본 발명의 전하 수송 재료 중에 불순물로서 함유될 수 있는 화합물로서는, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 화합물 이외에는, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 화합물을 합성하는 출발 원료인 1,3,5-트리브로모벤젠, 상기 서술한 국제 공개 제2004/074399호에 기재된 합성 경로에 있어서의 합성 중간체 (D) 에 대응하는 화합물 (이하 일반식 (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2) 로 나타내는 화합물) 등을 들 수 있다. 즉, 일반식 (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2) 로 나타내는 화합물은, 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 합성할 때에, 합성 중간체 (D) 로서 사용되고, 미반응의 일반식 (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2) 로 나타내는 화합물이 생성물 중에 잔류함으로써 불순물이 된다.

[화학식 16]

n5는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 n5 가 나타내는 정수와 동일하다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 상기 일반식 (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2) 로 나타내는 불순물 및 1,3,5-트리브로모벤젠은, 상기 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료 중에 함유되어 있어도, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물과는 상이하고, 외부 양자 효율이나 내구성 등의 소자 성능에 대한 악영향이 없는 것이 판명되었다. 특히, 1,3,5-트리브로모벤젠을 함유하고 있어도, 외부 양자 효율이나 내구성 등의 소자 성능에 대한 악영향이 없는 점에서, 모든 브로모 화합물이 소자 성능에 악영향을 미치는 것은 아니고, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 특정한 불순물이, 소자 성능에 특이적으로 악영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 전하 수송 재료 중에 잔류할 수 있는, 상기 일반식 (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2) 로 나타내는 불순물의 전하 수송 재료 중의 함유량은, 통상적으로 0.000 ％ 이상 1.0 ％ 이하이며, 0.000 ％ 이상 0.5 ％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 전하 수송 재료 중에 잔류할 수 있는, 1,3,5-트리브로모벤젠의 전하 수송 재료 중의 함유량은 통상적으로 0.000 ％ 이상 1.0 ％ 이하이며, 0.000 ％ 이상 0.5 ％ 이하인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 전하 수송 재료의 순도는, 99.0 ％ 이상 100 ％ 이하인 것이 바람직하고, 99.5 ％ 이상 100 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 99.9 ％ 이상 100 ％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 전하 수송 재료에 있어서, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물, 상기 일반식 (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2) 로 나타내는 불순물, 및 1,3,5-트리브로모벤젠 이외의 불순물은, 전술한 고속 액체 크로마토그래피에 의한 분석에 있어서 검출되지 않는 것이 바람직하다.

즉, 상기 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 본 발명의 전하 수송 재료에 있어서, 전술한 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물, 상기 일반식 (Ⅱ-1) 로 나타내는 불순물, 및 1,3,5-트리브로모벤젠의 각 흡수 강도 면적의 합계비는 100 ％ 인 것이 바람직하다.

동일하게, 상기 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 함유하는 본 발명의 전하 수송 재료에 있어서, 전술한 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물, 상기 일반식 (I-2) 로 나타내는 불순물, 상기 일반식 (Ⅱ-2) 로 나타내는 불순물, 및 1,3,5-트리브로모벤젠의 각 흡수 강도 면적의 합계비는 100 ％ 인 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 상기 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물은, 예를 들어, 국제 공개 제2004/074399호의 52 페이지 22 행 ∼ 54 페이지 15 행에 기재된 합성예 2 의 방법으로 합성 및 정제되는데, 이 방법에 의한 생성물 중에는, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물이 0.10 ％ 보다 많은 함유량으로 함유되기 때문에 추가적인 정제가 필요하다. 추가적인 정제로서는, 전하 수송 재료 중의, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2) 로 나타내는 불순물의 함유량이 0.10 ％ 이하가 되도록, 종래 공지된 정제 공정을 적용할 수 있고, 특별히 한정되지 않지만, 칼럼 크로마토그래피, 및/또는 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해, 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다. 또, 재결정, 승화 정제에 의한 정제를 복수회 실시하는 것도 바람직하다.

[본 발명의 전하 수송 재료의 용도]

본 발명의 전하 수송 재료는, 전자 사진, 유기 트랜지스터, 유기 광전 변환 소자 (에너지 변환 용도, 센서 용도 등), 유기 전계 발광 소자 등의 유기 일렉트로닉스 소자에 바람직하게 사용할 수 있고, 유기 전계 발광 소자에 사용하는 것이 특히 바람직하다.

유기 전계 발광 소자에 있어서, 본 발명의 전하 수송 재료는 유기층의 어느 층에 함유되어도 된다. 바람직하게는 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 중 어느 것에 사용하는 경우이며, 보다 바람직하게는 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층에 사용하는 경우이며, 더욱 바람직하게는 발광층, 전자 수송층에 사용하는 경우이며, 더욱 보다 바람직하게는 발광층에 사용하는 경우이다.

[본 발명의 전하 수송 재료를 함유하는 조성물]

본 발명은 상기 전하 수송 재료를 함유하는 조성물에 관한 것이기도 하다. 본 발명의 조성물에 있어서, 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물의 함유량은, 조성물 중의 전체 고형분에 대해 30 ∼ 99 질량％ 인 것이 바람직하고, 50 ∼ 95 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 70 ∼ 90 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 조성물에 있어서의 그 밖에 함유해도 되는 성분으로서는, 유기물이거나 무기물이어도 되고, 유기물로서는 후술하는 호스트 재료, 형광 발광 재료, 인광 발광 재료, 탄화 수소 재료로서 든 재료를 적용할 수 있고, 바람직하게는 호스트 재료, 인광 발광 재료, 탄화수소 재료이다.

본 발명의 조성물은 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 성막법, 전사법, 인쇄법 등에 의해 유기 전계 발광 소자의 유기층을 형성할 수 있다.

[본 발명의 전하 수송 재료를 함유하는 박막]

본 발명은 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송 재료를 함유하는 박막에도 관한 것이다. 본 발명의 박막은, 본 발명의 조성물을 이용하여 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 성막법, 전사법, 인쇄법 등에 의해 형성할 수 있다. 박막의 막두께는 용도에 따라 어떠한 두께이어도 되는데, 바람직하게는 0.1 ㎚ ∼ 1 ㎜ 이며, 보다 바람직하게는 0.5 ㎚ ∼ 1 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이며, 특히 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 100 ㎚ 이다.

[유기 전계 발광 소자]

본 발명의 유기 전계 발광 소자에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에, 1 쌍의 전극과 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 적어도 1 층의 유기층 중 어느 층에, 본 발명의 전하 수송 재료를 함유한다. 발광 소자의 성질 상, 1 쌍의 전극인 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은, 투명 혹은 반투명인 것이 바람직하다.

유기층으로서는, 발광층 이외에, 정공 주입층, 정공 수송층, 블록층 (정공 블록층, 여기자 블록층 등), 전자 수송층 등을 들 수 있다. 이들 유기층은, 각각 복수층 형성해도 되고, 복수층 형성하는 경우에는 동일한 재료로 형성해도 되고, 층마다 상이한 재료로 형성해도 된다.

도 1 에, 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타낸다. 도 1 의 유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에, 1 쌍의 전극 (양극 (3) 과 음극 (9)) 의 사이에 발광층 (6) 을 포함하는 유기층을 갖는다. 유기층으로서는, 양극 (3) 측으로부터 정공 주입층 (4), 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 정공 블록층 (7) 및 전자 수송층 (8) 이 이 순서로 적층되어 있다.

＜유기층의 구성＞

상기 유기층의 층 구성으로서는, 특별히 제한은 없고, 유기 전계 발광 소자의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 상기 투명 전극 상에 또는 상기 반투명 전극 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 유기층은, 상기 투명 전극 또는 상기 반투명 전극 상의 전면 (前面) 또는 일면에 형성된다.

유기층의 형상, 크기, 및 두께 등에 대해서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.

구체적인 층 구성으로서 하기를 들 수 있는데, 본 발명은 이들의 구성에 한정되는 것은 아니다.

·양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극,

·양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,

·양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극,

·양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극

·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,

·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극.

유기 전계 발광 소자의 소자 구성, 기판, 음극 및 양극에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-270736호에 상세히 서술되어 있고, 그 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

＜기판＞

본 발명에서 사용하는 기판으로서는, 유기층으로부터 발생되는 광을 산란 또는 감쇠시키지 않는 기판인 것이 바람직하다. 유기 재료의 경우에는, 내열성, 치수 안정성, 내용제성, 전기 절연성, 및 가공성이 우수한 것이 바람직하다.

＜양극＞

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

＜음극＞

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

＜유기층＞

본 발명에 있어서의 유기층에 대해 설명한다.

- 유기층의 형성 -

본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 각 유기층은, 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 성막법, 전사법, 인쇄법, 스핀 코트법, 바 코트법 등의 용액 도포법중 어느 것에 의해서도 바람직하게 형성할 수 있다. 유기층의 적어도 1 층이 용액 도포법에 의해 형성된 것이 바람직하다.

(발광층)

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

＜발광 재료＞

본 발명에서는, 발광 재료로서 형광 발광 재료나 인광 발광 재료를 사용할 수 있고, 양자를 병용해도 된다.

이들 형광 발광 재료나 인광 발광 재료에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0100] ∼ [0164], 일본 공개특허공보 2007-266458호의 단락 번호 [0088] ∼ [0090] 에 상세히 서술되어 있고, 이들 공보의 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

발광 효율 등의 관점에서는, 인광 발광 재료가 바람직하다. 본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료로서는, 예를 들어, US6303238B1, US6097147, WO00/57676, WO00/70655, WO01/08230, WO01/39234A2, WO01/41512A1, WO02/02714A2, WO02/15645A1, WO02/44189A1, WO05/19373A2, 일본 공개특허공보 2001-247859, 일본 공개특허공보 2002-302671, 일본 공개특허공보 2002-117978, 일본 공개특허공보 2003-133074, 일본 공개특허공보 2002-235076, 일본 공개특허공보 2003-123982, 일본 공개특허공보 2002-170684, EP1211257, 일본 공개특허공보 2002-226495, 일본 공개특허공보 2002-234894, 일본 공개특허공보 2001-247859, 일본 공개특허공보 2001-298470, 일본 공개특허공보 2002-173674, 일본 공개특허공보 2002-203678, 일본 공개특허공보 2002-203679, 일본 공개특허공보 2004-357791, 일본 공개특허공보 2006-256999, 일본 공개특허공보 2007-19462, 일본 공개특허공보 2007-84635, 일본 공개특허공보 2007-96259 등의 특허문헌에 기재된 인광 발광 화합물 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 더욱 바람직한 발광성 도펀트로서는, Ir 착물, Pt 착물, Cu 착물, Re 착물, W 착물, Rh 착물, Ru 착물, Pd 착물, Os 착물, Eu 착물, Tb 착물, Gd 착물, Dy 착물, 및 Ce 착물을 들 수 있다. 특히 바람직하게는, Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이고, 그 중에서도 금속-탄소 결합, 금속-질소 결합, 금속-산소 결합, 금속-황 결합 중 적어도 하나의 배위 양식을 포함하는 Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이 바람직하다. 또한, 발광 효율, 구동 내구성, 색도 등의 관점에서, Ir 착물, Pt 착물이 특히 바람직하고, Ir 착물이 가장 바람직하다.

백금 착물로서 바람직하게는, 하기 일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 17]

(식 중, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 는 각각 독립적으로 Pt 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 은 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다)

일반식 (C-1) 에 대해 설명한다. Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 는 각각 독립적으로 Pt에 배위하는 배위자를 나타낸다. 이 때, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 와 Pt 의 결합은, 공유 결합, 이온 결합, 배위 결합 등 어느 것이어도 된다. Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 중의 Pt 에 결합하는 원자로서는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자가 바람직하고, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 중의 Pt 에 결합하는 원자 중, 적어도 하나가 탄소 원자인 것이 바람직하고, 2 개가 탄소 원자인 것이 보다 바람직하고, 2 개가 탄소 원자이고, 2 개가 질소 원자인 것이 특히 바람직하다.

탄소 원자로 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로서는, 아니온성의 배위자이거나 중성의 배위자이어도 되고, 아니온성의 배위자로서는 비닐 배위자, 방향족 탄화수소 고리 배위자 (예를 들어 벤젠 배위자, 나프탈렌 배위자, 안트라센 배위자, 페난트렌 배위자 등), 헤테로 고리 배위자 (예를 들어 푸란 배위자, 티오펜 배위자, 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 티아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자 및, 그것들을 포함하는 축환체 (예를 들어 퀴놀린 배위자, 벤조티아졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 중성의 배위자로서는 카르벤 배위자를 들 수 있다.

질소 원자로 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로서는, 중성의 배위자이거나 아니온성의 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로서는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자 (피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 티아졸 배위자 및 그것들을 포함하는 축환체 (예를 들어 퀴놀린 배위자, 벤조이미다졸 배위자 등)), 아민 배위자, 니트릴 배위자, 이민 배위자를 들 수 있다. 아니온성의 배위자로서는, 아미노 배위자, 이미노 배위자, 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자 (피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 트리아졸 배위자 및 그것들을 포함하는 축환체 (예를 들어 인돌 배위자, 벤조이미다졸 배위자 등)) 를 들 수 있다.

산소 원자로 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로서는, 중성의 배위자이거나 아니온성의 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로서는 에테르 배위자, 케톤 배위자, 에스테르 배위자, 아미드 배위자, 함산소 헤테로 고리 배위자 (푸란 배위자, 옥사졸 배위자 및 그것들을 포함하는 축환체 (벤조옥사졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 아니온성의 배위자로서는, 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자 등을 들 수 있다.

황 원자로 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로서는, 중성의 배위자이거나 아니온성의 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로서는 티오에테르 배위자, 티오케톤 배위자, 티오에스테르 배위자, 티오아미드 배위자, 함황 헤테로 고리 배위자 (티오펜 배위자, 티아졸 배위자 및 그것들을 포함하는 축환체 (벤조티아졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 아니온성의 배위자로서는, 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자 등을 들 수 있다.

인 원자로 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로서는, 중성의 배위자이거나 아니온성의 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로서는 포스핀 배위자, 인산에스테르 배위자, 아인산에스테르 배위자, 함인 헤테로 고리 배위자 (포스피닌 배위자 등) 를 들 수 있고, 아니온성의 배위자로서는, 포스피노 배위자, 포스피닐 배위자, 포스포릴 배위자 등을 들 수 있다.

Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로 나타내는 기는, 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로서는 상기 치환기군 A 로서 예를 든 것을 적절히 적용할 수 있다. 또 치환기끼리 연결되어 있어도 된다 (Q³ 과 Q⁴ 가 연결된 경우, 고리형 4 좌 배위자의 Pt 착물이 된다).

Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로 나타내는 기로서 바람직하게는, 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이며, 보다 바람직하게는, 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 아릴옥시 배위자이며, 더욱 바람직하게는 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자이다.

L¹, L² 및 L³ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 으로 나타내는 2 가의 연결기로서는, 알킬렌기 (메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등), 아릴렌기 (페닐렌, 나프탈렌디일), 헤테로아릴렌기 (피리딘디일, 티오펜디일 등), 이미노기 (-NR_L-) (페닐이미노기 등), 옥시기 (-O-), 티오기 (-S-), 포스피니덴기 (-PR_L-) (페닐포스피니덴기 등), 실리렌기 (-SiR_LR_L'-) (디메틸실릴렌기, 디페닐실릴렌기 등), 또는 이들을 조합한 것을 들 수 있다. 여기서, R_L 및 R_L' 로서는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기 등을 들 수 있다. 이들 연결기는, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다.

착물의 안정성 및 발광 양자 수율의 관점에서, L¹, L² 및 L³ 으로서 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 이미노기, 옥시기, 티오기, 실리렌기이며, 보다 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 이미노기이며, 더욱 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기이며, 더욱 바람직하게는, 단결합, 메틸렌기, 페닐렌기이며, 더욱 바람직하게는 단결합, 디치환의 메틸렌기이며, 더욱 바람직하게는 단결합, 디메틸메틸렌기, 디에틸메틸렌기, 디이소부틸메틸렌기, 디벤질메틸렌기, 에틸메틸메틸렌기, 메틸프로필메틸렌기, 이소부틸메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 메틸페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기, 시클로펜탄디일기, 플루오렌디일기, 플루오로메틸메틸렌기이다.

L¹ 은 특히 바람직하게는 디메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기이며, 가장 바람직하게는 디메틸메틸렌기이다.

L² 및 L³으로서 가장 바람직하게는 단결합이다.

일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 18]

(식 중, L²¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A²¹, A²²는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z²¹, Z²² 는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²³, Z²⁴ 는 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다)

일반식 (C-2) 에 대해 설명한다. L²¹ 은, 상기 일반식 (C-1) 중의 L¹ 과 동의이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.

A²¹, A²²는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A²¹, A²² 중, 적어도 일방은 탄소 원자인 것이 바람직하고, A²¹, A²²가 모두 탄소 원자인 것이, 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 바람직하다.

Z²¹, Z²² 는, 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²¹, Z²² 로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로서는, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 트리아진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리 등을 들 수 있다. 착물의 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서, Z²¹, Z²²로 나타내는 고리로서 바람직하게는, 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이며, 보다 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이며, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리, 피라졸 고리이며, 특히 바람직하게는 피리딘 고리이다.

상기 Z²¹, Z²²로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로서는 상기 치환기군 A 가, 질소 원자 상의 치환기로서는 상기 치환기군 B 를 적용할 수 있다. 탄소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 불소 원자이다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해서 적절히 선택되는데, 단파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 불소 원자, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 불소 원자, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기 등이 선택된다. 또 장파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 시아노기, 퍼플루오로알킬기 등이 선택된다. 질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는, 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이며, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결하여 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로서는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다.

Z²³, Z²⁴ 는, 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²³, Z²⁴로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로서는, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다. 착물의 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서 Z²³, Z²⁴로 나타내는 고리로서 바람직하게는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리이며, 보다 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라졸 고리이며, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리이다.

상기 Z²³, Z²⁴로 나타내는 벤젠 고리, 함질소 방향족 헤테로 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로서는 상기 치환기군 A 가, 질소 원자 상의 치환기로서는 상기 치환기군 B 를 적용할 수 있다. 탄소 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 불소 원자이다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해서 적절히 선택되는데, 장파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기 등이 선택된다. 또 단파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 불소 원자, 시아노기, 퍼플루오로알킬기 등이 선택된다. 질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는, 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이며, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결하여 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로서는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다.

일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-4) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 19]

(일반식 (C-4) 중, A⁴⁰¹ ∼ A⁴¹⁴는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁴¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다)

일반식 (C-4) 에 대해 설명한다.

A⁴⁰¹ ∼ A⁴¹⁴는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.

R 로 나타내는 치환기로서는, 상기 치환기군 A 로서 든 것을 적용할 수 있다.

A⁴⁰¹ ∼ A⁴⁰⁶으로서 바람직하게는 C-R 이며, R 끼리 서로 연결하여 고리를 형성하고 있어도 된다. A⁴⁰¹ ∼ A⁴⁰⁶이 C-R 인 경우에, A⁴⁰², A⁴⁰⁵의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자이며, 특히 바람직하게는 수소 원자, 불소 원자이다. A⁴⁰¹, A⁴⁰³, A⁴⁰⁴, A⁴⁰⁶의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자이며, 특히 바람직하게는 수소 원자이다.

L⁴¹ 은, 상기 일반식 (C-1) 중의 L¹ 과 동의이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.

A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁴로서는, A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁰과 A⁴¹¹ ∼ A⁴¹⁴ 각각에 있어서, N (질소 원자) 의 수는 0 ∼ 2 가 바람직하고, 0 ∼ 1 이 보다 바람직하다. 발광 파장을 단파장측으로 시프트시키는 경우, A⁴⁰⁸ 및 A⁴¹²중 어느 것이 질소 원자인 것이 바람직하고, A⁴⁰⁸과 A⁴¹²가 모두 질소 원자인 것이 더욱 바람직하다.

A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁴가 C-R 을 나타내는 경우에, A⁴⁰⁸, A⁴¹²의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 퍼플루오로알킬기, 알킬기, 아릴기, 불소 원자, 시아노기이고, 특히 바람직하게는, 수소 원자, 페닐기, 퍼플루오로알킬기, 시아노기이다. A⁴⁰⁷, A⁴⁰⁹, A⁴¹¹, A⁴¹³의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 시아노기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 페닐기, 불소 원자이다. A⁴¹⁰, A⁴¹⁴의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 불소 원자이며, 보다 바람직하게는 수소 원자이다. A⁴⁰⁷ ∼ A⁴⁰⁹, A⁴¹¹ ∼ A⁴¹³중 어느 것이 C-R 을 나타내는 경우에, R 끼리 서로 연결하여 고리를 형성하고 있어도 된다.

일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-5) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 20]

(일반식 (C-5) 중, A⁵⁰¹ ∼ A⁵¹²는, 각각 독립적으로, C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁵¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다)

일반식 (C-5) 에 대해 설명한다. A⁵⁰¹ ∼ A⁵⁰⁶ 및 L⁵¹ 은, 상기 일반식 (C-4) 에 있어서의 A⁴⁰¹ ∼ A⁴⁰⁶ 및 L⁴¹ 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.

A⁵⁰⁷, A⁵⁰⁸ 및 A⁵⁰⁹와 A⁵¹⁰, A⁵¹¹ 및 A⁵¹²는, 각각 독립적으로, C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R 로 나타내는 치환기로서는, 상기 치환기군 A 로서 든 것을 적용할 수 있다. A⁵⁰⁷, A⁵⁰⁸ 및 A⁵⁰⁹와 A⁵¹⁰, A⁵¹¹ 및 A⁵¹²가 C-R 인 경우에, R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알킬옥시기, 시아노기, 불소 원자이며, 보다 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 디알킬아미노기, 시아노기, 불소 원자, 더욱 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자이다. 또 가능한 경우에는 치환기끼리 연결하여, 축환 (縮環) 구조를 형성해도 된다. A⁵⁰⁷, A⁵⁰⁸ 및 A⁵⁰⁹와 A⁵¹⁰, A⁵¹¹ 및 A⁵¹² 중 적어도 하나는 질소 원자인 것이 바람직하고, 특히 A⁵¹⁰ 또는 A⁵⁰⁷이 질소 원자인 것이 바람직하다.

일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 다른 양태는 하기 일반식 (C-6) 으로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 21]

(식 중, L⁶¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A⁶¹은 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z⁶¹, Z⁶² 는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z⁶³ 은 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다)

일반식 (C-6) 에 대해 설명한다. L⁶¹ 은, 상기 일반식 (C-1) 중의 L¹ 과 동의이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.

A⁶¹은 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 A⁶¹은 탄소 원자인 것이 바람직하다.

Z⁶¹, Z⁶² 는, 각각 상기 일반식 (C-2) 에 있어서의 Z²¹, Z²² 와 동의이며, 또 바람직한 범위도 동일하다. Z⁶³ 은, 상기 일반식 (C-2) 에 있어서의 Z²³ 과 동의이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.

Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다. 비고리형 배위자란 Pt 에 결합하는 원자가 배위자 상태로 고리를 형성하고 있지 않은 것이다. Y 중의 Pt 에 결합하는 원자로서는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자가 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자가 보다 바람직하고, 산소 원자가 가장 바람직하다.

탄소 원자로 Pt 에 결합하는 Y 로서는 비닐 배위자를 들 수 있다. 질소 원자로 Pt 에 결합하는 Y 로서는 아미노 배위자, 이미노 배위자를 들 수 있다. 산소 원자로 Pt 에 결합하는 Y 로서는, 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로 아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자, 카르복실 배위자, 인산 배위자, 술폰산 배위자 등을 들 수 있다. 황 원자로 Pt 에 결합하는 Y 로서는, 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자, 티오카르복실산 배위자 등을 들 수 있다.

Y 로 나타내는 배위자는, 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로서는 상기 치환기군 A 로서 든 것을 적절히 적용할 수 있다. 또 치환기끼리 연결되어 있어도 된다.

Y 로 나타내는 배위자로서 바람직하게는 산소 원자로 Pt 에 결합하는 배위자이며, 보다 바람직하게는 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이며, 더욱 바람직하게는 아실옥시 배위자이다.

일반식 (C-6) 으로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-7) 로 나타내는 백금 착물이다.

[화학식 22]

(식 중, A⁷⁰¹ ∼ A⁷¹⁰은, 각각 독립적으로, C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁷¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다)

일반식 (C-7) 에 대해 설명한다. L⁷¹ 은, 상기 일반식 (C-6) 중의 L⁶¹ 과 동의이며, 또 바람직한 범위도 동일하다. A⁷⁰¹ ∼ A⁷¹⁰은 일반식 (C-4) 에 있어서의 A⁴⁰¹ ∼ A⁴¹⁰과 동의이며, 또 바람직한 범위도 동일하다. Y 는 일반식 (C-6) 에 있어서의 Y 와 동의이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.

일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물로서 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2005-310733호의 [0143] ∼ [0152], [0157] ∼ [0158], [0162] ∼ [0168] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-256999호의 [0065] ∼ [0083] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-93542호의 [0065] ∼ [0090] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-73891호의 [0063] ∼ [0071] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-324309호의 [0079] ∼ [0083] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-93542호의 [0065] ∼ [0090] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-96255호의 [0055] ∼ [0071] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-313796호의 [0043] ∼ [0046] 을 들 수 있고, 그 밖에 이하에 예시하는 백금 착물을 들 수 있다.

[화학식 23]

[화학식 24]

[화학식 25]

일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 화합물은, 예를 들어, Journal of Organic Chemistry 53, 786, (1988), G.R. Newkome et al.) 의, 789 페이지, 좌단 53 행 ∼ 우단 7 행에 기재된 방법, 790 페이지, 좌단 18 행 ∼ 38 행에 기재된 방법, 790 페이지, 우단 19 행 ∼ 30 행에 기재된 방법 및 그 조합, Chemische Berichte 113, 2749 (1980), H. Lexy 외) 의, 2752 페이지, 26 행 ∼ 35 행에 기재된 방법 등 여러 가지의 수법으로 합성할 수 있다.

예를 들어, 배위자, 또는 그 해리체와 금속 화합물을 용매 (예를 들어, 할로겐계 용매, 알코올계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 니트릴계 용매, 아미드계 용매, 술폰계 용매, 술폭사이드계 용매, 물 등을 들 수 있다) 의 존재하, 혹은, 용매 비존재하, 염기의 존재하 (무기, 유기의 각종 염기, 예를 들어, 나트륨메톡사이드, t-부톡시칼륨, 트리에틸아민, 탄산칼륨 등을 들 수 있다), 혹은, 염기 비존재하, 실온 이하, 혹은 가열하여 (통상적인 가열 이외에도 마이크로 웨이브로 가열하는 수법도 유효하다) 얻을 수 있다.

본 발명의 발광층에 있어서의 일반식 (C-1) 로 나타내는 화합물의 함유량은 발광층 중 1 ∼ 30 질량％ 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 25 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 20 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.

이리듐 착물로서 바람직하게는, 하기 일반식 (T-1) 로 나타내는 이리듐 착물이다.

[일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물]

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.

[화학식 26]

(일반식 (T-1) 중, R₃', R₃, R₄, R₅ 및 R₆ 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로 비닐기, -CO₂R_T, -C(O)R_T, -N(R_T)₂, -NO₂, -OR_T, 불소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 또한 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

Q 는 질소를 1 개 이상 포함하는 5 원자 또는 6 원자의 방향족 복소 고리 또는 축합 방향족 복소 고리이다.

R₃, R₄, R₅ 및 R₆ 은 인접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

R₃' 와 R₆ 은, -C(R_T)₂-C(RT)₂-, -CR_T=CR_T-, -C(R_T)₂-, -O-, -NR_T-, -O-C(R_T)₂-, -NR_T-C(R_T)₂- 및 -N=CR_T- 에서 선택되는 연결기에 의해 연결되어 고리를 형성해도 되고, R_T 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

Z 는 각각 독립적으로, 불소 원자, -R' , -OR' , -N(R')₂, -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)N(R')₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR', -SO₂R', 또는 -SO₃R' 를 나타내고, R' 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

(X-Y) 는 배위자를 나타낸다. m 은 1 ∼ 3 의 정수, n 은 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. m ＋ n 은 3 이다)

알킬기로서는, 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화이거나 불포화이어도 되고, 치환되어도 되는 기로서는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있다. R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 알킬기로서 바람직하게는 총 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 알킬기이며, 보다 바람직하게는 총 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알킬기이며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기 등을 들 수 있다.

시클로알킬기로서는 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화이거나 불포화이어도 되고, 치환되어도 되는 기로서는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있다. R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 시클로알킬기로서 바람직하게는 고리 원자수 4 ∼ 7 의 시클로알킬기이며, 보다 바람직하게는 총 탄소 원자수 5 ∼ 6 의 시클로알킬기이며, 예를 들어 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.

R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 알케닐기로서는 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이며, 예를 들어 비닐, 알릴, 1-프로페닐, 1-이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.

R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 알키닐기로서는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이며, 예를 들어 에티닐, 프로파르길, 1-프로피닐, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.

R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 퍼플루오로알킬기는, 전술한 알킬기의 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것을 들 수 있다.

R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 아릴기로서는, 바람직하게는 탄소수 6 내지 30 의 치환 혹은 무치환의 아릴기, 예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등을 들 수 있다.

R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 헤테로아릴기로서는, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 8 의 헤테로아릴기이며, 보다 바람직하게는 5 또는 6 원자의 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기이며, 예를 들어, 피리딜기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 신놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 피롤릴기, 인돌릴기, 푸릴기, 벤조푸릴기, 티에닐 기, 벤조티에닐기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 트리아졸릴기, 옥사졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 벤조이소옥사졸릴기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 피페라지닐기, 이미다졸리디닐기, 티아졸리닐기, 술포라닐기, 카르바졸릴기, 디벤조푸릴기, 디벤조티에닐기, 피리드인돌릴기 등을 들 수 있다. 바람직한 예로서는, 피리딜기, 피리미디닐기, 이미다졸릴기, 티에닐기이며, 보다 바람직하게는, 피리딜기, 피리미디닐기이다.

R₃', R₃, R₄, R₅ 및 R₆으로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 퍼플루오로알킬기, 디알킬아미노기, 불소 원자, 아릴기, 헤테로아릴기이며, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자, 아릴기이며, 더욱 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 아릴기이다. 치환기 Z 로서는, 알킬기, 알콕시기, 불소 원자, 시아노기, 디알킬아미노기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

R₃, R₄, R₅ 및 R₆ 은 인접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. 형성되는 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴의 정의 및 바람직한 범위는 R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 정의한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와 동일하다.

고리 Q 가 나타내는 방향족 복소 고리로서는, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리 등을 들 수 있다. 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리이며, 보다 바람직하게는 피리딘 고리이다.

고리 Q 가 나타내는 축합 방향족 복소 고리로서는, 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 퀴녹살린 고리 등을 들 수 있다. 바람직하게는 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리이며, 보다 바람직하게는 퀴놀린 고리이다.

m 은 1 ∼ 3 인 것이 바람직하고, 2 또는 3 인 것이 보다 바람직하다. 즉, n 은 0 또는 1 인 것이 바람직하다. 착물 중의 배위자의 종류는 1 또는 2 종류로 구성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 종류이다. 착물 분자 내에 반응성기를 도입할 때에는 합성 용이성이라는 관점에서 배위자가 2 종류로 이루어지는 것도 바람직하다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 금속 착물은, 일반식 (T-1) 에 있어서의 하기 일반식 (T-1-A) 로 나타내는 배위자 혹은 그 호변 이성체와, (X-Y) 로 나타내는 배위자 혹은 그 호변 이성체와의 조합을 포함하여 구성되거나, 그 금속 착물의 배위자 전부가 하기 일반식 (T-1-A) 로 나타내는 배위자 또는 그 호변 이성체만으로 구성되어 있어도 된다.

[화학식 27]

(일반식 (T-1-A) 중, R₃', R₃, R₄, R₅, R₆ 및 Q 는, 일반식 (T-1) 에 있어서의, R₃', R₃, R₄, R₅, R₆ 및 Q 와 동의이다. * 는 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.)

또한, 종래 공지된 금속 착물 형성에 사용되는, 소위 배위자로서 당해 업자가 주지의 배위자 (배위 화합물이라고도 한다) 를 필요에 따라 (X-Y) 로 나타내는 배위자로서 가지고 있어도 된다.

종래 공지된 금속 착물에 사용되는 배위자로서는, 여러 가지의 공지된 배위자가 있는데, 예를 들어, 「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag 사 H. Yersin 저 1987 년 발행, 「유기 금속 화학-기초와 응용-」쇼카보 출판사 야마모토 아키오 저 1982 년 발행 등에 기재된 배위자 (예를 들어, 할로겐 배위자 (바람직하게는 염소 배위자), 함질소헤테로아릴 배위자 (예를 들어, 비피리딜, 페난트롤린 등), 디케톤 배위자 (예를 들어, 아세틸아세톤 등) 를 들 수 있다. (X-Y) 로 나타내는 배위자로서 바람직하게는, 디케톤류 혹은 피콜린산 유도체이고, 착물의 안정성과 높은 발광 효율이 얻어지는 관점에서 이하에 나타내는 아세틸아세토네이트 (acac) 인 것이 가장 바람직하다.

[화학식 28]

* 는 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.

이하에, (X-Y) 로 나타내는 배위자의 예를 구체적으로 들지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

[화학식 29]

상기 (X-Y) 로 나타내는 배위자의 예에 있어서, * 는 일반식 (T-1) 에 있어서의 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다. Rx, Ry 및 Rz 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 그 치환기로서는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 들 수 있다.

바람직하게는, Rx, Rz 는 각각 독립적으로 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 아릴기 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 가장 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자, 페닐기이다. Ry 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 아릴기 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 가장 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 중 어느 것이다. 이들 배위자는 소자 중에서 전하를 수송하거나 여기에 의해 전자가 집중하는 부위는 아니라고 생각되기 때문에, Rx, Ry, Rz 는 화학적으로 안정적인 치환기이면 되고, 본 발명의 효과에도 영향을 미치지 않는다.

착물 합성 방법이 용이하기 때문에 바람직하게는 (I-1), (I-4), 또는 (I-5) 이고, 가장 바람직하게는 (I-1) 이다.

본 발명에 있어서는 착물의 안정성과 높은 발광 효율이 얻어지는 관점에서, (X-Y) 로 나타내는 배위자는 전술한 아세틸아세토네이트 (acac) 인 것이 가장 바람직하다.

* 는 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.

이들 배위자를 갖는 착물은, 대응하는 배위자 전구체를 사용함으로써 공지된 합성예와 동일하게 합성할 수 있다. 예를 들어 국제 공개 2009-073245호의 46 페이지에 기재된 방법과 동일하게, 시판되는 디플루오로아세틸아세톤을 사용하여 이하에 나타내는 방법으로 합성할 수 있다.

[화학식 30]

또, 배위자로서 일반식 (I-15) 로 나타내는 모노아니온성 배위자를 사용할 수도 있다.

[화학식 31]

일반식 (I-15) 에 있어서의 R₇ ∼ R₁₀ 은, 일반식 (T-1) 에 있어서의 R₃ ∼ R₆과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. R₇' ∼ R₁₀' 는 R₃' 와 동의이며, 바람직한 범위도 R₃' 와 동일하다. * 는 일반식 (T-1) 에 있어서의 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.

상기 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물은, 바람직하게는 하기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물이다.

[화학식 32]

(일반식 (T-2) 중, R₃' ∼ R₆' 및 R₃ ∼ R₆ 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R_T, -C(O)R_T, -N(R_T)₂, -NO₂, -OR_T, 불소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

R₃, R₄, R₅, 및 R₆ 은 인접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

R₃' 와 R₆ 은, -C(R_T)₂-C(R_T)₂-, -CR_T=CR_T-, -C(R_T)₂-, -O-, -NR_T-, -O-C(R_T)₂-, -NR_T-C(R_T)₂- 및 -N=CR_T- 에서 선택되는 연결기에 의해 연결되어 고리를 형성해도 된다.

R_T 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

Z 는 각각 독립적으로, 불소 원자, -R', -OR', -N(R')₂, -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)N(R')₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR', -SO₂R', 또는 -SO₃R' 를 나타내고, R' 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

일반식 (T-2) 에 있어서의 R₃', R₃ ∼ R₆, (X-Y), m 및 n 의 바람직한 범위는, 일반식 (T-1) 에 있어서의 R₃', R₃ ∼ R₆, (X-Y), m 및 n 의 바람직한 범위와 동일하다.

R₄' 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 불소 원자가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

R₅' 및 R₆' 는 수소 원자를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리형기를 형성하는 것이 바람직하고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리형기는 시클로알킬, 시클로헤테로알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴인 것이 보다 바람직하고, 아릴인 것이 더욱 바람직하다.

R₄' ∼ R₆' 에 있어서의 치환기 Z 로서는 알킬기, 알콕시기, 불소 원자, 시아노기, 알킬아미노기, 디아릴아미노기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.

상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태의 하나는, 일반식 (T-2) 에 있어서 R₃', R₄', R₅', R₆', R₃, R₄, R₅ 및 R₆ 중, 인접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 고리를 형성하지 않는 경우이다.

상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태의 하나는, 하기 일반식 (T-3) 으로 나타내는 경우이다.

[화학식 33]

일반식 (T-3) 에 있어서의 R₃' ∼ R₆', 및 R₃ ∼ R₆ 은, 일반식 (T-2) 에 있어서의 R₃' ∼ R₆', 및 R₃ ∼ R₆ 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.

R₇ ∼ R₁₀ 은 R₃ ∼ R₆ 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. R₇' ∼ R₁₀' 는 R₃' ∼ R₆' 와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.

상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (T-4) 로 나타내는 화합물이다.

[화학식 34]

일반식 (T-4) 에 있어서의 R₃' ∼ R₆' , R₃ ∼ R₆, (X-Y), m 및 n 은, 일반식 (T-2) 에 있어서의 R₃' ∼ R₆', R₃ ∼ R₆, (X-Y), m 및 n 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. R₃' ∼ R₆' 및 R₃ ∼ R₆ 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, R₃' ∼ R₆' 및 R₃ ∼ R₆ 중, 1 개 또는 2 개가 알킬기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 더욱 바람직하다.

상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (T-5) 로 나타내는 화합물이다.

[화학식 35]

일반식 (T-5) 에 있어서의 R₃' ∼ R₇' , R₃ ∼ R₆, (X-Y), m 및 n 은, 일반식 (T-2) 에 있어서의 R₃' ∼ R₆', R₃ ∼ R₆, (X-Y), m 및 n 과 동의이며, 바람직한 것도 동일하다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (T-6) 으로 나타내는 경우이다.

[화학식 36]

일반식 (T-6) 중, R_1a ∼ R_1i의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 R₃ ∼ R₆ 에 있어서의 것과 동일하다. 또 R_1a ∼ R_1i 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기 또는 아릴기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 특히 바람직하다. (X-Y), m, 및 n 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 (X-Y), m, 및 n 과 동일하다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 37]

[화학식 38]

상기 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은, 일본 공개특허공보 2009-99783호에 기재된 방법이나, 미국 특허 7279232호 등에 기재된 여러 가지의 방법으로 합성할 수 있다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해, 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물은, 발광층에 함유되지만, 그 용도가 한정되는 경우는 없고, 또한 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.

이리듐 착물로서 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물 이외에, 하기 일반식 (T-7) 로 나타내는 화합물이나, 카르벤을 배위자로서 갖는 것도 바람직하게 사용할 수 있다.

[화학식 39]

일반식 (T-7) 중, R₁₁ ∼ R₁₇ 은, 일반식 (T-2) 에 있어서의 R₃ ∼ R₆ 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. 또, (X-Y), n 및 m 은 일반식 (T-2) 에 있어서의 (X-Y), n 및 m 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.

이들의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 40]

발광층 중의 발광 재료는, 발광층 중에 일반적으로 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 0.1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는데, 내구성, 외부 양자 효율의 관점에서 1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 2 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

발광층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 2 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 그 중에서도 외부 양자 효율의 관점에서 3 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 소자에 있어서의 발광층은, 발광 재료만으로 구성되어 있어도 되고, 호스트 재료와 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 발광 재료의 종류는 1 종이거나 2 종 이상이어도 된다. 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1 종이거나 2 종 이상이어도 되고, 예를 들어, 전자 수송성의 호스트 재료와 홀 수송성의 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다. 또한, 발광층 중에 전하 수송성을 갖지 않고, 발광하지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.

또, 발광층은 1 층이거나 2 층 이상의 다층이어도 되고, 각각의 층에 동일한 발광 재료나 호스트 재료를 함유해도 되고, 층마다 상이한 재료를 함유해도 된다. 발광층이 복수인 경우, 각각의 발광층이 상이한 발광색으로 발광해도 된다.

＜호스트 재료＞

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

호스트 재료로서는, 본 발명의 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.

그 밖의 본 발명에 사용할 수 있는 호스트 재료로서는, 예를 들어, 이하의 화합물을 들 수 있다.

피롤, 인돌, 카르바졸, 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 칼콘, 스티릴안트라센, 플루오레논, 하이드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제 3 급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 포르피린계 화합물, 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸), 아닐린계 공중합체, 티오펜올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기 실란, 카본막, 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, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물 및 그들의 유도체 (치환기나 축환을 가지고 있어도 된다) 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 병용할 수 있는 호스트 재료로서는, 정공 수송성 호스트 재료이거나, 전자 수송성 호스트 재료이어도 되는데, 정공 수송성 호스트 재료를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 발광층이 호스트 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 호스트 재료는 하기 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 발광층에 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물 중 적어도 1 개 이상을 함유하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물이 발광층에 함유되는 경우, 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물은 발광층 중에 30 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 40 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 50 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 특히 바람직하다. 또, 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물을, 복수의 유기층에 사용하는 경우에는 각각의 층에 있어서, 상기의 범위로 함유하는 것이 바람직하다.

일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물은, 어느 유기층에, 1 종류만을 함유하고 있어도 되고, 복수의 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물을 임의의 비율로 조합하여 함유하고 있어도 된다.

[화학식 41]

(일반식 (4-1) 및 (4-2) 중, d, e 는 0 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 적어도 일방은 1 이상이다. f 는 1 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. R'₈ 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, d, e, f 가 2 이상인 경우 R'₈ 은 서로 상이하거나 동일해도 된다. 또, R'₈ 의 적어도 1 개는 하기 일반식 (5) 로 나타내는 카르바졸기를 나타낸다)

[화학식 42]

(일반식 (5) 중, R'₉ 는 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. g 는 0 ∼ 8 의 정수를 나타낸다)

R'₈ 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, 구체적으로는 할로겐 원자, 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기, 또는 일반식 (5) 로 나타내는 치환기이다. R'₈ 이 일반식 (5) 를 나타내지 않는 경우, 바람직하게는 탄소수 10 이하의 알킬기, 탄소수 10 이하의 치환 또는 무치환의 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 이하의 알킬기이다.

R'₉ 는 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, 구체적으로는 할로겐 원자, 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기이며, 바람직하게는 탄소수 10 이하의 알킬기, 탄소수 10 이하의 치환 또는 무치환의 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 이하의 알킬기이다.

g 는 0 ∼ 8 의 정수를 나타내고, 전하 수송을 담당하는 카르바졸 골격을 지나치게 차폐하지 않는 관점에서 0 ∼ 4 가 바람직하다. 또, 합성 용이함의 관점에서, 카르바졸이 치환기를 갖는 경우, 질소 원자에 대해, 대칭이 되도록 치환기를 갖는 것이 바람직하다.

일반식 (4-1) 에 있어서, 전하 수송능을 유지하는 관점에서, d 와 e 의 합은 2 이상인 것이 바람직하다. 또, 타방의 벤젠 고리에 대해 R'₈ 이 메타로 치환되는 것이 바람직하다. 그 이유로서 오르토 치환에서는 인접하는 치환기의 입체 장애가 크기 때문에 결합이 개열되기 쉬워 내구성이 낮아진다. 또, 파라 치환에서는 분자 형상이 강직한 봉상에 가까워져, 결정화되기 쉬워지기 때문에 고온 조건에서의 소자 열화가 일어나기 쉬워진다. 구체적으로는 이하의 구조로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. 이하에 나타내는 구조 중의 R'₉ 및 g 는, 상기 일반식 (5) 에 있어서의 R'₉ 및 g 와 동의이다.

[화학식 43]

일반식 (4-2) 에 있어서, 전하 수송능을 유지하는 관점에서, f 는 2 이상인 것이 바람직하다. f 가 2 또는 3 인 경우, 동일한 관점에서 R'₈ 이 서로 메타로 치환되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 이하의 구조로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. 이하에 나타내는 구조 중의 R'₉ 및 g 는, 상기 일반식 (5) 에 있어서의 R'₉ 및 g 와 동의이다.

[화학식 44]

일반식 (4-1) 및 (4-2) 가 수소 원자를 갖는 경우, 수소의 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함한다. 이 경우 화합물 중의 모든 수소 원자가 수소 동위체로 치환되어 있어도 되고, 또 일부가 수소 동위체를 포함하는 화합물인 혼합물이어도 된다. 바람직하게는 일반식 (5) 에 있어서의 R'₉ 가 중수소에 의해 치환된 것이며, 특히 바람직하게는 이하의 구조를 들 수 있다.

[화학식 45]

또한 치환기를 구성하는 원자는, 그 동위체도 포함하고 있는 것을 나타낸다.

일반식 (4-1) 및 (4-2) 로 나타내는 화합물은, 여러 가지의 공지된 합성법을 조합하여 합성하는 것이 가능하다. 가장 일반적으로는, 카르바졸 화합물에 관해서는 아릴하이드라진과 시클로헥산 유도체와의 축합체의 아자코프 전위 반응 후, 탈수소 방향족화에 의한 합성 (L. F. Tieze, Th. Eicher 저, 타카노, 오가사와라 번역, 정밀 유기 합성, 339 페이지 (난코우도 간행)) 을 들 수 있다. 또, 얻어진 카르바졸 화합물과 할로겐화 아릴 화합물의 팔라듐 촉매를 사용하는 커플링 반응에 관해서는 테트라헤드론·레터즈 39 권 617 페이지 (1998 년), 동(同) 39 권 2367 페이지 (1998 년) 및 동 40 권 6393 페이지 (1999 년) 등에 기재된 방법을 들 수 있다. 반응 온도, 반응 시간에 대해서는 특별히 한정되는 것은 없고, 상기 문헌에 기재된 조건을 적용할 수 있다. 또, mCP 등의 몇 개의 화합물은 시판되고 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 일반식 (4-1) 및 (4-2) 로 나타내는 화합물은, 진공 증착 프로세스로 박층을 형성하는 것이 바람직하지만, 용액 도포 등의 웨트 프로세스도 바람직하게 사용할 수 있다. 화합물의 분자량은, 증착 적성이나 용해성의 관점에서 2000 이하인 것이 바람직하고, 1200 이하인 것이 보다 바람직하고, 800 이하인 것이 특히 바람직하다. 또 증착 적성의 관점에서는, 분자량이 너무 작으면 증기압이 작아져, 기상으로부터 고상으로의 변화가 일어나지 않고, 유기층을 형성하는 것이 곤란해지므로, 250 이상이 바람직하고, 300 이상이 특히 바람직하다.

일반식 (4-1) 및 (4-2) 는, 이하에 나타내는 구조 혹은 그 수소 원자가 1 개 이상 중수소 원자로 치환된 화합물인 것이 바람직하다. 이하에 나타내는 구조 중의 R'₈ 은, 상기 일반식 (4-1) 및 (4-2) 에 있어서의 R'₈ 과 동의이며, R'₉ 는, 상기 일반식 (5) 에 있어서의 R'₉ 와 동의이다.

[화학식 46]

이하에, 본 발명에 있어서의 일반식 (4-1) 및 (4-2) 로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 47]

[화학식 48]

[화학식 49]

[화학식 50]

[화학식 51]

[화학식 52]

본 발명에 있어서의 발광층에 있어서, 상기 각 호스트 재료의 삼중항 최저 여기 에너지 (T₁ 에너지) 가, 상기 인광 발광 재료의 T₁ 에너지보다 높은 것이 색도, 발광 효율, 구동 내구성면에서 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서의 호스트 화합물의 함유량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 발광 효율, 구동 전압의 관점에서, 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 15 질량％ 이상 95 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 전극이 양극을 포함하고, 상기 발광층과 그 양극 사이에 전하 수송층을 가지고, 그 전하 수송층이 카르바졸 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

(전하 수송층)

전하 수송층이란, 유기 전계 발광 소자에 전압을 인가했을 때에 전하 이동이 일어나는 층을 말한다. 구체적으로는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층, 발광층, 정공 블록층, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 들 수 있다. 바람직하게는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이다. 도포법에 의해 형성되는 전하 수송층이 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이면, 저비용 또한 고효율인 유기 전계 발광 소자의 제조가 가능해진다. 또, 전하 수송층으로서 보다 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 블록층이다.

- 정공 주입층, 정공 수송층 -

정공 주입층, 정공 수송층은, 양극 또는 양극측으로부터 정공을 받아 음극측에 수송하는 기능을 갖는 층이다.

정공 주입층, 정공 수송층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0165] ∼ [0167] 에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

정공 주입층에는 전자 수용성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를 함유함으로써, 정공 주입성이 향상되고, 구동 전압이 저하되고, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 수용성 도펀트란, 도프되는 재료로부터 전자를 빼내어, 라디칼 카티온을 발생시키는 것이 가능한 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어떠한 것이어도 되는데, 예를 들어, 테트라시아노퀴노디메탄 (TCNQ), 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄 (F₄-TCNQ), 산화몰리브덴 등을 들 수 있다.

정공 주입층 중의 전자 수용성 도펀트는, 정공 주입층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해, 0.01 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 0.1 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량％ ∼ 30 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

- 전자 주입층, 전자 수송층 -

전자 주입층, 전자 수송층은, 음극 또는 음극측으로부터 전자를 받아 양극측에 수송하는 기능을 갖는 층이다. 이들 층에 사용하는 전자 주입 재료, 전자 수송 재료는 저분자 화합물이거나 고분자 화합물이어도 된다.

전자 수송 재료로서는, 본 발명의 일반식 (Cz-1) 또는 (Cz-2) 로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다. 그 밖의 재료로서는, 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, 실롤로 대표되는 유기 실란 유도체 등을 함유하는 층인 것이 바람직하다.

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

전자 수송층의 두께로서는, 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 전자 주입층의 두께로서는 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 복수층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

전자 주입층에는 전자 공여성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유시킴으로써, 전자 주입성이 향상되고, 구동 전압이 저하되고, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 공여성 도펀트란, 도프되는 재료에 전자를 부여하여, 라디칼 아니온을 발생시키는 것이 가능한 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어떠한 것이어도 되는데, 예를 들어, 테트라티아풀바렌 (TTF), 테트라티아나프타센 (TTT), 리튬, 세슘 등을 들 수 있다.

전자 주입층 중의 전자 공여성 도펀트는, 전자 주입층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해, 0.01 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 0.1 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량％ ∼ 30 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

- 정공 블록층 -

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

정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로서는, 알루미늄 (Ⅲ) 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)4-페닐페놀레이트 (Aluminum (Ⅲ) bis(2-methyl-8-quinolinato) 4-phenylphenolate (BAlq 로 약기한다)) 등의 알루미늄 착물, 트리아졸 유도체, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트로린(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP 로 약기한다)) 등의 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.

정공 블록층의 두께로서는 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 복수층으로 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 유기 화합물의 예로서는, 예를 들어 전술한 정공 수송 재료로서 든 것을 적용할 수 있다.

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

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

＜보호층＞

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

보호층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0169] ∼ [0170] 에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

＜밀봉 용기＞

본 발명의 소자는, 밀봉 용기를 이용하여 소자 전체를 밀봉해도 된다.

밀봉 용기에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0171] 에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 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, 일본 공개특허공보 평6-301355호, 일본 공개특허공보 평5-29080호, 일본 공개특허공보 평7-134558호, 일본 공개특허공보 평8-234685호, 일본 공개특허공보 평8-241047호의 각 공보, 일본 특허 제2784615호, 미국 특허 5828429호, 미국 특허 6023308호의 각 명세서 등에 기재된 구동 방법을 적용할 수 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자의 외부 양자 효율로서는, 7 ％ 이상이 바람직하고, 10 ％ 이상이 보다 바람직하고, 12 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 외부 양자 효율의 수치는 20 ℃ 에서 소자를 구동했을 때의 외부 양자 효율의 최대치, 혹은 20 ℃ 에서 소자를 구동했을 때의 300 ∼ 400 cd/㎡ 부근에서의 외부 양자 효율의 값을 사용할 수 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자의 내부 양자 효율은, 30 ％ 이상인 것이 바람직하고, 50 ％ 이상이 더욱 바람직하고, 70 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 소자의 내부 양자 효율은, 외부 양자 효율을 광 취출 효율로 나누어 산출된다. 통상적인 유기 EL 소자에서는 광 취출 효율은 약 20 ％ 이지만, 기판의 형상, 전극의 형상, 유기층의 막두께, 무기층의 막두께, 유기층의 굴절률, 무기층의 굴절률 등을 연구함으로써, 광 취출 효율을 20 ％ 이상으로 하는 것이 가능하다.

(본 발명의 소자의 용도)

본 발명의 소자는, 표시 소자, 디스플레이, 백라이트, 전자 사진, 조명 광원, 기록 광원, 노광 광원, 판독 광원, 표식, 간판, 인테리어, 또는 광 통신 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 특히, 조명 장치, 표시 장치 등의 발광 휘도가 높은 영역에서 구동되는 디바이스에 바람직하게 사용된다.

다음으로, 도 2 를 참조하여 본 발명의 발광 장치에 대해 설명한다.

도 2 는, 본 발명의 발광 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2 의 발광 장치 (20) 는, 기판 (지지 기판) (2), 유기 전계 발광 소자 (10), 밀봉 용기 (16) 등에 의해 구성되어 있다.

유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에, 양극 (제 1 전극) (3), 유기층 (11), 음극 (제 2 전극) (9) 이 순차 적층되어 구성되어 있다. 또, 음극 (9) 상에는, 보호층 (12) 이 적층되어 있고, 또한, 보호층 (12) 상에는 접착층 (14) 을 개재하여 밀봉 용기 (16) 가 설치되어 있다. 또한, 각 전극 (3, 9) 의 일부, 격벽, 절연층 등은 생략되어 있다.

여기서, 접착층 (14) 으로서는, 에폭시 수지 등의 광 경화형 접착제나 열 경화형 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들어 열경화성의 접착 시트를 사용할 수도 있다.

본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들어, 조명 장치 외에, 텔레비전, 퍼스널컴퓨터, 휴대전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 할 수 있다.

(조명 장치)

다음으로, 도 3 을 참조하여 본 발명의 조명 장치에 대해 설명한다.

도 3 은, 본 발명의 조명 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 조명 장치 (40) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 전술한 유기 EL 소자 (10) 와 광 산란 부재 (30) 를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 조명 장치 (40) 는, 유기 EL 소자 (10) 의 기판 (2) 과 광 산란 부재 (30) 가 접촉하도록 구성되어 있다.

광 산란 부재 (30) 는, 광을 산란할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 도 3 에 있어서는, 투명 기판 (31) 에 미립자 (32) 가 분산된 부재로 되어 있다. 투명 기판 (31) 으로서는, 예를 들어, 유리 기판을 바람직하게 들 수 있다. 미립자 (32) 로서는, 투명 수지 미립자를 바람직하게 들 수 있다. 유리 기판 및 투명 수지 미립자로서는, 모두 공지된 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 조명 장치 (40) 는, 유기 전계 발광 소자 (10) 로부터의 발광이 광 산란 부재 (30) 의 광 입사면 (30A) 에 입사되면, 입사광을 광 산란 부재 (30) 에 의해 산란시켜, 산란광을 광 출사면 (30B) 으로부터 조명광으로서 출사하는 것이다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

＜실시예 1＞ [합성예]

(실시예 1-1) 예시 화합물 (1) 의 합성

전술한 국제 공개 제2004/074399 의 합성예 2 에 기재된 방법으로 합성·정제하여, 예시 화합물 (1) 의 조(粗)결정 (이하, 「조 1」로 표기) 을 얻었다. 이 조결정을 앞의 문헌에 기재된 방법으로 승화 정제하여, 예시 화합물 (1) 의 정제 결정 (이하, 「승 1」로 표기) 을 얻었다.

또, 조 1 을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (전개 용매 ： 톨루엔/헥산 = 1/1 (체적비)) 에 의해 정제함으로써, 조결정 (이하, 「조 2」로 표기) 을 얻었다. 조 2 를 톨루엔/헥산 (1/1 (체적비)) 으로 재결정함으로써, 조결정 (이하 「조 3」으로 표기) 을 얻었다. 조 3 을 다시 톨루엔/헥산 (1/1 (체적비)) 으로 재결정함으로써, 조결정 (「조 4」로 표기) 을 얻었다. 조 2 를 승화 정제한 정제 결정을 「승 2」, 조 3 을 승화 정제한 정제 결정을 「승 3」, 조 4 를 승화 정제한 정제 결정을 「승 4」, 승 4 를 다시 1 회 더 승화 정제한 정제 결정을 「승 5」로 표기했다. 또, 비교를 위해, 승 5 에서 얻어진 샘플에 합성 중간체인 3,5-(디페닐)페닐보론산의 분말을 미량 첨가하여, 유발로 갈아 으깨어 조성이 균일한 분말을 얻었다 (이하 「비 1」로 표기). 동일하게, 승 5 에서 얻어진 샘플에 출발 원료인 1,3,5-트리브로모벤젠의 분말을 미량 첨가하고, 유발로 갈아 으깨어 조성이 균일한 분말을 얻었다 (이하 「비 2」로 표기).

(실시예 1-2) 예시 화합물 (2) 의 합성

전술한 국제 공개 제2004/074399 의 합성예 2 의 합성 중간체 (D) 를 3,5-비스(3'-비페닐)페닐보론산으로 변경한 것 이외에는 동일한 방법으로 예시 화합물 (2) 를 합성하고, 상기 실시예 1-1 에 있어서의 예시 화합물 (1) 과 동일한 정제 조작을 실시하여, 동일한 이름 (「조 1」, 「승 1」등) 을 붙였다.

(실시예 1-3) 예시 화합물 (9) 의 합성

전술한 국제 공개 제2004/074399의 합성예 2 의 카르바졸을 3-t-부틸카르바졸로 변경한 것 이외에는 동일한 방법으로 예시 화합물 (9) 를 합성하고, 상기 실시예 1-1 에 있어서의 예시 화합물 (1) 과 동일한 정제 조작을 실시하여, 동일한 이름 (「조 1」, 「승 1」등) 을 붙였다.

(실시예 1-4) 예시 화합물 (11) 의 합성

전술한 국제 공개 제2004/074399 의 합성예 2 의 카르바졸을 3,6-디페닐카르바졸로 변경한 것 이외에는 동일한 방법으로 예시 화합물 (11) 을 합성하고, 상기 실시예 1-1 에 있어서의 예시 화합물 (1) 과 동일한 정제 조작을 실시하여, 동일한 이름 (「조 1」, 「승 1」등) 을 붙였다.

(실시예 1-5) 예시 화합물 (13) 의 합성

전술한 국제 공개 제2004/074399 의 합성예 2 의 카르바졸을 3-트리페닐실릴카르바졸로 변경한 것 이외에는 동일한 방법으로 예시 화합물 (13) 을 합성하고, 상기 실시예 1-1 에 있어서의 예시 화합물 (1) 과 동일한 정제 조작을 실시하여, 동일한 이름 (「조 1」, 「승 1」등) 을 붙였다.

(실시예 1-6) 예시 화합물 (20) 의 합성

국제 공개 제2004/074399 의 합성예 5 에 기재된 방법으로 합성·정제하여, 예시 화합물 (20) 의 백색 분말 (이하, 「조 1」로 표기) 을 얻었다. 조 1 을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (전개 용매 ： 톨루엔/헥산 = 1/1 (체적비)) 에 의해 정제함으로써, 조결정 (이하, 「조 2」로 표기) 을 얻었다. 조 2 를 톨루엔/헥산 (1/1 (체적비)) 으로 재결정함으로써 조결정 (이하,「조 3」으로 표기) 을 얻었다. 조 1 을 승화 정제함으로써, 정제 결정 (이하, 「승 1」로 표기) 을 얻었다. 조 2 를 승화 정제함으로써, 정제 결정 (이하, 「승 2」로 표기) 을 얻었다. 조 3 을 승화 정제함으로써, 정제 결정 (이하, 「승 3」으로 표기) 을 얻었다. 승 3 을 승화 정제함으로써, 정제 결정 (이하, 「승 4」로 표기) 을 얻었다.

(실시예 1-7) 예시 화합물 (25) 의 합성

국제 공개 제2004/074399 의 합성예 9 에 기재된 방법으로 합성·정제하여, 예시 화합물 (25) 의 백색 분말 (이하, 「조 1」로 표기) 을 얻었다. 그 후의 정제법, 로트명은 예시 화합물 (20) 의 경우와 동일하게 하여, 정제 방법이 상이한 복수의 순도의 샘플을 제조했다.

상기 실시예 1-1 ∼ 1-7 에서 얻어진 생성물의 순도 및 불순물 함유량을 고속 액체 크로마토그래피 (토소 TSKgel ODS-100Z) 에 의해 분석하여, 254 ㎚ 의 흡수 강도 면적비를 순도 (％), 불순물 함유량 (％) 으로 했다. 이하에, 고속 액체 크로마토그래피 (HPLC) 에 의한 분석의 분석 조건을 기재한다.

(HPLC 에 의한 분석 조건)

HPLC 장치 ： 시마즈 제작소 제조 HPLC (LC-10ADVP 펌프, CTO-10ACVP 칼럼 오븐, SIL-10ADVP 오토샘플러, RID-10A 시차 굴절 검출기, CLASS-VP 해석 소프트웨어)

칼럼 ： 토소 TSKgel ODS-100Z

칼럼 온도 ： 40 ℃

시료 농도 ： 0.05 질량％

또한 HPLC 에 의한 분석에 제공하는 시료의 농도가 0.05 질량％ 인 것은, 통상적인 HPLC 에 의한 분석에 있어서의 시료 농도보다 진하고, 이로써 0.001 ％ 까지의 불순물이 유효하게 검출 가능해졌다.

＜실시예 2＞

(실시예 2-1)

[소자의 제조]

두께 0.5 ㎜, 가로 세로 2.5 ㎝ 인 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣어, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시했다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기 화합물층을 순차 증착했다.

제 1 층 ： CuPc ： 막두께 10 ㎚

제 2 층 ： NPD ： 막두께 30 ㎚

제 3 층 ： 화합물 (1) 의 승 5 및 GD-1 (질량비 95 ： 5) ： 막두께 40 ㎚

제 4 층 ： BAlq ： 막두께 10 ㎚

제 5 층 ： Alq ： 막두께 20 ㎚

이 위에, 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착하여 음극으로 했다.

이것을, 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣어, 유리제의 밀봉캔 및 자외선 경화형의 접착제 (XNR5516HV, 나가세치바 (주) 제조) 를 이용하여 밀봉하고, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 1-1 을 얻었다. 동일하게, 제 3 층의 호스트 재료로서 화합물 (1) 대신에 하기 표 1 중에 나타내는 재료를 사용함으로써, 소자 1-2 ∼ 1-6, 및 비교 소자 1-1 ∼ 1-5 를 얻었다.

(유기 전계 발광 소자의 성능 평가)

얻어진 각 소자를 이하의 방법으로 효율 및 내구성의 관점에서 평가했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(a) 효율

토요 테크니카 제조 소스 메져 유닛 2400 을 이용하여, 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시키고, 그 휘도를 탑콘사 제조 휘도계 BM-8 을 이용하여 측정했다. 발광 스펙트럼과 발광 파장은 하마마츠 포토닉스 제조 스펙트럼 애널라이저 PMA-11 을 이용하여 측정했다. 이들을 기초로 휘도가 1000 cd/㎡ 부근의 외부 양자 효율을 휘도 환산법에 의해 산출하여, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 외부 양자 효율을 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다. 효율은 숫자가 클수록 우수하여 바람직하다.

(b) 내구성

각 소자를 휘도가 1000 cd/㎡ 이 되도록 직류 전압을 인가하여 계속 발광시키고, 휘도가 500 cd/㎡ 이 될 때까지 필요로 한 시간을 내구성의 지표로 하여, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 내구성을 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다. 내구성은 숫자가 클수록 우수하여 바람직하다. 또한, 내구성의 평가에 있어서의 기호 「＜」는 부등호를 의미하고, 예를 들어 「＜ 1」은 내구성의 상대치가 1 미만인 것을 의미한다.

표 1 에, 사용한 화합물 (1) 의 결정, 화합물 (1) 의 순도 (％), 각 불순물량 (％), 효율 및 내구성을 나타냈다. 또한, 표 중에 나타낸 불순물 (1-1), (1-2) 및 (1-3) 이외의 불순물은 HPLC 에서는 검출되지 않았다. 불순물 (1-1), (1-2) 및 (1-3) 의 구조는 이하에 나타낸 것이다.

[화학식 53]

표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 효율 및 내구성, 특히 내구성은 반드시 화합물 (1) 의 순도의 서열과는 일치하지 않고, 일반식 (I-1) 로 나타내는 특정 불순물과 매우 큰 상관이 있는 것을 알 수 있다. 또, 동일한 브로모 화합물이어도, 1,3,5-트리브로모벤젠이 함유된 소자 1-6 은 효율 및 내구성에 영향이 없는 점에서, 브로모 화합물이 모두 소자 성능에 악영향을 미치는 것은 아니고, 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물이 특이적으로 악영향을 미치는 것을 알 수 있다.

(실시예 2-2)

다음으로, 실시예 2-1 에 있어서, 발광 재료의 GD-1 을 GD-2 로 변경한 것 이외에는 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 표 2 에 나타낸다.

(실시예 2-3)

또, 실시예 2-1 에 있어서, 발광 재료의 GD-1 을 BD-1 로 변경한 것 이외에는 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 표 3 에 나타낸다.

(실시예 2-4)

또, 실시예 2-1 에 있어서, 발광 재료의 GD-1 을 RD-1 로 변경한 것 이외에는 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 표 4 에 나타낸다.

이상으로부터, 조합하는 발광 재료의 골격이나 발광색이 변해도 동일하게 일반식 (I-1) 로 나타내는 특정 불순물만이 내구성에 큰 악영향을 주는 것을 알 수 있다.

＜실시예 3＞

호스트 재료로서 실시예 2-1 에 있어서의 화합물 (1) 대신에 화합물 (2) 를 사용한 것 이외에는, 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 화합물 (2) 의 각 정제 방법에 의한 순도 (％), 함유 불순물량 (％) 과 함께 표 5 에 나타냈다. 또한, 표 중에 기재한 불순물 (2-1), (2-2) 및 (2-3) 이외의 불순물은 HPLC 에서는 검출되지 않았다. 불순물 (2-1), (2-2) 및 (2-3) 의 구조는, 이하에 나타낸 것이다. 또, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

[화학식 54]

＜실시예 4＞

호스트 재료로서 실시예 2-1 에 있어서의 화합물 (1) 대신에 화합물 (9) 를 사용한 것 이외에는, 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 화합물 (9) 의 각 정제 방법에 의한 순도 (％), 함유 불순물량 (％) 과 함께 표 6 에 나타냈다. 또한, 표 중에 기재한 불순물 (9-1), (9-2) 및 (9-3) 이외의 불순물은 HPLC 에서는 검출되지 않았다. 불순물 (9-1), (9-2) 및 (9-3) 의 구조는, 이하에 나타낸 것이다. 또, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

[화학식 55]

＜실시예 5＞

호스트 재료로서 실시예 2-1 에 있어서의 화합물 (1) 대신에 화합물 (11) 을 사용한 것 이외에는, 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 화합물 (11) 의 각 정제 방법에 의한 순도 (％), 함유 불순물량 (％) 과 함께 표 7 에 나타냈다. 또한, 표 중에 기재한 불순물 (11-1), (11-2) 및 (11-3) 이외의 불순물은 HPLC 에서는 검출되지 않았다. 불순물 (11-1), (11-2) 및 (11-3) 의 구조는, 이하에 나타낸 것이다. 또, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

[화학식 56]

＜실시예 6＞

호스트 재료로서 실시예 2-1 에 있어서의 화합물 (1) 대신에 화합물 (13) 을 사용한 것 이외에는, 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 화합물 (13) 의 각 정제 방법에 의한 순도 (％), 함유 불순물량 (％) 과 함께 표 8 에 나타냈다. 또한, 표 중에 기재한 불순물 (13-1), (13-2) 및 (13-3) 이외의 불순물은 HPLC 에서는 검출되지 않았다. 불순물 (13-1), (13-2) 및 (13-3) 의 구조는, 이하에 나타낸 것이다. 또, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

[화학식 57]

＜실시예 7＞

호스트 재료로서 실시예 2-1 에 있어서의 화합물 (1) 대신에 화합물 (20) 을 사용한 것 이외에는, 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 화합물 (20) 의 각 정제 방법에 의한 순도 (％), 함유 불순물량 (％) 과 함께 표 9 에 나타냈다. 또한, 표 중에 기재한 불순물 (20-1), (20-2) 및 (20-3) 이외의 불순물은 HPLC 에서는 검출되지 않았다. 불순물 (20-1), (20-2) 및 (20-3) 의 구조는, 이하에 나타낸 것이다. 또, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 4」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

[화학식 58]

＜실시예 8＞

호스트 재료로서 실시예 2-1 에 있어서의 화합물 (1) 대신에 화합물 (25) 를 사용한 것 이외에는, 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가한 결과를 화합물 (25) 의 각 정제 방법에 의한 순도 (％), 함유 불순물량 (％) 과 함께 표 10 에 나타냈다. 또한, 표 중에 기재한 불순물 (25-1), (25-2) 및 (25-3) 이외의 불순물은 HPLC 에서는 검출되지 않았다. 불순물 (25-1), (25-2) 및 (25-3) 의 구조는, 이하에 나타낸 것이다. 또, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 4」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

[화학식 59]

표 5 ∼ 10 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 화합물 (1) 을 각 예시 화합물로 변경한 경우에서도, 표 1 과 동일한 결과가 얻어진 것을 알 수 있다.

＜실시예 9＞

(실시예 9-1)

두께 0.5 ㎜, 가로 세로 2.5 ㎝ 인 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣어, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시했다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 PEDOT (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜))/PSS (폴리스티렌술폰산) 수용액 (BaytronP (표준품)) 을 스핀 코트 (4000 rpm, 60 초간) 하여, 120 ℃ 에서 10 분간 건조시킴으로써, 홀 수송층 (두께 150 ㎚) 을 형성시켰다.

이어서, 화합물 (1) 을 1 질량％ 및 GD-1 을 0.05 질량％ 함유하는 톨루엔 용액을 앞의 홀 수송층 상에 스핀 코트 (2000 rpm, 60 초간) 하여, 발광층 (두께 50 ㎚) 을 형성시켰다.

이 발광층 상에, BAlq 를 진공 증착법에 의해 50 ㎚ 증착하여 전자 수송층으로 하고, 또한 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착하여 음극으로 했다.

이것을, 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣어, 유리제의 밀봉캔 및 자외선 경화형의 접착제 (XNR5516HV, 나가세치바 (주) 제조) 를 이용하여 밀봉하고, 유기 전계 발광 소자 11-1 및 11-2 그리고 비교 소자 11-1 및 11-2 를 얻었다. 얻어진 각 소자에 대해 소자 1-1 과 동일한 효율 및 내구성의 평가를 실시한 결과를 표 11 에 나타낸다. 또한, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

(실시예 9-2)

다음으로, 실시예 9-1 에 있어서, 화합물 (1) 을 사용하는 대신에 화합물 (9) 를 사용한 것 이외에는 소자 11-1 과 동일한 방법으로 소자를 제조하고, 동일하게 평가한 결과를 표 12 에 나타낸다. 또한, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

(실시예 9-3)

다음으로, 실시예 9-1 에 있어서, 화합물 (1) 을 사용하는 대신에 화합물 (11) 을 사용한 것 이외에는 소자 11-1 과 동일한 방법으로 소자를 제조하고, 동일하게 평가한 결과를 표 13 에 나타낸다. 또한, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

(실시예 9-4)

다음으로, 실시예 9-1 에 있어서, 화합물 (1) 을 사용하는 대신에 화합물 (13) 을 사용한 것 이외에는 소자 11-1 과 동일한 방법으로 소자를 제조하고, 동일하게 평가한 결과를 표 14 에 나타낸다. 또한, 효율 및 내구성의 결과는, 「승 5」의 재료를 사용한 소자의 결과를 10 으로 했을 때의 상대치로 기재했다.

표 11 ∼ 14 로부터 알 수 있는 바와 같이, 발광층을 용액 도포법에 의해 형성한 경우에서도, 본 발명의 소자는 양호하게 제조 가능하다.

발광 장치, 표시 장치, 조명 장치의 경우, 각 화소부에서 높은 전류 밀도를 통하여 순간적으로 고휘도 발광시킬 필요가 있으며, 본 발명의 발광 소자는 그러한 경우에 발광 효율이 높아지도록 설계되어 있기 때문에, 유리하게 이용할 수 있다.

또, 본 발명의 소자는 차재 (車載) 용도 등의 고온 환경에서 사용할 때에도 발광 효율이나 내구성도 우수하여, 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치에 바람직하다.

이하에 실시예 2-1 ∼ 9-4 에서 사용한 화합물의 구조를 나타낸다.

[화학식 60]

[화학식 61]

산업상 이용가능성

본 발명을 상세하게 또 특정한 실시양태를 참조하여 설명했는데, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어 자명하다.

본 출원은, 2010년 01월 15일 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2010-007535), 2010년 05월 20일 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2010-116666), 및 2010년 11월 04일 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2010-247908) 에 의거하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.

2 : 기판
3 : 양극
4 : 정공 주입층
5 : 정공 수송층
6 : 발광층
7 : 정공 블록층
8 : 전자 수송층
9 : 음극
10 : 유기 전계 발광 소자 (유기 EL 소자)
11 : 유기층
12 : 보호층
14 : 접착층
16 : 밀봉 용기
20 : 발광 장치
30 : 광 산란 부재
30A : 광 입사면
30B : 광 출사면
31 : 투명 기판
32 : 미립자
40 : 조명 장치

Claims

이하의 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물로서 이하의 화합물 (A)를 제외한 화합물을 함유하는 전하 수송 재료에 있어서, 이하의 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 상기 전하 수송 재료에 있어서의 함유량을, 254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 흡수 강도 면적의 비로 산출했을 때에, 0.000 ％ 이상 0.10 ％ 이하인, 전하 수송 재료.
[화학식 1]

일반식 (Cz-1) 중, R¹ ∼ R⁴는 각각 독립적으로, 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 실릴기, 또는 시아노기를 나타낸다. R¹ ∼ R⁴가 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R¹ ∼ 복수의 R⁴는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
R⁵는 알킬기, 아릴기, 또는 실릴기를 나타낸다. 단, R⁵가 카르바졸릴기 또는 퍼플루오로알킬기를 나타내는 경우는 없다. R⁵가 복수 존재하는 경우, 복수의 R⁵는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R⁵는, 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다.
n1 ∼ n4 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.
n5 는 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.
[화학식 2]

일반식 (I-1) 중, R¹ ∼ R⁴는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 R¹ ∼ R⁴가 나타내는 원자 또는 기와 각각 동일하다.
n1 ∼ n4 는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 n1 ∼ n4 가 나타내는 정수와 각각 동일하다.
제 1 항에 있어서,
254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물, 이하의 일반식 (Ⅱ-1) 로 나타내는 불순물, 및 1,3,5-트리브로모벤젠의 각 흡수 강도 면적의 합계의 비가 100 ％ 인, 전하 수송 재료.
[화학식 3]

일반식 (Ⅱ-1) 중, R⁵ 는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 R⁵ 가 나타내는 기와 동일하다.
n5는, 상기 일반식 (Cz-1) 에 있어서 n5가 나타내는 정수와 동일하다.
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (Cz-1) 로 나타내는 화합물이 이하의 일반식 (Cz-2) 로 나타내고, 또한, 상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물이 이하의 일반식 (I-2) 로 나타내는, 전하 수송 재료.
[화학식 4]

일반식 (Cz-2) 중, R⁸ ∼ R¹¹은 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 실릴기, 또는 시아노기를 나타낸다.
R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다. R⁶ 및 R⁷이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R⁶ 및 복수의 R⁷은, 각각 서로 결합하여 알킬기를 가지고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
n6 및 n7은 각각 독립적으로, 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.
[화학식 5]

일반식 (I-2) 중, R⁸ ∼ R¹¹은, 상기 일반식 (Cz-2) 에 있어서 R⁸ ∼ R¹¹이 나타내는 원자 또는 기와 각각 동일하다.
제 3 항에 있어서,
254 ㎚ 를 측정 파장으로 하는 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정한, 상기 전하 수송 재료의 전체 흡수 강도 면적에 대한, 상기 일반식 (Cz-2) 로 나타내는 화합물, 상기 일반식 (I-2) 로 나타내는 불순물, 이하의 일반식 (Ⅱ-2) 로 나타내는 불순물, 및 1,3,5-트리브로모벤젠의 각 흡수 강도 면적의 합계의 비가 100 ％ 인, 전하 수송 재료.
[화학식 6]

일반식 (Ⅱ-2) 중, R⁶ 및 R⁷ 은, 상기 일반식 (Cz-2) 에 있어서 R⁶ 및 R⁷ 이 나타내는 기 또는 원자와 각각 동일하다.
n6 및 n7 은, 상기 일반식 (Cz-2) 에 있어서 n6 및 n7 이 나타내는 정수와 동일하다.
제 3 항에 있어서,
상기 일반식 (Cz-2) 에 있어서, R⁶ 및 R⁷이 페닐기를 나타내고, n6 및 n7 이 각각 독립적으로 0 또는 1 을 나타내고, 또한, 상기 일반식 (Cz-2) 및 상기 일반식 (I-2) 에 있어서, R⁸ ∼ R¹¹이 각각 독립적으로, 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리페닐실릴기를 나타내는, 전하 수송 재료.
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 상기 전하 수송 재료에 있어서의 함유량은, 0.000 ％ 보다 큰 것에서부터 0.10 ％ 이하인, 전하 수송 재료.
제 6 항에 있어서,
상기 일반식 (I-1) 로 나타내는 불순물의 상기 전하 수송 재료에 있어서의 함유량은, 0.001 ％ 이상 0.10 ％ 이하인, 전하 수송 재료.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는, 조성물.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는, 박막.
기판 상에, 1 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 적어도 1 층의 유기층 중 어느 층에, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
제 10 항에 있어서,
상기 전하 수송 재료가, 상기 발광층에 함유되는, 유기 전계 발광 소자.
제 10 항에 있어서,
상기 1 쌍의 전극간에 있는 유기층 중 적어도 1 층이, 용액 도포법에 의해 성막된, 유기 전계 발광 소자.
제 10 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 발광 장치.
제 10 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 표시 장치.
제 10 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 조명 장치.