KR101900979B1 - 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자 및 그 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 발광 장치, 표시 장치 또는 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
하기 식으로 나타내는 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료는, 고온 보관 후의 효율과 구동 내구성이 높고, 다크 스폿이 잘 발생하지 않는다 (X101 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. R101 및 R102 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. n101 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, n102 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, 복수의 R101 및 R102 는 동일해도 되고 상이해도 된다. L101 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R101, L101 및 R102 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기를 함유한다).
Description
본 발명은 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자 및 그 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 발광 장치, 표시 장치 또는 조명 장치에 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 전극 사이에 유기층을 갖고, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 유기층에서 재결합하고, 생성된 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.
최근, 이리듐 (Ir) 착물이나 백금 (Pt) 착물 등의 인광 발광 재료를 사용함으로써, 소자의 고효율화가 진행되고 있다. 또한, 발광 재료를 호스트 재료 중에 도프한 발광층을 사용하는 도프형 소자가 널리 채용되고 있다.
발광층에 사용되는 호스트 재료나 그 밖의 유기층에 함유되는 전하 수송 재료의 개발도 왕성하게 실시되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 은, 트리페닐렌 구조를 갖는 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자를 개시하고 있으며, 디벤조티오펜과 트리페닐렌을 벤젠 고리로 연결한 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2 에는, 디벤조푸란과 트리페닐렌을 나프탈렌 고리로 연결한 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다.
한편, 최근에는 유기 전계 발광 소자를 비롯한 각종 표시 장치류가 폭넓게 사용되고 있으며, 여러가지 환경하에서 안정적으로 장기간 동작하는 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 자동차로의 차재 (車載) 용도 등에서는 수명이 긴 것 (이른바 내구성) 이 요구되고 있는 것에 추가하여, 낮 동안의 주행시 또는 주차시에 그 차내가 상당한 고온이 되는 점에서 고온 보관 후에도 특성이 변화되지 않는 것도 요구되고 있다. 또한, 유기 전계 발광 소자는 종래의 발광 장치와 같은 정도 이상으로 구동시에 열을 발하는 점에서도, 이러한 고온 보관 후에 특성이 변화되지 않는 것이 중요시되고 있다.
이에 대하여, 본 발명자들이 특허문헌 1, 특허문헌 2 에 기재된 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자의 특성을 검토한 결과, 고온 보관 후의 효율·내구성이 불충분했던 것에 추가하여, 다크 스폿의 발생이 확인된다는 과제가 새로이 발견되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고온 보관 후의 효율과 구동 내구성이 높고, 다크 스폿이 잘 발생하지 않는 전하 수송 재료 및 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 디벤조티오펜 구조 또는 디벤조푸란 구조와, 트리페닐렌 구조를 포함하는 화합물이 특정한 치환기를 가짐으로써, 고온 보관 후의 효율과 구동 내구성이 높고, 다크 스폿이 잘 발생하지 않는 전하 수송 재료 및 유기 전계 발광 소자가 제공되는 것을 알아내었다.
즉, 본 발명은 하기 수단에 의해 달성할 수 있다.
[1] 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전하 수송 재료.
[화학식 1]
(일반식 (1) 에 있어서, X101 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. R101 및 R102 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. n101 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, n102 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, 복수의 R101 및 R102 는 동일해도 되고 상이해도 된다. L101 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R101, L101 및 R102 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기를 함유한다.)
[2] 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (2) 로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 [1] 에 기재된 전하 수송 재료.
[화학식 2]
(일반식 (2) 에 있어서, X111 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. R111, R112 및 R113 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. n111 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, n112 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, n113 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, 복수의 R111, R112 및 R113 은 동일해도 되고 상이해도 된다. AA1 ∼ AA5 는 각각 독립적으로 CH (CH 의 수소 원자는 R113 으로 치환되어 있어도 된다) 또는 질소 원자를 나타내고, m111 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타낸다. 단, R111, R112 및 R113 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기를 함유하고, n111, n112 및 n113 이 동시에 0 이 되는 경우는 없다.)
[3] 상기 일반식 (2) 에 있어서의 m111 이 1 ∼ 5 인 것을 특징으로 하는 [2] 에 기재된 전하 수송 재료.
[4] 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (3) 으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료.
[화학식 3]
(일반식 (3) 에 있어서, X121 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. R121, R122 및 R123 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. n121 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, n122 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, n123 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, 복수의 R121, R122 및 R123 은 동일해도 되고 상이해도 된다. m121 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타낸다. 단, R121, R122, R123 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기를 함유하고, n121, n122 및 n123 이 동시에 0 이 되는 경우는 없다.)
[5] 상기 일반식 (1) 에 있어서의 n101 이 0 인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료.
[6] 상기 일반식 (1) 에 있어서의 n102 가 0 ∼ 2 의 정수인 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료.
[7] 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 디벤조티오펜 골격 및 디벤조푸란 골격 중의 산소 원자 및 황 원자를 제외하고, 탄소 원자 및 수소 원자만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료.
[8] 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 시클로알킬기를 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [7] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료.
[9] 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 분자량이 1200 이하인 [1] ∼ [8] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료.
[10] 기판과, 그 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 한 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이, 인광 발광 재료와 [1] ∼ [9] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
[11] 상기 인광 발광 재료가 하기 일반식 (E-1) 로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 [10] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 4]
(일반식 (E-1) 중, Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A1 은 Z1 과 질소 원자와 함께 5 또는 6 원자의 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. B1 은 Z2 와 탄소 원자와 함께 5 또는 6 원자 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.)
[12] 상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 인광 발광 재료가 하기 일반식 (E-2) 로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 [11] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 5]
(일반식 (E-2) 중, AE1 ∼ AE8 은 각각 독립적으로, 질소 원자, 또는, RE 로 치환된 탄소 원자를 나타낸다. RE 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE2 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.)
[13] 상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 인광 발광 재료의 극대 발광 파장이 500 ㎚ ∼ 700 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 [11] 또는 [12] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[14] 상기 유기층이, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고,
상기 발광층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 [10] ∼ [13] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[15] 상기 유기층이, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고,
그 그 밖의 유기층이, 상기 발광층과 상기 음극 사이에 배치된 홀 블록층을 포함하며, 또한 그 홀 블록층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 [10] ∼ [14] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[16] [10] ∼ [15] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 발광 장치, 표시 장치 또는 조명 장치.
본 발명에 있어서의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용함으로써, 고온 보관 후의 효율과 구동 내구성이 높고, 다크 스폿이 잘 발생하지 않는 전하 수송 재료 및 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.
도 2 는 본 발명에 관련된 발광 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 본 발명에 관련된 조명 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하에 있어서, 본 발명의 내용에 관해서 상세히 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은 본 발명의 대표적인 실시양태에 기초하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시양태에 한정되는 것은 아니다. 한편, 본원 명세서에 있어서 「∼」란 그 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 의미로 사용된다.
[전하 수송 재료]
본 발명의 전하 수송 재료는, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
[화학식 6]
(일반식 (1) 에 있어서, X101 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. R101 및 R102 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. n101 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, n102 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, 복수의 R101 및 R102 는 동일해도 되고 상이해도 된다. L101 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R101, L101 및 R102 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기를 함유한다.)
본 발명의 전하 수송 재료는 이러한 구성을 가짐으로써, 어떠한 이론에 구애되는 것도 아니지만, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기를 도입함으로써 분자간 상호 작용을 적절히 억제시킬 수 있다. 그 결과, 막질이 양호한 막이 얻어지고, 다크 스폿의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명자들이 검토한 결과, 이들 치환기는 소자의 효율이나 구동 내구성을 손상시키지 않고서, 유기막의 Tg 를 높일 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 전하 수송 재료를 사용한 유기 전계 발광 소자는, 고온 보관 후의 효율이나 구동 내구성도 우수하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 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 있으며, 유기 전계 발광 소자에 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 박막에도 사용할 수 있다. 그 박막은, 상기 조성물을 사용하여 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 제막법, 전사법, 인쇄법 등의 습식 제막법에 의해 형성할 수 있다. 박막의 막두께는 용도에 따라서 어떠한 두께여도 되지만, 바람직하게는 0.1 ㎚ ∼ 1 ㎜ 이고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎚ ∼ 1 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이고, 특히 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 100 ㎚ 이다.
이하, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료의 바람직한 범위에 관해서 설명한다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 일반식 (1) 의 설명에 있어서의 수소 원자 (H) 는 동위체 (중수소 원자 (D)) 도 포함하며, 또한 나아가 치환기를 구성하는 원자는 그 동위체도 포함하고 있는 것을 나타낸다.
본 발명에 있어서, 「치환기」라고 할 때, 그 치환기는 치환되어 있어도 된다. 예를 들어, 본 발명에서 「알킬기」라고 할 때, 불소 원자로 치환된 알킬기 (예를 들어 트리플루오로메틸기) 나 아릴기로 치환된 알킬기 (예를 들어 트리페닐메틸기) 등도 포함하지만, 「탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기」라고 할 때, 치환된 것도 포함한 모든 기로서 탄소수가 1 ∼ 6 인 것을 나타낸다.
본 발명에 있어서, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기를 가리켜 「특정 치환기」라고도 말한다.
단, 본 명세서 중에 있어서 「시클로알킬렌기」란, 1,4-시클로헥산디일, 1,3-시클로헥산디일, 1,2-시클로헥산디일, 시클로펜탄 등의 총칭을 의미하고, 시클로알켄으로부터 수소 원자를 1 개 뽑아낸 고리를 의미하는 것은 아니다.
상기 일반식 (1) 중, X101 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 반데르발스 반경 (van der waals radius) 이 큰 황 원자쪽이 전자 이동도 향상의 관점에서 바람직하다.
상기 일반식 (1) 중, R101 및 R102 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다.
상기 R101 및 R102 가 알킬기인 경우, 그 알킬기로는, 직사슬형, 분기형 또는 고리형이어도 되고, 일반적으로는 탄소수 1 ∼ 30, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6, 가장 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 시클로펜틸기 및 시클로헥실기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 메틸기, t-부틸기, 시클로펜틸기 및 시클로헥실기 중 어느 것이고, 특히 바람직하게는 시클로펜틸기 및 시클로헥실기이며, 가장 바람직하게는 시클로헥실기이다.
상기 R101 및 R102 로서의 알킬기는, 추가로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 치환기로서 가지고 있어도 된다. 그 중에서도, 불소 원자로 치환되어 있는 것이 바람직하고, 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환되어 퍼플루오로알킬기를 형성하는 것이 보다 바람직하고, 트리플로로메틸기를 형성하는 것이 특히 바람직하다.
상기 R101 및 R102 가 실릴기인 경우, 그 실릴기는 치환되어 있는 것이 바람직하고, 그 치환기로는 알킬기 및 아릴기가 바람직하다. 상기 R101 및 R102 로서의 실릴기가 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있는 경우, 모든 수소 원자가 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 트리알킬실릴기 또는 트리아릴실릴기를 형성하는 것이 보다 바람직하고, 트리메틸실릴기 또는 트리페닐실릴기를 형성하는 것이 특히 바람직하다.
상기 R101 및 R102 가 헤테로아릴기인 경우, 그 헤테로아릴기로는, 질소 원자를 함유하는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리가 바람직하다. 상기 질소 원자를 함유하는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리로는, 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. 본 발명의 전하 수송 재료를 유기 전계 발광 소자에 사용하는 경우에는, 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서, 그 중에서도 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리인 것이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리, 피라진 고리이며, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리 또는 이미다졸 고리이고, 가장 바람직하게는 피리딘 고리이다.
상기 R101 및 R102 가 아릴기인 경우, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐, 나프틸, 안트릴 등을 들 수 있다. 상기 R101 은 단고리의 아릴기인 것이 바람직하고, 페닐기인 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 R102 는 단고리의 아릴기와 축합 고리를 갖는 아릴기 중 어느 것이어도 되고, 단고리의 아릴기인 경우에는 페닐기인 것이 바람직하며, 축합 고리를 갖는 아릴기의 경우에는 트리페닐렌기인 것이 바람직하다. 또, 상기 R102 의 경우의 트리페닐렌기는 추가로 치환기를 가지고 있어도 되고, 그 바람직한 범위는, 상기 R101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기는, 추가로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 치환기로서 가지고 있어도 된다.
상기 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기에, 알킬기, 불소 원자 또는 실릴기가 치환되는 경우, 그 치환기로서의 알킬기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기의 바람직한 범위는, R101 및 R102 가 알킬기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기인 경우와 동일하다. 상기 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기에 알킬기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기가 치환되는 경우, 이들 치환기의 개수는 상기 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기에 대하여 1 ∼ 3 개인 것이 바람직하고, 1 또는 2 개인 것이 보다 바람직하고, 1 개인 것이 특히 바람직하다.
상기 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기에 대하여, 아릴기 또는 헤테로아릴기가 치환되는 경우, 치환에 의해서 형성되는 아릴기와 아릴렌기, 또는, 헤테로아릴기와 헤테로아릴렌기가, 모두 단고리끼리인 것이 바람직하고, 모두 6 원자 고리의 단고리인 것이 보다 바람직하다.
상기 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기에 대하여, 아릴기 또는 헤테로아릴기가 치환되고, 6 원자 고리의 단고리인 아릴기와 아릴렌기, 또는, 헤테로아릴기와 헤테로아릴렌기, 또는 이들 연결기나 치환기가 서로 조합되어 연결되어 있는 경우, 이들 6 원자 고리의 단고리가 단결합으로 복수 연결된 1 가의 치환기 (단결합으로 연결된 6 원자 고리의 단고리의 수는 바람직하게는 3 개 이하, 보다 바람직하게는 1 개 또는 2 개) 인 것이 바람직하다. 예를 들어, 6 원자 고리의 단고리인 아릴기와 아릴렌기가 연결 치환기를 형성하고 있는 경우의 바람직한 구조는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 퀸크페닐기 등을 들 수 있다. 이들 중, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 (특히 3,5-디페닐페닐) 중 어느 것이 바람직하고, 페닐기, 비페닐기 중 어느 것이 보다 바람직하고, 페닐기가 가장 바람직하다. 상기한 예는 헤테로아릴기와 헤테로아릴렌기가 연결되는 경우에도 동일한 구조이다.
이 때, 먼저 상기 R101 은, 이하의 연결 치환기 (R101) 인 것이 특히 바람직하다.
[화학식 7]
(상기 식 중, AA11 ∼ AA20 은 각각 독립적으로 CH (CH 의 수소 원자는 치환되어 있어도 된다) 또는 질소 원자를 나타내고, m201 은 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. 단, AA11 ∼ AA20 으로 나타내는 6 원자 고리의 단고리인 아릴기와 아릴렌기, 또는, 헤테로아릴기와 헤테로아릴렌기는, 추가의 치환기로서 아릴기 또는 헤테로아릴기를 갖지 않는다. R201 및 R202 는 각각 독립적으로 알킬기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타낸다. n201 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. n202 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. * 는 트리페닐렌 고리에 대한 결합 부위를 나타낸다.)
연결 치환기 (R101) 중, AA11 ∼ AA20 으로 각각 나타내는 6 원자 고리의 단고리인 아릴기와 아릴렌기, 또는, 헤테로아릴기와 헤테로아릴렌기, 또는 그들 기의 조합의 바람직한 범위는, 추가의 치환기로서 아릴기 또는 헤테로아릴기를 갖지 않는 것 이외에는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기의 바람직한 범위와 동일하다.
연결 치환기 (R101) 중, R201 과 R202 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 및 R102 로서의 알킬기, 불소 원자 또는 실릴기의 바람직한 범위와 동일하다.
연결 치환기 (R101) 중, m201 의 바람직한 범위는 0 또는 1 이고, 보다 바람직하게는 0 이다.
연결 치환기 (R101) 중, R201 및 R202 가 알킬기 또는 실릴기인 경우의 n201 및 n202 의 바람직한 범위는 각각 독립적으로 0 ∼ 2 이고, 보다 바람직하게는 0 또는 1 이다. R201 및 R202 가 불소 원자인 경우의 n201 및 n202 의 바람직한 범위는 각각 독립적으로 0 ∼ 3 이고, 보다 바람직하게는 0 ∼ 2 이고, 특히 바람직하게는 0 또는 1 이다. n201 및 n202 의 합계의 바람직한 범위는, n101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 연결 치환기 (R101) 에 있어서의 m201 이 2 이상인 경우, m201 로 나타내는 반복 단위는 각각 동일해도 되고, 상이해도 된다.
상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기 (상기 특정 치환기) 중 어느 것을 함유하는 양태이어도 되지만, 본 발명에서는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 이 불소 원자, 플루오로알킬기 또는 알킬실릴기를 함유하는 양태가 바람직하고, 이러한 상기 특정 치환기들을 1 개도 함유하지 않는 양태가 보다 바람직하다.
다음으로, 상기 R102 는, 이하의 연결 치환기 (R102) 인 것이 특히 바람직하다.
[화학식 8]
(상기 식 중, AA21 ∼ AA30 은 각각 독립적으로 CH (CH 의 수소 원자는 치환되어 있어도 된다) 또는 질소 원자를 나타내고, m301 은 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. 단, AA21 ∼ AA30 으로 나타내는 6 원자 고리의 단고리인 아릴기와 아릴렌기, 또는, 헤테로아릴기와 헤테로아릴렌기는, 추가의 치환기로서 아릴기 또는 헤테로아릴기를 갖지 않는다. R301 및 R302 는 각각 독립적으로 알킬기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타낸다. n301 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. n302 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. * 는 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란 구조에 대한 결합 부위를 나타낸다.)
연결 치환기 (R102) 중, AA21 ∼ AA30 으로 나타내는 6 원자 고리의 단고리인 아릴기와 아릴렌기, 또는, 헤테로아릴기와 헤테로아릴렌기의 바람직한 범위는, 추가의 치환기로서 아릴기 또는 헤테로아릴기를 갖지 않는 것 이외에는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기의 바람직한 범위와 동일하다.
연결 치환기 (R102) 중, R301 과 R302 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 및 R102 로서의 알킬기, 불소 원자 또는 실릴기의 바람직한 범위와 동일하다.
연결 치환기 (R102) 중, m301 의 바람직한 범위는 0 ∼ 2 의 정수이고, 보다 바람직하게는 0 또는 1 이고, 특히 바람직하게는 0 이다.
연결 치환기 (R102) 중, R301 및 R302 가 알킬기 또는 실릴기인 경우의 n301 및 n302 의 바람직한 범위는 각각 독립적으로 0 ∼ 2 이고, 보다 바람직하게는 0 또는 1 이다. R301 및 R302 가 불소 원자인 경우의 n301 및 n302 의 바람직한 범위는 각각 독립적으로 0 ∼ 3 이고, 보다 바람직하게는 0 ∼ 2 이고, 특히 바람직하게는 0 또는 1 이다. n301 및 n302 의 합계의 바람직한 범위는, n102 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 연결 치환기 (R102) 에 있어서의 m301 이 2 이상인 경우, m301 로 나타내는 반복 단위는 각각 동일해도 되고, 상이해도 된다. 그 중에서도, m301 로 나타내는 반복 단위가 각각 상이한 것이 바람직하고, 그 경우에는, 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란 구조에 대한 결합 부위쪽에서부터 순서대로, 헤테로아릴렌기, 아릴렌기의 순으로 결합되어 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서의 R102 는, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기 (상기 특정 치환기) 중, 어느 것을 함유하는 양태이어도 되지만, 본 발명에서는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R102 가 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기 또는 알킬실릴기를 함유하는 양태가 바람직하고, 시클로알킬기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기를 함유하는 양태가 보다 바람직하며, 시클로알킬기를 함유하는 양태가 특히 바람직하다.
상기 연결 치환기 (R101) 및 상기 연결 치환기 (R102) 중, 상기 6 원자 고리의 단고리는, 파라 위치에서 연결되는 개수가 3 개 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, p-터페닐렌기의 말단에 추가로 6 원자 고리의 단고리가 연결되는 경우에는, 메타 위치 또는 오르토 위치에서 연결되는 것이 바람직하고, 메타 위치에서 연결되는 것이 보다 바람직하다.
또, 상기 6 원자 고리의 단고리가 파라 위치에서 연결되는 개수의 바람직한 범위는, 후술하는 L101 에 대해서도 동일하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서 n101 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 특히 바람직하며, 0 인 것이 보다 더 특히 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서 n101 이 0 이 아닌 경우, 상기 R101 이 트리페닐렌 고리 구조에 치환되는 위치에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 상기 일반식 (1) 에 있어서 트리페닐렌 고리가 연결기 L101 과 연결되어 있는 고리 이외에 치환기 R101 을 갖는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서 n102 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 특히 바람직하며, 0 인 것이 보다 더 특히 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서 n102 가 0 이 아닌 경우, 상기 R102 가 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란 구조에 치환되는 위치에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 상기 일반식 (1) 에 있어서 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란 구조가 연결기 L101 과 연결되어 있는 고리 이외에 치환기 R102 를 갖는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서 L101 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. L101 의 바람직한 범위는 특별히 제한은 없고, 단결합 또는 임의의 2 가의 연결기를 들 수 있다. 그 중에서도, 단결합, 알킬렌기, 혹은 규소 원자 연결기, 아릴렌기, 아릴기 또는 이들의 조합인 것이 바람직하며, 후술하는 일반식 (2) 로 나타내는 연결기인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 L101 이 알킬렌기인 경우에는, 그 알킬렌기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 특히 그 알킬렌기의 치환기끼리가 연결되어 시클로알킬렌기를 형성하는 것도 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서, R101, L101 및 R102 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기 (상기 특정 치환기) 를 함유한다. 즉, 상기 R101 및 R102 가 상기 특정 치환기를 함유하지 않은 경우, L101 은 상기 특정 치환기를 함유한다.
상기 일반식 (1) 에 있어서의 L101 은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기 (상기 특정 치환기) 중 어느 것을 함유하는 양태이어도 되지만, 본 발명에서는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L101 이 이들 상기 특정 치환기 중, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기를 함유하는 양태가 바람직하고, 불소 원자, 플루오로알킬기 또는 시클로알킬기를 함유하는 양태가 보다 바람직하고, 시클로알킬기를 함유하는 양태가 특히 바람직하다.
본 발명의 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (2) 로 나타내어지는 것이 바람직하다.
[화학식 9]
(일반식 (2) 에 있어서, X111 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. R111, R112 및 R113 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. n111 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, n112 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, n113 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, 복수의 R111, R112 및 R113 은 동일해도 되고 상이해도 된다. AA1 ∼ AA5 는 각각 독립적으로 CH (CH 의 수소 원자는 R113 으로 치환되어 있어도 된다) 또는 질소 원자를 나타내고, m111 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타낸다. 단, R111, R112 및 R113 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기를 함유하고, n111, n112 및 n113 이 동시에 0 이 되는 경우는 없다.)
상기 일반식 (2) 에 있어서의 X111, R111, R112, n111 및 n112 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101, R101, R102, n101 및 n102 의 바람직한 범위와 각각 동일하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 AA1 ∼ AA5 로 나타내는 6 원자 고리의 단고리인 아릴렌기, 또는, 헤테로아릴렌기, 혹은 그들의 조합의 바람직한 범위, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 및 R102 로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 m111 은 0 ∼ 6 이고, 1 ∼ 6 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 5 인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 4 인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R113 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. 상기 일반식 (2) 에 있어서의 R113 으로서의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기의 예는, 상기 연결 치환기 (R101) 중에 있어서의 R202 의 예와 동일하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R113 은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기를 함유하는 것이 바람직하고, 불소 원자, 플루오로알킬기 또는 시클로알킬기를 함유하는 것이 보다 바람직하며, 시클로알킬기를 함유하는 것이 특히 바람직하다. 이들 각 치환기의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 에서 예시한 각 치환기의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 n113 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, R113 이 불소 원자인 경우에는 0 ∼ 3 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 2 인 것이 보다 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 특히 바람직하다. R113 이 알킬기인 경우에는 0 ∼ 2 인 것이 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 보다 바람직하고, 0 인 것이 특히 바람직하다. R201 및 R202 가 아릴기, 헤테로아릴기, 플루오로알킬기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기인 경우에는 0 또는 1 인 것이 바람직하고, 0 인 것이 보다 바람직하다. R113 이 시클로알킬기인 경우에는 0 또는 1 인 것이 바람직하고, 1 인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 m111 이 2 이상인 경우, m111 로 나타내는 반복 단위는 각각 동일해도 되고, 상이해도 된다.
m111 로 나타내는 반복 단위는, 각 반복 단위 중에 상기 서술한 바람직한 범위의 개수의 R113 을 가지고 있어도 되지만, m111 로 나타내는 반복 단위의 전체 중, 즉, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L111 전체 중에 있어서의 특정 치환기의 수가, R113 이 불소 원자인 경우에는 0 ∼ 3 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 2 인 것이 보다 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 특히 바람직하다. R113 이 알킬기인 경우에는 0 ∼ 2 인 것이 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 보다 바람직하고, 0 인 것이 특히 바람직하다. R201 및 R202 가 아릴기, 헤테로아릴기, 플루오로알킬기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기인 경우에는 0 또는 1 인 것이 바람직하고, 0 인 것이 보다 바람직하다. R113 이 시클로알킬기인 경우에는 0 또는 1 인 것이 바람직하고, 1 인 것이 보다 바람직하다.
m111 로 나타내는 반복 단위는, 각 반복 단위 중에 상기 서술한 바람직한 범위의 개수의 R113 을 갖고 있고, m111 로 나타내는 반복 단위 전체에 있어서 상기 서술한 바람직한 범위의 개수의 R113 을 갖고 있는 것이 바람직하다. 단, 상기 특정 치환기가 불소 원자인 경우에는, 꼭 그렇지만은 않다.
본 발명의 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (3) 으로 나타내어지는 것이 바람직하다.
[화학식 10]
(일반식 (3) 에 있어서, X121 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. R121, R122 및 R123 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. n121 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, n122 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, n123 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, 복수의 R121, R122 및 R123 은 동일해도 되고 상이해도 된다. m121 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타낸다. 단, R121, R122, R123 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기를 함유하고, n121, n122 및 n123 이 동시에 0 이 되는 경우는 없다.)
상기 일반식 (3) 에 있어서의 X121, R121, R122, n121 및 n122 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101, R101, R102, n101 및 n102 의 바람직한 범위와 각각 동일하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 R123, m121 및 n123 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 R113, m111 및 n113 의 바람직한 범위와 각각 동일하다.
본 발명의 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (6) 으로 나타내어지는 것이 바람직하다.
[화학식 11]
(일반식 (6) 에 있어서, X6 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. m6 은 1 ∼ 6 의 정수를 나타낸다. R6 은, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타낸다. n6 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. 단, m6×n6 개의 R6 중, 적어도 하나는 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기이다.)
상기 일반식 (6) 에 있어서의 X6 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101 의 바람직한 범위와 동일하다. 상기 일반식 (6) 에 있어서의 R6 및 n6 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 R113 및 n113 의 바람직한 범위와 각각 동일하다. m6 은 1 ∼ 6 의 정수를 나타낸다. m6 으로서 바람직하게는 0 ∼ 2 이고, 보다 바람직하게는 0 또는 1 이다. 단, m6×n6 개의 R6 중, 적어도 하나는 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기이다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 디벤조티오펜 골격 및 디벤조푸란 골격 중의 산소 원자 및 황 원자를 제외하고, 탄소 원자 및 수소 원자만으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 또, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 시클로알킬기를 함유하는 것이 보다 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는, 2.39 eV (55.0 ㎉/㏖) 이상 3.25 eV (75.0 ㎉/㏖) 이하인 것이 바람직하고, 2.47 eV (57.0 ㎉/㏖) 이상 3.04 eV (70.0 ㎉/㏖) 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.52 eV (58.0 ㎉/㏖) 이상 2.82 eV (65.0 ㎉/㏖) 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 단파장단으로부터 구할 수 있다. 예를 들어, 세정한 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 사용하여 측정한다. 얻어진 발광 스펙트럼의 단파장측의 시작 파장을 에너지 단위로 환산함으로써 T1 에너지를 구할 수 있다.
본 발명의 전하 수송 재료에서는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 분자량은 1200 이하인 것이 바람직하고, 1000 이하인 것이 보다 바람직하고, 500 이상 1000 이하인 것이 더욱 바람직하고, 550 이상 900 이하인 것이 특히 바람직하고, 600 이상 850 이하인 것이 가장 바람직하다. 분자량을 이 범위로 함으로써, 막질이 양호하고, 승화 정제·증착 적성이 우수한 재료가 얻어진다.
유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동 중의 발열에 대하여 안정적으로 동작시키는 관점에서, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 100 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 12]
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 일본 공개특허공보 2004-43349호, 일본 공개특허공보 2004-83481호, US2006/0280965, WO2009/021107, 일본 공개특허공보 2009-114068호, 일본 공표특허공보 2010-535809호 등에 기재된 방법이나, 기타 공지의 반응을 조합하여 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.
[유기 전계 발광 소자]
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판과, 그 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 한 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이 인광 발광 재료와 본 발명의 전하 수송 재료, 즉 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 17]
(일반식 (1) 에 있어서, X101 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. R101 및 R102 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 치환되어 있어도 된다. n101 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고, n102 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고, 복수의 R101 및 R102 는 동일해도 되고 상이해도 된다. L101 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R101, L101 및 R102 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기를 함유한다.)
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구성은 특별히 제한되는 것은 없다. 도 1 에, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타낸다. 도 1 의 유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에 한 쌍의 전극 (양극 (3) 과 음극 (9)) 사이에 유기층을 갖는다.
유기 전계 발광 소자의 소자 구성, 기판, 음극 및 양극에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2008-270736호에 상세히 서술되어 있고, 그 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
이하, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 바람직한 양태에 관해서, 기판, 전극, 유기층, 보호층, 봉지 (封止) 용기, 구동 방법, 발광 파장, 용도의 순으로 상세히 설명한다.
<기판>
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판을 갖는다.
본 발명에서 사용하는 기판으로는, 유기층으로부터 발해지는 광을 산란 또는 감쇠시키지 않는 기판인 것이 바람직하다. 유기 재료의 경우에는, 내열성, 치수 안정성, 내용제성, 전기 절연성 및 가공성이 우수한 것이 바람직하다.
＜전극＞
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 한 쌍의 전극을 갖는다.
발광 소자의 성질상, 한 쌍의 전극인 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은 투명 혹은 반투명한 것이 바람직하다.
(양극)
양극은, 통상적으로 유기층에 정공을 공급하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 발광 소자의 용도, 목적에 따라서 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다. 전술한 바와 같이, 양극은 통상적으로 투명 양극으로서 형성된다.
(음극)
음극은, 통상적으로 유기층에 전자를 주입하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 발광 소자의 용도, 목적에 따라서 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다.
＜유기층＞
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이, 인광 발광 재료와 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기층은 특별히 제한은 없으며, 유기 전계 발광 소자의 용도, 목적에 따라서 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 전체면 또는 일면에 형성된다.
유기층의 형상, 크기, 및 두께 등에 관해서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
이하, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의, 유기층의 구성, 유기층의 형성 방법, 유기층을 구성하는 각 층의 바람직한 양태 및 각 층에 사용되는 재료에 관해서 순서대로 설명한다.
(유기층의 구성)
본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는, 상기 유기층이 전하 수송층을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 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. 상기 전하 수송층이 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이면, 저비용이면서 또한 고효율의 유기 전계 발광 소자의 제조가 가능해진다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고, 상기 발광층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는, 상기 유기층이, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖는 것이 보다 바람직하다. 단 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 유기층이 발광층과 그 밖의 유기층을 갖는 경우라도, 반드시 명확하게 층간이 구별되지 않아도 된다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 유기층이 인광 발광 재료와 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유한다. 이 때, 상기 인광 발광 재료와 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 함유되는 장소에 특별히 제한은 없다. 본 발명에서는, 상기 유기층이 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고, 상기 발광층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 이 때, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 발광층의 호스트 재료 (이하, 호스트 화합물이라고도 한다) 로서 사용되는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 유기 전계 발광 소자의 음극과 양극 사이의 어느 유기층에 함유되어도 된다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유해도 되는 유기층으로는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 (정공 블록층, 전자 블록층등) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 발광층, 여기자 블록층, 전하 블록층, 전자 수송층, 전자 주입층 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 발광층, 여기자 블록층, 전하 블록층, 또는 전자 수송층이고, 더욱 바람직하게는 발광층 또는 정공 블록층이다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 발광층에 함유되는 경우, 발광층의 전체 질량에 대하여 0.1 ∼ 99 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 1 ∼ 95 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 95 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용하는 발광 재료의 극대 발광 파장은 400 ∼ 700 ㎚ 인 것이 바람직하고, 500 ∼ 700 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 520 ∼ 650 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하고, 520 ∼ 550 ㎚ 인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 한 쌍의 전극 사이에, 상기 전자 수송층 또는 정공 블록층 (보다 바람직하게는 정공 블록층) 을 갖고, 상기 전자 수송층 또는 상기 정공 블록층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것도 바람직하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 발광층 이외의 유기층에 함유되는 경우, 그 유기층의 전체 질량에 대하여 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
이들 유기층은 각각 복수 층 형성해도 되고, 복수 층 형성하는 경우에는 동일한 재료로 형성해도 되고, 층마다 다른 재료로 형성해도 된다.
(유기층의 형성 방법)
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 각 유기층은 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 제막법, 전사법, 인쇄법, 스핀 코트법, 바 코트법 등의 습식 제막법 (용액 도포법) 중 어느 것에 의해서도 바람직하게 형성할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치된 유기층이 적어도 일층의 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 조성물의 증착에 의해 형성된 층을 포함하는 것이 바람직하다.
(발광층)
발광층은, 전계 인가시에, 양극, 정공 주입층 또는 정공 수송층으로부터 정공을 수취하여, 음극, 전자 주입층 또는 전자 수송층으로부터 전자를 수취하여, 정공과 전자의 재결합 장소를 제공해서 발광시키는 기능을 갖는 층이다. 단, 본 발명에 있어서의 상기 발광층은, 이러한 메카니즘에 의한 발광에 반드시 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층은, 적어도 일종의 인광 발광 재료를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 상기 발광층은, 상기 발광 재료만으로 구성되어 있어도 되고, 호스트 재료와 상기 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 상기 발광 재료의 종류는 1 종이어도 2 종 이상이어도 된다. 상기 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 상기 호스트 재료는 1 종이어도 2 종 이상이어도 되며, 예를 들어, 전자 수송성의 호스트 재료와 홀 수송성의 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다. 또한, 상기 발광층은, 전하 수송성을 갖지 않으며, 발광하지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.
또한, 발광층은 1 이어도 되고 2 층 이상의 다층이어도 되며, 각각의 층에 동일한 발광 재료나 호스트 재료를 함유해도 되고, 층마다 상이한 재료를 함유해도 된다. 발광층이 복수인 경우, 각각의 발광층이 상이한 발광색으로 발광해도 된다.
발광층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 2 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 외부 양자 효율의 관점에서 3 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 바람직한 양태이고, 상기 발광층의 호스트 재료로서 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용하는 것이 보다 바람직한 양태이다. 여기서, 본 명세서 중, 호스트 재료란, 발광층에 있어서 주로 전하의 주입, 수송을 담당하는 화합물로서, 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 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 3 ％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 1 ％ 이하인 것을 말한다.
이하, 상기 발광층의 재료로서, 상기 발광 재료, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 이외의 그 밖의 호스트 재료에 관해서 순서대로 설명한다. 또, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서 상기 발광층 이외에 사용되어도 된다.
(발광 재료)
본 발명에 있어서의 발광 재료로는, 인광 발광 재료, 형광 발광 재료 등 어느 것이나 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서의 발광층은, 색 순도를 향상시키기 위해서나 발광 파장 영역을 넓히기 위해서 2 종류 이상의 발광 재료를 함유할 수 있다. 발광 재료의 적어도 1 종이 인광 발광 재료인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 발광층에 함유되는 적어도 1 종의 인광 발광 재료에 추가하여, 발광 재료로서 형광 발광 재료나, 발광층에 함유되는 인광 발광 재료와는 상이한 인광 발광 재료를 사용할 수 있다.
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 있으며, 이들 공보의 기재 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료로는, 예를 들어, US 6303238 B1, US 6097147, WO 00/57676, WO 00/70655, WO 01/08230, WO 01/39234 A2, WO 01/41512 A1, WO 02/02714 A2, WO 02/15645 A1, WO 02/44189 A1, WO 05/19373 A2, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2002-302671호, 일본 공개특허공보 2002-117978호, 일본 공개특허공보 2003-133074호, 일본 공개특허공보 2002-235076호, 일본 공개특허공보 2003-123982호, 일본 공개특허공보 2002-170684호, EP 1211257, 일본 공개특허공보 2002-226495호, 일본 공개특허공보 2002-234894호, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2001-298470호, 일본 공개특허공보 2002-173674호, 일본 공개특허공보 2002-203678호, 일본 공개특허공보 2002-203679호, 일본 공개특허공보 2004-357791호, 일본 공개특허공보 2006-256999호, 일본 공개특허공보 2007-19462호, 일본 공개특허공보 2007-84635호, 일본 공개특허공보 2007-96259호, WO 07/095118, WO 10/111175, WO 10/027583, WO 10/028151 등의 특허 문헌에 기재된 인광 발광 화합물 등을 들 수 있고, 그 중에서도 더욱 바람직한 발광 재료로는, 이리듐 (Ir) 착물, 백금 (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 착물 등의 인광 발광성 금속 착물 화합물을 들 수 있다. 특히 바람직하게는 이리듐 (Ir) 착물, 백금 (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 이리듐 (Ir) 착물, 백금 (Pt) 착물 또는 Re 착물이 바람직하다. 또한, 발광 효율, 구동 내구성, 색도 등의 관점에서 이리듐 (Ir) 착물, 백금 (Pt) 착물이 특히 바람직하고, 이리듐 (Ir) 착물이 가장 바람직하다.
본 발명에 있어서의 발광층에 함유되는 인광 발광 재료로는, 이하에 나타내는 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물, 또는 이하의 일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물을 사용하는 것이 바람직하다.
일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물에 관해서 설명한다.
[화학식 18]
일반식 (E-1) 중, Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다.
A1 은 Z1 과 질소 원자와 함께 5 또는 6 원자의 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다.
B1 은 Z2 와 탄소 원자와 함께 5 또는 6 원자 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다.
(X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다.
nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. nE1 이 2 또는 3 인 경우, Z1, Z2, A1 및 B1 을 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되는데, 2 개 또는 3 개 존재하는 그 배위자는 서로 동일해도 되고 서로 달라도 된다.
nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2 또는 3 이고, 더욱 바람직하게는 3 이다.
Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z1 및 Z2 로서 바람직하게는 탄소 원자이다.
A1 은 Z1 과 질소 원자와 함께 5 또는 6 원자의 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. A1, Z1 및 질소 원자를 함유하는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리로는, 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, A1, Z1 및 질소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리로서 바람직하게는, 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리, 피라진 고리이고, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리이며, 가장 바람직하게는 피리딘 고리이다.
상기 A1, Z1 및 질소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 하기 치환기군 A 를, 질소 원자 상의 치환기로는 하기 치환기군 B 를 적용할 수 있다. 탄소 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 불소 원자이다.
《치환기군 A》
알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 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 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, 안트라세닐 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, 피라지닐옥시, 피리미디닐옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다.), 아실기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 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, 히드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실롤릴기 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.), 포스포릴기 (예를 들어 디페닐포스포릴기, 디메틸포스포릴기 등을 들 수 있다.) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가의 치환기로는, 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기로 치환된 치환기는 또다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기로 치환된 치환기로 치환된 치환기는 또다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 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 이고, 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 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.), 시아노기, 헤테로 고리기 (헤테로 고리기도 포함하며, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실롤릴기 등을 들 수 있다.) 이들 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가의 치환기로는, 상기 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기로 치환된 치환기는 또다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 이상에서 설명한 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기로 치환된 치환기로 치환된 치환기는 또다시 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 이상에서 설명한 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
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, 헤테로아릴기 등이 선택된다. 또한 장파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 시아노기, 퍼플루오로알킬기 등이 선택된다.
질소 상의 치환기로서 바람직하게는, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기이고, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다.
상기 치환기끼리는 연결되어 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는, 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. 이들 형성되는 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로는 전술한 탄소 원자 상의 치환기, 질소 원자 상의 치환기를 들 수 있다.
B1 은 Z2 와 탄소 원자를 함유하는 5 또는 6 원자 고리를 나타낸다. B1, Z2 및 탄소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자 고리로는, 벤젠 고리, 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 B1, Z2 및 탄소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자 고리로서 바람직하게는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리이고, 보다 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라졸 고리이고, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리이다.
상기 B1, Z2 및 탄소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 A 를, 질소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 B 를 적용할 수 있다. 탄소 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 불소 원자이다.
치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해 적절히 선택되는데, 장파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 아릴기, 헤테로아릴기 등이 선택된다. 또한 단파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 불소 원자, 시아노기, 퍼플루오로알킬기 등이 선택된다.
질소 상의 치환기로서 바람직하게는, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기이고, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결되어 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는, 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. 이들 형성되는 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로는 전술한 탄소 원자 상의 치환기, 질소 원자 상의 치환기를 들 수 있다.
또한 상기 A1, Z1 및 질소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리의 치환기와, 상기 B1, Z2 및 탄소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자 고리의 치환기가 연결되어, 전술한 바와 같은 축합 고리를 형성하고 있어도 된다.
(X-Y) 로 나타내는 배위자로는, 종래 공지된 금속 착물에 사용되는 각종 공지된 배위자가 있지만, 예를 들어, 「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag 사 H. Yersin 저 1987년 발행, 「유기 금속 화학 -기초와 응용-」 쇼카보 출판사 야마모토 아키오 저 1982년 발행 등에 기재된 배위자 (예를 들어, 할로겐 배위자 (바람직하게는 염소 배위자), 함질소 헤테로아릴 배위자 (예를 들어, 비피리딜, 페난트롤린 등), 디케톤 배위자 (예를 들어, 아세틸아세톤 등) 를 들 수 있다.
(X-Y) 로 나타내는 배위자로는 하기 일반식 (l-1) ∼ (l-13) 이 바람직하지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 19]
* 는 일반식 (E-1) 에 있어서의 이리듐 (Ir) 에 대한 배위 위치를 나타낸다. Rx, Ry 및 Rz 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. G 는 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자, 또는 치환기를 나타낸다.
Rx, Ry 및 Rz 가 치환기를 나타내는 경우, 그 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 들 수 있다. 바람직하게는, Rx, Rz 는 각각 독립적으로 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 아릴기 중 어느 것이고, 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 증 어느 것이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 가장 바람직하게는 수소 원자, 메틸기의 어느 하나 이다. 이들 배위자는 소자 중에서 전하를 수송하거나 여기에 의해 전자가 집중되는 부위는 아니라고 생각되기 때문에, Rx, Ry, Rz 는 화학적으로 안정된 치환기이면 되고, 본 발명의 효과에도 영향을 미치지 않는다.
일반식 (l-13) 에 있어서의 Rl1 ∼ Rl7 은 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 나타내는 것이 바람직하고, 추가로 치환기 A 를 가지고 있어도 된다.
G 는 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 이 치환기를 나타내는 경우, 그 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 들 수 있다.
Rl1 ∼ RI7 및 G 가 C-R 을 나타내는 경우의 R 은, 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 더욱 치환기를 가지고 있어도 된다.
Rl1 ∼ Rl7 의 바람직한 범위는, 후술하는 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT1 ∼ RT7 의 바람직한 범위와 동일하다.
G 로서 바람직하게는 C-R 이고, R 로서 바람직하게는 수소 원자, 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 6 내지 30 의 치환 또는 무치환의 아릴기 (예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등) 이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 페닐기이다.
(X-Y) 로서 보다 바람직하게는 (l-1), (l-4), (l-13) 이고, 특히 바람직하게는 (l-1), (l-13) 이다. 이들 배위자를 갖는 착물은, 대응하는 배위자 전구체를 사용함으로써 공지된 합성예와 동일하게 합성할 수 있다. 예를 들어 국제 공개 2009-073245호 46 페이지에 기재된 방법과 동일하게 합성할 수 있다.
일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물의 바람직한 양태는, 일반식 (E-2) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물이다.
[화학식 20]
일반식 (E-2) 중, AE1 ∼ AE8 은 각각 독립적으로, 질소 원자 또는 C-RE 를 나타낸다.
RE 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
(X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다.
nE2 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
AE1 ∼ AE8 은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-RE 를 나타낸다. RE 는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, RE 끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다. 형성되는 고리로는, 전술한 일반식 (E-1) 에 있어서 서술한 축합 고리와 동일한 것을 들 수 있다. RE 로 나타내는 치환기로는, 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적용할 수 있다.
AE1 ∼ AE4 로서 바람직하게는 C-RE 이며, AE1 ∼ AE4 가 C-RE 인 경우에, AE3 의 RE 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 또는 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 또는 불소 원자이고, 특히 바람직하게 수소 원자 또는 불소 원자이고, AE1, AE2 및 AE4 의 RE 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자 또는 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기 또는 불소 원자이며, 특히 바람직하게 수소 원자이다.
AE5 ∼ AE8 로서 바람직하게는 C-RE 이며, AE5 ∼ AE8 이 C-RE 인 경우에, RE 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알킬옥시기, 시아노기, 또는 불소 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 디알킬아미노기, 시아노기, 또는 불소 원자이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 트리플루오로메틸기, 또는 불소 원자이다. 또 가능한 경우에는 치환기끼리가 연결되어 축환 구조를 형성해도 된다. 발광 파장을 단파장측으로 시프트시키는 경우, AE6 이 질소 원자인 것이 바람직하다.
(X-Y) 및 nE2 는 일반식 (E-1) 에 있어서의 (X-Y) 및 nE1 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.
상기 일반식 (E-2) 로 나타내는 화합물의 보다 바람직한 형태는, 하기 일반식 (E-3) 으로 나타내는 화합물이다.
[화학식 21]
일반식 (E-3) 중, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6 및 RT7 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2R, -C(O)R, -NR2, -NO2, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
A 는 CR' 또는 질소 원자를 나타내고, R' 는 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2R, -C(O)R, -NR2, -NO2, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
RT1 ∼ RT7 및 R' 는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이며, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. 이들 중, RT1 과 RT7 또는 RT5 와 RT6 에 의해 축환하여 벤젠 고리를 형성하는 경우가 바람직하고, RT5 와 RT6 에 의해 축환하여 벤젠 고리를 형성하는 경우가 특히 바람직하다.
(X-Y) 는, 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE3 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
알킬기로는, 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도 되며, 치환해도 되는 기로는, 전술한 치환기 A 를 들 수 있다. RT1 ∼ RT7 및 R' 로 나타내는 알킬기로서, 바람직하게는 총탄소 원자수 1 ∼ 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 총탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알킬기이며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, i-프로필기, 시클로헥실기, t-부틸기 등을 들 수 있고, 메틸기가 특히 바람직하다.
시클로알킬기로는 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도 되며, 치환해도 되는 기로는, 전술한 치환기 A 를 들 수 있다. RT1 ∼ RT7 및 R' 로 나타내는 시클로알킬기로서 바람직하게는 고리 원자수 4 ∼ 7 의 시클로알킬기이고, 보다 바람직하게는 총탄소 원자수 5 ∼ 6 의 시클로알킬기이며, 예를 들어 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.
RT1 ∼ RT7 및 R' 로 나타내는 알케닐기로는, 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.
RT1 ∼ RT7 및 R' 로 나타내는 알키닐기로는, 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.
RT1 ∼ RT7 및 R' 로 나타내는 퍼플루오로알킬기는, 전술한 알킬기의 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것을 들 수 있다.
RT1 ∼ RT7 및 R' 로 나타내는 아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 6 내지 30 의 치환 혹은 무치환의 아릴기, 예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등을 들 수 있고, 페닐기가 특히 바람직하다.
RT1 ∼ RT7 및 R' 로 나타내는 헤테로아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 8 의 헤테로아릴기이고, 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, 티에닐기, 벤조티에닐기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 트리아졸릴기, 옥사졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 벤즈이소옥사졸릴기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 피페라지닐기, 이미다졸리디닐기, 티아졸리닐기, 술포라닐기, 카르바졸릴기, 디벤조푸릴기, 디벤조티에닐기, 7 피리도인돌릴기 등을 들 수 있다. 바람직한 예로는, 피리딜기, 피리미디닐기, 이미다졸릴기, 티에닐기이고, 보다 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기이다.
RT1 ∼ RT7 및 R' 로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 퍼플루오로알킬기, 디알킬아미노기, 플루오로기, 아릴기, 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 플루오로기, 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기이다.
RT1 ∼ RT7 및 R' 는 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 치환기를 가지고 있어도 된다. 형성되는 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴의 정의 및 바람직한 범위는 RT1 ∼ RT7 및 R' 로 정의한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와 동일하다.
또 A 가 CR' 를 나타냄과 함께, RT1 ∼ RT7 및 R' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고, 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, RT1 ∼ RT7 및 R' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기이고, 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 특히 바람직하며, RT1 ∼ RT7 및 R' 중, 0 ∼ 2 개가 메틸기이고, 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 가장 바람직하다.
nE3 은 2 또는 3 인 것이 바람직하다. 착물 중의 배위자의 종류는 1 ∼ 2 종류로 구성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 종류이다. 착물 분자 내에 반응성기를 도입할 때에는 합성 용이성이라는 관점에서 배위자가 2 종류로 이루어지는 것도 바람직하다.
(X-Y) 는 일반식 (E-1) 에 있어서의 (X-Y) 와 동일한 의미이고 바람직한 범위도 동일하다.
상기 일반식 (E-3) 으로 나타내는 화합물의 바람직한 형태의 하나는, 하기 일반식 (E-4) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 22]
일반식 (E-4) 에 있어서의 RT1 ∼ RT4, A, (X-Y) 및 nE4 는, 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT1 ∼ RT4, A, (X-Y) 및 nE3 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. R1' ∼ R5' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시아노기, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2R, -C(O)R, -NR2, -NO2, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
R1' ∼ R5' 는 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 치환기를 가지고 있어도 된다.
또, R1' ∼ R5' 에 있어서의 바람직한 범위는, 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT1 ∼ RT7, R' 와 동일하다. 또 A 가 CR' 를 나타냄과 함께, RT1 ∼ RT4, R' 및 R1' ∼ R5' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, RT1 ∼ RT4, R' 및 R1' ∼ R5' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (E-3) 으로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (E-5) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 23]
일반식 (E-5) 에 있어서의 RT2 ∼ RT6, A, (X-Y) 및 nE5 는 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT2 ∼ RT6, A, (X-Y) 및 nE3 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. R6' ∼ R8' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시아노기, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2R, -C(O)R, -NR2, -NO2, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
RT5, RT6, R6' ∼ R8' 는 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 치환기를 가지고 있어도 된다.
또, R6' ∼ R8' 에 있어서의 바람직한 범위는, 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT1 ∼ RT7, R' 와 동일하다. 또 A 가 CR' 를 나타냄과 함께, RT2 ∼ RT6, R' 및 R6' ∼ R8' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, RT2 ∼ RT6, R' 및 R6' ∼ R8' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 더욱 바람직하다.
일반식 (E-4) 또는 (E-5) 로 나타내는 인광 발광 재료를 사용하는 경우, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 발광층 또는 정공 블록층에 함유되는 것이 바람직하고, 발광층에 함유되는 것이 보다 바람직하다.
일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는 하기 일반식 (E-6) 으로 나타내는 경우이다.
[화학식 24]
일반식 (E-6) 중, R1a ∼ R1k 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시아노기, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2R, -C(O)R, -NR2, -NO2, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
R1a ∼ R1k 는 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 치환기를 가지고 있어도 된다.
(X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다.
nE6 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
일반식 (E-6) 에 있어서, R1a ∼ R1k 의 바람직한 범위는 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT1 ∼ RT7, R' 에 있어서의 것과 동일하다. 또 R1a ∼ R1k 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, R1a ∼ R1k 중 0 ∼ 2 개가 알킬기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 더욱 바람직하다.
R1j 와 R1k 가 연결되어 단결합을 형성하는 경우가 특히 바람직하다.
(X-Y) 및 nE6 의 바람직한 범위는, 일반식 (E-3) 에 있어서의 (X-Y) 및 nE3 과 동일하다.
일반식 (E-6) 으로 나타내는 화합물의 보다 바람직한 형태는, 하기 일반식 (E-7) 로 나타내는 경우이다.
[화학식 25]
일반식 (E-7) 중, R1a ∼ R1i 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시아노기, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2R, -C(O)R, -NR2, -NO2, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
R1a ∼ R1k 는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 시클로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이며, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다.
(X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다.
nE7 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
일반식 (E-7) 중, R1a ∼ R1i 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (E-6) 에 있어서의 R1a ∼ R1i 와 동일하다. 또 R1a ∼ R1i 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기 또는 아릴기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 특히 바람직하다. (X-Y) 및 nE7 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (E-3) 에 있어서의 (X-Y) 및 nE3 과 동일하다.
일반식 (E-6) 또는 (E-7) 로 나타내는 인광 발광 재료를 사용하는 경우, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 발광층 또는 정공 블록층에 함유되는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (E-3) 으로 나타내는 화합물의 바람직한 형태의 하나는, 하기 일반식 (E-8) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 26]
일반식 (E-8) 에 있어서의 RT1 ∼ RT7 은, 일반식 (E-3) 에 있어서의 그것들과 동일한 의미이고, 또한 바람직한 범위도 동일하다. Rl1 ∼ Rl7 및 G 는, 배위자 (l-13) 에 있어서의 그것들과 동일한 의미이고, 또한 바람직한 범위도 동일하다. R' 는 수소 원자 또는 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 나타낸다. R' 로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 퍼플루오로알킬기, 디알킬아미노기, 불소 원자, 아릴기, 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 불소 원자, 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다. nE8 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 2 또는 1 인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (E-3) 으로 나타내는 화합물의 바람직한 형태의 하나는, 하기 일반식 (E-9) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 27]
일반식 (E-9) 에 있어서의 RT1, RT3 ∼ RT7 은, 일반식 (E-3) 에 있어서의 그것들과 동일한 의미이고, 또한 바람직한 범위도 동일하다. Rl1 ∼ Rl7 및 G 는, 배위자 (l-13) 에 있어서의 그것들과 동일한 의미이고, 또한 바람직한 범위도 동일하다. R' 는 수소 원자 또는 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 나타낸다. R' 로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 퍼플루오로알킬기, 디알킬아미노기, 불소 원자, 아릴기, 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 불소 원자, 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다. nE9 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 2 또는 1 인 것이 바람직하다. X 는 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다.
일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 28]
[화학식 29]
[화학식 30]
[화학식 31]
[화학식 32]
상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은, 일본 공개특허공보 2009-99783호에 기재된 방법이나, 미국 특허 7279232호 등에 기재된 여러가지 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 (E-1) 로 나타내는 화합물은 발광층에 함유되는 것이 바람직하지만, 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 나아가 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.
발광층 중의 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물은, 발광층 중에 일반적으로 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대하여 0.1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되지만, 내구성, 외부 양자 효율의 관점에서 1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 2 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
일반식 (1) ∼ (3) 및 (6) 중 어느 것으로 나타내는 화합물과, 일반식 (E-1) ∼ (E-9) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 중에서 조합하여 사용하는 것이, 본 발명에서는 특히 바람직하다.
인광 발광 재료로서 사용할 수 있는 백금 (Pt) 착물로서 바람직하게는, 하기 일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물이다.
[화학식 33]
(식 중, Q1, Q2, Q3 및 Q4 는 각각 독립적으로 백금 (Pt) 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L1, L2 및 L3 은 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다.)
일반식 (C-1) 에 대하여 설명한다. Q1, Q2, Q3 및 Q4 는 각각 독립적으로 백금 (Pt) 에 배위하는 배위자를 나타낸다. 이 때, Q1, Q2, Q3 및 Q4 와 백금 (Pt) 의 결합은, 공유 결합, 이온 결합, 배위 결합 등 어느 것이어도 된다. Q1, Q2, Q3 및 Q4 중의 백금 (Pt) 에 결합하는 원자로는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자가 바람직하고, Q1, Q2, Q3 및 Q4 중의 백금 (Pt) 에 결합하는 원자 중, 적어도 1 개가 탄소 원자인 것이 바람직하고, 2 개가 탄소 원자인 것이 보다 바람직하며, 2 개가 탄소 원자이고, 2 개가 질소 원자인 것이 특히 바람직하다.
탄소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 Q1, Q2, Q3 및 Q4 로는, 아니온성 배위자여도 되고 중성 배위자여도 되며, 아니온성 배위자로는 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. 중성 배위자로는 카르벤 배위자를 들 수 있다.
Q1, Q2, Q3 및 Q4 로 나타내는 기는 치환기를 가지고 있어도 되며, 치환기로는 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적절히 적용할 수 있다. 또 치환기끼리가 연결되어 있어도 된다 (Q3 과 Q4 가 연결된 경우, 고리형 4 좌 배위자의 백금 (Pt) 착물이 된다).
Q1, Q2, Q3 및 Q4 로 나타내는 기로서 바람직하게는, 탄소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이고, 보다 바람직하게는 탄소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 아릴옥시 배위자이며, 더욱 바람직하게는 탄소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 백금 (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 연결기로는, 알킬렌기 (메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등), 아릴렌기 (페닐렌, 나프탈렌디일), 헤테로아릴렌기 (피리딘디일, 티오펜디일 등), 이미노기 (-NR-) (페닐이미노기 등), 옥시기 (-O-), 티오기 (-S-), 포스피니덴기 (-PR-) (페닐포스피니덴기 등), 실릴렌기 (-SiRR'-) (디메틸실릴렌기, 디페닐실릴렌기 등), 또는 이들을 조합한 것을 들 수 있다. 여기서, R 및 R' 로는 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, 실릴렌기이고, 보다 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 이미노기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 메틸렌기, 페닐렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 디-치환의 메틸렌기이며, 더욱 바람직하게는 단결합, 디메틸메틸렌기, 디에틸메틸렌기, 디이소부틸메틸렌기, 디벤질메틸렌기, 에틸메틸메틸렌기, 메틸프로필메틸렌기, 이소부틸메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 메틸페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기, 시클로펜탄디일기, 플루오렌디일기, 플루오로메틸메틸렌기이다.
L1 은 특히 바람직하게는 디메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기이고, 가장 바람직하게는 디메틸메틸렌기이다.
L2 및 L3 으로서 가장 바람직하게는 단결합이다.
일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물 중, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물이다.
[화학식 34]
(식 중, L21 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A21, A22 는 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 대하여 설명한다. L21 은 상기 일반식 (C-1) 중의 L1 과 동일한 의미이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.
A21, A22 는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A21, A22 중 적어도 일방은 탄소 원자인 것이 바람직하고, A21, A22 가 함께 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 고리로는, 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, Z22 로 나타내는 고리로서 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이고, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리, 피라졸 고리이며, 특히 바람직하게는 피리딘 고리이다.
Z23, Z24 는 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z23, Z24 로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로는, 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, Z24 로 나타내는 고리로서 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리이고, 보다 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라졸 고리이고, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리이다.
일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-4) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물이다.
[화학식 35]
(일반식 (C-4) 중, A401 ∼ A414 는 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 대하여 설명한다.
A401 ∼ A414 는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
R 로 나타내는 치환기로는, 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적용할 수 있다.
A401 ∼ A406 으로서 바람직하게는 C-R 이고, R 끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다. A401 ∼ A406 이 C-R 인 경우에, A402, A405 의 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, A406 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자이며, 특히 바람직하게 수소 원자이다.
L41 은 상기 일반식 (C-1) 중의 L1 과 동일한 의미이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.
A407 ∼ A414 로는, A407 ∼ A410 과 A411 ∼ A414 의 각각에 있어서, N (질소 원자) 의 수는 0 ∼ 2 가 바람직하고, 0 ∼ 1 이 보다 바람직하다. 발광 파장을 단파장측으로 시프트시키는 경우, A408 및 A412 중 어느 것이 질소 원자인 것이 바람직하고, A408 과 A412 가 함께 질소 원자인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-5) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물이다.
[화학식 36]
(일반식 (C-5) 중, A501 ∼ A512 는 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 대하여 설명한다. A501 ∼ A506 및 L51 은, 상기 일반식 (C-4) 에 있어서의 A401 ∼ A406 및 L41 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.
A507, A508 및 A509 와 A510, A511 및 A512 는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R 로 나타내는 치환기로는, 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적용할 수 있다.
일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물 중, 보다 바람직한 다른 양태는 하기 일반식 (C-6) 으로 나타내는 백금 (Pt) 착물이다.
[화학식 37]
(식 중, L61 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A61 은 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 백금 (Pt) 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다.)
일반식 (C-6) 에 대하여 설명한다. L61 은 상기 일반식 (C-1) 중의 L1 과 동일한 의미이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.
A61 은 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 A61 은 탄소 원자인 것이 바람직하다.
Z61, Z62 는 각각 상기 일반식 (C-2) 에 있어서의 Z21, Z22 와 동일한 의미이며, 또 바람직한 범위도 동일하다. Z63 은 상기 일반식 (C-2) 에 있어서의 Z23 과 동일한 의미이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.
Y 는 백금 (Pt) 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다. 비고리형 배위자란 백금 (Pt) 에 결합하는 원자가 배위자의 상태로 고리를 형성하고 있지 않은 것이다. Y 중의 백금 (Pt) 에 결합하는 원자로는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자가 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자가 보다 바람직하며, 산소 원자가 가장 바람직하다.
탄소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 Y 로는 비닐 배위자를 들 수 있다. 질소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 Y 로는 아미노 배위자, 이미노 배위자를 들 수 있다. 산소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 Y 로는, 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자, 카르복실 배위자, 인산 배위자, 술폰산 배위자 등을 들 수 있다. 황 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 Y 로는, 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자, 티오카르복실산 배위자 등을 들 수 있다.
Y 로 나타내는 배위자는 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로는 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적절히 적용할 수 있다. 또 치환기끼리가 연결되어 있어도 된다.
Y 로 나타내는 배위자로서, 바람직하게는 산소 원자로 백금 (Pt) 에 결합하는 배위자이고, 보다 바람직하게는 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이며, 더욱 바람직하게는 아실옥시 배위자이다.
일반식 (C-6) 으로 나타내는 백금 (Pt) 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-7) 로 나타내는 백금 (Pt) 착물이다.
[화학식 38]
(식 중, A701 ∼ A710 는 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 백금 (Pt) 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다.)
일반식 (C-7) 에 대하여 설명한다. L71 은 상기 일반식 (C-6) 중의 L61 과 동일한 의미이며, 또 바람직한 범위도 동일하다. A701 ∼ A710 는 일반식 (C-4) 에 있어서의 A401 ∼ A410 과 동일한 의미이며, 또 바람직한 범위도 동일하다. Y 는 일반식 (C-6) 에 있어서의 Y 와 동일한 의미이며, 또 바람직한 범위도 동일하다.
일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 (Pt) 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] 에 기재된 화합물을 들 수 있고, 그 밖에 이하에 예시하는 백금 (Pt) 착물을 들 수 있다.
[화학식 39]
[화학식 40]
[화학식 41]
일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 (Pt) 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 가지 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, 나트륨메톡시드, t-부톡시칼륨, 트리에틸아민, 탄산칼륨 등을 들 수 있다), 혹은, 염기 비존재하, 실온 이하, 혹은 가열하여 (통상적인 가열 이외에도 마이크로웨이브로 가열하는 수법도 유효하다) 얻을 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 상기 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.
상기 형광 발광 재료의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 벤조옥사졸, 벤조이미다졸, 벤조티아졸, 스티릴벤젠, 폴리페닐, 디페닐부타디엔, 테트라페닐부타디엔, 나프탈이미드, 쿠마린, 피란, 페리논, 옥사디아졸, 알다진, 피랄리딘, 시클로펜타디엔, 비스스티릴안트라센, 퀴나크리돈, 피롤로피리딘, 티아디아졸피리딘, 시클로펜타디엔, 스티릴아민, 축합 다고리 방향족 화합물 (안트라센, 페난트롤린, 피렌, 페릴렌, 플루오란텐, 루브렌, 크리센 또는 펜타센 등), 8-퀴놀리놀의 금속 착물, 피로메텐 착물이나 희토류 착물로 대표되는 각종 금속 착물, 폴리티오펜, 폴리페닐렌, 폴리페닐렌비닐렌 등의 폴리머 화합물, 유기 실란, 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.
이하에 형광 발광 재료의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 42]
[화학식 43]
[화학식 44]
[화학식 45]
[화학식 46]
[화학식 47]
[화학식 48]
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 상기 발광층에 있어서의 형광 발광 재료의 함유량은 발광층 중 1 ∼ 30 질량％ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 20 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 10 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 있어서, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물과의 퀀치 방지의 점에서, 발광 재료의 극대 발광 파장은 400 ∼ 700 ㎚ 인 것이 바람직하고, 500 ∼ 700 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 520 ∼ 650 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하며, 520 ∼ 550 ㎚ 인 것이 가장 바람직하다.
일반식 (E-3) 으로 나타내는 인광 발광 재료의 극대 발광 파장은, 복수의 RT1 ∼ RT7 및 R' 에 의해 공동으로 고리 형성하지 않는 경우에는 대략 500 ∼ 550 ㎚ 의 범위, 일반식 (E-4) 또는 (E-5) 로 나타내는 인광 발광 재료의 극대 발광 파장은 대략 550 ∼ 650 ㎚ 의 범위이다.
발광층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 2 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 외부 양자 효율의 관점에서 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층은, 발광 재료만으로 구성되어 있어도 되고, 호스트 재료와 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 발광 재료의 종류는 1 종이어도 2 종 이상이어도 된다. 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 되며, 예를 들어, 전자 수송성의 호스트 재료와 정공 수송성의 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다. 또한, 발광층 중에 전하 수송성을 갖지 않아, 발광하지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.
또, 발광층은 1 층이어도 되고 2 층 이상의 다층이어도 되며, 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 화합물로, 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 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 3 ％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 1 ％ 이하인 것을 말한다.
호스트 재료로는 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
그 밖의 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 사용할 수 있는 호스트 재료로는, 예를 들어, 이하의 화합물을 들 수 있다.
피롤, 인돌, 카르바졸, 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 벤조티오펜, 디벤조티오펜, 푸란, 벤조푸란, 디벤조푸란, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 캘콘, 스티릴안트라센, 플루오레논, 하이드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제 3 급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 포르피린계 화합물, 축환 방향족 탄화수소 화합물 (안트라센, 피렌, 플루오렌, 나프탈렌, 페난트렌, 트리페닐렌 등), 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸), 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기 실란, 카본막, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 플루오레논, 안트라퀴노디메탄, 안트론, 디페닐퀴논, 티오피란디옥사이드, 카르보디이미드, 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.
이들 중, 카르바졸, 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 아릴아민, 축환 방향족 탄화수소 화합물, 금속 착물이 특히 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 발광층에 있어서, 병용할 수 있는 호스트 재료로는 정공 수송성 호스트 재료로여도 되고, 전자 수송성 호스트 재료여도 된다.
발광층에 있어서, 상기 호스트 재료의 막 상태에서의 삼중항 최저 여기 에너지 (T1 에너지) 가, 상기 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 색 순도, 발광 효율, 구동 내구성의 점에서 바람직하다. 호스트 재료의 T1 이 인광 발광 재료의 T1 보다 0.1 eV 이상 큰 것이 바람직하고, 0.2 eV 이상 큰 것이 보다 바람직하며, 0.3 eV 이상 큰 것이 더욱 바람직하다.
호스트 재료의 막 상태에서의 T1 이 인광 발광 재료의 T1 보다 작으면 발광을 소광시켜 버리기 때문에, 호스트 재료에는 인광 발광 재료보다 큰 T1 이 요구된다. 또, 호스트 재료의 T1 이 인광 발광 재료보다 큰 경우에도, 양자의 T1 차가 작은 경우에는 일부, 인광 발광 재료로부터 호스트 재료로의 역 (逆) 에너지 이동이 일어나기 때문에, 효율 저하나 내구성 저하의 원인이 된다. 따라서, T1 이 충분히 커, 화학적 안정성 및 캐리어 주입·수송성이 높은 호스트 재료가 요구되고 있다.
또한, 본 발명 유기 전게 발광 소자의 발광층에 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. 발광층에, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 복수 종류의 호스트 화합물을 함유하는 경우, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 전체 호스트 화합물 중 50 질량％ 이상 99 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
(그 밖의 층)
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층 이외의 그 밖의 층을 가지고 있어도 된다.
상기 유기층이 가지고 있어도 되는 상기 발광층 이외의 그 밖의 유기층으로서, 정공 주입층, 정공 수송층, 블록층 (정공 블록층, 여기자 블록층 등), 전자 수송층 등을 들 수 있다. 상기 구체적인 층 구성으로서 하기를 들 수 있지만, 본 발명은 이들 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 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,
·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극,
·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극,
·양극/정공 주입층/정공 수송층/블록층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, (A) 상기 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층을 적어도 1 층 포함하는 것이 바람직하다. 상기 (A) 상기 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층으로는, 양극측에서부터 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층을 들 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, (B) 상기 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층을 적어도 1 층 포함하는 것이 바람직하다. 상기 (B) 상기 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층으로는, 음극측에서부터 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 블록층을 들 수 있다.
구체적으로는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 바람직한 양태의 일례는 도 1 에 기재되는 양태로, 상기 유기층으로서, 양극측 (3) 에서부터 정공 주입층 (4), 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 정공 블록층 (7) 및 전자 수송층 (8) 이 이 순서로 적층되어 있는 양태이다.
이하, 이들 본 발명의 유기 전계 발광 소자가 가지고 있어도 되는 상기 발광층 이외의 그 밖의 층에 관해서 설명한다.
(A) 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층
먼저, (A) 상기 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 관해서 설명한다.
(A-1) 정공 주입층, 정공 수송층
정공 주입층, 정공 수송층은, 양극 또는 양극측으로부터 정공을 수취하여 음극측으로 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 저하되며, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 수용성 도펀트란, 도프되는 재료로부터 전자를 인발 (引拔) 하여, 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 바람직하며, 0.2 질량％ ∼ 30 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
(A-2) 전자 블록층
전자 블록층은, 음극측에서부터 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 예로는, 예를 들어 전술한 정공 수송 재료로서 예시한 것을 적용할 수 있다.
전자 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 3 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ㎚ ∼ 50 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
전자 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
전자 블록층에 사용하는 재료는, 상기 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 색 순도, 발광 효율, 구동 내구성의 점에서 바람직하다. 전자 블록층에 사용하는 재료의 막 상태에서의 T1 이 인광 발광 재료의 T1 보다 0.1 eV 이상 큰 것이 바람직하고, 0.2 eV 이상 큰 것이 보다 바람직하며, 0.3 eV 이상 큰 것이 더욱 바람직하다.
(B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층
다음으로, 상기 (B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 관해서 설명한다.
(B-1) 전자 주입층, 전자 수송층
전자 주입층, 전자 수송층은, 음극 또는 음극측으로부터 전자를 수취하여 양극측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다. 이들 층에 사용하는 전자 주입 재료, 전자 수송 재료는 저분자 화합물이어도 되고 고분자 화합물이어도 된다.
전자 수송 재료로는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다. 그 밖의 전자 수송 재료로는, 피리딘 유도체, 퀴놀린 유도체, 피리미딘 유도체, 피라진 유도체, 프탈라진 유도체, 페난트롤린 유도체, 트리아진 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 이미다조피리딘 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, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 트리페닐렌, 피렌 등의 축환 탄화수소 화합물 등에서 선택되는 것이 바람직하고, 피리딘 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 이미다조피리딘 유도체, 금속 착물, 축환 탄화수소 화합물 중 어느 것인 것이 보다 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 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조여도 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, 테트라티아풀발렌 (TTF), 테트라티아나프타센 (TTT), 비스-[1,3 디에틸-2-메틸-1,2-디하이드로벤즈이미다졸릴] 등의 디하이드로이미다졸 화합물, 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 바람직하며, 0.5 질량％ ∼ 30 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
(B-2) 정공 블록층
정공 블록층은, 양극측에서부터 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 유기 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는, 발광층에서 생성되는 여기자의 에너지 이동을 방지하여, 발광 효율을 저하시키지 않기 위해서, 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 바람직하다.
정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 이외의, 정공 블록층을 구성하는 그 밖의 유기 화합물의 예로는, 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-페난트롤린 (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP 로 약기한다)) 등의 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.
정공 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 3 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ㎚ ∼ 50 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
정공 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
정공 블록층에 사용하는 재료는, 상기 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 색 순도, 발광 효율, 구동 내구성의 점에서 바람직하다. 정공 블록층에 사용하는 재료의 막 상태에서의 T1 이 인광 발광 재료의 T1 보다 0.1 eV 이상 큰 것이 바람직하고, 0.2 eV 이상 큰 것이 보다 바람직하며, 0.3 eV 이상 큰 것이 더욱 바람직하다.
(B-3) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 특히 바람직하게 사용되는 재료
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 (B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층의 재료에 특히 바람직하게 사용되는 재료로서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물, 하기 일반식 (P-1) 로 나타내는 화합물 및 하기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
이하, 상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물과, 상기 일반식 (P-1) 로 나타내는 화합물에 관해서 설명한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 발광층과 음극 사이에 적어도 1 층의 유기층을 포함하는 것이 바람직하고, 그 유기층에 적어도 1 종의 하기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 소자의 효율이나 구동 전압의 관점에서 바람직하다. 이하에, 일반식 (O-1) 에 관해서 설명한다.
[화학식 49]
(일반식 (O-1) 중, RO1 은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. AO1 ∼ AO4 는 각각 독립적으로 C-RA 또는 질소 원자를 나타낸다. RA 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 RA 는 동일해도 되고 상이해도 된다. LO1 은 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리로 이루어지는 2 가 ∼ 6 가의 연결기를 나타낸다. nO1 은 2 ∼ 6 의 정수를 나타낸다.)
RO1 은 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 가지고 있어도 된다. RO1 로서 바람직하게는 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 아릴기이다. RO1 의 아릴기가 치환기를 갖는 경우의 바람직한 치환기로는, 알킬기, 아릴기 또는 시아노기를 들 수 있으며, 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하고, 아릴기가 더욱 바람직하다. RO1 의 아릴기가 복수의 치환기를 갖는 경우, 그 복수의 치환기는 서로 결합하여 5 또는 6 원자 고리를 형성하고 있어도 된다. RO1 의 아릴기는, 바람직하게는 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 가지고 있어도 되는 페닐기이고, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 아릴기가 치환되어 있어도 되는 페닐기이며, 더욱 바람직하게는 무치환의 페닐기 또는 2-페닐페닐기이다.
AO1 ∼ AO4 는 각각 독립적으로 C-RA 또는 질소 원자를 나타낸다. AO1 ∼ AO4 중, 0 ∼ 2 개가 질소 원자인 것이 바람직하고, 0 또는 1 개가 질소 원자인 것이 보다 바람직하다. AO1 ∼ AO4 가 모두 C-RA 이거나, 또는 AO1 이 질소 원자이고, AO2 ∼ AO4 가 C-RA 인 것이 바람직하고, AO1 이 질소 원자이고, AO2 ∼ AO4 가 C-RA 인 것이 보다 바람직하며, AO1 이 질소 원자이고, AO2 ∼ AO4 가 C-RA 이고, RA 가 모두 수소 원자인 것이 더욱 바람직하다.
RA 는 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 가지고 있어도 된다. 또 복수의 RA 는 동일해도 되고 상이해도 된다. RA 로서 바람직하게는 수소 원자 또는 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다.
LO1 은 아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30) 또는 헤테로아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 로 이루어지는 2 가 ∼ 6 가의 연결기를 나타낸다. LO1 로서 바람직하게는, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 아릴트리일기 또는 헤테로아릴트리일기이고, 보다 바람직하게는 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 벤젠트리일기이며, 더욱 바람직하게는 비페닐렌기 또는 벤젠트리일기이다. LO1 은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 알킬기, 아릴기 또는 시아노기가 바람직하다. LO1 의 구체예로는, 이하의 것을 들 수 있다.
[화학식 50]
nO1 은 2 ∼ 6 의 정수를 나타내며, 바람직하게는 2 ∼ 4 의 정수이고, 보다 바람직하게는 2 또는 3 이다. nO1 은 소자 효율의 관점에서는 가장 바람직하게는 3 이고, 소자 내구성의 관점에서는 가장 바람직하게는 2 이다.
일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (O-2) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 51]
(일반식 (O-2) 중, RO1 은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. RO2 ∼ RO4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. AO1 ∼ AO4 는 각각 독립적으로 C-RA 또는 질소 원자를 나타낸다. RA 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 RA 는 동일해도 되고 상이해도 된다.)
RO1 및 AO1 ∼ AO4 는 상기 일반식 (O-1) 중의 RO1 및 AO1 ∼ AO4 와 동일한 의미이며, 또 그들의 바람직한 범위도 동일하다.
R02 ∼ R04 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 가지고 있어도 된다. R02 ∼ R04 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자 또는 아릴기이며, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은 고온 보존시의 안정성, 고온 구동시, 구동시의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점에서, 유리 전이 온도 (Tg) 는 100 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 바람직하고, 120 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 더욱 바람직하며, 140 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 보다 더 바람직하다.
일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 52]
[화학식 53]
상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 일본 공개특허공보 2001-335776호에 기재된 방법으로 합성 가능하다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정, 재침전 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매, 수분 등을 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은 발광층과 음극 사이의 유기층에 함유되는 것이 바람직하지만, 발광층에 인접하는 음극측의 층에 함유되는 것이 보다 바람직하다.
일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 첨가하는 유기층의 전체 질량에 대해 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 발광층과 음극 사이에 적어도 1 층의 유기층을 포함하는 것이 바람직하고, 그 유기층에 적어도 1 종의 하기 일반식 (P) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 소자의 효율이나 구동 전압의 관점에서 바람직하다. 이하에, 일반식 (P) 에 대하여 설명한다.
[화학식 54]
(일반식 (P) 중, RP 는 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 가지고 있어도 된다. nP 는 1 ∼ 10 의 정수를 나타내고, RP 가 복수인 경우, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 된다. RP 중 적어도 하나는 하기 일반식 (P-1) ∼ (P-3) 으로 나타내는 치환기이다.
[화학식 55]
(일반식 (P-1) ∼ (P-3) 중, RP1 ∼ RP3, R'P1 ∼ R'P3 은 각각 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 가지고 있어도 된다. nP1 및 nP2 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, RP1 ∼ RP3, R'P1 ∼ R'P3 이 복수인 경우, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 된다. LP1 ∼ LP3 은 단결합, 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리로 이루어지는 2 가의 연결기 중 어느 것을 나타낸다. * 는 일반식 (P) 의 안트라센 고리와의 결합 위치를 나타낸다.)
RP 로서 (P-1) ∼ (P-3) 으로 나타내는 치환기 이외의 바람직한 치환기는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기 중 어느 것이며, 더욱 바람직하게는 나프틸기이다.
RP1 ∼ RP3, R'P1 ∼ R'P3 으로서, 바람직하게는 아릴기, 헤테로아릴기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기 중 어느 것이며, 가장 바람직하게는 페닐기이다.
LP1 ∼ LP3 으로서, 바람직하게는 단결합, 아릴 고리로 이루어지는 2 가의 연결기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 단결합, 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌, 나프틸렌 중 어느 것이며, 더욱 바람직하게는 단결합, 페닐렌, 나프틸렌 중 어느 것이다.
일반식 (P) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 56]
[화학식 57]
상기 일반식 (P) 로 나타내는 화합물은, WO 2003/060956, WO 2004/080975 등에 기재된 방법으로 합성 가능하다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정, 재침전 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매, 수분 등을 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 일반식 (P) 로 나타내는 화합물은 발광층과 음극 사이의 유기층에 함유되는 것이 바람직하지만, 음극에 인접하는 층에 함유되는 것이 보다 바람직하다.
일반식 (P) 로 나타내는 화합물은, 첨가하는 유기층의 전체 질량에 대해 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
<보호층>
본 발명에 있어서, 유기 전계 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. 또, 보호층의 재료는 무기물이어도, 유기물이어도 된다.
<봉지 용기>
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 봉지 용기를 사용하여 소자 전체를 봉지해도 된다.
봉지 용기에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0171] 에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
<구동 방법>
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 양극과 음극 사이에 직류 (필요에 따라 교류 성분을 포함해도 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 제5828429호, 동 제6023308호의 각 명세서 등에 기재된 구동 방법을 적용할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 외부 양자 효율로는 7 ％ 이상이 바람직하고, 10 ％ 이상이 보다 바람직하며, 12 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 외부 양자 효율의 수치는 20 ℃ 에서 소자를 구동했을 때의 외부 양자 효율의 최대값, 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 바람직하며, 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.
<발광 파장>
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 그 발광 파장에 제한은 없다. 예를 들어, 광의 삼원색 중, 적색의 발광에 사용해도, 청색의 발광에 사용해도, 청색의 발광에 사용해도 된다. 그 중에서도, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 발광 파장이 500 ∼ 700 ㎚ 인 것이, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 최저 여기 3 중항 (T1) 에너지의 관점에서 바람직하다.
구체적으로는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층의 호스트 재료로서 사용하는 경우에는, 발광 파장이 500 ∼ 700 ㎚ 인 것이 바람직하고, 520 ∼ 650 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 520 ∼ 550 ㎚ 인 것이 특히 바람직하다.
한편, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 정공 블록층의 전하 수송 재료로서 사용하는 경우에는, 발광 파장이 400 ∼ 700 ㎚ 인 것이 바람직하고, 450 ∼ 650 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 500 ∼ 650 ㎚ 인 것이 특히 바람직하다.
<본 발명의 유기 전계 발광 소자의 용도>
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 표시 소자, 디스플레이, 백라이트, 전자 사진, 조명 광원, 기록 광원, 노광 광원, 판독 광원, 표지, 간판, 인테리어, 또는 광 통신 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 특히, 발광 장치, 조명 장치, 표시 장치 등의 발광 휘도가 높은 영역에서 구동되는 디바이스에 바람직하게 사용된다.
[발광 장치]
본 발명의 발광 장치는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 도 2 를 참조하여 본 발명의 발광 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 발광 장치는 상기 유기 전계 발광 소자를 사용하여 이루어진다.
도 2 는 본 발명의 발광 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2 의 발광 장치 (20) 는 투명 기판 (지지 기판) (2), 유기 전계 발광 소자 (10), 봉지 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 봉지 용기 (16) 가 형성되어 있다. 또한, 각 전극 (3, 9) 의 일부, 격벽, 절연층 등은 생략되어 있다.
여기서 접착층 (14) 으로는, 에폭시 수지 등의 광 경화형 접착제나 열 경화형 접착제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 열경화성 접착 시트를 사용할 수도 있다.
본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되는 것이 아니고, 예를 들어, 조명 장치 외에, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 할 수 있다.
[조명 장치]
본 발명의 조명 장치는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 도 3 을 참조하여 본 발명의 조명 장치에 관해서 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 광산란 부재 (30) 를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 조명 장치 (40) 는, 유기 EL 소자 (10) 의 기판 (2) 과 광산란 부재 (30) 가 접촉하도록 구성되어 있다.
광산란 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) 으로는, 예를 들어, 유리 기판을 바람직하게 들 수 있다. 미립자 (32) 로는, 투명 수지 미립자를 바람직하게 들 수 있다. 유리 기판 및 투명 수지 미립자로는, 모두 공지된 것을 사용할 수 있다. 이러한 조명 장치 (40) 는, 유기 전계 발광 소자 (10) 로부터의 발광이 산란 부재 (30) 의 광 입사면 (30A) 에 입사되면, 입사광을 광산란 부재 (30) 에 의해 산란시켜, 산란광을 광 출사면 (30B) 으로부터 조명광으로서 출사하는 것이다.
[표시 장치]
본 발명의 표시 장치는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 표시 장치로는, 예를 들어, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 하는 것 등을 들 수 있다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다.
1. 합성예
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 일본 공표특허공보 2010-535809호에 기재된 방법이나, 기타 공지된 반응을 조합하여 합성할 수 있다.
(합성예 1) 화합물 2 의 합성
[화학식 58]
빙욕 중, 3-아미노-5-브로모벤조트리플루오라이드 10.0 g (41.7 m㏖), 순수 40 ㎖, 농염산 20 ㎖ 를 교반하였다. 거기에 아질산나트륨 3.74 g (54.2 m㏖) 을 순수 15 ㎖ 에 녹인 것을 천천히 적하하였다. 한시간 교반한 후, 요오드화칼륨 13.8 g (83.4 m㏖) 을 순수 20 ㎖ 에 녹인 것을 천천히 적하하고, 다시 1 시간 교반하였다. 1 시간 후, 빙욕을 떼어내고 자연스럽게 실온으로 되돌리면서 또다시 1 시간 교반하였다. 반응액에 톨루엔, 순수를 첨가하여 분액한 후, 유기층을 티오황산나트륨 수용액으로 세정하였다. 유기층을 농축시킨 후, 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (전개 용매 : 헥산/아세트산에틸 (9 : 1)) 로 정제함으로써, 오일상의 합성 중간체 1 을 11.0 g 얻었다 (수율 75 ％).
합성 중간체 1 을 5.00 g (14.2 m㏖), 디벤조티오펜-4-보론산 3.24 g (14.2 m㏖), 아세트산팔라듐 0.16 g (0.71 m㏖), 트리페닐포스핀 0.75 g (2.84 m㏖), 4.52 g (42.6 m㏖), 탈수 테트라하이드로푸란을 혼합하고, 질소 분위기하, 6.5 시간 가열 환류하였다. 반응액을 실온으로 되돌린 후, 톨루엔을 첨가하여 분액하고, 유기층을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (전개 용매 : 톨루엔) 에 의해 정제하였다. 그 후, 메탄올, 헥산으로 순차 세게 씻어냄으로써, 합성 중간체 2 를 2.80 g 얻었다 (수율 48 ％).
합성 중간체 2 를 1.40 g (3.44 m㏖), 4,4,5,5-테트라메틸-2-(트리페닐렌-2-일)-1,3,2-디옥사보란 1.46 g (4.13 m㏖), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3) 0.094 g (0.10 m㏖), 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 (SPhos) 0.17 g (0.41 m㏖), 인산칼륨 2.92 g (13.8 m㏖), 톨루엔 10 ㎖, 물 10 ㎖ 를 혼합하여, 질소 분위기하, 5 시간 가열 환류하였다. 반응액을 실온으로 되돌리고, 석출된 고체를 여과하였다. 얻어진 고체를 THF 로 가열 환류하여 완전 용해 후, 톨루엔 20 ㎖ 를 첨가하고, 가열 환류하 THF 를 증류 제거하여, 실온으로 되돌렸다. 석출된 고체를 여과하고, 톨루엔으로 세정함으로써 화합물 2 를 1.30 g 얻었다 (수율 68 ％).
화합물 2 의 NMR 데이터
화합물 1, 화합물 3 ∼ 10 도 화합물 2 의 합성법에 준하여 합성하였다.
2. 소자 제작·평가
소자 제작에 사용한 재료는 모두 승화 정제를 실시하고, 고속 액체 크로마토그래피 (토소 TSKgel ODS-100Z) 에 의해 순도 (254 ㎚ 의 흡수 강도 면적비) 가 99.9 ％ 이상인 것을 확인하였다. 또, 비교 화합물 1 및 비교 화합물 2 는, 각각 일본 공표특허공보 2010-535809호에 기재된 화합물 2S 및 2O 이고, 비교 화합물 3 은 국제 공개 WO 2009/074087호에 기재된 화합물 3-45 이다.
(실시예 1)
두께 0.5 ㎜, 가로세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10Ω／□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기 화합물층을 순차 증착하였다.
제 1 층 : HAT-CN : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 표 1 중에 기재한 호스트 재료 및 GD-1 (질량비 90 : 10) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : 표 1 중에 기재한 HBL 재료 : 막두께 5 ㎚
제 5 층 : Alq : 막두께 45 ㎚
이 위에, 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착하여음극으로 하였다.
얻어진 적층체를, 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제 봉지 캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하고, 소자 1-1 ∼ 1-7, 비교 소자 1-1 ∼ 1-5 를 얻었다. 발광 부분은 2 ㎜×2 ㎜ 의 정방형이다. 이들 소자를 이하의 방법으로 효율, 구동 전압, 내구성, 고온 보관 후의 효율의 관점에서 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.
(a) 고온 보관 후의 효율
각 소자를 105 ℃ 의 항온조 중에서 100 시간 보관 후, 토요 테크니카 제조 소스메이저 유닛 2400 을 사용하여, 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시키고, 그 휘도를 톱콘사 제조 휘도계 BM-8 을 사용하여 측정하였다. 이들을 바탕으로 휘도가 1000 cd/㎡ 부근의 외부 양자 효율 (η) 을 휘도 환산법에 의해 산출하였다. 표 1 에 있어서는 비교 소자 1-1 의 값을, 표 2 에 있어서는 비교 소자 2-1 의 값을, 표 3 에 있어서는 비교 소자 3-1 의 값을, 표 4 에 있어서는 비교 소자 4-1 의 값을, 표 5 에 있어서는 비교 소자 5-1 의 값을, 표 6 에 있어서는 비교 소자 6-1 의 값을 각각 1.0 으로 하여, 각 표에 있어서 상대값으로 나타내었다. 효율은 숫자가 클수록 바람직하다.
(b) 고온 보관 후의 구동 내구성
각 소자를 105 ℃ 의 항온조 중에서 100 시간 보관 후, 휘도가 5000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 계속해서 발광시켜, 휘도가 4000 cd/㎡ 가 될 때까지 걸린 시간을 내구성의 지표로 하였다. 표 1 에 있어서는 비교 소자 1-1 의 값을, 표 2 에 있어서는 비교 소자 2-1 의 값을, 표 3 에 있어서는 비교 소자 3-1 의 값을, 표 4 에 있어서는 비교 소자 4-1 의 값을, 표 5 에 있어서는 비교 소자 5-1 의 값을, 표 6 에 있어서는 비교 소자 6-1 의 값을 각각 1.0 으로 하여, 각 표에 있어서 상대값으로 나타내었다. 내구성은 숫자가 클수록 바람직하다.
(c) 다크 스폿
동일 조건으로 10 개의 소자를 제작하여, 현미경하에서 각 소자를 4000 cd/㎡ 의 휘도로 발광시키면서 발광 표면을 관찰하였을 때, 6 개 이상의 소자에서 다크 스폿의 존재가 확인된 경우에는 ××, 2 ∼ 5 개의 소자에서 다크 스폿의 존재가 확인된 경우에는 ×, 다크 스폿의 존재가 확인된 것이 1 개 이하인 경우에는 ○ 로 기재하였다.
상기 표 1 로부터, 발광층의 호스트 화합물로서 화합물 1, 4, 7 ∼ 9 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 양호하고, 다크 스폿도 보이지 않은 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1, 2 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 1, 2 를 사용한 것으로, 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 나쁘고, 다크 스폿의 발생이 현저하였다. 또한, 비교 화합물 3 을 사용한 비교 소자 1-3 에서는, 발광 재료 GD-1 의 발광을 확인할 수 없었다.
또한, 실시예 1 에서 제작한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 522 ∼ 528 ㎚ 였다.
(실시예 2)
층 구성을 이하에 나타내는 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자를 제작하고, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시한 결과를 표 2 에 나타낸다.
제 1 층 : 2-TNATA 및 F4-TCNQ (질량비 99.7 : 0.3) : 막두께 160 ㎚
제 2 층 : NPD : 막두께 5 ㎚
제 3 층 : HT-1 : 막두께 3 ㎚
제 4 층 : H-1 및 GD-2 (질량비 85 :15) : 막두께 30 ㎚
제 5 층 : 표 2 중에 기재한 HBL 재료 : 막두께 10 ㎚
제 6 층 : ET-2 : 막두께 20 ㎚
상기 표 2 로부터, 정공 블록층의 재료로서 화합물 2, 5 및 6 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 양호하고, 다크 스폿도 보이지 않은 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1, 2 의 유기 전계 발광 소자는, 정공 블록층의 재료로서 비교 화합물 1, 2 를 사용한 것으로, 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 나쁘고, 다크 스폿의 발생이 현저하였다.
또, 실시예 2 에서 제작한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 503 ∼ 507 ㎚ 였다.
(실시예 3)
층 구성을 이하에 나타내는 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자를 제작하고, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시한 결과를 표 3 에 나타낸다.
제 1 층 : CuPc : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 표 3 중에 기재한 호스트 재료 및 RD-1 (질량비 95 : 5) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : ET-2 : 막두께 5 ㎚
제 5 층 : ET-3 : 막두께 50 ㎚
상기 표 3 으로부터, 발광층의 호스트 화합물로서 화합물 3 ∼ 5 및 10 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 양호하고, 다크 스폿도 보이지 않은 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1, 2 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 1, 2 를 사용한 것으로, 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 나쁘고, 다크 스폿의 발생이 현저하였다.
또, 실시예 3 에서 제작한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 618 ∼ 622 ㎚ 였다.
(실시예 4)
층 구성을 이하에 나타내는 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자를 제작하고, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시한 결과를 표 4 에 나타낸다.
제 1 층 : TCTA : 막두께 35 ㎚
제 2 층 : HT-2 : 막두께 5 ㎚
제 3 층 : BAlq 및 RD-2 (질량비 90 : 10) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : 표 4 중에 기재한 HBL 재료 : 막두께 5 ㎚
제 5 층 : ET-4 : 막두께 45 ㎚
상기 표 4 로부터, 정공 블록층의 재료로서 화합물 3, 7 및 8 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 양호하고, 다크 스폿도 보이지 않은 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1, 2 의 유기 전계 발광 소자는, 정공 블록층의 재료로서 비교 화합물 1, 2 를 사용한 것으로, 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 나빴다.
또, 실시예 4 에서 제작한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 625 ∼ 629 ㎚ 였다.
(실시예 5)
층 구성을 이하에 나타내는 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자를 제작하고, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시한 결과를 표 5 에 나타낸다.
제 1 층 : HAT-CN : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD : 막두께 115 ㎚
제 3 층 : HT-3 : 막두께 5 ㎚
제 4 층 : H-2 및 Firpic (질량비 90 : 10) : 막두께 30 ㎚
제 5 층 : 표 5 중에 기재한 HBL 재료 : 막두께 5 ㎚
제 6 층 : ET-5 : 막두께 25 ㎚
상기 표 5 로부터, 정공 블록층의 재료로서 화합물 1, 2 및 6 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 양호하고, 다크 스폿도 보이지 않은 것을 알 수 있었다. 한편, 비교예 1, 2 의 유기 전계 발광 소자는, 정공 블록층의 재료로서 비교 화합물 1, 2 를 사용한 것으로, 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 나쁘고, 다크 스폿의 발생이 인정되었다.
또, 실시예 5 에서 제작한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 472 ∼ 476 ㎚ 였다.
(실시예 6)
층 구성을 이하에 나타내는 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자를 제작하고, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시한 결과를 표 6 에 나타낸다.
제 1 층 : 2-TNATA 및 F4-TCNQ (질량비 99.7 : 0.3) : 막두께 120 ㎚
제 2 층 : NPD : 막두께 7 ㎚
제 3 층 : HT-3 : 막두께 3 ㎚
제 4 층 : H-3 및 BD-1 (질량비 85 : 15) : 막두께 30 ㎚
제 5 층 : 표 6 중에 기재한 HBL 재료 : 막두께 5 ㎚
제 6 층 : BAlq : 막두께 25 ㎚
상기 표 6 으로부터, 정공 블록층의 재료로서 화합물 3, 5 및 7 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 양호하고, 다크 스폿도 보이지 않은 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1, 2 의 유기 전계 발광 소자는, 정공 블록층의 재료로서 비교 화합물 1, 2 를 사용한 것으로, 고온 보관 후의 효율, 구동 내구성이 나쁘고, 다크 스폿의 발생이 인정되었다.
또, 실시예 6 에서 제작한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 455 ∼ 460 ㎚ 였다.
[화학식 59]
[화학식 60]
[화학식 61]
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
11 … 유기층
12 … 보호층
14 … 접착층
16 … 봉지 용기
20 … 발광 장치
30 … 광산란 부재
31 … 투명 기판
30A … 광 입사면
30B … 광 출사면
32 … 미립자
40 … 조명 장치
3 … 양극
4 … 정공 주입층
5 … 정공 수송층
6 … 발광층
7 … 정공 블록층
8 … 전자 수송층
9 … 음극
10 … 유기 전계 발광 소자
11 … 유기층
12 … 보호층
14 … 접착층
16 … 봉지 용기
20 … 발광 장치
30 … 광산란 부재
31 … 투명 기판
30A … 광 입사면
30B … 광 출사면
32 … 미립자
40 … 조명 장치
Claims (18)
- 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료:
일반식 (1) 에 있어서, X101 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타내고; R101 및 R102 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 추가로 치환되어 있어도 되고; n101 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고; n102 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고; 복수의 R101 및 R102 는 동일해도 되고 상이해도 되고; L101 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타내고; 단, R101, L101 및 R102 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 시클로알킬렌기, 실릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 또는 규소 원자 연결기를 함유하고; 단, L101 은 치환되거나 치환되지 않은 나프틸렌기가 아니고, R102 는 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기가 아니다. - 제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (2) 로 나타내어지는 전하 수송 재료:
일반식 (2) 에 있어서, X111 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타내고; R111, R112 및 R113 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 추가로 치환되어 있어도 되고; 단, R112 는 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기가 아니고; n111 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고; n112 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고; n113 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고; 복수의 R111, R112 및 R113 은 동일해도 되고 상이해도 되고; AA1 ∼ AA5 는 각각 독립적으로 CH (CH 의 수소 원자는 R113 으로 치환되어 있어도 된다) 또는 질소 원자를 나타내고; m111 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타내고; 단, R111, R112 및 R113 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기를 함유하고; n111, n112 및 n113 이 동시에 0 이 되는 경우는 없다. - 제 2 항에 있어서,
상기 일반식 (2) 에 있어서의 m111 이 1 ∼ 5 인 전하 수송 재료. - 제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (3) 으로 나타내어지는 전하 수송 재료:
일반식 (3) 에 있어서, X121 은 황 원자 또는 산소 원자를 나타내고; R121, R122 및 R123 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 불소 원자 또는 실릴기를 나타내며, 또한 이들 기로 추가로 치환되어 있어도 되고; 단, R122 는 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기가 아니고; n121 은 0 ∼ 11 의 정수를 나타내고; n122 는 0 ∼ 7 의 정수를 나타내고; n123 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고; 복수의 R121, R122 및 R123 은 동일해도 되고 상이해도 되고; m121 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타내고; 단, R121, R122, R123 중 어느 것은, 불소 원자, 플루오로알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 알킬실릴기 또는 아릴실릴기를 함유하고; n121, n122 및 n123 이 동시에 0 이 되는 경우는 없다. - 제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 에 있어서의 n101 이 0 인 전하 수송 재료. - 제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 에 있어서의 n102 가 0 ∼ 2 의 정수인 전하 수송 재료. - 제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 디벤조티오펜 골격 및 디벤조푸란 골격 중의 산소 원자 및 황 원자를 제외하고, 탄소 원자 및 수소 원자만으로 이루어지는 전하 수송 재료. - 제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 시클로알킬기를 함유하는 전하 수송 재료. - 제 1 항에 있어서,
일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 분자량이 1200 이하인 전하 수송 재료. - 기판과,
상기 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 한 쌍의 전극과,
상기 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고,
상기 유기층이, 인광 발광 재료와 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는 유기 전계 발광 소자. - 제 10 항에 있어서,
상기 인광 발광 재료가 하기 일반식 (E-1) 로 나타내어지는 유기 전계 발광 소자:
일반식 (E-1) 중, Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타내고; A1 은 Z1 과 질소 원자와 함께 5 또는 6 원자의 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타내고; B1 은 Z2 와 탄소 원자와 함께 5 또는 6 원자 고리를 형성하는 원자군을 나타내고; (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타내고; nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. - 제 11 항에 있어서,
상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 인광 발광 재료가 하기 일반식 (E-2) 로 나타내어지는 유기 전계 발광 소자:
일반식 (E-2) 중, AE1 ∼ AE8 은 각각 독립적으로, 질소 원자, 또는, RE 로 치환된 탄소 원자를 나타내고; RE 는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고; (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타내고; nE2 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. - 제 11 항에 있어서,
상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 인광 발광 재료의 극대 발광 파장이 500 ㎚ ∼ 700 ㎚ 인 유기 전계 발광 소자. - 제 10 항에 있어서,
상기 유기층이, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고,
상기 발광층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자. - 제 10 항에 있어서,
상기 유기층이, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고,
상기 그 밖의 유기층이, 상기 발광층과 상기 음극 사이에 배치된 홀 블록층을 포함하며, 또한 상기 홀 블록층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자. - 제 10 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 10 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제 10 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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