KR101913271B1 - 유기 전계 발광 소자, 그리고 그 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치 및 그 소자용 화합물 - Google Patents

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Abstract

기판과, 그 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이 인광 발광 재료와 하기 식으로 나타내는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자는, 내구성이 우수하고, 고온 보관시의 색도 차이가 작다 (X101 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, R101 ∼ R110 은 수소 원자 또는 치환기 (단, 알킬기와 시아노기를 제외한다) 를 나타내고, 복수의 R108 ∼ R110 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. L101 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다).

Description

유기 전계 발광 소자, 그리고 그 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치 및 그 소자용 화합물{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, LIGHT-EMITTING DEVICE USING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, DISPLAY DEVICE USING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, LIGHTING DEVICE USING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, AND COMPOUND FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
본 발명은 유기 전계 발광 소자, 그리고 그 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치 및 그 소자용 화합물에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자 (이하, 「소자」, 「유기 EL 소자」라고도 한다) 는, 저전압 구동으로 고휘도의 발광이 얻어지는 점에서 활발하게 연구 개발이 이루어지고 있다. 유기 전계 발광 소자는 1 쌍의 전극 사이에 유기층을 갖고, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 유기층에 있어서 재결합하여 생성된 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.
최근, 인광 발광 재료를 사용함으로써 유기 전계 발광 소자의 고효율화가 진행되고 있다. 그러나, 실용화시에 내구성 등의 관점에서 개선이 요구되고 있다. 추가적인 소자의 발광 효율의 향상 및 소자 내구성의 향상을 위해, 디벤조티오펜계 전하 수송 재료의 사용이 특허문헌 1 에 기재되어 있다. 또, 디벤조티오펜과 트리페닐렌을 페닐기로 연결한 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자가 특허문헌 2 에 기재되어 있다. 또, 디벤조티오펜을 페닐기로 연결한 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자가 특허문헌 3 및 4 에 기재되어 있다.
한편, 최근에는 유기 전계 발광 소자를 비롯한 각종 표시 장치류는 폭넓게 사용되어 오고 있으며, 다양한 환경하에서 안정적으로 장기간 동작할 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 자동차에 대한 차재 용도 등에서는 수명이 길 것 (이른바 내구성) 이 요구되고 있는 것에 더하여, 일중의 주행시 또는 주차시에 그 차내는 상당히 고온이 되는 점에서 고온 보관 후에도 특성이 변화하지 않을 것도 요구되고 있다. 또, 유기 전계 발광 소자는, 종래의 발광 장치와 동일한 정도 이상으로 구동시에 열을 발하는 점에서도, 이와 같은 고온 보관 후에 특성이 변화하지 않는 것이 중요시되고 있다.
국제 공개 WO2007/069569호 국제 공개 WO2009/021126호 국제 공개 WO2009/085344호 국제 공개 WO2009/073245호
이것에 대해 본 발명자들이 특허문헌 1 ∼ 4 에 기재된 유기 전계 발광 소자의 특성을 검토한 결과, 종래의 유기 전계 발광 소자에서는 내구성에 여전히 불만이 남는 것에 더하여, 고온에서 보관했을 때에 색도가 변화한다는 문제가 있는 것이 밝혀졌다.
그래서, 유기층에 사용되는 화합물을 변경한 결과, 어느 정도 내구성이나 고온 보관시의 색도 차이가 변화하는 것을 알 수 있었다. 그래서, 유기층에 사용되는 화합물에 대해 더욱 연구를 진행시킨 결과, 단순히 유기층에 사용되는 화합물의 분자량을 높여도 반드시 내구성이나 고온 보관시의 색도 차이가 양호해지는 것은 아닌 것을 알 수 있었다. 예를 들어, 특허문헌 2 에 기재된 compound 9S 는, 이 화합물보다 분자량과 유리 전이 온도가 작은 compound 2S 와 비교하여, 고온 보관시의 색도 차이가 양호해지지만, 내구성은 떨어지는 것을 알 수 있었다. 즉, 유기층에 사용되는 화합물을 변경함으로써 내구성과 고온 보관시의 색도 차이를 함께 개선하는 것은 곤란하다는 것을 알 수 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 내구성이 우수하고, 고온 보관시의 색도 차이가 작은 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 디벤조티오펜 구조 또는 디벤조푸란 구조와, p-터페닐렌 구조를 함유하는 화합물을 사용함으로써, 내구성이 우수하고, 고온 보관시의 색도 차이가 작은 유기 전계 발광 소자가 제공되는 것을 알아내었다.
즉, 본 발명은 하기의 수단에 의해 달성할 수 있다.
[1] 기판과, 그 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이 인광 발광 재료와 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
일반식 (1)
[화학식 1]
Figure 112013086469382-pct00001
(일반식 (1) 중, X101 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, R101 ∼ R110 은 수소 원자 또는 치환기 (단, 알킬기와 시아노기를 제외한다) 를 나타내고, 복수의 R108 ∼ R110 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. L101 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다.)
[2] 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 분자량이 550 이상인 것을 특징으로 하는 [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[3] 상기 일반식 (1) 에 있어서의 적어도 1 개의 R110 이 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[4] 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (2) 또는 (3) 으로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
일반식 (2)
[화학식 2]
Figure 112013086469382-pct00002
(일반식 (2) 중, X201 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R201 ∼ R212 는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R208 및 R209 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. L201 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타내고, p-터페닐렌기는 아니다. A201 및 A202 의 일방은 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기를 나타내고, 다른 일방은 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.)
일반식 (3)
[화학식 3]
Figure 112013086469382-pct00003
(일반식 (3) 중, X301 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R301 ∼ R315 는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R308 ∼ R312 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. L301 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. A301 및 A302 의 일방은 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기를 나타내고, 다른 일방은 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.)
[5] 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R108 및 R109 가 모두 수소 원자인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[6] 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 유리 전이 온도가 100 ℃ 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[7] 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (4) ∼ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물인 [1] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 4]
Figure 112013086469382-pct00004
(일반식 (4) 중, X401 및 X402 는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R401 ∼ R417 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R408 ∼ R410 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. n401 은 0 또는 1 을 나타낸다.)
[화학식 5]
Figure 112013086469382-pct00005
(일반식 (5) 중, X501 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R501 ∼ R513 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R508 ∼ R513 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. n501 은 0 또는 1 을 나타낸다.)
[화학식 6]
Figure 112013086469382-pct00006
(일반식 (6) 중, X601 및 X602 는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R601 ∼ R621 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R608 ∼ R613 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)
[화학식 7]
Figure 112013086469382-pct00007
(일반식 (7) 중, X701 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R701 ∼ R716 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R708 ∼ R716 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)
[8] 상기 인광 발광 재료가 하기 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [7] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 8]
Figure 112013086469382-pct00008
(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 모노 아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.)
[9] 상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물이 하기 일반식 (E-2) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 [8] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 9]
Figure 112013086469382-pct00009
(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 모노 아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE2 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.)
[10] 상기 유기층이 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고, 상기 발광층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [9] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[11] 상기 유기층이 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고, 그 그 밖의 유기층이 상기 발광층과 상기 음극 사이에 배치되고, 상기 발광층에 인접하며, 또한 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[12] 상기 1 쌍의 전극 사이에 상기 음극에 인접하는 전자 수송층을 갖고, 또한 그 전자 수송층의 상기 음극의 반대측에 인접하는 정공 블록층을 임의로 갖고, 상기 전자 수송층 또는 상기 정공 블록층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[13] 상기 1 쌍의 전극 사이에 배치된 유기층이 적어도 1 층의 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 조성물의 증착에 의해 형성된 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [12] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[14] 발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [13] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[15] [1] ∼ [14] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치, 조명 장치 또는 표시 장치.
[16] 하기 일반식 (8) ∼ (11) 중 어느 것으로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
[화학식 10]
Figure 112013086469382-pct00010
(일반식 (8) ∼ (11) 중, X801 ∼ X806 은 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, R801 ∼ R806 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 6 ∼ 13 의 아릴기를 나타낸다. A11 ∼ A13 은 각각 독립적으로 CH 또는 질소 원자를 나타내고, 적어도 1 개는 질소 원자이다.)
본 발명에 의하면, 내구성이 우수하고, 고온 보관시의 색도 차이가 작은 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 전하 수송 재료나 발광층의 호스트 재료 등으로서 유기 전계 발광 소자에 유용한 화합물을 제공할 수 있고, 또한 그 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치를 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 4 는 본 발명의 화합물 1B-2 의 1H-NMR 스펙트럼도이다.
도 5 는 본 발명의 화합물 1B-3 의 1H-NMR 스펙트럼도이다.
도 6 은 본 발명의 화합물 1B-4 의 1H-NMR 스펙트럼도이다.
도 7 은 본 발명의 화합물 1B-17 의 1H-NMR 스펙트럼도이다.
도 8 은 본 발명의 화합물 1D-1 의 1H-NMR 스펙트럼도이다.
도 9 는 본 발명의 화합물 1D-3 의 1H-NMR 스펙트럼도이다.
이하에 있어서, 본 발명의 내용에 대해 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시양태에 기초하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그러한 실시양태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본원 명세서에 있어서 「∼」 란 그 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로 하여 포함하는 의미로 사용된다.
[유기 전계 발광 소자]
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판과, 그 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이 인광 발광 재료와 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
일반식 (1)
[화학식 11]
Figure 112013086469382-pct00011
(일반식 (1) 중, X101 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, R101 ∼ R110 은 수소 원자 또는 치환기 (단, 알킬기와 시아노기를 제외한다) 를 나타내고, 복수의 R108 ∼ R110 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. L101 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다.).
유기 전계 발광 소자에서는, 음극으로부터 전자가 주입되고, 양극으로부터 정공이 주입되며, 이들이 유기 분자 상을 이동하면서 유기층 (기능상, 발광층이라고 불리는 경우가 있다) 에서 이들이 재결합한다. 그 때에 생기는 여기 에너지를 이용하여 발광 재료가 발광하고 있다. 그래서, 유기 전계 발광 소자의 수명 (내구성) 을 생각했을 경우, 재료의 안정성이 중요하다. 특히, 재료 상을 전하 (전자 또는 정공) 가 이동하기 때문에, 재료의 전하에 대한 안정성 (= 라디칼 상태에서의 안정성) 이 매우 중요하다. 어떠한 이론에 구애되는 것도 아니지만, 본 발명에서는 p-터페닐 구조를 도입한 화합물을 사용함으로써, 라디칼 상태에서의 스핀 밀도 분포를 다른 페닐기나 비페닐기보다 더욱 넓게 비국재화할 수 있는 것을 알아내었다. 여기서, 스핀 밀도 분포가 확산될수록 라디칼종 (種) 은 열역학적으로 안정화된다. 이 때문에, p-터페닐 구조를 구비한 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란 유도체는 라디칼 상태에서의 높은 안정성을 확보할 수 있다고 생각된다. 그 결과, 유기 전계 발광 소자의 내구성을 현격히 향상시킬 수 있었다고 생각된다. 또한, p-터페닐 구조를 도입한 화합물은, 가동성 부위가 예를 들어 m-터페닐 구조의 경우에 비해 적어, 고온시에 유기층의 막질 변화를 방지할 수 있기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 고온 보관 후의 색도 차이도 작게 할 수 있었다고 생각된다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구성은 특별히 제한되지 않는다. 도 1 에 본 발명의 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)) 사이에 유기층을 갖는다.
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.
이하, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 바람직한 양태에 대해, 기판, 전극, 유기층, 보호층, 봉지 (封止) 용기, 구동 방법, 발광 파장, 용도의 순서로 상세하게 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 1 쌍의 전극을 갖는다.
발광 소자의 성질상, 1 쌍의 전극인 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은 투명 혹은 반투명인 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 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 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 발광 소자의 용도, 목적에 따라, 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 없고, 유기 전계 발광 소자의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 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 대해서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 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 대해 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, 저비용이고 또한 고효율인 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 층 사이가 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 화합물로서 사용되는 것이 바람직하다.
또, 상기 1 쌍의 전극 사이에 상기 음극에 인접하는 전자 수송층을 갖고, 또한 그 전자 수송층의 상기 음극의 반대측에 인접하는 정공 블록층을 임의로 갖고, 상기 전자 수송층 또는 상기 정공 블록층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것도 바람직하다.
이들 유기층은 각각 복수층 형성해도 되고, 복수층 형성하는 경우에는, 동일한 재료로 형성해도 되고, 층마다 상이한 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 1 쌍의 전극 사이에 배치된 유기층이 적어도 1 층의 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 조성물의 증착에 의해 형성된 층을 포함하는 것이 바람직하다.
(발광층)
상기 발광층은, 전계 인가시에 양극, 정공 주입층 또는 정공 수송층으로부터 정공을 수취하고, 음극, 전자 주입층 또는 전자 수송층으로부터 전자를 수취하여, 정공과 전자의 재결합의 장소를 제공하여 발광시키는 기능을 갖는 층이다. 단, 본 발명에 있어서의 상기 발광층은, 이와 같은 메커니즘에 의한 발광에 반드시 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층은, 적어도 1 종의 상기 인광 발광 재료를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 상기 발광층은, 상기 인광 발광 재료만으로 구성되어 있어도 되고, 호스트 재료와 상기 인광 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 상기 인광 발광 재료의 종류는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. 상기 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 상기 호스트 재료는 1 종이어도 되고 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 않고, 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.
발광층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 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 화합물이며, 또 그 자체는 실질적으로 발광하지 않는 화합물이다. 여기서 「실질적으로 발광하지 않는」이란, 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 일반식 (1) 로 나타내는 화합물, 상기 인광 발광 재료, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 이외의 그 밖의 호스트 재료에 대해 순서대로 설명한다. 또한, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서 상기 발광층 이외에 사용되어도 된다.
(1) 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물
이하, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.
일반식 (1)
[화학식 12]
Figure 112013086469382-pct00012
(일반식 (1) 중, X101 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, R101 ∼ R110 은 수소 원자 또는 치환기 (단, 알킬기와 시아노기를 제외한다) 를 나타내고, 복수의 R108 ∼ R110 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. L101 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다.)
또한, 본 발명에 있어서, 상기 일반식 (1) 의 설명에 있어서의 수소 원자는 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함하고, 또한 추가로 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.
상기 일반식 (1) 중, X101 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 반데르발스 반경이 큰 황 원자 쪽이 전자 이동도 향상의 관점에서 바람직하다.
상기 일반식 (1) 중, R101 ∼ R110 이 나타내는 치환기로는, 알킬기와 시아노기를 제외한 치환기이며, 각각 독립적으로 하기 치환기군 A 를 들 수 있고, 그 치환기는 추가로 치환기를 가져도 된다. 상기 추가적인 치환기로는, 상기 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
《치환기군 A》
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 ∼ 14 이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트릴 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), 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (헤테로아릴기도 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, 추가적인 치환기로는, 이상으로 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
상기 R101 ∼ R110 으로는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기가 바람직하다.
R101 ∼ R110 이 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 이고, 예를 들어 페닐기, 자일릴기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 트리페닐레닐기 등을 들 수 있다.
R101 ∼ R110 이 나타내는 헤테로아릴기는, 바람직하게는 고리 원자수 5 ∼ 30, 보다 바람직하게는 고리 원자수 5 ∼ 20, 특히 바람직하게는 고리 원자수 5 ∼ 15 이고, 예를 들어 피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 카르바졸릴기, 디벤조티오페닐기, 디벤조푸라닐기 등을 들 수 있다.
R101 ∼ R107 로서 보다 바람직하게는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 수소 원자 또는 페닐기인 것이 특히 바람직하고, 수소 원자가 더욱 바람직하다. 단, R101 ∼ R107 중 1 또는 복수가 페닐기인 양태도 바람직하고, 1 또는 2 가 페닐기인 것의 양태도 보다 바람직하다.
R108 및 R109 로는, 수소 원자, 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기 또는 헤테로아릴기가 바람직하고, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R108 및 R109 가 모두 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
R108 및 R109 가 추가적인 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 치환 또는 비치환의 아릴기 또는 헤테로아릴기가 바람직하고, 페닐기가 바람직하다.
상기 R110 으로는, 적어도 1 개의 R110 이 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기이고, 그 밖의 R110 이 수소 원자 또는 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기인 것이 바람직하다.
상기 R110 으로는, 적어도 1 개의 R110 이 축합 고리인 고리 원자수 12 ∼ 18 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 9 ∼ 13 의 헤테로아릴기 또는 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기 또는 고리 원자수 6 ∼ 13 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 18 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 6 ∼ 13 의 단고리의 헤테로아릴기이고, 그 밖의 R110 이 수소 원자인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 탄소수 6 ∼ 18 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 6 ∼ 13 의 단고리의 헤테로아릴기는, 탄소수 6 ∼ 10 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 6 ∼ 10 의 단고리의 헤테로아릴기인 것이 바람직하고, 그 탄소수 6 ∼ 10 의 단고리의 아릴기의 바람직한 수는 1 또는 2 이다.
상기 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 아릴기를 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 6 ∼ 13 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 20 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 20 의 단고리의 헤테로아릴기인 R110 의 치환기의 위치는, R110 이 치환하는 벤젠 고리의 p-터페닐렌 골격을 형성하는 치환기에 대해, 오르토 위치, 메타 위치, 파라 위치 중 어느 위치여도 되고, 그 중에서도 메타 위치 또는 파라 위치인 것이 그 R110 과 다른 치환기 사이의 광고리화 반응을 억제하는 관점 또는 소자 구동 전압 저감의 관점에서 바람직하다. 또, 유기 전계 발광 소자로부터의 발광색이 녹색 (발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚) 인 경우에는 발광 효율의 관점에서 메타 위치인 것이 보다 바람직하다.
L101 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. 상기 아릴렌기로는, 축합 고리 (예를 들어 나프틸기, 안트릴기 등) 여도 되지만, 유기 전계 발광 소자로부터의 발광색이 녹색 (발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚) 인 경우에는 발광 효율의 관점에서 축합 고리를 갖지 않는 아릴렌기인 것이 바람직하고, 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐렌기 또는 그 복수가 단결합에 의해 연결되어 형성된 구조를 갖고 있는 것이 보다 바람직하다. 상기 L101 이 나타내는 아릴렌기로는, 페닐렌기, 비페닐렌기, 터페닐렌기 등을 바람직하게 들 수 있다. 또, 이들의 연결 양식은 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 L101 은 단결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 터페닐렌기가 바람직하고, 단결합 또는 터페닐렌기 (그 중에서도 p-터페닐렌기 또는 m-터페닐렌기가 바람직하고, p-터페닐렌기가 보다 바람직하며, 비치환의 p-터페닐렌기가 특히 바람직하다) 가 보다 바람직하며, 단결합이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, p-터페닐렌, m-터페닐렌은 각각 아래의 구조를 나타낸다 (* 는 결합손 (結合手) 을 나타낸다).
[화학식 13]
Figure 112013086469382-pct00013
L201 은 비치환인 것이 바람직하지만, 경우에 따라 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다. L201 이 추가적인 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 상기 치환기군 A 를 들 수 있고, 치환 또는 비치환의 아릴기 (페닐기, 또는 비페닐기) 가 바람직하고, 페닐기가 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (2) 또는 (3) 으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (2)
[화학식 14]
Figure 112013086469382-pct00014
일반식 (2) 중, X201 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R201 ∼ R212 는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R208 및 R209 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. L201 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타내고, p-터페닐렌기는 아니다. A201 및 A202 의 일방은 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기를 나타내고, 다른 일방은 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 X201 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R201 ∼ R209 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 ∼ R109 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R210 ∼ R212 는, 수소 원자 또는 탄소수 6 ∼ 20 의 아릴기인 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 A201 및 A202 의 일방이 나타내는 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기의 바람직한 범위는, 디벤조티오페닐기, 디벤조푸라닐기, 트리페닐레닐기, 카르바졸릴기, 이들 치환기를 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 13 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기이다. 그 중에서도, 디벤조티오페닐기, 디벤조푸라닐기, 트리페닐레닐기 또는 이들 치환기를 갖는 페닐렌기인 것이 보다 바람직하며, 디벤조티오페닐기, 디벤조푸라닐기 또는 트리페닐레닐기인 것이 특히 바람직하고, 디벤조티오페닐기 또는 트리페닐레닐기가 보다 특히 바람직하고, 트리페닐레닐기가 더욱 바람직하다. 또, 이들 축합 고리는 상기 골격을 기본 골격으로 하여, 추가로 치환기끼리를 축환 (縮環) 해도 된다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 A201 및 A202 의 다른 일방은, 수소 원자 또는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기인 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 L201 은, 단결합 또는 아릴렌기를 나타내고, p-터페닐렌기는 아니다.
상기 L201 이 나타내는 아릴렌기는, 축합 고리 (예를 들어 나프틸기, 안트릴기 등) 여도 되지만, 유기 전계 발광 소자로부터의 발광색이 녹색 (발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚) 인 경우에는, 발광 효율의 관점에서 축합 고리를 갖지 않은 아릴렌기인 것이 바람직하고, 페닐렌기, 비페닐렌기, m-터페닐렌기인 것이 보다 바람직하며, 1,3-페닐렌기 또는 3,5'-비페닐렌기인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 L201 은 단결합인 것이 바람직하다.
일반식 (3)
[화학식 15]
Figure 112013086469382-pct00015
일반식 (3) 중, X301 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R301 ∼ R315 는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R308 ∼ R312 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. L301 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. A301 및 A302 의 일방은 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 20 의 단고리의 헤테로아릴기를 나타내고, 다른 일방은 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 X301 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 R301 ∼ R312 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 ∼ R109 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 R313 ∼ R315 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 R210 ∼ R212 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 A301 및 A302 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 A201 및 A202 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 L301 이 나타내는 아릴렌기는, 축합 고리 (예를 들어 나프틸기, 안트릴기 등) 여도 되지만, 유기 전계 발광 소자로부터의 발광색이 녹색 (발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚) 인 경우에는, 발광 효율의 관점에서 축합 고리를 갖지 않은 아릴렌기인 것이 바람직하고, 페닐렌기, 비페닐렌기, m-터페닐렌기인 것이 보다 바람직하며, 1,3-페닐렌기 또는 3,5'-비페닐렌기인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 L301 은 단결합인 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (4) ∼ (7) 및 후술하는 일반식 (11) 중 어느 것으로 나타내는 화합물인 것이 특히 바람직하고, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (4) ∼ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물인 것이 보다 특히 바람직하다.
[화학식 16]
Figure 112013086469382-pct00016
일반식 (4) 중, X401 및 X402 는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R401 ∼ R417 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R408 ∼ R410 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. n401 은 0 또는 1 을 나타낸다.
상기 일반식 (4) 에 있어서의 X401 및 X402 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (4) 에 있어서의 R401 ∼ R407 및 R411 ∼ R417 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 ∼ R107 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (4) 에 있어서의 R408 ∼ R410 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R108 및 R109 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (4) 에 있어서의 n401 은 0 인 것이 바람직하다.
[화학식 17]
Figure 112013086469382-pct00017
일반식 (5) 중, X501 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R501 ∼ R513 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R508 ∼ R513 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. n501 은 0 또는 1 을 나타낸다.
상기 일반식 (5) 에 있어서의 X501 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (5) 에 있어서의 R501 ∼ R507 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 ∼ R107 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (5) 에 있어서의 R508 ∼ R510 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R108 및 R109 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (5) 에 있어서의 R511 ∼ R513 은, 수소 원자, 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기인 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (5) 에 있어서의 n501 은 0 인 것이 바람직하다.
[화학식 18]
Figure 112013086469382-pct00018
일반식 (6) 중, X601 및 X602 는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R601 ∼ R621 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R608 ∼ R613 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (6) 에 있어서의 X601 및 X602 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (6) 에 있어서의 R601 ∼ R607 및 R614 ∼ R620 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 ∼ R107 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (6) 에 있어서의 R608 ∼ R613 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R108 및 R109 의 바람직한 범위와 동일하다.
[화학식 19]
Figure 112013086469382-pct00019
일반식 (7) 중, X701 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R701 ∼ R716 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R708 ∼ R716 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (7) 에 있어서의 X701 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (7) 에 있어서의 R701 ∼ R707 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R101 ∼ R107 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (7) 에 있어서의 R708 ∼ R713 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R108 및 R109 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (7) 에 있어서의 R714 ∼ R716 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (5) 에 있어서의 R511 ∼ R513 의 바람직한 범위와 동일하다.
《본 발명의 화합물 -상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 특히 바람직한 양태-》
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 중에서도, 본 발명에서는 하기 일반식 (8) ∼ (11) 중 어느 것으로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물이 특히 바람직하다. 하기 일반식 (8) ∼ (11) 중 어느 것으로 나타내는 본 발명의 화합물은, 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.
[화학식 20]
Figure 112013086469382-pct00020
일반식 (8) ∼ (11) 중, X801 ∼ X806 은 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, R801 ∼ R806 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 6 ∼ 13 의 아릴기를 나타낸다. A11 ∼ A13 은 각각 독립적으로 CH 또는 질소 원자를 나타내고, 적어도 1 개는 질소 원자이다.
상기 일반식 (8) ∼ (11) 중, X801 ∼ X806 의 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 X101 의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (8) ∼ (11) 중, R801 ∼ R806 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 페닐기인 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (11) 중, A11 ∼ A13 은 각각 독립적으로 CH 또는 질소 원자를 나타내고, 적어도 1 개는 질소 원자이다. A11 ∼ A13 에 함유되는 질소 원자가 1 개인 경우, A11 또는 A12 가 질소 원자인 것이 바람직하다. A11 ∼ A13 에 함유되는 질소 원자가 2 개인 경우, A12 및 A13 이 질소 원자인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (11) 로 나타내는 화합물은, A11 ∼ A13 에 함유되는 질소 원자가 1 개이고 A11 또는 A12 가 질소 원자이거나, A11 ∼ A13 에 함유되는 질소 원자가 2 개이고 A12 및 A13 이 질소 원자이거나, A11 ∼ A13 이 모두 질소 원자인 것이 보다 바람직하다. 또한 그 중에서도, A11 ∼ A13 에 함유되는 질소 원자가 1 개이고 A12 가 질소 원자인 화합물과, A11 ∼ A13 에 함유되는 질소 원자가 2 개이고 A12 및 A13 이 질소 원자인 화합물이 특히 바람직하다.
또한, 상기 일반식 (11) 로 나타내는 화합물은, LUMO 를 깊게 할 수 있는 「함질소 헤테로 고리」를 갖고 있어, 소자 전압을 저감시키는 관점에서는 바람직하다. 또, 고온 보관시의 색도 차이가 작은 관점에서도 바람직하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 분자량은 통상적으로 400 이상 1500 이하이고, 450 이상 1200 이하인 것이 바람직하고, 500 이상 1100 이하인 것이 보다 바람직하며, 550 이상 1000 이하인 것이 더욱 바람직하다. 분자량이 450 이상이면, 양질인 아모르퍼스 박막 형성에 유리하고, 분자량이 1200 이하이면, 용해성이나 승화성이 향상되어 화합물의 순도 향상에 유리하다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 분자량이 550 이상인 것이 고온 보관시의 색도 차이를 작게 하는 관점에서 바람직하다. 한편, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 조성물을 증착에 의해 적층하는 관점에서는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 분자량이 1200 이하인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층의 호스트 재료나 발광층에 인접하는 층의 전하 수송 재료로서 사용하는 경우, 발광 재료보다 박막 상태에서의 에너지 갭 (본 발명의 유기 전계 발광 소자와 같이 발광 재료가 인광 발광 재료인 경우에는, 박막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T1) 에너지) 이 크면, 발광이 퀀치되어 버리는 것을 방지하여 효율 향상에 유리하다. 한편, 화합물의 화학적 안정성의 관점에서는, 에너지 갭 및 T1 에너지는 지나치게 크지 않은 편이 바람직하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는, 1.77 eV (40 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (81 ㎉/㏖) 이하인 것이 바람직하고, 2.39 eV (55 ㎉/㏖) 이상 3.25 eV (75 ㎉/㏖) 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 후술하는 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 T1 에너지가 높은 것이 발광 효율의 관점에서 바람직하다. 특히 유기 전계 발광 소자로부터의 발광색이 녹색 (발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚) 인 경우에는 발광 효율의 관점에서, T1 에너지는 2.39 eV (55 ㎉/㏖) 이상 2.82 eV (65 ㎉/㏖) 이하인 것이 더욱 바람직하다.
T1 에너지는, 재료의 박막의 인광 발광 스펙트럼을 측정하여, 그 단파장단 (端) 으로부터 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 상승 파장을 에너지 단위로 환산함으로써 T1 에너지를 구할 수 있다.
유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동 중의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점이나, 고온 보관시의 색도 차이를 작게 하는 관점에서, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 유리 전이 온도가 100 ℃ 이상인 화합물인 것이 바람직하다. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 100 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 특히 바람직하고, 140 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 순도가 낮으면, 불순물이 전하 수송의 트랩으로서 작용하거나, 소자의 열화를 촉진시키기 때문에, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 순도는 높을수록 바람직하다. 순도는 예를 들어 고속 액체 크로마토그래피 (HPLC) 에 의해 측정할 수 있으며, 254 ㎚ 의 광 흡수 강도로 검출했을 때의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 면적비는, 바람직하게는 95.0 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 97.0 ％ 이상이며, 특히 바람직하게는 99.0 ％ 이상이고, 가장 바람직하게는 99.9 ％ 이상이다. 이와 같은 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 순도를 높이는 방법으로는, 예를 들어 승화 정제 등을 들 수 있다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 열거하지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 21]
Figure 112013086469382-pct00021
[화학식 22]
Figure 112013086469382-pct00022
[화학식 23]
Figure 112013086469382-pct00023
[화학식 24]
Figure 112013086469382-pct00024
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은, 예를 들어 대응하는 보론산 또는 보론산에스테르 또는 보론산에스테르염 등과 대응하는 할로겐 화합물 또는 트리플레이트 화합물 사이에서 금속 촉매 (예를 들어 Pd 나 Ni 등) 와 배위자 (트리페닐포스핀이나 Buchwald 의 배위자 등) 를 사용한 커플링 반응 (예를 들어 스즈키-미야우라 커플링) 에 의해 합성할 수 있다. 예를 들어, 전술한 특허문헌 1 에 기재된 방법에 의해 합성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 그 용도가 한정되지 않고, 유기층 내의 어느 층에 함유되어도 된다. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 도입층으로는, 상기 발광층, 상기 발광층과 음극 사이의 층 (특히, 발광층에 인접하는 층), 상기 발광층과 양극 사이의 층 중 어느 층에 함유되는 것이 바람직하고, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 정공 블록층, 전자 블록층 중 어느 층, 혹은 복수에 함유되는 것이 보다 바람직하며, 발광층, 전자 수송층, 정공 블록층 중 어느 층에 함유되는 것이 더욱 바람직하고, 발광층, 또는 전자 수송층에 함유되는 것이 특히 바람직하다. 또, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 상기의 복수 층에서 사용해도 된다. 예를 들어, 발광층과 전자 수송층 양방에 사용해도 된다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층 중에 함유시키는 경우, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 상기 발광층의 전체 질량에 대하여 0.1 ∼ 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 97 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하며, 10 ∼ 96 질량％ 함유시키는 것이 더욱 바람직하다. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층에 추가로 함유시키는 경우에는, 그 발광층 이외의 층의 전체 질량에 대하여 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
(인광 발광 재료)
본 발명에서는 상기 발광층에 적어도 1 종의 인광 발광 재료를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 인광 발광 재료에 더하여, 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 있고, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료로는, 예를 들어, US6303238 B1, US6097147, WO00/57676, WO00/70655, WO01/08230, WO01/39234 A2, WO01/41512 A1, WO02/02714 A2, WO02/15645 A1, WO02/44189 A1, WO05/19373 A2, 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 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 1 개의 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.
이들 인광 발광성 금속 착물 화합물은, 발광층에 있어서 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물과 함께 함유되는 것이 바람직하다.
상기 발광층에 함유되는 인광 발광 재료로는, 이하에 나타내는 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물을 사용하는 것이 바람직하다. 이하, 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물에 대해 설명한다.
[화학식 25]
Figure 112013086469382-pct00025
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 모노 아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다.
nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2 또는 3 이다. nE1 이 2 또는 3 일 때, 복수 있는 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
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 고리이며, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리이고, 가장 바람직하게는 피리딘 고리이다.
상기 A1, Z1 및 질소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로는 상기 치환기군 A 를 적용할 수 있다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해서 적절히 선택되지만, 단파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 불소 원자, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 불소 원자, 아릴기, 헤테로아릴기 등이 선택된다. 또, 장파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 시아노기, 퍼플루오로알킬기 등이 선택되는 것이 바람직하다. 분자간 상호 작용을 조정할 목적에서는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 등이 선택되는 것이 바람직하다.
탄소 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 불소 원자이다.
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 갖고 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 고리이며, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리이다.
상기 B1, Z2 및 탄소 원자로 형성되는 5 또는 6 원자 고리는 치환기를 갖고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 상기 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 B》
알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트릴 등을 들 수 있다), 시아노기, 헤테로 고리기 (헤테로아릴기도 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 등) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는 이상에 설명한 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
상기 탄소 상의 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해 적절히 선택되지만, 장파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 아릴기, 헤테로아릴기 등이 선택된다. 또, 단파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 불소 원자, 시아노기, 퍼플루오로알킬기 등이 선택된다. 분자간 상호 작용을 조정할 목적에서는, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 등이 선택되는 것이 바람직하다.
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 갖고 있어도 되고, 치환기로는 전술한 탄소 원자 상의 치환기, 질소 원자 상의 치환기를 들 수 있다.
또, 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 전술과 동일한 축합 고리를 형성하고 있어도 된다.
(X-Y) 는 2 좌의 모노 아니온성 배위자를 나타낸다. 2 좌의 모노 아니온성 배위자의 예로는, Lamansky 들의 국제 공개 제02/15645호의 89 ∼ 90 페이지에 기재되어 있다.
(X-Y) 로 나타내는 2 좌의 모노 아니온성 배위자로서 바람직하게는, 하기 일반식 (L-1) 로 나타내는 2 좌의 모노 아니온 배위자이다.
[화학식 26]
Figure 112013086469382-pct00026
일반식 (L-1) 중, RL1 및 RL2 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
RL3 은 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
RL1 ∼ RL3 으로 나타내는 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 하기 치환기 Z' 를 들 수 있고, 바람직한 치환기 Z' 로는, 페닐기, 헤테로아릴기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기이고, 페닐기, 불소 원자, 시아노기가 보다 바람직하다. RL1 ∼ RL3 으로 나타내는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이다.
《치환기 Z'》
알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, n-프로필, tert-부틸, 이소부틸, n-부틸, 네오펜틸, n-펜틸, n-헥실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 5 이고, 예를 들어 비닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20 이고, 예를 들어 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 테트라세닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐레닐기, 크리세닐기를 들 수 있다), 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 20 이고, 예를 들어 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 티오펜, 푸란, 옥사졸, 티아졸, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 옥사디아졸, 티아디아졸 등을 들 수 있다), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 5 이고, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, n-프로필옥시기, iso-프로필옥시기 등을 들 수 있다), 페녹시기, 할로겐 원자 (바람직하게는 불소 원자), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 20 이고, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리페닐실릴기 등을 들 수 있다), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 60, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 40 이고, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 디페닐아미노기 등을 들 수 있다), 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z' 는 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다. 복수의 치환기 Z' 가 서로 결합하여 형성하는 아릴 고리로는, 페닐 고리, 피리딘 고리 등을 들 수 있고, 페닐 고리가 바람직하다.
RL1 ∼ RL3 으로 나타내는 아릴기는 축환되어 있어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 전술한 치환기 Z' 를 들 수 있고, 치환기 Z' 로는 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. RL1 ∼ RL3 으로 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이다.
RL1 ∼ RL3 으로 나타내는 헤테로아릴기는 축환되어 있어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 전술한 치환기 Z' 를 들 수 있고, 치환기 Z' 로는 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. RL1 ∼ RL3 으로 나타내는 헤테로아릴기는, 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12 의 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 10 의 헤테로아릴기이다.
RL1 및 RL2 로서 바람직하게는 알킬기 또는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 페닐기이며, 특히 바람직하게는 알킬기이다.
RL1 및 RL2 로 나타내는 알킬기로서, 바람직하게는 총탄소 원자수 1 ∼ 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 총탄소 원자수 1 ∼ 5 의 알킬기이며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, iso-부틸기, t-부틸기, n-부틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, iso-부틸기, 또는 t-부틸기가 바람직하고, 메틸기가 특히 바람직하다.
RL3 으로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자 또는 알킬기이며, 특히 바람직하게는 수소 원자이다.
상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물의 바람직한 양태는, 하기 일반식 (E-2) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물 재료이다.
다음으로 일반식 (E-2) 에 대해 설명한다.
[화학식 27]
Figure 112013086469382-pct00027
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 모노 아니온성의 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 든 것을 적용할 수 있다.
AE1 ∼ AE4 로서 바람직하게는 C-RE 이고, 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 원자이며, 특히 바람직하게는 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 바람직하게는 수소 원자이다.
AE5 ∼ AE8 로서 바람직하게는 C-RE 이고, AE5 ∼ AE8 이 C-RE 인 경우에, RE 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 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 28]
Figure 112013086469382-pct00028
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 치환기 Z 를 갖고 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 치환기 Z 를 갖고 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 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 이들 중, RT1 과 RT7, 또는 RT5 와 RT6 으로 축환되어 벤젠 고리를 형성하는 경우가 바람직하고, RT5 와 RT6 으로 축환되어 벤젠 고리를 형성하는 경우가 특히 바람직하다.
Z 는 각각 독립적으로 할로겐 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.
(X-Y) 는 모노 아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE3 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
알킬기로는 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도 되며, 치환해도 되는 기로는 전술한 치환기 Z 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 있다.
시클로알킬기로는 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도 되며, 치환해도 되는 기로는 전술한 치환기 Z 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 이고, 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 이고, 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 비치환의 아릴기, 예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등을 들 수 있다.
RT1 ∼ RT7, 및 R' 로 나타내는 헤테로아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 8 의 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 5 또는 6 원자의 치환 혹은 비치환의 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. 치환기 Z 로는, 알킬기, 알콕시기, 플루오로기, 시아노기, 디알킬아미노기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.
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 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 형성되는 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴의 정의 및 바람직한 범위는 RT1 ∼ RT7, 및 R' 에서 정의한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와 동일하다.
또, A 가 CR' 를 나타냄과 함께, RT1 ∼ RT7, 및 R' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고, 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, RT1 ∼ RT7, 및 R' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기이고, 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 특히 바람직하다.
nE3 은 2 또는 3 인 것이 바람직하다. nE3 은 2 또는 3 일 때, 복수의 배위자는 동일해도 되고 상이해도 된다. 착물 중의 배위자의 종류는 1 ∼ 2 종류로 구성되는 것이 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 29]
Figure 112013086469382-pct00029
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, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2R, -C(O)R, -NR2, -NO2, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 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 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다.
Z 는 각각 독립적으로 할로겐 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.
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 모두 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, RT1 ∼ RT4, R', 및 R1' ∼ R5' 중, 0 ∼ 2 개가 알킬기이고, 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 30]
Figure 112013086469382-pct00030
[화학식 31]
Figure 112013086469382-pct00031
[화학식 32]
Figure 112013086469382-pct00032
상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은, 일본 공개특허공보 2009-99783호에 기재된 방법이나, 미국 특허 7279232호 등에 기재된 여러 가지 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.
상기 인광 발광 재료는 발광층에 함유되는 것이 바람직하지만, 그 용도가 한정되지 않고, 또한 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.
상기 발광층 중의 상기 인광 발광 재료는, 상기 발광층 중에 일반적으로 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대하여 0.1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 내구성, 외부 양자 효율의 관점에서 1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하며, 2 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 특히 바람직하다.
일반식 (1) ∼ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물과, 일반식 (E-1) ∼ (E-4) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 중에서 조합하여 사용하는 것이 본 발명에서는 특히 바람직하다.
(3) 그 밖의 호스트 재료
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 이외의 그 밖의 상기 발광층에 사용할 수 있는 호스트 재료로는, 예를 들어 이하의 구조를 부분 구조로 갖는 화합물을 들 수 있다.
방향족 탄화수소, 피롤, 인돌, 카르바졸, 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 칼콘, 스티릴안트라센, 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 갖고 있어도 된다) 등을 들 수 있다.
(그 밖의 층)
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층 이외의 그 밖의 층을 갖고 있어도 된다.
상기 유기층이 갖고 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, 양극측으로부터 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, 음극측으로부터 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 블록층을 들 수 있다.
구체적으로는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 바람직한 양태의 일례는 도 1 에 기재되는 양태이며, 상기 유기층으로서 양극측 (3) 으로부터 정공 주입층 (4), 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 정공 블록층 (7) 및 전자 수송층 (8) 이 이 순서대로 적층되어 있는 양태이다.
이하, 이들 본 발명의 유기 전계 발광 소자가 갖고 있어도 되는 상기 발광층 이외의 그 밖의 층에 대해 설명한다.
(A) 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층
먼저, (A) 상기 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 대해 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 함유시킴으로써, 정공 주입성이 향상되고, 구동 전압이 저하되며, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 수용성 도펀트란, 도프되는 재료로부터 전자를 인발하여 라디칼 카티온을 발생시키는 것이 가능한 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어떠한 것이어도 되지만, 예를 들어 테트라시아노퀴노디메탄 (TCNQ), 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄 (F4-TCNQ), 산화몰리브덴 등을 들 수 있다.
정공 주입층 중의 전자 수용성 도펀트는, 정공 주입층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대하여 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, 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 막 상태에서의 T1 에너지는, 발광층에서 생성되는 여기자의 에너지 이동을 방지하고, 발광 효율을 저하시키지 않기 위해, 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 바람직하다.
전자 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 예를 들어 전술한 정공 수송 재료로서 든 것을 적용할 수 있다.
전자 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
전자 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
(A-3) 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 특히 바람직하게 사용되는 재료
[일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물]
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 (A) 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 특히 바람직하게 사용되는 재료로서, 적어도 1 종의 하기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 발광층과 양극 사이의 발광층에 인접하는 유기층에 함유되는 것이 보다 바람직하지만, 그 용도가 한정되지 않고, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물의 도입층으로는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전하 블록층 중 어느 것, 혹은 복수에 함유할 수 있다.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물이 함유되는 발광층과 양극 사이의 발광층에 인접하는 유기층은, 전자 블록층 또는 정공 수송층인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 33]
Figure 112013086469382-pct00033
상기 일반식 (M-1) 중, Ar1 및 Ar2 는 각각 독립적으로 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노, 알킬아미노, 모르폴리노, 티오모르폴리노, N, O, 및 S 에서 선택되는 1 이상의 헤테로 원자를 함유하는 5 혹은 6 원자 헤테로시클로알킬 또는 시클로알킬을 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 또, Ar1 및 Ar2 는, 단결합, 알킬렌, 혹은 알케닐렌 (축합 고리의 유무를 불문한다) 에 의해 서로 결합하여 축합 5 ∼ 9 원자 고리를 형성해도 된다.
Ar3 은 P 가의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다.
Z 는 각각 독립적으로 할로겐 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.
p 는 1 ∼ 4 의 정수이고, p 가 2 이상일 때, Ar1 및 Ar2 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (M-2) 로 나타내는 경우이다.
[화학식 34]
Figure 112013086469382-pct00034
상기 일반식 (M-2) 중, RM1 은 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
RM2 ∼ RM23 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기, 실릴기, 시아노기, 니트로기, 또는 불소 원자를 나타낸다.
상기 일반식 (M-2) 중, RM1 은 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. RM1 로서 바람직하게는 아릴기, 또는 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 아릴기이다. RM1 의 아릴기가 치환기를 갖는 경우의 바람직한 치환기로는, 알킬기, 할로겐 원자, 시아노기, 아릴기, 알콕시기를 들 수 있고, 알킬기, 할로겐 원자, 시아노기, 또는 아릴기가 보다 바람직하며, 알킬기, 시아노기, 또는 아릴기가 더욱 바람직하다. RM1 의 아릴기는 바람직하게는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 페닐기이고, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 시아노기를 갖고 있어도 되는 페닐기이다.
RM2 ∼ RM23 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 24), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 18), 시아노기, 니트로기, 또는 불소 원자를 나타내고, 이들은 전술한 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다.
RM2, RM7, RM8, RM15, RM16 및 RM23 으로서 바람직하게는 수소 원자, 또는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기 혹은 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다.
RM4, RM5, RM11, RM12, RM19 및 RM20 으로서 바람직하게는 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기 혹은 아릴기, 또는 불소 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다.
RM3, RM6, RM9, RM14, RM17 및 RM22 로서 바람직하게는 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기 혹은 아릴기, 불소 원자, 또는 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 또는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다.
RM10, RM13, RM18 및 RM21 로서 바람직하게는 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 혹은 아미노기, 니트로기, 불소 원자, 또는 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기 혹은 아릴기, 니트로기, 불소 원자, 또는 시아노기이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 또는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기이다. 알킬기가 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 불소 원자가 바람직하고, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기의 탄소수는 바람직하게는 1 ∼ 6 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 4 이다.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (M-3) 으로 나타내는 경우이다.
[화학식 35]
Figure 112013086469382-pct00035
상기 일반식 (M-3) 중, RS1 ∼ RS5 는 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2R, -C(O)R, -NR2, -NO2, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. 복수의 RS1 ∼ RS5 가 존재할 때, 그것들은 서로 결합하여 고리를 형성해도 되고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다.
a 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, 복수의 RS1 이 존재할 때, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 되며, 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. b ∼ e 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타내고, 각각 복수의 RS2 ∼ RS5 가 존재할 때, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 되며, 임의의 2 개가 결합하여 고리를 형성해도 된다.
q 는 1 ∼ 5 의 정수이고, q 가 2 이상일 때 복수의 RS1 은 동일해도 되고 상이해도 되며, 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
알킬기로는 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도 되며, 치환해도 되는 기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있다. RS1 ∼ RS5 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 있다.
시클로알킬기로는 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도 되며, 치환해도 되는 기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있다. RS1 ∼ RS5 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.
RS1 ∼ RS5 로 나타내는 알케닐기로는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 1-프로페닐, 1-이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.
RS1 ∼ RS5 로 나타내는 알키닐기로는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 에티닐, 프로파르길, 1-프로피닐, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.
RS1 ∼ RS5 로 나타내는 퍼플루오로알킬기는, 전술한 알킬기의 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것을 들 수 있다.
RS1 ∼ RS5 로 나타내는 아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 6 내지 30 의 치환 혹은 비치환의 아릴기, 예를 들어 페닐기, 톨릴기, 비페닐기, 터페닐기 등을 들 수 있다.
RS1 ∼ RS5 로 나타내는 헤테로아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 8 의 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 5 또는 6 원자의 치환 혹은 비치환의 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, 피리도인돌릴기 등을 들 수 있다. 바람직한 예로는, 피리딜기, 피리미디닐기, 이미다졸릴기, 티에닐기이고, 보다 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기이다.
RS1 ∼ RS5 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. 치환기 Z 로는, 알킬기, 알콕시기, 플루오로기, 시아노기, 디알킬아미노기가 바람직하고, 수소 원자, 알킬기가 보다 바람직하다.
RS1 ∼ RS5 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 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 형성되는 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴의 정의 및 바람직한 범위는 RS1 ∼ RS5 에서 정의한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와 동일하다.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 정공 수송층 중에서 사용하는 경우에는, 상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 50 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 80 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하며, 95 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 특히 바람직하다.
또, 상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 복수의 유기층에 사용하는 경우에는 각각의 층에 있어서 상기의 범위에서 함유하는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 어느 유기층에 1 종류만을 함유하고 있어도 되고, 복수의 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 임의의 비율로 조합하여 함유하고 있어도 된다.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 정공 수송층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 3 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 그 정공 수송층은 발광층에 접하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T1) 에너지는 1.77 eV (40 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (81 ㎉/㏖) 이하인 것이 바람직하고, 2.39 eV (55 ㎉/㏖) 이상 3.25 eV (75 ㎉/㏖) 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 전술한 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물의 T1 에너지가 높은 것이 발광 효율의 관점에서 바람직하다. 특히, 유기 전계 발광 소자로부터의 발광색이 녹색 (발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚) 인 경우에는 발광 효율의 관점에서, T1 에너지는 2.39 eV (55 ㎉/㏖) 이상 2.82 eV (65 ㎉/㏖) 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (M-1) 을 구성하는 수소 원자는, 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.
상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 여러 가지 공지된 합성법을 조합하여 합성하는 것이 가능하다. 가장 일반적으로는, 카르바졸 화합물에 관해서는 아릴하이드라진과 시클로헥산 유도체의 축합체의 아자-코프 전위 반응 후, 탈수소 방향족화에 의한 합성 (L. F. Tieze, Th. Eicher 저, 타카노, 오가사와라 역, 정밀 유기 합성, 339 페이지 (난코도 간행)) 을 들 수 있다. 또, 얻어진 카르바졸 화합물과 할로겐화 아릴 화합물의 팔라듐 촉매를 사용하는 커플링 반응에 관해서는 테트라헤드론·레터스 39 권 617 페이지 (1998년), 테트라헤드론·레터스 39 권 2367 페이지 (1998년) 및 테트라헤드론·레터스 40 권 6393 페이지 (1999년) 등에 기재된 방법을 들 수 있다. 반응 온도, 반응 시간에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 상기 문헌에 기재된 조건을 적용할 수 있다.
상기 일반식 (M-1) 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 바람직하며, 800 이하인 것이 특히 바람직하다. 또, 증착 적성의 관점에서는, 분자량이 지나치게 작으면 증기압이 작아져, 기상으로부터 고상으로의 변화가 일어나지 않고, 유기층을 형성하는 것이 곤란해지므로, 250 이상이 바람직하고, 300 이상이 특히 바람직하다.
이하에 상기 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 36]
Figure 112013086469382-pct00036
[화학식 37]
Figure 112013086469382-pct00037
[화학식 38]
Figure 112013086469382-pct00038
[화학식 39]
Figure 112013086469382-pct00039
[화학식 40]
Figure 112013086469382-pct00040
(B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층
다음으로, 상기 (B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 대해 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, 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 낮춘다는 관점에서, 각각 500 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.
전자 수송층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 전자 주입층의 두께로는 0.1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 바람직하고, 0.2 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 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 복수층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
전자 주입층에는 전자 공여성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유시킴으로써, 전자 주입성이 향상되고, 구동 전압이 저하되며, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 공여성 도펀트란, 도프되는 재료에 전자를 부여하여 라디칼 아니온을 발생시킬 수 있는 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어떠한 것이어도 되지만, 예를 들어 테트라티아풀바렌 (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 대하여 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, 양극측으로부터 발광층으로 수송된 정공이 음극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 음극측에서 인접하는 유기층으로서 정공 블록층을 형성할 수 있다.
정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는, 발광층에서 생성되는 여기자의 에너지 이동을 방지하고, 발광 효율을 저하시키지 않기 위해, 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. 본 발명에 있어서, 정공 블록층은 실제로 정공을 블록하는 기능에 한정되지 않고, 발광층의 여기자를 전자 수송층에 확산시키지 않거나, 혹은 에너지 이동 소광 (消光) 을 블록하는 기능을 갖고 있어도 된다. 본 발명의 화합물은 정공 블록층으로서도 바람직하게 적용할 수 있다.
정공 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
정공 블록층은 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
(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, 방향족 탄화수소 화합물 (특히, 하기 일반식 (Tp-1)) 및 하기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
이하, 상기 방향족 탄화수소 화합물과, 상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.
[방향족 탄화수소 화합물]
상기 방향족 탄화수소 화합물은 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층에 함유되는 것이 보다 바람직하지만, 그 용도가 한정되지 않고, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 상기 방향족 탄화수소 화합물의 도입층으로는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것, 혹은 복수에 함유할 수 있다.
상기 방향족 탄화수소 화합물이 함유되는 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층은, 전하 블록층 또는 전자 수송층인 것이 바람직하고, 전자 수송층인 것이 보다 바람직하다.
상기 방향족 탄화수소 화합물은 합성 용이성의 관점에서, 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 방향족 탄화수소 화합물을 발광층 이외의 층에 함유시키는 경우에는, 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다. 방향족 탄화수소 화합물을 발광층에 함유시키는 경우에는, 발광층의 전체 질량에 대하여 0.1 ∼ 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하며, 10 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하다.
상기 방향족 탄화수소 화합물로는, 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ∼ 1200 의 범위에 있으며, 총탄소수 13 ∼ 22 의 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 총탄소수 13 ∼ 22 의 축합 다고리 골격으로는, 플루오렌, 안트라센, 페난트렌, 테트라센, 크리센, 펜타센, 피렌, 페릴렌, 트리페닐렌 중 어느 것인 것이 바람직하고, T1 의 관점에서 플루오렌, 트리페닐렌, 페난트렌이 보다 바람직하며, 화합물의 안정성, 전하 주입·수송성의 관점에서 트리페닐렌이 더욱 바람직하고, 하기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 화합물인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은, 분자량이 400 ∼ 1200 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 400 ∼ 1000 이며, 더욱 바람직하게는 400 ∼ 800 이다. 분자량이 400 이상이면, 양질인 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 분자량이 1200 이하이면, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정 (適正) 의 면에서 바람직하다.
상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은 그 용도가 한정되지 않고, 발광층에 인접하는 유기층뿐만 아니라 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.
[화학식 41]
Figure 112013086469382-pct00041
상기 일반식 (Tp-1) 에 있어서, R12 ∼ R23 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기를 나타낸다. 단, R12 ∼ R23 이 모두 수소 원자가 되는 경우는 없다.
R12 ∼ R23 이 나타내는 알킬기로는 치환기 혹은 비치환의, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 시클로헥실기이고, 보다 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 또는 tert-부틸기이다.
R12 ∼ R23 으로서 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기 (이들은 또한 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 된다) 로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기인 것이 더욱 바람직하다.
페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기 (이들은 또한 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 된다) 로 치환되어 있어도 되는 벤젠 고리인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (Tp-1) 에 있어서의 아릴 고리의 총수는 2 ∼ 8 개인 것이 바람직하고, 3 ∼ 5 개인 것이 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 양질인 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있어, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 양호해진다.
R12 ∼ R23 은 각각 독립적으로 총탄소수가 20 ∼ 50 인 것이 바람직하고, 총탄소수가 20 ∼ 36 인 것이 보다 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 양질인 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있어, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 양호해진다.
상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은, 하기 일반식 (Tp-2) 로 나타내는 탄화수소 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 42]
Figure 112013086469382-pct00042
일반식 (Tp-2) 중, 복수의 Ar1 은 동일하고, 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기를 나타낸다.
Ar1 이 나타내는 알킬기 및 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로는, R12 ∼ R23 에서 든 것과 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다.
상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은, 하기 일반식 (Tp-3) 으로 나타내는 탄화수소 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 43]
Figure 112013086469382-pct00043
일반식 (Tp-3) 중, L 은 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 n 가의 연결기를 나타낸다. n 은 1 ∼ 6 의 정수를 나타낸다.
L 이 나타내는 n 가의 연결기를 형성하는 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로는, R12 ∼ R23 에서 든 것과 동일한 의미이다.
L 로서 바람직하게는, 알킬기 또는 벤젠 고리로 치환되어 있어도 되는 벤젠 고리, 플루오렌 고리, 또는 이들을 조합하여 이루어지는 n 가의 연결기이다.
이하에 L 의 바람직한 구체예를 들지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구체예 중 * 에서 트리페닐렌 고리와 결합한다.
[화학식 44]
Figure 112013086469382-pct00044
n 은 1 ∼ 5 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 4 인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 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 재료의 경우에는, 박막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T1) 에너지) 이 크면, 발광이 퀀치되어 버리는 것을 방지하여 효율 향상에 유리하다. 한편, 화합물의 화학적 안정성의 관점에서는, 에너지 갭 및 T1 에너지는 지나치게 크지 않은 편이 바람직하다. 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는, 1.77 eV (40 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (81 ㎉/㏖) 이하인 것이 바람직하고, 2.39 eV (55 ㎉/㏖) 이상 3.25 eV (75 ㎉/㏖) 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 전술한 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 화합물의 T1 에너지가 높은 것이 발광 효율의 관점에서 바람직하다. 특히 유기 전계 발광 소자로부터의 발광색이 녹색 (발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚) 인 경우에는, 발광 효율의 관점에서, T1 에너지는 2.39 eV (55 ㎉/㏖) 이상 2.82 eV (65 ㎉/㏖) 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물의 T1 에너지는, 전술한 일반식 (1) 의 설명에 있어서의 방법과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다.
유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동 중의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점에서, 본 발명에 관련된 탄화수소 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.
이하에, 상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 탄화수소 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명에 사용되는 상기 탄화수소 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 45]
Figure 112013086469382-pct00045
[화학식 46]
Figure 112013086469382-pct00046
상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물로서 예시한 화합물은, 국제 공개 제05/013388호 팜플렛, 국제 공개 제06/130598호 팜플렛, 국제 공개 제09/021107호 팜플렛, US2009/0009065, 국제 공개 제09/008311호 팜플렛 및 국제 공개 제04/018587호 팜플렛에 기재된 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 (O-1) 로 나타내는 화합물]
상기 (B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층의 재료에 특히 바람직하게 사용되는 재료로서, 하기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 사용하는 것이 유기 전계 발광 소자의 효율이나 구동 전압의 관점에서 바람직하다. 이하에, 일반식 (O-1) 에 대해 설명한다.
[화학식 47]
Figure 112013086469382-pct00047
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 를 갖고 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 있고, 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하며, 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 치환기 A 를 갖고 있어도 되는 페닐기이고, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 아릴기가 치환되어 있어도 되는 페닐기이며, 더욱 바람직하게는 비치환의 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 모두가 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 이며, 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 치환기 Z' 를 갖고 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 치환기 Z' 를 갖고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 알킬기, 아릴기, 또는 시아노기가 바람직하다. LO1 의 구체예로는, 이하의 것을 들 수 있다.
[화학식 48]
Figure 112013086469382-pct00048
nO1 은 2 ∼ 6 의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2 ∼ 4 의 정수이고, 보다 바람직하게는 2 또는 3 이다. nO1 은, 유기 전계 발광 소자의 효율의 관점에서는 가장 바람직하게는 3 이고, 유기 전계 발광 소자의 내구성의 관점에서는 가장 바람직하게는 2 이다.
상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (O-2) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 49]
Figure 112013086469382-pct00049
일반식 (O-2) 중, RO1 은 각각 독립적으로 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 의미이고, 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 를 갖고 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 ℃ ∼ 400 ℃ 인 것이 바람직하고, 120 ℃ ∼ 400 ℃ 인 것이 보다 바람직하며, 140 ℃ ∼ 400 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명에 사용되는 화합물은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 50]
Figure 112013086469382-pct00050
[화학식 51]
Figure 112013086469382-pct00051
상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 일본 공개특허공보 2001-335776호에 기재된 방법으로 합성할 수 있다. 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.
<보호층>
본 발명에 있어서, 유기 전계 발광 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. 또한, 보호층의 재료는 무기물이어도 되고, 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 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 효율로는, 7 ％ 이상이 바람직하고, 10 ％ 이상이 보다 바람직하다. 외부 양자 효율의 수치는 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 외부 양자 효율의 최대치, 혹은 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 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 고려함으로써, 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 되고, 녹색의 발광에 사용해도 되며, 청색의 발광에 사용해도 된다. 그 중에서도, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚ 인 것이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 최저 여기 삼중항 (T1) 에너지를 고려한 발광 효율의 관점에서 바람직하다.
구체적으로는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층의 호스트 재료, 전자 수송층 또는 정공 블록층의 전자 수송 재료로서 사용하는 경우에는, 발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚ 인 것이 바람직하고, 490 ∼ 550 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 500 ∼ 535 ㎚ 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 대해 설명한다.
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 있고, 예를 들어 열경화성의 접착 시트를 사용할 수도 있다.
본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되는 것은 아니며, 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 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) 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. 이와 같은 조명 장치 (40) 는, 유기 전계 발광 소자 (10) 로부터의 발광이 산란 부재 (30) 의 광 입사면 (30A) 에 입사되면, 입사광을 광 산란 부재 (30) 에 의해 산란시키고, 산란 광을 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 벗어나지 않는 한, 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 ∼ 6]
1. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 합성 (화합물 1B-2 의 합성)
[화학식 52]
Figure 112013086469382-pct00052
상기 스킴에 따라, 화합물 1B-2 를 스즈키-미야우라 커플링을 반복함으로써 합성하였다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물인 화합물 1B-3, 1B-4, 1B-17, 1D-1, 1D-3 을 상기 화합물 1B-2 의 합성과 동일한 스즈키-미야우라 커플링에 의해 합성하였다.
실시예 1 ∼ 6 으로 합성한 하기 화합물 1B-2, 1B-3, 1B-4, 1B-17, 1D-1, 1D-3 의 1H-NMR 데이터를 각각 도 4 ∼ 도 9 에 나타냈다.
[화학식 53]
Figure 112013086469382-pct00053
도 4 ∼ 도 9 로부터 판독되는 화합물 1B-2, 1B-3, 1B-4, 1B-17, 1D-1, 1D-3 의 1H-NMR 데이터의 상세를 하기에 나타낸다.
화합물 1B-2
1H-NMR (용매) : 중 DMSO, 기준 : 테트라메틸실란) δ (ppm)
Figure 112013086469382-pct00054
화합물 1B-3
1H-NMR (용매) : 중 CDCl3, 기준 : 테트라메틸실란) δ (ppm)
Figure 112013086469382-pct00055
화합물 1B-4
1H-NMR (용매) : 중 CDCl3, 기준 : 테트라메틸실란) δ (ppm)
Figure 112013086469382-pct00056
화합물 1B-17
1H-NMR (용매) : 중 CDCl3, 기준 : 테트라메틸실란) δ (ppm)
Figure 112013086469382-pct00057
화합물 1D-1
1H-NMR (용매) : 중 CDCl3, 기준 : 테트라메틸실란) δ (ppm)
Figure 112013086469382-pct00058
화합물 1D-3
1H-NMR (용매) : 중 CDCl3, 기준 : 테트라메틸실란) δ (ppm)
Figure 112013086469382-pct00059
그 후, 후술하는 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용한 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물과, 그것들에 일부의 구조가 유사하는 비교 화합물 1 ∼ 4 를 상기 화합물 1B-2 와 동일하게 하여 합성하였다.
2. 유기 전계 발광 소자의 제조와 평가
(2-A) 녹색 인광 발광의 유기 전계 발광 소자의 제조-1
유기 전계 발광 소자 제조에 사용하는 재료에 대해, 사전에 모두 승화 정제를 실시하였다.
[비교예 1]
(양극의 제조)
두께 0.5 ㎜, 가로 세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다.
이것을 양극 (ITO 막, 투명 양극) 으로서 사용하였다.
(유기층의 적층)
상기의 양극 상에 진공 증착법으로 이하의 화합물을 사용하여, 제 1 층 ∼ 제 5 층의 유기층을 순차 증착하였다. 아울러, 각 층에 사용한 화합물의 구조를 나타냈다.
제 1 층 : LG101 : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 비교 화합물 1 (호스트 재료) 및 녹색 인광 발광 재료 GD-1 (게스트 재료) (질량비 90 : 10) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : TpH-17 : 막두께 10 ㎚
제 5 층 : Alq : 막두께 40 ㎚
[화학식 54]
Figure 112013086469382-pct00060
(음극의 제조)
이 위에, 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 200 ㎚ 를 이 순서대로 증착하고, 음극으로 하였다.
(유기 전계 발광의 제조)
이 음극과 양극 사이에 5 층의 유기층을 갖는 적층체를 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제의 봉지 캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하여, 비교예 1 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
(유기 전계 발광 소자의 평가)
(a) 내구성
비교예 1 의 유기 전계 발광 소자를 실온에서 휘도가 5000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 계속 발광시켜, 휘도가 4000 cd/㎡ 가 될 때까지 필요한 시간을 측정하였다. 이 시간을 유기 전계 발광 소자의 내구성의 지표로 하였다.
또한, 후술하는 각 실시예 및 비교예에서는, 이하에 기재하는 표 1 에 있어서, 비교예 1 의 유기 전계 발광 소자를 사용했을 때의 내구성을 100 으로 하고, 내구성의 상대치가 100 미만인 것을 ×, 100 이상 150 미만인 것을 ○, 150 이상인 것을 ◎ 로 하였다.
여기서, 내구성은 숫자가 클수록 바람직하다.
(b) 고온 보관 후의 색도 차이
고온 보관 후 (100 ℃ 에서 48 시간) 와 보관 전의 비교예 1 의 유기 전계 발광 소자에 대해, 휘도가 1000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하고, (주) 시마즈 제작소 제조의 발광 스펙트럼 측정 시스템 (ELS1500) 에 의해 발광 스펙트럼을 측정하여, 색도 (CIE 색도) 를 산출하였다.
고온 보관 후 (100 ℃ 에서 48 시간) 의 색도가 보관 전과 CIE (x, y) 좌표에서 x 좌표 혹은 y 좌표 중 어느 것이 0.01 이상 차이가 나는 것을 ×, 모두 0.005 이상 0.01 미만인 것을 ○, 모두 0.005 미만인 것을 ◎ 로 하였다.
(c) 유리 전이 온도
유기층의 제 3 층에 있어서 호스트 재료로서 사용한 비교 화합물 1 의 유리 전이 온도를 시차 주사 열량 분석 (DSC) 에 의해 측정하였다.
그 결과를, 유리 전이 온도 Tg 가 100 ℃ 미만인 것을 ×, 100 ℃ 이상 120 ℃ 미만인 것을 ○, 120 ℃ 이상인 것을 ◎ 로 하여 하기 표 1 에 나타낸다.
[실시예 A1 ∼ A9 및 비교예 2 ∼ 4]
비교예 1 에 있어서의 유기층의 제 3 층의 재료로서, 비교 화합물 1 대신에 하기 표 1 에 나타내는 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 또는 비교 화합물 2 ∼ 4 를 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 실시예 A1 ∼ A9 및 비교예 2 ∼ 4 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
또한, 비교 화합물 1 은 국제 공개 WO2009/073245호에 기재된 화합물 compound 2S 이고, 비교 화합물 3 은 국제 공개 WO2009/021126호에 기재된 화합물 compound 2S 이고, 비교 화합물 4 는 국제 공개 WO2009/021126호에 기재된 화합물 compound 9S 이다.
[화학식 55]
Figure 112013086469382-pct00061
이들 유기 전계 발광 소자를 상기 비교 화합물 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.
Figure 112013086469382-pct00062
상기 표 1 로부터, 발광층의 호스트 화합물로서 실시예 A1 ∼ A9 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 내구성 및 고온 보관 후의 색도 차이가 양호하다는 것을 알 수 있었다. 또, 이들 실시예 A1 ∼ A9 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 유리 전이 온도가 높아 양호하였다.
한편, 비교예 1, 2 및 4 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 1, 2 및 4 를 사용한 것이고, 내구성이 나쁜 것을 알 수 있었다. 비교예 3 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 3 을 사용한 것이고, 고온 보관 후의 색도 차이가 나쁜 것을 알 수 있었다. 또, 비교예 1 ∼ 3 에서 사용한 비교 화합물 1 ∼ 3 은 유리 전이 온도가 낮았다.
또한, 실시예 A1 ∼ A9 로 제조한 유기 전계 발광 소자의 발광 피크 파장은 515 ∼ 535 ㎚ 였다.
(2-B) 녹색 인광 발광의 유기 전계 발광 소자의 제조-2
[비교예 5]
비교예 1 의 유기 전계 발광 소자의 유기층에 대해, 제 2 층에 사용한 NPD 를 HTL-1 로 대신하고, 제 3 층에 사용한 GD-1 을 GD-2 로 대신한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 비교예 5 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다. 비교예 5 에 있어서의 유기층의 구성을 하기에 나타낸다.
제 1 층 : LG101 : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : HTL-1 : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 비교 화합물 1 (호스트 재료) 및 녹색 인광 발광 재료 GD-2 (게스트 재료) (질량비 90 : 10) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : TpH-17 : 막두께 10 ㎚
제 5 층 : Alq : 막두께 40 ㎚
[화학식 56]
Figure 112013086469382-pct00063
[실시예 B1 ∼ B4, 비교예 6]
비교예 5 에 있어서의 유기층의 제 3 층의 재료로서 비교 화합물 1 대신에 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 및 비교 화합물 3 을 사용한 것 이외에는 비교예 5 와 동일하게 하여, 실시예 B1 ∼ B4 및 비교예 6 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
이들 각 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자를 비교예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. 또한, 내구성의 평가 기준으로서 비교예 5 의 유기 전계 발광 소자를 사용했을 때의 내구성을 100 으로 하고, 그 밖의 각 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자의 내구성의 상대치가 100 미만인 것을 ×, 100 이상 150 미만인 것을 ○, 150 이상인 것을 ◎ 로 하여 평가하였다.
그 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.
Figure 112013086469382-pct00064
상기 표 2 로부터, 발광층의 호스트 화합물로서 실시예 B1 ∼ B6 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 내구성 및 고온 보관 후의 색도 차이가 양호하다는 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 5 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 1 을 사용한 것이고, 내구성이 나쁜 것을 알 수 있었다. 비교예 6 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 3 을 사용한 것이고, 고온 보관 후의 색도 차이가 나쁜 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 B1 ∼ B6 으로 제조한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 510 ∼ 525 ㎚ 였다.
(2-C) 적색 인광 발광의 유기 전계 발광 소자의 제조
[비교예 7]
비교예 1 의 유기 전계 발광 소자의 유기층에 대해, 제 1 층에 사용한 LG101을 GD-1 로 대신하고, 제 3 층에 사용한 GD-1 을 적색 인광 발광 재료 RD-1 로 대신하며, 제 4 층에 사용한 TpH-17 을 Alq 로 대신한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 비교예 7 의 유기 전계 발광 소자를 제조하였다. 비교예 7 에 있어서의 유기층의 구성을 하기에 나타낸다.
제 1 층 : GD-1 : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 비교 화합물 1 (호스트 재료) 및 적색 인광 발광 재료 RD-1 (게스트 재료) (질량비 90 : 10) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : Alq : 막두께 10 ㎚
제 5 층 : Alq : 막두께 40 ㎚
[화학식 57]
Figure 112013086469382-pct00065
[실시예 C1 ∼ C3, 비교예 8]
비교예 7 에 있어서의 유기층의 제 3 층의 재료로서 비교 화합물 1 대신에 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 및 비교 화합물 3 을 사용한 것 이외에는, 비교예 7 과 동일하게 하여, 실시예 C1 ∼ C6 및 비교예 8 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
이들 각 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자를 비교예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. 또한, 내구성의 평가 기준으로서 비교예 7 의 유기 전계 발광 소자를 사용했을 때의 내구성을 100 으로 하고, 그 밖의 각 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자의 내구성의 상대치가 100 미만인 것을 ×, 100 이상 150 미만인 것을 ○, 150 이상인 것을 ◎ 로 하여 평가하였다.
그 결과를 하기 표 3 에 나타낸다.
Figure 112013086469382-pct00066
상기 표 3 으로부터, 발광층의 호스트 화합물로서 실시예 C1 ∼ C3 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 내구성 및 고온 보관 후의 색도 차이가 양호하다 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 7 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 1 을 사용한 것이고, 내구성이 나쁜 것을 알 수 있었다. 비교예 8 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 3 을 사용한 것이고, 고온 보관 후의 색도 차이가 나쁜 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 C1 ∼ C3 으로 제조한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 615 ∼ 630 ㎚ 였다.
(2-D) 녹색 인광 발광의 유기 전계 발광 소자의 제조-3
[비교예 9]
비교예 5 의 소자의 제 4 층에 사용한 TpH-17 을 OM-8, 제 5 층에 사용한 Alq 를 OM-8 로 대신한 것 이외에는 비교예 5 와 동일하게 하여, 비교예 9 의 소자를 제조하였다. 비교예 9 에 있어서의 유기층의 구성을 하기에 나타낸다.
제 1 층 : LG101 : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : HTL-1 : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 비교 화합물 1 (호스트 재료) 및 녹색 인광 발광 재료 GD-2 (게스트 재료) (질량비 90 : 10) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : OM-8 : 막두께 10 ㎚
제 5 층 : OM-8 : 막두께 40 ㎚
[화학식 58]
Figure 112013086469382-pct00067
[실시예 D1 ∼ D5, 비교예 10]
비교예 9 에 있어서의 유기층의 제 3 층의 재료로서 비교 화합물 1 대신에 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 및 비교 화합물 3 을 사용한 것 이외에는, 비교예 9 와 동일하게 하여, 실시예 D1 ∼ D5 및 비교예 10 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
이들 소자를 비교예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다.
이들 각 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자를 비교예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. 또한, 내구성의 평가 기준으로서 비교예 9 의 유기 전계 발광 소자를 사용했을 때의 내구성을 100 으로 하고, 그 밖의 각 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자의 내구성의 상대치가 100 미만인 것을 ×, 100 이상 150 미만인 것을 ○, 150 이상인 것을 ◎ 로 하여 평가하였다.
그 결과를 하기 표 4 에 나타낸다.
Figure 112013086469382-pct00068
상기 표 4 로부터, 발광층의 호스트 화합물로서 실시예 D1 ∼ D5 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 내구성 및 고온 보관 후의 색도 차이가 양호하다는 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 9 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 1 을 사용한 것이고, 내구성이 나쁜 것을 알 수 있었다. 비교예 10 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물로서 비교 화합물 3 을 사용한 것이고, 고온 보관 후의 색도 차이가 나쁜 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 D1 ∼ D5 로 제조한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 510 ∼ 525 ㎚ 였다.
(2-E) 녹색 인광 발광의 유기 전계 발광 소자의 제조-4
(비교예 11)
비교예 5 의 소자의 제 4 층에 사용한 TpH-17 을 비교 화합물 1, 제 5 층에 사용한 Alq 를 OM-8 로 대신한 것 이외에는 비교예 4 와 동일하게 하여, 비교예 11 의 소자를 제조하였다. 비교예 11 에 있어서의 유기층의 구성을 하기에 나타낸다.
제 1 층 : LG101 : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : HTL-1 : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 비교 화합물 1 (호스트 재료) 및 녹색 인광 발광 재료 GD-2 (게스트 재료) (질량비 90 : 10) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : 비교 화합물 1 : 막두께 10 ㎚
제 5 층 : OM-8 : 막두께 40 ㎚
[화학식 59]
Figure 112013086469382-pct00069
[실시예 E1 ∼ E3, 비교예 12]
비교예 11 에 있어서의 유기층의 제 3 층의 재료로서 비교 화합물 1 대신에 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 또는 비교 화합물 3 을 사용하고, 또한 유기층의 제 4 층의 재료로서 비교 화합물 1 대신에 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 또는 비교 화합물 3 을 사용한 것 이외에는 비교예 11 과 동일하게 하여, 실시예 E1 ∼ E3 및 비교예 12 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
이들 각 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자를 비교예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. 또한, 내구성의 평가 기준으로서 비교예 11 의 유기 전계 발광 소자를 사용했을 때의 내구성을 100 으로 하고, 그 밖의 각 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자의 내구성의 상대치가 100 미만인 것을 ×, 100 이상 150 미만인 것을 ○, 150 이상인 것을 ◎ 로 하여 평가하였다.
그 결과를 하기 표 5 에 나타낸다.
Figure 112013086469382-pct00070
상기 표 5 로부터, 발광층의 호스트 화합물 및 유기층 제 4 층으로서 실시예 E1 ∼ E3 의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 각 실시예의 유기 전계 발광 소자는, 모두 내구성 및 고온 보관 후의 색도 차이가 양호하다 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 11 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물 및 유기층 제 4 층으로서 비교 화합물 1 을 사용한 것이고, 내구성이 나쁜 것을 알 수 있었다. 비교예 12 의 유기 전계 발광 소자는, 발광층의 호스트 화합물 및 유기층 제 4 층으로서 비교 화합물 3 을 사용한 것이고, 고온 보관 후의 색도 차이가 나쁜 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 E1 ∼ E3 으로 제조한 유기 전계 발광 소자의 발광 파장은 510 ∼ 525 ㎚ 였다.
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 … 봉지 용기
20 … 발광 장치
30 … 광 산란 부재
30A … 광 입사면
30B … 광 출사면
31 … 투명 기판
32 … 미립자
40 … 조명 장치

Claims (19)

  1. 기판과,
    그 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극과,
    그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고,
    상기 유기층이 인광 발광 재료와 하기 일반식 (2) ~ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자:
    일반식 (2)
    Figure 112018038391276-pct00091

    일반식 (2) 중, X201 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R201 ∼ R212 는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R208 및 R209 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; L201 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타내고, p-터페닐렌기는 아니고; A201 및 A202 의 일방은 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기를 나타내고, 다른 일방은 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고;
    일반식 (3)
    Figure 112018038391276-pct00104

    일반식 (3) 중, X301 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R301 ∼ R315 는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R308 ∼ R312 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; L301 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타내고; A301 및 A302 의 일방은 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기를 나타내고, 다른 일방은 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고;
    Figure 112018038391276-pct00093

    일반식 (4) 중, X401 및 X402 는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R401 ∼ R417 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R408 ∼ R410 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; n401 은 0 또는 1 을 나타내고;
    Figure 112018038391276-pct00094

    일반식 (5) 중, X501 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R501 ∼ R513 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R508 ∼ R513 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; n501 은 0 또는 1 을 나타내고;
    Figure 112018038391276-pct00095

    일반식 (6) 중, X601 및 X602 는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R601 ∼ R620 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R608 ∼ R613 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고;
    Figure 112018038391276-pct00096

    일반식 (7) 중, X701 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R701 ∼ R716 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R708 ∼ R716 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (2) ~ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 분자량이 550 이상인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (2) ~ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물이 유리 전이 온도가 100 ℃ 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 인광 발광 재료가 하기 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자:
    Figure 112018038391276-pct00078

    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 모노 아니온성의 2 좌 배위자를 나타내고; nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물이 하기 일반식 (E-2) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자:
    Figure 112018038391276-pct00079

    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 모노 아니온성의 2 좌 배위자를 나타내고; nE2 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기층이 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고,
    상기 발광층이 상기 일반식 (2) ~ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기층이 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고,
    그 그 밖의 유기층이 상기 발광층과 상기 음극 사이에 배치되고, 상기 발광층에 인접하며, 또한 상기 일반식 (2) ~ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 쌍의 전극 사이에 상기 음극에 인접하는 전자 수송층을 갖고,
    또한 그 전자 수송층의 상기 음극의 반대측에 인접하는 정공 블록층을 임의로 갖고,
    상기 전자 수송층 또는 상기 정공 블록층이 상기 일반식 (2) ~ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 쌍의 전극 사이에 배치된 유기층이 적어도 1 층의 상기 일반식 (2) ~ (7) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 조성물의 증착에 의해 형성된 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  14. 제 1 항에 있어서,
    발광 피크 파장이 490 ∼ 580 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  15. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치, 조명 장치 또는 표시 장치.
  16. 하기 일반식 (8) ∼ (11) 중 어느 것으로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure 112018038391276-pct00080

    일반식 (8) ∼ (11) 중, X801 ∼ X806 은 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R801 ∼ R806 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 6 ∼ 13 의 아릴기를 나타내고; A11 ∼ A13 은 각각 독립적으로 CH 또는 질소 원자를 나타내고, 적어도 1 개는 질소 원자이다.
  17. 하기 일반식 (2) ∼ (7) 중 어느 것으로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물:
    일반식 (2)
    Figure 112018038391276-pct00097

    일반식 (2) 중, X201 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R201 ∼ R212 는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R208 및 R209 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; L201 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타내고, p-터페닐렌기는 아니고; A201 및 A202 의 일방은 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기를 나타내고, 다른 일방은 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고;
    일반식 (3)
    Figure 112018038391276-pct00105

    일반식 (3) 중, X301 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R301 ∼ R315 는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R308 ∼ R312 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; L301 은 단결합 또는 아릴렌기를 나타내고; A301 및 A302 의 일방은 축합 고리인 고리 원자수 10 ∼ 30 의 아릴기, 축합 고리인 고리 원자수 8 ∼ 30 의 헤테로아릴기, 이들을 치환기로서 갖는 탄소수 6 ∼ 25 의 아릴기 또는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 헤테로아릴기, 혹은 탄소수 6 ∼ 25 의 단고리의 아릴기를 치환기로서 갖는 고리 원자수 5 ∼ 25 의 단고리의 헤테로아릴기를 나타내고, 다른 일방은 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고;
    Figure 112018038391276-pct00099

    일반식 (4) 중, X401 및 X402 는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R401 ∼ R417 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R408 ∼ R410 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; n401 은 0 또는 1 을 나타내고;
    Figure 112018038391276-pct00100

    일반식 (5) 중, X501 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R501 ∼ R513 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R508 ∼ R513 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; n501 은 0 또는 1 을 나타내고;
    Figure 112018038391276-pct00101

    일반식 (6) 중, X601 및 X602 는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R601 ∼ R620 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R608 ∼ R613 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고;
    Figure 112018038391276-pct00102

    일반식 (7) 중, X701 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R701 ∼ R716 은 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R708 ∼ R716 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
  18. 기판과,
    그 기판 상에 배치되고, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극과,
    그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고,
    상기 유기층이 인광 발광 재료와 하기 일반식 (8) ~ (11) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자:
    Figure 112018038391276-pct00103

    일반식 (8) ∼ (11) 중, X801 ∼ X806 은 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R801 ∼ R806 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 6 ∼ 13 의 아릴기를 나타내고; A11 ∼ A13 은 각각 독립적으로 CH 또는 질소 원자를 나타내고, 적어도 1 개는 질소 원자이다.
  19. 제 18 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치, 조명 장치 또는 표시 장치.
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