KR102201786B1 - 전자 수송 재료 및 이것을사용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

전자 수송 재료 및 이것을사용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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KR102201786B1
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Abstract

본 발명은 하기 식(1)으로 표시되는 화합물, 및 이 화합물을 사용한 유기 EL 소자이다. 식(1)으로 표시되는 화합물은, 유기 EL 소자의 장수명화, 구동 전압의 저하, 고효율화 등의 특성을 양호한 밸런스로 실현하는 전자 수송 재료로서 유용하다.
Figure 112014074365723-pat00072

식(1)에 있어서, Ar은 탄소수 6∼50의 방향족 탄화 수소로부터 유래하는 m가의 기 또는 탄소수 2∼50의 방향족 복소환으로부터 유래하는 m가의 기이며, 이들 기에서 적어도 1개의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼12의 아릴로 치환될 수도 있고; R1은 탄소수 1∼4의 알킬이며; m은 2∼4의 정수이며, 2∼4 개의 피리딜페닐기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며; 그리고, 식 중의 각각의 환 및 알킬의 임의의 수소는 중수소로 치환될 수도 있다.

Description

전자 수송 재료 및 이것을사용한 유기 전계 발광 소자{ELECTRON TRANSPORT MATERIALS AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENTS USING THE SAME}
본 발명은, 피리딜기를 가지는 신규한 전자 수송 재료, 이 전자 수송 재료를 사용한 유기 전계 발광 소자(이하, 유기 EL 소자 또는 간단히 소자로 약기하는 경우가 있음) 등에 관한 것이다.
최근, 차세대의 풀 컬러 평판 디스플레이로서 유기 EL 소자가 주목을 받고 있으며, 활발하게 연구되고 있다. 유기 EL 소자의 실용화를 촉진하기 위해서는, 소자의 소비 전력의 저감(저전압화·외부 양자 수율 향상), 장수명화가 불가결한 요소이며, 이를 달성하기 위해서 새로운 전자 수송 재료의 개발이 행해져 왔다. 특히, 청색 소자의 저소비 전력화, 장수명화가 과제로 되고 있고, 각종 전자 수송 재료가 검토되고 있다. 특허 문헌 1∼4 및 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 피리딘 유도체나 비피리딘 유도체를 전자 수송 재료로서 사용함으로써 유기 EL소자를 저전압으로 구동시키는 것이 가능한 것이 알려져 있다. 그 일부는 실용화되어 있지만, 유기 EL 소자가 보다 많은 디스플레이에 채용되기 위해서는 불충분한 특성이다. 또한, 벤즈이미다졸이나 벤즈티아졸 유도체를 전자 수송 재료로서 유기 EL 소자에 사용하는 것에 대해서는 검토되고 있다(특허문헌 5∼7을 참조). 피리딘 유도체나 비피리딘 유도체와 마찬가지로, 그 일부가 실용화되어 있지만, 특성으로서는 충분하지 않으며, 더욱 개선이 요구되고 있다.
일본공개특허 제2003-123983 공보 일본공개특허 제2002-158093 공보 일본공개특허 제2009-173642 공보 국제 공개 2007/086552 미국 특허 공개 2003/21566 7명세서 국제 공개 2003/060956 국제 공개 2008/117976 Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence(2000)
본 발명은, 이와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 행해진 것이다. 본 발명은, 구동 전압 저하, 고효율화, 장수명화 등, 유기 EL 소자에 요구되고 있는 특성의 개선을 양호한 밸런스로 달성할 수 있는 전자 수송 재료를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한 본 발명은, 이 전자 수송 재료를 사용한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 예의(銳意) 검토한 결과, 피리딘환이 알킬로 치환된 피리딜페닐에 의해 2개소 이상이 치환된 방향족 탄화 수소 또는 방향족 복소환을 유기 EL 소자의 전자 수송층에 사용함으로써, 구동 전압 저하, 고효율화, 장수명화등의 특성의 개선을 양호한 밸런스로 달성할 수 있는 것을 발견하고, 이 지견에 기초하여 본 발명을 완성했다.
상기한 과제는 이하에 나타내는 각각의 항에 의해 해결된다.
[1] 하기 식(1)으로 표시되는 화합물:
Figure 112014074365723-pat00001
식(1) 중,
Ar은 탄소수 6∼50의 방향족 탄화 수소로부터 유래하는 m가의 기 또는 탄소수 2∼50의 방향족 복소환으로부터 유래하는 m가의 기이며, 이들 기에서 적어도 1개의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼12의 아릴로 치환될 수도 있고;
R1은 탄소수 1∼4의 알킬이며;
m은 2∼4의 정수이며, 2∼4 개의 피리딜페닐기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며; 그리고,
식 중의 각각의 환 및 알킬에서 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환될 수도 있다.
[2] 식(1)에서의 Ar이 하기 식(Ar-1)∼(Ar-21)으로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개인, 상기 [1]항에 기재된 화합물:
Figure 112014074365723-pat00002
식(Ar-1)∼(Ar-21) 중, Z는 독립적으로, -O-, -S-, 하기 식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 2가의 기이며, 각각의 기 중 적어도 1개의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼12의 아릴로 치환될 수도 있고,
Figure 112014074365723-pat00003
식(2) 중, R2는 페닐, 나프틸, 비페닐릴, 또는 테르페닐릴이며, 식(3) 중, R3는 독립적으로, 메틸 또는 페닐이며, 2개의 R3는 서로 연결되어 환을 형성할 수도 있다.
[3] 식(1)에서의 Ar이 하기 식(Ar-1)∼(Ar-11) 및 (Ar-19)으로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개힌, 상기 [1]항에기재된 화합물:
Figure 112014074365723-pat00004
식(Ar-1)∼(Ar-11) 및 (Ar-19) 중, Z는 독립적으로, -O-, -S-, 하기 식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 2가의 기이며, 각각의 기에서 적어도 1개의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼12의 아릴로 치환될 수도 있고,
Figure 112014074365723-pat00005
식(2) 중, R2는 페닐, 나프틸, 비페닐릴, 또는 테르페닐릴이며, 식(3) 중, R3는 독립적으로, 메틸 또는 페닐이며, 2개의 R3는 서로 연결되어 환을 형성할 수도 있다.
[4] 식(1)에서의 Ar이 하기 식(Ar-1),(Ar-4), (Ar-5-1), (Ar-7-1), (Ar-7-2), (Ar-9), 및 (Ar-19)으로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개인, 상기 [1]항에 기재된 화합물:
Figure 112014074365723-pat00006
식(Ar-1), (Ar-4), (Ar-5-1),(Ar-7-1), (Ar-7-2), (Ar-9), 및 (Ar-19) 중, 각각의 기 중 적어도 1개의 수소는 페닐로 치환될 수도 있고, R4는 독립적으로, 메틸 또는 페닐이며, 2개의 R4는 서로 연결되어 환을 형성할 수도 있고, R5는 페닐, 나프틸, 비페닐릴, 또는 테르페닐릴이다.
[5] 식(1)에서의 Ar이 하기 식(Ar-5-1), (Ar-9) 및 (Ar-19)으로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개인, 상기 [1]항에 기재된 화합물:
Figure 112014074365723-pat00007
식(Ar-5-1) 중, R4는 독립적으로, 메틸 또는 페닐이며, 2개의 R4는 서로 연결되어 환을 형성할 수도 있다.
[6] 하기 식(1-7) 또는 식(1-30)으로 표시되는, 상기 [1]항에 기재된 화합물.
Figure 112014074365723-pat00008
[7] 하기 식(1-191), (1-453), (1-458), (1-493), (1-501) 또는 (1-513)으로 표시되는, 상기 [1]항에 기재된 화합물.
Figure 112014074365723-pat00009
Figure 112014074365723-pat00010
[8] 상기 [1]∼[7] 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 전자 수송재료.
[9] 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층과, 상기 음극과 상기 발광층의 사이에 배치되고, 상기 [8]항에 기재된 전자 수송 재료를 함유하는 전자 수송층 및/또는 전자 주입층을 가지는 유기 전계 발광 소자.
[10] 상기 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나는, 퀴놀리놀계 금속 착체, 비피리딘 유도체, 페난트롤린 유도체 및 보란 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 상기 [9]항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[11] 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속,알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토류 금속의 산화물, 알칼리 토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리 토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 상기 [9]항 또는 [10]항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
본 발명의 화합물은 박막 상태에서 전압을 인가해도 안정적이며, 또한, 전하의 수송 능력이 높은 특징을 가진다. 본 발명의 화합물은 유기 EL 소자에서의 전하 수송 재료로서 적합하다. 본 발명의 화합물을 유기 EL 소자의 전자 수송층에 사용함으로써, 구동 전압 저하, 고효율화, 장수명화 등의 특성의 개선을 양호한 밸런스로 달성할 수 있다. 본 발명의 유기 EL 소자를 사용함으로써, 풀 컬러 표시 등의 고성능 디스플레이 장치를 작성할 수 있다.
이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그리고, 본 명세서에 있어서는, 예를 들면, 「식(1-1)으로 표시되는 화합물」을 「화합물(1-1)」로 칭하는 경우가 있다. 「식(1-2)으로 표시되는 화합물」을 「화합물(1-2)」로 칭하는 경우가 있다. 그 외의 식 기호, 식 번호에 대해서도 마찬가지로 취급된다.
<화합물의 설명>
본원의 제1발명은 하기 식(1)으로 표시되는, 피리딘환이 알킬로 치환된 피리딜페닐을 가지는 화합물이다.
Figure 112014074365723-pat00011
식(1) 중, Ar은 탄소수 6∼40의 방향족 탄화 수소로부터 유래하는 m가의 기 또는 탄소수 2∼40의 방향족 복소환으로부터 유래하는 m가의 기이며, 이들 기에서 적어도 1개의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼12의 아릴로 치환될 수도 있다.
식(1) 중, R1은 탄소수 1∼4의 알킬이다. m은 2∼4의 정수이지만, m이 2인 경우가 바람직하다. 2∼4 개의 피리딜페닐기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 또한, 식 중의 각각의 환 및 알킬 중 적어도 1개의 수소는, 중수소로 치환될 수도 있다.
피리딘환의 치환기인 탄소수 1∼4의 알킬은 직쇄 및 분지쇄 중 어느 하나라도 된다. 즉, 탄소수 1∼4의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3 또는 4의 분지쇄 알킬이다. 구체예로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, 또는 tert-부틸 등을 들 수 있으며, 메틸, 에틸, 또는 tert-부틸이 더욱 바람직하다.
식(1) 중, 바람직한 Ar은 구체적으로 하기 식(Ar-1)∼(Ar-21)으로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개이며, 그 중에서도 식(Ar-1)∼(Ar-11) 및 (Ar-19)으로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개가 더욱 바람직하다.
Figure 112014074365723-pat00012
식(Ar-1)∼(Ar-21) 중, Z는 독립적으로, -O-, -S-, 하기 식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 2가의 기이다.
Figure 112014074365723-pat00013
식(2) 중, R2는 페닐, 나프틸, 비페닐릴, 또는 테르페닐릴이다. 식(3) 중, R3는 독립적으로, 메틸 또는 페닐이다. 2개의 R3는 서로 연결되어 환을 형성할 수도 있다. 구체적으로는, 2개의 페닐의 오르토 위치가 단결합으로 연결되고, 스피로환을 형성하는 구조를 예로 들 수 있다.
식(Ar-5)으로 표시되는 기는, 구체적으로는 하기 식(Ar-5-1)으로 표시되는 기인 것이 더욱 바람직하다. 식(Ar-7)으로 표시되는 기는, 구체적으로는 식(Ar-7-1) 또는 식(Ar-7-2)으로 표시되는 기인 것이 더욱 바람직하다.
Figure 112014074365723-pat00014
식(Ar-5-1), (Ar-7-1)및 (Ar-7-2) 중, 각각의 기 중 적어도 1개의 수소는페닐로 치환될 수도 있고, R4는 독립적으로, 메틸 또는 페닐이며, 2개의 R4는 서로 연결되어 환을 형성할 수도 있고, R5는 페닐, 나프틸, 비페닐릴, 또는 테르페닐릴이다.
식(1) 중의 Ar은, 식(Ar-1), (Ar-4),(Ar-5-1), (Ar-7-1), (Ar-7-2), (Ar-9), 및 (Ar-19)으로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개가 더욱 바람직하고, 식(Ar-5-1), (Ar-9) 및 (Ar-19)으로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개가 특히 바람직하다.
식(Ar-1)∼(Ar-21)으로 표시되는 기 중 적어도 1개의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼12의 아릴로 치환될 수도 있다.
식(Ar-1)∼(Ar-21)으로 표시되는 기 중 적어도 1개의 수소가 치환될 수도 있는 탄소수 1∼6의 알킬은, 탄소수 1∼6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬이다. 바람직하게는, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이다. 구체예로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 또는 2-에틸부틸 등을 들 수 있고, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, 또는 tert-부틸이 바람직하고, 메틸, 에틸, 또는 tert-부틸이 더욱 바람직하다.
식(Ar-1)∼(Ar-21)으로 표시되는 기 중 적어도 1개의 수소가 치환될 수도 있는 탄소수 3∼6의 시클로알킬의 구체예로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 또는 메틸시클로펜틸 등을 들 수 있다.
식(Ar-1)∼(Ar-21)으로 표시되는 기 중 적어도 1개의 수소가 치환될 수도 있는 탄소수 6∼12의 아릴의 구체예로서는, 단환계 아릴인 페닐, (o-, m-, p-)톨릴, (2, 3-, 2, 4-, 2, 5-, 2, 6-, 3, 4-, 3, 5-)크실릴, 메시틸(2,4,6-트리메틸페닐), (o-, m-, p-)쿠메닐, 2환계 아릴인 (2-, 3-,4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸 등을 들 수 있다.
바람직한 「탄소수 6∼12의 아릴」은, 페닐, 비페닐릴 또는 나프틸이며, 더욱 바람직하게는 페닐이다.
식(1)으로 표시되는 화합물 중, 피리딘환이 알킬로 치환된 피리딜페닐은, 구체적으로는 이하에 예로 드는 기를 예시할 수 있다:
4-(6-메틸피리딘-2-일)페닐, 4-(5-메틸피리딘-2-일)페닐, 4-(4-메틸피리딘-2-일)페닐, 4-(3-메틸피리딘-2-일)페닐, 4-(2-메틸피리딘-3-일)페닐, 4-(6-메틸피리딘-3-일)페닐, 4-(5-메틸피리딘-3-일)페닐, 4-(4-메틸피리딘-3-일)페닐, 4-(3-메틸피리딘-4-일)페닐, 4-(2-메틸피리딘-4-일)페닐, 3-(6-메틸피리딘-2-일)페닐, 3-(5-메틸피리딘-2-일)페닐, 3-(4-메틸피리딘-2-일)페닐, 3-(3-메틸피리딘-2-일)페닐, 3-(2-메틸피리딘-3-일)페닐, 3-(6-메틸피리딘-3-일)페닐, 3-(5-메틸피리딘-3-일)페닐, 3-(4-메틸피리딘-3-일)페닐, 3-(3-메틸피리딘-4-일)페닐, 3-(2-메틸피리딘-4-일)페닐, 2-(6-메틸피리딘-2-일)페닐, 2-(5-메틸피리딘-2-일)페닐, 2-(4-메틸피리딘-2-일)페닐, 2-(3-메틸피리딘-2-일)페닐, 2-(2-메틸피리딘-3-일)페닐, 2-(6-메틸피리딘-3-일)페닐, 2-(5-메틸피리딘-3-일)페닐, 2-(4-메틸피리딘-3-일)페닐, 2-(3-메틸피리딘-4-일)페닐, 2-(2-메틸피리딘-4-일)페닐, 4-(6-에틸피리딘-2-일)페닐, 4-(5-에틸피리딘-2-일)페닐, 4-(4-에틸피리딘-2-일)페닐, 4-(3-에틸피리딘-2-일)페닐, 4-(2-에틸피리딘-3-일)페닐, 4-(6-에틸피리딘-3-일)페닐, 4-(5-에틸피리딘-3-일)페닐, 4-(4-에틸피리딘-3-일)페닐, 4-(3-에틸피리딘-4-일)페닐, 4-(2-에틸피리딘-4-일)페닐, 3-(6-에틸피리딘-2-일)페닐, 3-(5-에틸피리딘-2-일)페닐, 3-(4-에틸피리딘-2-일)페닐, 3-(3-에틸피리딘-2-일)페닐, 3-(2-에틸피리딘-3-일)페닐, 3-(6-에틸피리딘-3-일)페닐, 3-(5-에틸피리딘-3-일)페닐, 3-(4-에틸피리딘-3-일)페닐, 3-(3-에틸피리딘-4-일)페닐, 3-(2-에틸피리딘-4-일)페닐, 2-(6-에틸피리딘-2-일)페닐, 2-(5-에틸피리딘-2-일)페닐, 2-(4-에틸피리딘-2-일)페닐, 2-(3-에틸피리딘-2-일)페닐, 2-(2-에틸피리딘-3-일)페닐, 2-(6-에틸피리딘-3-일)페닐, 2-(5-에틸피리딘-3-일)페닐, 2-(4-에틸피리딘-3-일)페닐, 2-(3-에틸피리딘-4-일)페닐, 2-(2-에틸피리딘-4-일)페닐, 4-(6-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 4-(5-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 4-(4-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 4-(3-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 4-(2-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 4-(6-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 4-(5-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 4-(4-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 4-(3-tert-부틸피리딘-4-일)페닐, 4-(2-tert-부틸피리딘-4-일)페닐, 3-(6-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 3-(5-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 3-(4-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 3-(3-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 3-(2-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 3-(6-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 3-(5-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 3-(4-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 3-(3-tert-부틸피리딘-4-일)페닐, 3-(2-tert-부틸피리딘-4-일)페닐, 2-(6-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 2-(5-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 2-(4-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 2-(3-tert-부틸피리딘-2-일)페닐, 2-(2-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 2-(6-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 2-(5-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 2-(4-tert-부틸피리딘-3-일)페닐, 2-(3-tert-부틸피리딘-4-일)페닐, 및 2-(2-tert-부틸 피리딘-4-일)페닐.
이들 중에서 바람직한 기는, 4-(6-메틸피리딘-2-일)페닐, 4-(5-메틸피리딘-2-일)페닐, 4-(4-메틸피리딘-2-일)페닐, 4-(3-메틸피리딘-2-일)페닐, 4-(2-메틸피리딘-3-일)페닐, 4-(6-메틸피리딘-3-일)페닐, 4-(5-메틸피리딘-3-일)페닐, 4-(4-메틸피리딘-3-일)페닐, 4-(3-메틸피리딘-4-일)페닐, 4-(2-메틸피리딘-4-일)페닐, 3-(6-메틸피리딘-2-일)페닐, 3-(5-메틸피리딘-2-일)페닐, 3-(4-메틸피리딘-2-일)페닐, 3-(3-메틸피리딘-2-일)페닐, 3-(2-메틸피리딘-3-일)페닐, 3-(6-메틸피리딘-3-일)페닐, 3-(5-메틸피리딘-3-일)페닐, 3-(4-메틸피리딘-3-일)페닐, 3-(3-메틸피리딘-4-일)페닐, 및 3-(2-메틸피리딘-4-일)페닐이다.
<화합물의 구체예>
본 발명의 화합물의 구체예는 이하에 열거하는 식에 의해 나타내지만, 본 발명은 이러한 구체적인 구조의 개시에 의해 한정되지 않는다.
<식(1)으로 표시되는 화합물의 구체예>
식(1)으로 표시되는 화합물의 구체예는 하기 식(1-1)∼(1-287), (1-301)∼(1-350), (1-361)∼(1-470), 및 (1-481)∼(1-514)으로 나타낸다.
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<화합물의 합성법>
다음으로, 본 발명의 화합물의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 화합물은, 기본적으로는, 공지의 화합물을 사용하여, 공지의 합성법, 예를 들면, 스즈키 커플링 반응이나 네기시 커플링 반응(예를 들면, 「Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions-Second, Completely Revised and Enlarged Edition」등에 기재)을 이용하여 합성할 수 있다. 또한, 양 반응을 조합해도 합성할 수 있다. 본 발명의 화합물을, 스즈키 커플링 반응 또는 네기시 커플링 반응에 의해 합성하는 스킴을 이하에 예시한다.
본 발명의 화합물을 제조하는 경우에는, (1) 알킬 치환 피리딜(말단기)과 페닐(중간기)을 결합시킨 기를 합성하고,이것을 Ar에 결합하는 방법, (2) Ar의 원하는 위치에 페닐기를 결합시키고, 이 페닐기에 피리딜기를 결합하는 방법을 예로 들 수 있다. 또한, 이들 방법에서의 페닐기와 피리딜기의 결합이나 Ar과 페닐기의 결합에는, 기본적으로는, 할로겐 관능기 또는 트리플로오로메탄술포네이트 관능기와 염화 아연 착체 또는 붕소산(붕소산 에스테르)과의 커플링 반응을 사용할 수 있다.
먼저, (1) 알킬 치환 피리딜(말단기)과 페닐(중간기)을 결합시킨 기를 합성하고, 이것을 Ar에 결합하는 방법에 대하여 설명한다. 그리고, (2) Ar의 원하는 위치에 페닐기를 결합시키고, 이 페닐기에 피리딜기를 결합하는 방법에 대해서는, (1)의 방법에서 설명하는 각종 커플링 반응을 참고로 하여, 먼저 Ar의 원하는 위치에 페닐기를 결합시키고, 이 페닐기에 피리딜기를 결합하면 된다.
이하에, m=2인 식(1)으로 표시되는 화합물을 예로 들어 합성 방법을 설명한다.
<식(1)으로 표시되는 화합물의 합성 방법(1)>
<알킬 치환 피리딘과 페닐의 연결>
먼저 하기 반응식(1)에서 알킬 치환 피리딘의 염화 아연 착체를 합성하고, 다음으로, 하기 반응식(2)에서 알킬 치환 피리딘의 염화 아연 착체와 1,4-디브로모벤젠 또는 1,3-디브로모벤젠을 반응시킴으로써, Ar에 연결시키는 전구체(前驅體)인 「브로모페닐피리딘 화합물」을 합성할 수 있다. 그리고, 반응식(1) 중의 「ZnCl2·TMEDA」는 염화 아연의 테트라메틸에틸렌디아민 착체이다. 여기서는 원료로서 3-브로모-5-메틸피리딘을 사용한 합성법을 예시했지만, 원료로서 다양한 브로모알킬피리딘을 사용하여 「브로모페닐피리딘 화합물」을 합성할 수 있다. 브로모피리딘 대신 요오드피리딘 또는 클로로피리딘을 사용할 수도 있다. 또한, 여기서는 원료로서1,4-디브로모벤젠 또는 1,3-디브로모벤젠을 사용하였지만, 1-브로모-4-요오드벤젠 또는 1-브로모-3-요오드벤젠을 사용함으로써도 합성할 수 있다. 또한, 1,4-디브로모벤젠 또는 1,3-디브로모벤젠에, 피리딘의 염화 아연 착체를 반응시키는 대신, 피리딘의 붕소산이나 피리딘의 붕소산 에스테르를 반응시키는 커플링 반응에 의해서도, 「브로모페닐피리딘 화합물」을 얻을 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00049
상기 반응식(1)에 있어서, R은 직쇄 또는 분지의 알킬기를 나타내지만, 바람직하게는 탄소수 1∼4의 직쇄 또는 탄소수3 ∼4의 분지 알킬기이다.
<Ar의 디보론산(또는 붕소산 에스테르)의 합성>
먼저, 하기 반응식(3)에 나타낸 바와 같이, Ar을 적절한 브롬화제를 사용하여 브롬화함으로써, Ar의 디브로모체를 얻을 수 있다. 적절한 브롬화제로서는 브롬, 또는 N-브롬화 숙신산 이미드(NBS) 등을 예로 들 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00050
다음으로, 하기 반응식(4)에 나타낸 바와 같이, Ar의 디브로모체를, 유기 리튬 시약을 사용하여 리티오화하거나, 마그네슘이나 유기 마그네슘 시약을 사용하여 그리냐르 시약으로 만들고, 붕산 트리메틸, 붕산 트리에틸 또는 붕산 트리이소프로필 등과 반응시킴으로써, Ar의 디보론산 에스테르를 합성할 수 있다. 또한, 이 Ar의 디보론산 에스테르를 하기 반응식(5)에서 가수분해함으로써, Ar의 디보론산을 합성할 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00051
상기 반응식(4)에 있어서, R은 직쇄 또는 분지의 알킬기를 나타내지만, 바람직하게는 탄소수 1∼4의 직쇄 또는 탄소수 3∼4의 분기 알킬기이다.
또한, 하기 반응식(6)에 나타낸 바와 같이, Ar의 디브로모체와 비스(피나콜레이트)디보론 또는 4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란을, 팔라듐 촉매와 염기를 사용하여 커플링 반응시킴으로써, 동일하게 Ar의 디보론산 에스테르를 합성할 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00052
그리고, 상기 반응식(4)에 있어서, Ar의 디브로모체와 같은 브롬화물 대신, 염화물 또는 요오드화물을 사용해도, 마찬가지로 합성할 수 있다. 또한, 반응식(6)에 있어서는, 브롬화물 대신, 염화물, 요오드화물 또는 트리플레이트를 사용하여, 마찬가지로 합성할 수 있다.
<스즈키 커플링 반응에 의한 본 발명에 따른 화합물의 합성>
마지막으로, 하기 반응식(7)에 나타낸 바와 같이, 전술한 바와 같이 하여 합성한, Ar의 디보론산 또는 Ar의 디보론산 에스테르류에, 2배 몰의 「브로모페닐피리딘 화합물」을 팔라듐 촉매와 염기의 존재 하에서 반응시킴으로써, 본 발명에 따른 화합물을 합성할 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00053
또한, 하기 반응식(8)에 나타낸 바와 같이, 2배 몰의 피리딜벤젠의 붕소산 또는 붕소산 에스테르류에, Ar의 디브로모체를 팔라듐 촉매와 염기의 존재 하에서 반응시킴으로써, 본 발명에 따른 화합물을 합성할 수 있다. 그리고, 피리딜벤젠의 붕소산 또는 붕소산 에스테르류는, 전술한 「브로모페닐피리딘 화합물」로부터 상기 반응식(4)∼(6)에 준한 방법으로 합성할 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00054
스즈키 커플링 반응에서 사용되는 팔라듐 촉매의 구체예로서는, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0):Pd(PPh3)4, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)디클로라이드:PdCl2(PPh3)2, 아세트산 팔라듐(II):Pd(OAc)2, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0):Pd2(dba)3, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)클로로포름 착체:Pd2(dba)3·CHCl3, 또는 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0):Pd(dba)2를 들 수 있다.
또한, 반응을 촉진시키기 위해, 경우에 따라 이들 팔라듐 화합물에 포스핀 화합물을 가할 수도 있다. 이 포스핀 화합물의 구체예로서는, 트리(tert-부틸)포스핀, 트리시클로헥실포스핀, 1-(N,N-디메틸아미노메틸)-2-(디tert-부틸포스피노)페로센, 1-(N,N-디부틸아미노메틸)-2-(디tert-부틸포스피노)페로센, 1-(메톡시메틸)-2-(디tert-부틸포스피노)페로센, 1,1'-비스(디tert-부틸포스피노)페로센, 2,2'-비스(디tert-부틸포스피노)-1,1'-비나프틸, 2-메톡시-2'-(디tert-부틸포스피노)-1,1'-비나프틸, 또는 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐을 들 수 있다.
반응에서 사용되는 염기의 구체예로서는, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 세슘, 탄산수소 나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 바륨, 나트륨에톡시드, 나트륨 tert-부톡시드, 아세트산 나트륨, 인산 삼칼륨, 또는 불화 칼륨을 들 수 있다.
또한, 반응에서 사용되는 용매의 구체예로서는, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 1,2,4-트리메틸벤젠, N,N-디메틸포름아미드, 테트라하이드로퓨란, 디에틸에테르, tert-부틸메틸에테르, 1,4-디옥산, 메탄올, 에탄올, 시클로펜틸메틸에테르 또는 이소프로필 알코올을 들 수 있다. 이들 용매는 적절하게 선택할 수 있으며, 단독으로 사용할 수도 있고, 혼합 용매로서 사용할 수도 있다. 또한, 상기 용매 중 적어도 하나에 물을 병용할 수도 있다.
<식(1)으로 표시되는 화합물의 합성 방법(2)>
<Ar의 디아연 착체의 합성>
먼저, 하기 반응식(9)에 나타낸 바와 같이, Ar의 디브로모체를, 유기 리튬 시약을 사용하여 리티오화하거나, 마그네슘이나 유기 마그네슘 시약을 사용하여 그리냐르 시약으로 만들고, 염화 아연이나 염화 아연 테트라메틸에틸렌디아민 착체(ZnCl2·TMEDA)와 반응시킴으로써, Ar의 디아연 착체를 합성할 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00055
상기 반응식(9)에 있어서, R은 직쇄 또는 분지의 알킬기를 나타내지만, 바람직하게는 탄소수 1∼4의 직쇄 또는 탄소수 3∼4의 분지 알킬기이다. 그리고, Ar의디브로모체와 같은 브롬화물 대신, 염화물 또는 요오드화물을 사용해도, 마찬가지로 합성할 수 있다.
<네기시 커플링 반응에 의한 본 발명에 따른 화합물의 합성>
마지막으로, 하기 반응식(10)에 나타낸 바와 같이, 전술한 바와 같이 하여 합성한, Ar의 디아연 착체에, 2배 몰의 「브로모페닐피리딘 화합물」을 팔라듐 촉매의 존재 하에서 반응시킴으로써, 본 발명에 따른 화합물을 합성할 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00056
또한, 하기 반응식(11)에 나타낸 바와 같이, Ar의 디브로모체에, 「브로모페닐피리딘 화합물」로부터 상기 반응식(9)에 준한 방법으로 합성한, 2배 몰의 피리딜벤젠아연 착체를 팔라듐 촉매의 존재 하에서 반응시킴으로써, 본 발명에 따른 화합물을 합성할 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00057
네기시 커플링 반응에서 사용되는 팔라듐 촉매의 구체예로서는, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0):Pd(PPh3)4, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)디클로라이드:PdCl2(PPh3)2, 아세트산 팔라듐(II):Pd(OAc)2, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0):Pd2(dba)3, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)클로로포름 착체:Pd2(dba)·CHCl3, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0):Pd(dba)2, 비스(트리tert-부틸포스피노)팔라듐(0), 또는 (1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센)디클로로팔라듐(II)을 들 수 있다.
또한, 반응에서 사용되는 용매의 구체예로서는, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 1,2,4-트리메틸벤젠, N,N-디메틸포름아미드, 테트라하이드로퓨란, 디에틸에테르, tert-부틸메틸에테르, 시클로펜틸메틸에테르 또는 1,4-디옥산을 들 수 있다. 이들 용매는 적절하게 선택할 수 있으며, 단독으로 사용할 수도 있고, 혼합 용매로서 사용할 수도 있다.
여기까지는 m=2인 화합물에 대하여, 동일한 피리딜페닐을 Ar에 연결하는 합성 방법에 대하여 설명하였다. 상이한 2개의 피리딜페닐을 Ar에 연결시키는 경우에는, 예를 들면, 전술한 커플링 반응에 있어서, 먼저 반응성 치환기를 가지는 Ar과 1배 몰 상당의 반응성 치환기를 가지는 피리딜벤젠을 반응시킨 후, 이 중간체에 앞서와는 상이한, 반응성 치환기를 가지는 피리딜벤젠을 반응시킴(즉, 2단계로 나누어 반응시킴)으로써 합성할 수 있다.
또한, 하기 수순으로 합성하는 방법도 바람직한 예로서 들 수 있다. 하기 반응식(12)에서 Ar의 1개소를 브롬화한다. 이때의 브롬화제의 사용량은 디브로모체를 얻는 경우의 대략 1/2이다. 얻어진 Ar의 모노 브로모체에, 하기 반응식(13)에서, 등몰의 피리딜벤젠아연 착체를 팔라듐 촉매의 존재하에서 반응시켜, 모노 치환체를 합성한다. 하기 반응식(14)에서 이 모노 치환체를 또한 브롬화한다. 이어서, 얻어진 화합물에, 하기 반응식(15)에서, 반응식(13)과는 상이한 피리딜벤젠아연 착체를 팔라듐 촉매의 존재 하에서 반응시켜, 상이한 2개의 피리딜페닐을 가지는 식(1)으로 표시되는 화합물을 합성할 수 있다.
Figure 112014074365723-pat00058
또한, 본 발명의 화합물에는, 적어도 일부 수소 원자가 중수소로 치환되어 있는 것도 포함되지만, 이와 같은 화합물은 원하는 개소가 중수소화된 원료를 사용함으로써, 전술한 바와 마찬가지로 합성할 수 있다.
본 발명의 화합물을, 유기 EL 소자에서의, 전자 주입층 또는 전자 수송층에 사용한 경우, 전계 인가 시에 안정된다. 이들은, 본 발명의 화합물이, 전계 발광형 소자의 전자 주입 재료, 또는 전자 수송 재료로서 우수한 것을 나타낸다. 여기서 말하는 전자 주입층은 음극으로부터 유기층에 전자를 받는 층이며, 전자 수송층은 주입된 전자를 발광층에 수송하기 위한 층이다. 또한, 전자 수송층이 전자 주입층을 겸할 수도 있다. 각각의 층에 사용하는 재료를, 전자 주입 재료 및 전자 수송 재료라고 한다.
<유기 EL 소자의 설명>
본원의 제2 발명은, 전자 주입층, 또는 전자 수송층에, 본 발명의 식(1)으로 표시되는 화합물을 함유하는 유기 EL 소자이다. 본 발명의 유기 EL 소자는, 구동 전압이 낮고, 구동 시의 내구성이 높다.
본 발명의 유기 EL 소자의 구조는 각종 태양가 있지만, 기본적으로는 양극과 음극의 사이에 적어도 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 협지한 다층 구조이다. 소자의 구체적인 구성의 예는, (1) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극, (2) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극, (3) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극 등이다.
본 발명의 화합물은, 높은 전자 주입성 및 전자 수송성을 가지고 있으므로, 단체(單體)로 또는 다른 재료와 병용하여 전자 주입층, 또는 전자 수송층에 사용할 수 있다. 본 발명의 유기 EL 소자는, 본발명의 전자 수송 재료에 다른 재료를 사용한 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 등을 조합함으로써, 청색, 녹색, 적색이나 백색의 발광을 얻을 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자에 사용할 수 있는 발광 재료 또는 발광성 도펀트는, 고분자 학회편, 고분자 기능 재료 시리즈 "광 기능 재료", 교도 출판(1991), P236에 기재되어 있는 주광 형광 재료, 형광 증백제, 레이저 색소, 유기 신틸레이터, 각종 형광 분석 시약 등의 발광 재료, 키도 쥰지 감수, "유기 EL 재료와 디스플레이" 씨엠씨사 출판(2001) P155∼156에 기재되어 있는 도펀트 재료, P170∼172에 기재되어 있는 3중항 재료의 발광 재료 등이다.
발광 재료 또는 발광성 도펀트로서 사용할 수 있는 화합물은, 다환 방향족 화합물, 헤테로 방향족 화합물, 유기 금속 착체, 색소, 고분자계 발광 재료, 스티릴 유도체, 방향족 아민 유도체, 쿠마린 유도체, 보란 유도체, 옥사진 유도체, 스피로환을 가지는 화합물, 옥사디아졸 유도체, 플루오렌 유도체 등이다. 다환 방향족 화합물의 예는, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 나프타센 유도체, 피렌 유도체, 크리센 유도체, 페릴렌 유도체, 코로넨 유도체, 루브렌 유도체 등이다. 헤테로 방향족 화합물의 예는, 디알킬아미노기 또는 디아릴아미노기를 가지는 옥사디아졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 피리딘 유도체, 피란 유도체, 페난트롤린 유도체, 실롤 유도체, 트리페닐아미노기를 가지는 티오펜 유도체, 퀴나클리돈 유도체 등이다. 유기 금속 착체의 예는, 아연, 알루미늄, 베릴륨, 유로퓸, 테르븀, 디스프로슘, 이리듐, 백금, 오스뮴, 금 등과, 퀴놀리놀 유도체, 벤즈옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 피롤 유도체, 피리딘 유도체, 페난트롤린 유도체 등과의 착체이다. 색소의 예는, 크산텐 유도체, 폴리메틴 유도체, 포르필린 유도체, 쿠마린 유도체, 디시아노메틸렌피란 유도체, 디시아노메틸렌티오피란 유도체, 옥소벤즈안트라센 유도체, 카르보스티릴 유도체, 페릴렌 유도체, 벤즈옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체 등의 색소를 들 수 있다. 고분자계 발광 재료의 예는, 폴리파라페닐비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리 플루오렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체 등이다. 스티릴 유도체의 예는, 아민 함유 스티릴 유도체, 스티릴 알릴렌 유도체 등이다.
본 발명의 유기 EL 소자에 사용되는 다른 전자 수송 재료는, 광 도전 재료에 있어서 전자 전달 화합물로서 사용할 수 있는 화합물, 유기 EL 소자의 전자 수송층 및 전자 주입층에 사용할 수 있는 화합물 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다.
이와 같은 전자 수송 재료의 구체예는, 퀴놀리놀계 금속 착체, 2,2'-비피리딜 유도체, 페난트롤린 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 페릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티오펜 유도체, 트리아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 옥신 유도체의 금속 착체, 퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체의 폴리머, 벤자졸류 화합물, 갈륨 착체, 피라졸 유도체, 퍼플루오로화 페닐렌 유도체, 트리아진 유도체, 피라진 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 이미다조피리딘 유도체, 보란 유도체 등이다.
본 발명의 유기 EL 소자에 사용되는 정공 주입 재료 및 정공 수송 재료는, 광 도전 재료에 있어서, 정공의 전하 수송 재료로서 종래부터 관용되고 있는 화합물이나, 유기 EL 소자의 정공 주입층 및 정공 수송층에 사용되고 있는 공지의 것 중에서 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있다. 이들의 구체예는, 카르바졸 유도체,트릴아릴아민 유도체, 프탈로시아닌 유도체 등이다.
본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는 각 층은, 각 층을 구성할 재료를 증착법, 스핀코팅법 또는 캐스팅법 등의 방법으로 박막으로 만들어서, 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 형성된 각 층의 막 두께에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 재료의 성질에 따라, 적절하게 설정할 수 있지만, 통상 2 ㎚∼5000 ㎚의 범위이다. 그리고, 발광 재료를 박막화하는 방법은, 균질의 막을 얻기 쉽고, 또한 핀홀(pinhole)이 쉽게 생성하지 않는 등의 점에서 증착법을 채용하는 것이 바람직하다. 증착법을 이용하여 박막화하는 경우, 그 증착 조건은, 본 발명의 발광 재료의 종류에 따라 상이하다. 증착 조건은 일반적으로, 보트 가열 온도 50∼400 ℃, 진공도 10-6∼10-3 Pa, 증착 속도 0.01∼50 ㎚/초, 기판 온도 -150∼＋300 ℃, 막 두께 5㎚∼5㎛의 범위에서 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 전술한 어느 구조라도, 기판에 지지되어 있는 것이 바람직하다. 기판은 기계적 강도, 열안정성 및 투명성을 가지는 것이면 되고, 유리, 투명 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다. 양극 물질은 4 eV보다 큰 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 구체예는, Au 등의 금속, CuI, 인듐틴옥사이드(이하, ITO와 약기함), SnO2, ZnO 등이다.
음극 물질은 4 eV보다 작은 일함수의 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 구체예는, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 리튬, 마그네슘 합금, 알루미늄 합금 등이다. 합금의 구체예는, 알루미늄/불화 리튬, 알루미늄/리튬, 마그네슘/은, 마그네슘/인듐 등이다. 유기 EL 소자의 발광을 효율적으로 인출하기 위하여, 전극 중 적어도 한쪽은 광투과율을 10% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 전극으로서의 시트 저항은 수백 Ω/□ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 막 두께는 전극 재료의 성질에도 죄우되지만, 통상 10 ㎚∼1㎛, 바람직하게는 10∼400 ㎚의 범위로 설정된다. 이와 같은 전극은, 전술한 전극 물질을 사용하여, 증착이나 스퍼터링 등의 방법으로 박막을 형성함으로써 제작할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 발광 재료를 사용하여 유기 EL 소자를 작성하는 방법의 일례로서, 전술한 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/본 발명의 전자 수송 재료/음극으로 이루어지는 유기 EL 소자의 작성법에 대하여 설명한다. 적절한 기판 상에, 양극 재료의 박막을 증착법에 의해 형성시켜 양극을 제작한 후, 이 양극 상에 정공 주입층 및 정공 수송층의 박막을 형성한다. 그 위에 발광층의 박막을 형성한다. 이 발광층 상에 본 발명의 전자 수송 재료를 진공 증착하고, 박막을 형성시켜, 전자 수송층으로 한다. 또한 음극용 물질로 이루어지는 박막을 증착법에 의해 형성시켜 음극으로 함으로써, 목적으로 하는 유기 EL 소자를 얻을 수 있다. 그리고, 전술한 유기 EL 소자의 제작에 있어서는, 제작 순서를 반대로 하여, 음극,전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 양극의 순으로 제작할 수도 있다.
이와 같이 하여 얻어진 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가하는 경우에는, 양극을 ＋, 음극을 -의 극성으로서 인가하면 되고, 전압 2∼40 V 정도를 인가하면, 투명 또는 반투명의 전극측(양극 또는 음극, 및 양쪽)으로부터 발광을 관측할 수 있다. 또한, 이 유기 EL 소자는, 교류 전압을 인가한 경우에도 발광한다. 그리고, 인가하는 교류의 파형은 임의로 할 수 있다.
[실시예]
이하에서, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명한다. 먼저, 실시예에서 사용한 화합물의 합성예에 대하여, 이하에서 설명한다.
[합성예 1] 화합물(1-7)의 합성
<5,5'-(7,7-디페닐-7H-벤조[c]플루오렌-5,9-디일)비스(3-메틸피리딘)의합성>
5,9-디브로모-7,7-디페닐-7H-벤조[c]플루오렌(2.0g), 3-메틸-5-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)피리딘(2.4 g), Pd(PPh3)4(0.2 g), 인산 삼칼륨(4.0 g), 1,2,4-트리메틸벤젠(14 mL), tert-부틸알코올(2 mL) 및 물(2 mL)을플라스크에 넣고, 질소 분위기 하에서, 환류 온도로 6시간 교반했다. 반응액을 실온까지 냉각시키고 물을 가하고, 석출한 고체를 흡인 여과에 의해 채취하였다. 이 고체를 실리카겔 컬럼(전개액: 톨루엔)으로 정제한 후, 승화 정제하여, 목적 화합물(1.7 g)을 얻었다.
측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.90(d, 1H), 8.72(d, 2H), 8.46(dd, 2H), 8.07(d, 1H), 7.73-7.78(m, 4H), 7.65-7.71(m, 6H), 7.63(d, 2H), 7.55-7.58(m, 3H), 7.52(dd, 1H), 7.32-7.34(m, 4H), 7.19-7.26(m, 6H), 2.40(s, 6H).
[합성예 2] 화합물(1-30)의 합성
<4,4'-비스(4-(5-메틸피리딘-3-일)페닐)-1,1'-비나프탈렌>
[1,1'-비나프탈렌]-4,4'-디일비스(트리플루오로메탄술포네이트)(3.0 g), 3-메틸-5-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)피리딘(2.4 g), Pd(PPh3)4(0.2 g), 인산 삼칼륨(4.0 g), 1,2,4-트리메틸벤젠(14 mL), tert-부틸알코올(2 mL) 및 물(2 mL)을 플라스크에 넣고, 질소 분위기 하에서, 환류 온도로 6시간 교반했다. 반응액을 실온까지 냉각시키고 물을 가하고, 석출한 고체를 흡인 여과에 의해 채취하였다. 이 고체를 실리카겔 컬럼(전개액, 톨루엔:에틸아세테이트 = 4:1)으로 정제한 후, 승화 정제하여, 목적 화합물(2.0 g)을 얻었다.
측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.80(d, 2H), 8.48(d, 2H), 8.08(d, 2H), 7.81(s, 2H),7.77(d, 4H), 7.72(d, 4H), 7.60(m, 6H), 7.46(dd, 2H), 7.35(dd, 2H), 2.46(s, 6H).
[합성예 3] 화합물(1-191)의 합성
<2,7-비스(4-(5-메틸피리딘-3-일)페닐)트리페닐렌>
3-메틸-5-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)피리딘(3.0 g), 비스(디tert-부틸(4-디메틸아미노페닐)포스핀)디클로로팔라듐(0.089 g), 탄산 칼륨(2.3 g), 브롬화 테트라부틸암모늄(0.27 g), 1,2,4-트리메틸벤젠(20 mL) 및 물(2 mL)을 플라스크에 넣고, 질소 분위기 하에서, 환류 온도로 5시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고 물을 가하고, 또한 톨루엔을 부가하여 분액 추출을 행하였다. 유기층을 분리한 후, 건조하고, 농축하고, 조체(粗體)를 NH 실리카겔 컬럼(전개액, 톨루엔:에틸아세테이트 = 9:1)으로 정제한 후, 승화 정제하여 목적물 화합물(0.47 g)을 얻었다.
측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.9(s, 2H), 8.8(m, 6H), 8.5(s, 2H), 8.0(m, 4H), 7.8(m,4H), 7, 7(m, 2H), 7.7∼7.6(m, 4H), 2.5(s, 6H).
[합성예 4] 화합물(1-453)의 합성
<1,3,5-트리스(4-(5-메틸피리딘-3-일)페닐)벤젠>
3-메틸-5-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)피리딘(6.4 g), 1,3,5-트리브로모벤젠(1.9 g), Pd(PPh3)4(0.4 g), 인산 삼칼륨(7.6 g), 1,2,4-트리메틸벤젠(20 mL), tert-부틸알코올(5 mL) 및 물(1 mL)을 플라스크에 넣고, 질소 분위기 하에서, 환류 온도로 8시간 교반했다. 반응액을 실온까지 냉각시키고 물을 가하고, 석출한 고체를 흡인 여과에 의해 채취하였다. 이 고체를 클로로벤젠으로 재결정을 행하여 정제한 후, 승화 정제하여, 목적 화합물(1.4 g)을 얻었다.
측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.7(d, 3H), 8.5(d, 3H), 7.9(s, 3H), 7.8(m, 6H), 7.8∼7.7(m,9H), 2.4(s, 9H).
[합성예 5] 화합물(1-458)의 합성
<1,3,5-트리스(3-(5-메틸피리딘-3-일)페닐)벤젠>
1,3,5-트리스(3-브로모페닐)벤젠(2.5 g), 3-메틸-5-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)피리딘(3.3 g), 비스(디tert-부틸(4-디메틸아미노페닐)포스핀)디클로로팔라듐(0.097 g), 탄산 칼륨(3.8 g), 브롬화 테트라부틸암모늄(0.59 g), 1,2,4-트리메틸벤젠(20 mL) 및 물(2 mL)을 플라스크에 넣고, 질소 분위기 하에서, 환류 온도로 6시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고 물을 가하고, 또한 톨루엔을 부가하여 분액 추출을 행하였다. 유기층을 분리한 후, 건조하고, 농축하고, 조체를 NH 실리카겔 컬럼(전개액, 톨루엔:에틸아세테이트 = 9:1)으로 정제한 후, 승화 정제하여 목적물 화합물(1.0 g)을 얻었다.
측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.7(d, 3H), 8.5(d, 3H), 7.9(m, 6H), 7.8∼7.7(m, 6H),7.6(m, 6H), 2, 4(s, 9H).
[합성예 6] 화합물(1-493)의 합성
<1,4-비스(4-(5-메틸피리딘-3-일)페닐)-2,3-디페닐나프탈렌>
1,4-비스(4-브로모페닐)-2,3-디페닐나프탈렌(2.9 g), 3-메틸-5-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)피리딘(2.6 g), 비스(디tert-부틸(4-디메틸아미노페닐)포스핀)디클로로팔라듐(0.10g), 탄산 칼륨(2.7 g), 브롬화 테트라부틸암모늄(0.32g), 1,2,4-트리메틸벤젠(20 mL) 및 물(2mL)을 플라스크에 넣고, 질소 분위기 하에서, 환류 온도로 4시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고 물을 가하고, 또한 톨루엔을 부가하여 분액 추출을 행하였다. 유기층을 분리한 후, 건조하고, 농축하고, 조체를 NH 실리카겔 컬럼(전개액, 톨루엔:에틸아세테이트=19: 1)으로 정제한 후, 승화 정제하여 목적물 화합물(2.0 g)을 얻었다.
측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.7(d, 2H), 8.4(d, 2H), 7.7(m, 4H), 7.5(dd, 4H), 7.4(dd,2H), 7.3(dd, 4H), 6.9∼6.8(m, 10H), 2.4(s, 6H).
[합성예 7] 화합물(1-501)의 합성
<5,9-비스(3-(5-메틸피리딘-3-일)페닐-7H-벤조[c]카르바졸>
7-페닐-7H-벤조[c]카르바졸-5,9-디일비스(트리플루오로메탄술포네이트)(2.5 g), 3-메틸-5-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)피리딘(3.0 g), 비스(디tert-부틸(4-디메틸아미노페닐)포스핀)디클로로팔라듐(0.90g), 탄산 칼륨(2.3 g), 브롬화 테트라부틸암모늄(0.27g), 1,2,4-트리메틸벤젠(20 mL) 및 물(2mL)을 플라스크에 넣고, 질소 분위기 하에서, 환류 온도로 6시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고 물을 첨가하고, 또한 톨루엔을 부가하여 분액 추출을 행하였다. 유기층을 분리한 후, 건조하고, 농축하고, 조체를 NH 실리카겔 컬럼(전개액, 톨루엔:에틸아세테이트 = 9:1)으로 정제한 후, 승화 정제하여 목적물 화합물(0.61 g)을 얻었다.
측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=9.0(d, 1H), 8.8(d, 1H), 8.7(t, 2H), 8.4(dd, 2H), 8.0(d, 1H), 7.9(s, 1H), 7.8∼7.7(m, 7H), 7, 7∼7.4(m, 12H), 2, 4(s, 3H), 2.4(s, 3H).
[합성예 8] 화합물(1-513)의 합성
<2,7-비스(3-(5-메틸피리딘-3-일)페닐)-9, 9'-스피로비[플루오렌]>
2,7-디브로모-9,9'-스피로비[플루오렌](2.0 g), 3-메틸-5-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)피리딘(3.0 g), 비스(디tert-부틸(4-디메틸아미노페닐)포스핀)디클로로팔라듐(0.90g), 탄산 칼륨(2.3 g), 브롬화 테트라부틸암모늄(0.27g), 1,2,4-트리메틸벤젠(20 mL) 및 물(2mL)을 플라스크에 넣고, 질소 분위기 하에서, 환류 온도로 6시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고 물을 첨가하고, 또한 톨루엔을 부가하여 분액 추출을 행하였다. 유기층을 분리한 후, 건조하고, 농축하고, 조체를 NH 실리카겔 컬럼(전개액, 톨루엔:에틸아세테이트 = 9:1)으로 정제한 후, 승화 정제하여 목적물 화합물(0.28 g)을 얻었다.
측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.6(d, 2H), 8.4(d, 2H), 8.0(d, 2H), 7.9(d, 2H), 7.7(dd,2H), 7.6(m, 2H), 7.6(m, 2H), 7.5∼7.4(m, 8H), 7.1(td, 2H), 7.0(d, 2H), 6.8(d, 2H), 2.4(s, 6H).
원료의 화합물을 적절하게 변경함으로써, 전술한 합성예에 준한 방법으로, 본 발명의 다른 유도체 화합물을 합성할 수 있다.
이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명의 화합물을 사용한 유기 EL 소자의 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼8 및 비교예 1∼5에 따른 소자를 제작하고, 각각, 정전류 구동 시험에서의 구동 개시 전압(V), 초기값의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간(hr)의 측정을 행하였다. 이하에서, 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
제작한 실시예 1∼8 및 비교예 1∼5에 따른 소자의 각 층의 재료 구성을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112014074365723-pat00059
표 1에 있어서, 「HI-1」은 N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, 「IL」은 1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌헥사 카르보니트릴, 「HT-1」은 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민이며, 「BH」는 9-페닐-10-(4-페닐나프탈렌-1-일)안트라센, 「BD」는 7,7-디메틸-N5,N9-디페닐-N5,N9-비스(4-(트리메틸실릴)페닐)-7H-벤조[c]플루오렌-5,9-디아민이다. 음극에 사용한 「Liq」와 함께 이하에서 화학 구조를 나타낸다.
Figure 112014074365723-pat00060
하기에 비교예에 사용한 「A」: 6,6"-(7,7-디페닐-7H-벤조[c]플루오렌-5,9-디일)디-2,3'-비피리딘, 「B」: 2,7-디([2,4'-비피리딘]-6-일)트리페닐렌, 「C」: 3,3'-(5'-(3-(피리딘-3-일)페닐)-[1,1':3',1"-테르페닐]-3,3"-디일)디피리딘, 「D」: 2,7-디([2,4'-비피리딘]-6-일)-9,9'-스피로비[플루오렌], 「E」: 5,5'-((2-페닐안트라센-9,10-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(3-메틸피리딘)의 화학 구조를 나타낸다.
Figure 112014074365723-pat00061
[실시예 1]
<화합물(1-7)을 전자수송 재료에 사용한 소자>
스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)옵토사이언스 제조)를 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치((주)쇼와 진공 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI-1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, IL을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT-1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-7)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, Liq를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 마그네슘을 넣은 텅스텐제 증착용 보트, 은을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI-1이 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께 40 ㎚로 되도록 증착하고, 또한 IL이 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께 5 ㎚로 되도록 증착함으로써 2층으로 이루어지는 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT-1이 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH가 들어간 증착용 보트와 BD가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께 20 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH와 BD의 중량비가 대략 95 대 5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-7)이 들어간 증착용 보트와 Liq가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께 30 ㎚로 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 화합물(1-7)과 Liq의 중량비가 대략 1 대 1로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.
그 후, Liq가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께 1 ㎚로 되도록 0.01∼0.1 ㎚/초의 증착 속도로 증착하였다. 이어서, 마그네슘이 들어간 보트와 은이 들어간 보트를 동시에 가열하여 막 두께 100 ㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하였다. 이때, 마그네슘과 은의 원자수비가 10 대 1로 되도록 증착 속도를 조절하고, 증착 속도가 0.1 ㎚∼10 ㎚/초로 되도록 증착하여 음극을 형성하여 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, Mg/Ag 전극을 음극으로 하고, 1000 cd/m2 발광 시의 특성을 측정하면, 구동전압은 3.47 V, 외부 양자 효율은 6.77%이었다. 또한, 1500 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있는 전류 밀도로 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기 휘도의 80%(1200 cd/m2) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 76시간이었다.
[비교예 1]
화합물(1-7)을 화합물 A로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 3.43 V, 외부 양자 효율은 5.61%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 50시간이었다.
[실시예 2]
<화합물(1-30)을 전자 수송 재료에 사용한 소자>
화합물(1-7)을 화합물(1-30)로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 4.59 V, 외부 양자 효율은 5.45%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 69시간이었다.
[실시예 3]
<화합물(1-191)을 전자 수송 재료에 사용한 소자>
화합물(1-7)을 화합물(1-191)로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 3.77 V, 외부 양자 효율은 7.87%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 138시간이었다.
[비교예 2]
화합물(1-7)을 화합물 B로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 3.55 V, 외부 양자 효율은 7.45%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 116시간이었다.
[실시예 4]
<화합물(1-453)을 전자 수송 재료에 사용한 소자>
화합물(1-7)을 화합물(1-453)로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 5.85 V, 외부 양자 효율은 6.25%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 205시간이었다.
[실시예 5]
<화합물(1-458)을 전자 수송 재료에 사용한 소자>
화합물(1-7)을 화합물(1-458)로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 4.95 V, 외부 양자 효율은 6.05%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 120시간이었다.
[비교예 3]
화합물(1-7)을 화합물 C로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 5.17 V, 외부 양자 효율은 5.70%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 63시간이었다.
[실시예 6]
<화합물(1-493)을 전자 수송 재료에 사용한 소자>
화합물(1-7)을 화합물(1-493)로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 4.86 V, 외부 양자 효율은 6.10%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 155시간이었다.
[실시예 7]
<화합물(1-501)을 전자 수송 재료에 사용한 소자>
화합물(1-7)을 화합물(1-501)로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 4.90 V, 외부 양자 효율은 5.97%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 198시간이었다.
[실시예 8]
<화합물(1-513)을 전자 수송 재료에 사용한 소자>
화합물(1-7)을 화합물(1-513)로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 3.98 V, 외부 양자 효율은 6.45%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 160시간이었다.
[비교예 4]
화합물(1-7)을 화합물 D로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 3.75 V, 외부 양자 효율은 5.89%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 155시간이었다.
[비교예 5]
화합물(1-7)을 화합물 E로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 동일한 시험을 실시한 바, 구동 전압은 3.92 V, 외부 양자 효율은 5.20%이며, 초기 휘도의 80% 이상의 휘도를 유지하는 시간은 130시간이었다.
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 낮은 구동 전압, 고효율, 긴 수명 등, 유기 EL 소자에 요구되는 특성을 양호한 밸런스로 달성한 유기 EL 소자를 제공할 수 있고, 풀 컬러 표시 등의 고성능의 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 하기 식(1)으로 표시되는 화합물:
    Figure 112020116031110-pat00062

    상기 식(1) 중에서,
    Ar은 하기 식(Ar-5-1) 및 식(Ar-9)로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개이며,
    Figure 112020116031110-pat00073

    상기 식 중에서, R4는 독립적으로 메틸 또는 페닐이며, 2개의 R4는 서로 연결되어 환을 형성할 수도 있고;
    R1은 탄소수 1∼4의 알킬이며;
    m은 2이며, 2 개의 피리딜페닐기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며;
    상기 식(1) 중의 각각의 환 및 알킬에서 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환될 수도 있음.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 식(1-191) 또는 식(1-513)으로 표시되는, 화합물:
    Figure 112020116031110-pat00074
    .
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 화합물을 함유하는, 전자 수송 재료.
  4. 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극;
    상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층; 및
    상기 음극과 상기 발광층의 사이에 배치되고, 제3항에 기재된 전자 수송 재료를 함유하는 전자 수송층 및/또는 전자 주입층
    을 가지는, 유기 전계 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나는, 퀴놀리놀계 금속 착체, 비피리딘 유도체, 페난트롤린 유도체 및 보란 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  6. 제4항에 있어서,
    전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토류 금속의 산화물, 알칼리 토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리 토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
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