KR102251362B1

KR102251362B1 - 유기 전계 발광 소자, 및 신규 이리듐 착물

Info

Publication number: KR102251362B1
Application number: KR1020207008145A
Authority: KR
Inventors: 고우스케 와타나베; 유이치로우 이타이
Original assignee: 유디씨 아일랜드 리미티드
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2021-05-14
Also published as: JP6820983B2; KR20210056444A; KR102337702B1; KR101951853B1; JP2017063213A; KR102613306B1; JP2019206715A; US10340471B2; JP6563887B2; TWI589672B; TWI527876B; US10854835B2; JP2021073692A; KR102093503B1; US20140252333A1; KR20180018842A; TW201741438A; JP7162967B2; KR20200032771A; JP6046040B2

Abstract

하기 일반식 (A) 로 나타내는 기를 갖는 페닐피리딘 2 좌 배위자를 갖는 이리듐 착물. 일반식 (A) 에 있어서, X 는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타낸다. L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. R 은 치환기를 나타낸다. n 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. * 는 페닐피리딘 2 좌 배위자와의 결합 부위를 나타낸다.

Description

유기 전계 발광 소자, 및 신규 이리듐 착물{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT AND NOVEL IRIDIUM COMPLEX}

본 발명은 유기 전계 발광 소자, 및 신규 이리듐 착물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 페닐피리딘 2 좌 배위자를 3 개 갖는 이리듐 착물로서, 적어도 1 개의 페닐피리딘 배위자가 시아노기 또는 할로겐화알킬기가 치환한 페닐기를 갖는 이리듐 착물을 사용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

유기 전계 발광 소자 (이하, 「소자」, 「유기 EL 소자」라고도 한다) 는, 저전압 구동으로 고휘도의 발광이 얻어지는 점에서 활발하게 연구 개발이 이루어지고 있다. 유기 전계 발광 소자는, 1 쌍의 전극 사이에 유기층을 갖고, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 유기층에 있어서 재결합하고, 생성한 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.

최근, 이리듐 착물 등의 인광 발광 재료를 사용함으로써, 소자의 고효율화가 진행되고 있다 (특허문헌 1 ∼ 4 참조).

그러나, 종래의 이리듐 착물을 사용한 소자는 내구성의 관점에서 추가적인 개선이 요구된다.

국제 공개 제09/073245호 국제 공개 제09/146770호 일본 공개특허공보 2001-357977호 일본 공개특허공보 2006-86482호

본 발명의 목적은, 구동 전압이 낮고, 효율이 우수하며, 또한 내구성이 우수한 유기 전계 발광 소자, 및 그 소자의 제조에 사용되는 이리듐 착물을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 서술한 유기 전계 발광 소자에 유용한 화합물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자들의 검토에 의해, 페닐피리딘 골격을 갖는 2 좌 배위자를 3 개 갖는 이리듐 착물에 있어서, 시아노기 또는 할로겐화알킬기가 치환한 페닐기를 치환기로서 도입함으로써, 유기 전계 발광 소자의 내구성이 대폭 개선되는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 하기의 수단에 의해 달성할 수 있다.

[1]

기판 상에, 양극 및 음극으로 이루어지는 1 쌍의 전극과, 상기 전극 사이에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층 중 적어도 1 층에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 적어도 1 종 함유하는 유기 전계 발광 소자.

[화학식 1]

일반식 (1) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₇ ∼ R₁₃₀ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₃₀ 과 R₁₃₁, R₁₃₁ ∼ R₁₃₄ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. 단, R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 중 적어도 1 개는, 하기 일반식 (A) 로 나타내는 기를 나타낸다.

[화학식 2]

일반식 (A) 에 있어서, X 는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타낸다. L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. R 은 치환기를 나타낸다. R 은 복수 존재하는 경우, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. n 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. * 는 결합 부위를 나타낸다.

[2]

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물인, [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[화학식 3]

일반식 (2) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₂₃, R₁₂₅, R₁₂₆, 및 R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 2 개의 R₁₁₁ ∼ R₁₁₈ 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₅ 와 R₁₂₆, R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타낸다.

[3]

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물인, [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[화학식 4]

일반식 (3) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₁₅, R₁₁₇, R₁₁₈, R₁₁₉ ∼ R₁₂₆, 및 R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 2 개의 R₁₁₁ ∼ R₁₁₅, R₁₁₇, R₁₁₈, R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₇ 과 R₁₁₈, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2 개, R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타낸다.

[4]

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 화합물인, [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[화학식 5]

일반식 (4) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₂₀, R₁₂₂ ∼ R₁₂₆, 및 R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 2 개의 R₁₁₁ ∼ R₁₁₈ 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ 와 R₁₂₀, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2 개, R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타낸다.

[5]

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (5) 로 나타내는 화합물인, [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[화학식 6]

일반식 (5) 에 있어서, R₁₁₁, R₁₁₂, R₁₁₄, R₁₁₅ ∼ R₁₂₆, 및 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 2 개의 R₁₁₁, R₁₁₂, R₁₁₄, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈, R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. R₁₁₁ 과 R₁₁₂, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2 개, R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타낸다.

[6]

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (6) 으로 나타내는 화합물인, [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[화학식 7]

일반식 (6) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₂₄, R₁₂₆, 및 R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 2 개의 R₁₁₁ ∼ R₁₁₈ 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ 과 R₁₂₄, R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타낸다.

[7]

상기 일반식 (A) 에 있어서의 X, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 중 적어도 1 개, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 중 적어도 1 개, 상기 일반식 (4) 에 있어서의 R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 적어도 1 개, 상기 일반식 (5) 에 있어서의 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 적어도 1 개, 상기 일반식 (6) 에 있어서의 R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 중 적어도 1 개가 시아노기인, [1] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[8]

상기 일반식 (1) ∼ (6) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층에 함유하는, [1] ∼ [7] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[9]

상기 발광층에, 상기 일반식 (1) ∼ (6) 중 어느 것으로 나타내는 화합물 이외에, 추가로 시아노기를 갖는 화합물을 함유하는 [8] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[10]

[1] ∼ [9] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치.

[11]

[1] ∼ [9] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 표시 장치.

[12]

[1] ∼ [9] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 조명 장치.

[13]

하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물.

[화학식 8]

본 발명에 의하면, 구동 전압이 낮고, 효율이 우수하며, 또한 내구성이 우수한 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다. 또한, 그 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 상기 구동 전압이 낮고, 효율이 우수하며, 또한 내구성이 우수한 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 이리듐 착물을 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, 화합물 (1-7) 의 ¹H-NMR 데이터를 나타내는 도면이다.

하기 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 포함시킨 모든 기로서 탄소수가 1 ∼ 6 인 것을 나타낸다.

본 발명에 있어서, 치환기군 A 를 이하와 같이 정의한다.

(치환기군 A)

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, 안트라세닐 등을 들 수 있다), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 10 이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노, 디페닐아미노, 디톨릴아미노 등을 들 수 있다), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 아실기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있다), 인산아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있다), 하이드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기 (헤테로아릴기) 도 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, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레니에닐, 텔루리에닐, 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.

[일반식 (1) 로 나타내는 화합물]

이하, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물에 대하여 설명한다.

[화학식 9]

[화학식 10]

일반식 (1) 에 있어서, 이리듐 원자와 질소 원자 사이의 결합, 및 이리듐 원자와 탄소 원자 사이의 결합은, 실선으로 표시되어 있는데, 공유 결합이어도 되고 배위 결합이어도 된다. 또, 후술하는 일반식 (2) ∼ (6) 에 있어서도 동일하다.

일반식 (1) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 그 치환기로는, 상기 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.

R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 는, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 시아노기가 바람직하고, 내구성이 우수하다는 이유로부터, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 시아노기가 보다 바람직하고, 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기가 더욱 바람직하다. 알킬기로는, 상기 치환기군 A 에 있어서의 알킬기의 바람직한 범위에 대하여, 또한, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬기가 보다 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기가 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기가 보다 바람직하고, 메틸기가 가장 바람직하다. 아릴기로는, 상기 치환기군 A 에 있어서의 아릴기의 바람직한 범위에 대하여, 또한, 탄소수 6 ∼ 10 의 아릴기가 바람직하고, 구체적으로는 페닐기, 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 가장 바람직하다. 헤테로아릴기로는, 피리딜기, 피라지닐기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 피롤릴기, 피라졸릴기, 트리아졸릴기, 이미다졸릴기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 이소티아졸릴기 등을 바람직하게 들 수 있다.

R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 치환기를 나타내는 경우, 그 치환기는 또한 다른 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 그 다른 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있고, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 시아노기가 바람직하고, 알킬기, 또는 아릴기가 보다 바람직하다. 추가적인 치환기로서의 알킬기, 아릴기의 바람직한 범위는, 전술한 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 알킬기, 아릴기인 경우의 바람직한 범위와 동일하다.

R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₇ ∼ R₁₃₀ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₃₀ 과 R₁₃₁, R₁₃₁ ∼ R₁₃₄ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.

고리를 형성하는 양태로는, 황색 내지 적색의 발광 재료를 얻는다는 관점에서는, R₁₁₁ 과 R₁₁₂ 가 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₁₉ 와 R₁₂₀ 이 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₂₇ 과 R₁₂₈ 이 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₁₂ 와 R₁₁₃ 이 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₂₀ 과 R₁₂₁ 이 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₂₈ 과 R₁₂₉ 가 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₁₃ 과 R₁₁₄ 가 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₂₁ 과 R₁₂₂ 가 결합하여 고리를 형성하는 양태, 및, R₁₂₉ 와 R₁₃₀ 이 결합하여 고리를 형성하는 양태에서 선택되는 적어도 1 개의 양태가 바람직하다.

형성되는 고리로는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리, 시클로알칸 고리 등을 들 수 있고, 바람직하게는 벤젠 고리이다.

이들 형성되는 고리는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있고, 알킬기, 아릴기 또는 시아노기가 바람직하고, 알킬기, 또는 아릴기가 보다 바람직하다.

일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 중 적어도 1 개는, 상기 일반식 (A) 로 나타내는 기를 나타낸다.

일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 중, 일반식 (A) 로 나타내는 기를 나타내는 것은, 증착 용이성의 관점에서는 3 개 이하가 바람직하고, 1 ∼ 3 개가 바람직하고, 1 ∼ 2 개가 보다 바람직하고, 1 개가 더욱 바람직하다.

일반식 (A) 에 있어서의 X 는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타낸다. 할로겐화알킬기에 있어서의 할로겐으로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있지만, 불소 원자가 바람직하다. 할로겐화알킬기로는 탄소수 1 ∼ 3 의 불화알킬기가 바람직하고, 탄소수 1 의 불화알킬기가 보다 바람직하다.

유기 EL 소자의 내구성 향상의 관점에서, 일반식 (A) 에 있어서의 X 는 시아노기인 것이 바람직하다.

일반식 (A) 에 있어서의 L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 그 2 가의 연결기로는, 아릴렌기 또는 알킬렌기를 들 수 있다.

L 로는 단결합 또는 아릴렌기인 것이 바람직하다. 아릴렌기로는, 1 ∼ 3 개의 벤젠 고리로 이루어지는 아릴렌기인 것이 바람직하고, 1 개 또는 2 개의 벤젠 고리로 이루어지는 아릴렌기인 것이 보다 바람직하고, 구체적으로는 페닐렌기, 비페닐렌기, 터페닐렌기가 바람직하고, 페닐렌기, 또는 비페닐렌기가 보다 바람직하다.

L 이 아릴렌기를 나타내는 경우, 구체적으로는 하기 L1 ∼ L15 를 들 수 있고, 소자 특성이 우수하다는 이유로부터, L1, L2, L4, L5, L7, L8, L13, L14 가 바람직하고, L2, L8 이 보다 바람직하다.

또한, 하기 L1 ∼ L15 에 있어서, * 는 결합 부위를 나타낸다. L1 ∼ L15 는 또한 치환기를 가져도 된다.

[화학식 11]

L 이 2 가의 연결기를 나타내는 경우에는, 치환기를 가져도 되고, 그 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있고, 알킬기, 아릴기, 시아노기가 바람직하다.

일반식 (A) 에 있어서의 R 은 치환기를 나타낸다. 그 치환기로는, 상기 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있고, 알킬기, 아릴기, 또는 시아노기가 바람직하고, 알킬기, 또는 아릴기가 보다 바람직하고, 아릴기가 더욱 바람직하다. R 이 나타내는 치환기로서의 알킬기, 아릴기의 바람직한 범위는, 전술한 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 알킬기, 아릴기인 경우의 바람직한 범위와 동일하다.

R 은 또한 다른 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 그 다른 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있고, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 시아노기가 바람직하고, 알킬기, 또는 아릴기가 보다 바람직하다.

일반식 (A) 에 있어서의 n 은 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. n 은 바람직하게는 0 ∼ 3 의 정수이고, 보다 바람직하게는 0 ∼ 2 의 정수이고, 더욱 바람직하게는 0 또는 1 이고, 특히 바람직하게는 0 이다.

일반식 (A) 로 나타내는 기는, 일반식 (1) 에 있어서, R₁₁₆, R₁₂₄, 및 R₁₃₂에서 선택되는 2 개 이하, R₁₁₃, R₁₂₁, 및 R₁₂₉에서 선택되는 2 개 이하, R₁₁₂, R₁₂₀, 및 R₁₂₈에서 선택되는 2 개 이하, R₁₁₇, R₁₂₅, 및 R₁₃₃ 에서 선택되는 2 개 이하로 치환하는 것이 바람직하고, R₁₁₆, R₁₂₄, 및 R₁₃₂에서 선택되는 2 개 이하, R₁₁₃, R₁₂₁, 및 R₁₂₉에서 선택되는 2 개 이하, R₁₁₇, R₁₂₅, 및 R₁₃₃ 에서 선택되는 2 개 이하로 치환하는 것이 보다 바람직하고, R₁₁₆, R₁₂₄, 및 R₁₃₂에서 선택되는 2 개 이하, R₁₁₇, R₁₂₅, 및 R₁₃₃ 에서 선택되는 2 개 이하로 치환하는 것이 더욱 바람직하다.

내구성이 우수하다는 관점에서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (2) ∼ (6) 중 어느 것으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하고, 증착 용이성의 관점에서 하기 일반식 (2), (4), 또는 (6) 으로 나타내는 화합물인 것이 보다 바람직하고, 하기 일반식 (2) 또는 (4) 로 나타내는 화합물인 것이 더욱 바람직하고, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물인 것이 특히 바람직하다.

[화학식 12]

일반식 (2) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₂₃, R₁₂₅, R₁₂₆, 및 R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 의 구체예 및 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 와 동일하고, R₁₁₁ ∼ R₁₂₃, R₁₂₅, R₁₂₆, 및 R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위도 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하다.

일반식 (2) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₁₈ 은 각각 2 개씩 존재하는데, 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 합성 용이성의 면에서 동일한 것이 바람직하다.

R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₅ 와 R₁₂₆, R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.

황색 내지 적색의 발광 재료를 얻는다는 관점에서는, R₁₁₁ 과 R₁₁₂ 가 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₁₉ 와 R₁₂₀ 이 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₁₂ 와 R₁₁₃ 이 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₂₀ 과 R₁₂₁ 이 결합하여 고리를 형성하는 양태, R₁₁₃ 과 R₁₁₄ 가 결합하여 고리를 형성하는 양태, 및 R₁₂₁ 과 R₁₂₂ 가 결합하여 고리를 형성하는 양태에서 선택되는 적어도 1 개의 양태가 바람직하다.

형성되는 고리의 구체예 및 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 고리를 형성하는 경우의 고리의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하다. 또, 그 고리는 치환기를 가져도 되고, 그 치환기의 구체예 및 바람직한 범위도 상기 일반식 (1) 에서 설명한 것과 동일하다.

일반식 (2) 에 있어서, L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타내고, L 의 구체예 및 바람직한 범위는 상기 일반식 (1) 의 L 의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하고, 단결합 또는 페닐렌기가 특히 바람직하다. 또, L 이 가져도 되는 치환기도 상기 일반식 (1) 에 있어서 설명한 것과 동일하다.

일반식 (2) 의 R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내고, 시아노기를 나타내는 것이 바람직하다.

일반식 (2) 의 R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것은 1 ∼ 3 개가 바람직하고, 1 ∼ 2 개가 보다 바람직하고, 1 개가 더욱 바람직하다.

일반식 (2) 의 R₂₁₁ ∼ R₂₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것 이외에는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타내는 것이 바람직하고, 수소 원자, 또는 아릴기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 수소 원자를 나타내는 것이 더욱 바람직하다.

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물인 경우도 바람직하다.

[화학식 13]

일반식 (3) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₁₅, R₁₁₇, R₁₁₈, R₁₁₉ ∼ R₁₂₆, 및 R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 의 구체예 및 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 와 동일하고, R₁₁₁ ∼ R₁₁₅, R₁₁₇, R₁₁₈, R₁₁₉ ∼ R₁₂₆, 및 R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위도 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하다.

일반식 (3) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₁₅, R₁₁₇, R₁₁₈, 및 R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 는 각각 2 개씩 존재하는데, 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 합성 용이성의 면에서 동일한 것이 바람직하다.

R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₇ 과 R₁₁₈, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2 개, R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.

일반식 (3) 에 있어서, L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타내고, L 의 구체예 및 바람직한 범위는 상기 일반식 (1) 의 L 의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하고, 단결합 또는 페닐렌기가 특히 바람직하다. 또, L 이 가져도 되는 치환기도 상기 일반식 (1) 에 있어서 설명한 것과 동일하다.

일반식 (3) 의 R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내고, 시아노기를 나타내는 것이 바람직하다.

일반식 (3) 의 R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것은 1 ∼ 3 개가 바람직하고, 1 ∼ 2 개가 보다 바람직하고, 1 개가 더욱 바람직하다.

일반식 (3) 의 R₃₁₁ ∼ R₃₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것 이외에는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타내는 것이 바람직하고, 수소 원자, 또는 아릴기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 수소 원자를 나타내는 것이 더욱 바람직하다.

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 화합물인 경우도 바람직하다.

[화학식 14]

일반식 (4) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₂₀, R₁₂₂ ∼ R₁₂₆, 및 R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 의 구체예 및 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 와 동일하고, R₁₁₁ ∼ R₁₂₀, R₁₂₂ ∼ R₁₂₆, 및 R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위도 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하다.

일반식 (4) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₁₈ 은 각각 2 개씩 존재하는데, 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 합성 용이성의 면에서 동일한 것이 바람직하다.

R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ 와 R₁₂₀, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2 개, R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.

일반식 (4) 에 있어서, L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타내고, L 의 구체예 및 바람직한 범위는 상기 일반식 (1) 의 L 의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하고, 단결합 또는 페닐렌기가 특히 바람직하다. 또, L 이 가져도 되는 치환기도 상기 일반식 (1) 에 있어서 설명한 것과 동일하다.

일반식 (4) 의 R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내고, 시아노기를 나타내는 것이 바람직하다.

일반식 (4) 의 R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것은 1 ∼ 3 개가 바람직하고, 1 ∼ 2 개가 보다 바람직하고, 1 개가 더욱 바람직하다.

일반식 (4) 의 R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것 이외에는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타내는 것이 바람직하고, 수소 원자, 또는 아릴기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 수소 원자를 나타내는 것이 더욱 바람직하다.

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (5) 로 나타내는 화합물인 경우도 바람직하다.

[화학식 15]

일반식 (5) 에 있어서, R₁₁₁, R₁₁₂, R₁₁₄, R₁₁₅ ∼ R₁₂₆, 및 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 의 구체예 및 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 와 동일하고, R₁₁₁, R₁₁₂, R₁₁₄, R₁₁₅ ∼ R₁₂₆, 및 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위도 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하다.

일반식 (5) 에 있어서, R₁₁₁, R₁₁₂, R₁₁₄, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈, 및 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 는 각각 2 개씩 존재하는데, 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 합성 용이성의 면에서 동일한 것이 바람직하다.

R₁₁₁ 과 R₁₁₂, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2 개, R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.

일반식 (5) 에 있어서, L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타내고, L 의 구체예 및 바람직한 범위는 상기 일반식 (1) 의 L 의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하고, 단결합 또는 페닐렌기가 특히 바람직하다. 또, L 이 가져도 되는 치환기도 상기 일반식 (1) 에 있어서 설명한 것과 동일하다.

일반식 (5) 의 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내고, 시아노기를 나타내는 것이 바람직하다.

일반식 (5) 의 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것은 1 ∼ 3 개가 바람직하고, 1 ∼ 2 개가 보다 바람직하고, 1 개가 더욱 바람직하다.

일반식 (5) 의 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것 이외에는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타내는 것이 바람직하고, 수소 원자, 또는 아릴기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 수소 원자를 나타내는 것이 더욱 바람직하다.

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (6) 으로 나타내는 화합물인 경우도 바람직하다.

[화학식 16]

일반식 (6) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₂₄, R₁₂₆, 및 R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 의 구체예 및 바람직한 범위는, 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 와 동일하고, R₁₁₁ ∼ R₁₂₄, R₁₂₆, 및 R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위도 상기 일반식 (1) 의 R₁₁₁ ∼ R₁₃₄ 가 치환기를 나타내는 경우에 가져도 되는 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하다.

일반식 (6) 에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₁₈ 은 각각 2 개씩 존재하는데, 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 합성 용이성의 면에서 동일한 것이 바람직하다.

R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₄ 와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2 개, R₁₂₂ 와 R₁₂₃, R₁₂₃ 과 R₁₂₄, R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 중 인접하는 적어도 2 개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.

일반식 (6) 에 있어서, L 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타내고, L 의 구체예 및 바람직한 범위는 상기 일반식 (1) 의 L 의 구체예 및 바람직한 범위와 동일하고, 단결합 또는 페닐렌기가 특히 바람직하다. 또, L 이 가져도 되는 치환기도 상기 일반식 (1) 에 있어서 설명한 것과 동일하다.

일반식 (6) 의 R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 중 적어도 1 개는 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내고, 시아노기를 나타내는 것이 바람직하다.

일반식 (6) 의 R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것은 1 ∼ 3 개가 바람직하고, 1 ∼ 2 개가 보다 바람직하고, 1 개가 더욱 바람직하다.

일반식 (6) 의 R₆₁₁ ∼ R₆₁₅ 중 시아노기 또는 할로겐화알킬기를 나타내는 것 이외에는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타내는 것이 바람직하고, 수소 원자, 또는 아릴기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 수소 원자를 나타내는 것이 더욱 바람직하다.

일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 분자량은 승화 적성의 관점에서, 400 이상 1000 이하가 바람직하고, 450 이상 900 이하가 보다 바람직하다.

유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동 중의 발열에 대하여 안정적으로 동작시키는 관점에서, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 90 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 100 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 110 ℃ 이상인 것이 특히 바람직하다.

일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 열거하지만, 본 발명이 이들에 한정되는 경우는 없다.

[화학식 17]

[화학식 18]

[화학식 19]

[화학식 20]

[화학식 21]

[화학식 22]

[화학식 23]

[화학식 24]

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 국제 공개 제2009/073245호, 국제 공개 제2010/028151호 등에 기재된 방법에 의해 합성할 수 있다.

본 발명은 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 (또한 일반식 (2), (3), (4), (5) 또는 (6) 으로 나타내는 화합물) 에도 관한 것이다.

일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 그 용도가 한정되는 경우는 없고, 유기 전계 발광 소자의 어느 유기층에 함유되어도 되지만, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 도입층으로는, 발광층이 바람직하고, 발광 재료로서 사용되는 것이 특히 바람직하다.

[일반식 (1) 로 나타내는 발광 재료]

본 발명은, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 발광 재료에도 관한 것이다.

본 발명의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 및 발광 재료는, 전자 사진, 유기 트랜지스터, 유기 광전 변환 소자 (에너지 변환 용도, 센서 용도 등), 유기 전계 발광 소자 등의 유기 일렉트로닉스 소자에 바람직하게 사용할 수 있고, 유기 전계 발광 소자에 사용하는 것이 특히 바람직하다.

[일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 박막]

본 발명은 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 박막에도 관한 것이다. 본 발명의 박막은, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 제막 (製膜) 법, 전사법, 인쇄법 등의 습식 제막법에 의해 형성할 수 있다. 박막의 막두께는 용도에 따라 어떠한 두께여도 되지만, 바람직하게는 0.1 ㎚ ∼ 1 ㎜ 이고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎚ ∼ 1 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이고, 특히 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 100 ㎚ 이다.

[유기 전계 발광 소자]

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에, 양극 및 음극으로 이루어지는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층 중 적어도 1 층에 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 적어도 1 종 함유한다. 유기 전계 발광 소자의 성질상, 1 쌍의 전극인 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은, 투명 혹은 반투명인 것이 바람직하다.

유기층으로는, 발광층 이외에, 정공 주입층, 정공 수송층, 블록층 (정공 블록층, 여기자 블록층 등), 전자 수송층, 전자 주입층 등을 들 수 있다. 이들 유기층은, 각각 1 층이어도 되고 복수 층 형성해도 되고, 복수 층 형성하는 경우에는 동일한 재료로 형성해도 되고, 층마다 상이한 재료로 형성해도 된다.

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

＜유기층의 구성＞

상기 유기층의 층 구성으로는, 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 일부의 면에 형성된다.

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

구체적인 층 구성으로서 하기를 들 수 있지만, 본 발명은 이들 구성에 한정되는 것은 아니다.

·양극/발광층/음극

·양극/정공 수송층/발광층/음극

·양극/발광층/전자 수송층/음극

·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

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

＜기판＞

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

＜양극＞

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

＜음극＞

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

＜유기층＞

본 발명에 있어서의 유기층에 대하여 설명한다.

(유기층의 형성)

본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 각 유기층은, 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 제막법, 전사법, 인쇄법, 스핀 코트법, 바 코트법 등의 용액 도포법 중 어느 것에 의해서도 바람직하게 형성할 수 있다.

(발광층)

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

(발광 재료)

본 발명에서는, 발광층에 적어도 1 종의 발광 재료를 함유하는 것이 바람직하고, 적어도 1 종의 인광 발광 재료를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 인광 발광 재료로는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.

본 발명에서는, 발광층에 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물에 추가하여, 발광 재료로서, 형광 발광 재료나, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물과는 상이한 인광 발광 재료를 사용할 수도 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, US6303238B1, US6097147, WO00/57676, WO00/70655, WO01/08230, WO01/39234A2, WO01/41512A1, WO02/02714A2, WO02/15645A1, WO02/44189A1, WO05/19373A2, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2002-302671호, 일본 공개특허공보 2002-117978호, 일본 공개특허공보 2003-133074호, 일본 공개특허공보 2002-235076호, 일본 공개특허공보 2003-123982호, 일본 공개특허공보 2002-170684호, EP1211257, 일본 공개특허공보 2002-226495호, 일본 공개특허공보 2002-234894호, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2001-298470호, 일본 공개특허공보 2002-173674호, 일본 공개특허공보 2002-203678호, 일본 공개특허공보 2002-203679호, 일본 공개특허공보 2004-357791호, 일본 공개특허공보 2006-256999호, 일본 공개특허공보 2007-19462호, 일본 공개특허공보 2007-84635호, 일본 공개특허공보 2007-96259호 등의 특허문헌에 기재된 인광 발광 화합물 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 더욱 바람직한 발광 재료로는, Ir 착물, Pt 착물, Cu 착물, Re 착물, W 착물, Rh 착물, Ru 착물, Pd 착물, Os 착물, Eu 착물, Tb 착물, Gd 착물, Dy 착물, 및 Ce 착물 등의 인광 발광성 금속 착물 화합물을 들 수 있다. 특히 바람직하게는, Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이고, 그 중에서도 금속-탄소 결합, 금속-질소 결합, 금속-산소 결합, 금속-황 결합의 적어도 1 개의 배위 양식을 포함하는 Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이 바람직하다. 또한, 발광 효율, 구동 내구성, 색도 등의 관점에서, Ir 착물, Pt 착물이 특히 바람직하고, Ir 착물이 가장 바람직하다.

이들 인광 발광성 금속 착물 화합물은, 발광층에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물과 함께 함유되는 것이 바람직하다.

발광층 중의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 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 바람직하고, 2 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 더욱 바람직하다.

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

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

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

(호스트 재료)

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

호스트 재료로는, 예를 들어, 이하의 구조를 부분 구조에 갖는 화합물을 들 수 있다.

방향족 탄화수소, 피롤, 인돌, 카르바졸, 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 디벤조티오펜, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 칼콘, 스티릴안트라센, 하이드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제3급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 포르피린계 화합물, 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸), 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기 실란, 카본막, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 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.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 발광층에, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물과, 또한 시아노기를 갖는 화합물을 함유하는 것이 바람직하고, 발광 재료로서 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하고, 호스트 재료로서 시아노기를 갖는 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다.

호스트 재료로는, 카르바졸 유도체, 디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체, 트리페닐렌 유도체를 바람직하게 들 수 있다.

디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체로는 하기 일반식 (S-1) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 25]

일반식 (S-1) 중, X 는 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R₁₀₁ ∼ R₁₀₇ 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R₁₀₈ 은 치환기를 나타낸다. a 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. n 은 1 이상의 정수를 나타낸다. La 는 n 가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 된다.

X 는 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다.

R₁₀₁ ∼ R₁₀₈ 이 나타내는 치환기로는, 각각 독립적으로 상기 치환기군 A 를 들 수 있다. 그 치환기는 또한 치환기를 가져도 되고, 추가적인 치환기로는, 상기 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.

R₁₀₁ ∼ R₁₀₇ 로는, 수소 원자, 알킬기, 시아노기 또는 아릴기가 바람직하다.

n 은 1 이상의 정수를 나타내고, 1 ∼ 3 인 것이 바람직하고, 1 또는 2 인 것이 보다 바람직하고, 2 인 것이 더욱 바람직하다. n 이 2 이상의 정수를 나타내는 경우, 일반식 (S-1) 중에 복수 존재하는 X, R₁₀₁ ∼ R₁₀₈, 및 a 는 각각 상이해도 된다.

La 는 n 가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 방향족 탄화수소기로는, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기 등을 들 수 있지만, 벤젠 고리가 1 ∼ 3 개 연결된 기인 것이 바람직하고, 상기 일반식 (A) 에 있어서의 L 의 구체예로서 기재한 L1 ∼ L15 를 들 수 있다.

La 는 또한 치환기를 갖고 있어도 된다. La 가 추가적인 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 상기 치환기군 A 를 들 수 있고, 시아노기, 치환 혹은 무치환의 아릴기 (페닐기, 또는 비페닐기), 헤테로 고리기 (바람직하게는 함질소 방향족 헤테로 고리기이고, 카르바졸릴기, 아크리디닐기 등이 보다 바람직하다), 또는 디아릴아미노기 (아릴기로는 페닐기가 바람직하다. 그 아릴기는 아릴기끼리 또는 La 와 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다) 가 바람직하고, 시아노기 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기 (페닐기, 또는 비페닐기) 가 보다 바람직하고, 시아노기, 또는 페닐기가 더욱 바람직하고, 시아노기가 특히 바람직하다. 그 아릴기가 치환기를 갖는 경우의 치환기는 시아노기, 페닐기인 것이 바람직하다.

내구성의 관점에서, 일반식 (S-1) 중에 시아노기를 적어도 1 개 갖는 것이 바람직하다. 또, 전하 수송성·분자의 화학적 안정성의 관점에서, 시아노기는 상기 R₁₀₈ 또는 La 의 치환기뿐인 것이 바람직하고, 동일한 관점에서 La 의 치환기뿐인 것이 보다 바람직하다.

일반식 (S-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 열거하지만, 이들에 한정되는 경우는 없다.

[화학식 26]

[화학식 27]

[화학식 28]

[화학식 29]

트리페닐렌 유도체로는, 하기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.

[화학식 30]

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 무치환의, 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 되고, 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 되고, 벤젠 고리인 것이 특히 바람직하다.

일반식 (Tp-1) 에 있어서의 아릴 고리의 총수는 2 ∼ 8 개인 것이 바람직하고, 3 ∼ 5 개인 것이 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 양호해진다.

R¹² ∼ R²³ 은, 각각 독립적으로, 총 탄소수가 20 ∼ 50 인 것이 바람직하고, 총 탄소수가 20 ∼ 36 인 것이 보다 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 양호해진다.

이하에, 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 31]

[화학식 32]

상기 화합물은, 국제 공개 제05/013388호, 국제 공개 제06/130598호, 국제 공개 제09/021107호, US2009/0009065호, 국제 공개 제09/008311호 및 국제 공개 제04/018587호에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.

(전하 수송층)

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

(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.

또, 하기 화합물도 정공 주입 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다.

[화학식 33]

정공 주입층에는 전자 수용성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를 함유함으로써, 정공 주입성이 향상되어, 구동 전압이 저하되고, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 수용성 도펀트란, 도프되는 재료로부터 전자를 뽑아내고, 라디칼 카티온을 발생시킬 수 있는 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 바람직하고, 0.2 질량％ ∼ 30 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

(전하 발생층)

전하 발생층을 형성하는 화합물로는 상기 정공 주입층에 사용되는 화합물과 동일한 화합물을 사용할 수 있다.

(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, 본 발명의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다. 그 밖의 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 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 전자 주입층의 두께로는, 0.1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 바람직하고, 0.2 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 0.5 ㎚ ∼ 50 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

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

전자 주입층에는 전자 공여성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유시킴으로써, 전자 주입성이 향상되어, 구동 전압이 저하되고, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 공여성 도펀트란, 도프되는 재료에 전자를 부여하고, 라디칼 아니온을 발생시킬 수 있는 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어떠한 것이어도 되지만, 예를 들어, 테트라티아풀발렌 (TTF), 테트라티아나프타센 (TTT), 비스-[1,3 디에틸-2-메틸-1,2-디하이드로벤즈이미다졸릴] 등의 디하이드로이미다졸 화합물, 리튬, 세슘 등을 들 수 있다.

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

(정공 블록층)

정공 블록층은, 양극측으로부터 발광층에 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 생성하는 여기자의 에너지 이동을 방지하고, 발광 효율을 저하시키지 않기 위해, 발광 재료의 T₁ 에너지보다 높은 것이 바람직하다.

정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 알루미늄 (III) 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)4-페닐페놀레이트 (Aluminum (III) bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate (Balq 라고 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 라고 약기한다)) 등의 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.

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

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

(전자 블록층)

전자 블록층은, 음극측으로부터 발광층에 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 생성하는 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 바람직하고, 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 복수 층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.

[일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물]

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 1 쌍의 전극이 양극을 포함하고, 상기 발광층과 그 양극 사이에 적어도 1 층의 유기층을 포함하는 것이 바람직하고, 그 유기층에 적어도 1 종의 하기 일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 하기 일반식 (HT-1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물은, 정공 수송 재료로서 사용되는 것이 바람직하다.

일반식 (HT-1)

[화학식 34]

일반식 (HT-1) 중, R^H1 ∼ R^H15 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.

R^H1 ∼ R^H15 가 치환기를 나타내는 경우, 그 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 들 수 있고, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 헤테로아릴기가 바람직하고, 알킬기, 아릴기, 아릴아미노기가 보다 바람직하다. 그 치환기는 또한 치환되어 있어도 되고, 추가적인 치환기의 구체예 및 바람직한 범위는 R^H1 ∼ R^H15 가 치환기를 나타내는 경우와 동일하다.

R^H1 ∼ R^H15 중 인접하는 적어도 2 개는 단결합 또는 연결기를 개재하여 결합하여 고리를 형성해도 된다. 그 연결기로는 산소 원자, 황 원자, 또는 알킬렌기를 바람직하게 들 수 있다.

내열성 및 내구성의 관점에서, R^H1 ∼ R^H5 중 적어도 1 개와 R^H6 ∼ R^H10 중 적어도 1 개가 아릴기인 것이 바람직하다. 일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 이들에 한정되지 않는다.

[화학식 35]

[화학식 36]

[일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물]

본 발명의 발광 소자는, 발광층과 음극 사이에 적어도 1 층의 유기층을 포함하는 것이 바람직하고, 그 유기층에 적어도 1 종의 하기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 소자의 효율이나 구동 전압의 관점에서 바람직하다. 이하에, 일반식 (O-1) 에 대하여 설명한다.

[화학식 37]

일반식 (O-1) 중, R^O1 은, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. A^O1 ∼ A^O4 는 각각 독립적으로, C-R^A 또는 질소 원자를 나타낸다. R^A 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R^A 는 동일해도 되고 상이해도 된다. L^O1 은, 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리로 이루어지는 2 가 ∼ 6 가의 연결기를 나타낸다. n^O1 은 2 ∼ 6 의 정수를 나타낸다.

R^O1 은, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 된다. R^O1 로서 바람직하게는 아릴기, 또는 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 아릴기이다. R^O1 의 아릴기가 치환기를 갖는 경우의 바람직한 치환기로는, 알킬기, 아릴기 또는 시아노기를 들 수 있고, 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하고, 아릴기가 더욱 바람직하다. R^O1 의 아릴기가 복수의 치환기를 갖는 경우, 그 복수의 치환기는 서로 결합하여 5 또는 6 원자 고리를 형성하고 있어도 된다. R^O1 의 아릴기는, 바람직하게는 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기이고, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 아릴기가 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 더욱 바람직하게는 무치환의 페닐기 또는 2-페닐페닐기이다.

A^O1 ∼ A^O4 는 각각 독립적으로, C-R^A 또는 질소 원자를 나타낸다. A^O1 ∼ A^O4 중, 0 ∼ 2 개가 질소 원자인 것이 바람직하고, 0 또는 1 개가 질소 원자인 것이 보다 바람직하다. A^O1 ∼ A^O4 전부가 C-R^A 이거나, 또는 A^O1 이 질소 원자이고, A^O2 ∼ A^O4 가 C-R^A 인 것이 바람직하고, A^O1 이 질소 원자이고, A^O2 ∼ A^O4 가 C-R^A 인 것이 보다 바람직하고, A^O1 이 질소 원자이고, A^O2 ∼ A^O4 가 C-R^A 이고, R^A 가 모두 수소 원자인 것이 더욱 바람직하다.

R^A 는 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 된다. 또 복수의 R^A 는 동일해도 되고 상이해도 된다. R^A 로서 바람직하게는 수소 원자 또는 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다.

L^O1 은, 아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30) 또는 헤테로아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 로 이루어지는 2 가 ∼ 6 가의 연결기를 나타낸다. L^O1 로서 바람직하게는, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 아릴트리일기, 또는 헤테로아릴트리일기이고, 보다 바람직하게는 페닐렌기, 비페닐렌기, 또는 벤젠트리일기이고, 더욱 바람직하게는 비페닐렌기, 또는 벤젠트리일기이다. L^O1 은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 알킬기, 아릴기, 또는 시아노기가 바람직하다. L^O1 의 구체예로는, 이하의 것을 들 수 있다.

[화학식 38]

n^O1 은 2 ∼ 6 의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2 ∼ 4 의 정수이고, 보다 바람직하게는 2 또는 3 이다. n^O1 은, 소자 효율의 관점에서는 가장 바람직하게는 3 이고, 소자의 내구성의 관점에서는 가장 바람직하게는 2 이다.

일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (O-2) 로 나타내는 화합물이다.

[화학식 39]

일반식 (O-2) 중, R^O1 은 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. R^O2 ∼ R^O4 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. A^O1 ∼ A^O4 는 각각 독립적으로, C-R^A 또는 질소 원자를 나타낸다. R^A 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R^O1, A^O1 ∼ A^O4, R^A 는 동일해도 되고 상이해도 된다.

R^O1 및 A^O1 ∼ A^O4 는, 상기 일반식 (O-1) 중의 R^O1 및 A^O1 ∼ A^O4 와 동일한 의미이고, 또 이들의 바람직한 범위도 동일하다.

R⁰² ∼ R⁰⁴ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 된다. R⁰² ∼ R⁰⁴ 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 또는 아릴기이고, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.

상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 고온 보존시의 안정성, 고온 구동시, 구동시의 발열에 대하여 안정적으로 동작시키는 관점에서, 유리 전이 온도 (Tg) 는 100 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 바람직하고, 120 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 더욱 바람직하고, 140 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 더욱더 바람직하다.

일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 이들에 한정되지 않는다. 하기 구조식에 있어서 Ph 는 페닐기를 나타낸다.

[화학식 40]

[화학식 41]

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 제거할 수 있다.

본 발명의 발광 소자에 있어서, 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은 발광층과 음극 사이의 유기층에 함유되는 것이 바람직하고, 발광층에 인접하는 음극측의 층에 함유되는 것이 보다 바람직하다.

일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 첨가하는 유기층의 전체 질량에 대하여 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

(보호층)

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

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

(봉지 용기)

본 발명의 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)

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

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

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

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

(본 발명의 소자의 용도)

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

(발광 장치)

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

본 발명의 발광 장치는, 상기 유기 전계 발광 소자를 사용하여 이루어진다.

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

유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에, 양극 (제 1 전극) (3), 유기층 (11), 음극 (제 2 전극) (9) 이 순차적으로 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 광경화형 접착제나 열경화형 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들어 열경화성의 접착 시트를 사용할 수도 있다.

본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 조명 장치 외에, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 할 수 있다.

(조명 장치)

다음으로, 도 3 을 참조하여 본 발명의 조명 장치에 대하여 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, 산란광을 광 출사면 (30B) 으로부터 조명광으로서 출사하는 것이다.

실시예

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

1. 합성예 (화합물 (1-7))

[화학식 42]

화합물 (1-7A) 의 합성

m-브로모벤젠보론산-1,8-디아미노나프탈렌 보호 15 g, 삼인산칼륨 29.6 g, 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 (S-phos) 3.8 g, 테트라하이드로푸란 (THF) 75 ㎖, 증류수 75 ㎖ 를 500 ㎖ 3 구 플라스크에 넣고, 교반하면서 탈기를 실시한 후에 질소 치환하였다. 질소 기류하, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd₂(dba)₃) 2.1 g, 4-시아노페닐보론산 13.6 g 을 첨가하고, 80 ℃ 의 오일 배스에서 5 시간 가열 환류시켰다. 실온으로 되돌려 톨루엔 100 ㎖ 를 첨가하고, THF 를 감압 증류 제거한 후 수층을 제거하였다. 유기층을 톨루엔/헥산 용리액 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 화합물 (1-7A) 9 g 을 얻었다.

화합물 (1-7B) 의 합성

화합물 (1-7A) 9 g, THF 90 ㎖, 염산 9 ㎖ 를 3 구 플라스크에 넣고, 실온에서 5 시간 교반시켰다. 얻어진 침전물을 여과 분리하고, 여과액을 염산 수용액으로 2 회 세정하였다. 아세트산에틸로 추출하고, 감압 건조시킴으로써 (1-7B) 4.5 g 을 얻었다.

화합물 (1-7C) 의 합성

2-브로모피리딘 3.2 g, 삼인산칼륨 12.8 g, S-phos 1.66 g, THF 30 ㎖, 증류수 30 ㎖ 를 3 구 플라스크에 넣고, 교반하면서 탈기를 실시한 후에 질소 치환하였다. 질소 기류하, Pd₂(dba)₃ 0.9 g, 화합물 (1-7B) 4.5 g 을 첨가하고, 80 ℃ 의 오일 배스에서 5 시간 가열 환류시켰다. 실온으로 되돌려 톨루엔 100 ㎖ 를 첨가하고, THF 를 감압 증류 제거한 후 수층을 제거하였다. 유기층을 톨루엔/헥산 용리액 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 화합물 (1-7C) 3 g 을 얻었다.

화합물 (1-7) 의 합성

화합물 (1-7D) 1.5 g, 이소프로판올 30 ㎖ 를 100 ㎖ 3 구 플라스크에 넣고, 질소 기류하 화합물 (1-7C) 0.4 g 을 첨가하고 95 ℃ 의 오일 배스에서 16 시간 가열 환류시켰다. 실온으로 되돌려, 침전물을 여과하고, 이소프로판올로 세정하였다. 여과물을 12 ㎖ 의 클로로포름에 용해시키고, 클로로포름/헥산 용리액 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하였다. 용매를 증류 제거하고, 디클로로메탄에 용해시킨 후에 에탄올을 첨가하고, 로터리 이배퍼레이터로 디클로로메탄을 증류 제거시켰다. 얻어진 침전물을 여과 분리하고, 에탄올 세정, 진공 건조를 실시하여, 황색 고체 0.45 g 을 얻었다. 얻어진 황색 고체는 승화 정제에 의해 정제하였다. 승화 정제는, 알박 리코 주식회사 제조의 TRS-1 을 사용하여 실시하였다. 대략 9.85 × 10^-3 ㎩ 로 감압하고, 아르곤 기류하 8.12 × 10^-1 ㎩ 로 한 후, 300 ℃ 까지 승온시킴으로써 승화 정제를 실시하였다. 유리 튜브에 부착된 결정을 스패출러를 사용하여 채취함으로써, 화합물 (1-7) 을 0.33 g 얻었다. 합성한 화합물 (1-7) 의 ¹H-NMR 데이터를 도 4 에 나타낸다.

화합물 (1-5) 의 합성 스킴

[화학식 43]

화합물 (2-12) 의 합성 스킴

[화학식 44]

화합물 (3-5) 의 합성 스킴

[화학식 45]

화합물 (6-8) 의 합성 스킴

[화학식 46]

화합물 (7-1) 의 합성 스킴

[화학식 47]

다른 화합물에 대해서도, 화합물 (1-7) 과 동일하게 하여 하기 스킴에 따라 합성할 수 있다.

[화학식 48]

상기 R, R', R'', R''' 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.

2. 소자 제조·평가

(실시예 1-1)

두께 0.5 ㎜, 가로세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω/□ (Ω/sq.)) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기층을 순차적으로 증착하였다.

제 1 층 (전하 발생층) : 화합물 (A) : 막두께 10 ㎚

제 2 층 (정공 수송층) : HTL-1 : 막두께 30 ㎚

제 3 층 (발광층) : H-1 (호스트 화합물) 및 화합물 (1-7) (발광 재료) (호스트 화합물 : 발광 재료의 질량비 85 : 15) : 막두께 40 ㎚

제 4 층 (전자 수송층) : ETL-1 : 막두께 40 ㎚

이 위에, 불화리튬 1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착하여 음극으로 하였다.

이 적층체를, 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제 봉지 캔 및 자외선 경화형의 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하고, 실시예 1 의 소자를 얻었다.

(실시예 1-2 ∼ 1-10, 비교예 1-1 ∼ 1-5)

실시예 1-1 의 소자의 제조에 있어서, 제 3 층의 화합물 (1-7) 을, 하기 표 1 에 나타내는 화합물로 치환하는 것 이외에는 실시예 1-1 과 동일하게 하여, 실시예 1-2 ∼ 1-10, 및 비교예 1-1 ∼ 1-5 의 소자를 제조하였다.

이들 소자를 이하의 방법으로, 효율, 내구성, 구동 전압의 관점에서 평가한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(구동 전압)

각 소자를 휘도가 3500 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시킨다. 이 때의 인가 전압을 구동 전압 평가의 지표로 하였다. 구동 전압이 5.5 V 미만인 경우를 A, 5.5 V 이상 7 V 미만인 경우를 B, 7 V 이상인 경우를 C 로 하여 하기 표 1 에 나타냈다.

(외부 양자 효율)

토요 테크니카 제조의 소스 메저 유닛 2400 을 사용하여, 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시키고, 그 휘도를 톱콘사 제조의 휘도계 BM-8 을 사용하여 측정하였다. 발광 스펙트럼과 발광 피크 파장은 하마마츠 호토닉스 제조의 스펙트럼 애널라이저 PMA-11 을 사용하여 측정하였다. 이들을 바탕으로 휘도가 3500 ㏅/㎡ 부근인 외부 양자 효율을 휘도 환산법에 의해 산출하였다.

외부 양자 효율이 15 ％ 이상인 경우를 A, 10 ％ 이상 15 ％ 미만인 경우를 B, 10 ％ 미만인 경우를 C 로 하여, 하기 표 1 에 나타냈다.

(내구성)

각 소자를, 실온 (20 ℃) 에서 휘도가 3500 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 계속 발광시켜, 휘도가 3395 ㏅/㎡ 가 되기까지 필요로 한 시간을 내구성의 지표로 하였다. 3395 ㏅/㎡ 가 되기까지의 내구 시간이, 발광 재료를 비교 화합물 (E-1) 로 치환한 소자 (비교예 1-1) 의 내구 시간에 대하여 몇 배가 되어 있는지 산출하여, 하기 표 1 에 나타냈다. A 는 2 배 이상을 나타내고, B 는 1.5 배 이상 2 배 미만을 나타내고, C 는 1.1 배 이상 1.5 배 미만을 나타내고, D 는 0.5 배 이상 1 배 미만을 나타내고, E 는 0.5 배 미만을 나타낸다.

(발광 재료의 승화 정제 가능 여부)

승화 정제는, 알박 리코 주식회사 제조의 TRS-1 을 사용하여 실시하였다. 대략 7.0 × 10^-2 ㎩ 로 감압하고, 승화가 일어날 때까지 승온시킴으로써 실시하였다. 유리 튜브에 부착된 결정을 스패출러를 사용하여 채취하였다. 승화 전의 중량에 대하여 10 ％ 이상 채취할 수 있었던 경우를 「가능」, 10 ％ 미만이었던 경우를 「불가」로 하여, 표 1 에 결과를 나타냈다.

(실시예 2-1 ∼ 6-7, 비교예 2-1 ∼ 6-1)

정공 수송층의 재료, 발광 재료, 및 호스트 화합물을 하기 표 2 ∼ 6 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1-1 의 소자의 제조와 동일하게 하여, 실시예 2-1 ∼ 6-7, 비교예 2-1 ∼ 6-1 의 소자를 제조하고, 실시예 1-1 과 동일하게 평가하였다. 또한, 내구성에 대해서는, 표 2 에 있어서는 비교예 2-1 을, 표 3 에 있어서는 비교예 3-1 을, 표 4 에 있어서는 비교예 4-1 을, 표 5 에 있어서는 비교예 5-1 을, 표 6 에 있어서는 비교예 6-1 을 각각 기준 (1.0) 으로 하고, 이들에 대하여 내구 시간이 몇 배가 되어 있는지를 나타냈다.

상기 표 1 ∼ 6 으로부터, 본 발명의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광 재료로서 사용함으로써, 저구동 전압으로 효율이 우수하며, 또한 내구성이 우수한 유기 전계 발광 소자가 얻어지는 것을 알 수 있었다.

또, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자는, 시아노기를 갖는 호스트 재료를 사용한 경우에 더욱 내구성이 향상되고, 저전압화도 동시에 가능한 것을 알 수 있었다.

또한, 실시예 1-1 ∼ 6-7 에서 제조한 유기 전계 발광 소자의 발광 피크 파장은 500 ∼ 550 ㎚ 였다. 또, 표 1 에 있어서, 비교예 1-5 는 발광 재료의 증착을 할 수 없어 소자를 제조할 수 없었다.

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

또, 본 발명의 소자는 내구성도 우수하여, 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치에 바람직하다.

[화학식 49]

[화학식 50]

[화학식 51]

[화학식 52]

비교예에서 사용한 발광 재료

[화학식 53]

산업상 이용가능성

본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어 분명하다.

본 출원은, 2011년 9월 30일에 출원된 일본 특허출원 (특원 2011-218507호) 에 기초한 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

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

하기 일반식 (1)로 나타내는 화합물을 유기 전계 발광 소자에 사용하는 방법:

일반식 (1)에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₃₄는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 추가의 치환기로 추가로 치환될 수 있는 치환기를 나타내고;
R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₁₄와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₂₂와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₂₇ ∼ R₁₃₀ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₃₀과 R₁₃₁, 및 R₁₃₁ ∼ R₁₃₄ 중 인접하는 적어도 2개는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고;
단, R₁₁₁ ∼ R₁₁₄, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂, 또는 R₁₂₇ ∼ R₁₃₀ 중 적어도 1개가 하기 일반식 (A)로 나타내는 기를 나타내고;

(일반식 (A)에 있어서, X는 할로겐화알킬기를 나타내고; L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고; R은 치환기를 나타내되, 이때 치환기는 할로겐화알킬기 또는 시아노기가 아니며 추가의 치환기로 추가로 치환될 수 있으며; R은 복수 존재하는 경우, 서로 동일해도 되고 상이해도 되고; n은 0 ∼ 4의 정수를 나타내고; *는 결합 부위를 나타냄)
R을 포함한 상기 치환기 및 추가의 치환기는, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로사이클릭 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기, 술파모일기, 카르바모일기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로사이클릭 티오기, 술포닐기, 술피닐기, 우레이도기, 인산아미드기, 하이드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자, 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로사이클릭기, 실릴기, 실릴옥시기 및 포스포릴기로 이루어진 치환기 군 A로부터 선택된다.
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (A) 중의 적어도 하나의 R은 치환되거나 또는 비치환된 아릴기이고, n 은 1 내지 4의 정수인, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (A) 중의 적어도 하나의 R은 X에 오르토 위치에 결합된 치환되거나 또는 비치환된 아릴기이고, n 은 1 내지 4의 정수인, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 중의 R₁₁₁ ∼ R₁₁₈은 각각 독립적으로 일반식 (A)로 나타내는 기가 아닌, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1) 중의 R₁₁₁은 치환되거나 또는 비치환된 알킬기인, 방법.
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제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1)로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (4)로 나타내는 화합물인, 방법:

일반식 (4)에 있어서, R₁₁₁ ∼ R₁₂₀ 및 R₁₂₂ ∼ R₁₂₆은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 추가의 치환기로 추가로 치환될 수 있는 치환기를 나타내고;
R₄₁₁ ∼ R₄₁₅는 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 시아노기 이외의 치환기를 나타내고;
2개의 R₁₁₁ ∼ R₁₁₈은 각각 동일해도 되고 상이해도 되고;
R₁₁₁ ∼ R₁₁₄ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₁₄와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₁₉와 R₁₂₀, R₁₂₂와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2개, 및 R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 인접하는 적어도 2개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 되고;
L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고;
R₄₁₁ ∼ R₄₁₅ 중 1개는 할로겐화알킬기를 나타내고;
상기 치환기 및 상기 추가의 치환기는 제 1 항에 정의된 치환기 군 A로부터 선택된다.
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (1)로 나타내는 화합물이, 하기 일반식 (5)로 나타내는 화합물인, 방법:

일반식 (5)에 있어서, R₁₁₁, R₁₁₂, R₁₁₄ 및 R₁₁₅ ∼ R₁₂₆은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 추가의 치환기로 추가로 치환될 수 있는 치환기를 나타내고;
R₅₁₁ ∼ R₅₁₅는 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 시아노기 이외의 치환기를 나타내고;
2개의 R₁₁₁, R₁₁₂, R₁₁₄, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 및 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅는 각각 동일해도 되고 상이해도 되고;
R₁₁₁과 R₁₁₂, R₁₁₄와 R₁₁₅, R₁₁₅ ∼ R₁₁₈ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₁₉ ∼ R₁₂₂ 중 인접하는 적어도 2개, R₁₂₂와 R₁₂₃, R₁₂₃ ∼ R₁₂₆ 중 인접하는 적어도 2개, 및 R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 인접하는 적어도 2개는 서로 결합하여 고리를 형성해도 되고;
L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고;
R₅₁₁ ∼ R₅₁₅ 중 1개는 할로겐화알킬기를 나타내고;
상기 치환기 및 상기 추가의 치환기는 제 1 항에 정의된 치환기 군 A로부터 선택된다.
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