KR102495778B1 - 화합물, 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물로서, 상기 일반식 (1) 에 있어서, k 는, 0 이상의 정수이며, m 은, 1 이상의 정수이며, n 은, 2 이상의 정수이며, L 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소 고리이며, CN 은, 시아노기이며, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 하기 일반식 (2), 하기 일반식 (3) 및 하기 일반식 (3x) 중 어느 하나로 나타내고, D1 과 D2 는 동일하거나 상이해도 된다.
Figure 112021090130617-pat00219

Description

화합물, 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 및 전자 기기 {COMPOUND, MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENTS, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은, 화합물, 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 및 전자 기기에 관한 것이다.
유기 일렉트로 루미네선스 소자 (이하, 유기 EL 소자라고 하는 경우가 있다.) 에 전압을 인가하면, 양극으로부터 정공이, 또 음극으로부터 전자가, 각각 발광층에 주입된다. 그리고, 발광층에 있어서, 주입된 정공과 전자가 재결합하여, 여기자(勵起子)가 형성된다. 이 때, 전자 스핀의 통계칙에 의해, 일중항 여기자, 및 삼중항 여기자가 25 ％ : 75 ％ 의 비율로 생성된다. 발광 원리에 따라 분류한 경우, 형광형에서는, 일중항 여기자에 의한 발광을 이용하기 때문에, 유기 EL 소자의 내부 양자 효율은 25 ％ 가 한계라고 한다. 한편, 인광형에서는, 삼중항 여기자에 의한 발광을 이용하기 때문에, 일중항 여기자로부터 항간 교차가 효율적으로 실시된 경우에는 내부 양자 효율이 100 ％ 까지 높아지는 것이 알려져 있다.
형광형의 유기 EL 소자는, 최근, 장수명화 기술이 진전되고, 휴대 전화나 텔레비젼 등의 풀 컬러 디스플레이에 응용되고 있지만, 고효율화가 과제였다.
이와 같은 배경으로부터, 지연 형광을 이용한 고효율의 형광형의 유기 EL 소자가 제안되어 개발이 이루어지고 있다. 예를 들어, 지연 형광의 메커니즘의 하나인 TTF (Triplet-Triplet Fusion) 기구를 이용한 유기 EL 소자가 제안되어 있다. TTF 기구는, 2 개의 삼중항 여기자의 충돌에 의해 일중항 여기자가 생성되는 현상을 이용한다.
이 TTF 기구에 의한 지연 형광을 이용하면, 형광형 발광에 있어서도 이론적으로 내부 양자 효율을 40 ％ 까지 높일 수 있다고 생각되고 있다. 그러나, 형광형 발광은, 여전히 인광형 발광에 비해 고효율화의 과제를 갖는다. 그래서, 더 한층 내부 양자 효율 향상을 도모하기 위해, 다른 지연 형광의 메커니즘의 이용이 검토되고 있다.
예를 들어, TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence, 열활성화 지연 형광) 기구를 들 수 있다. 이 TADF 기구는, 일중항 준위와 삼중항 준위의 에너지차 (ΔST) 가 작은 재료를 사용한 경우에, 삼중항 여기자로부터 일중항 여기자로의 역항간 교차가 생기는 현상을 이용한다. 이 TADF 기구를 이용한 유기 EL 소자로서는, 예를 들어, 비특허문헌 1 에 개시되어 있다.
비특허문헌 1 에는, TADF 발광 재료로서, 카르바졸릴디시아노벤젠 (CDCB) 이 기재되어 있다. 이 CDCB 는, 도너로서의 카르바졸과, 전자 수용체로서의 디시아노벤젠을 구비하고, 청색 (473 nm) 으로부터 오렌지색 (577 nm) 의 범위의 색으로 발광한다고 기재되어 있다.
우오야마 히로키들 (Hiroki Uoyama et al.), 네이쳐 (NATURE), 492 권, p. 234-238, 2012 년 12 월 13 일
그러나, 유기 EL 소자를 실용화시키기 위해서는, TADF 기구에 의해 장파장 영역에서 발광하는 화합물이 요망되고 있다.
본 발명의 목적은, 장파장 영역에 있어서 발광하는 화합물을 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 당해 화합물을 함유하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료, 당해 화합물을 함유하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 그리고 당해 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 구비한 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112021090130617-pat00001
(상기 일반식 (1) 에 있어서, k 는, 0 이상의 정수이며, m 은, 1 이상의 정수이며, n 은, 2 이상의 정수이며,
L 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소 고리이며,
CN 은, 시아노기이며,
D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 하기 일반식 (2), 하기 일반식 (3) 및 하기 일반식 (3x) 중 어느 하나로 나타내고, D1 과 D2 는 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 D1 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.)
[화학식 2]
Figure 112021090130617-pat00002
[화학식 3]
Figure 112021090130617-pat00003
[화학식 4]
Figure 112021090130617-pat00004
(상기 일반식 (2) 에 있어서의 R1 ∼ R8, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R11 ∼ R18, 및 상기 일반식 (3x) 에 있어서의 R111 ∼ R118 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기이다.
상기 일반식 (2) 에 있어서, R1 ∼ R8 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있다.
상기 일반식 (3) 에 있어서, R11 ∼ R18 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
상기 일반식 (3x) 에 있어서, R111 ∼ R118 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
상기 일반식 (3) 및 상기 일반식 (3x) 에 있어서, A, B, 및 C 는, 각각 독립적으로, 하기 일반식 (31) 및 하기 일반식 (32) 중 어느 하나로 나타내는 고리 구조를 나타내고, 이 고리 구조 A, 고리 구조 B, 및 고리 구조 C 는, 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합하고, p, px 및 py 는, 각각 독립적으로, 1 이상 4 이하의 정수이며, p 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 A 는, 동일하거나 상이해도 되고, px 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 B 는, 동일하거나 상이해도 되고, py 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 C 는, 동일하거나 상이해도 된다.)
[화학식 5]
Figure 112021090130617-pat00005
(상기 일반식 (31) 에 있어서, R19 및 R20 은, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이며, R19 및 R20 이 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
상기 일반식 (32) 에 있어서, X1 은, CR30R31, NR32, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R30 ∼ R32 는, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. R19, R20, R30 ∼ R32 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.)
본 발명의 일 양태에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 화합물을 함유한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자는, 양극과, 음극과, 상기 양극 및 상기 음극의 사이에 배치된, 1 층 이상의 유기층을 가지며, 상기 유기층 중 적어도 1 층이 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 화합물을 함유한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 전자 기기는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 구비한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 화합물은, 장파장 영역에 있어서 발광한다. 본 발명의 일 양태에 의하면, 당해 화합물을 함유하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료, 당해 화합물을 함유하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 그리고 당해 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 구비한 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1 은, 일 실시 형태에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 일례의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 발광층에 있어서의 호스트 재료 및 도펀트 재료의 에너지 준위 및 에너지 이동의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 일 실시 형태의 변형예에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 일례의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 실시 형태를 들어 설명한다.
［제 1 실시 형태］
〔화합물〕
본 실시 형태에 관련된 화합물은, 하기 일반식 (1) 로 나타낸다.
[화학식 6]
Figure 112021090130617-pat00006
상기 일반식 (1) 에 있어서, k 는, 0 이상의 정수이며, m 은, 1 이상의 정수이며, n 은, 2 이상의 정수이다. L 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소 고리이다. CN 은, 시아노기이다.
D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 하기 일반식 (2), 하기 일반식 (3) 및 하기 일반식 (3x) 중 어느 하나로 나타내고, D1 과 D2 는 동일하거나 상이해도 된다. m 이 2 이상의 경우, 복수의 D1 은, 서로 동일하거나 상이해도 된다. k 가 2 이상의 경우, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
[화학식 7]
Figure 112021090130617-pat00007
[화학식 8]
Figure 112021090130617-pat00008
[화학식 9]
Figure 112021090130617-pat00009
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R1 ∼ R8, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R11 ∼ R18, 및 상기 일반식 (3x) 에 있어서의 R111 ∼ R118 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기이다.
상기 일반식 (2) 에 있어서, R1 ∼ R8 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있다. 즉, 상기 일반식 (2) 에 있어서, R1 ∼ R8 이 각각 결합하는 6 원자 고리의 탄소 원자 중, 이웃하는 탄소 원자에 각각 결합하는 R1 ∼ R8 에서 선택되는 치환기끼리가 고리 구조를 구축하고 있다. 구체적으로는, 상기 일반식 (2) 에 있어서, R1 과 R2, R2 와 R3, R3 과 R4, R4 와 R5, R5 와 R6, R6 과 R7, R7 과 R8 로 이루어지는 치환기의 조합 중, 적어도 1 세트가, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 치환기끼리가 결합하여 구축하는 고리 구조는, 축합 고리인 것이 바람직하다. 상기 일반식 (2) 에 있어서 당해 고리 구조를 구축하는 경우에는, 축합 6 원자 고리 구조가 구축되어 있는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서, R11 ∼ R18 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
상기 일반식 (3x) 에 있어서, R111 ∼ R118 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
상기 일반식 (3) 및 상기 일반식 (3x) 에 있어서, A, B, 및 C 는, 각각 독립적으로, 하기 일반식 (31) 및 하기 일반식 (32) 중 어느 하나로 나타내는 고리 구조를 나타내고, 이 고리 구조 A, 고리 구조 B, 및 고리 구조 C 는, 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합하고, p, px 및 py 는, 각각 독립적으로, 1 이상 4 이하의 정수이며, p 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 A 는, 동일하거나 상이해도 되고, px 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 B 는, 동일하거나 상이해도 되고, py 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 C 는, 동일하거나 상이해도 된다.
[화학식 10]
Figure 112021090130617-pat00010
상기 일반식 (31) 에 있어서, R19 및 R20 은, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이며, R19 및 R20 이 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다. R19 및 R20 은, 식 (31) 의 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합되어 있다.
상기 일반식 (32) 에 있어서, X1 은, CR30R31, NR32, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R30 ∼ R32 는, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. R19, R20, R30 ∼ R32 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (2), 상기 일반식 (3) 또는 상기 일반식 (3x) 로 나타내는 D1 이나 D2 는, 카르바졸 골격을 확장한 화합물이다. 그 때문에, 본 실시 형태에 관련된 화합물은, 공액이 확산되어, 화합물의 에너지 갭이 좁아지고, 발광 파장이 장파장측이 된다. 또, 본 실시 형태에 관련된 화합물은, 시아노기를 2 개 이상 가지고 있기 때문에, 에너지 갭이 좁아져, 발광 파장이 장파장측이 된다. 여기서, 단순히 공액을 확산하는 것 만으로는 부족하고, ΔST 가 작은 값을 갖도록 공액을 확산시켜 갈 필요가 있다. 이 점에 있어서, 카르바졸 골격으로부터 공액을 확산시키도록 확장하는 수법은 분자 설계 상 유용하다. 또, 후술하는 실시 형태에 있어서, 카르바졸 골격의 끝에, 도너성 치환기나 공액계 치환기를 추가로 도입함으로써, 가일층의 발광 파장의 장파장화가 가능해진다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 L 이 치환기를 갖는 경우, 당해 치환기는, 할로겐 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 6 ∼ 30 의 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기인 것이 바람직하다. 상기 L 이 복수의 치환기를 갖는 경우, 복수의 치환기끼리는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 L 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 14 의 방향족 탄화수소 고리인 것이 바람직하다. 고리 형성 탄소수 6 ∼ 14 의 방향족 탄화수소 고리로서는, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 페난트렌 등을 들 수 있다. 더욱 바람직하게는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 10 의 방향족 탄화수소 고리이다.
본 실시 형태에서는, 상기 일반식 (1) 에 있어서, L 로 나타내는 방향족 탄화수소 고리를 구축하고 있는 제 1 탄소 원자에 상기 D1 또는 상기 D2 가 결합하고, 상기 제 1 탄소 원자의 옆의 제 2 탄소 원자에 상기 CN 이 결합되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시 형태에 관련된 화합물은, 하기 일반식 (1a) 로 나타내는 부분 구조와 같이, 제 1 탄소 원자 C1 에 상기 D 가 결합하고, 제 1 탄소 원자 C1 의 옆의 제 2 탄소 원자 C2 에 시아노기가 결합되어 있는 것이 바람직하다. 하기 일반식 (1a) 에 있어서의 D 는, 상기 D1 또는 상기 D2 와 동일한 의미이다. 하기 일반식 (1a) 에 있어서, 파선 부분은 다른 구조 또는 원자와의 결합 지점을 나타낸다.
[화학식 11]
Figure 112021090130617-pat00011
상기 일반식 (2), 상기 일반식 (3) 또는 상기 일반식 (3x) 와 같은 골격을 갖는 D1 또는 D2 와, 시아노기가 서로 이웃하여 상기 L 로 나타내는 방향족 탄화수소 고리에 결합되어 있음으로써, 화합물의 ΔST 의 값을 저감시킬 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 m 은, 2 이상의 정수인 것이 바람직하다. 상기 L 로 나타내는 방향족 탄화수소 고리에 2 이상의 상기 D1 이 결합되어 있는 경우, 복수의 D1 은, 서로 동일 구조이거나 상이한 구조여도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 화합물은, 하기 일반식 (40) 으로 나타내는 것도 바람직하다.
[화학식 12]
Figure 112021090130617-pat00012
(상기 일반식 (40) 에 있어서, k 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은, 1 이상 4 이하의 정수이며, n 은, 2 이상 5 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ n ＋ q = 6 이다.
상기 일반식 (40) 에 있어서, RX 는,
수소 원자,
할로겐 원자,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 6 ∼ 30 의 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기이며, 복수의 RX 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D1 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40) 에 있어서, RX, D1, D2, 및 CN 은, 각각 벤젠 고리를 구축 하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
본 실시 형태에 있어서, 상기 화합물은, 하기 일반식 (40a) 로 나타내는 것도 바람직하다.
[화학식 13]
Figure 112021090130617-pat00013
(상기 일반식 (40a) 에 있어서, k 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, n 은, 2 이상 5 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ n ＋ q = 5 이다.
상기 일반식 (40a) 에 있어서, RX 는, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, 복수의 RX 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40a) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40a) 에 있어서, RX, D2, 및 CN 은, 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
예를 들어, 상기 일반식 (40a) 로 나타내는 화합물은, 벤젠 고리에 결합되어 있는 시아노기에 대해 파라 위치에 D1 이 결합한 골격을 가지며, 이와 같은 골격을 갖는 화합물은, 보다 높은 형광 양자 수율을 나타내기 때문에 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 화합물은, 하기 일반식 (40b) 또는 하기 일반식 (40c) 로 나타내는 것도 바람직하다.
[화학식 14]
Figure 112021090130617-pat00014
(상기 일반식 (40b) 및 상기 일반식 (40c) 에 있어서, k 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ q = 3 이다.
상기 일반식 (40b) 및 상기 일반식 (40c) 에 있어서, RX 는, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, 복수의 RX 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40b) 및 상기 일반식 (40c) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40b) 및 상기 일반식 (40c) 에 있어서, RX, 및 D2 는, 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
본 실시 형태에 있어서, 상기 화합물은, 하기 일반식 (40d) 또는 하기 일반식 (40e) 로 나타내는 것도 바람직하다.
[화학식 15]
Figure 112021090130617-pat00015
(상기 일반식 (40d) 및 상기 일반식 (40e) 에 있어서, kx 는, 0 이상 2 이하의 정수이며, qx 는, 0 이상 2 이하의 정수이며, kx ＋ qx = 2 이다.
상기 일반식 (40d) 및 상기 일반식 (40e) 에 있어서, RX 는, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, 복수의 RX 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40d) 및 상기 일반식 (40e) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40d) 및 상기 일반식 (40e) 에 있어서, RX, 및 D2 는, 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
본 실시 형태에 있어서, 상기 화합물은, 하기 일반식 (40f) 로 나타내는 것도 바람직하다.
[화학식 16]
Figure 112021090130617-pat00016
(상기 일반식 (40f) 에 있어서, kx 는, 0 이상 2 이하의 정수이며, qy 는, 0 이상 2 이하의 정수이며, kx ＋ qy = 2 이다.
상기 일반식 (40f) 에 있어서, RX1 은, 할로겐 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 6 ∼ 30 의 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 또는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기이며, RX2 는, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, RX1 과 RX2 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 RX2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40f) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40f) 에 있어서, RX2, 및 D2 는, 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
예를 들어, 상기 일반식 (40e) 로 나타내는 화합물이나 상기 일반식 (40f) 로 나타내는 화합물에 있어서, 상기 일반식 (1a) 에서 설명한 바와 같이, 벤젠 고리의 제 1 탄소 원자에 D1 이 결합하고, 제 1 탄소 원자의 옆의 제 2 탄소 원자에 D2 또는 RX1 이 결합한 골격을 갖는다. 이와 같은 골격을 갖는 화합물은, 보다 짧은 지연 형광 수명을 나타내기 때문에 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 화합물은, 하기 일반식 (40g) 로 나타내는 것도 바람직하다.
[화학식 17]
Figure 112021090130617-pat00017
(상기 일반식 (40g) 에 있어서, k 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ q = 3 이다.
상기 일반식 (40g) 에 있어서, RX 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, 복수의 RX 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40g) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (40g) 에 있어서, RX, 및 D2 는, 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
예를 들어, 상기 일반식 (40g) 로 나타내는 화합물은, 벤젠 고리에 결합되어 있는 일방의 시아노기에 대해 파라 위치에 타방의 시아노기가 결합한 골격을 갖는다. 이와 같은 골격을 갖는 화합물은, 보다 높은 형광 양자 수율을 나타내기 때문에 바람직하다.
본 실시 형태에 관련된 화합물은, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 18]
Figure 112021090130617-pat00018
상기 일반식 (4) 에 있어서, k 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은, 1 이상 4 이하의 정수이며, n 은, 2 이상 5 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ n ＋ q = 6 이다. 본 실시 형태에 있어서, n 은, 2 이상 4 이하의 정수인 것이 바람직하고, m 은, 2 이상 4 이하의 정수인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (4) 에 있어서, R40 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
할로겐 원자,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기이며, 복수의 R40 은, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (4) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D1 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (4) 에 있어서, R40, D1, D2, 및 CN 은, 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.
또, 본 실시 형태에 관련된 일반식 (4) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (41) ∼ (47) 중 어느 하나로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 19]
Figure 112021090130617-pat00019
[화학식 20]
Figure 112021090130617-pat00020
[화학식 21]
Figure 112021090130617-pat00021
상기 일반식 (41) ∼ (43) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, R40 은, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (4) 에 있어서의 R40 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (41) ∼ (43) 에 있어서, k 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은, 1 이상 4 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ q = 4 이다.
상기 일반식 (44) ∼ (46) 에 있어서, k 는, 0 이상 2 이하의 정수이며, m 은, 1 이상 3 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 2 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ q = 3 이다.
상기 일반식 (47) 에 있어서, k 는, 0 또는 1 이며, m 은, 1 또는 2 이며, q 는, 0 또는 1 이며, k ＋ m ＋ q = 2 이다.
본 실시 형태에서는, 상기 일반식 (41) ∼ (46) 에 있어서, 상기 일반식 (47) 과 같이, CN 이 결합하는 벤젠 고리의 탄소 원자 (제 1 탄소 원자) 의 옆의 탄소 원자 (제 2 탄소 원자) 에 D1 또는 D2 가 결합되어 있는 것이 바람직하다. D1 또는 D2 와 CN 이 서로 이웃하여 벤젠 고리에 결합되어 있음으로써, 화합물의 ΔST 의 값을 저감시킬 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (41) ∼ (47) 에 있어서의 m 은, 2 인 것이 바람직하다. 또, m 이 2 이고, k 가 0 인 것이 보다 바람직하다. 복수의 D1 은, 서로 동일 구조이거나 상이한 구조여도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 화합물은, 하기 일반식 (4x) 로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 22]
Figure 112021090130617-pat00022
(상기 일반식 (4x) 에 있어서, k 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은, 1 이상 4 이하의 정수이며, n 은, 2 이상 5 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ n ＋ q = 6 이다.
상기 일반식 (4x) 에 있어서, R50 은, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 6 ∼ 30 의 복소 고리기이며, 복수의 R50 은, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (4x) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D1 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 D2 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (4x) 에 있어서, R50, D1, D2, 및 CN 은, 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
상기 R50 은, 각각 독립적으로,
치환 혹은 무치환의 1-카르바졸릴기,
치환 혹은 무치환의 2-카르바졸릴기,
치환 혹은 무치환의 3-카르바졸릴기,
치환 혹은 무치환의 4-카르바졸릴기, 및
치환 혹은 무치환의 9-카르바졸릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태에 관련된 일반식 (4x) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (51) ∼ (57) 중 어느 하나로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 23]
Figure 112021090130617-pat00023
[화학식 24]
Figure 112021090130617-pat00024
[화학식 25]
Figure 112021090130617-pat00025
상기 일반식 (51) ∼ (53) 에 있어서, D1 및 D2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, R50 은, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (4x) 에 있어서의 R50 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (51) ∼ (53) 에 있어서, k 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은, 1 이상 4 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ q = 4 이다.
상기 일반식 (54) ∼ (56) 에 있어서, k 는, 0 이상 2 이하의 정수이며, m 은, 1 이상 3 이하의 정수이며, q 는, 0 이상 2 이하의 정수이며, k ＋ m＋ q = 3 이다.
상기 일반식 (57) 에 있어서, k 는, 0 또는 1 이며, m 은, 1 또는 2 이며, q 는, 0 또는 1 이며, k ＋ m ＋ q = 2 이다.
본 실시 형태에서는, 상기 일반식 (51) ∼ (56) 에 있어서, 상기 일반식 (57) 과 같이, CN 이 결합하는 벤젠 고리의 탄소 원자 (제 1 탄소 원자) 의 옆의 탄소 원자 (제 2 탄소 원자) 에 D1 또는 D2 가 결합되어 있는 것이 바람직하다. D1 또는 D2 와 CN 이 서로 이웃하여 벤젠 고리에 결합되어 있음으로써, 화합물의 ΔST 의 값을 저감시킬 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (51) ∼ (57) 에 있어서의 m 은, 2 인 것이 바람직하다. 또, m 이 2 이고, k 가 0 인 것이 보다 바람직하다. 복수의 D1 은, 서로 동일 구조이거나 상이한 구조여도 된다. 또, 벤젠 고리에 결합하는 일방의 D1 에 대해, 벤젠 고리의 파라 위치 또는 메타 위치에 타방의 D1 이 결합되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태에 관련된 화합물은, 하기 일반식 (48) ∼ (50) 중 어느 하나로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 26]
Figure 112021090130617-pat00026
상기 일반식 (48) 에 있어서, R41 및 R42 는, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (48) ∼ (50) 에 있어서, D 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 D1 또는 D2 와 동일한 의미이다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 에 있어서, R1 ∼ R8 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 1 세트 또는 2 세트가, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 D1 또는 D2 에 있어서, R1 과 R2, R2 와 R3, R3 과 R4, R4 와 R5, R5 와 R6, R6 과 R7, 그리고 R7 과 R8 로 이루어지는 치환기의 조합 중, 1 세트 또는 2 세트가, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있는 것이 바람직하다. 또, R2 와 R3, R3 과 R4, R5 와 R6, R6 과 R7 중 적어도 어느 것의 조합에 있어서 고리 구조를 구축하고 있는 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 상기 일반식 (2) 의 카르바졸 골격의 3 위치의 탄소 원자 및 6 위치의 탄소 원자 중 적어도 어느 하나의 탄소 원자를 포함하여 고리 구조가 구축되므로, 카르바졸 골격의 활성 부위가 당해 고리 구조에 의해 수식되어, 본 실시 형태에 관련된 화합물의 안정성이 향상된다고 생각된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 D1 및 D2 중, 적어도 어느 하나가, 하기 일반식 (21) ∼ (26) 중 어느 하나로 나타내지는 것이 바람직하다.
[화학식 27]
Figure 112021090130617-pat00027
[화학식 28]
Figure 112021090130617-pat00028
[화학식 29]
Figure 112021090130617-pat00029
[화학식 30]
Figure 112021090130617-pat00030
[화학식 31]
Figure 112021090130617-pat00031
[화학식 32]
Figure 112021090130617-pat00032
상기 일반식 (21) ∼ (26) 에 있어서, R1 ∼ R8, R21, R22 는, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이며, r 및 s 는, 각각 4 이며, R21, R22 는, 각각 6 원자 고리의 탄소 원자와 결합되어 있다. 복수의 R21 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R22 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (21) ∼ (26) 에 있어서, R1 ∼ R8, R21, R22 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트가, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 D1 및 D2 중, 적어도 어느 하나가, 하기 일반식 (201) ∼ (203) 중 어느 하나로 나타내지는 것이 바람직하다.
[화학식 33]
Figure 112021090130617-pat00033
[화학식 34]
Figure 112021090130617-pat00034
[화학식 35]
Figure 112021090130617-pat00035
상기 일반식 (201) ∼ (203) 에 있어서, R7, R8, R22 ∼ R25 는, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. X2 는, CR26R27, NR28, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타낸다. R26 ∼ R28 은, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. s 는, 4 이며, t 는, 1 이상 4 이하의 정수이며, u 및 v 는, 각각 4 이다. 복수의 R22 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R23 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R24 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R25 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (201) ∼ (203) 과 같이, 고리가 축합된 카르바졸 골격에 추가로 특정의 치환기가 결합되어 있음으로써, 본 실시 형태에 관련된 화합물의 발광 파장은, 당해 치환기가 결합되어 있지 않은 경우에 비해 장파장측으로 시프트한다고 생각된다.
상기 일반식 (201) ∼ (203) 에 있어서, R7, R8, R22 ∼ R25 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트가, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
상기 일반식 (201) ∼ (203) 에 있어서, t 가 1 인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (201) 로 나타내는 화합물 중, 하기 일반식 (201a) 로 나타내는 화합물이 바람직하고, 상기 일반식 (202) 로 나타내는 화합물 중, 하기 일반식 (202a) 로 나타내는 화합물이 바람직하고, 상기 일반식 (203) 으로 나타내는 화합물 중, 하기 일반식 (203a) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 36]
Figure 112021090130617-pat00036
[화학식 37]
Figure 112021090130617-pat00037
[화학식 38]
Figure 112021090130617-pat00038
상기 일반식 (201a), (202a), (203a) 에 있어서, R7, R8, R22 ∼ R25 는, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이며, X2 는, CR26R27, NR28, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R26 ∼ R28 은, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이며, s 는, 4 이며, w 는, 3 이며, u 및 v 는, 각각 4 이다. 복수의 R22 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R23 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R24 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R25 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
본 실시 형태에 관련된 화합물이, 상기 일반식 (201a), (202a), (203a) 로 나타내는 구조 중, 적어도 어느 것을 구비하고 있는 경우, 카르바졸 골격의 3 위치의 탄소 원자 및 6 위치의 탄소 원자 중 적어도 어느 하나의 탄소 원자가 소정의 치환기에 의해 치환되어 있다. 그 때문에, 카르바졸 골격의 3 위치 및 6 위치의 탄소 원자가 축합 고리에 의해 수식되거나 치환기로 치환되어 있기 때문에, 본 실시 형태에 관련된 화합물의 안정성이 한층 더 향상된다고 생각된다. 그 결과, 이와 같은 본 실시 형태에 관련된 화합물을 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 사용한 경우, 소자 수명을 늘릴 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 p 가 2 인 것, 즉 고리 구조 A 가 2 개인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 일반식 (3) 은, 하기 일반식 (3a) 로 나타낸다.
[화학식 39]
Figure 112021090130617-pat00039
상기 일반식 (3a) 에 있어서, R11 ∼ R18 은, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R11 ∼ R18 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (3a) 에 있어서, 고리 구조 A1 및 고리 구조 A2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (31) 또는 상기 일반식 (32) 로 나타내는 고리 구조 A 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (3a) 에 있어서, 고리 구조 A1 이 상기 일반식 (31) 로 나타내는 고리 구조이며, 고리 구조 A2 가 상기 일반식 (32) 로 나타내는 고리 구조인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 D1 및 D2 중, 적어도 어느 하나가, 하기 일반식 (33) ∼ (38) 중 어느 하나로 나타내지는 것이 바람직하다.
[화학식 40]
Figure 112021090130617-pat00040
[화학식 41]
Figure 112021090130617-pat00041
[화학식 42]
Figure 112021090130617-pat00042
[화학식 43]
Figure 112021090130617-pat00043
[화학식 44]
Figure 112021090130617-pat00044
[화학식 45]
Figure 112021090130617-pat00045
상기 일반식 (33) ∼ (38) 에 있어서, R11 ∼ R18 은, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R11 ∼ R18 과 동일한 의미이며, R19 및 R20 은, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (31) 에 있어서의 R19 및 R20 과 동일한 의미이며, X1 은, 상기 일반식 (32) 에 있어서의 X1 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (33) ∼ (38) 에 있어서, R11 ∼ R20 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트가, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 D1 및 D2 중, 적어도 어느 하나가, 상기 일반식 (33) ∼ (36) 까지의 어느 것으로 나타내지는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (33) ∼ (36) 과 같이 상기 일반식 (31) 로 나타내는 고리 구조와 상기 일반식 (32) 로 나타내는 고리 구조가 축합되어 있음으로써, 카르바졸 골격의 3 위치의 탄소 원자 및 6 위치의 탄소 원자 중 적어도 어느 하나의 탄소 원자를 포함하여 고리 구조가 구축되어 있다. 그 때문에, 카르바졸 골격의 활성 부위가 당해 고리 구조에 의해 수식되어, 본 실시 형태에 관련된 화합물의 안정성이 향상된다고 생각된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 D1 및 D2 중, 적어도 어느 하나가, 상기 일반식 (33) 또는 상기 일반식 (34) 중 어느 하나로 나타내지는 구조로서, X1 이 CR30R31 인 경우도 바람직하다. 이 경우, 상기 일반식 (33) 은, 하기 일반식 (33a) 로 나타내고, 상기 일반식 (34) 는, 하기 일반식 (34a) 로 나타낸다.
[화학식 46]
Figure 112021090130617-pat00046
[화학식 47]
Figure 112021090130617-pat00047
상기 일반식 (33a) 및 상기 일반식 (34a) 에 있어서, R11 ∼ R18 은, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R11 ∼ R18 과 동일한 의미이며, R1 및 R2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (32) 에 있어서의 R30 및 R31 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (33a) 및 상기 일반식 (34a) 에 있어서, R11 ∼ R18, R30, R31 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트는, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
본 실시 형태에서는, 상기 일반식 (33a) 에 있어서, R30 과 R20 이 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하는 것이 바람직하다. 또, 상기 일반식 (34a) 에 있어서, R30 과 R19 가 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 D1 및 D2 중, 적어도 어느 하나가, 하기 일반식 (27) 또는 일반식 (28) 중 어느 하나로 나타내지는 것이 바람직하다.
[화학식 48]
Figure 112021090130617-pat00048
[화학식 49]
Figure 112021090130617-pat00049
상기 일반식 (27) 및 (28) 에 있어서, R1, R4 ∼ R8, R21, R22 는, 각각 독립적으로, 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이며, r 및 s 는, 각각 4 이며, R21, R22 는, 각각 6 원자 고리의 탄소 원자와 결합되어 있다. 복수의 R21 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R22 는, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
상기 일반식 (27) 및 (28) 에 있어서, R1, R4 ∼ R8, R21, R22 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중, 적어도 1 세트가, 서로 결합하여, 고리 구조를 구축하고 있어도 된다. 이 경우도 전술과 동일하게, 카르바졸 골격의 3 위치의 탄소 원자 및 6 위치의 탄소 원자 중 적어도 어느 하나의 탄소 원자를 포함하여 고리 구조가 구축되므로, 상기 일반식 (27) 및 (28) 로 나타내는 화합물의 안정성이 향상된다고 생각된다. 그 결과, 상기 일반식 (27) 및 (28) 로 나타내는 화합물을 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 사용한 경우도, 소자 수명을 늘릴 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 D1 및 상기 D2 는, 각각 독립적으로, 하기 일반식 (5) 로 나타내는 것도 바람직하다.
[화학식 50]
Figure 112021090130617-pat00050
상기 일반식 (5) 에 있어서,
Xa 는, 산소 원자, 황 원자, NR100, 또는 CR103R104 이며, Xb, Xc, Xd, 및 Xe 는, 각각 독립적으로, 단결합, 산소 원자, 황 원자, NR100, CR103R104, 또는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L 과 결합하는 질소 원자이며,
단, Xa, Xb, Xc, Xd, 및 Xe 중 적어도 하나는,
NR1 이며, Xa, Xb, Xc, Xd, 및 Xe 중 적어도 하나는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L 과 결합하는 질소 원자이며, Xb 및 Xc 가 동시에 단결합이 되는 경우는 없고, Xd 및 Xe 가 동시에 단결합이 되는 경우는 없고,
R100 은,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3 ∼ 30 의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기, 및
-L1-R102 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되고,
복수의 R100 이 있는 경우에는, 복수의 R100 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고,
L1 은, 단결합, 또는 연결기이며, L1 이 연결기인 경우의 연결기는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로 이루어지는 군에서 선택되고, 복수의 L1 이 있는 경우에는, 서로 동일하거나 상이해도 되고,
R102 ∼ R104 는, 각각 독립적으로,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3 ∼ 30 의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로 이루어지는 군에서 선택되고,
복수의 R102 가 있는 경우에는, 복수의 R102 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고,
복수의 R103 이 있는 경우에는, 복수의 R103 은, 서로 동일하거나 상이해도 되고,
복수의 R104 가 있는 경우에는, 복수의 R104 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고,
Z1, Z2, Z3, 및 Z4 는, 각각 독립적으로,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소 고리, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이다.
또한, 본 명세서에 있어서, Xe 가 나타내는 것은, 크세논의 원소 기호는 아니다.
여기서, 상기 일반식 (5) 에 있어서, Xa 와, Z1 및 Z2 를 연결하는 단결합은, Z1 로 나타내는 고리 구조의 이웃하는 원자, 그리고 Z2 로 나타내는 고리 구조의 이웃하는 원자에, 각각 결합한다. Xb 와 Xc 는, Z2 로 나타내는 고리 구조의 이웃하는 원자, 및 Z3 으로 나타내는 고리 구조의 이웃하는 원자에, 각각 결합한다. Xd 와 Xe 는, Z3 으로 나타내는 고리 구조의 이웃하는 원자, 및 Z4 로 나타내는 고리 구조의 이웃하는 원자에, 각각 결합한다.
상기 일반식 (5) 에 있어서, 예를 들어 Z1 이 벤젠 고리인 경우, Z1 과 Xa 와 단결합은, 하기 일반식 (5-1) 로 나타내는 결합 양식을 갖는다 (파선 부분은, Z2 와의 결합 지점을 나타낸다).
[화학식 51]
Figure 112021090130617-pat00051
상기 일반식 (5) 에 있어서, 예를 들어, Z1 및 Z2 가 모두 벤젠 고리인 경우, Z1 과 Xa 와 단결합과 Z2 는, 하기 일반식 (5-2), 하기 일반식 (5-3) 및 하기 일반식 (5-4) 중 어느 하나로 나타내는 결합 양식을 갖는다 (파선 부분은, Xb 및 Xc 의 결합 지점을 나타낸다).
[화학식 52]
Figure 112021090130617-pat00052
본 실시 형태에 있어서, 상기 Z1, Z2, Z3, 및 Z4 는, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소 고리인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 20 의 방향족 탄화수소 고리인 것이 보다 바람직하고, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 페난트렌 고리, 및 트리페닐레닐렌 고리로 이루어지는 군에서 선택되는 방향족 탄화수소 고리인 것이 더욱 바람직하고, 벤젠 고리인 것이 특히 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 Xb 및 Xc 중 어느 일방이 단결합이며, 또한, 상기 Xd 및 Xe 중 어느 일방이 단결합인 것이 바람직하다.
상기 Xb 및 Xc 중 어느 일방이 단결합이며, 또한, 상기 Xd 및 Xe 중 어느 일방이 단결합인 경우, 상기 일반식 (5) 로 나타내는 D1 및 D2 는, 하기 일반식 (5A) ∼ (5D) 중 어느 것의 구조로 나타낸다.
[화학식 53]
Figure 112021090130617-pat00053
[화학식 54]
Figure 112021090130617-pat00054
상기 일반식 (5A) 또는 상기 일반식 (5B) 로 나타내는 D1 및 D2 에 있어서는, 상기 Xa 가 NR100 이며, 상기 Xd 가 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L 과 결합하는 질소 원자인 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 Xb 및 상기 Xc 는, 산소 원자 또는 황 원자인 것이 바람직하고, 산소 원자인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (5C) 또는 상기 일반식 (5D) 로 나타내는 D1 및 D2 에 있어서는, 상기 Xa 가 NR100 이며, 상기 Xe 가 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L 과 결합하는 질소 원자인 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 Xb 및 상기 Xc 는, 산소 원자 또는 황 원자인 것이 바람직하고, 산소 원자인 것이 보다 바람직하다.
열 활성 지연 형광성을 실현시키는 유기 화합물의 일례로서, 분자 내에서 도너 부위 (전자 공여성을 갖는 부위) 와 억셉터-부위 (전자 수용성을 갖는 부위) 를 결합시킨 화합물을 들 수 있다. 상기 일반식 (5) 로 나타내는 골격에 포함되는 질소 원자가 증가하면, 제 1 화합물의 도너 부위의 전자 공여성이 높아져, 도너 부위의 전자 공여성과 제 1 화합물의 억셉터 부위의 전자 수용성의 밸런스가 바람직하게 된다. 그 결과, 제 1 화합물은, 지연 형광 발광성의 재료로서 바람직한 성질을 갖는다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 R100 의 적어도 하나는, -L1-R102 로 나타내는 기인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 일반식 (3x) 에 있어서의 px 및 py 는, 동일한 정수인 것이 바람직하고, 상기 px 및 상기 py 는, 2 인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 일반식 (3x) 는, 하기 일반식 (3y) 로 나타낸다.
[화학식 55]
Figure 112021090130617-pat00055
상기 일반식 (3y) 에 있어서, R111 ∼ R118 은, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (3x) 에 있어서 설명한 R111 ∼ R118 과 동일한 의미이다.
고리 구조 B1 및 고리 구조 B2 는, 각각 독립적으로, 상기 고리 구조 B 와 동일한 의미이며, 고리 구조 C1 및 고리 구조 C2 는, 각각 독립적으로, 상기 고리 구조 C 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (3y) 에 있어서, 고리 구조 B1 및 고리 구조 C1 은, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (31) 로 나타내는 고리 구조이며, 고리 구조 B2 및 고리 구조 C2 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (32) 로 나타내는 고리 구조인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 D1 및 상기 D2 는, 각각 독립적으로, 하기 일반식 (10) 으로 나타내는 것도 바람직하다.
하기 일반식 (10) 으로 나타내는 D1 및 D2 는, 높은 삼중항 에너지를 유지할 수 있는 결합 양식의 고리를 갖는다. 그 때문에, 하기 일반식 (10) 으로 나타내는 D1 및 D2 는, 청에서 녹색의 파장 영역이 높은 발광 에너지를 효율적으로 차폐할 수 있어 바람직하다.
[화학식 56]
Figure 112021090130617-pat00056
상기 일반식 (10) 에 있어서,
Xf 는, 산소 원자, 황 원자, NR100, 또는 CR103R104 이며, R100 은,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3 ∼ 30 의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기, 및
-L1-R102 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되고,
L1 은, 단결합, 또는 연결기이며, L1 이 연결기인 경우의 연결기는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로 이루어지는 군에서 선택되고, 복수의 L1 이 있는 경우에는, 서로 동일하거나 상이해도 되고,
Y11, Y12, Y13, Y14, Y15, Y16, Y17, Y18, Y19, Y20, Y21, 및 Y22 는, 각각 독립적으로, 질소 원자 또는 CR105 이며,
R102 ∼ R105 는, 각각 독립적으로,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3 ∼ 30 의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로 이루어지는 군에서 선택되고,
복수의 R102 가 있는 경우, 복수의 R102 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고,
복수의 R105 가 있는 경우, 복수의 R105 는, 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 R105 중 적어도 2 개가 치환기인 경우, 치환기 R105 끼리는, 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
상기 일반식 (10) 에 있어서의 파선 부분은, 상기 일반식 (1) 등에 있어서의 L 과의 결합 지점을 나타낸다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 R102 는, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 R102 는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 20 의 방향족 탄화수소기인 것이 보다 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 및 트리페닐레닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 방향족 탄화수소기인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 Y11, Y12, Y13, Y14, Y15, Y16, Y17, Y18, Y19, Y20, Y21, Y22 는, CR105 인 것이 바람직하고, 상기 R105 는, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 예를 들어, 상기 일반식 (10) 은, 하기 일반식 (10B) 로 나타낸다.
[화학식 57]
Figure 112021090130617-pat00057
상기 일반식 (10B) 에 있어서, Xf, L1, 및 R102 는, 각각, 상기 일반식 (10) 에 있어서의 Xf, L1, 및 R102 와 동일한 의미이다. 상기 일반식 (10B) 에 있어서의 파선 부분은, 상기 일반식 (1) 등에 있어서의 L 과의 결합 지점을 나타낸다.
상기 일반식 (10) 및 상기 일반식 (10B) 에 있어서의 Xf 는, 산소 원자 또는 황 원자인 것이 바람직하고, 산소 원자인 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 m 이 2 이상의 경우, D1 및 D2 는, 서로 상이한 것이 바람직하다. 복수의 D1 이 존재하는 경우에 D1 끼리가 서로 상이해도 되고, 복수의 D2 가 존재하는 경우에 D2 끼리가 서로 상이해도 되고, 복수의 D1 그리고 복수의 D2 가 존재하는 경우에, 어느 D1 및 D2 끼리가 서로 상이해도 된다.
또, 본 실시 형태에 관련된 화합물이, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 구조와, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 구조를 가지고 있어도 되고, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 구조와, 상기 일반식 (3x) 로 나타내는 구조를 가지고 있어도 되고, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 구조와, 상기 일반식 (3x) 로 나타내는 구조를 가지고 있어도 되고, 모두 상기 일반식 (2) 에 포함되는 구조이지만, 구체적인 구조가 서로 상이한 구조여도 되고, 모두 상기 일반식 (3) 에 포함되는 구조이지만, 구체적인 구조가 서로 상이한 구조여도 되고, 혹은, 모두 상기 일반식 (3x) 에 포함되는 구조이지만, 구체적인 구조가 서로 상이한 구조여도 된다.
본 실시 형태에서는, 상기 R3 및 상기 R6 중 적어도 어느 하나가 치환기로 치환되어 있는 것이 바람직하다. 또, 본 실시 형태에서는, 상기 R13 및 상기 R16 중 적어도 어느 하나가 치환기로 치환되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 R1 ∼ R8, 상기 R11 ∼ R18, 그리고 상기 R111 ∼ R118 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기인 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태에 있어서, 상기 R1 ∼ R8, 상기 R11 ∼ R18, 그리고 상기 R111 ∼ R118 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴아미노기, 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기인 것이 보다 바람직하다.
또, 본 실시 형태에 있어서, 상기 R1 ∼ R8, 상기 R11 ∼ R18, 그리고 상기 R111 ∼ R118 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 14 의 복소 고리기, 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 RX 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 6 ∼ 30 의 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기인 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태에 있어서, 상기 RX 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 6 ∼ 14 의 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 18 의 알킬실릴기인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 고리 형성 탄소수란, 원자가 고리형으로 결합한 구조의 화합물 (예를 들어, 단고리 화합물, 축합 고리 화합물, 가교 화합물, 탄소 고리 화합물, 복소 고리 화합물) 의 당해 고리 자체를 구성하는 원자 중 탄소 원자의 수를 나타낸다. 당해 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우, 치환기에 포함되는 탄소는 고리 형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에서 기재되는 「고리 형성 탄소수」 에 대해서는, 특필하지 않는 한 동일로 한다. 예를 들어, 벤젠 고리는 고리 형성 탄소수가 6 이며, 나프탈렌 고리는 고리 형성 탄소수가 10 이며, 피리디닐기는 고리 형성 탄소수 5 이며, 푸라닐기는 고리 형성 탄소수 4 이다. 또, 벤젠 고리나 나프탈렌 고리에 치환기로서 예를 들어 알킬기가 치환되어 있는 경우, 당해 알킬기의 탄소수는, 고리 형성 탄소수의 수에 포함하지 않는다. 또, 플루오렌 고리에 치환기로서 예를 들어 플루오렌 고리가 결합되어 있는 경우 (스피로 플루오렌 고리를 포함한다), 치환기로서의 플루오렌 고리의 탄소수는 고리 형성 탄소수의 수에 포함하지 않는다.
본 실시 형태에 있어서, 고리 형성 원자수란, 원자가 고리형으로 결합된 구조 (예를 들어 단고리, 축합 고리, 고리 집합) 의 화합물 (예를 들어 단고리 화합물, 축합 고리 화합물, 가교 화합물, 탄소 고리 화합물, 복소 고리 화합물) 의 당해 고리 자체를 구성하는 원자의 수를 나타낸다. 고리를 구성하지 않는 원자 (예를 들어 고리를 구성하는 원자의 결합손을 종단하는 수소 원자) 나, 당해 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 고리 형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에서 기재되는 「고리 형성 원자수」 에 대해서는, 특필하지 않는 한 동일로 한다. 예를 들어, 피리딘 고리는, 고리 형성 원자수가 6 이며, 퀴나졸린 고리는, 고리 형성 원자수가 10 이며, 푸란 고리는, 고리 형성 원자수가 5 이다. 피리딘 고리나 퀴나졸린 고리의 탄소 원자에 각각 결합되어 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 대해서는, 고리 형성 원자수의 수에 포함하지 않는다. 또, 플루오렌 고리에 치환기로서 예를 들어 플루오렌 고리가 결합되어 있는 경우 (스피로 플루오렌 고리를 포함한다), 치환기로서의 플루오렌 고리의 원자수는 고리 형성 원자수의 수에 포함하지 않는다.
다음으로 상기 일반식에 기재된 각 치환기에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기 (방향족 탄화수소기라고 칭하는 경우가 있다.) 로서는, 예를 들어, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 플루오란테닐기, 벤조［a］안트릴기, 벤조［c］페난트릴기, 트리페닐레닐기, 벤조［k］플루오란테닐기, 벤조［g］크리세닐기, 벤조［b］트리페닐레닐기, 피세닐기, 페릴레닐기 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 아릴기로서는, 고리 형성 탄소수가 6 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아릴기 중에서도 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 터페닐기, 플루오레닐기가 특히 바람직하다. 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기 및 4-플루오레닐기에 대해서는, 9 위치의 탄소 원자에, 후술하는 본 실시 형태에 있어서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기나 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기 (헤테로아릴기, 헤테로 방향족 고리기, 또는 방향족 복소 고리기라고 칭하는 경우가 있다.) 는, 헤테로 원자로서 질소, 황, 산소, 규소, 셀렌 원자, 및 게르마늄 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 것의 원자를 포함하는 것이 바람직하고, 질소, 황, 및 산소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 것의 원자를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로서는, 예를 들어, 피리딜기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀리닐기, 나프틸리디닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기, 인돌릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인다졸릴기, 이미다조피리디닐기, 벤즈트리아졸릴기, 카르바졸릴기, 푸릴기, 티에닐기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 이소티아졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조이소옥사졸릴기, 벤조이소티아졸릴기, 벤조옥사디아졸릴기, 벤조티아디아졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 피페리디닐기, 피롤리디닐기, 피페라지닐기, 모르폴릴기, 페나지닐기, 페노티아지닐기, 페녹사지닐기 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 복소 고리기의 고리 형성 원자수는, 5 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 14 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 복소 고리기 중에서도 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티오페닐기, 2-디벤조티오페닐기, 3-디벤조티오페닐기, 4-디벤조티오페닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 9-카르바졸릴기가 특히 바람직하다. 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기 및 4-카르바졸릴기에 대해서는, 9 위치의 질소 원자에, 본 실시 형태에 있어서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기로서는, 직사슬, 분기 사슬 또는 고리형 중 어느 것이어도 된다. 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기로서는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, 네오펜틸기, 아밀기, 이소아밀기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-펜틸헥실기, 1-부틸펜틸기, 1-헵틸옥틸기, 3-메틸펜틸기, 를 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기의 탄소수는, 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기 중에서도 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 아밀기, 이소아밀기, 네오펜틸기가 특히 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 시클로알킬기로서는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 아다만틸기, 노르보르닐기 등을 들 수 있다. 시클로알킬기의 고리 형성 탄소수는, 3 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 8 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 시클로알킬기 중에서도, 시클로펜틸기나 시클로헥실기가 특히 바람직하다.
알킬기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화 알킬기로서는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기가 1 이상의 할로겐기로 치환된 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 플루오로메틸기, 디플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 플루오로에틸기, 트리플루오로메틸메틸기, 트리플루오로에틸기, 펜타플루오로에틸기 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기로서는, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시한 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기를 들 수 있고, 구체적으로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리-n-부틸실릴기, 트리-n-옥틸실릴기, 트리이소부틸실릴기, 디메틸에틸실릴기, 디메틸이소프로필실릴기, 디메틸-n-프로필실릴기, 디메틸-n-부틸실릴기, 디메틸-t-부틸실릴기, 디에틸이소프로필실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리이소프로필실릴기 등을 들 수 있다. 트리알킬실릴기에 있어서의 3 개의 알킬기는, 각각 동일하거나 상이해도 된다.
본 실시 형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기로서는, 디알킬아릴실릴기, 알킬디아릴실릴기, 트리아릴실릴기를 들 수 있다.
디알킬아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시한 알킬기를 2 개 가지며, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 1 개 갖는 디알킬아릴실릴기를 들 수 있다. 디알킬아릴실릴기의 탄소수는, 8 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
알킬디아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시 한 알킬기를 1 개 가지며, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 2 개 갖는 알킬디아릴실릴기를 들 수 있다. 알킬디아릴실릴기의 탄소수는, 13 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
트리아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 3 개 갖는 트리아릴실릴기를 들 수 있다. 트리아릴실릴기의 탄소수는, 18 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기는, -OZ1 로 나타낸다. 이 Z1 의 예로서, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다. 알콕시기는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기를 들 수 있다.
알콕시기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화 알콕시기로서는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기가 1 이상의 할로겐기로 치환된 것을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기는, -OZ2 로 나타낸다. 이 Z2 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 들 수 있다. 이 아릴옥시기로서는, 예를 들어, 페녹시기를 들 수 있다.
탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기는, -NHRV, 또는 -N(RV)2 로 나타낸다. 이 RV 의 예로서, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다.
고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기는, -NHRW, 또는 -N(RW)2 로 나타낸다. 이 RW 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 들 수 있다.
탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기는, -SRV 로 나타낸다. 이 RV 의 예로서, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다.
고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기는, -SRW 로 나타낸다. 이 RW 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 「고리 형성 탄소」 란 포화 고리, 불포화 고리, 또는 방향 고리를 구성하는 탄소 원자를 의미한다. 「고리 형성 원자」 란 헤테로 고리 (포화 고리, 불포화 고리, 및 방향 고리를 포함한다) 를 구성하는 탄소 원자 및 헤테로 원자를 의미한다.
또, 본 발명에 있어서, 수소 원자란, 중성자 수가 상이한 동위체, 즉, 경수소 (Protium), 중수소 (Deuterium), 삼중수소 (Tritium) 를 포함한다.
또, 「치환 혹은 무치환의」 라고 하는 경우에 있어서의 치환기, 고리 구조 A, 고리 구조 A1, 고리 구조 A2, 고리 구조 B, 고리 구조 B1, 고리 구조 B2, 고리 구조 C, 고리 구조 C1, 고리 구조 C2, 및 고리 구조 Z1 ∼ Z4 등에 있어서의 치환기 등, 본 실시 형태에 있어서의 치환기로서는, 상기 서술한 바와 같은 아릴기, 복소 고리기, 알킬기 (직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기, 시클로알킬기, 할로알킬기), 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기 외에, 알케닐기, 알키닐기, 아르알킬기, 할로겐 원자, 시아노기, 하이드록실기, 니트로기, 및 카르복시기를 들 수 있다.
여기서 예시한 치환기 중에서는, 아릴기, 복소 고리기, 알킬기, 할로겐 원자, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 시아노기가 바람직하고, 나아가서는, 각 치환기의 설명에 있어서 바람직하다고 한 구체적인 치환기가 바람직하다.
알케닐기로서는, 탄소수 2 ∼ 30 의 알케닐기가 바람직하고, 직사슬, 분기 사슬 또는 고리형 중 어느 것이어도 되고, 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 올레일기, 에이코사펜타에닐기, 도코사헥사에닐기, 스티릴기, 2,2-디페닐비닐기, 1,2,2-트리페닐비닐기, 2-페닐-2-프로페닐기, 시클로펜타디에닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헥사디에닐기 등을 들 수 있다.
알키닐기로서는, 탄소수 2 ∼ 30 의 알키닐기가 바람직하고, 직사슬, 분기 사슬 또는 고리형 중 어느 것이어도 되고, 예를 들어, 에티닐, 프로피닐, 2-페닐에티닐 등을 들 수 있다.
아르알킬기로서는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아르알킬기가 바람직하고, -Z3-Z4 로 나타낸다. 이 Z3 의 예로서, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에 대응하는 알킬렌기를 들 수 있다. 이 Z4 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기의 예를 들 수 있다. 이 아르알킬기는, 탄소수 7 ∼ 30 의 아르알킬기 (아릴 부분은 탄소수 6 ∼ 30, 바람직하게는 6 ∼ 20, 보다 바람직하게는 6 ∼ 12), 알킬 부분은 탄소수 1 ∼ 30 (바람직하게는 1 ∼ 20, 보다 바람직하게는 1 ∼ 10, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 6) 인 것이 바람직하다. 이 아르알킬기로서는, 예를 들어, 벤질기, 2-페닐프로판-2-일기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기, 2-페닐이소프로필기, 페닐-t-부틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸이소프로필기, 2-α-나프틸이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸이소프로필기, 2-β-나프틸이소프로필기를 들 수 있다.
할로겐 원자로서 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있고, 바람직하게는 불소 원자이다.
「치환 혹은 무치환의」 라고 하는 경우에 있어서의 「무치환」 이란 상기 치환기로 치환되지 않고, 수소 원자가 결합되어 있는 것을 의미한다.
「치환 혹은 무치환의」 라고 하는 경우에 있어서의 치환기는, 예를 들어 상기 치환기를 들 수 있고, 상기 치환기에 의해 추가로 치환되어 있어도 된다. 또, 「치환 혹은 무치환의」 라고 하는 경우에 있어서의 치환기는, 복수가 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 탄소수 XX ∼ YY 의 ZZ 기」 라는 표현에 있어서의 「탄소수 XX ∼ YY」 는, ZZ 기가 무치환인 경우의 탄소수를 나타내는 것이며, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수는 포함하지 않는다. 여기서, 「YY」 는 「XX」 보다 크고, 「XX」 와 「YY」 는 각각 1 이상의 정수를 의미한다.
본 실시 형태에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 원자수 XX ∼ YY 의 ZZ 기」 라는 표현에 있어서의 「원자수 XX ∼ YY」 는, ZZ 기가 무치환인 경우의 원자수를 나타내는 것이며, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수는 포함하지 않는다. 여기서, 「YY」 는 「XX」 보다 크고, 「XX」 와 「YY」 는 각각 1 이상의 정수를 의미한다.
이하에 설명하는 화합물 또는 그 부분 구조에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」 라고 하는 경우에 대해서도, 상기와 동일하다.
본 실시 형태에 있어서, 치환기끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되는 경우, 고리 구조는, 포화 고리, 불포화 고리, 방향족 탄화수소 고리, 또는 복소 고리이다.
본 실시 형태에 있어서, 연결기에 있어서의 아릴기 및 헤테로 아릴기로서는, 상기 서술한 1 가의 기로부터, 1 개 이상의 원자를 제거하여 얻어지는 2 가 이상의 기를 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 방향족 탄화수소 고리 및 복소 고리로서는, 상기 서술한 1 가의 기의 유래가 되는 고리 구조를 들 수 있다.
이하에 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은, 이들의 예시 화합물로 한정되는 것은 아니다.
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〔유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료〕
본 실시 형태에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료는, 본 실시 형태에 관련된 화합물을 함유한다. 유기 일렉트로 루미네선스 소자 재료는, 본 실시 형태에 관련된 화합물 단독으로 구성되어 있어도 되고, 다른 화합물을 함유하여 구성되어 있어도 된다.
본 실시 형태의 유기 일렉트로 루미네선스 소자 재료에 있어서, 함유되는 본 실시 형태에 관련된 화합물이 도펀트 재료인 것이 바람직하다. 이 경우, 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료에는, 도펀트 재료로서의 본 실시 형태에 관련된 화합물과, 예를 들어, 호스트 재료 등의 다른 화합물을 함유하고 있어도 된다.
또, 본 실시 형태의 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료에 있어서, 함유되는 본 실시 형태에 관련된 화합물이 지연 형광 발광성 재료인 것이 바람직하다.
〔유기 일렉트로 루미네선스 소자〕
본 실시 형태에 관련된 유기 EL 소자에 대해 설명한다.
유기 EL 소자는, 1 쌍의 전극간에 유기층을 구비한다. 이 유기층은, 유기 화합물로 구성되는 층이다. 본 실시 형태의 유기 EL 소자는, 유기층을 하나 이상 갖는다. 유기층은, 무기 화합물을 추가로 함유하고 있어도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 유기층 중 적어도 1 층은, 발광층이다. 그러므로, 유기층은, 예를 들어, 1 층의 발광층으로 구성되어 있어도 되고, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 장벽층, 전자 장벽층 등의 유기 EL 소자로 채용되는 층을 가지고 있어도 된다. 본 실시 형태에서는, 유기층 중 적어도 1 층에, 상기 서술한 본 실시 형태에 관련된 화합물이 함유되어 있다.
유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로서는,
(a) 양극/발광층/음극
(b) 양극/정공 주입·수송층/발광층/음극
(c) 양극/발광층/전자 주입·수송층/음극
(d) 양극/정공 주입·수송층/발광층/전자 주입·수송층/음극
(e) 양극/정공 주입·수송층/제 1 발광층/제 2 발광층/전자 주입·수송층/음극
(f) 양극/정공 주입·수송층/발광층/장벽층/전자 주입·수송층/음극 등의 구조를 들 수 있다.
상기 중에서 (d) 의 구성이 바람직하게 사용되지만, 물론 이들로 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 「발광층」 이란, 일반적으로 도핑 시스템이 채용되어 있고, 제 1 재료와 제 2 재료를 함유하는 유기층이다. 제 1 재료는, 일반적으로 전자와 정공의 재결합을 촉구하고, 재결합에 의해 생긴 여기 에너지를 제 2 재료에 전달시킨다. 이와 같은 제 1 재료는, 호스트 재료라고 불리는 경우가 많고, 이하의 설명에서도, 제 1 재료를 호스트 재료라고 한다. 또, 제 2 재료는, 일반적으로 호스트 재료 (제 1 재료) 로부터 여기 에너지를 받아, 높은 발광 성능을 나타낸다. 이와 같은 제 2 재료는, 도펀트 재료나 게스트 재료라고 불리는 경우가 많고, 이하의 설명에서도, 제 2 재료를 도펀트 재료라고 한다. 도펀트 재료로서는, 양자 수율이 높은 화합물이 선호된다.
상기 「정공 주입·수송층」 은 「정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 어느 하나」 를 의미하고, 「전자 주입·수송층」 은 「전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 어느 하나」 를 의미한다. 여기서, 정공 주입층 및 정공 수송층을 갖는 경우에는, 양극측에 정공 주입층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 전자 주입층 및 전자 수송층을 갖는 경우에는, 음극측에 전자 주입층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층은, 각각, 1 층으로 구성되어 있어도 되고, 복수의 층이 적층되어 있어도 된다.
본 실시 형태에 있어서 전자 수송층과 같은 경우에는, 발광층과 음극의 사이에 존재하는 전자 수송 영역의 유기층 중, 가장 전자 이동도가 높은 유기층을 말한다. 전자 수송 영역이 1 층으로 구성되어 있는 경우에는, 당해 층이 전자 수송층이다. 또, 발광층과 전자 수송층의 사이에는, 구성 (f) 에 나타내는 바와 같이 발광층에서 생성된 여기 에너지의 확산을 방지하는 목적으로, 반드시 전자 이동도가 높은 것은 아닌 장벽층이 형성되는 경우가 있다. 그 때문에, 발광층에 인접하는 유기층이 전자 수송층에 반드시 해당하는 것은 아니다.
도 1 에, 본 실시 형태에 있어서의 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 나타낸다.
유기 EL 소자 (1) 은, 투광성의 기판 (2) 와, 양극 (3) 과, 음극 (4) 와, 양극 (3) 과 음극 (4) 의 사이에 배치된 유기층 (10) 을 갖는다.
유기층 (10) 은, 호스트 재료 및 도펀트 재료를 함유하는 발광층 (5) 를 갖는다. 또, 유기층 (10) 은, 발광층 (5) 와 양극 (3) 의 사이에, 정공 주입·수송층 (6) 을 갖는다. 또한, 유기층 (10) 은, 발광층 (5) 와 음극 (4) 의 사이에, 전자 주입·수송층 (7) 을 갖는다.
(발광층)
본 실시 형태의 유기 EL 소자에서는, 상기 본 실시 형태에 관련된 화합물이, 발광층 (5) 에 함유되어 있는 것이 바람직하다. 또, 본 실시 형태의 유기 EL 소자에서는, 상기 본 실시 형태에 관련된 화합물이, 지연 형광 발광성 재료로서 발광층 (5) 에 함유되어 있는 것이 바람직하고, 도펀트 재료로서 사용되는 것이 보다 바람직하다.
또, 본 실시 형태에서는, 발광층 (5) 의 발광의 최대 발광 성분이 상기 본 실시 형태에 관련된 화합물로부터의 발광인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 발광층 (5) 에 상기 본 실시 형태에 관련된 화합물이 함유되어 있는 경우, 발광층 (5) 는, 인광 발광성의 금속 착물을 함유하지 않는 것이 바람직하고, 인광 발광성의 금속 착물 이외의 금속 착물도 함유하지 않는 것이 바람직하다.
·ΔST
본 실시 형태에 관련된 화합물의 일중항 에너지 S(D) 와 77［K］에 있어서의 에너지 갭 T77K(D) 의 차 ΔST(D) 가 하기 수학식 (수 1) 을 만족시키는 것이 바람직하다.
ΔST(D) = S(D) - T77K(D) ＜ 0.3［eV］ (수 1)
또, ΔST(D) 는, 0.2［eV］미만인 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 유기 EL 소자에서는, 이와 같은 ΔST(D) 를 만족시키는 본 실시 형태에 관련된 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, ΔST 에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 유기 EL 소자에서는, 상기 서술한 본 실시 형태에 관련된 화합물을 도펀트 재료로서 사용한다. 일중항 에너지 S 와 삼중항 에너지 T 의 에너지차 (ΔST) 가 작은 화합물을 도펀트 재료로서 사용하면, 고전류 밀도 영역에서 유기 EL 소자가 고효율로 발광한다.
일중항 에너지 S 와 삼중항 에너지 T 의 차에 상당하는 ΔST 를 작게 하려면, 양자 화학적으로는, 일중항 에너지 S 와 삼중항 에너지 T 에 있어서의 교환 상호 작용이 작음으로써 실현된다. ΔST 와 교환 상호 작용의 관계성에 있어서의 물리적인 상세에 관해서는, 예를 들어, 다음의 참고 문헌 1 이나 참고 문헌 2 에 기재되어 있다.
참고 문헌 1 ： 아다치 치하야들, 유기 EL 토론회 제 10 회 예회 예고집, S2-5, p 11 ∼ 12
참고 문헌 2 ： 토쿠마루 카츠미, 유기 광 화학 반응론, 토쿄 화학 동인 출판, (1973)
이와 같은 재료는, 양자 계산에 의해 분자 설계를 실시하여 합성하는 것이 가능하고, 구체적으로는, LUMO, 및 HOMO 의 전자 궤도를 겹치지 않도록 국재화시킨 화합물이다.
본 실시 형태의 도펀트 재료에 사용하는 ΔST 가 작은 화합물의 예로서는, 분자 내에서 도너 요소와 억셉터 요소가 결합한 화합물이며, 또한 전기 화학적인 안정성 (산화 환원 안정성) 을 고려하여, ΔST 가 0 eV 이상 0.3 eV 미만의 화합물을 들 수 있다.
또, 보다 바람직한 화합물은, 분자의 여기 상태로 형성되는 쌍극자 (다이폴) 가 서로 상호 작용하여, 교환 상호 작용 에너지가 작아지는 회합체를 형성하는 화합물이다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 이와 같은 화합물은, 쌍극자 (다이폴) 의 방향이 대체로 일치하고, 분자의 상호 작용에 의해, ΔST 가 더욱 작아질 수 있다. 이와 같은 경우, ΔST 는, 0 eV 이상 0.2 eV 이하로 매우 작아질 수 있다.
·TADF 기구
전술한 바와 같이, 화합물의 ΔST(D) 가 작으면, 외부로부터 부여되는 열 에너지에 의해, 화합물의 삼중항 준위로부터 일중항 준위로의 역항간 교차가 일어나기 쉬워진다. 유기 EL 소자 내부의 전기 여기된 여기자의 여기 삼중항 상태가, 역항간 교차에 의해, 여기 일중항 상태로 스핀 교환이 되는 에너지 상태 변환 기구를 TADF 기구라고 부른다.
TADF 기구에 의한 발광에 관해서, 현재, 여러 가지 유기 EL 소자 구성이 제안되고 있다. 예를 들어, ΔST(D) 가 작은 화합물을 호스트 재료로서 사용하는 방법이나, ΔST(D) 가 작은 화합물을 도펀트 재료로서 사용하는 방법이 제안되고 있다.
본 실시 형태의 유기 EL 소자에서는, ΔST(D) 가 작은 화합물을 호스트 재료로서 또는 도펀트 재료로서 사용하는 것이 바람직하다. 외부로부터 부여되는 열 에너지에 의해, 화합물의 삼중항 준위로부터 일중항 준위로의 역항간 교차가 일어나기 쉬워진다.
도 2 는, ΔST(D) 가 작은 화합물을 도펀트 재료로서 사용하는 방법에 있어서, 발광층의 호스트 재료 및 도펀트 재료의 에너지 준위의 관계를 나타내는 것이다. 도 2 에 있어서, S0 는, 기저 상태를 나타내고, S1H 는, 호스트 재료의 최저 여기 일중항 상태를 나타내고, T1H 는, 호스트 재료의 최저 여기 삼중항 상태를 나타내고, S1D 는, 도펀트 재료의 최저 여기 일중항 상태를 나타내고, T1D 는, 도펀트 재료의 최저 여기 삼중항 상태를 나타내고, 파선의 화살표는, 각 여기 상태간의 에너지 이동을 나타낸다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 도펀트 재료로서 ΔST(D) 가 작은 화합물을 사용함으로써, 호스트 재료의 최저 여기 삼중항 상태 T1H 로부터의 덱스터 이동에 의해 도펀트 재료의 최저 여기 일중항 상태 S1D 또는 최저 여기 삼중항 상태 T1D 로 에너지 이동한다. 또한 도펀트 재료의 최저 여기 삼중항 상태 T1D 는 열 에너지에 의해, 최저 여기 일중항 상태 S1D 에 역항간 교차하는 것이 가능하고, 이 결과, 도펀트 재료의 최저 여기 일중항 상태 S1D 로부터의 형광 발광을 관측할 수 있다. 이 TADF 기구에 의한 지연 형광을 이용하는 것에 의해서도, 이론적으로 내부 효율을 100 ％ 까지 높일 수 있다고 생각되고 있다.
·삼중항 에너지 T 와 T77K 의 관계
상기한 삼중항 에너지 T 는, 통상적으로 정의되는 삼중항 에너지와는 상이한 점이 있다. 이 점에 대해, 이하에 설명한다.
삼중항 에너지의 측정은, 다음과 같이 하여 실시된다. 먼저, 측정 대상이 되는 화합물을 석영 기판 상에 증착하여 시료를 제작한다. 이 시료에 대해, 저온 (77［K］) 에서 인광 스펙트럼 (세로축 ： 인광 발광 강도, 가로축 ： 파장으로 한다.) 을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대해 접선을 그어, 그 접선과 가로축의 교점의 파장치에 기초하여, 소정의 환산식으로부터 삼중항 에너지를 산출한다.
여기서, 본 실시 형태의 도펀트 재료에 사용하는 화합물로서는, 상기와 같이 ΔST(D) 가 작은 화합물인 것이 바람직하다. ΔST(D) 가 작으면 저온 (77［K］) 상태에서도, 항간 교차, 및 역항간 교차가 일어나기 쉽고, 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태가 혼재한다. 그 결과, 상기와 마찬가지로 하여 측정되는 스펙트럼은, 여기 일중항 상태 및 여기 삼중항 상태의 양자로부터의 발광을 포함한 것이 되어, 어느 상태로부터 발광한 것인지에 대해서 준별하는 것은 곤란하지만, 기본적으로는 삼중항 에너지의 값이 지배적이라고 생각된다.
그 때문에, 본 실시 형태에서는, 통상적인 삼중항 에너지 T 와 측정 수법은 동일하지만, 그 엄밀한 의미에 있어서 상이한 것을 구별하기 위해, 다음과 같이 하여 측정되는 값을 에너지 갭 T77K 라고 칭한다. 측정 대상이 되는 화합물을 석영 기판 상에 막두께 100 nm 로 증착하여 시료를 제작한다. 이 시료에 대해, 저온 (77［K］) 에서 인광 스펙트럼 (세로축 ： 인광 발광 강도, 가로축 ： 파장으로 한다.) 을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대해 접선을 그어, 그 접선과 가로축의 교점의 파장치 λedge［nm］에 기초하여, 다음의 환산식 1 로부터 산출되는 에너지량을 에너지 갭 T77K 로 한다.
환산식 1 ： T77K［eV］= 1239.85/λedge
인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중, 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때에, 장파장측을 향하여 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라 (요컨대 세로축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에 있어서 그은 접선 (즉 변곡점에 있어서의 접선) 이, 당해 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15 ％ 이하의 피크 강도를 가지는 극대점은, 상기 서술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함하지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에 있어서 그은 접선을 당해 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
인광의 측정에는, (주) 히타치 하이테크놀로지 제조의 F-4500 형 분광 형광 광도계 본체를 사용할 수 있다. 또한, 측정 장치는 이것에 한정되지 않고, 냉각 장치 및 저온용 용기와, 여기 광원과 수광 장치를 조합함으로써, 측정해도 된다.
·일중항 에너지 S
일중항 에너지 S 는, 다음과 같이 하여 측정된다.
측정 대상이 되는 화합물을 석영 기판 상에 막두께 100 nm 로 증착하여 시료를 제작하고, 상온 (300 K) 에서 이 시료의 발광 스펙트럼 (세로축 ： 발광 강도, 가로축 ： 파장으로 한다.) 을 측정한다. 이 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대해 접선을 그어, 그 접선과 가로축의 교점의 파장치 λedge［nm］에 기초하여, 다음으로 나타내는 환산식 2 로부터 산출된다.
환산식 2 ： S［eV］= 1239.85/λedge
흡수 스펙트럼은, 분광 광도계로 측정한다. 예를 들어, 히타치 제조의 분광 광도계 (장치명 ： U3310) 등을 사용할 수 있다.
발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 발광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중, 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때에, 장파장측을 향하여 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라 (요컨대 세로축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에 있어서 그은 접선 (즉 변곡점에 있어서의 접선) 이, 당해 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15 ％ 이하의 피크 강도를 가지는 극대점은, 상기 서술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함하지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에 있어서 그은 접선을 당해 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
본 실시 형태에서는, 일중항 에너지 S 와 에너지 갭 T77K 의 차를 ΔST 로서 정의한다. 그러므로, 본 실시 형태에서는, 도펀트 재료의 ΔST(D) 가, 상기 식 (수 1) 과 같이 나타내지는 것이 바람직하다.
(발광층의 호스트 재료)
본 실시 형태에 관련된 화합물을 도펀트 재료로서 사용하는 경우, 호스트 재료는, 본 실시 형태에 관련된 화합물보다 큰 삼중항 준위를 가지는 것이 바람직하다. 호스트 재료로서 바람직한 화합물로서는, 방향족 탄화수소 유도체, 복소 고리 유도체, 아릴아민 유도체, 포르피린계 화합물, 각종 금속 착물, 인 화합물, 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 호스트 재료로서 바람직한 구체예로서는, 예를 들어, 이하의 화합물을 들 수 있다.
방향족 탄화수소 유도체로서는, 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌, 트리페닐렌, 플루오렌 등의 삼중항 준위가 높은 화합물을 들 수 있다.
복소 고리 유도체로서는, 피롤 유도체, 인돌 유도체, 카르바졸 유도체, 푸란 유도체, 벤조푸란 유도체, 디벤조푸란 유도체, 티오펜 유도체, 벤조티오펜 유도체, 디벤조티오펜 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 이미다조피리딘 유도체, 인돌리진 유도체 등을 들 수 있다.
포르피린계 화합물로서는, 프탈로시아닌 유도체 등의 화합물을 들 수 있다.
각종 금속 착물로서는, 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나, 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물 등을 들 수 있다.
인 화합물로서는, 포스핀옥사이드 등의 화합물을 들 수 있다.
고분자 화합물로서는, 폴리(N-비닐카르바졸) 유도체, 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 폴리티오펜 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다.
호스트 재료로서는, 각종 화합물을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
(발광층의 도펀트 재료)
본 실시 형태에 관련된 화합물을 호스트 재료로서 사용하는 경우, 예를 들어, 이하와 같은 형광 발광 재료를 도펀트 재료로서 사용할 수 있다.
녹색계의 형광 발광 재료로서, 방향족 아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민 (약칭 ： 2PCAPA), N-［9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴］-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민 (약칭 : 2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민 (약칭 : 2DPAPA), N-［9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴］-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민 (약칭 : 2DPABPhA), N-［9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)］-N-［4-(9H-카르바졸-9-일)페닐］-N-페닐안트라센-2-아민 (약칭 : 2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민 (약칭 : DPhAPhA) 등을 들 수 있다.
적색계의 형광 발광 재료로서, 테트라센 유도체, 디아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민 (약칭 : p-mPhTD), 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토［1,2-a］플루오란텐-3,10-디아민 (약칭 : p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에서는, 호스트 재료로서 사용되는 화합물의 77［K］에 있어서의 에너지 갭 T77K(H1) 이, 도펀트 재료로서 사용되는 화합물의 77［K］에 있어서의 에너지 갭 T77K(D) 보다 큰 것이 바람직하다.
발광층의 막두께는, 바람직하게는 5 nm 이상 50 nm 이하, 보다 바람직하게는 7 nm 이상 50 nm 이하, 더욱 바람직하게는 10 nm 이상 50 nm 이하이다. 5 nm 미만에서는 발광층 형성이 곤란해지고, 색도의 조정이 곤란해질 우려가 있고, 50 nm 를 초과하면 구동 전압이 상승할 우려가 있다.
발광층에 있어서, 호스트 재료와 도펀트 재료의 비율은, 질량비로 99 ： 1 이상 50 ： 50 이하인 것이 바람직하다.
(기판)
기판은, 유기 EL 소자의 지지체로서 사용된다. 기판으로서는, 예를 들어, 유리, 석영, 플라스틱 등을 사용할 수 있다. 또, 가요성 기판을 사용해도 된다. 가요성 기판이란, 접어 구부릴 수 있는 (플렉시블) 기판이며, 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리불화비닐, 폴리염화비닐로 이루어지는 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또, 무기 증착 필름을 사용할 수도 있다.
(양극)
기판 상에 형성되는 양극에는, 일 함수가 큰 (구체적으로는 4.0 eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 산화인듐-산화주석 (ITO ： Indium Tin Oxide), 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐, 그라펜 등을 들 수 있다. 이 외에, 금 (Au), 백금 (Pt), 니켈 (Ni), 텅스텐 (W), 크롬 (Cr), 몰리브덴 (Mo), 철 (Fe), 코발트 (Co), 구리 (Cu), 팔라듐 (Pd), 티탄 (Ti), 또는 금속 재료의 질화물 (예를 들어, 질화티탄) 등을 들 수 있다.
이들의 재료는, 통상적으로, 스퍼터링법에 의해 성막된다. 예를 들어, 산화인듐-산화아연은, 산화인듐에 대해 1 질량％ 이상 10 질량％ 이하의 산화아연을 첨가한 타겟을 사용함으로써, 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 또, 예를 들어, 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐은, 산화인듐에 대해 산화텅스텐을 0.5 질량％ 이상 5 질량％ 이하, 산화아연을 0.1 질량％ 이상 1 질량％ 이하 함유한 타겟을 사용함으로써, 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 외에, 진공 증착법, 도포법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등에 의해 제작해도 된다.
양극 상에 형성되는 EL 층 중, 양극에 접하여 형성되는 정공 주입층은, 양극의 일 함수에 관계없이 정공 (홀) 주입이 용이한 복합 재료를 사용하여 형성되기 때문에, 전극 재료로서 가능한 재료 (예를 들어, 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물, 그 외에, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소도 포함한다) 를 사용할 수 있다.
일 함수가 작은 재료인, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 즉 리튬 (Li) 이나 세슘 (Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr) 등의 알칼리 토금속, 및 이들을 함유하는 합금 (예를 들어, MgAg, AlLi), 유로퓸 (Eu), 이테르븀 (Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 함유하는 합금 등을 사용할 수도 있다. 또한, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 이들을 함유하는 합금을 사용하여 양극을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 사용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
(음극)
음극에는, 일 함수가 작은 (구체적으로는 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 음극 재료의 구체예로서는, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 즉 리튬 (Li) 이나 세슘 (Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr) 등의 알칼리 토금속, 및 이들을 함유하는 합금 (예를 들어, MgAg, AlLi), 유로퓸 (Eu), 이테르븀 (Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 함유하는 합금 등을 들 수 있다.
또한, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 이들을 함유하는 합금을 사용하여 음극을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또, 은 페이스트 등을 사용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
또한, 전자 주입층을 형성함으로써, 일 함수의 대소에 상관 없이, Al, Ag, ITO, 그라펜, 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석 등 여러 가지 도전성 재료를 사용하여 음극을 형성할 수 있다. 이들의 도전성 재료는, 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코트법 등을 이용하여 성막할 수 있다.
(정공 주입층)
정공 주입층은, 정공 주입성이 높은 물질을 함유하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는, 몰리브덴 산화물, 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등을 사용할 수 있다.
또, 정공 주입성이 높은 물질로서는, 저분자의 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민 (약칭 : TDATA), 4,4',4''-트리스［N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노］트리페닐아민 (약칭 : MTDATA), 4,4'-비스［N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노］비페닐 (약칭 : DPAB), 4,4'-비스(N-｛4-［N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노］페닐｝-N-페닐아미노)비페닐 (약칭 : DNTPD), 1,3,5-트리스［N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노］벤젠 (약칭 : DPA3B), 3-［N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노］-9-페닐카르바졸 (약칭 : PCzPCA1), 3,6-비스［N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노］-9-페닐카르바졸 (약칭 : PCzPCA2), 3-［N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노］-9-페닐카르바졸 (약칭 : PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등도 들 수 있다.
또, 정공 주입성이 높은 물질로서는, 고분자 화합물 (올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 폴리(N-비닐카르바졸) (약칭 : PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민) (약칭 : PVTPA), 폴리［N-(4-｛N'-［4-(4-디페닐아미노)페닐］페닐-N'-페닐아미노｝페닐)메타크릴아미드］(약칭 : PTPDMA), 폴리［N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘］(약칭 : Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌술폰산) (PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌술폰산) (PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
(정공 수송층)
정공 수송층은, 정공 수송성이 높은 물질을 함유하는 층이다. 정공 수송층에는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 안트라센 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 4,4'-비스［N-(1-나프틸)-N-페닐아미노］비페닐 (약칭 : NPB) 이나 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-［1,1'-비페닐］-4,4'-디아민 (약칭 : TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민 (약칭 : BAFLP), 4,4'-비스［N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노］비페닐 (약칭 : DFLDPBi), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민 (약칭 : TDATA), 4,4',4''-트리스［N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노］트리페닐아민 (약칭 : MTDATA), 4,4'-비스［N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노］비페닐 (약칭 : BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다. 여기에 기술한 물질은, 주로 10-6 ㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다.
정공 수송층에는, CBP, CzPA, PCzPA 와 같은 카르바졸 유도체나, t-BuDNA, DNA, DPAnth 와 같은 안트라센 유도체를 사용해도 된다. 폴리(N-비닐카르바졸) (약칭 : PVK) 이나 폴리(4-비닐트리페닐아민) (약칭 : PVTPA) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 물질을 사용해도 된다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 함유하는 층은, 단층이거나, 상기 물질로 이루어지는 층이 2 층 이상 적층된 층이어도 된다.
(전자 수송층)
전자 수송층은, 전자 수송성이 높은 물질을 함유하는 층이다. 전자 수송층에는, 1) 알루미늄 착물, 베릴륨 착물, 아연 착물 등의 금속 착물, 2) 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 아진 유도체, 카르바졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등의 복소 방향족 화합물, 3) 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 저분자의 유기 화합물로서, Alq, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄 (약칭 : Almq3), 비스(10-하이드록시벤조［h］퀴놀리나토)베릴륨 (약칭 : BeBq2), BAlq, Znq, ZnPBO, ZnBTZ 등의 금속 착물 등을 사용할 수 있다. 또, 금속 착물 이외에도, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸 (약칭 : PBD), 1,3-비스［5-(ptert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일］벤젠 (약칭 : OXD-7), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸 (약칭 : TAZ), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸 (약칭 : p-EtTAZ), 바소페난트롤린 (약칭 : BPhen), 바소큐프로인 (약칭 : BCP), 4,4'-비스(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤 (약칭 : BzOs) 등의 복소 방향족 화합물도 사용할 수 있다. 여기에 기술한 물질은, 주로 10-6 ㎠/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이면, 상기 이외의 물질을 전자 수송층으로서 사용해도 된다. 또, 전자 수송층은, 단층이거나, 상기 물질로 이루어지는 층이 2 층 이상 적층된 층이어도 된다.
또, 전자 수송층에는, 고분자 화합물을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 폴리［(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)］(약칭 : PF-Py), 폴리［(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)］(약칭 : PF-BPy) 등을 사용할 수 있다.
(전자 주입층)
전자 주입층은, 전자 주입성이 높은 물질을 함유하는 층이다. 전자 주입층에는, 리튬 (Li), 세슘 (Cs), 칼슘 (Ca), 불화리튬 (LiF), 불화세슘 (CsF), 불화칼슘 (CaF2), 리튬 산화물 (LiOx) 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 그들의 화합물을 사용할 수 있다. 그 외에, 전자 수송성을 갖는 물질에 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 그들의 화합물을 함유시킨 것, 구체적으로는 Alq 중에 마그네슘 (Mg) 을 함유시킨 것 등을 사용해도 된다. 또한, 이 경우에는, 음극으로부터의 전자 주입을 보다 효율적으로 실시할 수 있다.
혹은, 전자 주입층에, 유기 화합물과 전자 공여체 (도너) 를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 사용해도 된다. 이와 같은 복합 재료는, 전자 공여체에 의해 유기 화합물에 전자가 발생하기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로서는, 발생한 전자의 수송이 우수한 재료인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어 상기 서술한 전자 수송층을 구성하는 물질 (금속 착물이나 복소 방향족 화합물 등) 을 사용할 수 있다. 전자 공여체로서는, 유기 화합물에 대해 전자 공여성을 나타내는 물질이면 된다. 구체적으로는, 알칼리 금속이나 알칼리 토금속이나 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 에르븀, 이테르븀 등을 들 수 있다. 또, 알칼리 금속 산화물이나 알칼리 토금속 산화물이 바람직하고, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또, 산화마그네슘과 같은 루이스 염기를 사용할 수도 있다. 또, 테트라티아플루바렌 (약칭 : TTF) 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다.
(층 형성 방법)
본 실시 형태의 유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법으로서는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않지만, 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마법, 이온 플레이팅법 등의 건식 성막법이나, 스핀 코팅법, 딥핑법, 플로우 코팅법, 잉크젯법 등의 습식 성막법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.
(막두께)
본 실시 형태의 유기 EL 소자의 각 유기층의 막두께는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않지만, 일반적으로 막두께가 너무 얇으면 핀홀 등의 결함이 생기기 쉽고, 반대로 너무 두꺼우면 높은 인가 전압이 필요하게 되어 효율이 나빠지기 때문에, 통상적으로는 수 nm 내지 1 ㎛ 의 범위가 바람직하다.
［실시 형태의 변형］
또한, 본 발명은, 상기 서술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변경, 개량 등은, 본 발명에 포함되는 것이다.
발광층은, 1 층에 한정되지 않고, 복수의 발광층이 적층되어 있어도 된다. 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 적어도 1 개의 발광층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하고 있으면 되고, 그 밖의 발광층이 형광 발광형의 발광층이거나, 인광 발광형의 발광층이어도 된다.
또, 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 이들의 발광층이 서로 인접하여 형성되어 있어도 되고, 중간층을 개재하여 복수의 발광 유닛이 적층된, 이른바 탠덤형의 유기 EL 소자여도 된다.
발광층이 복수층 적층되어 있는 경우로서는, 예를 들어 도 3 에 나타내는 유기 EL 소자 (1A) 를 들 수 있다. 유기 EL 소자 (1A) 는, 유기층 (10A) 를 가지며, 이 유기층 (10A) 는, 정공 주입·수송층 (6) 과 전자 주입·수송층 (7) 의 사이에, 제 1 발광층 (51) 및 제 2 발광층 (52) 를 갖는 점에서, 도 1 에 나타낸 유기 EL 소자 (1) 과 상이하다. 제 1 발광층 (51) 및 제 2 발광층 (52) 중 적어도 어느 하나가 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하고 있다. 그 밖의 점에 있어서는, 유기 EL 소자 (1A) 는, 유기 EL 소자 (1) 과 동일하게 구성된다.
또, 예를 들어, 발광층의 양극측에 전자 장벽층을, 발광층의 음극측에 정공 장벽층을, 인접시켜, 각각 형성해도 된다. 이로써, 전자나 정공을 발광층에 차폐시켜, 발광층에 있어서의 여기자의 생성 확률을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관련된 유기 EL 소자는, 표시 장치, 및 발광 장치 등의 전자 기기에 사용할 수 있다. 표시 장치로서는, 예를 들어, 표시 부품 (유기 EL 패널 모듈 등), 텔레비젼, 휴대 전화, 타블렛, 및 퍼스널 컴퓨터 등을 들 수 있다. 발광 장치로서는, 조명, 및 차량용 등구 등을 들 수 있다.
그 외에, 본 발명의 실시에 있어서의 구체적인 구조 및 형상 등은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 해도 된다.
실시예
이하, 본 발명에 관련된 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 한정되지 않는다.
(실시예 1) 화합물 1 의 합성
화합물 1 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 177]
Figure 112021090130617-pat00177
(1-1) 1-(2-니트로페닐)나프탈렌의 합성
질소 분위기하, 1-나프탈렌보론산 18.5 g, 1-브로모-2-니트로벤젠 18.2 g, 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (0) 3.12 g, 톨루엔 144 ㎖, 1,2-디메톡시에탄 144 ㎖, 및 2 M 탄산나트륨 수용액 150 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 9 시간 가열 환류 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 여과하고, 용매를 감압 증류 제거했다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 1-(2-니트로페닐)나프탈렌의 담황색 고체 19.9 g (수율 89 ％) 을 얻었다. 또한, 1,2-디메톡시에탄을 DME 라고 약기하는 경우가 있다.
(1-2) 중간체 (A) 의 합성
질소 분위기하, 1-(2-니트로페닐)나프탈렌 19.9 g, 트리페닐포스핀 52.2 g, 및 오르토-디클로로벤젠 163 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 32 시간 가열 환류 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 여과하고, 용매를 감압 증류 제거했다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 중간체 (A) 의 황색 고체 15.4 g (수율 90 ％) 을 얻었다. 또한, 오르토-디클로로벤젠을 o-DCB 라고 약기하는 경우가 있다.
(1-3) 화합물 1 의 합성
질소 분위기하, 중간체 (A) 15.4 g, 2,5-디클로로테레프탈로니트릴 6.64 g, 탄산칼륨 10.2 g, N-메틸-2-피롤리디논 112 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 110 ℃ 에서 6 시간, 그 후 150 ℃ 에서 9 시간 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 톨루엔을 사용하여 추출하고, 수층을 제거한 후, 유기층을 포화 염화암모늄 수용액으로 세정했다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 농축하고, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 화합물 1 의 황색 고체 5.27 g (수율 28 ％) 을 얻었다. 또한, N-메틸-2-피롤리디논을 NMP 라고 약기하는 경우가 있다.
(실시예 2) 화합물 2 의 합성
화합물 2 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 178]
Figure 112021090130617-pat00178
(2-1) 2-브로모-4-(9-카르바졸릴)-1-니트로벤젠의 합성
질소 분위기하, 카르바졸 7.52 g, 2-브로모-4-플루오로-1-니트로벤젠 11.8 g, 탄산칼륨 15.0 g, 및 N,N-디메틸포름아미드 150 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 24 시간 가열 환류 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 톨루엔을 사용하여 추출하고, 수층을 제거한 후, 유기층을 포화 염화암모늄 수용액으로 세정했다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 농축하고, 메탄올로 세정하여, 2-브로모-4-(9-카르바졸릴)-1-니트로벤젠의 황등색 고체 14.2 g (수율 86 ％) 을 얻었다. 또한, N,N-디메틸포름아미드를 DMF 라고 약기하는 경우가 있다.
(2-2) 1-［2-니트로-5-(9-카르바졸릴)페닐］나프탈렌의 합성
상기 (1-1) 의 1-(2-니트로페닐)나프탈렌의 합성에 있어서, 1-브로모-2-니트로벤젠 대신에, 2-브로모-4-(9-카르바졸릴)-1-니트로벤젠을 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-1) 과 동일한 방법으로 합성했다.
(2-3) 중간체 (B) 의 합성
상기 (1-2) 의 중간체 (A) 의 합성에 있어서, 1-(2-니트로페닐)나프탈렌 대신에 1-［2-니트로-5-(9-카르바졸릴)페닐］나프탈렌을 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-2) 와 동일한 방법으로 합성했다.
(2-4) 화합물 2 의 합성
상기 (1-3) 의 화합물 1 의 합성에 있어서, 중간체 (A) 대신에 중간체 (B) 를 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-3) 과 동일한 방법으로 합성했다.
(실시예 3) 화합물 3 의 합성
화합물 3 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 179]
Figure 112021090130617-pat00179
(3-1) 2-디벤조푸라닐-1-니트로벤젠의 합성
상기 (1-1) 의 1-(2-니트로페닐)나프탈렌의 합성에 있어서, 1-나프탈렌보론산 대신에 4-디벤조푸란보론산을 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-1) 과 동일한 방법으로 합성했다.
(3-2) 중간체 (D) 의 합성
질소 분위기하, 2-디벤조푸라닐-1-니트로벤젠 24.0 g, 트리페닐포스핀 54.4 g, 및 N,N-디메틸아세트아미드 166 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 20 시간 가열 환류 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 디클로로메탄을 사용하여 추출하고, 수층을 제거한 후, 유기층을 포화 염화암모늄 수용액으로 세정했다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 농축하고, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 중간체 (D) 의 백색 고체 14.5 g (수율 68 ％) 을 얻었다. 또한, N,N-디메틸아세트아미드를 DMAc 라고 약기하는 경우가 있다.
(3-3) 화합물 3 의 합성
상기 (1-3) 의 화합물 1 의 합성에 있어서, 중간체 (A) 대신에 중간체 (D) 를 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-3) 과 동일한 방법으로 합성했다.
＜화합물의 평가＞
다음으로, 본 실시예에서 사용한 화합물의 형광 스펙트럼을 측정했다. 대상 화합물은, 화합물 1 과 하기에 나타내는 참조 화합물 1 이다. 측정 방법, 또는 산출 방법을 이하에 나타냄과 함께, 측정 결과, 또는 산출 결과를 표 1 에 나타낸다.
[화학식 180]
Figure 112021090130617-pat00180
각 화합물을, 용매에 용해시켜, 형광 스펙트럼 측정용 시료를 제작했다. 용매로서 분광용 그레이드의 톨루엔을 사용했다. 이 형광 스펙트럼 측정용 시료의 화합물 농도는, 5.0［μmol/리터］로 했다.
석영 셀에 넣은 형광 스펙트럼 측정용 시료에 실온 (300［K］) 에서 여기광을 조사하여, 형광 강도를 측정했다. 화합물 1 에 대해서는, 파장이 350 nm 의 여기광을 조사하고, 참조 화합물 1 에 대해서는, 파장이 360 nm 의 여기광을 조사했다.
형광 스펙트럼은, 세로축을 형광 강도로 하고, 가로축을 파장으로 했다.
형광 스펙트럼의 측정에는, (주) 히타치 하이테크놀로지 제조의 F-4500 형 분광 형광 광도계를 사용했다.
얻어진 형광 스펙트럼으로부터 형광 강도가 최대가 되는 파장 (본 발명에서는 주피크 파장이라고 한다.) λF 를 구했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
그 결과, 참조 화합물 1 과 비교해서, 고리 구조를 구축한 화합물 1 은, 장파장 영역에 발광을 나타내는 것이 분명해졌다.
Figure 112021090130617-pat00181
＜과도 PL 측정＞
과도 PL 측정용 시료 1 및 과도 PL 측정용 시료 2 를 제조했다. 구체적으로는, 석영 기판에, 진공 증착 장치를 사용하여 하기 조성 및 막두께가 되도록 공증착막을 형성했다.
과도 PL 측정용 시료 1
(조성)
화합물 PB ： 화합물 1 (화합물 1 을 12 질량％ 도프했다.)
(막두께) 100 nm
과도 PL 측정용 시료 2
(조성)
화합물 PB ： 참조 화합물 1 (참조 화합물 1 을 12 질량％ 도프했다.)
(막두께) 100 nm
[화학식 181]
Figure 112021090130617-pat00182
과도 형광 수명 측정 장치 및 피코초 펄스 레이저 장치를 사용하여, 과도 PL 측정용 시료 1 의 화합물 1, 및 과도 PL 측정용 시료 2 의 참조 화합물 1 의 실온 조건하에 있어서의 발광 수명을 측정했다. 또한, 과도 형광 수명 측정 장치는, 하마마츠 포토닉스 (주) 제조의 형광 수명 측정 장치 C4780 을 사용했다. 피코초 펄스 레이저 장치는, LTB Lasertechnik Berlin 사 제조의 질소 레이저 MNL 200 을 사용하고, 피코초 펄스 레이저를, 파장 ： 337 nm, 출력 ： 2 mJ/펄스, 및 펄스폭 ： 약 700 ps 의 조건에서 조사했다.
측정 결과, 화합물 1 및 참조 화합물 1 로부터 얻어진 발광에는, 모두 마이크로초의 수명을 갖는 지연 발광 성분이 존재하는 것이 밝혀졌다.
따라서, 이상의 결과로부터, 고리 구조가 구축된 화합물 1 은, 참조 화합물 1 과 비교해서, TADF 기구에 의해 장파장 영역에서 발광한 것이 분명해졌다.
(실시예 4) 화합물 4 의 합성
화합물 4 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 182]
Figure 112021090130617-pat00183
질소 분위기하, 중간체 (D) 16.2 g, 4,5-디플루오로프탈로니트릴 4.92 g, 탄산칼륨 9.12 g, 및 N-메틸-2-피롤리디논 120 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 실온에서 10 시간 교반했다. 반응 용액에 물을 첨가하고, 석출된 고체를 여과 채취했다. 톨루엔으로 세정하여, 화합물 4 의 황색 고체 3.25 g (수율 17 ％) 을 얻었다.
(실시예 5) 화합물 5 의 합성
화합물 5 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 183]
Figure 112021090130617-pat00184
[화학식 184]
Figure 112021090130617-pat00185
(5-1) 중간체 (E) 의 합성
질소 분위기하, 1,4-디브로모-2,5-디플루오로벤젠 119 g, 시안화구리 (I) 117 g, 및 N,N-디메틸포름아미드 730 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 16 시간 가열 환류 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 암모니아수에 첨가하고, 디클로로메탄을 사용하여 추출했다. 유기층을 농축하고, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피와 헵탄 세정으로 정제하고, 중간체 (E) 의 백색 고체 46.0 g (수율 64 ％) 을 얻었다.
(5-2) N-(2-클로로페닐)-9,9-디메틸-플루오렌-2-아민의 합성
질소 분위기하, 2-디브로모-9,9-디메틸플루오렌 30.0 g, 2-클로로아닐린 15.0 ㎖, 아세트산팔라듐 (2) 0.300 g, 트리-tert-부틸포스포늄테트라플루오로보레이트 0.478 g, 나트륨-tert-부톡시드 27.0 g, 및 톨루엔 1.00 ℓ 를 플라스크에 주입하고, 8 시간 가열 환류 교반했다. 또한, 아세트산팔라듐 (II) 0.100 g, 및 1,1′-비스(디페닐포스피노)페로센 0.300 g 을 추가하고, 3 시간 가열 환류 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 톨루엔을 사용하여 추출하고, 수층을 제거한 후, 유기층을 포화 식염수로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시킨 후, 농축하고, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하고, N-(2-클로로페닐)-9,9-디메틸-플루오렌-2-아민의 백색 고체 25.0 g (수율 71 ％) 을 얻었다.
(5-3) 중간체 (F) 의 합성
질소 분위기하, N-(2-클로로페닐)-9,9-디메틸-플루오렌-2-아민 25.0 g, 아세트산팔라듐 (II) 3.50 g, 디-tert-부틸(메틸)포스포늄테트라플루오로보레이트 7.70 g, 탄산세슘 127 g, 및 N,N-디메틸아세트아미드 600 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 7 시간 가열 환류 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 아세트산에틸을 사용하여 추출하고, 수층을 제거한 후, 유기층을 포화 식염수로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시킨 후, 농축하고, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여, 중간체 (F) 의 갈색 고체 16.3 g (수율 73 ％) 을 얻었다.
(5-4) 화합물 5 의 합성
질소 분위기하, 중간체 (E) 0.755 g, 중간체 (F) 2.75 g, 탄산칼륨 1.40 g, 및 N-메틸-2-피롤리디논 18 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 실온에서 10 시간 교반했다. 반응 용액에 물을 첨가하고, 석출된 고체를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피와 톨루엔 세정으로 정제하여, 화합물 5 의 황색 고체 1.60 g (수율 50 ％) 을 얻었다.
(실시예 6) 화합물 6 의 합성
화합물 6 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 185]
Figure 112021090130617-pat00186
(6-1) 2-브로모-4-(9-카르바졸릴)-1-니트로벤젠의 합성
상기 (2-1) 과 동일한 방법으로 합성했다.
(6-2) 4-［2-니트로-5-(9-카르바졸릴)페닐］디벤조푸란의 합성
상기 (1-1) 1-(2-니트로페닐)나프탈렌의 합성에 있어서, 1-나프탈렌보론산 대신에 4-디벤조푸란보론산을 사용하고, 그리고 1-브로모-2-니트로벤젠 대신에 2-브로모-4-(9-카르바졸릴)-1-니트로벤젠을 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-1) 과 동일한 방법으로 합성했다.
(6-3) 중간체 (G) 의 합성
상기 (1-2) 중간체 (A) 의 합성에 있어서, 1-(2-니트로페닐)나프탈렌 대신에, 4-［2-니트로-5-(9-카르바졸릴)페닐］디벤조푸란을 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-2) 와 동일한 방법으로 합성했다.
(6-4) 화합물 6 의 합성
상기 (5-4) 화합물 5 의 합성에 있어서, 중간체 (E) 대신에 4-플루오로프탈로니트릴을 사용하고, 그리고 중간체 (F) 대신에 중간체 (G) 를 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (5-4) 와 동일한 방법으로 합성했다.
(실시예 7) 화합물 7 의 합성
화합물 7 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 186]
Figure 112021090130617-pat00187
(7-1) 중간체 (H) 의 합성
질소 분위기하, 수소화나트륨 1.08 g, THF (테트라하이드로푸란) 72 ㎖, 및 카르바졸 2.10 g 을 플라스크에 주입하고, 실온에서 1 시간 교반했다. 그 반응 용액을, 4,5-디플루오로프탈로니트릴 2.07 g, 및 THF 36 ㎖ 를 첨가한 플라스크에 적하하고, 실온에서 6 시간 교반했다. 반응 용액을 톨루엔을 사용하여 추출하고, 수층을 제거한 후, 유기층을 포화 염화암모늄 수용액으로 세정했다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 농축하고, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 중간체 (H) 의 백색 고체 1.43 g (수율 51 ％) 을 얻었다.
(7-2) 화합물 7 의 합성
상기 (5-4) 화합물 5 의 합성에 있어서, 중간체 (E) 대신에 중간체 (H) 를 사용하고, 그리고 중간체 (F) 대신에 중간체 (G) 를 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (5-4) 와 동일한 방법으로 합성했다.
(실시예 8) 화합물 8 의 합성
화합물 8 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 187]
Figure 112021090130617-pat00188
(8-1) 화합물 8 의 합성
상기 (7-1) 중간체 (H) 의 합성에 있어서, 카르바졸 대신에 중간체 (D) 를 사용하고, 그리고 4,5-디플루오로프탈로니트릴 대신에 테레플루오로이소프탈로니트릴을 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (7-1) 과 동일한 방법으로 합성했다.
(실시예 9) 화합물 9 의 합성
화합물 9 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 188]
Figure 112021090130617-pat00189
(9-1) 디벤조푸란-4,6-디보론산의 합성
아르곤 분위기하, 디벤조푸란 30.0 g, N,N,N′,N′-테트라메틸에틸렌디아민 81.0 ㎖, 및 디에틸에테르 105 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, -78 ℃ 로 냉각시켰다. 냉각 후, sec-부틸리튬 417 ㎖ 를 플라스크에 적하하고, 실온에서 24 시간 교반했다. 교반 후, 재차 -78 ℃ 로 냉각 후, 붕산트리메틸 181 ㎖ 를 플라스크에 적하하고, 실온에서 12 시간 교반했다. 교반 후, 플라스크에 6 N 염산을 첨가했다. 계속해서, 흡인 여과를 실시하여, 얻어진 여과물과 여과액 중의 유기층을 혼합하고, 이 혼합물에 6 N 수산화나트륨 수용액을 첨가했다. 6 N 수산화나트륨 수용액을 첨가한 후, 얻어진 수층을 디에틸에테르로 세정하고, 수층에 농염산을 첨가하여, 침전물을 얻었다. 얻어진 침전물을 흡인 여과에 의해 여과 분리했다. 여과 분리한 침전물을 물로 세정하고, 황산나트륨을 사용하여 건조시킨 후, 농축하고, 아세트산에틸을 사용하여 세정하고, 재결정에 의해 정제하여, 디벤조푸란-4,6-디보론산의 백색 고체 22.0 g (수율 48 ％) 을 얻었다. 또한, N,N,N′,N′-테트라메틸에틸렌디아민을 TMEDA 라고 약기하는 경우가 있다.
(9-2) 4,6-디(2-니트로페닐)디벤조푸란의 합성
아르곤 분위기하, 1-브로모-2-니트로벤젠 38.2 g, 디벤조푸란-4,6-디보론산 22.0 g, 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (0) 3.96 g, 2 M 탄산수소나트륨 수용액 26.4 ㎖, 및 1,4-디옥산 31.0 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 80 ℃ 에서 39 시간 가열 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하고, 다시 재결정에 의해 정제하여, 4,6-디(2-니트로페닐)디벤조푸란의 백색 고체 23.5 g (수율 67 ％) 을 얻었다.
(9-3) 5,10-디하이드로푸로［3,2-c：4,5-c′］디카르바졸의 합성
상기 (1-2) 의 중간체 (A) 의 합성에 있어서, 1-(2-니트로페닐)나프탈렌 대신에 4,6-디(2-니트로페닐)디벤조푸란을 사용하고, 그 밖의 점은, 상기 (1-2) 와 동일한 방법으로 합성했다.
(9-4) 중간체 (I) 의 합성
아르곤 분위기하, 5,10-디하이드로푸로［3,2-c：4,5-c′］디카르바졸 7.27 g, 요오드벤젠 4.28 g, 구리 분말 1.25 g, 탄산칼륨 4.07 g, 및 N,N-디메틸포름아미드 29.4 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 120 ℃ 에서 18 시간 가열 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하고, 재결정에 의해 정제하고, 다시 현탁 및 세정에 의해 정제하여, 중간체 (I) 의 백색 고체 1.02 g (수율 25 ％) 얻었다.
(9-5) 화합물 9 의 합성
상기 (5-4) 의 화합물 5 의 합성에 있어서, 중간체 (E) 대신에 4-플루오로프탈로니트릴을 사용하고, 그리고 중간체 (F) 대신에 중간체 (I) 를 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (5-4) 와 동일한 방법으로 합성했다.
(실시예 10) 화합물 10 의 합성
화합물 10 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 189]
Figure 112021090130617-pat00190
(10-1) 중간체 (J) 의 합성
아르곤 분위기하, 1,4-디브로모-2-플루오로벤젠 56.3 g, 시안화구리 (I) 43.8 g, 및 디메틸술폭시드 500 ㎖ 를 플라스크에 주입하고, 115 ℃ 에서 19 시간 가열 교반했다. 실온까지 냉각 후, 반응 용액에 아세트산에틸과 물을 첨가하여 추출하고, 수층을 제거한 후, 유기층을 암모니아수로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시킨 후, 농축하고, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하고, 다시 재결정에 의해 정제하여, 중간체 (J) 의 백색 고체 16.3 g (수율 50 ％) 을 얻었다. 또한, 디메틸술폭시드를 DMSO 라고 약기하는 경우가 있다.
(10-2) 화합물 10 의 합성
상기 (1-3) 의 화합물 1 의 합성에 있어서, 중간체 (A) 대신에 중간체 (I) 를 사용하고, 그리고 2,5-디클로로테레프탈로니트릴 대신에 중간체 (J) 를 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-3) 과 동일한 방법으로 합성했다.
(실시예 11) 화합물 11 의 합성
화합물 11 의 합성 스킴을 나타낸다.
[화학식 190]
Figure 112021090130617-pat00191
(11-1) 화합물 11 의 합성
상기 (1-3) 의 화합물 1 의 합성에 있어서, 중간체 (A) 대신에 중간체 (B) 를 사용하고, 그리고 2,5-디클로로테레프탈로니트릴 대신에 중간체 (H) 를 사용하고, 그 밖의 점은 상기 (1-3) 과 동일한 방법으로 합성했다.
＜화합물의 평가 제 2＞
다음으로, 화합물 3 ∼ 화합물 8 의 형광 스펙트럼을 측정하고, 주피크 파장 (λF) 을 구했다. 측정 방법, 또는 산출 방법은, 전술과 동일하다. 측정 결과, 또는 산출 결과를 표 2 에 나타낸다.
그 결과, 전술한 참조 화합물 1 과 비교해서, 고리 구조를 구축한 화합물 3 ∼ 화합물 8 은, 장파장 영역에 발광을 나타내는 것이 분명해졌다.
Figure 112021090130617-pat00192
＜디바이스 평가＞
다음으로, 유기 EL 소자의 제작 및 평가를 실시했다.
유기 EL 소자의 제작에 사용한 화합물은, 상기 화합물 외에, 이하에 나타내는 화합물을 사용했다.
[화학식 191]
Figure 112021090130617-pat00193
[화학식 192]
Figure 112021090130617-pat00194
(실시예 12) 유기 EL 소자의 제작
25 mm × 75 mm × 1.1 mm 두께의 ITO 투명 전극 (양극) 이 형성된 유리 기판 (지오마틱사 제조) 을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5 분간 실시한 후, UV 오존 세정을 30 분간 실시했다. ITO 의 막두께는, 130 nm 로 했다.
세정 후의 ITO 투명 전극이 형성된 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 먼저 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 상에 투명 전극을 덮도록 하여 화합물 HI 를 증착하고, 막두께 5 nm 의 화합물 HI 막을 형성했다. 이 HI 막은, 정공 주입층으로서 기능한다.
이 HI 막의 성막에 이어, 화합물 HT-1 을 증착하고, HI 막 상에 막두께 20 nm 의 HT-1 막을 성막했다. 이 HT-1 막은, 정공 수송층으로서 기능한다.
또 HT-1 막의 성막에 이어, 화합물 HT-2 를 증착하고, HT-1 막 상에 막두께 5 nm 의 HT-2 막을 성막했다. 이 HT-2 막도, 정공 수송층으로서 기능한다.
또한 HT-2 막의 성막에 이어, 화합물 CBP 를 증착하고, HT-2 막 상에 막두께 5 nm 의 CBP 막을 성막했다. 이 CBP 막도, 정공 수송층으로서 기능한다.
다음으로 CBP 막 상에, 화합물 PG-1 및 화합물 1 을 공증착하고, 막두께 25 nm 의 발광층을 성막했다. 화합물 PG-1 과 화합물 1 의 질량비는, 76 질량％ : 24 질량％ 로 했다.
이 발광층 상에, 화합물 EB-1 을 증착하여, 막두께 5 nm 의 정공 저지층을 형성했다.
또한 EB-1 막 상에 화합물 ET-1 을 증착하여, 막두께 50 nm 의 화합물 ET-1 막을 성막했다. 이 화합물 ET-1 막은, 전자 수송층으로서 기능한다.
이 전자 수송층 상에 LiF 를 증착하여, 막두께 1 nm 의 LiF 층을 형성했다.
이 LiF 막 상에 금속 Al 을 증착하여, 막두께 80 nm 의 금속 음극을 형성했다.
실시예 12 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 1 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
또한, 괄호 내의 숫자는, 막두께 (단위 ： nm) 를 나타낸다. 또, 동 괄호 내에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 있어서의 화합물의 질량비를 나타낸다. 이하에 있어서도 동일하다.
(실시예 13) 유기 EL 소자의 제작
실시예 13 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 PG-1 과 화합물 1 의 질량비를, 50 질량％ : 50 질량％ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 13 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 1 (25,50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 14) 유기 EL 소자의 제작
실시예 14 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 2 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 14 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 2 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 15) 유기 EL 소자의 제작
실시예 15 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 2 로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 15 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 2 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 16) 유기 EL 소자의 제작
실시예 16 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 3 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 16 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 3 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 17) 유기 EL 소자의 제작
실시예 17 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 3 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 17 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 3 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 18) 유기 EL 소자의 제작
실시예 18 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 4 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 18 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 4 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 19) 유기 EL 소자의 제작
실시예 19 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 4 로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 19 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 4 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 20) 유기 EL 소자의 제작
실시예 20 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 5 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 20 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 5 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 21) 유기 EL 소자의 제작
실시예 21 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 5 로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 21 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 5 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 22) 유기 EL 소자의 제작
실시예 22 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 6 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 22 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 6 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 23) 유기 EL 소자의 제작
실시예 23 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 6 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 23 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 6 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 24) 유기 EL 소자의 제작
실시예 24 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 7 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 24 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 7 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 25) 유기 EL 소자의 제작
실시예 25 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 7 로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 25 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 7 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 26) 유기 EL 소자의 제작
실시예 26 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 8 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 26 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 8 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 27) 유기 EL 소자의 제작
실시예 27 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 8 로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 27 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 8 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 28) 유기 EL 소자의 제작
실시예 28 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 9 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 28 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 9 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 29) 유기 EL 소자의 제작
실시예 29 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 9 로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 29 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 9 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 30) 유기 EL 소자의 제작
실시예 30 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 10 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 30 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 10 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 31) 유기 EL 소자의 제작
실시예 31 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 10 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 31 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 10 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 32) 유기 EL 소자의 제작
실시예 32 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 11 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 32 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 11 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(실시예 33) 유기 EL 소자의 제작
실시예 33 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 화합물 11 로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 33 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 화합물 11 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(비교예 1) 유기 EL 소자의 제작
비교예 1 의 유기 EL 소자는, 실시예 12 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 참조 화합물 1 로 변경한 것 이외에는, 실시예 12 와 동일하게 하여 제작했다.
비교예 1 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 참조 화합물 1 (25,76 ％ : 24 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(비교예 2) 유기 EL 소자의 제작
비교예 2 의 유기 EL 소자는, 실시예 13 의 발광층에 있어서의 화합물 1 을 참조 화합물 1 로 변경한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 제작했다.
비교예 2 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/ HI(5)/ HT-1(20)/ HT-2(5)/ CBP(5)/ PG-1 : 참조 화합물 1 (25, 50 ％ : 50 ％) / EB-1(5) / ET-1(50) / LiF(1) / Al(80)
(유기 EL 소자의 평가)
실시예 12 ∼ 33, 그리고 비교예 1 ∼ 2 에 있어서 제작한 유기 EL 소자에 대해, 이하의 평가를 실시했다. 평가 결과를 표 3 에 나타낸다.
·휘도
전류 밀도가 10.0 mA/㎠ 가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 휘도를 분광 방사 휘도계 CS-1000 (코니카 미놀타사 제조) 으로 계측했다.
·주피크 파장 (λp)
전류 밀도가 10.0 mA/㎠ 가 되도록 유기 EL 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-1000 (코니카 미놀타사 제조) 으로 계측하고, 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 주피크 파장 (λp) 을 구했다. 또한, 주피크 파장 (λp) 은, 스펙트럼에 있어서 발광 강도가 최대가 되는 피크의 파장으로 했다.
·지연 형광 수명
형광 수명 광도계 (TemPro ： 주식회사 호리바 제작소 제조) 를 사용하여, 지연 형광 수명의 측정 및 산출을 실시했다. 측정 대상 샘플로서, 실시예 12 ∼ 33, 그리고 비교예 1 ∼ 2 에 있어서 제작한 유기 EL 소자를 사용했다.
여기 광원으로서, 반도체 펄스 LED 광원 NanoLED-340, 또는 반도체 펄스 LED 광원 SpectralLED-355 를 사용했다. 여기 광원은 지연 형광 수명에 따라 구분하여 사용했다. 상기 형광 수명 광도계의 검출기 PPD-850 에 있어서의 분광 파장은, 실시예 12 ∼ 33, 그리고 비교예 1 ∼ 2 의 유기 EL 소자의 주피크 파장 (λp) 으로 했다. 측정은, 실온에서 실시했다.
Figure 112021090130617-pat00195
상기 표에 나타내고 있는 바와 같이, 화합물 1 ∼ 11 을 사용한 유기 EL 소자는, 참조 화합물 1 을 사용한 유기 EL 소자에 비해, 장파장측에 주피크 파장을 갖는 것을 알 수 있었다.
또, 상기 표에 나타내고 있는 바와 같이, 실시예 12 ∼ 33 의 유기 EL 소자의 지연 형광 수명의 값으로부터, 화합물 1 ∼ 11 은, 지연 형광 발광성의 화합물인 것이 확인되었다.
1 : 유기 EL 소자
2 : 기판
3 : 양극
4 : 음극
5 : 발광층
6 : 정공 주입·수송층
7 : 전자 주입·수송층
10 : 유기층

Claims (29)

  1. 하기 일반식 (40) 으로 나타내는 화합물.
    (단, 하기 일반식 (44)로 나타내는 화합물은 아니다.)
    [화학식 6]
    Figure 112021152486609-pat00226

    (상기 일반식 (40) 에 있어서, k 는 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은 1 이상 4 이하의 정수이며, n 은 2 이상 5 이하의 정수이며, q 는 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ n ＋ q = 6 이고,
    CN 은 시아노기이며,
    D1 및 D2 는 각각 독립적으로, 하기 일반식 (2), 하기 일반식 (3) 및 하기 일반식 (3x) 중 어느 하나로 나타내고, D1 및 D2 의 적어도 하나는 하기 일반식 (3)으로 나타내고, 이 때 하기 일반식 (3)에 있어서 고리 구조 A의 적어도 하나는 X1 이 산소 원자 또는 황 원자인 하기 일반식 (32) 로 표시되고, D1 과 D2 는 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 D1 은 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 D2 는 서로 동일하거나 상이해도 되며,
    RX 는,
    수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ~ 30 의 아릴기,
    치환 혹은 무치환의 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 또는 9-카르바졸릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ~ 30 의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ~ 30 의 알킬실릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ~ 60 의 아릴실릴기이며,
    복수의 RX 는 서로 동일하거나 상이해도 되며,
    RX, D1, D2, 및 CN 은 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합하고,
    단, n 이 2 이고, 2 개의 시아노기가 벤젠 고리의 1 위치의 탄소 원자 및 3 위치의 탄소 원자에 결합하고 있는 경우, 벤젠 고리의 5 위치의 탄소 원자에는 D1, D2 또는 9-카르바졸릴기가 결합한다.)
    [화학식 2]
    Figure 112021152486609-pat00197

    [화학식 3]
    Figure 112021152486609-pat00198

    [화학식 4]
    Figure 112021152486609-pat00199

    (상기 일반식 (2) 에 있어서의 R1 ∼ R8, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R11 ∼ R18, 및 상기 일반식 (3x) 에 있어서의 R111 ∼ R118 은 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기이다.
    상기 일반식 (2) 에 있어서, R1 ∼ R8 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중 적어도 1 세트는 서로 결합하여 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리를 구축하고 있다.
    상기 일반식 (3) 에 있어서, R11 ∼ R18 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중 적어도 1 세트는 서로 결합하여 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
    상기 일반식 (3x) 에 있어서, R111 ∼ R118 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중 적어도 1 세트는 서로 결합하여 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
    상기 일반식 (3) 및 상기 일반식 (3x) 에 있어서, A, B, 및 C 는 각각 독립적으로 하기 일반식 (31) 및 하기 일반식 (32) 중 어느 하나로 나타내는 고리 구조를 나타내고, 이 고리 구조 A, 고리 구조 B, 및 고리 구조 C 는 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합하고, p, px 및 py 는 각각 독립적으로 1 이상 4 이하의 정수이며, p 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 A 는 동일하거나 상이해도 되고, px 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 B 는 동일하거나 상이해도 되고, py 가 2 이상의 정수의 경우, 복수의 고리 구조 C 는 동일하거나 상이해도 된다.)
    [화학식 5]
    Figure 112021152486609-pat00200

    (상기 일반식 (31) 에 있어서, R19 및 R20 은 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이며, R19 및 R20 이 서로 결합하여 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.
    상기 일반식 (32) 에 있어서, X1 은 CR30R31, NR32, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R30 ∼ R32 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. R19, R20, R30 ∼ R32 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중 적어도 1 세트는 서로 결합하여 고리 구조를 구축하고 있어도 된다.)
    Figure 112021152486609-pat00223

    (상기 일반식 (44) 에 있어서,
    D1 및 D2 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이고,
    R40 은 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    할로겐 원자,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기이고,
    복수의 R40 은 서로 동일하거나 상이해도 되고,
    상기 일반식 (44) 에 있어서, k 는 0 이상 2 이하의 정수이며, m 은 1 이상 3 이하의 정수이며, q 는 0 이상 2 이하의 정수이며, k + m + q = 3 이다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 D1 과 상기 D2 가 동일한 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 D1 과 상기 D2 가 상이한 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 일반식 (40a) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 7]
    Figure 112021152486609-pat00202

    (상기 일반식 (40a) 에 있어서, k 는 0 이상 3 이하의 정수이며, n 은 2 이상 5 이하의 정수이며, q 는 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ n ＋ q = 5 이다.
    상기 일반식 (40a) 에 있어서, RX 는 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, 복수의 RX 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40a) 에 있어서, D1 및 D2 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40a) 에 있어서, RX, D2, 및 CN 은 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 일반식 (40b) 또는 하기 일반식 (40c) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 8]
    Figure 112021152486609-pat00203

    (상기 일반식 (40b) 및 상기 일반식 (40c) 에 있어서, k 는 0 이상 3 이하의 정수이며, q 는 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ q = 3 이다.
    상기 일반식 (40b) 및 상기 일반식 (40c) 에 있어서, RX 는 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, 복수의 RX 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40b) 및 상기 일반식 (40c) 에 있어서, D1 및 D2 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40b) 및 상기 일반식 (40c) 에 있어서, RX, 및 D2 는 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 일반식 (40d) 또는 하기 일반식 (40e) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 9]
    Figure 112021152486609-pat00204

    (상기 일반식 (40d) 및 상기 일반식 (40e) 에 있어서, kx 는 0 이상 2 이하의 정수이며, qx 는 0 이상 2 이하의 정수이며, kx ＋ qx = 2 이다.
    상기 일반식 (40d) 및 상기 일반식 (40e) 에 있어서, RX 는 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, 복수의 RX 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40d) 및 상기 일반식 (40e) 에 있어서, D1 및 D2 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40d) 및 상기 일반식 (40e) 에 있어서, RX, 및 D2 는 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 일반식 (40f) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 10]
    Figure 112021152486609-pat00205

    (상기 일반식 (40f) 에 있어서, kx 는 0 이상 2 이하의 정수이며, qy 는 0 이상 2 이하의 정수이며, kx ＋ qy = 2 이다.
    상기 일반식 (40f) 에 있어서, RX1 은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 6 ∼ 30 의 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 또는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기이며, RX2 는 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며,
    RX1 과 RX2 는 서로 동일하거나 상이해도 되고,
    복수의 RX2 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40f) 에 있어서, D1 및 D2 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40f) 에 있어서, RX2, 및 D2 는 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 일반식 (40g) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 11]
    Figure 112021152486609-pat00206

    (상기 일반식 (40g) 에 있어서, k 는 0 이상 3 이하의 정수이며, q 는 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ q = 3 이다.
    상기 일반식 (40g) 에 있어서, RX 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 RX 와 동일한 의미이며, 복수의 RX 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40g) 에 있어서, D1 및 D2 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D2 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (40g) 에 있어서, RX, 및 D2 는 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 일반식 (4) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 12]
    Figure 112021152486609-pat00207

    (상기 일반식 (4) 에 있어서, k 는 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은 1 이상 4 이하의 정수이며, n 은 2 이상 5 이하의 정수이며, q 는 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ n ＋ q = 6 이다.
    상기 일반식 (4) 에 있어서, R40 은 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기이며, 복수의 R40 은, 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (4) 에 있어서, D1 및 D2 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며, 복수의 D1 은 서로 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 D2 는 서로 동일하거나 상이해도 된다.
    상기 일반식 (4) 에 있어서, R40, D1, D2, 및 CN 은 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 일반식 (4) 로 나타내는 화합물은 하기 일반식 (41) ∼ (43), (45) ∼ (47) 중 어느 하나로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 13]
    Figure 112021152486609-pat00208

    [화학식 14]
    Figure 112021152486609-pat00224

    [화학식 15]
    Figure 112021152486609-pat00210

    (상기 일반식 (41) ∼ (43), (45) ∼ (47) 에 있어서,
    D1 및 D2 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이며,
    R40 은 각각 독립적으로, 상기 일반식 (4) 에 있어서의 R40 과 동일한 의미이다.
    상기 일반식 (41) ∼ (43) 에 있어서, k 는 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은 1 이상 4 이하의 정수이며, q 는 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ q = 4 이다.
    상기 일반식 (45) ∼ (46) 에 있어서, k 는 0 이상 2 이하의 정수이며, m 은 1 이상 3 이하의 정수이며, q 는 0 이상 2 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ q = 3 이다.
    상기 일반식 (47) 에 있어서, k 는 0 또는 1 이며, m 은 1 또는 2 이며, q 는 0 또는 1 이며, k ＋ m ＋ q = 2 이다.)
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 일반식 (48) 또는 (50) 으로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 16]
    Figure 112021152486609-pat00225

    (상기 일반식 (48) 에 있어서, R41 및 R42 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (4) 에 있어서의 R40 과 동일한 의미이며, 상기 일반식 (48) 또는 (50) 에 있어서, D 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 또는 D2 와 동일한 의미이다.)
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 일반식 (4x) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 17]
    Figure 112021152486609-pat00212

    (상기 일반식 (4x) 에 있어서, k 는 0 이상 3 이하의 정수이며, m 은 1 이상 4 이하의 정수이며, n 은 2 이상 5 이하의 정수이며, q 는 0 이상 3 이하의 정수이며, k ＋ m ＋ n ＋ q = 6 이다.
    상기 일반식 (4x) 에 있어서, R50 은 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 또는 9-카르바졸릴기이다.
    상기 일반식 (4x) 에 있어서, D1 및 D2 는 각각 독립적으로, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 D1 및 D2 와 동일한 의미이다.
    상기 일반식 (4x) 에 있어서, R50, D1, D2, 및 CN 은 각각 벤젠 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 결합한다.)
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (3) 에 있어서의 p 가 2 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    2 개의 고리 구조 A 중, 일방이 상기 일반식 (31) 로 나타내는 고리 구조이며, 타방이 상기 일반식 (32) 로 나타내는 고리 구조인 것을 특징으로 하는 화합물.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (3) 으로 나타내는 D1 및 D2 중, 적어도 어느 하나가, 하기 일반식 (33) ∼ (38) 중 어느 하나로 나타내지는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 18]
    Figure 112021090840356-pat00213

    [화학식 19]
    Figure 112021090840356-pat00214

    [화학식 20]
    Figure 112021090840356-pat00215

    [화학식 21]
    Figure 112021090840356-pat00216

    [화학식 22]
    Figure 112021090840356-pat00217


    [화학식 23]
    Figure 112021090840356-pat00218


    (상기 일반식 (33) ∼ (38) 에 있어서,
    R11 ∼ R18 은 각각 독립적으로, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R11 ∼ R18 과 동일한 의미이며,
    R19 및 R20 은 각각 독립적으로, 상기 일반식 (31) 에 있어서의 R19 및 R20 과 동일한 의미이며,
    X1 은 상기 일반식 (32) 에 있어서의 X1 과 동일한 의미이다.)
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 일반식 (3) 으로 나타내는 D1 및 D2 중, 적어도 어느 하나가, 상기 일반식 (33) ∼ (36) 중 어느 하나로 나타내지는 것을 특징으로 하는 화합물.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 R1 ∼ R8, 상기 R11 ∼ R18, 그리고 상기 R111 ∼ R118 은 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 R1 ∼ R8, 상기 R11 ∼ R18, 그리고 상기 R111 ∼ R118 은 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴아미노기, 또는
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  22. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 6 항 내지 제 14 항, 및 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 화합물이 지연 형광 발광성 재료인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료.
  24. 양극과,
    음극과,
    상기 양극 및 상기 음극의 사이에 배치된, 1 층 이상의 유기층을 가지며,
    상기 유기층 중 적어도 1 층이 제 1 항 내지 제 3 항, 제 6 항 내지 제 14 항, 및 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 화합물을 함유하는 유기층은 발광층이며,
    상기 발광층의 발광의 최대 발광 성분이 상기 화합물로부터의 발광인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 화합물이 지연 형광 발광성 재료로서 발광층에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 유기층에는 추가로 정공 수송층이 포함되는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 유기층에는 추가로 전자 수송층이 포함되는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  29. 제 24 항에 기재된 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 구비하는 전자 기기.
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