KR20090118921A - 피리미딘 화합물 함유 조성물 및 상기 조성물을 사용하여 이루어지는 발광 소자 - Google Patents

피리미딘 화합물 함유 조성물 및 상기 조성물을 사용하여 이루어지는 발광 소자 Download PDF

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겐따 다나까
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 피리미딘환 구조를 갖는 화합물과 인광 발광성 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다.
피리미딘환 구조, 인광 발광성 화합물, 발광 소자

Description

피리미딘 화합물 함유 조성물 및 상기 조성물을 사용하여 이루어지는 발광 소자{COMPOSITION CONTAINING PYRIMIDINE COMPOUND AND LUMINESCENT ELEMENT EMPLOYING THE COMPOSITION}
본 발명은, 피리미딘 화합물 함유 조성물 및 상기 조성물을 사용하여 이루어지는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 소자의 발광층에 사용하는 발광 재료로서, 삼중항 여기 상태로부터의 발광을 나타내는 화합물(이하, "인광 발광성 화합물"이라고 하는 경우가 있음)을 발광층에 사용한 소자는 발광 효율이 높다고 알려져 있다. 인광 발광성 화합물을 발광층에 사용하는 경우, 통상적으로 상기 화합물을 매트릭스에 첨가하여 이루어지는 조성물을 발광 재료로서 사용한다. 매트릭스로서는, 도포에 의해 박막을 형성할 수 있다는 점에서 폴리비닐카르바졸과 같은 화합물이 사용되고 있다(특허 문헌 1).
그러나, 이러한 화합물은 최저 비점 분자 궤도(이하, "LUMO"라고 하는 경우가 있음)가 높기 때문에, 전자를 주입하기 어렵다는 문제점이 있다. 한편, 폴리플루오렌 등의 공액계 고분자는 LUMO가 낮기 때문에 이것을 매트릭스로서 사용하면, 비교적 용이하게 저구동 전압을 실현할 수 있다. 그러나, 이러한 공액계 고분자는 최저 삼중항 여기 에너지가 작기 때문에, 특히 녹색보다 짧은 파장을 갖는 발광을 위한 매트릭스로서의 사용에는 적합하지 않다고 알려져 있다(특허 문헌 2). 예를 들면, 공액계 고분자인 폴리플루오렌과 삼중항 발광 화합물을 포함하는 발광 재료(비특허 문헌 1)는 발광 효율이 낮다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2002-50483호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2002-241455호 공보
비특허 문헌 1: APPLIED PHYSICS LETTERS, 80, 13, 2308(2002)
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
따라서, 본 발명의 목적은, 발광 소자 등에 사용한 경우 발광 효율이 우수한 발광 재료를 제공하는 것에 있다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명자는 예의 검토를 거듭한 결과, 피리미딘환 구조를 갖는 화합물과 인광 발광성 화합물을 포함하는 조성물이 상술한 문제점을 해결한다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 첫째로, 피리미딘환 구조를 갖는 화합물과 인광 발광성 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다.
본 발명은 둘째로, 상기 인광 발광성 화합물의 잔기와 상기 피리미딘환 구조를 갖는 고분자를 제공한다.
본 발명은 셋째로, 상기 조성물 또는 상기 고분자를 사용하여 이루어지는 발광성 박막, 유기 반도체 박막 및 발광 소자를 제공한다.
본 발명은 넷째로, 상기 발광 소자를 구비한 면상 광원, 세그먼트 표시 장치 및 도트 매트릭스 표시 장치, 상기 발광 소자를 구비한 조명 및 상기 발광 소자를 백 라이트로서 구비한 액정 표시 장치를 제공한다.
<발명의 효과>
본 발명의 조성물, 고분자(이하, "본 발명의 조성물 등"이라고 함)는, 발광 효율이 높다. 따라서, 발광 소자 등의 제조에 사용한 경우, 발광 효율이 우수한 발광 소자가 얻어지는 것이다. 또한, 본 발명의 조성물 등은, 녹색 내지 청색의 발광에서 통상적으로 비교적 우수한 발광성을 갖는다. 이것은, 본 발명의 조성물에 포함되는 화합물(피리미딘환을 갖는 화합물), 본 발명의 고분자의 최저 삼중항 여기 에너지가 크기 때문이다. 또한, LUMO도 비교적 낮고, 전자를 주입하기 쉬운 것이 얻어진다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
<조성물>
본 발명의 조성물은, 피리미딘환 구조를 갖는 화합물과 인광 발광성 화합물을 포함하는 것이다. 본 발명에서 피리미딘환 구조란, 피리미딘, 피리미딘에서의 수소 원자의 일부 또는 전부(특히, 1개 또는 2개)를 제거하여 이루어지는 기를 의미한다. 또한, "고분자"는, 동일한 구조(반복 단위)가 적어도 2개 이상 화합물 중에 존재하는 것을 의미한다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물은, 하기 화학식 (1), (2), (3), (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 피리미딘환 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 피리미딘환 구조를 갖는 것이 바람직하고, 적어도 2종의 피리미딘환 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 고분자인 경우, 상기 피리미딘환 구조를 고분자의 주쇄 및/또는 측쇄에 갖는 고분자인 것이 보다 바람직하고, 반복 단위가 하기 화학식 (1), (2), (3), (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 구조인 고분자나, 하기 화학식 (1), (2), (3), (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 구조 뿐만 아니라, 방향환, 헤테로 원자를 함유하는 5원환 이상의 복소환, 방향족 아민 및 하기 화학식 (4)로 표시되는 구조로부터 선택되는 구조 중 어느 하나를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
Figure 112009047805210-PCT00001
(식 중, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타내고, R 및 R1이 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상이할 수 있음)
상기 화학식 (1) 내지 (3) 및 (1a) 내지 (3a) 중, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타내고, 바람직하게는 복수개 존재하는 R 및 R1 중 적어도 하나가 1가의 치환기이고, 보다 바람직하게는 복수개 존재하는 R 및 R1이 모두 1가의 치환기이다. 복수개 존재하는 R 및 R1은, 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 1가의 치환기로서는, 예를 들면 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 치환기를 가질 수도 있는 아릴기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알킬옥시기, 아릴알킬티오기, 아실기, 아실옥시기, 아미드기, 산 이미드기, 이민 잔기, 치환 아미노기, 치환 실릴기, 치환 실릴옥시기, 치환 실릴티오기, 치환 실릴아미노기, 치환기를 가질 수도 있는 1가의 복소환기, 치환기를 가질 수도 있는 헤테로아릴기, 헤테로아릴옥시기, 헤테로아릴티오기, 아릴알케닐기, 아릴에티닐기, 치환 카르복실기, 시아노기 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 알킬기, 알콕시기, 치환기를 가질 수도 있는 아릴기, 치환기를 가질 수도 있는 헤테로아릴기이다. 또한, N가의 복소환기(N은 1 또는 2)란 복소환식 화합물로부터 N개의 수소 원자를 제거하여 이루어지는 것이며, 본 명세서에 있어서 동일하다. 또한, 1가의 복소환기로서는, 1가의 방향족 복소환기가 바람직하다.
상기 R 및 R1 중 적어도 하나는, 알킬기, 알콕시기, 치환기를 가질 수도 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수도 있는 헤테로아릴기인 것이 바람직하다. 상기 R 및 R1 중 적어도 하나가 탄소수 3 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 10의 알콕시기인 것이 더욱 바람직하다.
상기 R 중 적어도 하나가 수소 원자 이외의 원자의 총수가 3 이상인 1가의 치환기인 것이 바람직하고, 수소 원자 이외의 원자의 총수가 5 이상인 1가의 치환기인 것이 더욱 바람직하고, 수소 원자 이외의 원자의 총수가 7 이상인 1가의 치환기인 것이 특히 바람직하다. R이 2개 존재하는 경우에는, 적어도 하나의 R이 상기 1가의 치환기인 것이 바람직하고, 2개의 R이 모두 상기 1가의 치환기인 것이 보다 바람직하다. 복수개 존재하는 R 및 R1은, 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물로서는, 하기 화학식 (A-1) 또는 (A-2)로 표시되는 화합물, 또는 그의 잔기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 또한, 1 분자 중에 갖는 상기 피리미딘환 구조는 적어도 1종이다.
Figure 112009047805210-PCT00002
(식 중, 피리미딘은, 상기 화학식 (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 피리미딘환 구조를 나타내고, 피리미딘이 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고, Y1은 -C(Ra)(Rb)-, -C(=O)-, -N(Rc)-, -O-, -Si(Rd)(Re)-, -P(Rf)-, -S- 또는 -S(=O)2-를 나타내고, n은 0 내지 5의 정수이고, Ar1은 치환기를 가질 수도 있는 1가의 아릴기 또는 치환기를 가질 수도 있는 1가의 복소환기를 나타내고, Y1이 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고, Ra 내지 Rf는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타냄)
상기 Ar1로 표시되는 아릴기로서는, 페닐기, C1 내지 C12알콕시페닐기("C1 내지 C12알콕시"는, 알콕시 부분의 탄소수가 1 내지 12인 것을 의미하고, 이하 동일함), C1 내지 C12알킬페닐기("C1 내지 C12알킬"은, 알킬 부분의 탄소수가 1 내지 12인 것을 의미하고, 이하 동일함), 1-나프틸기, 2-나프틸기, 펜타플루오로페닐기 등을 들 수 있으며, 페닐기, C1 내지 C12알콕시페닐기, C1 내지 C12알킬페닐기가 바람직하다.
상기 Ar1로 표시되는 1가의 복소환기로서는, 복소환식 화합물로부터 수소 원자를 1개 제거하고 남은 원자단을 의미한다. 여기서, 복소환식 화합물이란, 환식 구조를 갖는 유기 화합물 중, 환을 구성하는 원소가 탄소 원자 뿐만 아니라 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 인 원자 등의 헤테로 원자를 환 내에 포함하는 것을 말한다.
Ra 내지 Rf로 표시되는 1가의 치환기로서는, 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알콕시기, 아릴알킬티오기, 아릴알케닐기, 아릴알키닐기, 아미노기, 치환 아미노기, 실릴기, 치환 실릴기, 실릴옥시기, 치환 실릴옥시기, 1가의 복소환기, 할로겐 원자를 들 수 있다.
또한, 발광 효율의 관점에서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물은 하기 화학식 (A-3)으로 표시되는 화합물의 잔기 이외의 피리미딘환 구조를 갖는 것이 바람직하다.
Figure 112009047805210-PCT00003
(식 중, 피리미딘은 상기와 동일한 의미를 갖고, Z환은 탄소 원자, Z1 및 Z2를 포함하는 환상 구조이고, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 -C(H)= 또는 -N=을 나타냄)
상기 화학식 (A-3) 중, 상기 환상 구조로서는 치환기를 가질 수도 있는 방향환, 치환기를 가질 수도 있는 비방향환을 들 수 있으며, 구체적으로는 벤젠환, 복소환, 지환식 탄화수소환, 이들 환이 복수 축합하여 이루어지는 환, 이들 환의 수소 원자의 일부가 치환된 것 등을 들 수 있다.
상기 화학식 (A-1) 내지 (A-3)으로 표시되는 화합물의 잔기란, 상기 화합물에서의 수소 원자의 일부 또는 전부를 제거하여 이루어지는 기를 의미한다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물은, 기타 부분 구조를 포함할 수도 있다. 기타 부분 구조의 종류로서는 특별히 제한되지 않지만, 그것이 말단에 존재하는지의 여부에 따라 바람직한 기타 부분 구조의 종류는 상이하다.
기타 부분 구조가 말단에 존재하는 경우에는 안정적인 치환기이면 특별히 제한되지 않지만, 합성의 용이함 등의 관점에서 상기 R 및 R1로 표시되는 1가의 치환기 또는 수소 원자가 바람직하다.
기타 부분 구조가 말단에 존재하지 않는 경우에는 안정적인 다가의 기이면 특별히 제한되지 않지만, LUMO의 에너지 레벨의 관점에서 공액하는 성질의 다가의 기가 바람직하다. 이러한 기로서, 구체적으로는 2가의 방향족기, 3가의 방향족기를 들 수 있다. 여기서, 방향족기란, 방향족성을 나타내는 유기 화합물로부터 유도되는 기이다. 이러한 방향족기로서는, 예를 들면 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린 등의 방향환으로부터 n'개(n'는 2 또는 3)의 수소 원자를 결합손으로 치환하여 이루어지는 기를 들 수 있다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물에 포함될 수도 있는 바람직한 기타 부분 구조 중 하나로서, 하기 화학식 (4)로 표시되는 구조를 들 수 있다.
Figure 112009047805210-PCT00004
상기 화학식 (4)로 표시되는 구조에서, 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알콕시기, 아릴알킬티오기, 아릴알케닐기, 아릴알키닐기, 아미노기, 치환 아미노기, 실릴기, 치환 실릴기, 할로겐 원자, 아실기, 아실옥시기, 이민 잔기, 아미드기, 산 이미드기, 1가의 복소환기, 카르복실기, 치환 카르복실기 및 시아노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 가질 수도 있다.
상기 화학식 (4) 중, P환 및 Q환은 각각 독립적으로 방향환을 나타내지만, P환은 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다. 2개의 결합손은, P환이 존재하는 경우에는 각각 P환 또는 Q환 위에 존재하고, P환이 존재하지 않는 경우에는 각각 Y를 포함하는 5원환 또는 6원환 위 또는 Q환 위에 존재한다. 또한, 상기 P환, Q환 또는 Y를 포함하는 5원환 또는 6원환 위에 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알콕시기, 아릴알킬티오기, 아릴알케닐기, 아릴알키닐기, 아미노기, 치환 아미노기, 실릴기, 치환 실릴기, 할로겐 원자, 아실기, 아실옥시기, 이민 잔기, 아미드기, 산 이미드기, 1가의 복소환기, 카르복실기, 치환 카르복실기 및 시아노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 가질 수도 있다. Y는 -O-, -S-, -Se-, -B(R0)-, -Si(R2)(R3)-, -P(R4)-, -P(R5)(=O)-, -C(R6)(R7)-, -N(R8)-, -C(R9)(R10)-C(R11)(R12)-, -O-C(R13)(R14)-, -S-C(R15)(R16)-, -N-C(R17)(R18)-, -Si(R19)(R20)-C(R21)(R22)-, -Si(R23)(R24)-Si(R25)(R26)-, -C(R27)=C(R28)-, -N=C(R29)- 또는 -Si(R30)=C(R31)-을 나타낸다. 여기서, R0 및 R2 내지 R31은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알콕시기, 아릴알킬티오기, 아릴알케닐기, 아릴알키닐기, 아미노기, 치환 아미노기, 실릴기, 치환 실릴기, 실릴옥시기, 치환 실릴옥시기, 1가의 복소환기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이 중에서 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알콕시기, 1가의 복소환기가 바람직하고, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 1가의 복소환기가 보다 바람직하고, 알킬기, 아릴기가 특히 바람직하다.
상기 화학식 (4)로 표시되는 구조로서는, 하기 화학식 (4-1), (4-2) 또는 (4-3)으로 표시되는 구조 및 하기 화학식 (4-4) 또는 (4-5)로 표시되는 구조를 들 수 있다. 하기 화학식 (4-4), (4-5) 중, Y는 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자인 것이 고발광 효율을 얻는 관점에서 바람직하다.
Figure 112009047805210-PCT00005
(식 중, A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로 방향환을 나타내고, 화학식 (4-1), (4-2) 및 (4-3)은 각각 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알콕시기, 아릴알킬티오기, 아릴알케닐기, 아릴알키닐기, 아미노기, 치환 아미노기, 실릴기, 치환 실릴기, 할로겐 원자, 아실기, 아실옥시기, 이민 잔기, 아미드기, 산 이미드기, 1가의 복소환기, 카르복실기, 치환 카르복실기 및 시아노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 가질 수도 있고, Y는 상기와 동일한 의미를 나타냄)
Figure 112009047805210-PCT00006
(식 중, D환, E환, F환 및 G환은 각각 독립적으로 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알콕시기, 아릴알킬티오기, 아릴알케닐기, 아릴알키닐기, 아미노기, 치환 아미노기, 실릴기, 치환 실릴기, 할로겐 원자, 아실기, 아실옥시기, 이민 잔기, 아미드기, 산 이미드기, 1가의 복소환기, 카르복실기, 치환 카르복실기 및 시아노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 가질 수도 있는 방향환을 나타내고, Y는 상기와 동일한 의미를 나타냄)
상기 화학식 (4-1), (4-2), (4-3), (4-4) 및 (4-5) 중, A환, B환, C환, D환, E환, F환 및 G환으로 표시되는 방향환으로서는, 비치환된 것을 일례로서 나타내면, 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 테트라센환, 펜타센환, 피렌환, 페난트렌환 등의 방향족 탄화수소환; 피리딘환, 비피리딘환, 페난트롤린환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 티오펜환, 푸란환, 피롤환 등의 복소 방향환을 들 수 있다. 이들 방향환은, 상기 치환기를 가질 수도 있다.
또한, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물에 포함될 수도 있는 바람직한 기타 부분 구조 중 하나로서, 이하의 화학식으로 표시되는 구조의 방향족 아민 구조를 들 수 있다.
Figure 112009047805210-PCT00007
(식 중, Ar6, Ar7, Ar8 및 Ar9는 각각 독립적으로 아릴렌기 또는 2가의 복소환기를 나타내고, Ar10, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로 아릴기 또는 1가의 복소환기를 나타내고, Ar6 내지 Ar12는 치환기를 가질 수도 있고, x 및 y는 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, 0≤x+y≤1임)
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물에 포함될 수도 있는 바람직한 기타 부분 구조 중 하나로서, 하기 화학식 B로 표시되는 구조를 들 수 있다.
Figure 112009047805210-PCT00008
(식 중, R은 상기와 동일한 의미를 갖고, R2는 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타내고, R 및 R2가 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상이할 수 있음)
상기 화학식 B 중, R2로 표시되는 1가의 치환기는 상기와 동일하다.
상기 화학식 B로 표시되는 구조를 포함하는 화합물은 어떠한 방법으로 제조하여도 상관없지만, 하기 화학식 C와 하기 화학식 D를 크로스 커플링 반응시키는 것을 포함하는 방법에 의해 제조하는 것이 바람직하다.
Figure 112009047805210-PCT00009
(식 중, R은 상기와 동일한 의미를 갖고, X는 할로겐 원자 또는 -SO3Q로 표시되는 기(여기서, Q는 치환될 수도 있는 1가의 탄화수소기를 나타냄)를 나타내고, 2개 존재하는 X는 동일하거나 상이할 수 있음)
Figure 112009047805210-PCT00010
(식 중, R2는 상기와 동일한 의미를 갖고, M은 -B(OQ1)2-Si(Q2)3, -Sn(Q3)3 또는 -Z1(Z2)m(여기서, Q1은 수소 원자 또는 1가의 탄화수소기를 나타내고, 2개 존재하는 Q1은 동일하거나 상이할 수 있고, 환을 형성할 수도 있고, Q2는 1가의 탄화수소기를 나타내고, 3개 존재하는 Q2는 동일하거나 상이할 수 있고, Q3은 1가의 탄화수소기를 나타내고, 3개 존재하는 Q3은 동일하거나 상이할 수 있고, Z1은 금속 원자 또는 금속 이온을 나타내고, Z2는 카운터 음이온을 나타내고, m은 0 이상의 정수임)을 나타내고, Y는 수소 원자 또는 상기 X와 동일한 의미를 가짐)
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 고분자인 경우, 상기 화합물의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 성막성의 관점에서 3×102 이상이 바람직하고, 3×102 내지 1×107이 보다 바람직하고, 1×103 내지 1×107이 더욱 바람직하고, 1×104 내지 1×107이 특히 바람직하다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물은 넓은 발광 파장 영역에서 사용할 수 있지만, 이를 위해서는 바람직하게는 상기 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지(이하, "T1 에너지"라고도 함)가 2.7 eV 이상인 것이 바람직하고, 2.9 eV 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.0 eV 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3.1 eV 이상인 것이 특히 바람직하고, 3.2 eV 이상인 것이 가장 바람직하다. 또한, 통상적으로 상한은 5.0 eV이다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물의 최고 점유 분자 궤도(HOMO)의 에너지 레벨 및 최저 비점유 분자 궤도(LUMO)의 에너지 레벨은 특별히 한정되지 않지만, LUMO의 에너지 레벨의 절대값이 1.5 eV 이상인 것이 바람직하고, 1.7 eV 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.9 eV 이상인 것이 더욱 바람직하고, 2.0 eV 이상인 것이 특히 바람직하고, 2.2 eV 이상인 것이 가장 바람직하다. 또한, 통상적으로 상한은 4.0 eV이다.
본 명세서에서 상기 T1 에너지, LUMO의 에너지 레벨의 값은, 계산 과학적 방법으로 산출한 값이다. 본 명세서에서 계산 과학적 방법으로서, 양자 화학 계산 프로그램 가우시안(Gaussian) 03을 이용하여 HF(하트리-포크; Hartree-Fock)법에 의해 기저 상태의 구조 최적화를 행하고, 상기 최적화된 구조에서 B3P86 레벨의 시간 의존 밀도 범함수법을 이용하여, T1 에너지 및 LUMO의 에너지 레벨의 값을 산출하였다. 이 때, 기저 함수로서 6-31g*를 사용하였다. 기저 함수로서 6-31g*를 사용할 수 없는 경우에는, LANL2DZ를 사용한다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물을 구성하는 반복 단위가 1종인 경우, 상기 단위를 A로 하면, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물은 하기 화학식으로 표시된다. 여기서, n=1, 2 및 3의 구조에 대하여 T1 에너지, LUMO의 에너지 레벨의 값을 산출하고, 산출된 T1 에너지, LUMO의 에너지 레벨의 값을 (1/n)의 함수로서 선형 근사한 경우의 n=∞의 값을 상기 고분자의 T1 에너지, LUMO의 에너지 레벨의 값으로 정의한다.
Figure 112009047805210-PCT00011
(식 중, n은 중합수를 나타냄)
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물을 구성하는 반복 단위가 복수개 존재하는 경우, 모든 경우에 대하여 n=∞(여기서, n은 반복 단위의 중합수)에서의 T1 에너 지를 상기 기재된 것과 동일한 방법으로 산출하고, 그 중에서 최저 T1 에너지를 상기 화합물의 T1 에너지로 정의한다. LUMO의 에너지 레벨은, 최저 T1 에너지의 값을 제공하는 반복 단위에서의 n=∞의 값을 상기 고분자의 LUMO의 에너지 레벨의 값으로 정의한다. 본 발명에서는, 그 "LUMO의 에너지 레벨의 값"의 절대값이 중요하다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 상기 화학식 (1), (2), (3), (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 피리미딘환 구조를 포함하는 경우에는, 상기 피리미딘환 구조에 인접하는 적어도 2개의 π 공액 전자를 갖는 부분 구조가 존재하는 것이 바람직하다. 상기 화학식 (1), (2), (3), (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 피리미딘환 구조와, 상기 피리미딘환 구조에 인접하는 적어도 2개의 π 공액 전자를 갖는 상기 부분 구조 사이의 2면각이 20° 이상인 것이 바람직하고, 30° 이상인 것이 보다 바람직하고, 40° 이상인 것이 더욱 바람직하고, 50° 이상인 것이 특히 바람직하고, 60° 이상인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물에서, 상기 피리미딘환 구조를 포함하는 모든 방향환 및 헤테로 방향환 사이의 2면각이 모두 30° 이상인 것이 바람직하고, 40° 이상인 것이 보다 바람직하고, 50° 이상인 것이 더욱 바람직하고, 60° 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 이러한 2면각을 얻기 위해서는, 상기 화학식 (A-3)으로 표시되는 피리미딘환 구조를 갖지 않는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명에서의 2면각이란, 기저 상태에서의 최적화 구조로부터 산출 되는 각도를 의미한다. 2면각은, 예를 들면 상기 화학식 (1), (2), (3), (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 피리미딘환 구조에서 결합 위치에 있는 탄소 원자 (a1)과 a1에 인접하는 탄소 원자 또는 질소 원자 (a2), 및 상기 피리미딘환 구조와 결합하고 있는 구조의 결합 위치에 있는 원자 (a3)과 a3에 인접하는 원자 (a4)로 정의된다. 여기서, 원자 (a2) 또는 원자 (a4)가 복수 선택 가능한 경우에는, 모든 경우에 대하여 2면각을 산출하고, 그 중에서 절대값의 최저값을 2면각으로 한다. 원자 (a3)은 π 공액 전자를 갖는 원자이며, 원자 (a4)는 π 공액 전자를 갖는 원자일 수도 있고 갖지 않는 원자일 수도 있지만, 바람직하게는 π 공액 전자를 갖는 원자이고, 보다 바람직하게는 탄소 원자, 질소 원자, 규소 원자, 인 원자이다. 본 명세서에서는, 계산 과학적 방법에 의해 구해지는 n=3(n은 중합수)의 구조의 기저 상태에서의 최적화 구조(즉, 상기 구조의 생성 에너지가 최소가 되는 구조)로부터 산출한다. 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물에서 상기 피리미딘환 구조가 복수개 존재하는 경우, 상기 2면각도 복수개 존재한다. 이 경우, 상기 고분자에서의 상기 2면각이 모두 상기 조건을 만족하고 있는 것이 바람직하다.
상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물로서는, 이하의 화학식 (5-1) 내지 (5-26)으로 표시되는 것을 들 수 있다. 하기 화학식 (5-1) 내지 (5-26) 중, R*는 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타낸다. R*로 표시되는 1가의 치환기로서는, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 알킬티오기, 치환기를 가질 수도 있는 아릴기, 아릴옥시 기, 아릴티오기, 아릴알킬기, 아릴알킬옥시기, 아릴알킬티오기, 아실기, 아실옥시기, 아미드기, 산 이미드기, 이민 잔기, 치환 아미노기, 치환 실릴기, 치환 실릴옥시기, 치환 실릴티오기, 치환 실릴아미노기, 치환기를 가질 수도 있는 1가의 복소환기, 치환기를 가질 수도 있는 헤테로아릴기, 헤테로아릴옥시기, 헤테로아릴티오기, 아릴알케닐기, 아릴에티닐기, 치환 카르복실기, 시아노기가 예시된다. 복수개의 R*는 동일하거나 상이할 수 있다. R*로서는 알킬기, 알콕시기, 치환기를 가질 수도 있는 아릴기, 치환기를 가질 수도 있는 헤테로아릴기가 보다 바람직하다. 복수개 존재하는 R*는 동일하거나 상이할 수 있다.
Figure 112009047805210-PCT00012
Figure 112009047805210-PCT00013
Figure 112009047805210-PCT00014
(식 중, n은 중합수를 나타냄)
또한, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물로서는, 이하의 것이 바람직하다.
Figure 112009047805210-PCT00015
(식 중, n은 중합수를 나타냄)
또한, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물로서는, 이하의 것도 들 수 있다.
Figure 112009047805210-PCT00016
Figure 112009047805210-PCT00017
Figure 112009047805210-PCT00018
Figure 112009047805210-PCT00019
Figure 112009047805210-PCT00020
상기 인광 발광성 화합물로서는, 삼중항 발광 착체 등의 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 종래부터 저분자계의 EL 발광성 재료로서 이용되어 온 것을 들 수 있다. 이들은, 예를 들면 문헌 [Nature, (1998), 395, 151, Appl. Phys. Lett. (1999), 75(1), 4, Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (2001), 4105(Organic Light-Emitting Materials and DevicesIV), 119, J. Am. Chem. Soc., (2001), 123, 4304, Appl. Phys. Lett., (1997), 71(18), 2596, Syn. Met., (1998), 94(1), 103, Syn. Met., (1999), 99(2), 1361, Adv. Mater., (1999), 11(10), 852, Inorg. Chem., (2003), 42, 8609, Inorg. Chem., (2004), 43, 6513, Journal of the SID 11/1, 161 (2003), WO2002/066552, WO2004/020504, WO2004/020448] 등에 개시되어 있다. 그 중에서도, 금속 착체의 최고 점유 분자 궤도(HOMO)에서의 중심 금속의 최외각 d 궤도의 궤도 계수의 2승의 합이 전체 원자 궤도 계수의 2승의 합에서 차지하는 비율이 1/3 이상인 것이 고발광 효율을 얻는 관점에서 바람직하다. 예를 들면, 중심 금속이 제6주기에 속하는 전이 금속인 오르토메탈화 착체 등을 들 수 있다.
상기 삼중항 발광 착체의 중심 금속으로서는, 통상적으로 원자 번호 50 이상의 원자이고, 상기 착체에 스핀-궤도 상호 작용이 있고, 일중항 상태와 삼중항 상태간의 항간 교차를 일으킬 수 있는 금속이고, 예를 들면 금, 백금, 이리듐, 오스뮴, 레늄, 텅스텐, 유로퓸, 테르븀, 툴륨, 디스프로슘, 사마륨, 프라세오디뮴, 가돌리늄, 이테르븀의 원자가 바람직하고, 보다 바람직하게는 금, 백금, 이리듐, 오스뮴, 레늄, 텅스텐의 원자이고, 더욱 바람직하게는 금, 백금, 이리듐, 오스뮴, 레 늄의 원자이고, 특히 바람직하게는 금, 백금, 이리듐, 레늄의 원자이고, 가장 바람직하게는 백금 및 이리듐의 원자이다.
상기 삼중항 발광 착체의 배위자로서는, 예를 들면 8-퀴놀리놀 및 그의 유도체, 벤조퀴놀리놀 및 그의 유도체, 2-페닐-피리딘 및 그의 유도체 등을 들 수 있다.
상기 인광 발광성 화합물은, 용해성의 관점에서 알킬기, 알콕시기, 치환기를 가질 수도 있는 아릴기, 치환기를 가질 수도 있는 헤테로아릴기 등의 치환기를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 치환기는 수소 원자 이외의 원자의 총수가 3 이상인 것이 바람직하고, 5 이상인 것이 보다 바람직하고, 7 이상인 것이 더욱 바람직하고, 10 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 치환기는, 각 배위자에 적어도 하나 존재하는 것이 바람직하고, 상기 치환기의 종류는 배위자마다 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 인광 발광성 화합물의 구체적인 구조로서는, 예를 들면 이하의 것을 들 수 있다.
Figure 112009047805210-PCT00021
본 발명의 조성물 중에서의 상기 인광 발광성 화합물의 양은, 조합하는 유기 화합물의 종류나 최적화하고자 하는 특성에 따라 상이하기 때문에 특별히 한정되지 않지만, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물의 양을 100 중량부로 했을 때 통상적으로 0.01 내지 80 중량부이고, 바람직하게는 0.1 내지 30 중량부이고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 15 중량부이고, 특히 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부이다. 또한, 본 발명의 조성물에서 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물, 상기 인광 발광성 화합물은, 각각 1종 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상을 병용할 수도 있다.
본 발명의 조성물은, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물, 상기 인광 발광성 화합물 이외의 임의 성분을 포함할 수도 있다. 이 임의 성분으로서는, 예를 들면 정공 수송 재료, 전자 수송 재료, 산화 방지제 등을 들 수 있다.
상기 정공 수송 재료로서는, 유기 EL 소자의 정공 수송 재료로서 공지된 방향족 아민, 카르바졸 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체 등을 들 수 있다.
상기 전자 수송 재료로서는, 유기 EL 소자의 전자 수송 재료로서 공지된 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 그의 유도체, 벤조퀴논 및 그의 유도체, 나프토퀴논 및 그의 유도체, 안트라퀴논 및 그의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 그의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 그의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 그의 유도체의 금속 착체를 들 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 (ETP)와 상기 인광 발광성 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 (ETT)가 하기 수학식 1을 만족하는 것이 고효율 발광의 관점에서 바람직하고, 하기 수학식 2를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 하기 수학식 3을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
ETT>ETP-0.5(eV)
ETT>ETP-0.3(eV)
ETT>ETP-0.2(eV)
또한, ETP가 ETT 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 박막은, 본 발명의 조성물 등을 포함하는 박막을 형성함으로써 얻어진다. 박막의 제조에는 공지된 방법을 적절하게 선택하여 이용할 수 있지만, 예를 들면 용액의 도포, 증착, 전사 등을 이용할 수 있다. 용액의 도포에는, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어바 코팅법, 침지 코팅법, 분무 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
용매로서는, 조성물을 용해 또는 균일하게 분산시킬 수 있는 것이 바람직하다. 상기 용매로서는, 염소계 용매(클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등), 에테르계 용매(테트라히드로푸란, 디옥산 등), 방향족 탄화수소계 용매(톨루엔, 크실렌 등), 지방족 탄화수소계 용매(시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸 등), 케톤계 용매(아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등), 에스테르계 용매(아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등), 다가 알코올 및 그의 유도체(에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메톡시에탄, 프로필렌글리콜, 디에톡시메 탄, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, 1,2-헥산디올 등), 알코올계 용매(메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 시클로헥산올 등), 술폭시드계 용매(디메틸술폭시드 등), 아미드계 용매(N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등)가 예시되고, 이들 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 이들 유기 용매는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
잉크젯법을 이용하는 경우에는, 헤드로부터의 토출성, 변동 등의 개선을 위해 용액 중의 용매의 선택, 첨가제로서 공지된 방법을 이용할 수 있다. 이 경우, 용액의 점도가 25 ℃에서 1 내지 100 mPaㆍs인 것이 바람직하다. 또한, 지나치게 증발이 현저하면 헤드로부터 토출을 반복하는 것이 어려워지는 경향이 있다. 상기한 바와 같은 관점에서 사용되는 바람직한 용매로서는, 예를 들면 아니솔, 비시클로헥실, 크실렌, 테트랄린, 도데실벤젠을 포함하는 단독 또는 혼합 용매를 들 수 있다. 일반적으로는 복수의 용매를 혼합하는 방법, 조성물의 용액 중에서의 농도를 조정하는 방법 등에 의해 사용한 조성물에 혼합한 잉크젯용의 용액을 얻을 수 있다.
<고분자>
본 발명의 고분자는, 인광 발광성 화합물의 잔기와 피리미딘환 구조를 갖는 것이다. 상기 인광 발광성 화합물 및 상기 피리미딘환 구조는, 상기 조성물의 항에서 설명하고 예시한 것과 동일하다. 본 발명의 고분자의 구체예로서는, (1) 주쇄에 인광 발광성 화합물의 구조를 갖는 고분자, (2) 말단에 인광 발광성 화합물의 구조를 갖는 고분자, (3) 측쇄에 인광 발광성 화합물의 구조를 갖는 고분자 등을 들 수 있다.
<발광 소자>
이어서, 본 발명의 발광 소자에 대하여 설명한다.
본 발명의 발광 소자는 본 발명의 조성물 등을 사용하여 이루어지는 것이며, 통상적으로 양극 및 음극을 포함하는 전극간의 적어도 어느 부위에 본 발명의 조성물 등을 포함하지만, 이들을 상기 발광성 박막의 형태로 발광층으로서 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 발광 효율, 내구성 등의 성능을 향상시키는 관점에서, 다른 기능을 갖는 공지된 층을 1개 이상 포함할 수도 있다. 이러한 층으로서는, 예를 들면 전하 수송층(즉, 정공 수송층, 전자 수송층), 전하 저지층(즉, 정공 저지층, 전자 저지층), 전하 주입층(즉, 정공 주입층, 전자 주입층), 완충층 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 발광 소자에서, 발광층, 전하 수송층, 전하 저지층, 전하 주입층, 완충층 등은, 각각 1층으로 이루어지는 것일 수도 있고, 2층 이상으로 이루어지는 것일 수도 있다.
상기 발광층은, 발광하는 기능을 갖는 층이다. 상기 정공 수송층은, 정공을 수송하는 기능을 갖는 층이다. 상기 전자 수송층은, 전자를 수송하는 기능을 갖는 층이다. 이들 전자 수송층과 정공 수송층을 총칭하여 전하 수송층이라고 한다. 또한, 전하 저지층은 정공 또는 전자를 발광층에 가두는 기능을 갖는 층이고, 전자를 수송하며 정공을 가두는 층을 정공 저지층이라고 하고, 정공을 수송하며 전자를 가두는 층을 전자 저지층이라고 한다.
상기 완충층으로서는, 양극에 인접하여 도전성 고분자를 포함하는 층을 들 수 있다.
본 발명의 발광 소자의 구체예로서는, 이하의 a) 내지 q)의 구조를 들 수 있다.
a) 양극/발광층/음극
b) 양극/정공 수송층/발광층/음극
c) 양극/발광층/전자 수송층/음극
d) 양극/발광층/정공 저지층/음극
e) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극
f) 양극/전하 주입층/발광층/음극
g) 양극/발광층/전하 주입층/음극
h) 양극/전하 주입층/발광층/전하 주입층/음극
i) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/음극
j) 양극/정공 수송층/발광층/전하 주입층/음극
k) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전하 주입층/음극
l) 양극/전하 주입층/발광층/전자 수송층/음극
m) 양극/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극
n) 양극/전하 주입층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극
o) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극
p) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극
q) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극
(여기서, /는 각 층이 인접하여 적층되어 있는 것을 나타내고, 이하 동일하고, 발광층, 정공 수송층, 전자 수송층은 각각 독립적으로 2층 이상 사용할 수도 있음)
본 발명의 발광 소자가 정공 수송층을 갖는 경우(통상적으로 정공 수송층은 정공 수송 재료를 함유함), 정공 수송 재료로서는 공지된 재료를 들 수 있으며, 예를 들면 폴리비닐카르바졸 및 그의 유도체, 폴리실란 및 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체, 피라졸린 유도체, 아릴아민 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체, 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체, 폴리피롤 및 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 및 그의 유도체, 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 및 그의 유도체 등의 고분자 정공 수송 재료를 들 수 있고, 일본 특허 공개 (소)63-70257호 공보, 동 63-175860호 공보, 일본 특허 공개 (평)2-135359호 공보, 동 2-135361호 공보, 동 2-209988호 공보, 동 3-37992호 공보, 동 3-152184호 공보에 기재되어 있는 것도 들 수 있다.
본 발명의 발광 소자가 전자 수송층을 갖는 경우(통상적으로 전자 수송층은 전자 수송 재료를 함유함), 전자 수송 재료로서는 공지된 재료를 들 수 있으며, 예를 들면 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 그의 유도체, 벤조퀴논 및 그의 유도체, 나프토퀴논 및 그의 유도체, 안트라퀴논 및 그의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 그의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 그의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 및 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 및 그의 유도체, 폴리플루오렌 및 그의 유 도체 등을 들 수 있다.
상기 정공 수송층 및 전자 수송층의 막 두께는 사용하는 재료에 따라 최적값이 상이하고, 구동 전압과 발광 효율이 적절한 값이 되도록 선택할 수 있지만, 적어도 핀홀이 발생하지 않는 두께가 필요하고, 지나치게 두꺼우면 소자의 구동 전압이 높아져 바람직하지 않다. 따라서, 상기 정공 수송층 및 전자 수송층의 막 두께는, 예를 들면 1 ㎚ 내지 1 ㎛이고, 바람직하게는 2 ㎚ 내지 500 ㎚이고, 더욱 바람직하게는 5 ㎚ 내지 200 ㎚이다.
또한, 전극에 인접하여 설치한 전하 수송층 중, 전극으로부터의 전하 주입 효율을 개선하는 기능을 갖고, 소자의 구동 전압을 낮추는 효과를 갖는 것은, 특히 전하 주입층(즉, 정공 주입층, 전자 주입층의 총칭이고, 이하 동일함)이라고 불리는 경우가 있다.
또한, 전극과의 밀착성 향상이나 전극으로부터의 전하 주입의 개선을 위해, 전극에 인접하여 상기 전하 주입층 또는 절연층(통상적으로 평균 막 두께 0.5 ㎚ 내지 4 ㎚이고, 이하 동일함)을 설치할 수도 있고, 계면의 밀착성 향상이나 혼합의 방지 등을 위해 전하 수송층이나 발광층의 계면에 얇은 완충층을 삽입할 수도 있다.
적층하는 층의 순서나 수 및 각 층의 두께는, 발광 효율이나 소자 수명을 감안하여 적절하게 선택할 수 있다.
상기 전하 주입층의 구체예로서는, 도전성 고분자를 포함하는 층, 양극과 정공 수송층 사이에 설치되고, 양극 재료와 정공 수송층에 포함되는 정공 수송 재료 의 중간값의 이온화 포텐셜을 갖는 재료를 포함하는 층, 음극과 전자 수송층의 사이에 설치되고, 음극 재료와 전자 수송층에 포함되는 전자 수송 재료의 중간값의 전자 친화력을 갖는 재료를 포함하는 층 등을 들 수 있다.
상기 전하 주입층에 사용하는 재료로서는, 전극이나 인접하는 층의 재료와의 관계로부터 적절하게 선택할 수 있으며, 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체, 폴리피롤 및 그의 유도체, 폴리페닐렌비닐렌 및 그의 유도체, 폴리티에닐렌비닐렌 및 그의 유도체, 폴리퀴놀린 및 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 및 그의 유도체, 방향족 아민 구조를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 중합체 등의 도전성 고분자, 금속 프탈로시아닌(구리 프탈로시아닌 등), 카본 등이 예시된다.
상기 절연층은, 전하 주입을 용이하게 하는 기능을 갖는 것이다. 상기 절연층의 재료로서는, 예를 들면 금속 불화물, 금속 산화물, 유기 절연 재료 등을 들 수 있다. 상기 절연층을 설치한 발광 소자로서는, 예를 들면 음극에 인접하여 절연층을 설치한 발광 소자, 양극에 인접하여 절연층을 설치한 발광 소자를 들 수 있다.
본 발명의 발광 소자는, 통상적으로 기판 위에 형성된다. 상기 기판은 전극을 형성하고, 유기물의 층을 형성할 때 변화되지 않는 것이 바람직하며, 예를 들면 유리, 플라스틱, 고분자 필름, 실리콘 등의 기판을 들 수 있다. 불투명한 기판인 경우에는, 반대의 전극이 투명 또는 반투명한 것이 바람직하다.
본 발명의 발광 소자가 갖는 양극 및 음극 중 적어도 하나는, 통상적으로 투명 또는 반투명하다. 그 중에서도, 양극측이 투명 또는 반투명한 것이 바람직하 다.
상기 양극의 재료로서는 공지된 재료를 적절하게 선택하여 사용할 수 있지만, 통상적으로 도전성의 금속 산화물막, 반투명한 금속 박막 등이 사용된다. 구체적으로는 산화인듐, 산화아연, 산화주석 및 이들의 복합체인 인듐ㆍ주석ㆍ옥시드(ITO), 인듐ㆍ아연ㆍ옥시드 등을 포함하는 도전성 유리를 사용하여 제조된 막(NESA 등)이나, 금, 백금, 은, 구리 등이 사용되고, ITO, 인듐ㆍ아연ㆍ옥시드, 산화주석이 바람직하다. 제조 방법으로서는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 도금법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 양극으로서 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체 등의 유기의 투명 도전막을 사용할 수도 있다. 또한, 양극을 2층 이상의 적층 구조로 할 수도 있다.
상기 음극의 재료로서는 공지된 재료를 적절하게 선택하여 사용할 수 있지만, 통상적으로 일함수가 작은 재료가 바람직하다. 예를 들면 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등의 금속, 및 이들 중 2개 이상의 합금, 또는 이들 중 1개 이상과 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석 중 1개 이상의 합금, 흑연 또는 흑연 층간 화합물 등이 사용된다. 합금의 구체예로서는 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 인듐-은 합금, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-마그네슘 합금, 리튬-인듐 합금, 칼슘-알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 또한, 음극을 2층 이상의 적층 구조로 할 수도 있다.
본 발명의 발광 소자는 면상 광원, 표시 장치(예를 들면, 세그먼트 표시 장치, 도트 매트릭스 표시 장치, 액정 표시 장치 등), 그의 백 라이트(예를 들면, 상기 발광 소자를 백 라이트로서 구비한 액정 표시 장치) 등으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 발광 소자를 사용하여 면상의 발광을 얻기 위해서는, 면상의 양극과 음극이 중첩되도록 배치할 수 있다. 또한, 패턴상의 발광을 얻기 위해서는, 상기 면상의 발광 소자의 표면에 패턴상의 창을 설치한 마스크를 설치하는 방법, 비발광부의 유기물층을 매우 두껍게 형성하여 실질적으로 비발광으로 하는 방법, 양극 또는 음극 중 어느 하나, 또는 양쪽 전극을 패턴상으로 형성하는 방법이 있다. 이들 중 어느 하나의 방법으로 패턴을 형성하고, 몇 개의 전극을 독립적으로 ON/OFF할 수 있도록 배치함으로써, 숫자나 문자, 간단한 기호 등을 표시할 수 있는 세그먼트 타입의 표시 소자가 얻어진다. 또한, 도트 매트릭스 소자로 하기 위해서는, 양극과 음극을 모두 스트라이프상으로 형성하여 직교하도록 배치할 수 있다. 복수의 종류의 발광색이 상이한 고분자 형광체를 분할 도포하는 방법이나, 컬러 필터 또는 형광 변환 필터를 사용하는 방법에 의해 부분 컬러 표시, 멀티 컬러 표시가 가능해진다. 도트 매트릭스 소자는 패시브 구동도 가능하고, TFT 등과 조합하여 액티브 구동할 수도 있다. 이들 표시 소자는 컴퓨터, 텔레비전, 휴대 단말, 휴대 전화, 카 내비게이션, 비디오 카메라의 뷰 파인더 등의 표시 장치로서 사용할 수 있다.
또한, 상기 면상의 발광 소자는 통상적으로 자발광 박형이고, 액정 표시 장치의 백 라이트용의 면상 광원, 조명(예를 들면 면상의 조명, 상기 조명용의 광원) 등으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 연성 기판을 사용하면, 곡면상의 광원, 조명, 표시 장치 등으로서도 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물 등은 상술한 바와 같이 소자의 제조에 유용할 뿐만 아니라, 예를 들면 유기 반도체 재료 등의 반도체 재료, 발광 재료, 광학 재료, 도전성 재료(예를 들면, 도핑에 의해 적용함)로서 사용할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 조성물 등을 사용하여, 발광성 박막, 도전성 박막, 유기 반도체 박막 등의 막을 제조할 수 있다.
본 발명의 조성물 등은, 상기 발광 소자의 발광층에 사용되는 발광성 박막의 제조 방법과 동일한 방법으로 도전성 박막 및 반도체 박막을 제막, 소자화할 수 있다. 반도체 박막은, 전자 이동도 또는 정공 이동도 중 어느 큰 쪽이 10-5 ㎠/V/초 이상인 것이 바람직하다. 또한, 유기 반도체 박막은, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터 등에 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.
<실시예 1>
하기 화학식 (P-1)로 표시되는 고분자 (P-1)의 n=∞에서의 외삽값인 최저 삼중항 여기 에너지 T1(1/n=0)은 3.7 eV이고, 최저 비점 분자 궤도 준위의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO(1/n=0)는 2.0 eV이고, 최소의 2면각은 67°였다.
Figure 112009047805210-PCT00022
(식 중, n은 중합수임)
매개변수의 계산은, 발명의 상세한 설명에 기재되어 있는 계산 과학적 방법으로 실시하였다. 구체적으로는, 고분자 (P-1)에서의 하기 반복 단위 (M-1)을 (M-1a)로 간략화하고, n=1, 2 및 3인 경우에 대하여 HF법에 의해 구조 최적화를 행하였다.
Figure 112009047805210-PCT00023
이 때, 기저 함수로서는, 6-31G*를 사용하였다. 그 후, 동일한 기저를 사용하여, B3P86 레벨의 시간 의존 밀도 범함수법에 의해 최저 비점유 분자 궤도 준위의 에너지 레벨 및 최저 삼중항 여기 에너지를 산출하였다. 각 n에서 산출된 최저 비점유 분자 궤도 준위의 에너지 레벨 및 최저 삼중항 여기 에너지를 n의 역수(1/n)의 함수로 하고, n=∞에서의 외삽값은 상기 함수의 1/n=0에서의 값으로 하였다.
화학 구조를 간략화한 것의 타당성은, 일본 특허 공개 제2005-126686호 공보에 기재된 방법으로, 최저 삼중항 여기 에너지 및 최저 비점 분자 궤도 준위의 에 너지 레벨에 대한 알킬 측쇄 길이 의존성이 작다는 것에 의해 확인하였다(이하 실시예 2, 실시예 3 및 비교예 1에서도 동일함).
또한, 2면각은, n=3(n은 중합수)에서의 구조 최적화된 구조로부터 산출하였다. 피리미딘환 구조가 복수개 존재하기 때문에, 2면각도 복수개 존재한다. 여기서는, 복수개 존재하는 2면각 중에서 최소의 값만을 기재하였다(이하 실시예 2, 실시예 3 및 비교예 1에서도 동일함).
고분자 (P-1)과 인광 발광성 화합물을 포함하는 조성물을 사용하여 발광 소자를 제조하면, 발광 효율이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
<실시예 2>
하기 화학식 (P-2)로 표시되는 고분자 (P-2)의 n=∞에서의 외삽값인 최저 삼중항 여기 에너지 T1(1/n=0)은 3.6 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO(1/n=0)는 1.5 eV이고, 최소의 2면각은 70°였다. 매개변수의 계산은, 고분자 (P-2)에서의 하기 반복 단위 (M-2)를 (M-2a)로 간략화하고, 실시예 1과 동일하게 하여 산출하였다.
Figure 112009047805210-PCT00024
(식 중, n은 중합수임)
Figure 112009047805210-PCT00025
고분자 (P-2)와 인광 발광성 화합물을 포함하는 조성물을 사용하여 발광 소자를 제조하면, 발광 효율이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
<실시예 3>
하기 화학식 (P-3)으로 표시되는 고분자 (P-3)의 n=∞에서의 외삽값인 최저 삼중항 여기 에너지 T1(1/n=0)은 3.1 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO(1/n=0)는 1.8 eV이고, 최소의 2면각은 44°였다. 매개변수의 계산은, 고분자 (P-3)에서의 하기 반복 단위 (M-3)을 (M-3a)로 간략화하고, 실시예 1과 동일하게 하여 산출하였다.
Figure 112009047805210-PCT00026
(식 중, n은 중합수임)
Figure 112009047805210-PCT00027
고분자 (P-3)과 인광 발광성 화합물을 포함하는 조성물을 사용하여 발광 소자를 제조하면, 발광 효율이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
<비교예 1>
하기 화학식 (P-4)로 표시되는 고분자 (P-4)의 n=∞에서의 외삽값인 최저 삼중항 여기 에너지 T1(1/n=0)은 2.6 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO(1/n=0)는 2.1 eV이고, 최소의 2면각은 45°였다. 매개변수의 계산은, 고분자 (P-4)에서의 하기 반복 단위 (M-4)를 (M-4a)로 간략화하고, 실시예 1과 동일하게 하여 산출하였다.
Figure 112009047805210-PCT00028
(식 중, n은 중합수임)
Figure 112009047805210-PCT00029
<실시예 4>
하기 화학식 (MC-1)로 표시되는 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-1)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00030
Figure 112009047805210-PCT00031
상기 화학식 (C-1)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.3 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 1.1 eV였다.
또한, 상기 화학식 (6-1)로 표시되는 화합물은, 일본 특허 공개 제2004-292432호 공보에 기재된 방법에 의해 합성하였다. 또한, 상기 화학식 (MC-1)은, WO02/066552에 기재된 방법에 준하여 합성하였다.
<실시예 5>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-2)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00032
상기 화학식 (C-2)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.5 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 1.6 eV였다.
<실시예 6>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-3)으로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00033
<실시예 8>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-4)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00034
상기 화학식 (C-4)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.5 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 1.9 eV였다.
<실시예 9>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-5)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00035
상기 화학식 (C-5)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.3 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 1.7 eV였다.
<실시예 10>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-6)으로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00036
<실시예 11>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-7)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00037
<실시예 12>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-8)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00038
상기 화학식 (C-8)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.8 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 1.9 eV였다.
<실시예 13>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-9)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00039
<실시예 14>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-10)으로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00040
상기 화학식 (C-10)으로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.7 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 1.9 eV였다.
<실시예 15>
인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-11)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00041
<실시예 16>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-12)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹 색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00042
<실시예 17>
인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-13)으로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00043
<실시예 18>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-14)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00044
<실시예 19>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-15)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00045
<실시예 20>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-16)으로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00046
상기 화학식 (C-16)으로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.1 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 2.5 eV였다.
<실시예 21>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-17)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00047
상기 화학식 (C-17)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.2 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 2.5 eV였다.
<실시예 22>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-18)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00048
상기 화학식 (C-18)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.6 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 2.7 eV이고, 최소의 2면각은 61°였다.
<실시예 23>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 하기 화학식 (C-19)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00049
상기 화학식 (C-19)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.6 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 2.0 eV이고, 최소의 2면각은 50°였다.
<실시예 24>
Figure 112009047805210-PCT00050
불활성 가스 분위기하에 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(알드리치) 11.4 ㎎(0.012 mmol)과 트리스(2-메톡시페닐)포스핀(랭커스터(Lancaster)) 36.0 ㎎(0.10 mmol)에 2,5-디브로모피리미딘(신켐(SynChem)) 1.01 g(4.2 mmol), o-메틸벤젠보론산(와꼬(Wako)) 1.39 g(10 mmol), 아니솔 0.5 g, 톨루엔 62.8 ㎖의 혼합물을 첨가하였다. 이것에 33 중량％ 탄산세슘 수용액 42.0 ㎖를 첨가하고, 교반하면서 114 ℃에서 약 9 시간 동안 반응시켰다. 실온으로 냉각하여 수층을 제거하고, 유기층을 증류수로 세정한 후 황산나트륨 무수물으로 건조시켜 여과액을 농축하였다. 조생성물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 농축ㆍ건조시킨 바, 상기 화합물 (C-20)이 1.08 g(4.1 mmol, 수율 97 ％) 얻어졌다.
<실시예 25>
스퍼터법에 의해 150 ㎚의 두께로 ITO막을 부착한 유리 기판에, 폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산(바이엘(Bayer) 제조, 상품명: 베이트론(Baytron)P AI4083)의 현탁액을 정공 주입층으로서 스핀 코팅에 의해 65 ㎚의 두 께로 성막하고, 핫 플레이트 위에서 200 ℃에서 10분간 건조하였다. 이어서, 상기에서 얻은 화합물 (C-20)을 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 인광 발광 재료로서 인광 발광성 화합물 (MC-1)도 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 또한, 하기 화학식 (PP-1)로 표시되는 고분자도 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 또한, 상기에서 얻은 화합물 (C-20), 인광 발광성 화합물 (MC-1) 및 고분자 (PP-1)을 중량비로 20/30/50이 되도록 혼합한 용액을 제조하였다. 이 혼합 용액을 상기 정공 주입층 위에 2500 rpm으로 스핀 코팅하였다. 이 발광층의 막 두께는 대략 80 ㎚였다. 그 후, 수분 농도 및 산소 농도가 10 ppm 이하인 질소 분위기하에 90 ℃에서 10분간 건조한 후, 음극으로서 바륨을 약 5 ㎚, 이어서 알루미늄을 약 100 ㎚ 증착하여 EL 소자를 제조하였다. 소자 구성은 ITO/베이트론P(65 ㎚)/(화합물 (C-20)/인광 발광성 화합물 (MC-1)/고분자 (PP-1)=20/30/50(80 ㎚))/Ba/Al이 된다. 또한, 진공도가 1×10-4 Pa 이하에 도달한 후, 금속의 증착을 개시하였다.
얻어진 소자에 전압을 인가한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-1)에서 유래하는 피크 파장 520 ㎚의 녹색 발광을 나타내었다. 이 소자의 최대 발광 효율은 8.4 cd/A였다.
Figure 112009047805210-PCT00051
<실시예 26>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 상기 화학식 (C-20)으로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
상기 화학식 (C-20)으로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.3 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 1.8 eV이고, 최소의 2면각은 30°였다.
<실시예 27>
Figure 112009047805210-PCT00052
불활성 가스 분위기하에 2,5-디브로모피리미딘(신켐) 1.00 g(4.2 mmol), 2,6-디메틸벤젠보론산(와꼬) 1.89 g(13 mmol), 아세트산팔라듐(알드리치) 18.8 ㎎(0.084 mmol), 2-디시클로헥실포스피노-2'-메틸비페닐(스트렘) 61.3 ㎎(0.17 mmol), 인산칼륨 3.58 g(17 mmol), 아니솔 0.5 g, 톨루엔 18.9 ㎖를 혼합하여 100 ℃에서 약 17 시간 동안 반응시켰다. 실온으로 냉각하여 수층을 제거하고, 유기층을 증류수로 세정한 후, 황산나트륨 무수물로 건조시켜 여과액을 농축하였다. 조생성물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 농축한 후 메탄올을 첨가하여 침전을 회수ㆍ 건조시킨 바, 상기 화합물 (C-21)이 0.27 g(0.9 mmol, 수율 22 ％) 얻어졌다.
<실시예 28>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 상기 화학식 (C-21)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
상기 화학식 (C-21)로 표시되는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 T1은 3.6 eV이고, 최저 비점 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값 ELUMO는 1.7 eV이고, 최소의 2면각은 68°였다.
<실시예 29>
스퍼터법에 의해 150 ㎚의 두께로 ITO막을 부착한 유리 기판에, 폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산(바이엘 제조, 상품명: 베이트론P AI4083)의 현탁액을 정공 주입층으로서 스핀 코팅에 의해 65 ㎚의 두께로 성막하고, 핫 플레이트 위에서 200 ℃에서 10분간 건조하였다. 이어서, 상기에서 얻은 화합물 (C-21)을 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 인광 발광 재료로서 인광 발광성 화합물 (MC-1)도 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 또한, 화학식 (PP-1)로 표시되는 고분자도 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 또한, 상기에서 얻은 화합물 (C-21), 인광 발광성 화합물 (MC-1) 및 고분자 (PP-1)을 중량비로 20/30/50이 되도록 혼합한 용액을 제조하였다. 이 혼합 용액을 상기 정공 주입층 위에 2500 rpm으로 스핀 코팅하였다. 이 발광층의 막 두께는 대략 80 ㎚였다. 그 후, 수분 농도 및 산소 농도가 10 ppm 이하인 질소 분위기하에 90 ℃에서 10분간 건조한 후, 음극으로서 바륨을 약 5 ㎚, 이어서 알루미늄을 약 100 ㎚ 증착하여 EL 소자를 제조하였다. 소자 구성은 ITO/베이트론P(65 ㎚)/(화합물 (C-21)/인광 발광성 화합물 (MC-1)/고분자 (PP-1)=20/30/50(80 ㎚))/Ba/Al이 된다. 또한, 진공도가 1×10-4 Pa 이하에 도달한 후, 금속의 증착을 개시하였다.
얻어진 소자에 전압을 인가한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-1)에서 유래하는 피크 파장 520 ㎚의 녹색 발광을 나타내었다. 이 소자의 최대 발광 효율은 19.1 cd/A였다.
<실시예 30>
스퍼터법에 의해 150 ㎚의 두께로 ITO막을 부착한 유리 기판에, 폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산(바이엘 제조, 상품명: 베이트론P AI4083)의 현탁액을 정공 주입층으로서 스핀 코팅에 의해 65 ㎚의 두께로 성막하고, 핫 플레이트 위에서 200 ℃에서 10분간 건조하였다. 이어서, 상기에서 얻은 화합물 (C-21)을 크실렌에 용해시켜, 농도 5.0 중량％로 하였다. 인광 발광 재료로서 인광 발광성 화합물 (MC-1)도 크실렌에 용해시켜, 농도 5.0 중량％로 하였다. 또한, 상기에서 얻은 화합물 (C-21) 및 인광 발광성 화합물 (MC-1)을 중량비로 70/30이 되도록 혼합한 용액을 제조하였다. 이 혼합 용액을 상기 정공 주입층 위에 600 rpm으로 스핀 코팅하였다. 이 발광층의 막 두께는 대략 140 ㎚였다. 그 후, 수분 농도 및 산소 농도가 10 ppm 이하인 질소 분위기하에 90 ℃에서 10분간 건조한 후, 음극으로서 바륨을 약 5 ㎚, 이어서 알루미늄을 약 100 ㎚ 증착하여 EL 소자를 제조하였다. 소자 구성은 ITO/베이트론P(65 ㎚)/(화합물 (C-21)/인광 발광성 화합물 (MC-1)=70/30(140 ㎚))/Ba/Al이 된다. 또한, 진공도가 1×10-4 Pa 이하에 도달한 후, 금속의 증착을 개시하였다.
얻어진 소자에 전압을 인가한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-1)에서 유래하는 피크 파장 520 ㎚의 녹색 발광을 나타내었다. 이 소자의 최대 발광 효율은 1.9 cd/A였다.
<실시예 31>
7,9-펜타데카논디온의 합성
질소 분위기하에 리튬아미드 13.0 g(498.0 mmol)을 t-부틸메틸에테르 130 ㎖에 용해시켜, 35 ℃로 가온하였다. 이것에 2-옥타논 32.4 g(252.7 mmol) t-부틸메틸에테르 용액 67 ㎖를 적하하고, 약 1 시간 동안 교반하였다. 이것에 펜탄산에틸 80.0 g(505.6 mmol) t-부틸메틸에테르 용액 67 ㎖를 적하하고, 약 4 시간 30분간 반응시켰다. 반응 혼합액을 냉각하고, 빙냉한 염산에 첨가하여 반응을 정지하였다. t-부틸메틸에테르로 추출하고, 유상을 황산나트륨으로 건조하여 농축하였다. 농축 잔사를 메탄올에 용해하고, 60 ℃로 가온한 아세트산구리(II) 수용액에 적하한 후 냉각하고, 석출된 결정을 여과 분별하고, 결정을 석유 에테르로 세정하여 목 적물인 구리 착체를 얻었다. 이것을 10 ％ 황산과 t-부틸메틸에테르의 혼합액에 첨가하여 교반하고, 유상을 취출하여 황산나트륨으로 건조 농축하여 목적물을 36.3 g 얻었다. 1H NMR로 구조를 확인하였다.
4,6-디헥실-2-히드록시피리미딘의 합성
질소 분위기하에 7,9-펜타데카논디온 60.0 g(249.6 mmol)과 요소 30.0 g(499.5 mmol)을 에탄올 3750 ㎖에 용해하여 농염산 75 ㎖를 첨가하고, 약 80 ℃에서 19 시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물을 농축하고, 수세하여 아세트산에틸로 추출하여 황산마그네슘으로 건조하고, 실리카 겔 칼럼으로 정제하여 목적물을 31.2 g 얻었다. 1H NMR로 구조를 확인하였다.
5-브로모-4,6-디헥실-2-히드록시피리미딘의 합성
질소 분위기하에서 4,6-디헥실-2-히드록시피리미딘 31.2 g(118.0 mmol)을 N,N-디메틸포름아미드 375 ㎖에 용해하고, N-브로모숙신이미드 21.0 g(118.0 mmol)을 첨가하여 약 4 ℃에서 약 2 시간 30분간 반응시켰다. 반응 혼합물을 수세하여 아세트산에틸로 추출하여 황산마그네슘으로 건조시키고, 에탄올 중에서의 재결정 및 실리카 겔 칼럼으로 정제하여, 목적물을 20.0 g 얻었다. 1H NMR로 구조를 확인하였다.
5-브로모-2-클로로-4,6-디헥실피리미딘의 합성
질소 분위기하에서 5-브로모-4,6-디헥실-2-히드록시피리미딘 19.6 g(57.1 mmol)에 N,N-디메틸아닐린 2.8 g(23.1 mmol)과 인산클로라이드 40.8 g(266.1 mmol) 을 혼합하여 100 ℃에서 약 2 시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물을 감압하여 인산 클로라이드를 증류 제거하여 수세하고, 유상을 취출하여 황산마그네슘으로 건조시키고, 실리카 겔 칼럼으로 정제하여 목적물을 20.5 g 얻었다. 1H NMR로 구조를 확인하였다.
Figure 112009047805210-PCT00053
불활성 가스 분위기하에, 아세트산팔라듐(II)(알드리치) 3.2 ㎎(0.014 mmol)과 2-(디시클로헥실포스피노)비페닐(스트렘) 12.7 ㎎(0.036 mmol)에 5-브로모-2-클로로-4,6-디헥실피리미딘 303 ㎎(0.83 mmol), o-메틸벤젠보론산(와꼬) 330 ㎎(2.43 mmol), 아니솔 53 ㎎, 톨루엔 3.2 ㎖의 혼합물을 첨가하였다. 이것에 2 mol/L 인산칼륨 수용액 1.6 ㎖를 첨가하고, 교반하면서 100 ℃에서 약 2 시간 동안 반응시켰다. 실온으로 냉각하여 수층을 제거하고, 유기층을 증류수로 세정한 후, 황산나트륨 무수물로 건조시켜 여과액을 농축ㆍ건조시킨 바, 화합물 (C-22)가 0.4 g 얻어졌다. 1H NMR로 구조를 확인하였다.
MS(제올(JEOL) 제조 Accu TOF TLC)
[M+H]+: 428+1
<실시예 32>
상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)의 THF 용액(0.05 중량％)에 대하여, 약 5배 중량의 상기 화학식 (C-22)로 표시되는 화합물의 THF 용액(약 1 중량％)을 혼합하 였다. 얻어진 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 상기 인광 발광성 화합물 (MC-1)로부터의 녹색 발광이 관찰되었다.
<실시예 33>
실시예 6에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 용액을 제조하여 254 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물(MC-2, 아메리칸 다이 소스사 제조, 상품명: ADS065BE)로부터의 발광이 관찰되었다.
Figure 112009047805210-PCT00054
<실시예 34>
실시예 14에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 14와 동일하게 용액을 제조하여 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 35>
실시예 15에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 15와 동일하게 용액을 제조하여 254 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 36>
실시예 16에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 16과 동일하게 용액을 제조하여 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 37>
실시예 18에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 18과 동일하게 용액을 제조하여 254 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 38>
실시예 19에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 19와 동일하게 용액을 제조하여 254 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 39>
실시예 22에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 22와 동일하게 용액을 제조하여 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 40>
실시예 23에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 23과 동일하게 용액을 제조하여 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 41>
실시예 26에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 26과 동일하게 용액을 제조하여 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 42>
실시예 28에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 28과 동일하게 용액을 제조하여 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<실시예 43>
실시예 32에서, 인광 발광성 화합물 (MC-1) 대신에 하기 인광 발광성 화합물 (MC-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 32와 동일하게 용액을 제조하여 254 ㎚의 자외선을 조사한 바, 인광 발광성 화합물 (MC-2)로부터의 발광이 관찰되었다.
<비교예 2>
스퍼터법에 의해 150 ㎚의 두께로 ITO막을 부착한 유리 기판에, 폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산(바이엘 제조, 상품명: 베이트론P AI4083)의 현탁액을 정공 주입층으로서 스핀 코팅에 의해 65 ㎚의 두께로 성막하고, 핫 플레이트 위에서 200 ℃에서 10분간 건조하였다. 이어서, 화합물 (P-4)를 크실렌에 용해시켜, 농도 1.0 중량％로 하였다. 또한, 인광 발광 재료로서 인광 발광성 화합물 (MC-1)도 크실렌에 용해시켜, 농도 1.0 중량％로 하였다. 또한, 상기에서 얻은 화합물 (P-4)와 인광 발광성 화합물 (MC-1)을 중량비로 70/30이 되도록 혼합한 용액 을 제조하였다. 이 혼합 용액을 상기 정공 주입층 위에 800 rpm으로 스핀 코팅하였다. 이 발광층의 막 두께는 70 ㎚였다. 그 후, 수분 농도 및 산소 농도가 10 ppm 이하인 질소 분위기하에 90 ℃에서 10분간 건조한 후, 음극으로서 바륨을 약 5 ㎚, 이어서 알루미늄을 약 100 ㎚ 증착하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 소자 구성은 ITO/베이트론P(65 ㎚)/(화합물 (P-4)/인광 발광성 화합물 (MC-1)=70/30(70 ㎚))/Ba/Al이 된다. 또한, 진공도가 1×10-4 Pa 이하에 도달한 후, 금속의 증착을 개시하였다.
얻어진 소자에 전압을 인가한 바, (P-4)에서 유래하는 피크 파장 440 ㎚ 및 (MC-1)에서 유래하는 520 ㎚가 동시에 관측되었다. 이 소자의 최대 발광 효율은 0.34 cd/A였다. 화합물 (P-4)는 US6512083호 공보에 기재된 방법으로 합성하였다.
<비교예 3>
스퍼터법에 의해 150 ㎚의 두께로 ITO막을 부착한 유리 기판에, 폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산(바이엘 제조, 상품명: 베이트론P AI4083)의 현탁액을 정공 주입층으로서 스핀 코팅에 의해 65 ㎚의 두께로 성막하고, 핫 플레이트 위에서 200 ℃에서 10분간 건조하였다. 이어서, 고분자 (P-4)를 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 인광 발광 재료로서 인광 발광성 화합물 (MC-1)도 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 또한, 화학식 (PP-1)로 표시되는 고분자도 크실렌에 용해시켜, 농도 3.5 중량％로 하였다. 또한, 고분자 (P-4), 인광 발광성 화합물 (MC-1) 및 고분자 (PP-1)을 중량비로 20/30/50이 되도록 혼합 한 용액을 제조하였다. 이 혼합 용액을 상기 정공 주입층 위에 2500 rpm으로 스핀 코팅하였다. 이 발광층의 막 두께는 대략 85 ㎚였다. 그 후, 수분 농도 및 산소 농도가 10 ppm 이하인 질소 분위기하에 90 ℃에서 10분간 건조한 후, 음극으로서 바륨을 약 5 ㎚, 이어서 알루미늄을 약 100 ㎚ 증착하여 EL 소자를 제조하였다. 소자 구성은 ITO/베이트론P(65 ㎚)/(고분자 (P-4)/인광 발광성 화합물 (MC-1)/고분자 (PP-1)=20/30/50(85 ㎚))/Ba/Al이 된다. 또한, 진공도가 1×10-4 Pa 이하에 도달한 후, 금속의 증착을 개시하였다.
얻어진 소자에 전압을 인가한 바, 이 소자의 최대 발광 효율은 2.0 cd/A였다.
<비교예 4>
고분자 (P-4) 및 인광 발광성 화합물 (MC-1)을 포함하는 상기 혼합 용액 10 ㎕를 슬라이드 유리에 적하하고 풍건하여 고체막을 얻었다. 이것에 365 ㎚의 자외선을 조사한 바, 고분자 (P-4)만으로부터의 발광에 비해 어둡고, 색의 차이가 거의 관찰되지 않았다.
본 발명의 조성물, 고분자는, 발광 소자 등의 제조에 사용한 경우 발광 효율이 우수한 발광 소자가 얻어진다.

Claims (22)

  1. 피리미딘환 구조를 갖는 화합물과 인광 발광성 화합물을 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 하기 화학식 (1), (2) 및 (3)으로부터 선택되는 적어도 1종의 피리미딘환 구조를 갖는 것인 조성물.
    Figure 112009047805210-PCT00055
    (식 중, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타내고, R 및 R1이 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상이할 수 있음)
  3. 제1항에 있어서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 하기 화학식 (1a), (2a) 및 (3a)로부터 선택되는 적어도 1종의 피리미딘환 구조를 갖는 것인 조성물.
    Figure 112009047805210-PCT00056
    (식 중, R 및 R1은 상기와 동일한 의미를 갖고, R 및 R1이 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상이할 수 있음)
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 계산 과학적 방법에 의해 산출한 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지가 2.7 eV 이상인 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 계산 과학적 방법에 의해 산출한 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물의 최저 비점유 분자 궤도의 에너지 레벨의 절대값이 1.5 eV 이상인 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 하기 화학식 (A-1) 또는 (A-2)로 표시되는 화합물, 또는 그의 잔기를 갖는 화합물인 조성물.
    Figure 112009047805210-PCT00057
    (식 중, 피리미딘은 상기 화학식 (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 피리미딘환 구조를 나타내고, 피리미딘이 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상 이할 수 있고, Y1은 -C(Ra)(Rb)-, -C(=O)-, -N(Rc)-, -O-, -Si(Rd)(Re)-, -P(Rf)-, -S- 또는 -S(=O)2-를 나타내고, n은 0 내지 5의 정수이고, Ar1은 치환기를 가질 수도 있는 1가의 아릴기 또는 치환기를 가질 수도 있는 1가의 복소환기를 나타내고, Y1이 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고, Ra 내지 Rf는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타냄)
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 상기 화학식 (1), (2), (3), (1a), (2a) 또는 (3a)로 표시되는 피리미딘환 구조와, 상기 피리미딘환 구조에 인접하는 적어도 2개의 π 공액 전자를 갖는 부분 구조를 갖는 것이며, 상기 피리미딘환 구조와 상기 부분 구조 사이의 2면각이 20° 이상인 조성물.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R 및 R1 중 적어도 하나가 알킬기, 알콕시기, 치환기를 가질 수도 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수도 있는 헤테로아릴기인 조성물.
  9. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개 존재하는 상기 R 및 R1 중 적어도 하나가 탄소수 3 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 10의 알콕시기 인 조성물.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R 중 적어도 하나가 수소 원자 이외의 원자의 총수가 3 이상인 1가의 치환기인 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 (ETP)와 상기 인광 발광성 화합물의 최저 삼중항 여기 에너지 (ETT)가 하기 수학식 1을 만족하는 조성물.
    <수학식 1>
    ETT>ETP-0.5(eV)
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 고분자인 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 피리미딘환 구조를 갖는 화합물이 하기 화학식 B로 표시되는 구조를 갖는 조성물.
    <화학식 B>
    Figure 112009047805210-PCT00058
    (식 중, R은 상기와 동일한 의미를 갖고, R2는 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타내고, R 및 R2가 복수개 존재하는 경우에는, 이들은 동일하거나 상이할 수 있음)
  14. 인광 발광성 화합물의 잔기와 피리미딘환 구조를 갖는 고분자.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 조성물 또는 제14항에 기재된 고분자를 사용하여 이루어지는 발광성 박막.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 조성물 또는 제14항에 기재된 고분자를 사용하여 이루어지는 유기 반도체 박막.
  17. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 조성물 또는 제14항에 기재된 고분자를 사용하여 이루어지는 발광 소자.
  18. 제17항에 기재된 발광 소자를 구비한 면상 광원.
  19. 제17항에 기재된 발광 소자를 구비한 세그먼트 표시 장치.
  20. 제17항에 기재된 발광 소자를 구비한 도트 매트릭스 표시 장치.
  21. 제17항에 기재된 발광 소자를 백 라이트로서 구비한 액정 표시 장치.
  22. 제17항에 기재된 발광 소자를 구비한 조명.
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