KR20110108313A - 유기 전계 발광 소자 및 전하 수송 재료 - Google Patents

Abstract

(과제) 고효율, 저구동 전압이며 구동 내구성이 높고, 또한 고휘도 구동시의 효율 저하 및 색도 변화가 작은 유기 EL 소자를 제공하는 것.
(해결 수단) 기판 상에, 한 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 한 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층 중 적어도 어느 한 층에, 예를 들어 하기 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자.

Description

유기 전계 발광 소자 및 전하 수송 재료{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND CHARGE TRANSPORT MATERIAL}

본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 전하 수송 재료에 관한 것이다.

유기 전계 발광 소자 (이하, 「유기 EL 소자」, 「발광 소자」, 「EL 소자」, 또는 「소자」 라고도 한다) 는, 저전압 구동이며 고휘도의 발광이 얻어진다는 점에서 활발하게 연구 개발이 이루어지고 있다. 유기 전계 발광 소자는, 한 쌍의 전극간에 유기층을 갖고, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 유기층에서 재결합하여 생성된 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.

최근, 인광 발광 재료를 사용함으로써 소자의 고효율화가 진행되고 있다. 인광 발광 재료로 이리듐 착물이나 백금 착물 등을 사용한 인광 발광 소자에 관한 발명이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 및 2 참조).

그러나, 종래의 유기 전계 발광 소자에서는, 구동시의 전압이 낮고, 또한 효율과 내구성이 우수하다는 과제는 실용상 충분한 레벨로는 달성되지 않았다.

인광 발광 소자로 고효율, 저구동 전압과 고내구성이 실현되지 않은 원인 중 하나로, 화학적 안정성 (산화, 환원에 대한 안정성) 및 캐리어 주입·수송성이 높고, 최저 여기 삼중항 에너지 (「T₁ 에너지」, 「T₁」 이라고도 한다) 가 큰 전하 수송 재료가 한정되어 있는 것을 들 수 있다. 전하 수송 재료의 T₁ 이 인광 발광 재료의 T₁ 보다 작으면 발광을 소광시켜버리기 때문에 전하 수송 재료로는 인광 발광 재료보다 큰 T₁ 이 요구된다. 또, 전하 수송 재료의 T₁ 이 인광 발광 재료의 T₁ 보다 큰 경우에도, 양자의 T₁ 차이가 작은 경우에는 일부, 인광 발광 재료로부터 전하 수송 재료에 대한 역에너지 이동이 일어나기 때문에, 효율 저하나 내구성 저하의 원인이 된다. 따라서 T₁ 이 충분히 크고, 화학적 안정성 및 캐리어 주입·수송성이 높은 전하 수송 재료가 요구되고 있다.

인광 재료와 함께 발광층을 형성하는 재료로서 하기에 나타내는 바와 같은 카르바졸릴기와 질소 함유 헤테로 고리기가 비페닐로 연결된 구조를 갖는 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다 (특허문헌 3 참조).

또, 특허문헌 4 에는 하기에 나타내는 바와 같은 2 개의 질소 함유 헤테로 고리기가 페닐렌으로 연결된 구조를 갖는 화합물을 사용한 유기 EL 소자가 기재되어 있다.

또, 예를 들어 조명 장치 등과 같이 고휘도로 구동했을 경우에 효율 저하 및 색도 변화가 적은 소자가 요구되지만, 특허문헌 3 및 4 등의 종래 기술에서는 이들 과제는 해결되지 않았다.

또, 유기 전계 발광 소자의 제조에 있어서, 한 쌍의 전극간에 형성되는 유기층인 박막을 형성하는 방법으로는, 증착법으로서 진공 증착, 습식법으로서 스핀 코팅법, 인쇄법, 잉크젯법 등이 실시되고 있다.

그 중에서도 습식법 (웨트 프로세스) 을 사용하면, 증착 등의 드라이 프로세스로는 성막이 곤란한 고분자 유기 화합물도 사용 가능해지고, 플렉시블한 디스플레이 등에 사용하는 경우에는 내굴곡성이나 막강도 등의 내구성 면에서 적합하고, 특히 대면적화했을 경우에 바람직하다.

그러나 습식법에 의해 얻어진 유기 전계 발광 소자에는 발광 효율이나 소자 내구성이 떨어진다는 문제가 있다.

미국특허 제 6303238호 명세서 국제공개 제00/57676호 국제공개 제05/085387호 국제공개 제05/022962호

특허문헌 3 에 기재된 재료 및 특허문헌 4 에 기재된 재료는 T₁ 이 크고, 환원에 대해서는 안정적이지만, 산화에 대한 안정성이 불충분하다는 것을 알 수 있었다. 또, 그 재료를 소자에 사용했을 경우 내구성, 고휘도 구동시의 효율 저하 및 색도 변화가 큰 것을 알 수 있었다.

본 발명의 목적은 고효율, 저구동 전압이며 구동 내구성이 높고, 또한 고휘도 구동시의 효율 저하 및 색도 변화가 작은 유기 EL 소자를 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 목적은 화학적 안정성 및 양 캐리어 (전자/홀) 주입·수송성이 높고, T₁ 이 큰 전하 수송 재료를 제공하는 것이다.

상기 과제는 하기 수단에 의해 해결되었다.

〔1〕기판 상에 한 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 한 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층 중 적어도 어느 한 층에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자.

〔일반식 (1) 중, L¹ 은 아릴렌기 또는 2 가의 방향족 복소고리기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 은 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다.〕

〔2〕상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물인〔1〕에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔일반식 (2) 중, L² 는 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸, R⁹ 및 L² 중 적어도 2 개가 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕

〔3〕상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물인〔2〕에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔일반식 (3) 중, R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸ 과 R⁹ 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕

〔4〕상기 발광층에 인광성 발광 재료를 함유하는 〔1〕∼〔3〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔5〕상기 인광성 발광 재료가 하기 일반식 (T-1) 로 나타내지는〔4〕에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔일반식 (T-1) 중, R^T1, R^T2, R^T3 및 R^T4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

A 는 CR' 또는 N 을 나타내고, R' 는 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

Q 는 질소를 1 개 이상 함유하는 5 원자 혹은 6 원자의 방향족 복소고리, 또는 10 ∼ 12 원자의 축합 방향족 복소고리이며, 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이며, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

치환기 Z 는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R", -OR", -N(R")₂, -SR", -C(O)R", -C(O)OR", -C(O)N(R")₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR", -SO₂R", 또는 -SO₃R" 을 나타내고, R" 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

(X-Y) 는, 배위자를 나타낸다. m 은 1 ∼ 3 의 정수, n 은 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. m ＋ n 은 3 이다.〕

〔6〕상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층 또는 발광층에 인접하는 층에 함유하는〔1〕∼〔5〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔7〕상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층에 인접하는, 발광층보다 음극측의 층에 함유하는〔1〕∼〔5〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔8〕상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층 및 발광층보다 음극측의 층에 함유하는〔1〕∼〔5〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔9〕발광층에 인접하는, 발광층보다 양극측의 층에 막 상태에서의 최저 여기 삼중항 에너지 (T₁) 가 2.50 eV 이상 3.25 eV 이하인 아민계 재료를 함유하는, 〔1〕∼〔8〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔10〕발광층 및 발광층의 양옆의 층에 사용하는 재료 중, 인광 재료 이외의 모든 재료가 막 상태에서의 최저 여기 삼중항 에너지 (T₁) 가 2.50 eV 이상 3.25 eV 이하인,〔1〕∼〔9〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔11〕상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 유기층이 웨트 프로세스에 의해 형성된 층인, 〔1〕∼〔10〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

〔12〕〔1〕∼〔11〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치.

〔13〕〔1〕∼〔11〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 표시 장치.

〔14〕〔1〕∼〔11〕중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 조명 장치.

〔15〕하기 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료.

〔일반식 (1) 중, L¹ 은 아릴렌기 또는 2 가의 방향족 복소고리기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 은 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다.〕

〔16〕상기 일반식 (1) 이 하기 일반식 (2) 로 나타내지는〔15〕에 기재된 전하 수송 재료.

〔일반식 (2) 중, L² 는 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸, R⁹ 및 L² 중 적어도 2 개가 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕

〔17〕상기 일반식 (2) 가 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 〔16〕 에 기재된 전하 수송 재료.

〔일반식 (3) 중, R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸ 과 R⁹ 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만 A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕

〔18〕상기 일반식 (3) 에 있어서, R¹ 및 R² 가 메틸기인 〔17〕에 기재된 전하 수송 재료.

〔19〕순도가 99.9 ％ 이상인 〔15〕∼〔18〕 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료.

〔20〕막 상태에서의 최저 여기 삼중항 에너지 (T₁) 가 2.69 eV 이상 3.25 eV 이하인〔15〕∼〔19〕 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료.

〔21〕〔15〕∼〔20〕 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는 막.

〔22〕웨트 프로세스에 의해 형성된 〔21〕에 기재된 막.

본 발명에 의하면 고효율, 저구동 전압이며 구동 내구성이 높고, 또한 고휘도 구동시의 효율 저하 및 색도 변화가 작은 유기 EL 소자를 제공할 수 있다. 또, 화학적 안정성 및 양 캐리어 (전자/홀) 주입·수송성이 높고, T₁ 이 큰 전하 수송 재료를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 유기 EL 소자의 층 구성의 일례 (제 1 실시형태) 를 나타내는 개략도이다.
도 2 는 본 발명에 관련된 발광 장치의 일례 (제 2 실시형태) 를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 본 발명에 관련된 조명 장치의 일례 (제 3 실시형태) 를 나타내는 개략도이다.

본 발명에 있어서, 치환기군 A, 치환기군 B 및 치환기군 Z 를 이하와 같이 정의한다.

(치환기군 A)

알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다.), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있다.), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 O ∼ 10 이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노, 디페닐아미노, 디톨릴아미노 등을 들 수 있다.), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이며, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다.), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다.), 헤테로 고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜기, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다.), 아실기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다.), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다.), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다.), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다.), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다.), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다.), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다.), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다.), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다.), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다.), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다.), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다.), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미다졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다.), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다.), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다.), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있다.), 인산아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있다.), 하이드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루루 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지딜, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤릴디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실롤릴기 등을 들 수 있다.), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이며, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다.), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다.), 포스포릴기 (예를 들어, 디페닐포스포릴기, 디메틸포스포릴기 등을 들 수 있다.) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 더 나은 치환기로는 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.

(치환기군 B)

알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸 등을 들 수 있다.), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐, 펜타플루오로페닐 등을 들 수 있다.), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다.), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다.), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다.), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다.), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다.), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다.), 헤테로 고리기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 헤테로 원자로서는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자이며, 구체적으로는 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 피페리딜, 모르폴리노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기 등을 들 수 있다.)

〔유기 전계 발광 소자〕

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에 한 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 한 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층 중 적어도 어느 한 층에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 포함한다.

〔일반식 (1) 중, L¹ 은 아릴렌기 또는 2 가의 방향족 복소고리기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 은 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. A¹ ∼ A³ 는 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만 A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다.〕

〔일반식 (1) 로 나타내는 화합물〕

이하, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 (전하 수송 재료라고도 한다) 에 대하여 설명한다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는, 화학적 안정성 (산화, 환원에 대한 안정성) 및 양 캐리어 (전자/홀) 주입·수송성이 높고, 또한 T₁ 이 크기 때문에 특히 유기 EL 소자로 바람직하다.

〔일반식 (1) 중, L¹ 은 아릴렌기 또는 2 가의 방향족 복소고리기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 은 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다.〕

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는 하기 일반식 (1-A) 로 나타내는 부분 구조와 하기 일반식 (1-B) 로 나타내는 부분 구조를 갖는다.

〔일반식 (1-A) 및 (1-B) 중, R¹ ∼ R⁷, A¹ ∼ A³, p, q, r, s 및 t 는 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R¹ ∼ R⁷, A¹ ∼ A³, p, q, r, s 및 t 와 동일하다.〕

일반식 (A1) 로 나타내는 부분 구조는 홀 수송 부위로서 기능할 수 있고, 일반식 (B1) 로 나타내는 부분 구조는 전자 수송 부위로서 기능할 수 있다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는 분자내에 전자 수송 부위와 홀 수송 부위를 가짐으로써 양 캐리어 (전자/홀) 주입·수송성을 나타내고, 산화 (라디칼 카티온 상태) 에 대해서도 환원 (라디칼 아니온 상태) 에 대해서도 화학적으로 안정적인 재료가 된다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층 또는 발광층에 인접하는 층에 함유하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층에 인접하는, 발광층보다 음극측의 층에 함유하는 것도 바람직하다.

또, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층 및 발광층보다 음극측의 층에 함유하는 것도 바람직하다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는 T₁ 이 높고, 양 전하 (홀 및 전자) 의 주입성, 수송성 및 양 전하에 대한 안정성이 우수하기 때문에, 홀 수송 재료, 전자 수송 재료 및 발광층의 호스트 재료 중 어느 것에 있어서도 바람직하게 사용할 수 있고, 발광층에 인접하는 홀 수송층의 재료, 발광층에 인접하는 전자 수송층의 재료, 발광층의 호스트 재료 중 어떤 것으로 사용하는 것이 특히 바람직하다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료를 사용함으로써 소자의 효율, 구동 전압, 내구성을 높은 레벨로 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 고휘도 구동시의 효율 저하나 색도 변화가 작은 소자를 얻을 수 있다. 고휘도 구동시의 효율 저하나 색도 변화가 작은 원인으로서는 분명하지 않지만, 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는 양 전하의 주입성이 높고, 전하 블록성이 낮기 때문에 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료를 함유하는 층과 그 층에 인접하는 층의 계면에서 홀이나 전자의 축적이 잘 일어나지 않기 때문이라고 생각된다. 발광층에 인접하는 층에서 홀이나 전자를 블록하는 것은 일반적으로 발광층 안에서의 재결합 확률을 높여 고효율로 연결되지만, 한편, 발광층과 블록층의 계면에서 전하가 축적되게 된다. 특히 고휘도 구동시에는 이 전하의 축적이 현저해져 효율 저하나 색도 변화로 연결된다고 생각된다.

일반식 (A1) 로 나타내는 부분 구조는 특정한 아크리단 구조를 갖는다. 그 특정한 아크리단 구조는 상기 특허문헌 3 에 기재된 화합물이 갖는 카르바졸릴기보다 홀 주입·수송성이 높기 (홀 블록성이 낮다) 때문에, 특허문헌 3 에 기재된 화합물보다 효율 저하 및 색도 변화가 잘 일어나지 않는 것이라고 추정된다.

일반식 (1) 에 있어서, L¹ 은 아릴렌기 또는 2 가의 방향족 복소고리기를 나타낸다. 캐리어 수송성, 화학적 안정성 및 T₁ 의 관점에서, L¹ 로 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24 의 아릴렌기, 또는 산소 원자, 황 원자, 혹은 질소 원자를 함유하는 탄소수 6 ∼ 24 의 2 가의 방향족 복소고리기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴렌기이고, 더욱 바람직하게는 페닐렌기, 비페닐렌기, 또는 터페닐렌기이고, 특히 바람직하게는 비페닐렌기이다.

L¹ 이 나타내는 아릴렌기 또는 2 가의 방향족 복소고리기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택된 치환기를 들 수 있고, 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기 및 실릴기가 바람직하고, 알킬기, 아릴기, 시아노기가 보다 바람직하고, 아릴기, 시아노기가 더욱 바람직하다.

그 L¹ 이 가져도 되는 치환기로서의 알킬기로는 탄소수 1 ∼ 18 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하다. 그 알킬기로는, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다.

그 L¹ 이 가져도 되는 치환기로서의 아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 24 인 것이 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하고, 구체적으로는 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 테트라세닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐레닐기, 페난트릴기, 크리세닐기를 들 수 있고, 페닐기 또는 비페닐기인 것이 특히 바람직하다.

그 L¹ 이 가져도 되는 치환기로서의 방향족 복소고리기로는, 5 원자 또는 6 원자의 방향족 복소고리기가 바람직하고, 구체적으로는 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 피롤, 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 티아졸, 이소옥사졸, 이소티아졸, 트리아졸, 테트라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조를 들 수 있고, 바람직하게는 피리딘, 피라진, 피리미딘, 이미다졸, 피라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조이며, 보다 바람직하게는 피리딘, 이미다졸, 피라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조이다. 그 다른 고리가 축환된 구조로는 인돌리진, 푸린, 프테리딘, β-카르보린, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 타피리딘, 비피리딘, 아크리딘, 페난트롤린, 페나진, 이미다조피리딘 등을 들 수 있다.

그 L¹ 이 가져도 되는 치환기로서의 실릴기로는, 알킬기 및 아릴기 중 적어도 어느 1 종이 치환된 실릴기가 바람직하다. 그 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 18 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 인 것이 특히 바람직하고, 탄소수 1 인 것이 가장 바람직하다. 그 알킬기로는, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다. 그 아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 24 인 것이 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하고, 페닐기인 것이 특히 바람직하다.

L¹ 의 바람직한 구체예를 이하에 나타낸다. 또, 이하의 구조 중에서 선택된 복수를 조합하여 얻어지는 구조도 바람직하다. * 은 상기 일반식 (1-A) 로 나타내는 부분 구조의 결합 부위를 나타내고, ** 는 상기 일반식 (1-B) 로 나타내는 부분 구조의 결합 부위를 나타낸다.

상기 구체예 중, (L-1) ∼ (L-22), (L-50), (L-53), (L-54) 가 보다 바람직하고, (L-1) ∼ (L-14), (L-19), (L-21), (L-22), (L-53) 이 더욱 바람직하고, (L-6) ∼ (L-14) 가 특히 바람직하다.

일반식 (1) 에 있어서, R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타낸다. 알킬기로는 탄소수 1 ∼ 18 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 인 것이 특히 바람직하고, 탄소수 1 (즉 메틸기) 인 것이 가장 바람직하다. 알킬기로는, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다.

R¹ 및 R² 가 나타내는 알킬기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 치환기로는 할로겐 원자, 플루오로알킬기, 시아노기, 아릴기를 들 수 있고, 바람직하게는, 할로겐 원자, 플루오로알킬기, 아릴기이며, 보다 바람직하게는 할로겐 원자, 플루오로알킬기이며, 더욱 바람직하게는 불소 원자 또는 퍼플루오로알킬기이다.

R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. 그 고리로는 지방족 탄화수소 고리가 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 8 의 시클로알칸이 바람직하고, 탄소수 5 ∼ 6 의 시클로알칸이 보다 바람직하고, 시클로헥산이 더욱 바람직하다.

또한, 본 명세서에 있어서, 알킬기 등의 「탄소수」란, 알킬기 등이 다른 치환기에 의해 치환되어 있는 경우, 당해 다른 치환기의 탄소수도 포함하는 의미로 사용한다.

일반식 (1) 에 있어서, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. 이들 중, 알킬기, 아릴기, 실릴기, 또는 시아노기가 바람직하고, 알킬기, 아릴기, 또는 시아노기가 보다 바람직하고, 알킬기 또는 아릴기가 더욱 바람직하다.

알킬기로는 탄소수 1 ∼ 18 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하다. 그 알킬기로는, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다.

아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 24 인 것이 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하고, 페닐기, 또는 비페닐기인 것이 특히 바람직하다.

방향족 복소고리기로서는, 5 원자 또는 6 원자의 방향족 복소고리기가 바람직하고, 구체적으로는 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 피롤, 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 티아졸, 이소옥사졸, 이소티아졸, 트리아졸, 테트라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조를 들 수 있고, 바람직하게는 피리딘, 피라진, 피리미딘, 이미다졸, 피라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조이며, 보다 바람직하게는 피리딘, 이미다졸, 피라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조이다. 그 다른 고리가 응축된 구조로는, 인돌리진, 푸린, 프테리딘, β-카르보린, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 타피리딘, 비피리딘, 아크리딘, 페난트롤린, 페나진, 이미다조피리딘 등을 들 수 있다.

실릴기로는, 알킬기 및 아릴기 중 적어도 어느 1 종이 치환된 실릴기가 바람직하다. 그 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 18 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 인 것이 특히 바람직하고, 탄소수 1 인 것이 가장 바람직하다. 그 알킬기로는, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다. 그 아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 24 인 것이 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하고, 페닐기인 것이 특히 바람직하다.

R³ ∼ R⁷ 이 나타내는 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 또는 실릴기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 치환기로는, 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 실릴기를 들 수 있고, 바람직하게는, 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 실릴기이며, 보다 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 불소 원자 또는 시아노기이다.

일반식 (1) 중 p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. p 및 q 는 바람직하게는 0 ∼ 4 이며, 보다 바람직하게는 0 ∼ 1 이다.

일반식 (1) 중 r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 바람직하게는 0 ∼ 5 이며, 보다 바람직하게는 0 ∼ 1 이다.

일반식 (1) 중 t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. t 는 바람직하게는 0 또는 1 이며, 보다 바람직하게는 0 이다.

일반식 (1) 중 A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타낸다. 단, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다.

A¹ ∼ A³ 중 바람직하게는 1 개 또는 2 개가 질소 원자이며, 보다 바람직하게는 2 개가 질소 원자이다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는, 캐리어 수송성 및 화학적 안정성의 관점에서, 바람직하게는 하기 일반식 (2) 로 나타내는 전하 수송 재료이다.

〔일반식 (2) 로 나타내는 전하 수송 재료〕

〔일반식 (2) 중 L² 는 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸, R⁹ 및 L² 중 적어도 2 개가 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕

일반식 (2) 중, R¹ ∼ R⁷, A¹ ∼ A³, p, q, r, s 및 t 는 일반식 (1) 에 있어서의 R¹ ∼ R⁷, A¹ ∼ A³, p, q, r, s 및 t 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

일반식 (2) 중, R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸ 및 R⁹ 는 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 불소 원자, 시아노기 또는 실릴기이며, 보다 바람직하게는 아릴기, 또는 시아노기이고, 더욱 바람직하게는 아릴기이다.

알킬기로는 탄소수 1 ∼ 18 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하다. 그 알킬기로는, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다.

아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 24 인 것이 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하고, 페닐기인 것이 특히 바람직하다.

방향족 복소고리기로는, 5 원자 또는 6 원자의 방향족 복소고리기가 바람직하고, 구체적으로는 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 피롤, 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 티아졸, 이소옥사졸, 이소티아졸, 트리아졸, 테트라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조를 들 수 있고, 바람직하게는 피리딘, 피라진, 피리미딘, 이미다졸, 피라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조이며, 보다 바람직하게는 피리딘, 이미다졸, 피라졸 및 이들 고리에 다른 고리가 축환된 구조이다. 그 다른 고리가 응축된 구조로는, 인돌리진, 푸린, 프테리딘, β-카르보린, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 타피리딘, 비피리딘, 아크리딘, 페난트롤린, 페나진, 이미다조피리딘 등을 들 수 있다.

실릴기로는, 알킬기 및 아릴기 중 적어도 어느 1 종이 치환된 실릴기가 바람직하다. 그 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 18 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 인 것이 특히 바람직하고, 탄소수 1 인 것이 가장 바람직하다. 그 알킬기로는, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다. 그 아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 24 인 것이 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하고, 페닐기인 것이 특히 바람직하다.

R⁸, R⁹ 가 나타내는 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 또는 실릴기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 치환기로는, 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 할로겐 원자, 시아노기, 실릴기를 들 수 있고, 바람직하게는, 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 할로겐 원자, 시아노기, 실릴기이며, 보다 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 불소 원자 또는 시아노기이다.

일반식 (2) 중 u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 바람직하게는 0 또는 1 이며, 보다 바람직하게는 0 이다.

일반식 (2) 중, L² 는 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. L² 는 바람직하게는 단결합 또는 탄소수 6 ∼ 24 의 아릴렌기이고, 보다 바람직하게는 단결합 또는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 페닐렌기, 또는 비페닐렌기이며, 특히 바람직하게는 단결합 또는 페닐렌기이고, 가장 바람직하게는 단결합이다.

L² 가 아릴렌기를 나타내는 경우, 그 아릴렌기는 치환기를 가져도 된다. 그 치환기의 바람직한 범위는 L¹ 이 가져도 되는 치환기와 동일하다.

L² 가 아릴렌기를 나타내는 경우의 바람직한 아릴렌기의 구체예를 이하에 나타낸다. 또, 이하의 구조 중에서 선택된 복수를 조합하여 얻어진 구조도 바람직하다. * 는 하기 일반식 (2-A) 로 나타내는 부분 구조의 결합 부위를 나타내고, ** 는 하기 일반식 (2-B) 로 나타내는 부분 구조의 결합 부위를 나타낸다.

〔일반식 (2-A) 및 (2-B) 중 R¹ ∼ R⁹, A¹ ∼ A³, p, q, r, s, t, u 및 v 는 각각 상기 일반식 (2) 에 있어서의 R¹ ∼ R⁹, A¹ ∼ A³, p, q, r, s, t, u 및 v 와 동일하다.〕

상기 구체예 중, (L-1) ∼ (L-5), (L-55) 가 보다 바람직하고, (L-1), (L-2), (L-55) 가 더욱 바람직하다.

일반식 (2) 에 있어서 R⁸, R⁹ 및 L² 중 적어도 2 개가 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.

일반식 (2) 로 나타내는 화합물은 보다 바람직하게는 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물이다.

〔일반식 (3) 으로 나타내는 전하 수송 재료〕

〔일반식 (3) 중, R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸ 과 R⁹ 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내지만, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕

일반식 (3) 중, R¹ ∼ R⁹, A¹ ∼ A³, p, q, r, s, t, u 및 y 는 일반식 (2) 에 있어서의 R¹ ∼ R⁹, A¹ ∼ A³, p, q, r, s, t, u 및 y 와 동일하고, 바람직한 범위도 동일하다.

T₁ 에너지는 일반적으로 분자 중에서 π 공액계가 넓어지면 작아진다. 또, 분자의 T₁ 에너지는 분자 중에서 가장 T₁ 에너지가 작아지는 부분 구조로 정해지기 때문에, 분자 중에 한 부분이라도 π 공액계가 넓은 부분이 있으면, 그 부분에서 T₁ 에너지가 정해진다. 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는 T₁ 이 작아지는 부분 구조를 갖지 않기 때문에 큰 T₁ 을 갖는다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료의 분자량으로는 바람직하게는 600 ∼ 1200 이며, 보다 바람직하게는 600 ∼ 1100 이며, 특히 바람직하게는 600 ∼ 1000 이다. 분자량이 이 범위이면 막 상태의 안정성이 우수하고, 용매에 대한 용해성이나 승화 온도 등의 점으로부터 고순도화되기 쉽다. 막 상태의 안정성의 지표로서 유리 전이 온도 Tg 가 있고, Tg 는 바람직하게는 60 ∼ 400 ℃ 이며, 보다 바람직하게는 100 ∼ 400 ℃ 이며, 특히 바람직하게는 130 ∼ 400 ℃ 이다.

여기서, Tg 는 시차 주사 열량 측정 (DSC), 시차열 분석 (DTA) 등의 열측정이나, X 선 회절 (XRD), 편광 현미경 관찰 등에 의해 확인할 수 있다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료의 순도가 낮으면 전하 수송의 트랩으로서 작동하거나 소자의 열화를 촉진시키기 때문에, 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료의 순도는 높을수록 바람직하다. 순도는 예를 들어 고속 액체 크로마토그래피 (HPLC) 에 의해 측정할 수 있고, 254 ㎚ 의 광 흡수 강도로 검출했을 때의 면적비는 바람직하게는 95.0 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 97.0 ％ 이상이고, 특히 바람직하게는 99.0 ％ 이상이고, 가장 바람직하게는 99.9 ％ 이상이다.

국제공개 제2008/117889호에 기재된 카르바졸계 재료로 알려져 있는 바와 같이, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 수소 원자의 일부 또는 전부를 중수소 원자로 치환된 재료도 바람직하게 전하 수송 재료로서 사용할 수 있다.

이하에, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는 여러 가지 공지된 합성법을 조합하여 합성하는 것이 가능하다. 이하, 합성법을 설명한다.

J. Chem. Soc., 1931, 2568., J. Am. Chem. Soc., 1936, 58, 1278., J. Am. Chem. Soc., 1938, 60, 1458., J. Chem. Soc. C, 1971, 2537., Angew. Chem. Int. Ed., 1991, 30, 1646., J. Mater. Chem., 2007, 17, 1209., 국제공개 제2007/110228호 등의 기재를 참고로 각종 치환기를 갖는 아크리단 유도체를 합성할 수 있다.

국제공개 제2003/080760호, 국제공개 제2005/085387호, 국제공개 제2005/022962호 등의 기재를 참고로 질소 함유 방향족 헤테로 고리 화합물을 합성할 수 있다.

상기 문헌에 기재된 반응을 조합함으로써 본 발명의 전하 수송 재료를 합성할 수 있다.

일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 T₁ 에너지는 바람직하게는 2.69 ∼ 3.25 eV 이며, 보다 바람직하게는 2.73 ∼ 3.14 eV 이며, 더욱 바람직하게는 2.78 ∼ 3.04 eV 이다. T₁ 에너지는 재료의 박막의 인광 발광 스펙트럼을 측정하여 그 단파장단 (端) 으로부터 구할 수 있다. 예를 들어, 세정한 석영 유리 기판 상에, 재료를 진공 증착법에 의해 약 50 ㎚ 의 막 두께로 성막하고, 박막의 인광 발광 스펙트럼을 액체 질소 온도하에서 F-7000 히타치 분광 형광 광도계 (히타치 하이테크놀로지즈) 를 사용하여 측정한다. 얻어진 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승 파장을 에너지 단위로 환산함으로써 T₁ 에너지를 구할 수 있다.

일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는 화학적 안정성이 높고, T₁ 이 크기 때문에 각종 유기 전자 디바이스로 바람직하게 사용할 수 있다. 사용하는 전자 디바이스로는 어떠한 것이어도 되고, 예를 들어 유기 전계 발광 소자, 유기 트랜지스터, 유기 광전 변환 소자, 가스 센서, 유기 정류 소자, 유기 인버터, 정보 기록 소자를 들 수 있다. 유기 광전 변환 소자는 광센서 용도 (고체 촬상 소자), 에너지 변환 용도 (태양 전지) 중 어떤 것에도 사용할 수 있다. 바람직하게는, 유기 전계 발광 소자, 유기 광전 변환 소자, 유기 트랜지스터이고, 더욱 바람직하게는 유기 전계 발광 소자, 유기 광전 변환 소자이며, 특히 바람직하게는 유기 전계 발광 소자이다.

본 발명은 상기 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료를 포함하는 막에 관한 것이기도 하다. 본 발명의 막은 유기 전계 발광 소자에 있어서의 유기층으로서 사용할 수 있다. 그 막은 진공 증착법 또는 웨트 프로세스에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로 유기 전계 발광 소자의 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 이외에 대하여 설명한다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에 한 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 한 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층 중 적어도 어느 한 층에 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유한다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 발광층은 유기층이지만 추가로 복수의 유기층을 가지고 있어도 된다.

발광 소자의 성질상, 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은 투명 혹은 반투명인 것이 바람직하다.

도 1 은 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타내고 있다. 도 1 에 나타내는 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자 (10) 는, 지지 기판 (2) 상에서, 양극 (3) 과 음극 (9) 사이에 발광층 (6) 이 끼어있다. 구체적으로는 양극 (3) 와 음극 (9) 사이에 정공 주입층 (4), 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 정공 블록층 (7) 및 전자 수송층 (8) 이 이 순서로 적층되어 있다.

<유기층의 구성>

상기 유기층의 층 구성으로는, 특별히 제한은 없고 유기 전계 발광 소자의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 상기 투명 전극 상에 또는 상기 배면 전극 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 유기층은 상기 투명 전극 또는 상기 배면 전극 상의 전면 또는 일면에 형성된다.

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

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

·양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극,

·양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,

·양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극,

·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,

·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극.

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

<기판>

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

<양극>

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

<음극>

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

기판, 양극, 음극에 대해서는 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0070〕∼〔0089〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

<유기층>

본 발명에 있어서의 유기층에 대하여 설명한다.

-유기층의 형성-

본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 각 유기층은 증착법이나 스퍼터 법 등의 건식 제막법, 전사법, 인쇄법, 스핀 코트법 등의 습식 제막법 (웨트 프로세스) 중 어느 것에 의해서도 적절하게 형성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료는 톨루엔 등의 방향족계 유기 용제, 또는 클로로포름 등의 할로겐계 유기 용제로 용해되기 쉽고, 결정성이 낮기 때문에 웨트 프로세스에 의해 유기층을 형성하는 것이 제조 비용 저감의 관점에서 바람직하다.

(발광층)

발광층은 적어도 1 종의 발광 재료를 함유한다.

<발광 재료>

발광 재료는 여기 일중항으로부터의 발광 (형광) 을 이용하는 것이어도 되고 여기 삼중항으로부터의 발광 (인광) 을 이용하는 것이어도 되지만, 발광 효율의 관점에서 인광을 이용하는 것 (인광 발광 재료) 이 바람직하다.

발광층은 색순도를 향상시키기 위해서나 발광 파장 영역을 넓히기 위해서 2 종류 이상의 발광 재료를 함유할 수 있다. 발광 재료 중 적어도 1 종이 인광 발광 재료인 것이 바람직하다.

상기 발광 재료 중 적어도 1 종이 백금 착물 또는 이리듐 착물인 것이 바람직하다.

형광 발광 재료, 인광 발광 재료에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0100〕∼〔0164〕, 일본 공개특허공보 2007-266458호의 단락 번호〔0088〕∼〔0090〕에 상세히 서술되어 있고, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

본 발명에 있어서 인광성 발광 재료로는, 단파장인 (즉 T₁ 이 큰) 것일수록 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송 재료와 조합했을 때의 효과가 현저하고, 인광성 발광 재료의 극대 발광 파장이 400 ㎚ 이상 470 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 극대 발광 파장이 400 ㎚ 이상 465 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 400 ㎚ 이상 460 ㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또, 인광성 발광 재료로는 인광성 이리듐 착물 또는 인광성 백금 착물이 바람직하다.

이리듐 착물로서 바람직하게는 하기 일반식 (T-1) 로 나타내는 이리듐 착물이다.

〔일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물〕

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물에 대하여 설명한다.

(일반식 (T-1) 중, R^T1, R^T2, R^T3 및 R^T4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

A 는 CR' 또는 N 을 나타내고, R' 는 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

Q 는 질소를 1 개 이상 함유하는 5 원자 또는 6 원자의 방향족 복소고리 또는 축합 방향족 복소고리이며, 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 는, 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이며, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

치환기 Z 는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R", -OR", -N(R")₂, -SR", -C(O)R", -C(O)OR", -C(O)N(R")₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR", -SO₂R", 또는 -SO₃R" 를 나타내고, R" 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

(X-Y) 는 배위자를 나타낸다. m 은 1 ∼ 3 의 정수, n 은 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. m ＋ n 은 3 이다.)

알킬기로는 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도 되고, 치환해도 되는 기로는, 전술한 치환기 Z 를 들 수 있다. R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 로 나타내는 알킬기로서 바람직하게는 총탄소 원자수 1 ∼ 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 총탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알킬기이고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, i-프로필기, 시클로헥실기, t-부틸기 등을 들 수 있다.

시클로알킬기로는 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화여도 되고 불포화여도도 되고, 치환해도 되는 기로는, 전술한 치환기 Z 를 들 수 있다. R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 로 나타내는 시클로알킬기로서 바람직하게는 고리 원자수 4 ∼ 7 의 시클로알킬기이며, 보다 바람직하게는 총 탄소 원자수 5 ∼ 6 의 시클로알킬기이며, 예를 들어 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.

R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 로 나타내는 알케닐기로는 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 1-프로페닐, 1-이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.

R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 로 나타내는 알키닐기로는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 에티닐, 프로파르길, 1-프로피닐, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.

R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 로 나타내는 아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 6 내지 30 의 치환 혹은 무치환의 아릴기, 예를 들어 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등을 들 수 있다.

R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 로 나타내는 헤테로아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 8 의 헤테로아릴기이며, 보다 바람직하게는, 5 또는 6 원자의 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기이며, 예를 들어, 피리딜기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 신놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 피롤릴기, 인돌릴기, 푸릴기, 벤조푸릴기, 티에닐기, 벤조티에닐기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤조이미다졸릴기, 트리아졸릴기, 옥사졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 티아졸릴기, 벤조티아조릴기, 이소티아졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 벤즈이소옥사졸릴기, 피롤릴디닐기, 피페리디닐기, 피페라지닐기, 이미다졸리디닐기, 티아졸리닐기, 술포라닐기, 카르바졸릴기, 디벤조푸릴기, 디벤조티에닐기, 7 피리드인돌릴기 등을 들 수 있다. 바람직한 예로는 피리딜기, 피리미디닐기, 이미다졸릴기, 티에닐기이고, 보다 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기이다.

R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R'로 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 퍼플루오로알킬기, 디알킬아미노기, 플루오로기, 아릴기, 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 플루오로기, 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기이다. 치환기 Z 로는 알킬기, 알콕시기, 플루오로기, 시아노기, 디알킬아미노기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. 형성되는 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴의 정의 및 바람직한 범위는 R^T1, R^T2, R^T3 및 R^T4 로 정의한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와 동일하다.

고리 Q 가 나타내는 방향족 복소고리로는 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리 등을 들 수 있다. 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리이며, 보다 바람직하게는 피리딘 고리이다.

고리 Q 가 나타내는 축합 방향족 복소고리로는 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 퀴녹살린 고리, 벤조피라졸 고리, 벤조이미다졸 고리, 벤조트리아졸 고리, 벤조옥사졸 고리 등을 들 수 있다. 바람직하게는 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리이며, 보다 바람직하게는 퀴놀린 고리이다.

m 은 1 ∼ 3 인 것이 바람직하고, 2 ∼ 3 인 것이 보다 바람직하다. 즉, n 은 0 ∼ 1 인 것이 바람직하다. 착물 중의 배위자의 종류는 1 ∼ 2 종류로 구성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 종류이다. 착물 분자 내에 반응성기를 도입할 때에는 합성 용이성이라는 관점에서 배위자가 2 종류로 이루어지는 것도 바람직하다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 금속 착물은 일반식 (T-1) 에 있어서의 하기 일반식 (T-1-A) 로 나타내는 배위자 혹은 그 호변 이성체와 (X-Y) 로 나타내는 배위자 혹은 그 호변 이성체의 조합을 포함하여 구성되거나, 그 금속 착물의 배위자 전부가 하기 일반식 (T-1-A) 로 나타내는 배위자 또는 그 호변 이성체만으로 구성되어 있어도 된다.

(일반식 (T-1-A) 중, R^T1, R^T2, R^T3, R^T4, A 및 Q 는, 일반식 (T-1) 에서 R^T1, R^T2, R^T3, R^T4, A 및 Q 와 동일하다.)

또한, 종래 공지된 금속 착물 형성에 사용되는 소위 배위자로서 당해 업자가 주지의 배위자 (배위 화합물이라고도 한다) 를 필요에 따라 (X-Y) 로 나타내는 배위자로서 가지고 있어도 된다.

종래 공지된 금속 착물에 사용되는 배위자로는 여러 가지 공지된 배위자가 있지만, 예를 들어 「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」Springer-Verlag 사 H.Yersin 저술 1987년 발행, 「유기 금속 화학-기초와 응용 -」 쇼카보사 야마모토 아키오 저술 1982년 발행 등에 기재된 배위자 (예를 들어, 할로겐 배위자 (바람직하게는 염소 배위자), 함질소 헤테로아릴 배위자 (예를 들어, 비피리딜, 페난트롤린 등), 디케톤 배위자 (예를 들어, 아세틸아세톤 등) 를 들 수 있다. (X-Y) 로 나타내는 배위자로서 바람직하게는 디케톤류 혹은 피콜린산 유도체이고, 착물의 안정성과 높은 발광 효율이 얻어지는 관점에서 아세틸아세토네이트인 것이 가장 바람직하다.

이하에, (X-Y) 로 나타내는 배위자의 예를 구체적으로 드는데, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

* 는 일반식 (T-1) 에 있어서의 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.

상기 (X-Y) 로 나타내는 배위자의 예에 있어서, Rx, Ry 및 Rz 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 그 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 들 수 있다. 바람직하게는, Rx, Rz 는 각각 독립적으로 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 할로겐 원자, 아릴기 중 어느 하나이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 가장 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자, 페닐기이다. Ry 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 할로겐 원자, 아릴기 중 어느 하나이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 가장 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 중 어느 하나이다. 이들 배위자는 소자 중에서 전하를 수송하거나 여기에 의해 전자가 집중되는 부위는 아니라고 생각되므로, Rx, Ry, Rz 는 화학적으로 안정적인 치환기이면 되고, 본 발명의 효과에도 영향을 미치지 않는다.

착물 합성 방법이 용이하기 때문에 바람직하게는 (I-1), (I-4), (I-5) 이고, 가장 바람직하게는 (I-1) 이다. 이들 배위자를 갖는 착물은 대응하는 배위자 전구체를 사용함으로써 공지된 합성예와 동일하게 합성할 수 있다. 예를 들어 국제공개 2009-073245호 공보 팜플렛 46 페이지에 기재된 방법과 동일하게, 시판되는 디플루오로아세틸아세톤을 사용하여 이하에 나타내는 방법으로 합성할 수 있다.

또, 배위자로서 일반식 (I-15) 로 나타내는 모노 아니온성 배위자를 사용할 수도 있다.

일반식 (I-15) 에 있어서의 R^I1 ∼ R^I4 및 B 는 일반식 (T-1) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4 및 A 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. R^I5 ∼ R^I7 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

R^I1, R^I5, R^I6, R^I7 은 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

Z 는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R", -OR", -N(R")₂, -SR", -C(O)R", -C(O)OR", -C(O)N(R")₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR", -SO₂R", 또는 -SO₃R" 를 나타내고, R" 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

또, R^I1 ∼ R^I7 및 B 에 있어서의 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4 및 A 와 동일하다.

* 는 일반식 (T-1) 에 있어서의 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.

상기 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물은 바람직하게는 하기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물이다.

일반식 (T-2) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4, A, (X-Y), m 및 n 은 일반식 (T-1) 에있어서의 R^T1 ∼ R^T4, A, (X-Y), m 및 n 과 동일한 의미이고 바람직한 것도 동일하다.

R^T5 ∼ R^T7 은 R^T1 과 동일하다.

R^T5, R^T6 및 R^T7 은 수소 원자를 나타내거나, 또는 임의의 2 개가 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리식 기를 형성하는 것이 바람직하고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리식 기는, 시클로알킬, 시클로헤테로알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴인 것이 보다 바람직하고, 아릴인 것이 더욱 바람직하다.

R^T5, R^T6 및 R^T7 에 있어서의 치환기 Z 로는 알킬기, 알콕시기, 플루오로기, 시아노기, 알킬아미노기, 디아릴아미노기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.

상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태 중 1 개는 일반식 (T-2) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T7, A 중, 이웃하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합고리를 형성하지 않는 경우이다.

상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태 중 1 개는 하기 일반식 (T-3) 으로 나타내는 경우이다.

일반식 (T-3) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T7, A, m 및 n 은 일반식 (T-2) 에서 R^T1 ∼ R^T7, A, m 및 n 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. R^I1 ∼ R^I7 및 B 는 일반식 (I-15) 에 있어서의 R^I1 ∼ R^I7 및 B 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는 하기 일반식 (T-4) 로 나타내는 화합물이다.

일반식 (T-4) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4, A, (X-Y), m 및 n 은 일반식 (T -2) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4, A, (X-Y), m 및 n 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. R₁' ∼ R₅' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

R₁' ∼ R₅' 는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이어도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

Z 는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R", -OR", -N(R")₂, -SR", -C(O)R", -C(O)OR", -C(O)N(R")₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR", -SO₂R", 또는 -SO₃R" 를 나타내고, R" 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

또, R₁' ∼ R₅' 에 있어서의 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4, R' 와 동일하다. 또, R^T1 ∼ R^T4, R' 및 R₁' ∼ R₅' 중, 1 개 또는 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, R^T1 ∼ R^T4, R' 및 R₁' ∼ R₅' 중, 1 개 또는 2 개가 알킬기이고 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 더욱 바람직하다.

상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는 하기 일반식 (T-5) 로 나타내는 화합물이다.

일반식 (T-5) 에 있어서의 R^T2 ∼ R^T6, A, (X-Y), m 및 n 은 일반식 (T-2) 에 있어서의 R^T2 ∼ R^T6, A, (X-Y), m 및 n 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. R₆' ∼ R₈' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

R^T5, R^T6, R₆' ∼ R₈' 는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

Z 는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R", -OR", -N(R")₂, -SR", -C(O)R", -C(O)OR", -C(O)N(R")₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR", -SO₂R", 또는 -SO₃R" 를 나타내고, R" 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

또, R₆' ∼ R₈' 에 있어서의 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4, R' 와 동일하다. 또 R^T2 ∼ R^T6, R' 및 R₆' ∼ R₈' 중, 1 개 또는 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, R^T2 ∼ R^T6, R' 및 R⁶' ∼ R⁸' 가운데, 1 개 또는 2 개가 알킬기로 나머지가 전부 수소 원자인 경우가 더욱 바람직하다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는 하기 일반식 (T-6) 으로 나타내는 경우이다.

일반식 (T-6) 중, R_1a ∼ R_1i 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4, R' 에 있어서의 것과 동일하다. X, Y, m, n 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 X, Y, m, n 과 동일하다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는 하기 일반식 (T-7) 로 나타내는 경우이다.

일반식 (T-7) 중, R_1a ∼ R_1k 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 R^T1 ∼ R^T4, R' 에 있어서의 것과 동일하다. X, Y, m, n 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 X, Y, m, n 과 동일히다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하는데, 이하에 한정되는 것은 아니다.

상기 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물로 예시한 화합물은 일본 공개특허공보 2009-99783호에 기재된 방법이나, 미국 특허 7279232호 등에 기재된 여러 가지 방법으로 합성할 수 있다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해, 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물은 발광층에 함유되지만, 그 용도가 한정되지는 않고, 또한 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.

다음으로 인광성 백금 착물에 대하여 설명한다.

본 발명에 있어서 백금 착물로서 바람직하게는 하기 일반식 (C-1) 로 나타내는 화합물이다.

(식 중, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 는 각각 독립적으로 Pt 에 배위하는 배위자를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 는 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다.)

일반식 (C-1) 에 대하여 설명한다. Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 는 각각 독립적으로 Pt 에 배위하는 배위자를 나타낸다. 이때, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 와 Pt 의 결합은 공유결합, 이온 결합, 배위 결합 등 어느것이어도 된다. Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 중의 Pt 에 결합하는 원자로는 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자가 바람직하고, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 중의 Pt 에 결합하는 원자 중, 적어도 1 개가 탄소 원자인 것이 바람직하고, 2 개가 탄소 원자인 것이 보다 바람직하고, 2 개가 탄소 원자이고, 2 개가 질소 원자인 것이 특히 바람직하다.

탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 로는, 아니온성 배위자이어도 되고 중성의 배위자이어도 되고, 아니온성 배위자로는 비닐 배위자, 방향족 탄화수소 고리 배위자 (예를 들어, 벤젠 배위자, 나프탈렌 배위자, 안트라센 배위자, 페난트렌 배위자 등), 헤테로 고리 배위자 (예를 들어, 푸란 배위자, 티오펜 배위자, 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 티아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자 및 그것들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 배위자, 벤조티아졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 중성 배위자로는 카르벤 배위자를 들 수 있다.

질소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 로는, 중성의 배위자이어도 되고 아니온성 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자 (피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 티아졸 배위자 및 이들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 배위자, 벤조이미다졸 배위자 등)), 아민 배위자, 니트릴 배위자, 이민 배위자를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 아미노 배위자, 이미노 배위자, 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자 (피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 트리아졸 배위자 및 그것들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 인돌 배위자, 벤조이미다졸 배위자 등)) 를 들 수 있다.

산소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 로는 중성의 배위자이어도 되고 아니온성 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로는 에테르 배위자, 케톤 배위자, 에스테르 배위자, 아미드 배위자, 함산소 헤테로 고리 배위자 (푸란 배위자, 옥사졸 배위자 및 그것들을 포함하는 축환체 (벤조옥사졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자 등을 들 수 있다.

황 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 로는 중성의 배위자이어도 되고 아니온성 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로는 티오에테르 배위자, 티오케톤 배위자, 티오에스테르 배위자, 티오아미드 배위자, 함황 헤테로 고리 배위자 (티오펜 배위자, 티아졸 배위자 및 그것들을 포함하는 축환체 (벤조티아졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자 등을 들 수 있다.

인 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 로는 중성의 배위자이어도 되고 아니온성 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로는 포스핀 배위자, 인산에스테르 배위자, 아인산에스테르 배위자, 함인 헤테로 고리 배위자 (포스피닌 배위자 등) 를 들 수 있고, 아니온성 배위자로는 포스피노 배위자, 포스피닐 배위자, 포스포릴 배위자 등을 들 수 있다.

Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 로 나타내는 기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로는 상기 치환기군 A 로서 든 것을 적절히 적용할 수 있다. 또, 치환기끼리가 연결되어 있어도 된다 (Q³ 과 Q⁴ 가 연결된 경우, 고리형 4 좌 배위자의 Pt 착물이 된다).

Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 로 나타내는 기로서, 바람직하게는 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이고, 보다 바람직하게는 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 아릴옥시 배위자이고, 더욱 바람직하게는 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자이다.

L¹, L² 및 L³ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 으로 나타내는 2 가의 연결기로는, 알킬렌기 (메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등), 아릴렌기 (페닐렌, 나프탈렌디일), 헤테로아릴렌기 (피리딘디일, 티오펜디일 등), 이미노기 (-NR-) (페닐이미노기 등), 옥시기 (-O-), 티오기 (-S-), 포스피니덴기 (-PR-) (페닐포스피니덴기 등), 실릴렌기 (-SiRR'-) (디메틸실릴렌기, 페닐실릴렌기 등) 또는 이것들을 조합한 것을 들 수 있다. 이것들의 연결기는 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다.

착물의 안정성 및 발광 양자 수율의 관점에서, L¹, L² 및 L³ 으로서 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 이미노기, 옥시기, 티오기, 실릴렌기이고, 보다 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 이미노기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 메틸렌기, 페닐렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 디치환된 메틸렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 디메틸메틸렌기, 디에틸메틸렌기, 디이소부틸메틸렌기, 디벤질메틸렌기, 에틸메틸메틸렌기, 메틸프로필메틸렌기, 이소부틸메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 메틸페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기, 시클로펜탄디일기, 플루오렌디일기, 플루오로메틸메틸렌기이고, 특히 바람직하게는 단결합, 디메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기이다.

일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물이다.

(식 중, L²¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A²¹, A²² 는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z²¹, Z²² 는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²³, Z²⁴ 는 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다.)

일반식 (C-2) 에 대하여 설명한다. L²¹ 는 상기 일반식 (C-1) 중의 L¹ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

A²¹, A²² 는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A²¹, A²² 중 적어도 일방은 탄소 원자인 것이 바람직하고, A²¹, A²² 가 모두 탄소 원자인 것이 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 바람직하다.

Z²¹, Z²² 는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²¹, Z²² 로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로는 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 트리아진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리 등을 들 수 있다. 착물의 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서, Z²¹, Z²² 로 나타내는 고리로서 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이고, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리, 피라졸 고리이고, 특히 바람직하게는 피리딘 고리이다.

상기 Z²¹, Z²² 로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 A 가, 질소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 B 가 적용될 수 있다.

탄소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 할로겐 원자이다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해 적절히 선택되지만, 단파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 불소 원자, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 불소 원자, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기 등이 선택된다. 또, 장파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 시아노기, 폴리플루오로알킬기 등이 선택된다.

질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이고, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결되어 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다.

Z²³, Z²⁴ 는 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²³, Z²⁴ 로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로는 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다. 착물의 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서 Z²³, Z²⁴ 로 나타내는 고리로서 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리이고, 보다 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라졸 고리이고, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리이다.

상기 Z²³, Z²⁴ 로 나타내는 벤젠 고리, 함질소 방향족 헤테로 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 A 가, 질소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 B 가 적용될 수 있다. 탄소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 할로겐 원자이다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해 적절히 선택되지만, 장파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기 등이 선택된다. 또, 단파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 불소기, 시아노기, 폴리플루오로알킬기 등이 선택된다. 질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이고, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결되어 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다.

일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태 중 하나는 하기 일반식 (C-3) 으로 나타내는 백금 착물이다.

(식 중, A³⁰¹ ∼ A³¹³ 는, 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L³¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다.)

일반식 (C-3) 에 대하여 설명한다. L³¹ 은 일반식 (C-2) 에 있어서의 L²¹ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. A³⁰¹ ∼ A³⁰⁶ 은 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R 로서 나타내는 치환기로는 상기 치환기군 A 로 든 것을 적용할 수 있다.

A³⁰¹ ∼ A³⁰⁶ 으로서 바람직하게는 C-R 이며, R 끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다. A³⁰¹ ∼ A³⁰⁶ 이 C-R 인 경우에, A³⁰², A³⁰⁵ 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기이며, 특히 바람직하게는 수소 원자, 불소기이다. A³⁰¹, A³⁰³, A³⁰⁴, A³⁰⁶ 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자이다. A³⁰⁷, A³⁰⁸, A³⁰⁹ 및 A³¹⁰ 은 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R 로 나타내는 치환기로는 상기 치환기군 A 로 든 것을 적용할 수 있다. A³⁰⁷, A³⁰⁸, A³⁰⁹ 및 A³¹⁰ 이 C-R 인 경우에, R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알킬옥시기, 시아노기, 할로겐 원자이며, 보다 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 디알킬아미노기, 시아노기, 불소 원자, 더욱 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자이다. 또 가능한 경우에는 치환기끼리 연결되어 축환 구조를 형성해도 된다. 발광 파장을 단파장측으로 시프트시키는 경우, A³⁰⁸ 이 N 원자인 것이 바람직하다.

상기와 같이 A³⁰⁷ ∼ A^3l0 을 선택했을 경우, 2 개의 탄소 원자와 A³⁰⁷, A³⁰⁸, A³⁰⁹ 및 A³¹⁰ 으로 형성되는 6 원자 고리로는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리이며, 특히 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리이다. 상기 6 원자 고리가 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리 (특히 바람직하게는 피리딘 고리) 인 것으로 인해, 벤젠 고리와 비교하여, 금속-탄소 결합을 형성하는 위치에 존재하는 수소 원자의 산성도가 향상되기 때문에, 보다 금속 착물을 형성하기 쉬워지는 점이 유리하다.

A³¹¹, A³¹² 및 A³¹³ 은 각각 독립적으로 C-R 또는 N 을 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R 로서 나타내는 치환기로는 상기 치환기군 A 로 든 것을 적용할 수 있다. A³¹¹, A³¹² 및 A³¹³ 이 C-R 인 경우에, R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알킬옥시기, 시아노기, 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 디알킬아미노기, 시아노기, 불소 원자, 더욱 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자이다. 또 가능한 경우에는 치환기끼리가 연결되어 축환 구조를 형성해도 된다. A³¹¹, A³¹² 및 A³¹³ 중 적어도 1 개는 N 인 것이 바람직하고 특히 A³¹¹ 이 N 인 것이 바람직하다.

일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물 중 보다 바람직한 양태 중 하나는 하기 일반식 (C-4) 로 나타내는 백금 착물이다.

(일반식 (C-4) 중, A⁴⁰¹ ∼ A⁴¹⁴ 는 각각 독립적으로 C-R²⁴ 또는 질소 원자를 나타낸다. R²⁴ 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁴¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다.)

일반식 (C-4) 에 대하여 설명한다.

A⁴⁰¹ ∼ A⁴¹⁴ 는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A⁴⁰¹ ∼ A⁴⁰⁶ 및 L⁴¹ 은 상기 일반식 (C-3) 에 있어서의 A³⁰¹ ∼ A³⁰⁶ 및 L³¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁴ 로는 A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁰ 과 A⁴¹¹ ∼ A⁴¹⁴ 의 각각에 있어서, 질소 원자 수는 0 ∼ 2 가 바람직하고 0 ∼ 1 이 보다 바람직하다. 발광 파장을 단파장측으로 시프트시키는 경우, A⁴⁰⁸, A⁴¹² 가 질소 원자인 것이 바람직하고, A⁴⁰⁸ 과 A⁴¹² 가 함께 질소 원자인 것이 더욱 바람직하다.

A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁴ 가 C-R 을 나타내는 경우에, A⁴⁰⁸, A⁴¹² 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 폴리플루오로알킬기, 알킬기, 아릴기, 불소기, 시아노기이고, 특히 바람직하게는, 수소 원자, 페닐기, 폴리플루오로알킬기, 시아노기이다. A⁴⁰⁷, A⁴⁰⁹, A⁴¹¹, A⁴¹³ 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 폴리플루오로알킬기, 불소기, 시아노기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 페닐기, 불소기이다. A⁴¹⁰, A⁴¹⁴ 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 불소기이며, 보다 바람직하게는 수소 원자이다. A⁴⁰⁷ ∼ A⁴⁰⁹, A⁴¹¹ ∼ A⁴¹³ 중 어느 하나가 C-R 을 나타내는 경우에 R 끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다.

일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태 중 하나는 하기 일반식 (C-5) 로 나타내는 백금 착물이다.

(일반식 (C-5) 중, A⁵⁰¹ ∼ A⁵¹² 는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁵¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다.)

일반식 (C-5) 에 대하여 설명한다. A⁵⁰¹ ∼ A⁵⁰⁶ 및 L⁵¹ 은, 상기 일반식 (C-3) 에 있어서의 A³⁰¹ ∼ A³⁰⁶ 및 L³¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

A⁵⁰⁷, A⁵⁰⁸ 및 A⁵⁰⁹ 와 A⁵¹⁰ , A⁵¹¹ 및 A⁵¹² 는 각각 독립적으로 일반식 (C-3) 에 있어서의 A³¹¹, A³¹² 및 A³¹³ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 다른 양태는 하기 일반식 (C-6) 으로 나타내는 백금 착물이다.

(식 중, L⁶¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A⁶¹ 은 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z⁶¹, Z⁶² 는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z⁶³ 은 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다.)

일반식 (C-6) 에 대하여 설명한다. L⁶¹ 은 상기 일반식 (C-1) 중의 L¹ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

A⁶¹ 은 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 A⁶¹ 은 탄소 원자인 것이 바람직하다.

Z⁶¹, Z⁶² 는 각각 상기 일반식 (C-2) 에 있어서의 Z²¹, Z²² 와 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. Z⁶³ 은 상기 일반식 (C-2) 에 있어서의 Z²³ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다. 비고리형 배위자란 Pt 에 결합하는 원자가 배위자 상태에서 고리를 형성하고 있지 않는 것이다. Y 중 Pt 에 결합하는 원자로는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자가 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자가 보다 바람직하고, 산소 원자가 가장 바람직하다. 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Y 로는 비닐 배위자를 들 수 있다. 질소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Y 로는 아미노 배위자, 이미노 배위자를 들 수 있다. 산소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Y 로는, 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자, 카르복실 배위자, 인산 배위자, 술폰산 배위자 등을 들 수 있다. 황 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Y 로는, 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자, 티오카르복실산 배위자 등을 들 수 있다.

Y 로 나타내는 배위자는 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로는 상기 치환기군 A 로서 든 것을 적절히 적용할 수 있다. 또 치환기끼리가 연결되어 있어도 된다.

Y 로 나타내는 배위자로서 바람직하게는 산소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 배위자이고, 보다 바람직하게는 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이고, 더욱 바람직하게는 아실옥시 배위자이다.

일반식 (C-6) 으로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태 중 하나는 하기 일반식 (C-7) 로 나타내는 백금 착물이다.

(식 중, A⁷⁰¹ ∼ A⁷¹⁰ 은 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁷¹ 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다.)

일반식 (C-7) 에 대하여 설명한다. L⁷¹ 은 상기 일반식 (C-6) 중의 L⁶¹ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. A⁷⁰¹ ∼ A⁷¹⁰ 은 일반식 (C-3) 에 있어서의 A³⁰¹ ∼ A³¹⁰ 과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. Y 는 일반식 (C-6) 에 있어서의 그것과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물로서 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2005-310733호의 [0143] ∼ [0152], [0157] ∼ [0158], [0162] ∼ [0168] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-256999호의 [0065] ∼ [0083] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-93542호의 [0065] ∼ [0090] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-73891호의 [0063] ∼ [0071] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-324309호의 [0079] ∼ [0083] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-96255호의 [0055] ∼ [0071] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-313796호의 [0043] ∼ [0046] 을 들 수 있고, 그 밖에 이하에 예시하는 백금 착물을 들 수 있다.

일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 화합물은, 예를 들어 Journal of Or ganic Chemistry 53, 786, (1988), G. R. Newkome et al.) 의 789 페이지, 왼쪽단 53 행 ∼ 오른쪽단 7 행에 기재된 방법, 790 페이지, 왼쪽단 18 행 ∼ 38 행에 기재된 방법, 790 페이지, 오른쪽단 19 행 ∼ 30 행에 기재된 방법 및 그 조합, Chemische Berichte 113, 2749 (1980), H.Lexy 외) 의 2752 페이지, 26 행 ∼ 35 행에 기재된 방법 등 여러 가지 수법으로 합성할 수 있다.

예를 들어, 배위자, 또는 그 해리체와 금속 화합물을 용매 (예를 들어, 할로겐계 용매, 알콜계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 니트릴 계 용매, 아미드계 용매, 술폰계 용매, 술폭사이드계 용매, 물 등을 들 수 있다) 의 존재하 혹은 용매 비존재하, 염기의 존재하 (무기, 유기의 여러 가지 염기, 예를 들어 나트륨메톡사이드, t-부톡시칼륨, 트리에틸아민, 탄산칼륨 등을 들 수 있다.) 혹은 염기 비존재하, 실온 이하 혹은 가열하여 (통상적인 가열 이외에도 마이크로 웨이브로 가열하는 수법도 유효하다) 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 일반식 (C-1) 로 나타내는 화합물을 발광층에 함유시키는 경우, 그 함유량은 발광층 중 1 ∼ 30 질량％ 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 25 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 20 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.

그 밖의 발광 재료에 대하여 설명한다.

(형광 발광 재료)

본 발명에 사용할 수 있는 형광 발광 재료의 예로서는, 예를 들어 벤조옥사졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 스틸벤젠 유도체, 폴리페닐 유도체, 디페닐부타디엔 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 나프탈이미드 유도체, 쿠마린 유도체, 축합 방향족 화합물, 페리논 유도체, 옥사디아졸 유도체, 옥사진 유도체, 아르다진 유도체, 피라리딘 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 비스티릴안트라센 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 피롤로피리딘 유도체, 티아디아졸로피리딘 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 스티릴아민 유도체, 디케토피롤로피롤 유도체, 방향족 디메틸리딘 화합물, 8-퀴노리놀 유도체의 착물이나 피로메텐 유도체의 착물로 대표되는 각종 착물 등, 폴리티오펜, 폴리페닐렌, 폴리페닐렌비닐렌 등의 폴리머 화합물, 유기 실란 유도체 등의 화합물 등을 들 수 있다.

(인광 발광 재료)

본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료로서는, 예를 들어 US6303238B1, US6097147, WO00/57676, WO00/70655, WO01/08230, WO01/39234A2, WO01/41512A1, WO02/02714A2, WO02/15645A1, WO02/44189A1, WO05/19373A2, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2002-302671호, 일본 공개특허공보 2002-117978호, 일본 공개특허공보 2003-133074호, 일본 공개특허공보 2002-235076호, 일본 공개특허공보 2003-123982호, 일본 공개특허공보 2002-170684호, EP1211257호, 일본 공개특허공보 2002-226495호, 일본 공개특허공보 2002-234894호, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2001-298470호, 일본 공개특허공보 2002-173674호, 일본 공개특허공보 2002-203678, 일본 공개특허공보 2002-203679호, 일본 공개특허공보 2004-357791호, 일본 공개특허공보 2006-256999호, 일본 공개특허공보 2007-19462호, 일본 공개특허공보 2007-84635호, 일본 공개특허공보 2007-96259호 등의 특허문헌에 기재된 인광 발광 화합물 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 더욱 바람직한 발광성 도펀트로서는 Ir 착물, Pt 착물, Cu 착물, Re 착물, W 착물, Rh 착물, Ru 착물, Pd 착물, Os 착물, Eu 착물, Tb 착물, Gd 착물, Dy 착물 및 Ce 착물을 들 수 있다. 특히 바람직하게는, Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이며, 그 중에서도 금속-탄소 결합, 금속-질소 결합, 금속-산소 결합, 금속-황 결합 중 적어도 하나의 배위 양식을 포함하는 Ir 착물, Pt 착물 또는 Re 착물이 바람직하다. 또한, 발광 효율, 구동 내구성, 색도 등의 관점에서 3 좌 이상의 다좌 배위자를 포함하는 Ir 착물, Pt 착물 또는 Re 착물이 특히 바람직하다.

발광층 중의 발광 재료는 발광층 중에 일반적으로 발광층을 형성하는 전체 화합물의 질량에 대해, 0.1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 내구성, 외부 양자 효율의 관점에서 1 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하고, 2 질량％ ∼ 30 질량％ 함유되는 것이 더욱 바람직하다.

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

본 발명의 소자에 있어서의 발광층은 발광 재료와 호스트 재료와의 혼합층으로 된 구성이어도 된다. 발광 재료는 형광 발광 재료이어도 되고 인광 발광 재료이어도 되고, 도펀트는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 되고, 예를 들어 전자 수송성의 호스트 재료와 홀 수송성의 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다. 또한 발광층 중에 전하 수송성을 가지지 않고, 발광하지 않는 재료를 포함하고 있어도 된다. 그와 같은 재료로서는, 탄화수소계 재료가 바람직하고, 아다만탄 골격을 갖는 재료가 특히 바람직하다. 또, 발광층은 1 층이어도 되고 2 층 이상의 다층이어도 된다. 또, 각각의 발광층이 상이한 발광색으로 발광해도 된다.

<호스트 재료>

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

호스트 재료로는 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용할 수도 있다.

그 밖의 본 발명에 사용할 수 있는 호스트 재료로는 예를 들어 이하의 화합물을 들 수 있다.

피롤, 인돌, 카르바졸, 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 칼콘, 스티릴안트라센, 플루오레논, 히드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제 3 급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 포르피린계 화합물, 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸), 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기 실란, 카본막, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 플루오레논, 안트라퀴노디메탄, 안트론, 디페닐퀴논, 티오피란디옥사이드, 카르보디이미드, 플루오레닐리덴메탄, 디스티릴피라진, 불소 치환 방향족 화합물, 나프탈렌페릴렌 등의 복소고리 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌, 8-퀴놀리롤 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물 및 그것들의 유도체 (치환기나 축환을 가지고 있어도 된다) 등을 들 수 있다.

본 발명에서 병용할 수 있는 호스트 재료로는 정공 수송성 호스트 재료이어도 되고, 전자 수송성 호스트 재료이어도 되지만, 정공 수송성 호스트 재료를 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 발광층이 호스트 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 호스트 재료는 하기 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

본 발명에서는 발광층에 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물 중 적어도 1 개 이상을 함유하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물이 발광층에 함유되는 경우, 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물은 발광층 중에 30 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 40 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 50 ∼ 100 질량％ 포함되는 것이 특히 바람직하다. 또, 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물을 복수의 유기층에 사용하는 경우에는 각각의 층에 있어서 상기의 범위로 함유하는 것이 바람직하다.

일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물은 어느 것의 유기층에 1 종류만을 함유하고 있어도 되고, 복수의 일반식 (4-1) 또는 (4-2) 로 나타내는 화합물을 임의의 비율로 조합하여 함유하고 있어도 된다.

(일반식 (4-1) 및 (4-2) 중, d, e 는 0 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 적어도 일방은 1 이상이다. f 는 1 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. R'₈ 은 치환기를 나타내고, d, e, f 가 2 이상인 경우 R'₈ 은 서로 상이해도 되고 동일해도 된다. 또, R'₈ 중 적어도 1 개는 하기 일반식 (5) 로 나타내는 카르바졸기를 나타낸다.)

(일반식 (5) 중, R'₉ 는 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. g 는 0 ∼ 8 의 정수를 나타낸다.)

R'₈ 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, 구체적으로는 할로겐 원자, 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기, 또는 일반식 (5) 로 나타내는 치환기이다. R'₈ 이 일반식 (5) 를 나타내지 않는 경우, 바람직하게는 탄소수 10 이하의 알킬기, 탄소수 10 이하의 치환 또는 무치환의 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 이하의 알킬기이다.

R'₉ 는 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, 구체적으로는 할로겐 원자, 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 알킬기, 아릴기, 헤테로 고리기이고, 바람직하게는 탄소수 10 이하의 알킬기, 탄소수 10 이하의 치환 또는 무치환의 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 이하의 알킬기이다.

g 는 0 ∼ 8 의 정수를 나타내고, 전하 수송을 담당하는 카르바졸 골격을 지나치게 차폐하지 않는 관점에서 0 ∼ 4 가 바람직하다. 또, 합성이 용이한 관점에서 카르바졸이 치환기를 갖는 경우, 질소 원자에 대해 대칭이 되도록 치환기를 가지는 것이 바람직하다.

일반식 (4-1) 에 있어서 전하 수송능을 유지하는 관점에서 d 와 e 의 합은 2 이상인 것이 바람직하다. 또, 타방의 벤젠 고리에 대해 R'₈ 이 메타로 치환되는 것이 바람직하다.

그 이유로서 오르토 치환에서는 이웃하는 치환기의 입체 장애가 크기 때문에 결합이 개열되기 쉬워, 내구성이 낮아진다. 또, 파라 치환에서는 분자 형상이 강직한 막대 형상에 가까워져, 결정화되기 쉬워지기 때문에 고온 조건에서의 소자 열화가 일어나기 쉬워진다. 구체적으로는 이하의 구조로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

상기 식에 있어서 R'₉ 는 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. g 는 0 ∼ 8 의 정수를 나타낸다.

일반식 (4-2) 에 있어서, 전하 수송능을 유지하는 관점에서 f 는 2 이상인 것이 바람직하다. f 가 2 또는 3 인 경우, 동일한 관점에서 R'₈ 이 서로 메타로 치환되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 이하의 구조로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

상기 식에 있어서 R'₉ 는 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. g 는 0 ∼ 8 의 정수를 나타낸다.

일반식 (4-1) 및 (4-2) 가 수소 원자를 갖는 경우, 수소의 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함한다. 이 경우 화합물 중의 모든 수소 원자가 수소 동위체로 치환되어도 되고, 또 일부가 수소 동위체를 포함하는 화합물인 혼합물이어도 된다. 바람직하게는 일반식 (5) 에 있어서의 R'₉ 가 중수소에 의해 치환된 것이고, 특히 바람직하게는 이하의 구조를 들 수 있다.

또한, 치환기를 구성하는 원자는 그 동위체도 포함하고 있는 것을 나타낸다.

일반식 (4-1) 및 (4-2) 로 나타내는 화합물은 여러 가지 공지된 합성법을 조합하여 합성할 수 있다. 가장 일반적으로는, 카르바졸 화합물에 관해서는 아릴하이드라진과 시클로헥산 유도체와의 축합체의 아자코프 전위 반응 후, 탈수소 방향족화에 의한 합성 (L. F. Tieze, Th. Eicher 저술, 타카노, 오가사와라 번역, 정밀 유기 합성, 339 페이지 (난코도 간행)) 를 들 수 있다. 또, 얻어진 카르바졸 화합물과 할로겐화아릴 화합물의 팔라듐 촉매를 사용하는 커플링 반응에 관해서는, 테트라헨드론·레터스 39 권 617 페이지 (1998 년), 동 39 권 2367 페이지 (1998 년) 및 동 40 권 6393 페이지 (1999 년) 등에 기재된 방법을 들 수 있다. 반응 온도, 반응 시간에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 상기 문헌에 기재된 조건을 적용할 수 있다. 또, mCP 등의 몇 개의 화합물은 시판되고 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 일반식 (4-1) 및 (4-2) 로 나타내는 화합물은 진공 증착 프로세스로 박층을 형성하는 것이 바람직하지만, 용액 도포 등의 웨트 프로세스도 바람직하게 사용할 수 있다. 화합물의 분자량은 증착 적성이나 용해성의 관점에서 2000 이하인 것이 바람직하고, 1200 이하인 것이 보다 바람직하고, 800 이하인 것이 특히 바람직하다. 또 증착 적성의 관점에서는, 분자량이 지나치게 작으면 증기압이 작아져, 기상으로부터 고상으로의 변화가 일어나지 않고, 유기층을 형성하는 것이 곤란해지기 때문에, 300 이상이 바람직하고, 40O 이상이 특히 바람직하다.

일반식 (4-1) 및 (4-2) 는 이하에 나타내는 구조 혹은 그 수소 원자가 1 개 이상 중수소 원자로 치환된 화합물인 것이 바람직하다.

상기 식에 있어서 R'₉ 는 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다.

이하에 본 발명에 있어서의 일반식 (4-1) 및 (4-2) 로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

발광층에 있어서, 상기 호스트 재료의 삼중항 최저 여기 에너지 (T₁ 에너지) 가, 상기 인광 발광 재료의 T₁ 에너지보다 높은 것이 색순도, 발광 효율, 구동 내구성 면에서 바람직하다. 호스트 재료의 T₁ 이 인광 발광 재료의 T₁ 보다 0.1 eV 이상 큰 것이 바람직하고, 0.2 eV 이상 큰 것이 보다 바람직하고, 0.3 eV 이상 큰 것이 더욱 바람직하다.

호스트 재료의 T₁ 이 인광 발광 재료의 T₁ 보다 작으면 발광을 소광시켜 버리기 때문에 호스트 재료에는 인광 발광 재료보다 큰 T₁ 이 요구된다. 또, 호스트 재료의 T₁ 이 인광 발광 재료보다 큰 경우에도, 양자의 T₁ 차이가 작은 경우에는 일부, 인광 발광 재료로부터 호스트 재료에 대한 역에너지 이동이 일어나기 때문에, 효율 저하나 내구성 저하의 원인이 된다. 따라서, T₁ 이 충분히 크고 화학적 안정성 및 캐리어 주입·수송성이 높은 호스트 재료가 요구되고 있다.

또, 본 발명에 있어서의 호스트 화합물의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만 발광 효율, 구동 전압의 관점에서 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 15 질량％ 이상 95 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 발광층에, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 포함하는 복수 종류의 호스트 화합물을 함유하는 경우, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 전체 호스트 화합물 중 50 질량％ 이상 99 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 발광층에 인접하는, 발광층보다 양극측의 층에, T1 이 2.50 eV 이상 3.25 eV 이하인 아민계 재료를 사용하는 것이 소자의 효율, 구동 전압, 내구성의 관점에서 바람직하다. T1 을 2.50 eV 이상으로 함으로써 발광층에서 생성되는 여기자를 퀀칭하기 어려워져, 3.25 eV 이하로 함으로써 재료의 여기 상태에서의 안정성이 높아진다. T1 은 보다 바람직하게는 2.60 eV 이상 3.10 eV 이하이고, 더욱 바람직하게는 2.50 eV 이상 3.00 eV 이하이다. 분자 내에 페난트렌, 트리페닐렌 이외의 축환 방향족 탄화수소 골격을 갖지 않는 구조로 함으로써, T1 을 이 범위로 할 수 있다. 또, 아민계 재료는 아릴아민 구조 또는 카르바졸 구조를 갖는 재료로, 예로는 이하에 나타내는 것이나 이하의 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.

〔일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물〕

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

일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 발광층과 양극 사이의 발광층에 인접하는 유기층에 함유되는 것이 보다 바람직하지만, 그 용도가 한정되지는 않고, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 본 발명에 관련된 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물의 도입층으로는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 하나, 혹은 복수로 함유할 수 있다.

일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물이 함유되는, 발광층과 양극 사이의 발광층에 인접하는 유기층은 정공 수송층인 것이 보다 바람직하다.

일반식 (M-1) 중, R^M1 은 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

R^M2 ∼ R^M23 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기, 실릴기, 시아노기, 니트로기 또는 불소 원자를 나타낸다.

일반식 (M-1) 중, R^M1 은 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R^M1 로서 바람직하게는 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 아릴기이다. R^M1 의 아릴기가 치환기를 가지는 경우의 바람직한 치환기로는 알킬기, 할로겐 원자, 시아노기, 아릴기, 알콕시기를 들 수 있고, 알킬기, 할로겐 원자, 시아노기 또는 아릴기가 보다 바람직하고, 알킬기, 시아노기 또는 아릴기가 더욱 바람직하다. R^M1 의 아릴기는 바람직하게는 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 페닐기이며, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 시아노기를 가지고 있어도 되는 페닐기이다.

R^M2 ∼ R^M23 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 24), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 18), 시아노기, 니트로기 또는 불소 원자를 나타내고, 이들은 전술한 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

R^M2, R^M7, R^M8, R^M15, R^M16 및 R^M23 으로서 바람직하게는 수소 원자 또는 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 알킬기 혹은 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다.

R^M4, R^M5, R^M11, R^M12, R^M19 및 R^M20 로서 바람직하게는, 수소 원자, 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 알킬기 혹은 아릴기 또는 불소 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다.

R^M3, R^M6, R^M9, R^M14, R^M17 및 R^M22 로서 바람직하게는 수소 원자, 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 알킬기 혹은 아릴기, 불소 원자, 또는 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자 또는 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다.

R^M10, R^M13, R^M18 및 R^M21 로서 바람직하게는 수소 원자, 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 혹은 아미노기, 니트로기, 불소 원자, 또는 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 알킬기 혹은 아릴기, 니트로기, 불소 원자 또는 시아노기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 알킬기이다. 알킬기가 치환기를 가지는 경우의 치환기로는, 불소 원자가 바람직하고 치환기 Z 를 가지고 있어도 되는 알킬기의 탄소수는 바람직하게는 1 ∼ 6 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 4 이다.

일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 정공 수송층 중에서 사용하는 경우에는, 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 50 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 80 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 95 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 특히 바람직하다.

또, 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 복수의 유기층에 사용하는 경우에는 각각의 층에 있어서, 상기의 범위로 함유하는 것이 바람직하다.

일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 어느 것의 유기층에, 한 종류만을 함유하고 있어도 되고, 복수의 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 임의의 비율로 조합하여 함유하고 있어도 된다.

일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 정공 수송층의 두께로는, 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 3 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 그 정공 수송층은 발광층에 접해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그 정공 수송층은 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 동일 조성 또는 이종 (異種) 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

일반식 (M-1) 을 구성하는 수소 원자는 수소의 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함한다. 이 경우 화합물 중의 모든 수소 원자가 수소 동위체로 치환되어 있어도 되고, 또 일부가 수소 동위체를 함유하는 화합물인 혼합물이어도 된다.

일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 여러 가지 공지된 합성법을 조합하여 합성할 수 있다. 가장 일반적으로는, 카르바졸 화합물에 관해서는 아릴하이드라진과 시클로헥산 유도체와의 축합체의 아자코프 전위 반응 후, 탈수소 방향족화에 의한 합성 (L. F. Tieze, Th. Eicher 저술, 타카노, 오가사와라 번역, 정밀 유기 합성, 339 페이지 (난코도 간행)) 을 들 수 있다. 또, 얻어진 카르바졸 화합물과 할로겐화아릴 화합물의 팔라듐 촉매를 사용하는 커플링 반응에 관해서는, 테트라헤드론·레터스 39 권 617 페이지 (1998 년), 동 39 권 2367 페이지 (1998 년) 및 동 40 권 6393 페이지 (1999 년) 등에 기재된 방법을 들 수 있다. 반응 온도, 반응 시간에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 문헌에 기재된 조건을 적용할 수 있다.

본 발명의 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물은 진공 증착 프로세스로 박층을 형성하는 것이 바람직하지만, 용액 도포 등의 웨트 프로세스도 바람직하게 사용할 수 있다. 화합물의 분자량은 증착 적성이나 용해성의 관점에서 2000 이하인 것이 바람직하고, 1200 이하인 것이 보다 바람직하고, 800 이하인 것이 특히 바람직하다. 또 증착 적성의 관점에서는, 분자량이 지나치게 작으면 증기압이 작아져, 기상으로부터 고상으로의 변화가 일어나지 않고, 유기층을 형성하는 것이 곤란해지기 때문에, 300 이상이 바람직하고, 400 이상이 특히 바람직하다.

이하에 일반식 (M-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 나타내는데, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.

〔방향족 탄화수소 화합물〕

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 한 쌍의 전극이 음극을 포함하고, 상기 발광층과 그 음극 사이에 적어도 한 층의 유기층을 포함하는 것이 바람직하고, 그 유기층에 방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

방향족 탄화수소 화합물은 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층에 함유되는 것이 보다 바람직하지만, 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 본 발명에 관련된 방향족 탄화수소 화합물의 도입층으로서는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것, 혹은 복수로 함유할 수 있다.

방향족 탄화수소 화합물이 함유되는 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층은 전하 블록층 또는 전자 수송층인 것이 바람직하고, 전자 수송층인 것이 보다 바람직하다.

방향족 탄화수소 화합물은 합성 용이성의 관점에서 탄소 원자와 수소 원자만 로 이루어지는 것이 바람직하다.

방향족 탄화수소 화합물을 발광층 이외의 층에 함유시키는 경우에는 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다. 방향족 탄화수소 화합물을 발광층에 함유시키는 경우에는, 발광층의 전체 질량에 대해 0.1 ∼ 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하다.

방향족 탄화수소 화합물로는, 하기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물 (이하, 간단히 「탄화수소 화합물」 이라고 하는 경우가 있다) 이 바람직하다.

일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 화학적 안정성 면에서 우수하기 때문에 구동 내구성이 높아, 고휘도 구동시의 각종 변화가 일어나기 어렵다는 효과를 발휘한다.

일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은, 분자량이 400 ∼ 1200 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 400 ∼ 1000 이고, 더욱 바람직하게는 4 0O ∼ 800 이다. 분자량이 400 이상이면 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 분자량이 1200 이하이면 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정의 면에서 바람직하다.

일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 발광층에 인접하는 유기층뿐만 아니라 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.

(일반식 (Tp-1) 에 있어서, R¹² ∼ R²³ 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기를 나타낸다. 단, R¹² ∼ R²³ 이 모두 수소 원자가 되는 것은 아니다.)

R¹² ∼ R²³ 이 나타내는 알킬기로는, 치환기 혹은 무치환의, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 시클로헥실기이고, 보다 바람직하게는 메틸기, 에틸기 또는 tert-부틸기이다.

R¹² ∼ R²³ 으로서 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기 (이들은 추가로 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 된다) 로 치환되어 있어도 되고, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기인 것이 더욱 바람직하다.

페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기 (이들은 추가로 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 된다) 로 치환되어 있어도 되고, 벤젠 고리인 것이 특히 바람직하다.

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

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

본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은, 하기 일반식 (Tp-2) 로 나타내는 탄화수소 화합물인 것이 바람직하다.

(일반식 (Tp-2) 중 복수의 Ar¹ 은 동일하고, 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기를 나타낸다.)

Ar¹ 이 나타내는 알킬기 및 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로는, R¹² ∼ R²³ 에서 든 것과 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은, 하기 일반식 (Tp-3) 으로 나타내는 탄화수소 화합물인 것이 바람직하다.

일반식 (Tp-3)

(일반식 (Tp-3) 중 L 은 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프탈기, 트리페닐레닐기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 n 가의 연결기를 나타낸다. n 은 1 ∼ 6 의 정수를 나타낸다.)

L 이 나타내는 n 가의 연결기를 형성하는 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로는, R¹² ∼ R²³ 에서 든 것과 동일하다.

L 로서 바람직하게는 알킬기 또는 벤젠 고리로 치환되어 있어도 되는 벤젠 고리, 플루오렌고리, 또는 이들을 조합하여 이루어지는 n 가의 연결기이다.

이하에 L 의 바람직한 구체예를 드는데, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한 구체예 중 * 에서 트리페닐렌 고리와 결합한다.

n 은 1 ∼ 5 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 4 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물은, 하기 일반식 (Tp-4) 로 나타내는 탄화수소 화합물인 것이 바람직하다.

(일반식 (Tp-4) 에 있어서, 복수 존재하는 경우의 Ar² 는 동일하고, Ar² 는 알킬기, 페닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기로 치환, 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 또는 1 을 나타내지만, p 와 q 가 동시에 0 이 되는 경우는 없다. p 및 q 가 0 을 나타내는 경우, Ar² 는 수소 원자를 나타낸다.)

Ar² 로서 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 페닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기를 조합하여 이루어지는 기이고, 보다 바람직하게는 메틸기, t-부틸기, 페닐기, 트리페닐레닐기를 조합하여 이루어지는 기이다.

Ar² 는 메타 위치가 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 페닐기, 나프텔기, 트리페닐레닐기, 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기로 치환된 벤젠 고리인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 탄화 수소 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층의 호스트 재료나 발광층에 인접하는 층의 전하 수송 재료로서 사용하는 경우, 발광 재료보다 박막 상태에서의 에너지 갭 (발광 재료가 인광 발광 재료인 경우에는, 박막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T₁) 에너지) 이 크면, 발광이 퀀칭되어 버리는 것을 방지하여 효율 향상에 유리하다. 한편, 화합물의 화학적 안정성의 관점에서는, 에너지 갭 및 T₁ 에너지는 지나치게 크지 않은 편이 바람직하다. 일반식 (Tp-1) 로 나타내는 탄화수소 화합물의 막 상태에서의 T₁ 에너지는 52 ㎉/㏖ 이상 80 ㎉/㏖ 이하인 것이 바람직하고, 55 ㎉/㏖ 이상 68 ㎉/㏖ 이하인 것이 보다 바람직하고, 58 ㎉/㏖ 이상 63 ㎉/㏖ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 특히, 발광 재료로서 인광 발광 재료를 사용하는 경우에는, T₁ 에너지가 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

T₁ 에너지는, 전술한 일반식 (1) 의 설명에 있어서의 방법과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다.

유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동중의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점에서, 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 100 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

이하에, 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물의 구체예를 예시하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

상기 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물로서 예시한 화합물은 국제공개 제05/013388호 팜플렛, 국제공개 제06/130598호 팜플렛, 국제공개 제09/021107호 팜플렛, US 2009/0009065, 국제공개 제09/008311호 팜플렛 및 국제공개 제04/018587호 팜플렛에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.

합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

〔일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물〕

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 발광층과 음극 사이의 적어도 한 층의 유기층에, 적어도 1 종의 하기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것도 바람직하다. 이하에, 일반식 (O-1) 에 대하여 설명한다.

일반식 (0-1) 중, R^O1 은 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

A^O1 ∼ A^O4 는 각각 독립적으로 C-R^A 또는 N 을 나타낸다.

R^A 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R^A 는 동일해도 되고 상이해도 된다.

L^O1 은 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리로 이루어지는 2 가 ∼ 6 가의 연결기를 나타낸다.

n^O1 은 2 ∼ 6 의 정수를 나타낸다.

복수 존재하는 R^O1, A^O1 ∼ A^O4 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.

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

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

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

L^O1 은 아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30) 또는 헤테로아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 로 이루어지는 2 가 ∼ 6 가의 연결기를 나타낸다. L⁰¹ 로서 바람직하게는 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 아릴트리일기, 또는 헤테로아릴 트리일기이고, 보다 바람직하게는 페닐렌기, 비페닐렌기, 또는 벤젠트리일기이고, 더욱 바람직하게는 비페닐렌기, 또는 벤젠트리일기이다. L^O1 은 전술한 치환기 Z 를 가지고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우의 치환기로서는 알킬기, 아릴기, 또는 시아노기가 바람직하다. L^O1 의 구체예로는 이하의 것을 들 수 있다.

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

일반식 (0-1) 로 나타내는 화합물은, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (0-2) 로 나타내는 화합물이다.

일반식 (0-2) 중, R^O1 은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

R^O2 ∼ R^O4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

A^O1 ∼ A^O4 는 각각 독립적으로 C-R^A 또는 N 을 나타낸다.

R^A 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R^A 는 동일해도 되고 상이해도 된다.

복수 존재하는 R^O1, A^O1 ∼ A^O4 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.

R^O1 및 A^O1 ∼ A^O4 는, 상기 일반식 (0-1) 중의 R^O1 및 A^O1 ∼ A^O4 과 동일한 의미이고, 또 그들의 바람직한 범위도 동일하다.

R^O2 ∼ R^O4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R^O2 ∼ R^O4 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 또는 아릴기이고, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.

일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내는데, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층에 함유되는 것이 보다 바람직하지만, 그 용도가 한정되지는 않고, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 본 발명에 관련된 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물의 도입층으로서는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것, 혹은 복수로 함유할 수 있다.

일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물이 함유되는, 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층은 전하 블록층 또는 전자 수송층인 것이 바람직하고, 전자 수송층인 것이 보다 바람직하다.

일반식 (0-1) 로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층에 함유시키는 경우에는, 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다. 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 발광층에 함유시키는 경우에는, 발광층의 전체 질량에 대해 0.1 ∼ 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하다.

일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은 분자량이 400 ∼ 2000 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500 ∼ 1500 이며, 더욱 바람직하게는 600 ∼ 1000 이다. 분자량이 400 이상이면 막질의 양호한 막을 얻을 수 있고, 분자량이 2000 이하이면 증착 적성이나 용해성의 면에서 바람직하다.

본 발명에 관련된 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을, 유기 전계 발광 소자의 발광층의 호스트 재료나 발광층에 인접하는 층의 전하 수송 재료로서 사용하는 경우, 발광 재료보다 박막 상태에서의 에너지 갭 (발광 재료가 인광 발광 재료인 경우에는, 박막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T₁) 에너지) 이 크면 발광이 퀀칭해 버리는 것을 방지하여, 효율 향상에 유리하다. 한편, 화합물의 화학적 안정성의 관점에서는 에너지 갭 및 T₁ 에너지는 지나치게 크지 않은 편이 바람직하다. 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 T₁ 에너지는, 52 ㎉/㏖ 이상 80 ㎉/㏖ 이하인 것이 바람직하고, 55 ㎉/㏖ 이상 68 ㎉/㏖ 이하인 것이 보다 바람직하고, 58 ㎉/㏖ 이상 63 ㎉/㏖ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 특히, 발광 재료로서 인광 발광 재료를 사용하는 경우에는, T₁ 에너지가 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

T₁ 에너지는 전술한 일반식 (1)의 설명에 있어서의 방법과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다.

유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동중의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점에서, 본 발명에 관련된 일반식 (0-1) 로 나타내는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 100 ℃ 이상 40O ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

상기 본 발명에 관련된 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물로 예시한 화합물은, 국제공개 제05/013388호 팜플렛, 국제공개 제06/130598호 팜플렛, 국제공개 제09/021107호 팜플렛, US2009/0009065, 국제공개 제09/008311호 팜플렛 및 국제공개 제04/018587호 팜플렛에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.

합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해, 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

(전하 수송층)

전하 수송층이란 유기 전계 발광 소자에 전압을 인가했을 때에 전하 이동이 일어나는 층을 말한다. 구체적으로는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층, 발광층, 정공 블록층, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 들 수 있다. 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이다. 도포법에 의해 형성되는 전하 수송층이 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이면, 저비용 또한 고효율인 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있게 된다. 또, 전하 수송층으로서 보다 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 블록층이다.

-정공 주입층, 정공 수송층-

정공 주입층, 정공 수송층은, 양극 또는 양극측으로부터 정공을 받아 음극측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다.

본 발명에 관하여, 유기층으로서 전자 수용성 도펀트를 함유하는 정공 주입층 또는 정공 수송층을 포함하는 것이 바람직하다.

-전자 주입층, 전자 수송층-

전자 주입층, 전자 수송층은 음극 또는 음극측으로부터 전자를 받아 양극측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다.

정공 주입층 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0165〕∼〔0167〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

-정공 블록층-

정공 블록층은 양극측으로부터 발광층으로 수송된 정공이 음극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 음극측에서 인접하는 유기층으로서 정공 블록층을 형성할 수 있다.

정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 알루미늄(Ⅲ)비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)4-페닐페놀레이트 (Aluminum(Ⅲ)bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate(BAlQ 라고 약기한다)) 등의 알루미늄 착물, 트리아졸 유도체, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP 라고 약기한다)) 등의 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.

정공 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 20O ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 10O ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

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

-전자 블록층-

전자 블록층은 음극측으로부터 발광층으로 수송된 전자가 양극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 양극측에서 인접하는 유기층으로서 전자 블록층을 형성할 수 있다.

전자 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 예를 들어 전술한 정공 수송 재료로서 예시한 것을 적용할 수 있다.

전자 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 20O ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 10O ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

전자 블록층은 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

<보호층>

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

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

<봉지 용기>

본 발명의 소자는 봉지 용기를 사용하여 소자 전체를 봉지해도 된다.

봉지 용기에 대해서는 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0171〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

(구동)

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

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

본 발명의 발광 소자는 여러 가지 공지된 연구에 의해, 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 기판 표면 형상을 가공하는 (예를 들어 미세한 요철 패턴을 형성한다), 기판·IT0 층·유기층의 굴절률을 제어하는 기판·IT0 층·유기층의 막 두께를 제어하는 것 등에 의해, 광의 취출 효율을 향상시켜, 외부 양자 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

본 발명의 발광 소자는 양극측에서 발광을 취출하는, 이른바 탑 이미션 방식이어도 된다.

본 발명에 있어서의 유기 EL 소자는 공진기 구조를 가져도 된다. 예를 들어, 투명 기판 상에 굴절률이 상이한 복수의 적층막으로 이루어지는 다층막 미러, 투명 또는 반투명 전극, 발광층 및 금속 전극을 중첩하여 갖는다. 발광층에서 발생한 광은 다층막 미러와 금속 전극을 반사판으로 하여 그 사이에서 반사를 반복하여 공진한다.

다른 바람직한 양태로는 투명 기판 상에, 투명 또는 반투명 전극과 금속 전극이 각각 반사판으로서 기능하여, 발광층에서 발생한 광은 그 사이에서 반사를 반복하여 공진한다.

공진 구조를 형성하기 위해서는 2 개의 반사판의 유효 굴절률, 반사판간의 각 층의 굴절률과 두께로부터 결정되는 광로 길이를 원하는 공진 파장을 얻는 데에 최적인 값이 되도록 조정된다. 제 1 양태인 경우의 계산식은 일본 공개특허공보 평9-180883호 명세서에 기재되어 있다. 제 2 양태인 경우의 계산식은 일본 공개특허공보 2004-127795호 명세서에 기재되어 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자의 외부 양자 효율로는 5 ％ 이상이 바람직하고, 7 ％ 이상이 보다 바람직하다. 외부 양자 효율의 수치는 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 외부 양자 효율의 최대값, 혹은 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 100 ∼ 500 cd/㎡ 부근에서의 외부 양자 효율의 값을 사용할 수 있다.

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

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 350 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하로 극대 발광 파장 (발광 스펙트럼의 최대 강도 파장) 을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 350 ㎚ 이상 600 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 400 ㎚ 이상 520 ㎚ 이하, 특히 바람직하게는 400 ㎚ 이상 465 ㎚ 이하이다.

(본 발명의 발광 소자의 용도)

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

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

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

도 2 는 본 발명의 발광 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2 의 발광 장치 (20) 는 투명 기판 (지지 기판) (2), 유기 전계 발광 소자 (10), 봉지 용기 (11) 등에 의해 구성되어 있다.

유기 전계 발광 소자 (10) 는 기판 (2) 상에 양극 (제 1 전극) (3), 유기층 (11), 음극 (제 2 전극) (9) 이 순차 적층되어 구성되어 있다. 또, 음극 (9) 상에는 보호층 (12) 이 적층되어 있고, 또한 보호층 (12) 상에는 접착층 (14) 을 개재하여 봉지 용기 (16) 가 형성되어 있다. 또한, 각 전극 (3, 9) 의 일부, 격벽, 절연층 등은 생략되어 있다.

여기에서, 접착층 (14) 으로는 에폭시 수지 등의 광 경화형 접착제나 열 경화형 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들어 열 경화성 접착 시트를 사용할 수도 있다.

본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되는 것이 아니고, 예를 들어 조명 장치 이외에, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 할 수 있다.

(조명 장치)

다음으로, 도 3 을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치에 대하여 설명한다.

도 3 은 본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치 (40) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 전술한 유기 EL 소자 (10) 와 광 산란 부재 (30) 를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 조명 장치 (40) 는 유기 EL 소자 (10) 의 기판 (2) 과 광 산란 부재 (30) 가 접촉하도록 구성되어 있다.

광 산란 부재 (30) 는 광을 산란시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 도 3 에서는 투명 기판 (31) 에 미립자 (32) 가 분산된 부재로 되어 있다. 투명 기판 (31) 으로서는 예를 들어 유리 기판을 바람직하게 예시할 수 있다. 미립자 (32) 로는 투명 수지 미립자를 바람직하게 예시할 수 있다. 유리 기판 및 투명 수지 미립자로는 모두 공지된 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 조명 장치 (40) 는 유기 전계 발광 소자 (10) 로부터의 발광이 산란 부재 (30) 의 광 입사면 (30A) 에 입사 되면, 입사광을 광 산란 부재 (30) 에 의해 산란시키고, 산란 광을 광 출사면 (30B) 로부터 조명광으로서 출사하는 것이다.

실시예

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

1. 화합물 1 ∼ 13 의 합성

이하에 나타내는 합성예에 의해 화합물 1 ∼ 10 을 합성하였다. 또, 화합물 11 ∼ 13 의 합성법을 나타낸다.

합성예 1 : 화합물 1 의 합성

질소 기류하, N-페닐안트라닐산 42.6 g (200 m㏖), 메탄올 1 ℓ, 농황산 50 ㎖ 를 가열 환류시키고, 7 시간 교반하였다. 실온으로 되돌린 후, 순수, 아세트산에틸, 헥산을 첨가하여 유기상을 추출하였다. 유기상을 황산나트륨으로 건조시켜 용매를 감압 증류 제거한 후, 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (헥산 : 아세트산에틸 = 4 : 1) 에 의해 정제하여, 합성 중간체 (A) 27.7 g (122 m㏖, 수율 61 ％) 을 얻었다.

질소 기류하, 합성 중간체 (A) 27.3 g (120 m㏖), 브롬화 메틸마그네슘의 0.93 ㏖/ℓ 테트라하이드로푸란 (THF) 용액 450 ㎖ (420 m㏖), 건조 THF 150 ㎖ 를 0 ℃ 에서 혼합한 후, 50 ℃ 에서 1 시간 교반하였다. 반응 용액을 빙수에 넣고 염화암모늄 수용액으로 중화시킨 후, 아세트산에틸을 첨가하여 유기상을 추출하였다. 유기상을 황산나트륨으로 건조시킨 후, 용매를 감압 증류 제거함으로써 합성 중간체 (B) (27.3 g, 120 m㏖, 100 ％) 를 얻었다.

질소 기류하, 합성 중간체 (B) 27.3 g (120 m㏖), 폴리인산 (100 ㎖) 을 실온에서 1 시간 교반하였다. 순수를 첨가하여 탄산수소나트륨 수용액에 의해 중화시킨 후, 아세트산에틸을 첨가하여 유기상을 추출했다. 유기상을 황산나트륨에 의해 건조시켜 용매를 감압 증류 제거한 후, 헥산으로 재결정함으로써 합성 중간체 (C) 20.1 g (96 m㏖, 80 ％) 을 얻었다.

합성 중간체 (C) 8.36 g (40.0 m㏖), 1-브로모-4-요오드벤젠 113 g (40.0 m㏖), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd₂(dba)₃) 366 ㎎ (0.40 m㏖), 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센 333 ㎎ (0.60 m㏖), 나트륨t-부톡사이드 5.76 g (60.0 m㏖), 톨루엔 120 ㎖ 를 혼합하여, 질소 분위기하, 100 ℃ 에서 4 시간 교반하였다. 반응액에 톨루엔을 200 ㎖ 첨가한 후, 셀라이트 여과에 의해 고형분을 여과 분리하여, 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (전개 용매 : 톨루엔) 에 의해 원점 성분을 제거하였다. 용매를 감압 증류 제거하여 얻어진 고체를 에탄올 80 ㎖ 로 분산시켜, 초음파 조사 후 여과하여 진공 건조시킴으로써 합성 중간체 (D) 를 10.2 g 얻었다 (수율 70 ％).

3-브로모벤즈알데히드 27.8 g (150 m㏖), 아세토페논 (150 m㏖), 28 ％ 나트륨메톡사이드/메탄올 용액 3 ㎖, 에탄올 300 ㎖ 를 혼합하여, 질소 분위기하에서, 실온에서 6 시간, 70 ℃ 에서 1 시간 교반하였다. 반응 용액에 벤즈아미딘 염산염 14.1 g (90.0 m㏖), 수산화나트륨 120 g (300 m㏖) 을 첨가한 후, 추가로 질소 분위기하에서, 70 ℃ 에서 4 시간 교반하였다. 실온에서 하룻밤 방치한 후, 고형분을 여과 채취하여, 순수, 메탄올로 순차 세정함으로써 합성 중간체 (E) 를 20.0 g 얻었다 (수율 57 ％).

합성 중간체 (B) 20.0 g (51.6 m㏖), 비스(피나콜라토)디보론 15.7 g (61.9 m㏖), (1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센)팔라듐(Ⅱ)디클로라이드디클로로메탄 부가물 1.26 g (1.55 m㏖), 아세트산칼륨 11.7 g (119 m㏖), 디메틸술폭시드 350 ㎖ 를 혼합하여, 질소 분위기하에서 80 ℃ 에서 8 시간 교반하였다. 순수를 350 ㎖ 첨가하여 고형분을 여과 채취하고, 순수, 에탄올, 헥산으로 순차 세정하여 실리카겔 칼럼크로마토그래피 (전개 용매 : 톨루엔, 이어서 톨루엔/아세트산에틸 (9 : 1), 이어서 톨루엔/아세트산에틸 (4 : 1)) 에 의해 정제하고, 분리 채취한 용액을 건고 되지 않을 정도로 농축시키고, 헥산을 80 ㎖ 첨가하고 나서 실온으로 1 시간 방치한 후, 석출된 결정을 여과 채취, 진공 건조시켜 합성 중간체 (F) 를 12.2 g 얻었다 (수율 54 ％).

합성 중간체 (D) (2.51 g, 6.9 m㏖), 합성 중간체 (F) (3.00 g, 6.9 m㏖), 아세트산팔라듐 (77.5 ㎎, 0.345 m㏖), 트리페닐포스핀 (362 ㎎, 1.38 m㏖), 탄산나트륨 (2.19 g, 20.7 m㏖), 톨루엔 (25 ㎖), 순수 (10 ㎖) 를 혼합하여, 질소 분위기하에서 5 시간 가열 환류하였다. 반응액에 톨루엔 50 ㎖ 를 첨가한 후, 셀라이트 여과에 의해 고형분을 여과 분리하고, 식염수를 첨가하여 유기상을 추출하였다. 유기상을 황산나트륨으로 건조시킨 후, 감압 농축하고 실리카겔 크로마토그래피 (전개 용매 : 톨루엔) 에 의해 정제하였다. 또한 톨루엔/헥산 (1 : 1) 에 의해 재결정을 3 회 반복하여 화합물 1 을 2.9 g 얻었다 (수율 71 ％).

(합성예 2) 화합물 2 의 합성

문헌 (국제공개 제2005/022962호) 을 참고하여 합성 중간체 (G) 를 합성하였다. 합성 중간체 (E) 대신에 합성 중간체 (G) 를 사용하는 것 이외에는 합성예 1과 동일하게 하여 화합물 2 를 합성하였다.

MS (MALDI-TOF) : m/z = 591.8 ([M ＋ H]⁺).

(합성예 3) 화합물 3 의 합성

문헌 (국제공개 제2005/085387호) 에 따라 합성 중간체 (H) 를 합성하였다. 합성 중간체 (E) 대신에 합성 중간체 (H) 를 사용하는 것 이외에는 합성예 1 과 동일하게 하여 화합물 3 을 합성하였다.

MS (MALDI-TOF) : m/z = 593.8 ([M ＋ H]⁺).

(합성예 4) 화합물 4 의 합성

문헌 (국제공개 제2005/085387호) 에 따라 합성 중간체 (I) 를 합성하였다. 합성예 1 의 브롬화 메틸마그네슘을 염화부틸 마그네슘으로 바꾸고, 합성 중간체 (E) 대신에 합성 중간체 (I) 를 사용하는 것 이외에는 합성예 1 과 동일하게 하여 화합물 4 를 합성하였다.

MS (MALDI-TOF) : m/z = 753.0 ([M ＋ H]⁺).

(합성예 5) 화합물 5 의 합성

문헌 (Tetrahedron, 2006, 62, 11100-11105) 을 참고하여 합성 중간체 (J) 를 합성하였다. 합성 중간체 (A) 대신에 합성 중간체 (J) 를, 1-페나실피리디늄브로마이드 대신에 문헌 (WO2005/022962) 을 참고하여 합성한 1-(4-페닐페나실)피리듐브로마이드를 사용하는 것 이외에는 합성예 2 와 동일하게 하여 화합물 5 를 합성하였다.

MS (MALDI-TOF) : m/z = 724.0 (M ＋ H]⁺).

(합성예 6) 화합물 6 의 합성

합성 중간체 (C) 대신에, 문헌 (J. Mater. Chem., 2007, 17, 1209-1215.) 을 참고하여 합성한 9,10-디하이드로-2,7-디페닐-9,9-디에틸아크리딘을 사용하는 것 이외에는 합성예 1 과 동일하게 하여 화합물 6 을 합성하였다.

MS (MALDI-TOF) : m/z = 773.0 (M ＋ H]⁺).

(합성예 7) 화합물 7 의 합성

합성예 2 의 아세토페논을 3'-요오드아세트페논으로 대신하는 것 이외에는 동일하게 하여 합성 중간체 (K) 를 합성한 후, 하기 스즈키 커플링 반응에 의해 합성 중간체 (L) 을 합성하였다.

합성예 5 의 1-브로모-4-t-부틸벤젠을 4-브로모트리페닐실릴벤젠으로 바꾸고, 1-브로모-4-요오드벤젠을 1-브로모-3-요오드벤젠으로 바꾸고, 합성 중간체 (G) 를 합성 중간체 (L) 로 바꾼 것 이외에는 합성예 5 와 동일하게 하여 화합물 7 을 합성하였다

MS (MALDI-TOF) : m/z = 951.3 (M ＋ H]⁺).

(합성예 8) 화합물 8 의 합성

하기 스즈키 커플링 반응에 의해 합성 중간체 (M) 을 합성하였다.

또, 합성예 5 의 1-브로모-4-t-부틸벤젠을 3-브로모트리플루오로메틸벤젠으로 바꾼 것 이외에는 합성예 5 와 동일하게 하여 합성 중간체 (N) 을 합성한 후, 하기 반응에 의해 화합물 8 을 합성하였다.

MS (MALDI-TOF) : m/z = 889.0 (M ＋ H]⁺).

(합성예 9) 화합물 9 의 합성

하기 합성 루트에 의해 화합물 9 를 합성하였다 (반응 조작, 정제법 등은 합성예 1 에 준한다).

MS (MALDI-TOF) : m/z = 694.8 (M ＋ H]⁺) .

(합성예 10) 화합물 10 의 합성

문헌 (Chem. Eur. J., 2005, 11, 3285-3293.) 을 참고하여 합성한 2-브로모-7-요오드-9,9-디메틸플루오렌으로부터 합성 중간체 (0) 을 합성하였다. 합성예 8 에서 3,5-디페닐페닐보론산 대신에 3-비페닐포론산을, 합성 중간체 (N) 대신에 합성 중간체 (0) 를 사용하는 것 이외에는 합성예 8 과 동일하게 하여 화합물 10 을 합성하였다.

MS (MALDI-TOF) : m/z = 841.1 (M ＋ H]⁺).

(합성예 11) 화합물 11 의 합성

합성 중간체 (C) 대신에 스피로 [아크리딘-9(10H), 1'-시클로헥산] 을 사용하는 것 이외에는 합성예 1 에 준하여 합성 중간체 (P) 를 합성할 수 있다. 또, 3,5-디페닐페닐보론산을 3,5-디메틸페닐보론산으로 바꾼 것 이외에는 합성예 8 과 동일하게 하여 합성 중간체 (Q) 를 합성할 수 있다. 합성 중간체 (P) 와 합성 중간체 (Q) 를 이하의 조건에서 스즈키 커플링시키는 것으로 화합물 11 을 합성할 수 있다.

(합성예 12) 화합물 12 의 합성

N-페닐안트라닐산 대신에 메페나믹산을 사용하는 것 이외에는 합성예 1 에 준하여 합성 중간체 (R) 을 합성할 수 있다. 또, 3,5-디페닐페닐보론산을 펜타플루오로페닐보론산으로 바꾼 것 이외에는 합성예 8 과 동일하게 하여 합성 중간체 (S) 를 합성할 수 있다. 합성 중간체 (R) 과 합성 중간체 (S) 를 이하의 조건에서 스즈키 커플링시킴으로써 화합물 12 를 합성할 수 있다.

(합성예 13) 화합물 13 의 합성

이하의 루트로 화합물 13 을 합성할 수 있다.

실시예에 사용한 화합물 1 ∼ 13 을 이하에 나타낸다. 비교 화합물 1 은 문헌 (국제공개 제2005/085387호) 에 따라 합성하였다. 비교 화합물 2 ∼ 5 는 화합물 1 에 준하여 합성하였다. 비교 화합물 6 은 문헌 (국제공개 제2005/022962호) 에 따라 합성하였다.

2. 물성 측정

이하에 나타내는 조건에서 CV (사이클릭·볼턴메트리) 를 측정했을 때의 산화 전위, 환원 전위 (전부 피크 전위), 산화, 환원의 가역성 및 박막 상태에서의 T₁ 측정을 실시하였다. 결과를 표 1 로 나타낸다.

(CV 측정 조건)

용매 : N,N-디메틸포름아미드

농도 : 1.0 × 10^-3 ㏖/ℓ

지지 전해질 : 0.1 ㏖/ℓ n-BuNPF₆

작용극 : 글라시카본

반대극 : 백금

참조극 : Ag/AgCl

(T₁ 측정 조건)

진공 증착법에 따라 본 발명의 전하 수송 재료 또는 비교 재료의 단층막 (막 두께 약 50 ㎚) 을 유리 기판 상에 제작한 것을 측정 샘플로 하고, F-7000 히타치 분광 형광 광도계 (히타치 하이테크놀로지즈) 를 사용하여 액체 질소 온도로 인광 스펙트럼을 측정하고, 단파장단을 에너지 환산함으로써 각 재료의 T₁ (eV) 을 구하였다.

표 1 로 나타내는 결과로부터 화합물 1 ∼ 6 은 전부 산화, 환원이 일어나기 쉬워, 산화, 환원의 양방에 대해 안정적인 것을 알 수 있었다. 또, 화합물 1 ∼ 6 은 큰 T₁ 을 갖는 것을 알 수 있었다.

3. 유기 전계 발광 소자 제작 및 평가

유기 전계 발광 소자의 제작에 사용한 재료는 모두 승화 정제를 실시하고, 고속 액체 크로마토그래피 (토소 TSKgel ODS-100Z) 에 의해 순도 (254 ㎚ 의 흡수 강도 면적비) 가 99.9 ％ 이상인 것을 확인하였다.

〔실시예 1〕

두께 0. 5 ㎜, 가로세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 Ω/□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기 화합물층을 순차적으로 증착하였다.

제 1 층 : GD-1 : 막 두께 10 ㎚

제 2 층 : NPD : 막 두께 27 ㎚

제 3 층 : HT-1 : 막 두께 3 ㎚

제 4 층 : mCBP 및 GD-1 (질량비 90 : 10) : 막 두께 30 ㎚

제 5 층 : 화합물 1 : 막 두께 5 ㎚

제 6 층 : ET-1 : 막 두께 45 ㎚

이 위에 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착하여 음극으로 하였다.

이 적층체를 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제의 봉지 캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하여, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 1-1 을 얻었다.

동일하게, 제 5 층의 재료로서 화합물 1 대신에 표 2 중에 나타내는 재료를 사용함으로써, 소자 1-2 ∼ 1-6, 비교 소자 1-1 ∼ 1-6 을 얻었다.

이들 소자를 이하의 방법으로 효율, 구동 전압, 내구성, 고휘도 구동시의 효율 변화, 고휘도 구동시의 색도 변화의 관점에서 평가하였다.

(a) 효율

토요 테크니카 제조의 소스 메이저 유닛 2400 을 사용하여 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시키고, 그 휘도를 토프곤사 제조의 휘도계 BM-8 을 사용하여 측정하였다. 발광 스펙트럼과 발광 파장은 하마마츠 호토닛스 제조의 스펙트럼 애널라이저 PMA-11 을 사용하여 측정하였다. 이들을 기초로 휘도가 1000 cd/㎡ 부근인 외부 양자 효율을 휘도 환산법에 의해 산출하여, 비교 소자 1-1 을 기준으로하여 상대값으로 기재하였다. 효율은 숫자가 클수록 바람직하다.

(b) 구동 전압

각 소자를 휘도가 1000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시킨다. 이때의 인가 전압을 구동 전압 평가의 지표로 하고, 비교 소자 1-1 을 기준으로 하여 상대값으로 기재하였다. 구동 전압은 숫자가 작을수록 바람직하다.

(c) 내구성

각 소자를 휘도가 5000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 계속 발광시켜, 휘도가 4000 cd/㎡ 로 저하될 때까지의 시간을 내구성의 지표로 하고, 비교 소자 1-1 을 기준으로 하여 상대값으로 기재하였다. 내구성은 숫자가 클수록 바람직하다.

(d) 고휘도 구동시의 효율 변화

각 소자를 휘도가 50000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시킨다. 이때의 외부 양자 효율 η₅₀₀₀₀ 을 휘도가 1000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시켰을 때의 외부 양자 효율 η₁₀₀₀ 과 비교하여, 양자의 비 (η₅₀₀₀₀/η₁₀₀₀) 를 고휘도 구동시의 효율 변화의 지표로 하였다. 이 값은 클수록 바람직하다.

(e) 고휘도 구동시의 색도 변화

각 소자를 휘도가 50000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시킨다. 이때의 색도 (x, y)₅₀₀₀₀ 을 휘도가 1000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시켰을 때의 색도 (x, y)₁₀₀₀ 과 비교하여, 양자의 x 값, y 값의 차이를 (

x,

y) 의 형태로 표기하고, 고휘도 구동시의 색도 변화의 지표로 하였다.

x,

y 의 값은 작을수록 바람직하다.

본 발명의 실시예인 소자 1-1 ∼ 1-6 은 비교 소자 1-1 에 대하여 효율 및 내구성이 우수하다. 또, 고휘도 구동시의 효율 저하 및 고휘도 구동시의 색도 변화가 작다.

비교 소자 1-2 및 1-3 에서는 소자의 내구성이 매우 낮아 50000 cd/㎡ 까지 휘도를 높일 수 없었기 때문에, 고휘도 구동시의 색도 변화는 평가할 수 없었다.

〔실시예 2〕

층 구성을 이하에 나타내는 것으로 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자 2-1 을 제작하여 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다.

제 1 층 : 2-TNATA 및 F₄-TCNQ (질량비 99.7 : 0.3) : 막 두께 160 ㎚

제 2 층 : NPD : 막 두께 5 ㎚

제 3 층 : HT-2 : 막 두께 3 ㎚

제 4 층 : H-1 및 GD-2 (질량비 85 : 15) : 막 두께 30 ㎚

제 5 층 : 화합물 1 : 막 두께 5 ㎚

제 6 층 : BCP 및 Li (질량비 99.4 : 0.6) : 막 두께 25 ㎚

동일하게, 제 5 층의 재료로서 화합물 1 대신에 표 3 중에 나타내는 재료를 사용함으로써, 소자 2-2 ∼ 2-4, 비교 소자 2-1 ∼ 2-3 을 제작하여, 동일하게 평가를 실시하였다. 효율, 구동 전압, 내구성의 기준은 비교 소자 2-1 로 하였다.

본 발명의 실시예인 소자 2-1 ∼ 2-4 는 비교 소자 2-1 에 대하여 효율 및 내구성이 우수하다. 또, 고휘도 구동시의 효율 저하 및 고휘도 구동시의 색도 변화가 작다.

비교 소자 2-2 에서는 소자의 내구성이 매우 낮아 50000 cd/㎡ 까지 휘도를 높일 수 없었기 때문에, 고휘도 구동시의 색도 변화는 평가할 수 없었다.

〔실시예 3〕

층 구성을 이하에 나타내는 것으로 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자 3-1 을 제작하여, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다.

제 1 층 : CuPc : 막 두께 10 ㎚

제 2 층 : TPAC : 막 두께 30 ㎚

제 3 층 : H-2 및 BD-1 (질량비 90 : 10) : 막 두께 30 ㎚

제 4 층 : 화합물 1 : 막 두께 5 ㎚

제 5 층 : ET-2 : 막 두께 25 ㎚

동일하게, 제 4 층의 재료로서 화합물 1 대신에 표 4 중에 나타내는 재료를 사용함으로써, 소자 3-2 ∼ 3-4, 비교 소자 3-1 ∼ 3-3 을 제작하여, 동일하게 평가를 실시하였다.

〔실시예 4〕

층 구성을 이하에 나타내는 것으로 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자 4-1 을 제작하여, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다.

제 1 층 : 2-TNATA 및 F₄-TCNQ (질량비 99.7 : 0.3) : 막 두께 120 ㎚

제 2 층 : NPD : 막 두께 7 ㎚

제 3 층 : HT-1 : 막 두께 3 ㎚

제 4 층 : H-3 및 BD-2 (질량비 85 : 15) : 막 두께 30 ㎚

제 5 층 : 화합물 1 : 막 두께 5 ㎚

제 6 층 : BA1q : 막 두께 25 ㎚

동일하게, 제 5 층의 재료로서 화합물 1 대신에 표 5 중에 나타내는 재료를 사용함으로써, 소자 4-2 ∼ 4-4, 비교 소자 4-1 ∼ 4-3 를 제작하여 동일하게 평가를 실시하였다.

〔실시예 5〕

층 구성을 이하에 나타내는 것으로 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자 5-1 을 제작하여, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다.

제 1 층 : TCTA : 막 두께 30 ㎚

제 2 층 : HT-3 : 막 두께 12 ㎚

제 3 층 : H-4 및 RD-1 (질량비 90 : 10) : 막 두께 30 ㎚

제 4 층 : 화합물 1 : 막 두께 5 ㎚

제 5 층 : ET-3 : 막 두께 50 ㎚

동일하게, 제 4 층의 재료로서 화합물 1 대신에 표 6 중에 나타내는 재료를 사용함으로써, 소자 5-2 ∼ 5-4, 비교 소자 5-1 ∼ 5-3 를 제작하여 동일하게 평가를 실시하였다.

〔실시예 6〕

층 구성을 이하에 나타내는 것으로 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자 6-1 을 제작하여 실시예 1 과 동일한 방법으로 효율, 구동 전압, 내구성을 평가하였다.

제 1 층 : CuPc : 막 두께 10 ㎚

제 2 층 : NPD : 막 두께 25 ㎚

제 3 층 : NPD : 막 두께 5 ㎚

제 4 층 : 화합물 1 (호스트 재료) 및 GD-3 (질량비 90 : 10) : 막 두께 30 ㎚

제 5 층 : BAlq : 막 두께 5 ㎚

제 6 층 : ET-3 : 막 두께 39 ㎚

제 7 층 : BCP : 1 ㎚

동일하게, 제 3 층 ∼ 제 5 층의 재료로서 표 7 중에 나타내는 재료를 사용함으로써, 소자 6-2 ∼ 6-7, 비교 소자 6-1 ∼ 6-3 을 제작하여, 동일하게 평가를 실시하였다.

본 발명의 전하 수송 재료는 양 전하 주입성 및 양 전하 수송성이 우수하기 때문에, 효율이 높고 구동 전압이 낮은 소자가 얻어진다. 또, 본 발명의 전하 수송 재료는 산화 환원 안정성이 높기 때문에 높은 내구성을 나타낸다.

〔실시예 7〕

층 구성을 이하에 나타내는 것으로 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자 7-1 을 제작하여, 실시예 1 과 동일한 방법으로 효율, 구동 전압, 내구성을 평가하였다.

제 1 층 : LG101 : 막 두께 10 ㎚

제 2 층 : NPD : 막 두께 27 ㎚

제 3 층 : NPD : 막 두께 5 ㎚

제 4 층 : 화합물 1 (호스트 재료) 및 RD-2 (질량비 83 : 7) : 막 두께 30 ㎚

제 5 층 : BAlq : 막 두께 5 ㎚

제 6 층 : ET-4 : 막 두께 50 ㎚

동일하게, 제 3 층 ∼ 제 5 층의 재료로서 표 8 중에 나타내는 재료를 사용함으로써, 소자 7-2 ∼ 7-7, 비교 소자 7-1 ∼ 7-3 을 제작하여, 동일하게 평가를 실시하였다.

본 발명의 전하 수송 재료는 양 전하 주입성, 양 전하 수송성 및 양 전하에 대한 안정성이 우수하기 때문에, 호스트로서 사용하면 효율이 높고, 구동 전압이 낮고, 내구성이 높은 소자가 얻어진다. 또, 홀 수송층이나 전자 수송층으로서도 양호한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

〔실시예 8〕

두께 0.5 ㎜, 가로세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω/□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 PEDOT (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜))/PSS (폴리스틸렌술폰산) 수용액 (Baytron P (표준품)) 을 스핀 코트 (4000 rpm, 60 초간) 하고, 120 ℃ 에서 10 분간 건조시킴으로써, 홀 수송성 버퍼층을 형성시켰다.

이어서, 화합물 1 을 1 질량％ 및 GD-1 을 0.05 질량％ 함유하는 톨루엔 용액을 앞의 버퍼층 상에 스핀 코트 (2000 rpm, 60 초간) 하여 발광층을 형성시켰다.

이 발광층 상에 ET-3 을 진공 증착법에 의해 50 ㎚ 증착시켜 전자 수송층으로 하고, 또한 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착하여 음극으로 하였다.

이 적층체를 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제 봉지 캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하여, 유기 전계 발광 소자 8-1 을 얻었다. 또, 발광층을 구성하는 재료를 표 9 중에 기재된 재료로 변경하는 것 이외에는 동일하게 하여, 소자 8-2 ∼ 8-4, 비교 소자 8-1 ∼ 8-3 를 얻었다.

이상과 같이, 본 발명의 전하 수송 재료는 습식 성막법으로 성막하여도 양호한 막질의 막을 얻을 수 있어 성능이 양호한 소자를 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다.

이상, 화합물 1 ∼ 10 을 사용한 실시예를 나타냈는데, 화합물 11 ∼ 13 을 사용한 소자도 동일하게 높은 소자 성능을 나타낸다.

상기 실시예에서 사용한 화합물을 이하에 나타낸다.

2…기판
3…양극
4…정공 주입층
5…정공 수송층
6…발광층
7…정공 블록층
8…전자 수송층
9…음극
10…유기 전계 발광 소자 (유기 EL 소자)
11…유기층
12…보호층
14…접착층
16…봉지 용기
20…발광 장치
30…광 산란 부재
30A…광 입사면
30B…광 출사면
32…미립자
40…조명 장치

Claims (22)

1. 기판 상에 한 쌍의 전극과, 상기 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 한 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층 중 적어도 어느 한 층에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
   [화학식 1]
   

   

   
   〔일반식 (1) 중, L¹ 은 아릴렌기 또는 2 가의 방향족 복소고리기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 은 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내는데, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다.〕
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
   [화학식 2]
   

   

   
   〔일반식 (2) 중, L² 는 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸, R⁹ 및 L² 중 적어도 2 개가 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내는데, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
   [화학식 3]
   

   

   
   〔일반식 (3) 중, R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸ 과 R⁹ 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내는데, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광층에 인광성 발광 재료를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 인광성 발광 재료가 하기 일반식 (T-1) 로 나타내지는, 유기 전계 발광 소자.
   [화학식 4]
   

   

   
   〔일반식 (T-1) 중, R^T1, R^T2, R^T3 및 R^T4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
   A 는 CR' 또는 N 을 나타내고, R' 는 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R, -C(O)R, -NR₂, -NO₂, -OR, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 또한 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다. R 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
   Q 는 질소를 1 개 이상 함유하는 5 원자 혹은 6 원자의 방향족 복소고리, 또는 10 ∼ 12 원자의 축합 방향족 복소고리이며, 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.
   R^T1, R^T2, R^T3, R^T4 및 R' 는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 상기 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이며, 상기 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.
   치환기 Z 는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R", -OR", -N(R")₂, -SR", -C (O)R", -C(O)OR", -C(O)N(R")₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR", -SO₂R", 또는 -SO₃R" 를 나타내고, R" 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
   (X-Y) 는, 배위자를 나타낸다. m 은 1 ∼ 3 의 정수, n 은 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. m ＋ n 은 3 이다.〕
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층 또는 발광층에 인접한 층에 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층에 인접한, 발광층보다 음극측의 층에 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 발광층 및 발광층보다 음극측의 층에 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   발광층에 인접한, 발광층보다 양극측의 층에, 막 상태에서의 최저 여기 삼중항 에너지 (T₁) 가 2.50 eV 이상 3.25 eV 이하인 아민계 재료를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    발광층 및 발광층의 양옆의 층에 사용하는 재료 중, 인광 재료 이외의 모든 재료가 막 상태에서의 최저 여기 삼중항 에너지 (T₁) 가 2.50 eV 이상 3.25 eV 이하인, 유기 전계 발광 소자.
11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 유기층이 웨트 프로세스에 의해 형성된 층인, 유기 전계 발광 소자.
12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 발광 장치.
13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 표시 장치.
14. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 조명 장치.
15. 하기 일반식 (1) 로 나타내는, 전하 수송 재료.
    [화학식 5]
    

    

    
    〔일반식 (1) 중, L¹ 은 아릴렌기 또는 2 가의 방향족 복소고리기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 은 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내는데, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다.〕
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 이 하기 일반식 (2) 로 나타내지는, 전하 수송 재료.
    [화학식 6]
    

    

    
    〔일반식 (2) 중, L² 는 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸, R⁹ 및 L² 중 적어도 2 개가 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 은 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내는데 A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 일반식 (2) 가 하기 일반식 (3) 으로 나타내지는, 전하 수송 재료.
    [화학식 7]
    

    

    
    〔일반식 (3) 중, R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R³ ∼ R⁷ 은 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R¹ 과 R² 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. R³ ∼ R⁷ 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R³ ∼ R⁷ 은 동일해도 되고 상이해도 된다. R⁸ 및 R⁹ 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 방향족 복소고리기, 불소 원자, 시아노기, 또는 실릴기 중 어느 하나를 나타낸다. R⁸ 과 R⁹ 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. A¹ ∼ A³ 는 각각 독립적으로 C-H, C-R⁷, 또는 질소 원자를 나타내는데, A¹ ∼ A³ 중 적어도 1 개는 질소 원자를 나타낸다. p 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. r 및 s 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. t 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다. u 및 v 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.〕
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 일반식 (3) 에 있어서, R¹ 및 R² 가 메틸기인, 전하 수송 재료.
19. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    순도가 99.9 ％ 이상인, 전하 수송 재료.
20. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    막 상태에서의 최저 여기 삼중항 에너지 (T₁) 가 2.69 eV 이상 3.25 eV 이하인, 전하 수송 재료.
21. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는, 막.
22. 제 21 항에 있어서,
    웨트 프로세스에 의해 형성된, 막.

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