KR20130130635A - 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치 - Google Patents

전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130130635A
KR20130130635A KR1020130055600A KR20130055600A KR20130130635A KR 20130130635 A KR20130130635 A KR 20130130635A KR 1020130055600 A KR1020130055600 A KR 1020130055600A KR 20130055600 A KR20130055600 A KR 20130055600A KR 20130130635 A KR20130130635 A KR 20130130635A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
general formula
layer
group
light emitting
preferable
Prior art date
Application number
KR1020130055600A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102042283B1 (ko
Inventor
고스케 와타나베
Original Assignee
유디씨 아일랜드 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유디씨 아일랜드 리미티드 filed Critical 유디씨 아일랜드 리미티드
Publication of KR20130130635A publication Critical patent/KR20130130635A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102042283B1 publication Critical patent/KR102042283B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/06—Peri-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D473/00—Heterocyclic compounds containing purine ring systems
    • C07D473/02—Heterocyclic compounds containing purine ring systems with oxygen, sulphur, or nitrogen atoms directly attached in positions 2 and 6
    • C07D473/04—Heterocyclic compounds containing purine ring systems with oxygen, sulphur, or nitrogen atoms directly attached in positions 2 and 6 two oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
    • H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
    • H10K2102/103—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Abstract

(과제) 저구동 전압이고, 발광 효율 및 내구성이 양호한 전하 수송 재료의 제공.
(해결 수단) 식 (1-1) ∼ (1-3) 중 어느 1 개로 나타내는 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료 (R111 ∼ R114, R121 ∼ R125 및 R131 ∼ R135 는 수소 원자 또는 치환기 ; L111 ∼ L113 은 O, S, 단결합, CR511R512, 또는 NR513 (R511, R512, 및 R513 은 수소 원자 또는 치환기) ; L121 ∼ L123 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타내고, R323 및 R333 이 모두 아릴기가 아닌 경우에는 적어도 1 개의 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 함유하는 기 ; Ar111 ∼ Ar113 은 식 (3-1) ∼ (3-3) 중 어느 1 개로 나타내는 치환기 ; ＊ 은, L121 ∼ L123 과의 결합 위치 ; R311, R312, R321 ∼ R325 및 R331 ∼ R335 는 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, L121 ∼ L123 이 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 함유하는 기가 아닌 경우에는, R323 및 R333 중 어느 1 개는 아릴기).
Figure pat00056

Figure pat00057

Description

전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치{AN ELECTRON TRANSPORTING MATERIAL, AN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, A LIGHT EMISSION DEVICE, A DISPLAY DEVICE AND A LIGHTING DEVICE}
본 발명은 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자 (이하, 「소자」, 「유기 EL 소자」라고도 한다) 는, 저전압 구동에서 고휘도의 발광이 얻어지는 점에서 활발히 연구 개발이 이루어지고 있다. 유기 전계 발광 소자는, 1 쌍의 전극 사이에 유기층을 갖고, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 유기층에 있어서 재결합하여, 생성된 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.
최근, 인광 발광 재료를 사용함으로써, 소자의 고효율화가 진행되고 있다. 인광 발광 재료를 사용한 유기 전계 발광 소자용의 재료로서, 특허문헌 1 에는 구동 전압의 저감, 고효율화 및 고내구성화를 위한 트리아릴아민이 축환화된 부위를 갖는 전하 수송 재료가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2 에는 구동 전압의 저감 및 고효율화를 위한 트리아릴아민이 축환화된 부위를 갖는 전하 수송 재료가 기재되어 있다.
국제 공개공보 WO2011/042107호 국제 공개공보 WO2010/050778호
한편, 최근에는 인광 발광 재료를 사용한 유기 전계 발광 소자 중에서도, 녹색 인광의 유기 전계 발광 소자의 개발은, 풀 컬러 디스플레이로의 응용 등에 있어서 중요하다.
본 발명자가 특허문헌 1 및 2 에 기재된 화합물을 녹색 인광의 유기 전계 발광 소자의 발광층의 호스트 재료로서 사용하여, 소자 성능을 검토한 결과, 특허문헌 1 에 기재된 화합물은, 녹색 인광의 유기 전계 발광 소자에 사용하는 경우에는 발광 효율이 불량하고, 내구성에도 문제가 있는 것이 분명해졌다. 또한, 특허문헌 2 에 기재된 화합물을 사용한 소자는, 구동 전압이 지나치게 높거나, 내구성이 낮은 것이 분명해졌다. 즉, 지금까지 보고되어 있는 화합물을 사용한 소자는, 모두 구동 전압이 지나치게 높거나, 발광 효율이 불량하거나, 내구성이 낮다는 문제점이 있었다.
즉, 본 발명의 목적은, 저구동 전압이고, 발광 효율이 양호하며, 또한, 내구성이 양호한 전하 수송 재료를 제공하는 것이다.
본 발명자의 검토에 의하면, 트리아릴아민이 축환된 구조를 갖고, 적어도 1 개의 아릴기의 파라 위치에 아릴기 또는 헤테로아릴기를 함유하는 치환기를 가지며, 또한, p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 분자 중에 함유하는 화합물에 의해, 저구동 전압이고, 발광 효율이 양호하며, 또한, 내구성이 양호한 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있는 전하 수송 재료를 제공할 수 있음을 알아냈다.
상기 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단인 본 발명은, 하기의 구성이다.
[1] 하기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 1 개로 나타내는 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료.
[화학식 1]
Figure pat00001
[일반식 (1-1) ∼ (1-3) 중, R111 ∼ R114, R121 ∼ R125 및 R131 ∼ R135 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L111 ∼ L113 은 각각 독립적으로 O, S, 단결합, CR511R512, 또는 NR513 (R511, R512, 및 R513 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다) 을 나타낸다. L121 ∼ L123 은 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. Ar111 ∼ Ar113 은 각각 독립적으로 하기 일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중 어느 1 개로 나타내는 치환기를 나타낸다.]
[화학식 2]
Figure pat00002
[일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중, ＊ 은, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 과의 결합 위치를 나타낸다. R311, R312, R321 ∼ R325 및 R331 ∼ R335 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 이 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 함유하는 기가 아닌 경우에는, R323 및 R333 중 어느 1 개는 아릴기이다.]
[2] [1] 에 기재된 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (1-1) 또는 일반식 (1-2) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
[3] [1] 또는 [2] 에 기재된 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 중 적어도 1 개가 m-페닐렌기를 함유하는 것이 바람직하다.
[4] [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L111 ∼ L113 이 단결합을 나타내는 것이 바람직하다.
[5] 기판과, 그 기판 상에 배치되며, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이, [1] ∼ [4] 중 어느 하나의 전하 수송 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
[6] 상기 유기층이, 인광 발광 재료를 함유하는 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 [5] 의 유기 전계 발광 소자.
[7] [6] 의 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층이 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 1 개로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
[8] [6] 또는 [7] 의 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층에, 상기 인광 발광 재료로서 하기 일반식 (E-1) 로 나타내는 Ir 착물을 사용하는 것을 특징으로 한다.
일반식 (E-1)
[화학식 3]
Figure pat00003
[일반식 (E-1) 중, Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A1 은 Z1 과 질소 원자와 함께 5 또는 6 원자의 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. B1 은 Z2 와 탄소 원자와 함께 5 또는 6 원자 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
[9] [8] 의 유기 전계 발광 소자는, 상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 Ir 착물이 하기 일반식 (E-2) 로 나타내는 것을 특징으로 한다.
[화학식 4]
Figure pat00004
[일반식 (E-2) 중, AE1 ∼ AE8 은 각각 독립적으로, 질소 원자 또는 C-RE 를 나타낸다. RE 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE2 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
[10] [5] ∼ [9] 중 어느 하나의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
[11] [5] ∼ [9] 중 어느 하나의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
[12] [5] ∼ [9] 중 어느 하나의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
본 발명에 의하면, 저구동 전압이고, 발광 효율이 양호하며, 또한, 내구성이 양호한 전하 수송 재료를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 전하 수송 재료에 의하면, 저구동 전압이고, 발광 효율이 양호하며, 또한, 내구성이 양호한 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타내는 개략도.
도 2 는, 본 발명에 관련된 발광 장치의 일례를 나타내는 개략도.
도 3 은, 본 발명에 관련된 조명 장치의 일례를 나타내는 개략도.
이하에 있어서, 본 발명의 내용에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시양태에 기초하여 행해지는 경우가 있지만, 본 발명은 그러한 실시양태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본원 명세서에 있어서 「∼」란 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.
[전하 수송 재료]
본 발명의 전하 수송 재료는, 하기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 1 개로 나타내는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
[화학식 5]
Figure pat00005
[일반식 (1-1) ∼ (1-3) 중, R111 ∼ R114, R121 ∼ R125 및 R131 ∼ R135 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L111 ∼ L113 은 각각 독립적으로 O, S, 단결합, CR511R512, 또는 NR513 (R511, R512, 및 R513 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다) 을 나타낸다. L121 ∼ L123 은 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. Ar111 ∼ Ar113 은 각각 독립적으로 하기 일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중 어느 1 개로 나타내는 치환기를 나타낸다.]
[화학식 6]
Figure pat00006
[일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중, ＊ 은, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 과의 결합 위치를 나타낸다. R311, R312, R321 ∼ R325 및 R331 ∼ R335 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 이 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 함유하는 기가 아닌 경우에는, R323 및 R333 중 어느 1 개는 아릴기이다.]
본 발명의 화합물은 이와 같은 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 L121 ∼ L123 중 어느 것, 및/또는, 일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중 어느 것에 갖는 구성을 가짐으로써, 어떠한 이론에 구애받는 것도 아니지만, 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용하였을 때에 발광 효율이 양호한 데다가, 저전압화와 내구성 향상이 가능하다. 트리페닐아민을 축환시킨 구조를 도입하고, 추가로 Ar111 ∼ Ar113 으로 나타내는 전자 수용성이 높은 기에 대해서도 특정의 구조로 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있다. 이는 HOMO 의 안정화, HOMO 가 분포하는 트리아릴아민의 N-페닐 결합의 개열 억제, LUMO 가 분포하는 부위의 반응 활성 위치의 보호에 의한 것으로 생각하고 있다. 저전압화는 이온화 포텐셜의 저하 (및 전자 친화력의 증대) 에 의한 것으로 추정하고 있다.
상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 전하 수송 재료는, 전자 사진, 유기 트랜지스터, 유기 광전 변환 소자 (에너지 변환 용도, 센서 용도 등), 유기 전계 발광 소자 등의 유기 일렉트로닉스 소자에 바람직하게 사용할 수 있고, 유기 전계 발광 소자에 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 박막에도 사용할 수 있다. 그 박막은, 상기 조성물을 사용하여 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 제막법, 전사법, 인쇄법 등의 습식 제막법에 의해 형성할 수 있다. 박막의 막두께는 용도에 따라 어떠한 두께여도 되지만, 바람직하게는 0.1 ㎚ ∼ 1 ㎜ 이고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎚ ∼ 1 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이고, 특히 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 100 ㎚ 이다.
이하, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료의 바람직한 범위에 대하여 설명한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 이나 그 밖의 일반식의 설명에 있어서의 수소 원자는 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함하고, 그리고 또한 치환기를 구성하는 원자는, 그 동위체도 포함하고 있는 것을 나타낸다.
본 발명에 있어서, 「치환기」라고 할 때, 그 치환기는 치환되어 있어도 된다. 예를 들어, 본 발명에서 「알킬기」라고 할 때, 불소 원자로 치환된 알킬기 (예를 들어 트리플루오로메틸기) 나 아릴기로 치환된 알킬기 (예를 들어 트리페닐메틸기) 등도 포함하는데, 「탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기」라고 할 때, 치환된 것도 포함한 모든 기로서 탄소수가 1 ∼ 6 인 것을 나타낸다.
[화학식 7]
Figure pat00007
일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중, R111 ∼ R114, R121 ∼ R125 및 R131 ∼ R135 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.
일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중, R111 ∼ R114 가 나타내는 치환기로는 특별히 제한은 없지만, 하기의 치환기군 A 로 나타내는 기를 들 수 있다.
《치환기군 A》
알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, t-부틸, n-헥실, 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 ∼ 14 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 0 ∼ 10 이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노, 페닐아미노, 디페닐아미노, 디톨릴아미노 등을 들 수 있다), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 아실기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다), 우레이드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 우레이드, 메틸우레이드, 페닐우레이드 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), 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 시로릴기 등을 들 수 있다), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다), 포스포릴기 (예를 들어 디페닐포스포릴기, 디메틸포스포릴기 등을 들 수 있다) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 이상에 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
탄소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 불소 원자이고, 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하며, 메틸기 또는 페닐기가 특히 바람직하다.
R111 및 R135 는, 각각 독립적으로 수소 원자이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하는 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
R112 및 R113 은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기인 것이 바람직하고, 모두 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
R114 및 R121 은, 각각 독립적으로 수소 원자이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하는 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
R122 ∼ R124 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기인 것이 바람직하고, 수소 원자 또는 아릴기인 것이 보다 바람직하며, 모두 수소 원자인 것이 특히 바람직하다.
R125 및 R131 은, 각각 독립적으로 수소 원자이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하는 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
R132 ∼ R134 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기인 것이 바람직하고, 수소 원자 또는 아릴기인 것이 보다 바람직하며, 모두 수소 원자인 것이 특히 바람직하다.
R111 ∼ R114, R121 ∼ R125 및 R131 ∼ R135 가 나타내는 각 치환기의 바람직한 범위는, 상기 치환기군 A 에 있어서의 각 치환기의 바람직한 범위와 동일하다.
R111 ∼ R114, R121 ∼ R125 및 R131 ∼ R135 중 2 개가 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우, 각각의 치환기가 치환하고 있는 탄소 원자끼리가, 단결합, O, S, CR511R512, NR513, SiR514R515 (R511 ∼ R515 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다) 로 결합하는 것이 바람직하고, 단결합, O 또는 S 로 결합하는 것이 보다 바람직하며, O 또는 S 로 결합하는 것이 특히 바람직하고, O 로 결합하는 것이 보다 특히 바람직하다.
상기 탄소 원자 상의 치환기 R511 및 R512 가 나타내는 치환기로는, 전술한 치환기군 A 를 들 수 있다.
상기 질소 원자 상의 치환기 R513 이 나타내는 치환기로는, 이하의 치환기군 B 를 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 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), 시아노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이며, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 시로릴기 등을 들 수 있다) 등을 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 이상에 설명한 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
R513 이 나타내는 질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는, 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이고, 아릴기가 보다 바람직하며, 페닐기 또는 페닐기로 치환된 페닐기 (비페닐기) 가 특히 바람직하다.
상기 규소 원자 상의 치환기 R514 및 R515 가 나타내는 치환기의 바람직한 범위는, 상기 탄소 원자 상의 치환기 R511 및 R512 가 나타내는 치환기의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중, L111 ∼ L113 은 각각 독립적으로 O, S, 단결합, CR511R512, 또는 NR513 (R511, R512, 및 R513 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다) 을 나타내고, 단결합, CR511R512 인 것이 바람직하고, 단결합이 보다 바람직하다.
R511, R512 가 나타내는 치환기의 바람직한 범위는, 상기 치환기군 A 에 있어서의 각 치환기의 바람직한 범위와 동일하고, 그 중에서도 구동 전압 및/또는 내구성의 관점에서 알킬기가 바람직하고, 메틸기가 가장 바람직하다.
R513 이 나타내는 치환기의 바람직한 범위는, 상기 치환기군 B 에 있어서의 각 치환기의 바람직한 범위와 동일하다.
상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중, L121 ∼ L123 은 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. 단, 상기 일반식 (3-1) ∼ (3-3) 에 있어서의 R323 및 R333 이 모두 아릴기가 아닌 경우에는 적어도 1 개의 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 함유하는 기를 나타낸다. 또한, L121 ∼ L123 이 플루오렌기를 갖는 경우는 없다. L121 ∼ L123 에 플루오렌기를 가지면 전압 상승 및/또는 내구성 저하를 초래하기 때문이다.
L121 ∼ L123 은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 비페닐렌기, m-터페닐렌, p-터페닐렌을 나타내는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (3-1) ∼ (3-3) 에 있어서의 R323 및 R333 이 모두 아릴기인 경우에는, L121 ∼ L123 은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기 또는 비페닐렌기인 것이 보다 바람직하며, 단결합 또는 페닐렌기인 것이 특히 바람직하다.
한편, 상기 일반식 (3-1) ∼ (3-3) 에 있어서의 R323 및 R333 이 모두 아릴기가 아닌 경우에는, L121 ∼ L123 은 각각 독립적으로 적어도 1 개의 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 함유하는 기를 나타내고, p-페닐렌기를 갖는 비페닐렌기 또는 m-터페닐렌기인 것이 보다 바람직하며, m-터페닐렌기인 것이 특히 바람직하다. 이 때, L121 ∼ L123 은 치환기를 갖는 페닐렌기를 함유하고 있어도 되지만, L121 ∼ L123 에 함유되는 페닐렌기는 모두 무치환인 것이 바람직하다.
또한, L121 ∼ L123 및 후술하는 Ar111 ∼ Ar113 중 적어도 1 개로서 메타 연결된 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 터페닐렌기를 도입하는 것이, HOMO 와 LUMO 의 겹침을 작게 할 수 있고, 이로써 여기 삼중항 상태의 저하를 억제할 수 있으며, 그 결과 녹색 인광 발광 재료를 효율적으로 발광시킬 수 있게 되는 관점에서 바람직하다. L121 ∼ L123 및 Ar111 ∼ Ar113 중 적어도 1 개가 m-페닐렌기를 함유하는 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중, Ar111 ∼ Ar113 은 각각 독립적으로 하기 일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중 어느 1 개로 나타내는 치환기를 나타낸다.
[화학식 8]
Figure pat00008
일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중, ＊ 은 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 과의 결합 위치를 나타낸다.
일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중, R311, R312, R321 ∼ R325 및 R331 ∼ R335 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 이 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 함유하는 기가 아닌 경우에는, R323 및 R333 중 어느 1 개가 아릴기이다.
일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중, R311, R312, R321 ∼ R325 및 R331 ∼ R335 가 나타내는 각 치환기의 바람직한 범위는, 상기 치환기군 A 의 설명 중에 있어서의 각 치환기의 바람직한 범위와 동일하다.
R311 ∼ R335 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기인 것이 바람직하고, 수소 원자 또는 아릴기인 것이 보다 바람직하며, 모두 수소 원자인 것이 특히 바람직하다.
R323 및 R333 중 어느 1 개가 나타내는 아릴기로는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기가 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기가 보다 바람직하며, 페닐기가 특히 바람직하다. R323 및 R333 중 어느 1 개가 나타내는 아릴기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 되고, 그 치환기로는 상기 치환기군 A 로 나타내는 기를 들 수 있고, 알킬기, 아릴기, 시아노기, -SiRA61RA62RA63 (RA61, RA62, RA63 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 치환기로는 치환기군 A 로 나타내는 기를 들 수 있다. 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 아릴기인 것이 바람직하고, 수소 원자, 시아노기, 아릴기인 것이 보다 바람직하며, 수소 원자, 시아노기, 아릴기인 것이 특히 바람직하다) 이 바람직하고, 아릴기 및 시아노기가 보다 바람직하며, 적어도 1 개의 시아노기를 갖는 것이 특히 바람직하다.
R323 및 R333 중 어느 1 개가 나타내는 아릴기가 갖는 추가적인 치환기가, 추가로 치환기를 갖고 있어도 되고, 그 치환기로는 상기 아릴기가 갖는 추가적인 치환기나, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 으로 나타내는 화합물에서 각각 Ar111 ∼ Ar113 을 제외한 기를 들 수 있다.
R311, R312, R321 ∼ R325 및 R331 ∼ R335 는, 수소 원자 또는 아릴기인 것이 바람직하고, R323 및 R333 중 적어도 일방이 아릴기이며, 그 이외에는 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (3-1) ∼ 일반식 (3-3) 으로 나타내는 치환기 중에서도, 상기 일반식 (3-3) 으로 나타내는 치환기인 것이 구동 전압의 관점에서 바람직하다.
본 발명의 전하 수송 재료는, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 1 개로 나타내는 화합물 중에서도, 상기 일반식 (1-1) 또는 일반식 (1-2) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 것이 내구성의 관점에서 바람직하다.
발광 재료가 녹색광을 발하는 인광 재료인 경우, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물 중, 상기 고리 원자가 탄소 원자 또는 질소 원자로서 고리 원자수가 6 인 단고리의 방향 고리는 파라 위치에서 연결되는 개수는 3 개 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, p-터페닐렌기 구조의 말단에, 추가로 고리 원자가 탄소 원자 또는 질소 원자로서 고리 원자수가 6 인 단고리의 방향 고리 (벤젠 고리 등) 가 연결되는 경우에는, 메타 위치에서 연결되는 것이 바람직하다. 발광 재료가 적색광을 발하는 인광 재료인 경우에는, 상기 고리 원자가 탄소 원자 또는 질소 원자로서 고리 원자수가 6 인 단고리의 방향 고리는 파라 위치에서 연결되는 개수는 5 개 이하인 것이 바람직하고, 4 개 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물은, 추가로 유기 전계 발광 소자의 유기층에 사용하는 경우에 있어서, 그 유기층의 어느 기능층에 사용하는지에 따라 더욱 바람직한 구조가 상이하다. 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 더욱 바람직한 구조에 대해서는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 설명에서 후술한다.
발광 재료가 녹색광을 발하는 인광 재료인 경우, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는, 56 ㎉/㏖ 이상 80 ㎉/㏖ 이하인 것이 바람직하고, 57 ㎉/㏖ 이상 70 ㎉/㏖ 이하인 것이 보다 바람직하며, 58 ㎉/㏖ 이상 66 ㎉/㏖ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 발광 재료가 적색광을 발하는 인광 재료인 경우, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는, 47 ㎉/㏖ 이상 80 ㎉/㏖ 이하인 것이 바람직하고, 48 ㎉/㏖ 이상 70 ㎉/㏖ 이하인 것이 보다 바람직하며, 49 ㎉/㏖ 이상 66 ㎉/㏖ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 특히, 발광 재료로서 인광 발광 재료를 사용하는 경우에는, T1 에너지가 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.
T1 에너지는, 재료의 박막의 인광 발광 스펙트럼을 측정하고, 그 단파장단으로부터 구할 수 있다. 예를 들어, 세정한 석영 유리 기판 상에, 재료를 진공 증착법에 의해 약 50 ㎚ 의 막두께로 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.
본 발명의 전하 수송 재료에서는, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 분자량은, 1000 이하인 것이 바람직하고, 500 ∼ 1000 인 것이 보다 바람직하며, 600 ∼ 900 인 것이 특히 바람직하다. 분자량을 이 범위로 함으로써, 막질이 양호하고, 승화 정제·증착 적성이 우수한 재료가 얻어진다. 특히, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 분자량이 600 ∼ 1000 인 것이 증착 적성의 관점에서 바람직하다.
유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동 중의 발열에 대하여 안정적으로 동작시키는 관점에서, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 100 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 순도가 낮으면, 불순물이 전하 수송의 트랩으로서 작용하거나, 소자의 열화를 촉진시키거나 하기 때문에, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 순도는 높을수록 바람직하다. 순도는 예를 들어 고속 액체 크로마토그래피 (HPLC) 에 의해 측정할 수 있고, 254 ㎚ 의 광흡수 강도에서 검출하였을 때의 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 면적비는, 바람직하게는 99.00 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 99.50 ％ 이상이며, 특히 바람직하게는 99.90 ％ 이상이고, 가장 바람직하게는 99.9 ％ 이상이다.
국제공개 제2008/117889호에 기재된 카르바졸계 재료로 알려져 있는 바와 같이, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 수소 원자의 일부 또는 전부를 중수소 원자로 치환한 재료도 바람직하게 전하 수송 재료로서 사용할 수 있다.
일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 9]
Figure pat00009
[화학식 10]
Figure pat00010
[화학식 11]
Figure pat00011
[화학식 12]
Figure pat00012
[화학식 13]
Figure pat00013
[화학식 14]
Figure pat00014
[화학식 15]
Figure pat00015
상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물은, 일본 공개특허공보 2007-266598호, 일본 공개특허공보 2011-233603호 등에 기재된 방법이나, 그 외 공지된 반응을 조합하여 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.
[유기 전계 발광 소자]
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판과, 그 기판 상에 배치되며, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 적어도 1 종 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구성은, 특별히 제한되는 경우는 없다. 도 1 에, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타낸다. 도 1 의 유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에, 1 쌍의 전극 (양극 (3) 과 음극 (9)) 사이에 유기층을 갖는다.
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.
이하, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 바람직한 양태에 대하여, 기판, 전극, 유기층, 보호층, 봉지 용기, 구동 방법, 발광 피크 파장, 용도의 순으로 상세하게 설명한다.
＜기판＞
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판을 갖는다.
본 발명에서 사용하는 기판으로는, 유기층으로부터 발하여지는 광을 산란 또는 감쇠시키지 않는 기판인 것이 바람직하다. 유기 재료인 경우에는, 내열성, 치수 안정성, 내용제성, 전기 절연성, 및 가공성이 우수한 것이 바람직하다.
＜전극＞
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 기판 상에 배치되며, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극을 갖는다.
발광 소자의 성질상, 1 쌍의 전극인 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은, 투명 혹은 반투명인 것이 바람직하다.
(양극)
양극은, 통상, 유기층에 정공을 공급하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 발광 소자의 용도, 목적에 따라, 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다. 전술한 바와 같이, 양극은, 통상 투명 양극으로서 형성된다.
(음극)
음극은, 통상, 유기층에 전자를 주입하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 발광 소자의 용도, 목적에 따라, 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다.
＜유기층＞
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고, 상기 유기층이, 하기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 적어도 1 종 함유하는 것을 특징으로 한다. 상기 유기층이, 인광 발광 재료와 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
상기 유기층은, 특별히 제한은 없고, 유기 전계 발광 소자의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 상기 투명 전극 상에 또는 상기 반투명 전극 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 유기층은, 상기 투명 전극 또는 상기 반투명 전극 상의 전체면 또는 일면에 형성된다.
유기층의 형상, 크기, 및 두께 등에 대해서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
이하, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의, 유기층의 구성, 유기층의 형성 방법, 유기층을 구성하는 각 층의 바람직한 양태 및 각 층에 사용되는 재료에 대하여 순서대로 설명한다.
(유기층의 구성)
본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는, 상기 유기층이, 전하 수송층을 포함하는 것이 바람직하다.
전하 수송층이란, 유기 전계 발광 소자에 전압을 인가하였을 때에 전하 이동이 일어나는 층을 일컫는다.
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 고효율의 유기 전계 발광 소자의 제조가 가능해진다. 또한, 전하 수송층으로서, 보다 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 블록층이다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고, 상기 발광층이 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에서는, 상기 유기층이, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖는 것이 보다 바람직하다. 단, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 유기층이 발광층과 그 밖의 유기층을 갖는 경우라 하더라도, 반드시 명확하게 층간이 구별되지 않아도 된다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 유기층이 인광 발광 재료와 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 인광 발광 재료와 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물이 함유되는 장소에 특별히 제한은 없다. 본 발명에서는, 상기 유기층이, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고, 상기 발광층이 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 이 때, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물이, 발광층의 호스트 재료 (이하, 호스트 화합물이라고도 한다) 로서 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물은, 그 용도가 한정되는 경우는 없고, 유기 전계 발광 소자의 음극과 양극 사이의 유기층 내의 어느 층에 함유되어도 된다. 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 도입층으로는, 발광층, 발광층과 음극 사이의 층, 발광층과 양극 사이의 층 중 어느 것 또는 복수에 함유되는 것이 바람직하고, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 (정공 블록층, 전자 블록층 등) 중 어느 것, 또는 복수에 함유되는 것이 보다 바람직하며, 발광층, 여기자 블록층, 전하 블록층, 전자 수송층, 전자 주입층 중 어느 것에 함유되는 것이 특히 바람직하고, 발광층 또는 정공 블록층 중 어느 것에 함유되는 것이 보다 특히 바람직하다.
본 발명에서는, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물이 발광층, 발광층과 음극 사이에서 발광층에 인접하는 유기층 (발광층에 인접하는 음극측의 층), 및 발광층측에서 음극에 인접하는 전자 주입층 중 어느 것에 함유되는 것이 바람직하고, 발광층 및 발광층에 인접하는 음극측의 층 중 어느 것에 함유되는 것이 보다 바람직하며, 발광층에 함유되는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 및 발광층에 인접하는 음극측의 층의 양 층에 함유시켜도 된다.
《일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 중에 발광층의 호스트 재료로서 함유시키는 경우》
일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 중에 발광층의 호스트 재료로서 함유시키는 경우, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물은 발광층의 전체 질량에 대하여 0.1 ∼ 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 97 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하며, 10 ∼ 96 질량％ 함유시키는 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층의 호스트 재료로서 사용하는 경우, 발광 재료의 극대 발광 파장 (이하, 발광 피크 파장이라고도 한다) 은, 400 ∼ 700 ㎚ 인 것이 바람직하고, 470 ∼ 600 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 490 ∼ 550 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하고, 510 ∼ 540 ㎚ 인 것이 가장 바람직하다.
《일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층에 함유시키는 경우》
상기 유기층이, 상기 인광 발광 재료를 함유하는 발광층과 그 밖의 유기층을 갖고, 상기 발광층과 상기 음극 사이에 배치된 그 밖의 유기층이, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 구조의 화합물을 함유하는 것도 바람직하다. 그 중에서도, 상기 유기층이 전자 수송층 또는 정공 블록층 (보다 바람직하게는 정공 블록층) 을 갖고, 상기 전자 수송층 또는 상기 정공 블록층이 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층에 함유시키는 경우에는, 그 발광층 이외의 층의 전체 질량에 대하여 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
이들 유기층은, 각각 복수 층 형성해도 되고, 복수 층 형성하는 경우에는 동일한 재료로 형성해도 되고, 층마다 상이한 재료로 형성해도 된다.
(유기층의 형성 방법)
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 각 유기층은, 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 제막법, 전사법, 인쇄법, 스핀 코트법, 바 코트법 등의 습식 제막법 (용액 도포법) 중 어느 것에 의해서도 바람직하게 형성할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 1 쌍의 전극 사이에 배치된 유기층이, 적어도 1 층의 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 조성물의 증착에 의해 형성된 층을 포함하는 것이 바람직하다.
(발광층)
발광층은, 전계 인가시에, 양극, 정공 주입층 또는 정공 수송층으로부터 정공을 수취하고, 음극, 전자 주입층 또는 전자 수송층으로부터 전자를 수취하여, 정공과 전자의 재결합의 장소를 제공하여 발광시키는 기능을 갖는 층이다. 단, 본 발명에 있어서의 상기 발광층은, 이와 같은 메커니즘에 의한 발광에 반드시 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층은, 적어도 1 종의 인광 발광 재료를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 상기 발광층은, 상기 발광 재료만으로 구성되어 있어도 되고, 호스트 재료와 상기 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 상기 발광 재료의 종류는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. 상기 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 상기 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, 상기 발광층은, 전하 수송성을 갖지 않아, 발광하지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.
또한, 발광층은 1 층이어도 되고 2 층 이상의 다층이어도 되고, 각각의 층에 동일한 발광 재료나 호스트 재료를 함유해도 되고, 층마다 상이한 재료를 함유해도 된다. 발광층이 복수인 경우, 각각의 발광층이 상이한 발광색으로 발광해도 된다.
발광층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상, 2 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 외부 양자 효율의 관점에서 3 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층이 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 바람직한 양태이고, 상기 발광층의 호스트 재료로서 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 사용하는 것이 보다 바람직한 양태이다. 여기서, 본 명세서 중, 호스트 재료란, 발광층에 있어서 주로 전하의 주입, 수송을 담당하는 화합물이고, 또한, 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 ％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 1 ％ 이하인 것을 일컫는다.
이하, 상기 발광층의 재료로서, 상기 발광 재료, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물 이외의 그 밖의 호스트 재료에 대하여 순서대로 설명한다. 또한, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물은, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서 상기 발광층 이외에 사용되어도 된다.
(발광 재료)
본 발명에 있어서의 발광 재료로는, 인광 발광 재료, 형광 발광 재료 등 모두 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서의 발광층은, 색 순도를 향상시키기 위해서나 발광 파장 영역을 넓히기 위하여 2 종류 이상의 발광 재료를 함유할 수 있다. 발광 재료 중 적어도 1 종이 인광 발광 재료인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 발광층에 함유되는 적어도 1 종의 인광 발광 재료에 더하여, 발광 재료로서, 형광 발광 재료나, 발광층에 함유되는 인광 발광 재료와는 상이한 인광 발광 재료를 사용할 수 있다.
이들 형광 발광 재료나 인광 발광 재료에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0100] ∼ [0164], 일본 공개특허공보 2007-266458호의 단락 번호 [0088] ∼ [0090] 에 상세히 서술되어 있고, 이들 공보의 기재 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료로는, 예를 들어, US6303238B1, US6097147, WO00/57676, WO00/70655, WO01/08230, WO01/39234A2, WO01/41512A1, WO02/02714A2, WO02/15645A1, WO02/44189A1, WO05/19373A2, 일본 공개특허공보 2001-247859, 일본 공개특허공보 2002-302671, 일본 공개특허공보 2002-117978, 일본 공개특허공보 2003-133074, 일본 공개특허공보 2002-235076, 일본 공개특허공보 2003-123982, 일본 공개특허공보 2002-170684, EP1211257, 일본 공개특허공보 2002-226495, 일본 공개특허공보 2002-234894, 일본 공개특허공보 2001-247859, 일본 공개특허공보 2001-298470, 일본 공개특허공보 2002-173674, 일본 공개특허공보 2002-203678, 일본 공개특허공보 2002-203679, 일본 공개특허공보 2004-357791, 일본 공개특허공보 2006-256999, 일본 공개특허공보 2007-19462, 일본 공개특허공보 2007-84635, 일본 공개특허공보 2007-96259, WO07/095118, WO10/111175, WO10/027583, WO10/028151 등의 특허문헌에 기재된 인광 발광 화합물 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 더욱 바람직한 발광 재료로는, 이리듐 (Ir) 착물, 백금 (Pt) 착물, Cu 착물, Re 착물, W 착물, Rh 착물, Ru 착물, Pd 착물, Os 착물, Eu 착물, Tb 착물, Gd 착물, Dy 착물, 및 Ce 착물 등의 인광 발광성 금속 착물 화합물을 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 이리듐 (Ir) 착물, 백금 (Pt) 착물, 또는 Re 착물이고, 그 중에서도 금속-탄소 결합, 금속-질소 결합, 금속-산소 결합, 금속-황 결합 중 적어도 1 개의 배위 양식을 함유하는 이리듐 (Ir) 착물, 백금 (Pt) 착물, 또는 Re 착물이 바람직하다. 또한, 발광 효율, 구동 내구성, 색도 등의 관점에서 이리듐 (Ir) 착물, 백금 (Pt) 착물이 특히 바람직하고, 이리듐 (Ir) 착물이 가장 바람직하다.
본 발명에 있어서의 발광층에 함유되는 인광 발광 재료로는, 이하에 나타내는 일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물, 또는 이하의 백금 (Pt) 착물을 사용하는 것이 바람직하다.
일반식 (E-1)
[화학식 16]
Figure pat00016
일반식 (E-1) 중, Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A1 은 Z1 과 질소 원자와 함께 5 또는 6 원자의 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. B1 은 Z2 와 탄소 원자와 함께 5 또는 6 원자 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
Z1 및 Z2 로서 바람직하게는 탄소 원자이다. nE1 은 2 또는 3 이 바람직하고, 이 경우 Z1, Z2, A1, B1 을 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되지만, 그 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
A1, Z1 및 질소 원자를 함유하는 5 또는 6 원자의 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. A1, Z1 및 질소 원자에 의해 형성되는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리는 치환기를 갖고 있어도 된다.
B1, Z2 및 탄소 원자에 의해 형성되는 5 또는 6 원자 고리로는, 벤젠 고리, 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, 피롤 고리 등을 들 수 있다. B1, Z2 및 탄소 원자에 의해 형성되는 5 또는 6 원자 고리는 치환기를 갖고 있어도 된다.
상기 치환기로는 상기 치환기군 A 를 들 수 있다. 치환기끼리는 연결되어 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는, 불포화의 4 ∼ 7 원자 고리, 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. 이들 형성되는 고리는 치환기를 갖고 있어도 되고, 형성되는 고리 상의 치환기를 개재하여 추가로 고리를 형성해도 된다. 또한, 상기 A1, Z1 및 질소 원자에 의해 형성되는 5 또는 6 원자의 헤테로 고리의 치환기와, 상기 B1, Z2 및 탄소 원자에 의해 형성되는 5 또는 6 원자 고리의 치환기가 연결되어, 전술과 동일한 축합 고리를 형성하고 있어도 된다. 형성되는 고리 상의 치환기를 개재하여 추가로 고리를 형성해도 된다.
(X-Y) 로 나타내는 배위자로는, 종래 공지된 금속 착물에 사용되는 여러 가지의 공지된 배위자가 있지만, 예를 들어, 「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag 사 H. Yersin 저 1987년 발행, 함질소 헤테로아릴 배위자, 디케톤 배위자 등을 들 수 있고, 하기 일반식 (I-1) ∼ (I-39)가 바람직하고, 일반식 (I-1), (I-4), (I-15), (I-16), (I-17), (I-18), (I-19), (I-22), (I-25), (I-28), (I-29), (I-36), (I-39) 가 보다 바람직하다. 단, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 17]
Figure pat00017
＊ 은 일반식 (E-1) 에 있어서의 이리듐 (Ir) 으로의 배위 위치를 나타낸다. Rx, Ry 및 Rz 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 들 수 있다. Rx, Rz 는 바람직하게는, 각각 독립적으로 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기이다. Ry 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 시아노기, 아릴기 중 어느 것이다. 1 개의 배위자 내에 복수 존재하는 Rx 및 Ry 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
이들 배위자를 갖는 착물은, 대응하는 배위자 전구체를 사용함으로써 공지된 합성예와 동일하게 합성할 수 있다.
일반식 (E-1) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물의 바람직한 양태는, 하기 일반식 (E-2) 로 나타내는 이리듐 (Ir) 착물이다.
일반식 (E-2)
[화학식 18]
Figure pat00018
일반식 (E-2) 중, AE1 ∼ AE8 은 각각 독립적으로, 질소 원자 또는 C-RE 를 나타낸다. RE 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로는, 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적용할 수 있다. RE 끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다. 형성되는 고리로는, 전술한 일반식 (E-1) 에 있어서 서술한 축합 고리와 동일한 것을 들 수 있다. (X-Y) 및 nE2 는 일반식 (E-1) 에 있어서의 (X-Y) 및 nE1 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. nE2 가 2 또는 3 인 경우, AE1 ∼ AE8 을 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되지만, 그 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (E-2) 로 나타내는 화합물의 보다 바람직한 형태는, 하기 일반식 (E-3) 으로 나타내는 화합물이다.
[화학식 19]
Figure pat00019
일반식 (E-3) 중, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6 및 RT7 은, 상기 RE 와 동의이다. A 는 CR"" 또는 질소 원자를 나타내고, R"" 는 상기 RE 와 동의이다. RT1 ∼ RT7, 및 R"" 는, 근접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알켄, 시클로카르카지엔, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기군 A 로 나타내는 치환기를 갖고 있어도 된다. (X-Y) 및 nE3 은, 일반식 (E-1) 에 있어서의 (X-Y) 및 nE1 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. nE3 이 2 또는 3 인 경우, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7 및 A 를 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되지만, 그 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
A, RT1 ∼ RT7 의 바람직한 범위는, 용도에 따라 요구되는 발광색에 따라 상이하다. 이하에, 목적으로 하는 발광색으로서 청색 ∼ 수색 (水色), 녹색 ∼ 황색, 황등색 ∼ 적색의 3 개의 영역으로 나누어 설명한다. 단, 이들 기재에 한정되는 것은 아니다.
황등색 ∼ 적색의 발광색을 얻기 위해서는, 상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (E-4), 일반식 (E-5) 또는 일반식 (E-6) 으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (E-4)
[화학식 20]
Figure pat00020
일반식 (E-4) 에 있어서의 RT1 ∼ RT4, RT7, A (CR"" 또는 질소 원자), (X-Y) 및 nE4 는, 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT1 ∼ RT4, RT7, A, (X-Y) 및 nE3 과 동의이다. R1' ∼ R4' 는 상기 RE 와 동의이다.
RT1 ∼ RT4, RT7, R1' ∼ R4', R"" 는, 근접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알켄, 시클로카르카지엔, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기군 A 로 나타내는 치환기를 갖고 있어도 된다.
nE4 가 2 또는 3 인 경우, RT1 ∼ RT4, RT7, A 및 R1' ∼ R4' 를 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되지만, 그 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
R1' ∼ R4' 는, 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 아릴기인 것이 바람직하다. 또한, A 가 CR"" 를 나타냄과 함께, RT1 ∼ RT4, RT7, R"" 중 0 ∼ 3 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 바람직하다.
일반식 (E-4) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 21]
Figure pat00021
일반식 (E-5)
[화학식 22]
Figure pat00022
일반식 (E-5) 에 있어서의 RT2 ∼ RT6, A (CR"" 또는 질소 원자), (X-Y) 및 nE5 는, 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT2 ∼ RT6, A, (X-Y) 및 nE3 과 동의이다. R5' ∼ R8' 는 일반식 (E-4) 에 있어서의 R1' ∼ R4' 와 동의이다.
RT2 ∼ RT6, R5' ∼ R8', R"" 는, 근접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알켄, 시클로카르카지엔, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기군 A 로 나타내는 치환기를 갖고 있어도 된다.
nE5 가 2 또는 3 인 경우, RT2 ∼ RT6, A 및 R5' ∼ R8' 를 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되지만, 그 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
또한, R5' ∼ R8' 에 있어서의 바람직한 범위는, 일반식 (E-4) 에 있어서의 R1' ∼ R4' 의 바람직한 범위와 동일하다. 또한 A 가 CR"" 를 나타냄과 함께, RT2 ∼ RT6, R"", 및 R5' ∼ R8' 중, 0 ∼ 3 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 바람직하다.
일반식 (E-5) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 23]
Figure pat00023
일반식 (E-6)
[화학식 24]
Figure pat00024
일반식 (E-6) 에 있어서의 RT1 ∼ RT5, A (CR"" 또는 질소 원자), (X-Y) 및 nE6 은, 일반식 (E-3) 에 있어서의 RT1 ∼ RT5, A, (X-Y) 및 nE3 과 동의이다. R9' ∼ R12' 는 일반식 (E-4) 에 있어서의 R1' ∼ R4' 와 동의이다.
RT1 ∼ RT5, R9' ∼ R12', R"" 는, 근접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알켄, 시클로카르카지엔, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기군 A 로 나타내는 치환기를 갖고 있어도 된다.
nE6 이 2 또는 3 인 경우, RT1 ∼ RT5, A 및 R9' ∼ R12' 를 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되지만, 그 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
또한, R9' ∼ R12' 에 있어서의 바람직한 범위는, 일반식 (E-4) 에 있어서의 R1' ∼ R4' 의 바람직한 범위와 동일하다. 또한 A 가 CR"" 를 나타냄과 함께, RT1 ∼ RT5, R"", 및 R9' ∼ R12' 중, 0 ∼ 3 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 바람직하다.
일반식 (E-6) 으로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 25]
Figure pat00025
녹색 ∼ 황색의 발광색을 얻기 위해서는, 상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (E-7) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (E-7)
[화학식 26]
Figure pat00026
일반식 (E-7) 중, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"", (X-Y) 및 nE3 은 일반식 (E-3) 중의 RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"", (X-Y) 및 nE3 과 동의이다. RT1 ∼ RT7, 및 R"" 는, 근접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알켄, 시클로카르카지엔, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기군 A 로 나타내는 치환기를 갖고 있어도 된다.
nE7 이 2 또는 3 인 경우, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7 및 R"" 를 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되지만, 그 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"" 는, 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기인 것이 바람직하다.
nE7 은 3 인 것이 바람직하고, 또한 일반식 (E-7) 은 일반식 (E-7-1) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (E-7-1)
[화학식 27]
Figure pat00027
일반식 (E-7-1) 중, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"" 는 일반식 (E-7) 중의 RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"" 와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. RT8 ∼ RT15 는 RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"" 와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하지만, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"" 를 함유하는 페닐피리딘 배위자와 RT8 ∼ RT15 를 함유하는 페닐피리딘 배위자는 서로 상이하다.
녹색 ∼ 황색의 발광색 중, 녹색에 가까운 발광색을 얻기 위해서는, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"" 는 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 시아노기인 것이 보다 바람직하고, RT1, RT5, RT4, R"" 의 1 ∼ 3 개가 알킬기인 것이 더욱 바람직하다. RT8 ∼ RT11 은 수소 원자 또는 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 또한, RT12 ∼ RT15 는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 아릴기인 것이 보다 바람직하다. 알킬기, 시아노기, 아릴기의 치환 위치로는, RT13 또는 RT14 인 것이 바람직하다. 그 아릴기는, 추가로 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기를 개재하여 축합 고리를 형성해도 된다.
녹색 ∼ 황색의 발광색 중, 황색에 가까운 발광색을 얻기 위해서는, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, R"" 는 수소 원자, 알킬기인 것이 보다 바람직하고, RT1, RT5, RT4, R"" 의 1 ∼ 3 개가 알킬기인 것이 더욱 바람직하다. RT8 ∼ RT11 은 적어도 1 개가 아릴기인 것이 보다 바람직하고, RT9, RT10 중 어느 것 1 개가 아릴기이고 나머지는 수소 원자 또는 알킬기인 것이 더욱 바람직하다. 그 아릴기는, 추가로 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기를 개재하여 축합 고리를 형성해도 된다.
일반식 (E-7-1) 은, 일반식 (E-7-1) 중에 일반식 (E-7-2) 로 나타내는 부분 구조를 갖는 것도 바람직하다. 일반식 (E-7-2) 를 가짐으로써, 호스트 재료와의 조합에 의해 저전압화나 고내구화와 같은 효과가 현저하게 나타나는 경우가 있다.
일반식 (E-7-2)
[화학식 28]
Figure pat00028
일반식 (E-7-2) 중, X 는 -O-, -S-, -NRT24-, -CRT25RT26-, -SiRT27RT28- 이고, RT16 ∼ RT28 중 어느 1 개가 단결합 또는 치환기를 개재하여 일반식 (E-7-1) 중의 일부와 결합한다.
일반식 (E-7-2) 중, RT16 ∼ RT28 중 어느 1 개가 단결합 혹은 아릴기를 개재하여 일반식 (E-7-1) 중의 일부와 결합하는 것이 바람직하고, 녹색에 가까운 발광색을 얻고자 하는 경우에는 RT13 또는 RT14 에서 결합하는 것이 보다 바람직하며, RT13 에서 결합하는 것이 더욱 바람직하다. 황색에 가까운 발광색을 얻고자 하는 경우에는 RT9 또는 RT10 에서 결합하는 것이 보다 바람직하다.
X 는 -O-, -S-, -NRT24-, -CRT25RT26- 인 것이 바람직하고, -O-, -S- 인 것이 보다 바람직하다.
X 가 -O-, -S- 일 때에는, RT16 의 위치에서 단결합을 개재하여 일반식 (E-7-1) 중의 일부와 결합하는 것이 바람직하고, X 가 -NRT24- 일 때에는, RT18 또는 RT24 의 위치에서 단결합을 개재하여 일반식 (E-7-1) 중의 일부와 결합하는 것이 바람직하며, X 가 -CRT25RT26- 일 때에는, RT17 의 위치에서 단결합을 개재하여 일반식 (E-7-1) 중의 일부와 결합하는 것이 바람직하다.
일반식 (E-7) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 29]
Figure pat00029
[화학식 30]
Figure pat00030
청색 ∼ 수색의 발광색을 얻기 위해서는, 상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물은 하기 일반식 (E-8) 또는 일반식 (E-9) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (E-8)
[화학식 31]
Figure pat00031
일반식 (E-8) 중, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, A (CR"" 또는 질소 원자), (X-Y), nE8 은 일반식 (E-3) 중의 RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, A, (X-Y), nE3 과 동의이다.
일반식 (E-8) 중의 RT1, RT5 ∼ RT7 은, 수소 원자, 알킬기, 아릴기인 것이 보다 바람직하다. RT2 ∼ RT4 는, 수소 원자, 불소 원자, 시아노기인 것이 바람직하다. A 는, CR"" 의 R"" 가 불소 원자 혹은 시아노기이거나 또는 질소 원자이거나 그 중 어느 것이 바람직하다. nE8 은 2 또는 3 인 것이 바람직하다. (X-Y) 는, 일반식 (E-1) 에 있어서의 (X-Y) 와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
일반식 (E-8) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 32]
Figure pat00032
일반식 (E-9)
[화학식 33]
Figure pat00033
일반식 (E-9) 중, RT29 ∼ RT34, (X-Y), nE8 은 일반식 (E-3) 중의 RT1 ∼ RT6, (X-Y), nE3 과 동의이다. RT35 는 치환기를 나타내고, 그 치환기로는 상기 치환기군 B 를 들 수 있다. RT29 ∼ RT35 는, 근접하는 임의의 2 개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는, 시클로알켄, 시클로카르카지엔, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7 원자 고리는 추가로 치환기군 A 로 나타내는 치환기를 갖고 있어도 된다.
nE7 이 2 또는 3 인 경우, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7 및 R"" 를 함유하는 배위자가 2 개 또는 3 개 존재하게 되지만, 그 배위자는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
RT29 ∼ RT34 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기인 것이 바람직하다. RT35 는 알킬기, 아릴기인 것이 바람직하다. RT35 는 RT29 와 연결되어 고리를 형성하는 것이 바람직하고, RT35 와 RT29 가 아릴기를 개재하여 결합되고, 그 결과 함질소 6 원자 고리가 형성되는 것이 보다 바람직하다. RT35 를 RT29 와 연결한 그 아릴기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 되고, 내구성의 관점에서 알킬기에 의해 치환되는 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (E-9) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 34]
Figure pat00034
일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물의 상기 이외의 바람직한 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 35]
Figure pat00035
상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은, 일본 공개특허공보 2009-99783호에 기재된 방법이나, 미국 특허 7279232호 등에 기재된 여러 가지의 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 (E-1) 로 나타내는 화합물은, 발광층에 함유되는 것이 바람직하지만, 그 용도가 한정되는 경우는 없고, 또한 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.
발광층 중의 일반식 (E-1) 로 나타내는 화합물은, 발광층 중에 일반적으로 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대하여, 0.1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되지만, 내구성, 외부 양자 효율의 관점에서 0.2 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 0.3 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하며, 0.4 질량％ ∼ 30 질량％ 함유되는 것이 더욱 바람직하고, 0.5 질량％ ∼ 20 질량％ 함유되는 것이 특히 바람직하다.
일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물과, 일반식 (E-1) ∼ (E-9) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 중에서 조합하여 사용하는 것이 본 발명에서는 특히 바람직하다.
상기 백금 (Pt) 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 2006-93542호의 [0065] ∼ [0090] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-96255호의 [0055] ∼ [0071] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-313796호의 [0043] ∼ [0046] 에 기재된 화합물을 들 수 있다.
발광층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상, 2 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 외부 양자 효율의 관점에서 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층은, 발광 재료만으로 구성되어 있어도 되고, 호스트 재료와 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 발광 재료의 종류는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 되고, 예를 들어, 전자 수송성의 호스트 재료와 정공 수송성의 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다. 또한, 발광층 중에 전하 수송성을 갖지 않아, 발광하지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.
또한, 발광층은 1 층이어도 되고 2 층 이상의 다층이어도 되고, 각각의 층에 동일한 발광 재료나 호스트 재료를 함유해도 되고, 층마다 상이한 재료를 함유해도 된다. 발광층이 복수인 경우, 각각의 발광층이 상이한 발광색으로 발광해도 된다.
(호스트 재료)
호스트 재료란, 발광층에 있어서 주로 전하의 주입, 수송을 담당하는 화합물이고, 또한, 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 ％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 1 ％ 이하인 것을 일컫는다.
호스트 재료로는, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
그 밖의 본 발명 유기 전계 발광 소자에 사용할 수 있는 호스트 재료로는, 예를 들어, 이하의 화합물을 들 수 있다.
피롤, 인돌, 카르바졸, 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 벤조티오펜, 디벤조티오펜, 푸란, 벤조푸란, 디벤조푸란, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 칼콘, 스티릴안트라센, 플루오레논, 하이드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제 3 급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 포르피린계 화합물, 축환 방향족 탄화수소 화합물 (플루오렌, 나프탈렌, 페난트렌, 트리페닐렌 등), 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, 나프탈렌 페릴렌 등의 복소 고리 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물 및 그들의 유도체 (치환기나 축환을 갖고 있어도 된다) 등을 들 수 있다. 이들 중, 카르바졸, 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 아릴아민, 축환 방향족 탄화수소 화합물, 금속 착물이 특히 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층에 있어서, 병용할 수 있는 호스트 재료로는, 정공 수송성 호스트 재료여도 되고, 전자 수송성 호스트 재료여도 된다.
발광층에 있어서, 상기 호스트 재료의 막 상태에서의 삼중항 최저 여기 에너지 (T1 에너지) 가, 상기 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 색 순도, 발광 효율, 구동 내구성의 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 바람직하며, 0.3 eV 이상 큰 것이 더욱 바람직하다.
호스트 재료의 막 상태에서의 T1 이 인광 발광 재료의 T1 보다 작으면 발광을 소광해 버리기 때문에 호스트 재료에는 인광 발광 재료보다 큰 T1 이 요구된다. 또한, 호스트 재료의 T1 이 인광 발광 재료보다 큰 경우에서도, 양자의 T1 차가 작은 경우에는 일부, 인광 발광 재료로부터 호스트 재료로의 역에너지 이동이 일어나기 때문에, 효율 저하나 내구성 저하의 원인이 된다. 따라서, T1 이 충분히 커서, 화학적 안정성 및 캐리어 주입·수송성이 높은 호스트 재료가 요구되고 있다.
또한, 본 발명 유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층에 있어서의 호스트 화합물의 함유량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 발광 효율, 구동 전압의 관점에서, 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대하여 15 질량％ 이상 95 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 발광층에, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 함유하는 복수 종류의 호스트 화합물을 함유하는 경우, 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물은 전체 호스트 화합물 중 50 질량％ 이상 99 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
(그 밖의 층)
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층 이외의 그 밖의 층을 갖고 있어도 된다.
상기 유기층이 갖고 있어도 되는 상기 발광층 이외의 그 밖의 유기층으로서, 정공 주입층, 정공 수송층, 블록층 (정공 블록층, 여기자 블록층 등), 전자 수송층 등을 들 수 있다. 상기 구체적인 층 구성으로서 하기를 예시할 수 있지만, 본 발명은 이들 구성에 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/전자 수송층/전자 주입층/음극,
·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극,
·양극/정공 주입층/정공 수송층/블록층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, (A) 상기 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층을 적어도 1 층 포함하는 것이 바람직하다. 상기 (A) 상기 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층으로는, 양극측으로부터 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층을 들 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, (B) 상기 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층을 적어도 1 층 포함하는 것이 바람직하다. 상기 (B) 상기 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층으로는, 음극측으로부터 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 블록층을 들 수 있다.
구체적으로는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 바람직한 양태의 일례는, 도 1 에 기재되는 양태이고, 상기 유기층으로서, 양극 (3) 측으로부터 정공 주입층 (4), 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 정공 블록층 (7) 및 전자 수송층 (8) 이 이 순서로 적층되어 있는 양태이다.
이하, 이들 본 발명의 유기 전계 발광 소자가 갖고 있어도 되는 상기 발광층 이외의 그 밖의 층에 대하여 설명한다.
(A) 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층
먼저, (A) 상기 양극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 대하여 설명한다.
(A-1) 정공 주입층, 정공 수송층
정공 주입층, 정공 수송층은, 양극 또는 양극측으로부터 정공을 수취하여 음극측에 수송하는 기능을 갖는 층이다.
정공 주입층, 정공 수송층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0165] ∼ [0167] 에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다. 그 중에서도, 정공 주입층, 정공 수송층에 바람직하게 사용되는 재료에 대하여 설명한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 하기의 화합물을 상기 발광층과 상기 양극 사이의 유기층에 함유하는 것이 바람직하고, 정공 주입층에 함유하는 것이 보다 바람직하다.
구체적으로는, 이하의 구조의 화합물이 바람직하다.
[화학식 36]
Figure pat00036
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 적어도 1 종의 하기 일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물을 상기 발광층과 상기 양극 사이의 유기층에 함유하는 것이 바람직하고, 정공 수송층에 함유하는 것이 보다 바람직하다.
정공 수송 재료로는, 하기 일반식 (HT-1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물을 들 수 있다.
일반식 (HT-1)
[화학식 37]
Figure pat00037
[일반식 (HT-1) 중, RA1 ∼ RA15 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다]
RA1 ∼ RA15 가 나타내는 치환기로는 치환기군 A 에서 예시한 치환기를 들 수 있고, 인접하는 치환기끼리가 단결합 또는 연결기를 개재하여 결합되어 고리를 형성해도 된다. 내열성 및 내구성의 관점에서, RA1 ∼ RA5 중 적어도 1 개와 RA6 ∼ RA10 중 적어도 1 개가 아릴기인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 38]
Figure pat00038
[화학식 39]
Figure pat00039
일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물을, 정공 수송층 중에서 사용하는 경우에는, 일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물은 50 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 80 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하며, 95 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 특히 바람직하다.
또한, 일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물을 복수의 유기층에 사용하는 경우에는, 각각의 층에 있어서 상기의 범위에서 함유하는 것이 바람직하다.
일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물은, 어느 유기층에, 1 종류만을 함유하고 있어도 되고, 복수의 일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물을 임의의 비율로 조합하여 함유하고 있어도 된다.
일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 정공 수송층의 두께로는, 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 3 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 그 정공 수송층은 발광층에 접해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
그 정공 수송층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T1) 에너지는 2.52 eV (58 ㎉/㏖) 이상 3.47 eV (80 ㎉/㏖) 이하인 것이 바람직하고, eV (57 ㎉/㏖) 이상 3.25 eV (75 ㎉/㏖) 이하인 것이 보다 바람직하며, 2.52 eV (58 ㎉/㏖) 이상 3.04 eV (70 ㎉/㏖) 이하인 것이 더욱 바람직하다
일반식 (HT-1) 을 구성하는 수소 원자는, 수소의 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함한다. 이 경우 화합물 중의 모든 수소 원자가 수소 동위체로 치환되어 있어도 되고, 또한 일부가 수소 동위체를 함유하는 화합물인 혼합물이어도 된다.
일반식 (HT-1) 로 나타내는 화합물은, 여러 가지의 공지된 합성법을 조합하여 합성할 수 있다. 가장 일반적으로는, 카르바졸 화합물에 관해서는 아릴하이드라진과 시클로헥산 유도체의 축합체의 아자코프 전위 반응 후, 탈수소 방향족화에 의한 합성 (L. F. Tieze, Th. Eicher 저, 타카노, 오가사와라 역, 정밀 유기 합성, 339페이지 (난코도 간행)) 을 들 수 있다. 또한, 얻어진 카르바졸 화합물과 할로겐화아릴 화합물의 팔라듐 촉매를 사용하는 커플링 반응에 관해서는 테트라헤드론·레터즈 39권 617페이지 (1998년), 동(同) 39권 2367페이지 (1998년) 및 동 40권 6393페이지 (1999년) 등에 기재된 방법을 들 수 있다. 반응 온도, 반응 시간에 대해서는 특별히 한정되는 경우는 없고, 상기 문헌에 기재된 조건을 적용할 수 있다.
본 발명의 일반식 (HT-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 바람직하며, 800 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한 증착 적성의 관점에서는, 분자량이 지나치게 작으면 증기압이 작아져, 기상으로부터 고상으로의 변화가 일어나지 않고, 유기층을 형성하는 것이 곤란해지므로, 250 이상이 바람직하고, 300 이상이 특히 바람직하다.
(A-2) 전자 블록층
전자 블록층은, 음극측으로부터 발광층에 수송된 전자가, 양극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 양극측에서 인접하는 유기층으로서, 전자 블록층을 형성할 수 있다.
전자 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 예를 들어 전술한 정공 수송 재료로서 예시한 것을 적용할 수 있다.
전자 블록층의 두께로는, 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 3 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ㎚ ∼ 50 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
전자 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
전자 블록층에 사용하는 재료는, 상기 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 색 순도, 발광 효율, 구동 내구성의 면에서 바람직하다. 전자 블록층에 사용하는 재료의 막 상태에서의 T1 이 인광 발광 재료의 T1 보다 0.1 eV 이상 큰 것이 바람직하고, 0.2 eV 이상 큰 것이 보다 바람직하며, 0.3 eV 이상 큰 것이 더욱 바람직하다.
(B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층
다음으로, 상기 (B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 대하여 설명한다.
(B-1) 전자 주입층, 전자 수송층
전자 주입층, 전자 수송층은, 음극 또는 음극측으로부터 전자를 수취하여 양극측에 수송하는 기능을 갖는 층이다. 이들 층에 사용하는 전자 주입 재료, 전자 수송 재료는 저분자 화합물이어도 되고 고분자 화합물이어도 된다.
전자 수송 재료로서, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 사용할 수 있고, 그 바람직한 양태는, 상기 서술한 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층에 함유시키는 경우의 설명과 같다. 그 밖의 전자 수송 재료로는, 피리딘 유도체, 퀴놀린 유도체, 피리미딘 유도체, 피라진 유도체, 프탈라진 유도체, 페난트롤린 유도체, 트리아진 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 플루오레논 유도체, 안트라퀴노디메탄 유도체, 안트론 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 티오피란디옥사이드 유도체, 카르보디이미드 유도체, 플루오레닐리덴메탄 유도체, 디스티릴피라진 유도체, 나프탈렌, 페릴렌 등의 방향 고리 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌 유도체, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물, 실롤로 대표되는 유기 실란 유도체 등을 함유하는 층인 것이 바람직하다.
전자 주입층, 전자 수송층의 두께는, 구동 전압을 낮춘다는 관점에서, 각각 500 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.
전자 수송층의 두께로는, 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 전자 주입층의 두께로는, 0.1 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 바람직하고, 0.2 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 0.5 ㎚ ∼ 50 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
전자 주입층, 전자 수송층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
전자 주입층에는 전자 공여성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유시킴으로써, 전자 주입성이 향상되어, 구동 전압이 저하되고, 효율이 향상된다는 등의 효과가 있다. 전자 공여성 도펀트란, 도프되는 재료에 전자를 부여하여, 라디칼 아니온을 발생시킬 수 있는 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어떠한 것이어도 되지만, 예를 들어, 테트라티아풀발렌 (TTF), 테트라티아나프타센 (TTT), 비스-[1,3디에틸-2-메틸-1,2-디하이드로벤즈이미다졸릴] 등의 디하이드로이미다졸 화합물, 리튬, 세슘 등을 들 수 있다.
전자 주입층 중의 전자 공여성 도펀트는, 전자 주입층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대하여, 0.01 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 0.1 질량％ ∼ 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하며, 0.5 질량％ ∼ 30 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
(B-2) 정공 블록층
정공 블록층은, 양극측으로부터 발광층에 수송된 정공이, 음극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 음극측에서 인접하는 유기층으로서, 정공 블록층을 형성할 수 있다.
정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는, 발광층에서 생성하는 여기자의 에너지 이동을 방지하여, 발광 효율을 저하시키지 않기 위하여, 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 바람직하다.
정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물 이외의, 정공 블록층을 구성하는 그 밖의 유기 화합물의 예로는, 알루미늄(Ⅲ)비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)4-페닐페놀레이트 (Aluminum(Ⅲ)bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate (Balq 로 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 로 약기한다)) 등의 페난트롤린 유도체, 본 발명의 화합물 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서, 정공 블록층은 실제로 정공을 블록하는 기능에 한정하지 않고, 발광층의 여기자를 전자 수송층으로 확산시키지 않거나, 혹은 에너지 이동 소광을 블록하는 기능을 갖고 있어도 된다. 본 발명의 화합물은 정공 블록층으로서도 바람직하게 적용할 수 있다.
정공 블록층의 두께로는, 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
정공 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
정공 블록층에 사용하는 재료는, 상기 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 색 순도, 발광 효율, 구동 내구성의 면에서 바람직하다. 정공 블록층에 사용하는 재료의 막 상태에서의 T1 이 인광 발광 재료의 T1 보다 0.1 eV 이상 큰 것이 바람직하고, 0.2 eV 이상 큰 것이 보다 바람직하며, 0.3 eV 이상 큰 것이 더욱 바람직하다.
(B-3) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층에 특히 바람직하게 사용되는 재료
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 (B) 음극과 상기 발광층 사이에 바람직하게 배치되는 유기층의 재료에 특히 바람직하게 사용되는 재료로서, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물 및 하기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
이하, 상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물에 대하여 설명한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 발광층과 음극 사이에 적어도 1 층의 유기층을 포함하는 것이 바람직하고, 그 유기층에 적어도 1 종의 하기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 소자의 효율이나 구동 전압의 관점에서 바람직하다. 이하에, 일반식 (O-1) 에 대하여 설명한다.
[화학식 40]
Figure pat00040
(일반식 (O-1) 중, RO1 은, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. AO1 ∼ AO4 는 각각 독립적으로, C-RA 또는 질소 원자를 나타낸다. RA 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 RA 는 동일해도 되고 상이해도 된다. LO1 은, 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리로 이루어지는 2 가 ∼ 6 가의 연결기를 나타낸다. nO1 은 2 ∼ 6 의 정수를 나타낸다)
RO1 은, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 된다. RO1 로서 바람직하게는 아릴기, 또는 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 아릴기이다. RO1 의 아릴기가 치환기를 갖는 경우의 바람직한 치환기로는, 알킬기, 아릴기 또는 시아노기를 들 수 있고, 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하며, 아릴기가 더욱 바람직하다. RO1 의 아릴기가 복수의 치환기를 갖는 경우, 그 복수의 치환기는 서로 결합하여 5 또는 6 원자 고리를 형성하고 있어도 된다. RO1 의 아릴기는, 바람직하게는 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기이고, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 아릴기가 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 더욱 바람직하게는 무치환의 페닐기 또는 2-페닐페닐기이다.
AO1 ∼ AO4 는 각각 독립적으로, C-RA 또는 질소 원자를 나타낸다. AO1 ∼ AO4 중, 0 ∼ 2 개가 질소 원자인 것이 바람직하고, 0 또는 1 개가 질소 원자인 것이 보다 바람직하다. AO1 ∼ AO4 모두가 C-RA 이거나, 또는 AO1 이 질소 원자이고, AO2 ∼ AO4 가 C-RA 인 것이 바람직하고, AO1 이 질소 원자이고, AO2 ∼ AO4 가 C-RA 인 것이 보다 바람직하며, AO1 이 질소 원자이고, AO2 ∼ AO4 가 C-RA 이며, RA 가 모두 수소 원자인 것이 더욱 바람직하다.
RA 는 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 된다. 또한 복수의 RA 는 동일해도 되고 상이해도 된다. RA 로서 바람직하게는 수소 원자 또는 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다.
LO1 은, 아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30) 또는 헤테로아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 로 이루어지는 2 가 ∼ 6 가의 연결기를 나타낸다. LO1 로서 바람직하게는, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 아릴트리일기, 또는 헤테로아릴트리일기이고, 보다 바람직하게는 페닐렌기, 비페닐렌기, 또는 벤젠트리일기이며, 더욱 바람직하게는 비페닐렌기, 또는 벤젠트리일기이다. LO1 은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 알킬기, 아릴기, 또는 시아노기가 바람직하다. LO1 의 구체예로는, 이하의 것을 들 수 있다.
[화학식 41]
Figure pat00041
nO1 은 2 ∼ 6 의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2 ∼ 4 의 정수이며, 보다 바람직하게는 2 또는 3 이다. nO1 은, 소자 효율의 관점에서는 가장 바람직하게는 3 이고, 소자의 내구성의 관점에서는 가장 바람직하게는 2 이다.
일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (O-2) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 42]
Figure pat00042
(일반식 (O-2) 중, RO1 은 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. RO2 ∼ RO4 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. AO1 ∼ AO4 는 각각 독립적으로, C-RA 또는 질소 원자를 나타낸다. RA 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 RA 는 동일해도 되고 상이해도 된다)
RO1 및 AO1 ∼ AO4 는, 상기 일반식 (O-1) 중의 RO1 및 AO1 ∼ AO4 와 동의이고, 또한 그들의 바람직한 범위도 동일하다.
R02 ∼ R04 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30), 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12) 를 나타내고, 이들은 전술한 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 갖고 있어도 된다. R02 ∼ R04 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 또는 아릴기이며, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 고온 보존시의 안정성, 고온 구동시, 구동시의 발열에 대하여 안정적으로 동작시키는 관점에서, 유리 전이 온도 (Tg) 는 100 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 바람직하고, 120 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 보다 바람직하며, 120 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 더욱 바람직하고, 140 ℃ ∼ 300 ℃ 인 것이 보다 더 바람직하다.
일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 43]
Figure pat00043
[화학식 44]
Figure pat00044
상기 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 일본 공개특허공보 2001-335776호에 기재된 방법으로 합성할 수 있다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정, 재침전 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매, 수분 등을 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은 발광층과 음극 사이의 유기층에 함유되는 것이 바람직하지만, 발광층에 인접하는 음극측의 층에 함유되는 것이 보다 바람직하다.
일반식 (O-1) 로 나타내는 화합물은, 첨가하는 유기층의 전체 질량에 대하여 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
＜보호층＞
본 발명에 있어서, 유기 전계 발광 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. 또한, 보호층의 재료는 무기물이어도 되고, 유기물이어도 된다.
＜봉지 용기＞
본 발명의 유기 전계 발광 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 방법)
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 특허공보 제2784615호, 미국 특허 5828429호, 동 6023308호의 각 명세서 등에 기재된 구동 방법을 적용할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 외부 양자 효율로는, 7 ％ 이상이 바람직하고, 10 ％ 이상이 보다 바람직하며, 12 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 외부 양자 효율의 수치는 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 외부 양자 효율의 최대값, 혹은, 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 300 ∼ 400 ㏅/㎡ 부근에서의 외부 양자 효율의 값을 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 내부 양자 효율은, 30 ％ 이상인 것이 바람직하고, 50 ％ 이상이 더욱 바람직하며, 70 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 소자의 내부 양자 효율은, 외부 양자 효율을 광 취출 효율로 나누어 산출된다. 통상적인 유기 EL 소자에서는 광 취출 효율은 약 20 ％ 이지만, 기판의 형상, 전극의 형상, 유기층의 막두께, 무기층의 막두께, 유기층의 굴절률, 무기층의 굴절률 등을 연구함으로써, 광 취출 효율을 20 ％ 이상으로 할 수 있다.
＜발광 피크 파장＞
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 그 발광 피크 파장에 제한은 없다. 예를 들어, 광의 삼원색 중, 적색의 발광에 사용해도 되고, 녹색의 발광에 사용해도 되며, 청색의 발광에 사용해도 된다. 그 중에서도, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 발광 피크 파장이 500 ∼ 700 ㎚ 인 것이, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물의 최저 여기 삼중항 (T1) 에너지의 관점에서 바람직하다.
구체적으로는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 발광층의 호스트 재료로서 사용하는 경우에는 녹색 인광 발광 재료와 병용하는 것이 바람직하고, 발광 피크 파장이 500 ∼ 700 ㎚ 인 것이 바람직하고, 520 ∼ 650 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 520 ∼ 550 ㎚ 인 것이 특히 바람직하다.
한편, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 것으로 나타내는 화합물을 정공 블록층의 전하 수송 재료로서 사용하는 경우에는, 발광 피크 파장이 400 ∼ 700 ㎚ 인 것이 바람직하고, 450 ∼ 650 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 500 ∼ 650 ㎚ 인 것이 특히 바람직하다.
＜본 발명의 유기 전계 발광 소자의 용도＞
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 표시 소자, 디스플레이, 백 라이트, 전자 사진, 조명 광원, 기록 광원, 노광 광원, 판독 광원, 표지, 간판, 인테리어, 또는 광통신 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 특히, 발광 장치, 조명 장치, 표시 장치 등의 발광 휘도가 높은 영역에서 구동되는 디바이스에 바람직하게 사용된다.
[발광 장치]
본 발명의 발광 장치는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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, 기판 (지지 기판) (2), 유기 전계 발광 소자 (10), 봉지 용기 (16) 등에 의해 구성되어 있다.
유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에, 양극 (제 1 전극) (3), 유기층 (11), 음극 (제 2 전극) (9) 이 순차적으로 적층되어 구성되어 있다. 또한, 음극 (9) 상에는, 보호층 (12) 이 적층되어 있고, 또한, 보호층 (12) 상에는 접착층 (14) 을 개재하여 봉지 용기 (16) 가 형성되어 있다. 또한, 각 전극 (3, 9) 의 일부, 격벽, 절연층 등은 생략되어 있다.
여기서, 접착층 (14) 으로는, 에폭시 수지 등의 광경화형 접착제나 열경화형 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들어 열경화성의 접착 시트를 사용할 수도 있다.
본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들어, 조명 장치 외에, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 할 수 있다.
[조명 장치]
본 발명의 조명 장치는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 도 3 을 참조하여 본 발명의 조명 장치에 대하여 설명한다.
도 3 은, 본 발명의 조명 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 조명 장치 (40) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 전술한 유기 EL 소자 (10) 와, 광 산란 부재 (30) 를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 조명 장치 (40) 는, 유기 EL 소자 (10) 의 기판 (2) 과 광 산란 부재 (30) 가 접촉하도록 구성되어 있다.
광 산란 부재 (30) 는, 광을 산란시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 도 3 에 있어서는, 투명 기판 (31) 에 미립자 (32) 가 분산된 부재로 되어 있다. 투명 기판 (31) 으로는, 예를 들어, 유리 기판을 바람직하게 들 수 있다. 미립자 (32) 로는, 투명 수지 미립자를 바람직하게 들 수 있다. 유리 기판 및 투명 수지 미립자로는, 모두, 공지된 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 조명 장치 (40) 는, 유기 전계 발광 소자 (10) 로부터의 발광이 산란 부재 (30) 의 광 입사면 (30A) 에 입사되면, 입사광을 광 산란 부재 (30) 에 의해 산란시키고, 산란광을 광 출사면 (30B) 으로부터 조명광으로서 출사하는 것이다.
[표시 장치]
본 발명의 표시 장치는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 표시 장치로는, 예를 들어, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 하는 것 등을 들 수 있다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
실시예에서 사용한 화합물을, 마찬가지로 실시예에서 사용한 비교 화합물과 함께, 이하에 나타낸다.
[화학식 45]
Figure pat00045
비교 화합물 (1) 은 WO2010/050778호의 화합물 85 이다.
비교 화합물 (2) 는 WO2011/042107호의 화합물 H3 이다.
[화학식 46]
Figure pat00046
[실시예 1]
＜소자 제작·평가＞ : 녹색 인광 소자에서 발광층의 호스트 재료로서의 사용
소자 제작에 사용한 재료는 모두 승화 정제를 실시하고, 고속 액체 크로마토그래피 (토소 TSKgel ODS-100Z) 에 의해 순도 (254 ㎚ 의 흡수 강도 면적비) 가 99.1 ％ 이상인 것을 확인하였다.
두께 0.5 ㎜, 가로 세로 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 진공 증착법으로 이하의 유기층을 순차 증착하였다.
제 1 층 : 하기 화합물 (A) : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : HTL-1 : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 화합물 (1-1) 및 GD-1 (질량비 85 : 15) : 막두께 40 ㎚
제 4 층 : ETL-1 : 막두께 40 ㎚
이 위에, 불화리튬 1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착하여 음극으로 하였다.
이 적층체를, 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제의 봉지 캔 및 자외선 경화형의 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하여, 실시예 1 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
정공 주입층의 재료 (제 1 층)
화합물 (A) : HAT-CN
[화학식 47]
Figure pat00047
정공 수송 재료 (제 2 층)
[화학식 48]
Figure pat00048
발광층의 재료 (제 3 층)
호스트 재료 : 본 발명의 화합물
발광 재료 : GD-1
[화학식 49]
Figure pat00049
[화학식 50]
Figure pat00050
[실시예 2 ∼ 10, 비교예 1 ∼ 2]
실시예 1 의 유기 전계 발광 소자의 조제에 있어서, 제 3 층의 화합물 (1-1-1) 을, 하기 표 1 에 나타내는 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 중 어느 1 개로 나타내는 화합물 및 상기 서술한 비교 화합물 (1) ∼ 비교 화합물 (2) 로 치환하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 2 ∼ 10, 비교예 1 ∼ 2 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
이들 소자를 이하의 방법으로, 구동 전압, 외부 양자 효율 (발광 효율) 및 내구성의 관점에서 평가한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.
(구동 전압)
각 소자를 휘도가 1000 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시킨다. 이 때의 인가 전압을 구동 전압 평가의 지표로 하였다. 구동 전압이 5 V 미만인 경우를 ◎, 5 V 이상 5.5 V 미만인 경우를 ○○, 5.5 V 이상 6 V 미만인 경우를 ○, 6 V 이상 7 V 미만인 경우를 △, 7 V 이상인 경우를 × 로 하여, 하기 표 1 에 나타냈다.
(외부 양자 효율)
토요 테크니카 제조의 소스 메저 유닛 2400 을 사용하여 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시키고, 그 휘도를 톱콘사 제조의 휘도계 BM-8 을 사용하여 측정하였다. 발광 스펙트럼과 발광 피크 파장은 하마마츠 포토닉스 제조의 스펙트럼 애널라이저 PMA-11 을 사용하여 측정하였다. 이들을 바탕으로 휘도가 1000 ㏅/㎡ 부근인 외부 양자 효율을 휘도 환산법에 의해 산출하였다.
외부 양자 효율이 15 ％ 이상인 경우를 ◎, 10 ％ 이상 15 ％ 미만인 경우를 ○, 8 ％ 이상 10 ％ 미만인 경우를 △, 8 ％ 미만인 경우를 × 로 하여, 하기 표 1 에 나타냈다.
(내구성)
각 소자를, 실온 (20 ℃) 에서 휘도가 5000 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 계속 발광시키고, 휘도가 4000 ㏅/㎡ 가 될 때까지 필요로 한 시간을 내구성의 지표로 하였다. 600 시간 이상인 경우를 ◎, 400 시간 이상 600 시간 미만인 경우를 ○○, 200 시간 이상 400 시간 미만인 경우를 ○, 100 시간 이상 200 시간 미만인 경우를 △, 100 시간 미만인 경우를 × 로 하여, 하기 표 1 에 나타냈다.
Figure pat00051
상기 표 1 로부터, 본 발명의 화합물을 녹색 인광 발광 소자의 발광층의 호스트 재료 (전하 수송 재료) 로서 사용함으로써, 저구동 전압이고, 발광 효율이 양호하며, 또한, 내구성이 양호한 유기 전계 발광 소자가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 1 ∼ 10 에서 제작한 유기 전계 발광 소자의 발광 피크 파장은 510 ∼ 530 ㎚ 였다.
한편, 비교 화합물 1 및 2 를 녹색 인광 발광 소자의 발광층의 호스트 재료로서 사용하면 외부 양자 효율 및 내구성이 불량함을 알 수 있었다. 비교 화합물 5 를 녹색 인광 발광 소자의 발광층의 호스트 재료로서 사용하면 내구성이 불량함을 알 수 있었다.
발광 장치, 표시 장치, 조명 장치의 경우, 각 화소부에서 높은 전류 밀도를 통하여 순간적으로 고휘도 발광시킬 필요가 있고, 본 발명의 발광 소자는 그러한 경우에 발광 효율이 높아지도록 설계되어 있기 때문에, 유리하게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 소자는 내구성도 우수하여, 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치에 바람직하다.
2 : 기판
3 : 양극
4 : 정공 주입층
5 : 정공 수송층
6 : 발광층
7 : 정공 블록층
8 : 전자 수송층
9 : 음극
10 : 유기 전계 발광 소자 (유기 EL 소자)
11 : 유기층
12 : 보호층
14 : 접착층
16 : 봉지 용기
20 : 발광 장치
30 : 광 산란 부재
30A : 광 입사면
30B : 광 출사면
31 : 투명 기판
32 : 미립자
40 : 조명 장치

Claims (12)

  1. 하기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 1 개로 나타내는 화합물로 이루어지는, 전하 수송 재료.
    [화학식 1]
    Figure pat00052

    [일반식 (1-1) ∼ (1-3) 중, R111 ∼ R114, R121 ∼ R125 및 R131 ∼ R135 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L111 ∼ L113 은 각각 독립적으로 O, S, 단결합, CR511R512, 또는 NR513 (R511, R512, 및 R513 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다) 을 나타낸다. L121 ∼ L123 은 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. Ar111 ∼ Ar113 은 각각 독립적으로 하기 일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중 어느 1 개로 나타내는 치환기를 나타낸다.]
    [화학식 2]
    Figure pat00053

    [일반식 (3-1) ∼ (3-3) 중, ＊ 은, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 과의 결합 위치를 나타낸다. R311, R312, R321 ∼ R325 및 R331 ∼ R335 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, 상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 이 p-페닐렌기를 갖는 비페닐 골격을 함유하는 기가 아닌 경우에는, R323 및 R333 중 어느 1 개는 아릴기이다.]
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (1-1) 또는 일반식 (1-2) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전하 수송 재료.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L121 ∼ L123 중 적어도 1 개가 m-페닐렌기를 함유하는 것을 특징으로 하는 전하 수송 재료.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일반식 (1-1) ∼ (1-3) 에 있어서의 L111 ∼ L113 이 단결합을 나타내는 것을 특징으로 하는 전하 수송 재료.
  5. 기판과,
    그 기판 상에 배치되며, 양극 및 음극을 포함하는 1 쌍의 전극과,
    그 전극 사이에 배치된 유기층을 갖고,
    상기 유기층이, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 전하 수송 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유기층이, 인광 발광 재료를 함유하는 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광층이 상기 일반식 (1-1) ∼ 일반식 (1-3) 중 어느 1 개로 나타내는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 발광층에, 상기 인광 발광 재료로서 하기 일반식 (E-1) 로 나타내는 Ir 착물을 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    일반식 (E-1)
    [화학식 3]
    Figure pat00054

    [일반식 (E-1) 중, Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A1 은 Z1 과 질소 원자와 함께 5 또는 6 원자의 헤테로 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. B1 은 Z2 와 탄소 원자와 함께 5 또는 6 원자 고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 일반식 (E-1) 로 나타내는 Ir 착물이 하기 일반식 (E-2) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    [화학식 4]
    Figure pat00055

    [일반식 (E-2) 중, AE1 ∼ AE8 은 각각 독립적으로, 질소 원자 또는 C-RE 를 나타낸다. RE 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. (X-Y) 는 모노아니온성의 2 좌 배위자를 나타낸다. nE2 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
  10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  11. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
KR1020130055600A 2012-05-22 2013-05-16 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치 KR102042283B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012116660A JP6009817B2 (ja) 2012-05-22 2012-05-22 電荷輸送材料、有機電界発光素子、発光装置、表示装置および照明装置
JPJP-P-2012-116660 2012-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130130635A true KR20130130635A (ko) 2013-12-02
KR102042283B1 KR102042283B1 (ko) 2019-11-07

Family

ID=49669370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130055600A KR102042283B1 (ko) 2012-05-22 2013-05-16 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치

Country Status (3)

Country Link
US (4) US10388886B2 (ko)
JP (1) JP6009817B2 (ko)
KR (1) KR102042283B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101529878B1 (ko) * 2013-06-28 2015-06-18 주식회사 이엘엠 유기 전기 발광 조성물 및 이를 포함하는 유기 전기 발광 소자
US10686142B2 (en) 2014-10-22 2020-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Condensed cyclic compound and organic light emitting device including the same

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6009817B2 (ja) * 2012-05-22 2016-10-19 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 電荷輸送材料、有機電界発光素子、発光装置、表示装置および照明装置
JP6234100B2 (ja) * 2012-07-31 2017-11-22 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、複素環化合物、ディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
EP3009494B1 (en) * 2014-10-17 2017-07-12 LG Display Co., Ltd. Delayed fluorescence compound, and organic light emitting diode and display device using the same
EP3010052B1 (en) * 2014-10-17 2017-08-09 LG Display Co., Ltd. Delayed fluorescence compound, and organic light emitting diode and display device using the same
US10686143B2 (en) 2015-03-05 2020-06-16 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US10249832B1 (en) * 2017-12-06 2019-04-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device and novel compound
KR102659436B1 (ko) 2018-06-27 2024-04-23 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
US20200161506A1 (en) * 2018-11-21 2020-05-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for Producing a Ceramic Converter Element, Ceramic Converter Element, and Optoelectronic Component
KR20200130158A (ko) * 2019-05-08 2020-11-18 시노라 게엠베하 광전자 장치용 유기 분자
JP2022041271A (ja) * 2020-08-31 2022-03-11 靖英 平賀 カルバゾール化合物、並びに、これを含有する機能性材料及び発光素子

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050778A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Gracel Display Inc. Novel compounds for organic electronic material and organic electronic device using the same
WO2011042107A2 (de) 2009-10-08 2011-04-14 Merck Patent Gmbh Materialien für organische elektrolumineszenzvorrichtungen
KR20110066763A (ko) * 2009-12-11 2011-06-17 덕산하이메탈(주) 인돌로아크리딘을 포함하는 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 단말
KR20130130757A (ko) * 2010-11-24 2013-12-02 메르크 파텐트 게엠베하 유기 전계발광 소자용 재료

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4404473B2 (ja) * 2000-12-25 2010-01-27 富士フイルム株式会社 新規含窒素へテロ環化合物、発光素子材料およびそれらを使用した発光素子
JP2003022893A (ja) * 2001-07-06 2003-01-24 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子
KR100587822B1 (ko) * 2004-07-15 2006-06-12 한국항공우주연구원 무중력 환경에서의 관성력과 표준 질량을 이용한 질량측정 시스템 및 방법
JP2006156035A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置
JP2010050778A (ja) 2008-08-22 2010-03-04 Epson Toyocom Corp 圧電デバイス
DE102009053836A1 (de) * 2009-11-18 2011-05-26 Merck Patent Gmbh Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen
DE112011102558B4 (de) * 2010-07-30 2022-01-05 Merck Patent Gmbh Organische Elektrolumineszenzvorrichtung
JP5656534B2 (ja) * 2010-09-29 2015-01-21 キヤノン株式会社 インドロ［３，２，１−ｊｋ］カルバゾール化合物及びこれを有する有機発光素子
JP6009817B2 (ja) * 2012-05-22 2016-10-19 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 電荷輸送材料、有機電界発光素子、発光装置、表示装置および照明装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050778A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Gracel Display Inc. Novel compounds for organic electronic material and organic electronic device using the same
KR20100048447A (ko) * 2008-10-31 2010-05-11 다우어드밴스드디스플레이머티리얼 유한회사 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
WO2011042107A2 (de) 2009-10-08 2011-04-14 Merck Patent Gmbh Materialien für organische elektrolumineszenzvorrichtungen
KR20110066763A (ko) * 2009-12-11 2011-06-17 덕산하이메탈(주) 인돌로아크리딘을 포함하는 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 단말
KR20130130757A (ko) * 2010-11-24 2013-12-02 메르크 파텐트 게엠베하 유기 전계발광 소자용 재료

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101529878B1 (ko) * 2013-06-28 2015-06-18 주식회사 이엘엠 유기 전기 발광 조성물 및 이를 포함하는 유기 전기 발광 소자
US10686142B2 (en) 2014-10-22 2020-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Condensed cyclic compound and organic light emitting device including the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20190334098A1 (en) 2019-10-31
US20130320839A1 (en) 2013-12-05
JP2013243300A (ja) 2013-12-05
US10388886B2 (en) 2019-08-20
JP6009817B2 (ja) 2016-10-19
US20210249611A1 (en) 2021-08-12
KR102042283B1 (ko) 2019-11-07
US11800798B2 (en) 2023-10-24
US11038122B2 (en) 2021-06-15
US20240032421A1 (en) 2024-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102042283B1 (ko) 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치
JP5906114B2 (ja) 電荷輸送材料、有機電界発光素子、発光装置、表示装置および照明装置
JP5981770B2 (ja) 有機電界発光素子、有機電界発光素子用電荷輸送材料、並びに、該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5875468B2 (ja) 有機電界発光素子用材料、有機電界発光素子並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5753027B2 (ja) 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
KR101964477B1 (ko) 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자 및 그 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 발광 장치, 표시 장치 또는 조명 장치
JP5975611B2 (ja) 有機電界発光素子、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5946317B2 (ja) 有機電界発光素子とそれに用いることができる化合物および有機電界発光素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
KR20130043665A (ko) 유기 전계 발광 소자
WO2013077345A1 (ja) 有機電界発光素子、並びに該有機電界発光素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6001329B2 (ja) 有機電界発光素子、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
KR102040989B1 (ko) 유기 전계 발광 소자와 그것에 사용할 수 있는 화합물 및 유기 전계 발광 소자용 재료, 그리고 그 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치
KR101632517B1 (ko) 유기 전계 발광 소자와 그것에 사용할 수 있는 화합물 및 유기 전계 발광 소자용 재료, 그리고 그 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치
JP6347909B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
KR20140020278A (ko) 전하 수송 재료, 유기 전계 발광 소자 및 그 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 발광 장치, 표시 장치 또는 조명 장치
JP6009816B2 (ja) 電荷輸送材料、有機電界発光素子、発光装置、表示装置および照明装置
KR102034905B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR20140040742A (ko) 유기 전계 발광 소자, 그 소자용 재료, 그리고 그 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치
WO2012050008A1 (ja) 有機電界発光素子及び電荷輸送材料
KR20200146034A (ko) 유기 전계 발광 소자, 유기 전계 발광 소자용 전하 수송 재료, 그리고 그 소자를 사용한 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치
JP5990385B2 (ja) 化合物、有機電界発光素子用材料、電荷輸送材料、有機電界発光素子
JP6012148B2 (ja) 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6224028B2 (ja) 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right