KR20140034165A - 경화성 조성물, 경화물 및 그를 이용한 유기 전계 발광소자 - Google Patents

경화성 조성물, 경화물 및 그를 이용한 유기 전계 발광소자 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 고발광 효율로 습식법(wet process)에 적용 가능한 유기 전계 발광소자용 경화성 조성물 및 그 경화물과, 그를 유기층에 가지는 유기 전계 발광소자를 제공하는 것을 과제로 하여, 인돌로카르바졸 골격 화합물로 나타나는 화합물을 함유하는 경화성 조성물, 이를 경화시켜서 이루어지는 경화물 및 이 경화물을 유기층에 포함하는 유기 전계 발광소자를 이용하는 것이다.

Description

경화성 조성물, 경화물 및 그를 이용한 유기 전계 발광소자{CURABLE COMPOSITION, CURED PRODUCT, AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT USING SAME}
본 발명은 2개의 중합성 기를 가지는 인돌로카르바졸(indolocarbazole) 골격 화합물을 함유하는 경화성 조성물, 경화물 및 그를 이용한 유기 전계 발광소자에 관한 것이다.
일반적으로 전계 발광소자에는 발광소자에 무기 화합물을 이용하는 무기 전계 발광소자와 유기 화합물을 이용하는 유기 전계 발광소자가 있으며, 최근, 저전압이면서 고휘도의 발광이 얻어진다는 특징으로부터 유기 전계 발광소자의 실용화 연구가 적극적으로 이루어지고 있다.
유기 전계 발광소자의 구조는 인듐-주석 산화물(ITO) 등의 양극(陽極) 재료의 박막을 증착한 유리판 상에 정공 주입층, 또 발광층 등의 유기 박막층을 형성하고, 또 그 위에 음극 재료의 박막을 형성해서 만들어지는 것이 기본이며, 이 기본 구조에 정공 수송층이나 전자 수송층이 적절히 마련된 소자가 있다. 유기 전계 발광소자의 층 구성은, 예를 들면 양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/음극이나 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극 등이다.
최근, 발광층과 양극의 사이에 정공 주입층 및 정공 수송층 등의 전하 수송층을 넣음으로써, 발광층에 대한 정공 주입성이 개선되고, 전하의 밸런스를 최적화하는 완충층으로서 작용하여 소자의 발광 효율이나 수명이 크게 개선되는 것이 판명되고 있다.
유기 전계 발광소자의 정공 수송층에 이용되는 정공 수송 재료에는, 크게 분류하면 저분자계 정공 수송 재료와 고분자계 정공 수송 재료가 있다.
저분자계 정공 수송 재료를 이용한 정공 수송층의 제막 방법으로는 주로 진공증착법이 이용되고 있으며, 그 특징으로서 다른 기능을 가진 다양한 재료를 용이하게 다층화할 수 있고, 고성능 유기 전계 발광소자를 형성할 수 있는 반면, 패널의 대화면화, 고세밀화에 따른 막 두께의 균일 제어나 나누어 도포하는 것이 어렵고, 또한 대규모 진공장치를 필요로 하기 때문에 제조 비용이 비싸진다는 문제가 있다.
또, 저분자계 정공 수송 재료를 이용한 정공 수송층의 제막 방법으로서, 저분자계 정공 수송 재료의 용액도포에 의한 제막법에 대해서도 실용화 연구가 이루어지고 있지만, 이 수법에서는 저분자 화합물의 결정화에 따른 편석이나 상(相) 분리가 관찰되어서 실용화에는 개선이 필요하다.
한편, 고분자계 정공 수송 재료의 제막 방법으로는, 진공증착법으로는 증착할 수 없는 재료가 대부분이기 때문에 스핀코팅법, 인쇄법이나 잉크젯법 등의 용액도포법이 이용된다. 이 방법은 대화면화가 용이하며 양산화가 우수한 반면, 층간 혼합이 발생하기 쉽고, 적층에 의한 기능 분리를 할 수 없는 점이나 용제에 대한 용해성 등 건식과는 다른 필요 특성이 가해지기 때문에 습식법에 사용 가능한 전하주입 재료, 전하수송 재료가 한정된다는 문제점이 있다.
이러한 요구 특성을 발현시키기 위한 시도로서, 예를 들면 특허문헌 1에서는 아크릴 화합물 또는 그 경화물이, 특허문헌 2에서는 비닐기를 가지는 NPD를 이용한 경화물이 보고되어 있다. 그러나, 이들 화합물을 이용한 유기 전계 발광소자에서는 적층에 의한 기능 분리는 되고 있지만, 전자 내성이나 전하 수송 성능이 충분하지 않아, 충분한 특성을 얻는데 이르지 않았다.
또, 유기 전계 발광소자의 발광 효율을 높이는 수법으로서, π공역 고분자의 주쇄에 전자 내성이나 전하 수송 성능이 우수한 인돌로카르바졸 단위가 편입된 고분자 재료 및 발광소자가 개시되어 있다. 즉, 특허문헌 3에서는 인돌로카르바졸의 6, 12 위치에서 결합한 공역계 고분자가, 또 특허문헌 4에서는 N 위치 치환의 인돌로카르바졸을 주골격으로 한 공역계 고분자가 개시되어 있다. 그러나, 이들 고분자는 전자 내성이나 전하 수송성은 좋아지지만, 인돌로카르바졸 골격을 주쇄에 함유하는 π공역 고분자는 유기 용제에 대한 용해성이 낮아 성막이 곤란하며, 가령 성막할 수 있었다고 해도 다른 도포 가능한 고분자와 마찬가지로 박막 자체가 용제 내성을 가지지 않기 때문에 성막 후 발광층 재료 등 기타의 재료를 상층에 도포로 성막할 수 없다는 문제점이 있다.
일본국 공개특허공보 2009-16739호 일본국 공개특허공보 2009-252944호 일본국 공개특허공보 2004-204234호 일본국 공개특허공보 2006-183048호
용액도포법으로 고성능 유기 전계 발광소자를 작성하기 위해서는, 전자 내성이나 전하 수송 성능이 높으면서 용제에 녹지 않는 유기 박막층을 형성할 필요가 있다.
본 발명은 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 고발광 효율로 습식법(wet process)에 적용 가능한 유기 전계 발광소자용인 2개의 중합성 기를 가지는 인돌로카르바졸 골격 화합물을 함유하는 경화성 조성물 및 그 경화물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 본 발명은 조명장치, 화상표시장치, 표시장치용 백라이트 등에 이용되는 상기 경화성 조성물 또는 그 경화물을 이용한 유기 전계 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명자는 예의 검토한 결과, 2개의 중합성 기를 가지는 인돌로카르바졸 골격 화합물을 함유하는 경화성 조성물 및 경화물을 이용함으로써, 기타의 재료를 함유하는 유기층을 상층에 도포에 의해 적층 가능하면서 발광 성능이 향상하는 것을 찾아내고, 본 발명을 완성하는데 이르렀다.
본 발명은 2개의 중합성 기를 가지는 인돌로카르바졸 골격 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 경화성 조성물, 경화물 및 기판상에 적층된 양극층과 음극층의 사이에 유기층을 가지는 유기 전계 발광소자에 있어서, 상기 유기층 중 적어도 한 층이 상기 경화성 조성물 또는 경화물을 함유하는 층인 유기 전계 발광소자에 관한 것이다.
본 발명은 일반식(1)로 표시되는 화합물과 일반식(2)로 표시되는 화합물의 총 몰수를 100으로 한 경우, 일반식(1)로 표시되는 화합물을 5∼100몰%, 일반식(2)로 표시되는 화합물을 0∼95몰% 함유하는 경화성 조성물에 관한 것이다.
Figure pct00001
여기서, 환 A는 인접환과 임의의 위치에서 축합하는 식(1a)로 표시되는 복소환을 나타내고, R은 수소원자, C1∼C20의 알킬기, C1∼C20의 알콕시기, C6∼C30의 아릴기, C6∼C30의 아릴옥시기, C7∼C36의 아릴알킬기, C7∼C36의 아릴알킬옥시기, C3∼C30의 헤테로아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴옥시기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬옥시기 또는 C3∼C30의 시클로알킬기를 나타내며, 동일해도 되고 달라도 된다. Y1은 단결합 또는 2가의 기를 나타내며, 동일해도 되고 달라도 된다. C1∼C20의 알킬렌기, C6∼C30의 아릴렌기, C3∼C30의 헤테로아릴렌기, CO, COO 또는 O를 나타내며, 동일해도 되고 달라도 된다. W1은 중합성 기이며, 동일해도 되고 달라도 된다.
Figure pct00002
여기에서, Z는 C6∼C30의 아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴기 또는 C12∼C60의 디아릴아미노기를 나타낸다. Y2는 단결합 또는 2가의 기를 나타낸다. W2는 중합성 기이다. 또한, Z, R, Y1, Y2는 5환 이상의 축합환 구조를 가지지 않는다.
일반식(1)로 표시되는 화합물의 바람직한 예로는, 하기 식(3) 또는 (4)에 나타내는 화합물을 예들 수 있다.
Figure pct00003
식(3) 또는 (4) 중, Y1, W1은 일반식(1)과 같은 의미이고, R1은 일반식(1)의 R와 같은 의미이다.
상기 일반식(2)의 Z는, 하기 식(9), (10) 또는 (11)로 표시되는 기를 적어도 1개 내부에 가지는 것이 바람직하다.
Figure pct00004
식(9) 중, Ar1, Ar2는 독립적으로 C6∼C30의 아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴기를 나타내고, Ar1, Ar2와 N으로 축합환을 형성해도 상관없다. 단, Ar1, Ar2는 5환 이상의 축합환 구조를 가지지 않는다.
Figure pct00005
식(10), (11) 중, R2는 수소원자, C1∼C20의 알킬기, C1∼C20의 알콕시기, C6∼C30의 아릴기, C6∼C30의 아릴옥시기, C7∼C36의 아릴알킬기, C7∼C36의 아릴알킬옥시기, C3∼C30의 헤테로아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴옥시기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬옥시기 또는 C3∼C30의 시클로알킬기이며, 동일해도 되고 달라도 된다. 단, R2는 5환 이상의 축합환 구조를 가지지 않는다.
상기 일반식(1), (1a) 및 (2)에 있어서의 중합성 기 W1, W2가 래디컬 중합성 기 또는 카티온 중합성 기인 것이 바람직하다. 또, 중합성 기 W1, W2가 독립적으로 비닐기, 탄소수 1∼6의 알킬기로 치환된 비닐기, 에폭시기, 옥세타닐기에서 선택되는 적어도 하나의 기인 것이 바람직하다.
일반식(1), (1a) 및 (2)에 있어서의 W1, W2가 비닐기 및 치환 비닐기에서 선택되는 비닐기류이고, 일반식(1)로 표시되는 화합물이 비닐기류를 2개 가지고, 일반식(2)로 표시되는 화합물이 비닐기류를 1개 가지는 것이 바람직하다.
또, 본 발명은 상기 경화성 조성물을 중합하고 경화시켜서 이루어지는 경화물에 관한 것이다. 상기 경화성 조성물은, 일반식(1)로 표시되는 화합물을 단독으로 포함하는 것이어도 되고, 일반식(1)로 표시되는 화합물과 일반식(2)로 표시되는 화합물의 쌍방을 포함하는 것이어도 된다. 그리고, 이 경화성 조성물을 중합하고 경화시켜서 이루어지는 경화물은, 일반식(1)로 표시되는 화합물 단독 중합체이어도 되고, 일반식(2)로 표시되는 화합물과의 공중합체이어도 된다.
본 발명은, 기판상에 적층된 양극층 및 음극층의 사이에 유기층을 가지는 유기 전계 발광소자로서, 상기 유기층의 적어도 한 층에 상기 경화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자에 관한 것이다. 상기의 경화물을 함유하는 유기층으로는 정공 수송층을 들 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다.
본 발명의 경화성 조성물 및 그 경화물은 우수한 전하 수송 능력, 특히 정공 수송 능력을 부여할 수 있는 2개의 중합성 기를 가지는 인돌로카르바졸 골격을 함유하고 있다.
본 발명의 경화성 조성물은, 상기 일반식(1)로 표시되는 2개의 중합성 기를 가지는 인돌로카르바졸 골격 화합물을 함유한다.
인돌로카르바졸 골격은 인돌환과 카르바졸환이 축합한 5환의 축합환 화합물로부터 2개의 N 위치의 H를 2개 취하여 생기는 것이다. 이 골격은 인돌환과 카르바졸환의 축합 가능한 위치가 복수 존재하기 때문에 2개의 N 위치의 치환기가 다른 경우는 하기 식(A)∼ (F)의 6종류의 구조 이성체의 기를 취할 수 있지만, 어느 구조 이성체나 좋다. 또한, 2개의 N 위치의 치환기가 동일한 경우는 (C)와 (F)는 같은 구조가 되어, 이성체는 5종류가 된다. 인돌로카르바졸 골격은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 치환기를 가질 수 있다.
Figure pct00006
상기 일반식(1)에 있어서, 환 A는 인접환과 임의의 위치에서 축합하는 상기 식(1a)로 표시되는 복소환을 나타낸다. 그러나, 식(1a) 중의 환은 N을 포함하는 변에서는 축합할 수 없으므로, 상기 식(A)∼ (F) 중 어느 하나의 구조가 된다.
상기 일반식(1)에 있어서, R은 수소원자, C1∼C20의 알킬기, C1∼C20의 알콕시기, C6∼C30의 아릴기, C6∼C30의 아릴옥시기, C7∼C36의 아릴알킬기, C7∼C36의 아릴알킬옥시기, C3∼C30의 헤테로아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴옥시기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬옥시기 또는 C3∼C30의 시클로알킬기를 나타내며, 동일해도 되고 달라도 된다. 바람직하게는 수소원자, C1∼C20의 알킬기, C1∼C20의 알콕시기, C6∼C30의 아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴기 또는 C3∼C30의 시클로알킬기이며, 보다 바람직하게는 수소원자, C1∼C8의 알킬기, C1∼C8의 알콕시기, C6∼C18의 아릴기, C3∼C18의 헤테로아릴기 또는 C3∼C12의 시클로알킬기이다. 이들 기는 성능에 악영향을 끼치지 않는 범위에서 치환기를 더 가져도 된다. 단, R은 5환 이상의 축합환 구조를 가지지 않는다.
알킬기의 구체예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기를 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 또는 옥틸기 등의 탄소수 1∼8의 알킬기를 들 수 있다. 상기 알킬쇄는 직쇄이어도 분기되어 있어도 상관없다.
알콕시기의 구체예로는 메틸옥시기, 에틸옥시기, 프로필옥시기, 부틸옥시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 헵틸옥시기, 옥틸옥시기, 노닐옥시기, 데실옥시기를 들 수 있고, 바람직하게는 메틸옥시기, 에틸옥시기, 프로필옥시기, 부틸옥시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 헵틸옥시기 또는 옥틸옥시기 등의 탄소수 1∼8의 알킬옥시기를 들 수 있다. 상기 알킬쇄는 직쇄이어도 분기되어 있어도 상관없다.
아릴기, 헤테로아릴기의 구체예로는 벤젠, 펜탈렌, 인덴, 나프탈렌, 아줄렌, 헵탈렌, 옥탈렌, 인다센, 아세나프틸렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 트린덴, 플루오란텐(fluoranthene), 아세페난트릴렌, 아세안트릴렌, 트리페닐렌, 피렌, 크리센(chrysene), 테트라펜, 테트라센, 플레이아덴(pleiadene), 피센, 페릴렌, 펜타펜, 펜타센, 테트라페닐렌, 콜란트릴렌(cholanthrylene), 헬리센(helicene), 헥사펜, 루비센, 코로넨, 트리나프틸렌, 헵타펜, 피란트렌, 오발렌(ovalene), 코라눌렌(corannulene), 풀루미넨(fulminene), 안탄트렌, 제트렌(zethrene), 테릴렌(terrylene), 나프타세노나프타센, 트룩센(truxene), 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 크산텐, 옥사트렌(oxanthrene), 디벤조푸란, 페릭산테노크산텐(perixanthenoxanthene), 티오펜, 티오크산텐, 티안트렌, 페녹사티인(phenoxathiin), 티오나프텐, 이소티아나프텐, 티오프텐, 티오판트렌, 디벤조티오펜, 피롤, 피라졸, 텔룰라졸(tellurazole), 셀레나졸(selenazole), 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 푸라잔(furazan), 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 인돌리진, 인돌, 이소인돌, 인다졸, 푸린, 퀴놀리진(quinolizine), 이소퀴놀린, 카르바졸, 인돌로카르바졸, 이미다졸, 나프티리딘, 프탈라진, 퀴나졸린, 벤조디아제핀(benzodiazepine), 퀴녹살린, 신놀린(cinnoline), 퀴놀린, 프테리딘(pteridine), 페난트리딘, 아크리딘, 페리미딘, 페난트롤린, 페나진, 카르볼린, 페노텔루라진(phenotellurazine), 페노셀레나진(phenoselenazine), 페노티아진, 페녹사진, 안티리딘, 테베니딘(thebenidine), 퀸돌린, 퀴닌돌린, 아크린돌린, 프탈로페린, 트리페노디티아진, 트리페노디옥사진, 페난트라진, 안트라진, 벤조티아졸, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸, 벤조이소옥사졸, 벤조이소티아졸 또는 이들 방향환이 복수 연결된 방향족 화합물에서 수소를 제외하고 생기는 기를 들 수 있다.
또한, 방향환이 복수 연결된 방향족 화합물로부터 생기는 기일 경우, 연결되는 수는 2∼10이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2∼7이며, 연결되는 방향환은 동일해도 되고 달라도 된다. 그 경우, 결합 손(bonding hand)의 위치는 한정되지 않으며, 연결된 방향환의 말단부의 환이어도 되고 중앙부의 환이어도 된다. 여기서, 방향환은 방향족 탄화수소환 및 방향족 복소환을 총칭하는 의미이다. 또, 연결된 방향환에 적어도 하나의 복소환이 포함되는 경우는 헤테로아릴기에 포함시킨다.
여기서, 방향환이 복수 연결된 방향족 화합물에서 수소를 제외하고 생기는 1가의 기는, 예를 들면 하기 식으로 표시된다.
Figure pct00007
(식(12)∼(14) 중, Ar3∼Ar8은 치환 또는 무치환의 방향환을 나타낸다.)
아릴알킬기, 헤테로아릴알킬기의 구체예로는 상기 아릴기, 헤테로아릴기에 상기 알킬기가 연결된 기를 들 수 있다.
아릴옥시기, 아릴알킬옥시기, 헤테로아릴옥시기, 헤테로아릴알킬옥시기의 구체예로는 상기 아릴기, 아릴알킬기, 헤테로아릴기, 헤테로아릴알킬기에 옥시기가 연결된 기를 들 수 있다.
시클로알킬기의 구체예로는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 또는 메틸시클로헥실기를 들 수 있고, 바람직하게는 시클로펜틸기, 시클로헥실기 또는 메틸시클로헥실기를 들 수 있다.
상기 일반식(1) 및 (2)에 있어서, Y1, Y2는 단결합 또는 2가의 기를 나타내며, 동일해도 되고 달라도 된다. 2가의 기로는 -(Z2)m-(X)n-(Z3)p-(X)q-로 표시되는 기가 있으며, 여기에서 Z2, Z3는 알킬렌, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이며, X는 O, COO, S, CONH, CO 등이고, m, n, p, q는 0∼3의 수이다. 바람직하게는 Z2, Z3는 C1∼C20의 알킬렌기, C6∼C30의 아릴렌기, C3∼C30의 헤테로아릴렌기, X는 CO, COO 또는 O이다. Y1, Y2는 바람직하게는 단결합, C1∼C6의 알킬렌기, C6∼C12의 아릴렌기, C3∼C12의 헤테로아릴렌기, CO, COO 또는 O이다. 단, Y1, Y2는 5환 이상의 축합환 구조를 가지지 않는다.
알킬렌기의 구체예로는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기를 들 수 있고, 바람직하게는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기 등의 탄소수 1∼8의 알킬렌기를 들 수 있다. 상기 알킬렌쇄는 직쇄이어도 분기되어 있어도 상관없다.
아릴렌기, 헤테로아릴렌기의 구체예로는, 상기 R의 아릴기, 헤테로아릴기로 예시한 방향환 또는 이들 방향환이 복수 연결된 방향족 화합물에서 2개의 수소를 제외하고 생기는 기를 들 수 있다.
상기 일반식(1) 및 (2)에 있어서 W1, W2는 중합성 기를 나타내며, 광, 열, 촉매 등에 의해 중합 가능한 중합성 기이다. 이 중합성 기의 바람직한 예로는 래디컬 중합성 기와 카티온 중합성 기를 들 수 있다. 래디컬 중합성 기로는 비닐기, 탄소수 1∼6의 알킬기로 치환된 치환 비닐기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 비닐기 및 치환 비닐기에서 선택되는 비닐기류이다. 바람직한 비닐기류는 -CR1=CR2R3로 표시된다. 여기에서, R1, R2, R3는 C1∼6의 수소, 알킬기 또는 페닐기이며, 바람직하게는 수소 또는 C1∼3의 알킬기이다. 카티온 중합성 기로서는 에폭시기, 옥세탄기 등의 환상 에테르기가 바람직하다. 이들 환상 에테르기는 치환기를 가져도 되며, 치환기로서는 탄소수 1∼6의 알킬기를 들 수 있다.
상기 일반식(1)로 표시되는 화합물에 있어서, 상기 식(3) 또는 (4)로 표시되는 화합물이 바람직한 화합물로서 예시된다. R1, Y1, W1은 상기 일반식(1)의 R, Y1, W1과 같다.
또, 본 발명의 경화성 조성물은, 상기 일반식(2)로 표시되는 화합물을, 일반식(1)로 표시되는 화합물과 일반식(2)로 표시되는 화합물의 총 몰수를 100으로 한 경우, 0∼95몰% 더 함유할 수 있다. 일반식(1)로 표시되는 화합물을 함유하고 있으면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 일반식(2)로 표시되는 화합물을 0∼70%의 범위에서 함유시키는 것이 좋다.
상기 일반식(2)에 있어서, Z는 C6∼C30의 아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴기 또는 C12∼C60의 디아릴아미노기를 나타내고, 바람직하게는 C6∼C24의 아릴기, C3∼C24의 헤테로아릴기 또는 C12∼C48의 디아릴아미노기이며, 보다 바람직하게는 C3∼C18의 헤테로아릴기 또는 C12∼C36의 디아릴아미노기이다.
상기 일반식(2)에 있어서, Y2는 상기 일반식(1)의 Y1, W2는 상기 일반식(1)의 W1과 같다. 일반식(2)로 표시되는 화합물은 중합성 기를 1개 가진다.
상기 일반식(2)로 표시되는 화합물은 중합성 기를 가지는 전하 수송성의 화합물인 것이 바람직하고, Z가 상기 식(9)로 표시되는 기를 적어도 1개 내부에 가지는 것이 바람직하다. 식(9) 중, Ar1, Ar2는 독립적으로 C6∼C30의 아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴기를 나타내고, 상기 일반식(1)의 R에서 설명한 아릴기, 헤테로아릴기와 동일하며, Ar1, Ar2와 N으로 축합환을 형성해도 상관없다. 단, Ar1, Ar2는 5환 이상의 축합환이 아니다. 또한, 상기 일반식(2)의 Z가 상기 식(10) 또는 (11)로 표시되는 기를 적어도 1개 내부에 가지는 것이 보다 바람직하다. 식(10), (11) 중, R2는 상기 일반식(1)에서 설명한 R과 같다.
이하에, 일반식(1)로 표시되는 2개의 중합성 기를 가지는 인돌로카르바졸 화합물의 구체예를 예시하는데, 조금도 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00008
다음으로, 일반식(2)의 중합성 기를 가지는 화합물의 구체예를 이하에 예시하는데, 조금도 이들에 한정되는 것은 아니다. 또, 여기에서 예시한 화합물은 필요에 따라 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.
Figure pct00009
본 발명의 경화 조성물, 경화물은 일반식(1)의 화합물만으로도 상관없지만, 제2 성분을 도입함으로써 캐리어의 이동도나 가교 밀도 등을 조정할 수 있기 때문에, 일반식(2)로 표시되는 화합물과의 혼합물인 것이 바람직하다. 또한 필요에 따라 공중합성의 화합물, 톨루엔이나 THF 등이 일반적인 유기용매나 AIBN이나 BPO, 인텅스텐산 등의 각종 중합 촉매를 혼합해서 경화성 조성물로 하는 것이 좋다.
이하, 일반식(1) 및 (2)로 표시되는 화합물의 합성 수법 및 그 경화 수법을 예시하는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일반식(1)로 표시되는 2개의 중합성 기를 가지는 인돌로카르바졸 골격을 가지는 화합물은 공지의 방법으로 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들면, 2개의 비닐기를 가지는 화합물은 이하의 반응식에 의해 제조할 수 있다.
Figure pct00010
본 발명의 일반식(2)로 표시되는 중합성 기를 가지는 화합물은, 시판되는 디페닐아미노스티렌과 같은 비닐 화합물이나 페닐아크릴레이트와 같은 아크릴 화합물 외에 공지의 방법으로 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들면, 비닐기를 가지는 화합물은 이하의 반응식에 의해 제조할 수 있다.
Figure pct00011
본 발명의 경화 조성물은 일반식(1)의 화합물을 단독으로 혹은 일반식(2)의 화합물과의 혼합물을 함유하는 것이면 되는데, 용융 또는 용매에 용해하고, 스핀코팅법, 잉크젯법, 인쇄법, 스프레이 코팅법, 디스펜서법 등의 도포법으로 성막하여, 그대로 혹은 용매를 건조 제거하고, 열, 광, 촉매 등에 의해 가교 경화시킨 경화물로 한다. 경화물은 공지의 방법으로 용이하게 경화시킬 수 있다. 예를 들면 ITO 부착 유리 기판에 제막한 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌 술폰산(PEDOT/PSS) 상에 일반식(1)로 표시되는 화합물을 톨루엔, 아니솔, THF 등의 임의의 용매에 용해시키고, 스핀코팅법에 의해 제막한 후에 혐기 조건하에 핫플레이트에서 기판을 가열함으로써, 가교 구조를 가지는 용제에 녹지 않는 경화막을 얻을 수 있다.
또, 일반식(1) 및 일반식(2)의 2종류 이상 혼합물인 경우라도 단독인 경우와 같은 조건으로 온도, 경화 시간을 조정함으로써, 또 필요에 따라 중합성 기에 대응한 촉매의 첨가에 의해 마찬가지로 경화 가능하다. 또한, 2종류 이상 혼합물인 경우 중합성 기를 공중합 가능한 것으로 하면, 공중합이 능숙하게 진행된다. 이 경우는 중합성 기를 동종(同種)으로 하는 것이 유리하다.
본 발명의 경화성 조성물 및 경화물은 유기 EL 소자의 유기층에 함유시킴으로써, 우수한 유기 전계 발광소자를 준다. 바람직하게는 발광층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 정공 저지 소자층에서 선택되는 적어도 하나의 유기층에 함유시키는 것이 좋다. 더 바람직하게는 정공 수송층의 재료로서 함유시키는 것이 좋다.
이어, 본 발명의 경화성 조성물, 경화물을 이용한 유기 전계 발광소자에 대해서 설명한다.
본 발명의 경화성 조성물 및 경화물을 이용한 유기 전계 발광소자는 한 쌍의 양극과 음극의 사이에 복수의 유기층을 가지며, 특히 정공 수송층/발광층 겸 전자 수송층, 정공 수송층 겸 발광층/전자 수송층, 또는 정공 수송층/발광층/전자 수송층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 정공 수송층/발광층/전자 수송층의 층 구조이다. 또, 본 발명의 유기 전계 발광소자는 또 각 유기층을 형성한 후, 각각에 보호층을 마련할 수도 있다. 또, 소자 전체를 수분이나 산소로부터 보호하기 위해 보호막을 마련해도 된다.
발광층은 발광 재료를 함유하는 층이며, 형광이든 인광이든 상관없다. 또, 발광 재료를 도펀트로서 이용하고, 호스트 재료를 병용해도 상관없다.
발광층에 있어서의 발광 재료는 형광 발광 재료로는 각종 문헌에서 공지된 화합물이나 이하에 나타내는 바와 같은 화합물을 사용 가능하지만, 이에 한정되지 않는다.
Figure pct00012
한편, 인광 발광 재료로는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 유기 금속 착체를 함유하는 것이 좋다. 이러한 유기 금속 착체는 상기 특허문헌 등에서 공지이며, 이들이 선택되어 사용 가능하다.
높은 발광 효율을 얻기 위한 인광 발광 재료로는 Ir 등의 귀금속 원소를 중심 금속으로 가지는 Ir(ppy)3 등의 착체류, Ir(bt)2·acac3 등의 착체류, PtOEt3 등의 착체류를 들 수 있다. 이하에 인광 발광 재료를 구체적으로 예시하는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00013
발광 재료의 종류를 바꿈으로써 다양한 발광 파장을 가지는 유기 전계 발광소자로 할 수 있다.
상기 발광 재료를 도펀트로서 사용할 경우, 발광층 중에 함유되는 양은 0.1∼50중량%의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1∼30중량%이다.
발광층에 있어서의 호스트 재료로는 공지의 호스트 재료가 사용 가능하며, 본 발명의 중합체를 호스트 재료로서 이용할 수도 있다. 또, 본 발명의 중합체와 다른 호스트 재료를 병용해도 된다.
사용할 수 있는 공지의 호스트 화합물로는 정공 수송능, 전자 수송능을 가지면서 발광의 장파장화를 막고, 또한 높은 유리 전이온도를 가지는 화합물인 것이 바람직하다.
이러한 다른 호스트 재료는 다수의 특허문헌 등에 의해 알려져 있으므로, 그 중에서 선택할 수 있다. 호스트 재료의 구체예로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 인돌 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘(chalcone) 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라잔 유도체, 방향족 제3아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 방향족 디메틸리덴계 화합물, 포르피린계 화합물, 안트라퀴노디메탄 유도체, 안트론 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 티오피란디옥시드 유도체, 나프탈렌페릴렌 등의 복소환 테트라카르복실산무수물, 프탈로시아닌 유도체, 8-퀴놀리놀(quinolinol) 유도체의 금속 착체나 메탈 프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸 유도체의 금속 착체로 대표되는 각종 금속 착체, 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸) 유도체, 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등의 고분자 화합물 등을 들 수 있다.
정공 수송층을 형성하는 정공 수송성 화합물로는 본 발명의 경화성 조성물 및 경화물이 유리하게 사용된다. 필요에 따라, 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 제3급 아민의 트리페닐아민 유도체, 카르바졸 유도체 등이 예시되는 저분자 정공 수송성 화합물 등을 첨가제로 해서 1종 또는 2종 이상 배합하여 조성물로 사용해도 된다. 이하에 정공 수송성 화합물을 구체적으로 예시하는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00014
전자 수송층을 형성하는 전자 수송성 화합물로는 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 트리아졸 유도체 등이 예시된다. 필요에 따라 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 저분자 전자 수송성 화합물 등을 첨가제로 해서 1종 또는 2종 이상 배합하여 조성물로 사용해도 된다. 이하에 전자 수송성 화합물을 구체적으로 예시하는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00015
또, 양극으로부터의 정공 주입 효율을 향상시키기 위해 양극과 정공 수송층 또는 발광층의 사이에 정공 주입층을 넣어도 된다. 정공 주입층을 형성하는 정공 주입 재료로는 폴리티오펜 유도체, 폴리피롤 유도체 등의 도전성 고분자를 사용할 수 있다. 그 중에서도 폴리티오펜 유도체의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌 술폰산(PEDOT/PSS)이 정공 주입 효율의 점에서 바람직하다. 정공 주입층을 사용할 경우, 그 두께는 바람직하게는 200nm 이하, 보다 바람직하게는 100nm 이하이다.
양극은 정공 주입층, 정공 수송층 또는 발광층 등에 정공을 공급하는 것이며, 일반적으로 유리 기판상에 형성된다. 본 발명에 이용되는 양극 재료는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 인듐-주석 산화물(ITO), 주석 산화물 등의 도전성 금속 산화물이나 금, 은, 백금 등의 금속을 들 수 있다. 또, 시판되는 ITO 부착 유리를 사용할 수도 있다. 시판되는 ITO 부착 유리는 보통 세정제 수용액, 용제 세정 후, UV 오존 조사장치 또는 플라즈마 조사장치에 의해 청정하여 사용된다.
음극은 전자 수송층 또는 발광층에 전자를 공급하는 것이며, 본 발명에 이용되는 양극 재료는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 Li, Mg, Ca, Al 등의 금속이나 그들의 합금, 예를 들면 Mg-Ag 합금, Mg-Al 합금 등을 들 수 있다.
음극 및 양극은 공지의 방법, 즉 진공 증착법이나 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 음극의 두께는 바람직하게는 300nm 이하, 보다 바람직하게는 200nm 이하이며, 한편 양극의 두께는 바람직하게는 200nm 이하, 보다 바람직하게는 100nm 이하이다.
고분자 발광 재료, 정공 수송층용 고분자 재료 또는 전자 수송층용 고분자 재료 등의 고분자층의 제막법으로는 일반적으로 스핀코팅법이 이용되고 있으며, 그 외에도 큰 면적의 유기 고분자층을 제막하는 수법으로서 잉크젯법, 인쇄법, 스프레이 코팅법, 디스펜서법 등을 들 수 있지만, 조금도 이들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
합성예 및 실시예에서 합성한 화합물은 1H-NMR(용매: 중클로로포름), FD-MS, GPC, TGA, DSC, UV 및 IR 분석에서 선택되는 1종류 이상의 분석법에 의해 동정(同定)하였다.
합성예 1
화합물(A-3)의 합성
화합물(A-1)을 준비하고, 스킴(S-1)에 따라 화합물(A-2) 및 (A-3)을 합성한다.
Figure pct00016
질소 분위기하 1000ml 나스 플라스크에 화합물(A-1)을 5.00g(19.4mmol)에 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 100g을 첨가하여 교반하였다. 다음으로 3-요오드벤즈알데히드 17.97g(77.6mmol)과 산화 제1구리 1.38g(9.7mmol), 탄산칼륨 8.03g(58.2mmol)을 투입하여 배스 온도 170℃에서 22시간 교반하였다. 실온까지 강온 후 고형분을 여과 분별하고, 여과액에 아세트산 에틸 및 2mol/l-HCl 수용액을 첨가하여 유수 분리(油水分離)하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 탈수하고, 감압 증류 제거한 후, 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 백색 분말의 화합물(A-1)을 1.89g(수율 21%) 얻었다.
1H-NMR(400MHz, CDCl3 r.t.): δ(ppm); 10.149(1H, s), 10.113(1H, s), 8.14-8.21(5H, m), 8.065(1H, dt, J=7, 2), 7.913(1H, dt, J=8, 2), 7.908(1H, dt, J=8, 2) 7.846(2H, br t, J=8), 7.21-7.40(6H, m) 6.790(1H, ddd, J=2, 7, 8) 5.979(1H, d, J=8)
FD-MS 스펙트럼: 464(M+, base)
이어서 질소 분위기하 500ml 나스 플라스크에 화합물(A-2)을 1.84g (3.97mmol), 브롬화 메틸트리페닐포스포늄 2.97g(8.34mmol) 및 탈수 테트라하이드로푸란 380ml를 첨가하여 실온에서 교반하였다. 이것에 tert-부톡시드 0.98g (8.73mol)의 탈수 테트라하이드로푸란 용액 9ml를 5분에 걸쳐 적하하고, 실온에서 2.5시간 더 반응시켰다. 이를 2L 나스 플라스크로 옮겨서 물 50ml를 투입하였다. 테트라하이드로푸란을 증류 제거한 후, 아세트산 에틸, 포화 식염수를 넣어 유수 분리하고 유기층을 무수 황산마그네슘으로 탈수하여 감압 증류 제거하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 2회 정제하여 백색 분말의 화합물(A-3)을 0.73g(수율 40%) 얻었다.
1H-NMR(400MHz, CDCl3 r.t): δ(ppm); 8.172(1H, d, J=9), 8.150(1H, dd, J=8, 2), 7.69-7.72(2H, m), 7.58-7.63(3H, m), 7.554(1H, dt, J=8, 2), 7.524( 1H, ddd, J=9, 2, 1), 7.472(1H, dt, J=7, 2), 7.30-7.36(3H, m), 7.313(1H, d, J=8), 7.291(1H, br d, J=8), 6.808(1H, dd, J=18, 12), 6.804(1H, dd, J=18, 11), 6.803(1H, ddd, J=8, 7, 1), 6.060(1H, d, J=8), 5.832(1H, br d, J=18), 5.806(1H, br d, J=18), 5.355(1H, d, J=12), 5.326(1H, d, J=11)
FD-MS 스펙트럼: 464(M+, base)
실시예 2
용매 세정, UV 오존 처리한 막 두께 150nm로 이루어지는 ITO 부착 유리 기판에 정공 주입층으로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS): (H.C. Starck 가부시키가이샤 제품, 상품명:클레비오스(Clevios) PCH8000)을 막 두께 25nm로 제막하였다. 다음으로, 화합물(A-3)을 테트라하이드로푸란에 용해하여 0.4wt% 용액으로 조제하고, 스핀코팅법에 의해 정공 수송층으로서 20nm를 제막하였다. 다음으로, 혐기 조건하 150℃, 3시간 핫 플레이트에서 용매 제거하고, 가열, 경화했다. 진공증착장치를 이용해서 발광층 도펀트로서 트리스(2-(p-톨릴)피리딘)이리듐(III)을, 발광층 호스트로서 4,4'-비스(9H-카르바졸-9-일)비페닐을 이용해서 도펀트 농도가 0.6wt%가 되도록 공증착(共蒸着)하여 40nm 발광층을 제막하였다. 그 후, 진공증착장치를 이용해서 Alq3을 35nm, 음극으로서 LiF/Al을 막 두께 170nm로 제막하고, 이 소자를 글로브 박스(glove box) 내에서 밀봉함으로써 유기 전계 발광소자를 제작하였다.
이렇게 해서 얻어진 유기 전계 발광소자에 외부 전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 표 1과 같은 발광 특성을 가지는 것이 확인되었다. 표 1에 나타내는 휘도는 20mA/㎠에서의 값이다. 또한, 소자 발광 스펙트럼의 극대 파장은 550nm이며, 이리듐 착체 유래의 녹색 발광이 관측되었다.
실시예 3
용매 세정, UV 오존 처리한 막 두께 150nm로 이루어지는 ITO 부착 유리 기판에 정공 주입층으로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS):(H.C. Starck 가부시키가이샤 제품, 상품명:클레비오스 PCH8000)을 막 두께 25nm로 제막하였다. 다음으로, 화합물(A-3)을 테트라하이드로푸란에 용해하여 0.4wt% 용액으로 조제하고, 스핀코팅법에 의해 정공 수송층으로서 20nm를 제막하였다. 다음으로, 혐기 조건하 150℃, 1시간 핫 플레이트에서 용매 제거하고, 가열, 경화했다. 이 열 경화막은 가교 구조를 가지고 있는 막이며, 용제에 녹지 않는다. 이 열 경화막은 정공 수송층(HTL)이다. 그리고 발광층 도펀트로서 트리스(2-(p-톨릴)피리딘)이리듐(III)을, 발광층 호스트로서 4,4'-비스(9H-카르바졸-9-일)비페닐을 이용해서 도펀트 농도가 0.6wt%가 되도록 톨루엔을 용해시키고, 1wt% 용액 조제하여 스핀코팅법에 의해 발광층으로 40nm를 제막하였다. 그 후, 진공증착장치를 이용해서 전자 수송층으로서 Alq3를 35nm, 음극으로서 LiF/Al을 막 두께 170nm로 제막하고, 이 소자를 글로브 박스 내에서 밀봉함으로써 유기 전계 발광소자를 제작하였다. 소자 평가는 실시예 2와 마찬가지로 하였다. 또한, 발광층을 스핀코팅 제막한 후에 경화막이 용해하지 않고 발광층과 적측할 수 있음을 고속분광 엘립소미터(Ellipsometer)(J.A.Woollam JAPAN사 제품 M2000)을 이용해서 확인했다.
실시예 4
실시예 3에 있어서, 화합물(A-3) 단독을 대신해 화합물(A-3):디페닐아미노스티렌(DPAS)=5:5의 비율로 혼합한 혼합물을 사용한 것 외에는 실시예 3과 동일하게 해서 소자를 제작, 평가했다.
실시예 5
실시예 3에 있어서, 화합물(A-3)을 대신해 하기 화합물(A-4)을 사용한 것 외에는 실시예 3과 동일하게 해서 소자를 제작, 평가했다. 또한, 화합물(A-4)은 스킴(S-1)에 나타낸 (A-1)로부터 (A-2)을 만드는 수법을 이용해서 합성했다.
Figure pct00017
실시예 6
실시예 3에 있어서, 하기 화합물(A-5)을 사용한 것 외에는 실시예 3과 동일하게 해서 소자를 제작, 평가했다. 또한, 화합물(A-5)은 스킴(S-1)에 나타낸 수법을 이용해서 합성했다.
Figure pct00018
비교예 1
실시예 2에 있어서, 화합물(A-3)을 사용하지 않은 것 외에는 실시예 2과 동일하게 해서 소자를 제작, 평가했다.
비교예 2
실시예 2에 있어서, (A-3)을 대신해 하기 화합물(B1)을 이용하여 정공 수송층을 작성하고, 경화에 교류 전원방식의 자외선 조사장치를 이용해서 자외선을 90초간 조사하고, 광중합해서 경화한 것 외에는 실시예 2와 동일하게 해서 소자를 제작, 평가했다.
Figure pct00019
비교예 3
실시예 3에 있어서, 화합물(A-3)을 사용하지 않은 것 외에는 실시예 3과 동일하게 해서 소자를 제작, 평가했다.
정공 수송층(HTL)에 사용한 화합물과 발광층의 제막방식 및 소자평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00020
실시예 2와 비교예 1로부터, 본 발명의 화합물을 사용해서 습식법(wet process)으로 정공 수송층을 형성한 소자가 우수한 소자 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 3∼6과 비교예 2, 3으로부터, 본 발명의 화합물을 사용해서 습식법으로 정공 수송층을 형성하고, 인접층의 발광층을 습식법으로 더 형성한 경우라도 바람직하게 적층을 할 수 있어 양호한 발광 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
(산업상의 이용의 가능성)
본 발명의 경화성 조성물 및 경화물을 유기 전계 발광소자의 유기층에 이용함으로써, 정공 주입성이나 전자 내성, 전하 수송성이 개선되어 발광 효율이 우수한다. 또, 기타의 재료를 함유하는 유기층을 상층에 도포에 의해 적층 가능하기 때문에, 큰 면적 소자가 용이하게 제작 가능해진다. 이 경화성 조성물 또는 경화물을 사용한 유기 전계 발광소자는 발광 효율이 우수하기 때문에 조명장치, 화상표시장치, 표시장치용 백라이트 등에 이용되는 유기 전계 발광소자에 대한 응용을 생각할 수 있어, 그 기술적 가치는 큰 것이다.

Claims (11)

  1. 일반식(1)로 표시되는 화합물과 일반식(2)로 표시되는 화합물의 총 몰수를 100으로 한 경우, 일반식(1)로 표시되는 화합물을 5∼100몰%, 일반식(2)로 표시되는 화합물을 0∼95몰% 함유하는 것을 특징으로 하는 경화성 조성물.
    Figure pct00021

    식(1) 중, 환 A는 인접환과 임의의 위치에서 축합하는 식(1a)로 표시되는 복소환을 나타내고, R은 수소원자, C1∼C20의 알킬기, C1∼C20의 알콕시기, C6∼C30의 아릴기, C6∼C30의 아릴옥시기, C7∼C36의 아릴알킬기, C7∼C36의 아릴알킬옥시기, C3∼C30의 헤테로아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴옥시기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬옥시기 또는 C3∼C30의 시클로알킬기를 나타내며, 동일해도 되고 달라도 된다. Y1은 단결합 또는 2가의 기를 나타내며, 동일해도 되고 달라도 된다. W1은 중합성 기이며, 동일해도 되고 달라도 된다.
    식(2) 중, Z는 C6∼C30의 아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴기 또는 C12∼C60의 디아릴아미노기를 나타낸다. Y2는 단결합 또는 2가의 기를 나타낸다. W2는 중합성 기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    일반식(1)로 표시되는 화합물이 하기 식(3) 또는 (4)에 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 경화성 조성물.
    Figure pct00022

    식(3) 또는 (4) 중, Y1, W1은 일반식(1)과 같은 의미이고, R1은 일반식(1)의 R와 같은 의미이다.
  3. 제1항에 있어서,
    일반식(2)의 Z가 하기 식(9)로 표시되는 기를 적어도 1개 내부에 가지는 것을 특징으로 하는 경화성 조성물.
    Figure pct00023

    식(9) 중, Ar1, Ar2는 독립적으로 C6∼C30의 아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴기를 나타내며, Ar1, Ar2와 N으로 축합환을 형성해도 상관없다.
  4. 제1항에 있어서,
    일반식(2)에 있어서의 Z가 하기 식(10) 또는 (11)로 표시되는 기를 적어도 1개 내부에 가지는 것을 특징으로 하는 경화성 조성물.
    Figure pct00024

    식(10), (11) 중, R2는 수소원자, C1∼C20의 알킬기, C1∼C20의 알콕시기, C6∼C30의 아릴기, C6∼C30의 아릴옥시기, C7∼C36의 아릴알킬기, C7∼C36의 아릴알킬옥시기, C3∼C30의 헤테로아릴기, C3∼C30의 헤테로아릴옥시기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬기, C4∼C36의 헤테로아릴알킬옥시기 또는 C3∼C30의 시클로알킬기이며, 동일해도 되고 달라도 된다.
  5. 제1항에 있어서,
    일반식(1), (1a) 및 (2)에 있어서의 W1, W2가 래디컬 중합성 기 또는 카티온 중합성 기인 것을 특징으로 하는 경화성 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    일반식(1), (1a) 및 (2)에 있어서의 W1, W2가 독립적으로 비닐기, 탄소수 1∼6의 알킬기로 치환된 치환 비닐기, 에폭시기, 옥세타닐기에서 선택되는 중합성 기인 것을 특징으로 하는 경화성 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    일반식(1), (1a) 및 (2)에 있어서의 W1, W2가 비닐기 및 치환 비닐기에서 선택되는 비닐기류이고, 일반식(1)로 표시되는 화합물이 비닐기류를 2개 가지며, 일반식(2)로 표시되는 화합물이 비닐기류를 1개 가지는 경화성 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 경화성 조성물을 경화시켜서 이루어지는 경화물.
  9. 제8항에 있어서,
    일반식(1)로 표시되는 화합물이 100몰%인 경화성 조성물을 경화시켜서 이루어지는 경화물.
  10. 기판상에 적층된 양극층 및 음극층의 사이에 유기층을 가지는 유기 전계 발광소자로서, 상기 유기층의 적어도 한 층에 제8항에 기재된 경화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  11. 제10항에 있어서,
    경화물을 함유하는 유기층이 정공 수송층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103688383B (zh) * 2011-06-27 2016-01-20 新日铁住金化学株式会社 有机电致发光元件用聚合物及使用了其的有机电致发光元件
WO2014061546A1 (ja) * 2012-10-18 2014-04-24 東レ株式会社 ベンゾインドロカルバゾール誘導体、それを用いた発光素子材料および発光素子
KR20170027790A (ko) 2014-07-09 2017-03-10 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 전하 수송성 바니시, 전하 수송성 박막 및 그 제조 방법, 그리고 유기 일렉트로 루미네선스 소자 및 그 제조 방법
CN108440537B (zh) * 2018-04-18 2021-04-27 石家庄诚志永华显示材料有限公司 咔唑衍生物、包含该咔唑衍生物的材料和有机电致发光器件
WO2022131346A1 (ja) * 2020-12-17 2022-06-23 株式会社Adeka 化合物及び組成物

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5942340A (en) * 1997-10-02 1999-08-24 Xerox Corporation Indolocarbazole electroluminescent devices
US5843607A (en) * 1997-10-02 1998-12-01 Xerox Corporation Indolocarbazole photoconductors
US20040004433A1 (en) 2002-06-26 2004-01-08 3M Innovative Properties Company Buffer layers for organic electroluminescent devices and methods of manufacture and use
JP4248814B2 (ja) * 2002-07-17 2009-04-02 正徳 染井 血小板凝集抑制剤
KR100695106B1 (ko) 2002-12-24 2007-03-14 삼성에스디아이 주식회사 청색 발광 고분자 및 이를 채용한 유기 전계 발광 소자
CA2425797C (en) * 2003-04-17 2013-10-15 Xerox Corporation Organic light emitting devices
US7173140B2 (en) 2004-12-14 2007-02-06 Xerox Corporation Process to form compound with indolocarbazole moieties
US20060142520A1 (en) 2004-12-27 2006-06-29 3M Innovative Properties Company Hole transport layers for organic electroluminescent devices
JP2008183048A (ja) 2007-01-26 2008-08-14 Tokyo Joho Kagaku Kenkyusho:Kk 作業疲労度測定システム
JP2009016739A (ja) 2007-07-09 2009-01-22 Canon Inc 有機発光素子及びその製造方法
JP2009252944A (ja) 2008-04-04 2009-10-29 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネセンス素子とその製造方法
CN102781979B (zh) 2010-02-26 2015-07-08 新日铁住金化学株式会社 有机电致发光元件用聚合物及使用了该聚合物的有机电致发光元件

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