KR20140047592A - 치환된 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물 및 유기 일렉트로루미네선스 소자 - Google Patents

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Abstract

저소비 전력의 유기 일렉트로루미네선스 소자용의 재료로서, 전자의 주입ㆍ수송 성능이 뛰어난 특성을 가지는 유기 화합물을 제공하고, 이 화합물을 더 이용하여, 저소비 전력의 유기 일렉트로루미네선스 소자를 제공한다. 일반식 (1) 또는 (2)로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물이며, 한 쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 한 층의 유기층을 가지는 유기 일렉트로루미네선스 소자에 있어서, 그 화합물이, 적어도 1개의 유기층의 구성 재료로서 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자이다.
[화학식 1]
Figure pct00084

Description

치환된 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물 및 유기 일렉트로루미네선스 소자{COMPOUND CONTAINING SUBSTITUTED TRIPHENYLE RING STRUCTURE, AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
본 발명은 각종의 표시장치에 적합한 자발광(自發光) 소자인 유기 일렉트로루미네선스 소자(이후, 유기 EL소자로 약칭한다)에 적합한 화합물과 그 소자에 관한 것으로, 상세하게는 치환된 비피리딜기(bipyridyl groups)와 트리페닐렌(triphenylene)환 구조를 가지는 화합물과, 그 화합물을 이용한 유기 EL소자에 관한 것이다.
유기 EL소자는 자기 발광성 소자이므로 액정 소자에 비해서 밝고 시인성(視認性)이 뛰어나며 선명한 표시가 가능하기 때문에, 활발한 연구가 이루어져 왔다.
1987년에 이스트만ㆍ코닥사의 C. W. Tang 등은 각종의 역할을 각 재료에 분담한 적층 구조 소자를 개발하는 것에 의해 유기 재료를 이용한 유기 EL소자를 실용적인 것으로 하였다. 그들은 전자를 수송할 수 있는 형광체와 정공(正孔)을 수송할 수 있는 유기물을 적층하고, 양쪽의 전하를 형광체의 층안에 주입하여 발광시키는 것에 의해, 10V 이하의 전압으로 1000cd/㎡ 이상의 고휘도를 얻었다(예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
현재까지, 유기 EL소자의 실용화를 위해서 많은 개량이 이루어지고 있으며, 각종의 역할을 더 세분화하여, 기판상에 차례차례, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 음극을 형성한 전계 발광소자에 의해서 고효율과 내구성이 달성되고 있다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).
또한, 발광효율의 더 나은 향상을 목적으로 하여 삼중항 여기자(勵起子)의 이용이 시도되어, 인광(燐光) 발광체의 이용이 검토되고 있다(예를 들면, 비특허문헌 2 참조).
발광층은, 일반적으로 호스트 재료라고 칭해지는 전하 수송성의 화합물에, 형광체나 인광 발광체를 도프하여 제작할 수도 있다. 상기의 비특허문헌 1 및 2에 기재되어 있는 바와 같이, 유기 EL소자에 있어서의 유기 재료의 선택은, 그 소자의 효율이나 내구성 등 여러 특성에 큰 영향을 준다.
유기 EL소자에 있어서는, 양 전극으로부터 주입된 전하가 발광층에서 재결합하여 발광을 얻을 수 있지만, 전자의 이동속도보다 정공의 이동속도가 빠르기 때문에, 정공의 일부가 발광층을 빠져나가 버리는 것에 의한 효율 저하가 문제가 된다. 그 때문에 전자의 이동속도가 빠른 전자 수송 재료가 요구되고 있다.
대표적인 발광재료인 트리스(8-히드록시퀴놀린) 알루미늄(이후, Alq3으로 약칭한다)은 전자 수송 재료로서도 일반적으로 이용되지만, 전자의 이동도가 늦고, 또한 일함수가 5.6eV이므로 정공 저지성능이 충분하다고는 할 수 없다.
정공의 일부가 발광층을 빠져나가 버리는 것을 막고, 발광층에서의 전하 재결합의 확률을 향상시키는 방책에는, 정공 저지층을 삽입하는 방법이 있다. 정공 저지 재료로서는 지금까지, 트리아졸 유도체(예를 들면, 특허문헌 3 참조)나 바소쿠프로인(bathocuproine)(이후, BCP로 약칭한다), 알루미늄의 혼합 배위자(配位子) 착체(錯體)[알루미늄(Ⅲ) 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이트)-4-페닐페놀레이트(이후, BAlq로 약칭한다)](예를 들면, 비특허문헌 2 참조) 등이 제안되어 있다.
한편, 정공 저지성이 뛰어난 전자 수송 재료로서, 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(이후, TAZ로 약칭한다)이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
TAZ는 일함수가 6.6eV로 크고 정공 전지능력이 높기 때문에, 진공 증착이나 도포 등에 의해서 제작되는 형광 발광층이나 인광 발광층의, 음극 측에 적층하는 전자 수송성의 정공 저지층으로서 사용되어, 유기 EL소자의 고효율화에 기여하고 있다(예를 들면, 비특허문헌 3 참조).
그러나, 전자 수송성이 낮은 것이 TAZ에 있어서의 큰 과제이며, 보다 전자 수송성이 높은 전자 수송 재료와 조합하여, 유기 EL소자를 제작하는 것이 필요하였다(예를 들면, 비특허문헌 4 참조).
또한, BCP에 있어서도 일함수가 6.7eV로 크고 정공 전지능력이 높기는 하지만, 유리 전이점(Tg)이 83℃로 낮기 때문에, 박막의 안정성이 부족하고, 정공 저지층으로서 충분히 기능하고 있다고는 할 수 없다. 이 때문에, 인광 발광소자에 있어서는 장기 수명화의 방책으로서, BAlq를 정공 저지층으로서 이용하는 것도 제안되고 있다. 이 소자에 있어서는, 장기 수명화는 개선되지만, BAlq의 일함수는 5.8eV로 작기 때문에, 정공이 발광층에 효율적으로 갇히지 않고, BCP를 사용한 소자와 비교하여, 효율 저하를 볼 수 있어 충분하다고는 할 수 없다.
어느 재료도 막(膜) 안정성이 부족하고, 혹은 정공을 저지하는 기능이 불충분하다. 유기 EL소자의 소자 특성을 개선시키기 위해서, 전자의 주입ㆍ수송 성능과 정공 전지능력이 뛰어나고, 박막 상태에서의 안정성이 높은 유기 화합물이 요구되고 있다.
이것들을 개량한 화합물로서, 안트라센환 구조와 벤즈이미다졸환 구조를 가지는 화합물이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조).
그러나, 이들의 화합물을 전자 주입층 및/또는 전자 수송층에 이용한 소자에서는, 발광효율 등의 개량은 이루어져 있지만, 아직 충분하다고는 할 수 없어 저구동 전압화나, 고발광 효율화, 특히 고전력 효율화가 더 요구되고 있다.
: 일본 공개특허공보 평성 8-048656호 : 일본 특허공보 제3194657호 : 일본 특허공보 제2734341호 : 공보 WO2003/060956호
: 응용물리학회 제9회 강습회 예고집 55∼61페이지(2001) : 응용물리학회 제9회 강습회 예고집 23∼31페이지(2001) : 제50회 응용물리학 관계 연합 강연회 28 p-A-6 강연 예고집 1413페이지(2003) : 응용물리학회 유기분자·바이오일렉트로닉스 분과회 회지 11권 1호 13∼19페이지(2000) : J. Org. Chem., 60, 7508(1995) : Synth. Commun., 11, 513(1981)
본 발명의 목적은, 저소비 전력의 유기 EL 소자용 재료로서, 전자의 주입ㆍ수송 성능이 뛰어난 특성을 가지는 유기 화합물을 제공하고, 이 화합물을 이용하여, 저소비 전력의 유기 EL소자를 더 제공하는 것에 있다.
본 발명이 제공하려고 하는 유기 화합물이 구비해야 할 물리적인 특성으로서는, (1) 전자의 주입 특성이 좋은 것, (2) 전자의 이동속도가 빠른 것, (3) 분자 배향성이 높은 것, (4) 내열성이 뛰어난 것을 들 수 있다. 또한, 본 발명이 제공하려고 하는 유기 EL소자가 구비해야 할 물리적인 특성으로서는, (1) 전력효율이 높은 것, (2) 발광 개시전압이 낮은 것, (3) 실용 구동 전압이 낮은 것을 들 수 있다.
따라서, 본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 평면성이 높고, 즉 박막 상태에 있어서의 양호한 분자간 패킹을 기대할 수 있어, π전자가 풍부하게 존재함으로써 양호한 전자 수송성을 기대할 수 있는 트리페닐렌환 구조와, 평면성이 높고, 전자 친화력이 큰 비피리딜기를 조합한 화합물을 설계하여 화학 합성하고, 그 화합물을 이용하여 여러 가지의 유기 EL소자를 시험 제작하여, 소자의 특성 평가를 열심히 행한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 일반식 (1) 또는 (2)로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물이다.
Figure pct00001
(식 중, R1∼R18은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소(重水素) 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상(直鎖狀) 혹은 분기상(分岐狀)의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족(芳香族) 복소환기(複素環基) 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환(縮合多環) 방향족기를 표시하고, n1, n2는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R3∼R8은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
Figure pct00002
(식 중, R19∼R39는, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n3, n4, n5는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R22∼R30은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
또한 본 발명은, 하기 일반식 (1')로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물이다.
Figure pct00003
(식 중, R1∼R18은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n1, n2는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R3∼R8은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
또한, 본 발명은 하기 일반식 (1'')로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물이다.
Figure pct00004
(식 중, R1∼R18은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n1, n2는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R3∼R8은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
또한, 본 발명은, 하기 일반식 (1''')로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물이다.
Figure pct00005
(식 중, R3∼R18, R40∼R47은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시한다.)
또한, 본 발명은, 하기 일반식 (1'''')로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물이다.
Figure pct00006
(식 중, R3∼R18, R40∼R47은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시한다.)
또한, 본 발명은, 하기 일반식 (2')로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물이다.
Figure pct00007
(식 중, R19∼R39는, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n3, n4, n5는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R22∼R30은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
또한, 본 발명은, 한 쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 한 층의 유기층을 가지는 유기 EL소자에 있어서, 상기 유기층의 적어도 한 층이 상기 일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2')로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물을 포함하는 유기 EL소자이다.
일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2') 중의 R1∼R47로 표시되는「치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기」에 있어서의 「알킬기」로서는, 구체적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기 등을 들 수 있다.
일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2') 중의 R1∼R47로 표시되는 「치환기를 가지는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기」에 있어서의 「치환기」로서는, 구체적으로, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 니트로기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기로 치환된 디알킬아미노기, 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 피리딜기, 비피리딜기, 트리아딜기, 피리미딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 인돌릴기, 피리도인돌릴기, 카바졸릴기, 퀴녹살릴기, 피라졸릴기와 같은 기를 들 수 있고, 이들의 치환기는 더 치환되어 있어도 좋고, 이들의 치환기끼리가 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 좋다.
일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2') 중의 R1∼R47로 표시되는,「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기」 또는「치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기」에 있어서의 '방향족 탄화수소기', '방향족 복소환기'또는 '축합다환 방향족기'로서는, 구체적으로 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 안트릴기, 아세나프테닐기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 피리딜기, 비피리딜기, 트리아딜기, 피리미딜기, 푸라닐기, 피로닐기, 티에닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살릴기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 피리도인돌릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 나프티리디닐기, 페난트롤리닐기, 아크리디닐기와 같은 기를 들 수 있다.
여기서, R1∼R8, R19∼R27, R40∼R47로 표시되는,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기」로서, 치환 혹은 무치환의 피리딜기가 바람직하고, 전자 주입 특성의 향상을 기대할 수 있다.
일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2') 중의 R1∼R47로 표시되는, 「치환 방향족 탄화수소기」, 「치환 방향족 복소환기」 또는 「치환 축합다환 방향족기」에 있어서의 '치환기'로서는, 구체적으로, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 니트로기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알콕시기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기로 치환된 디알킬아미노기, 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 피리딜기, 비피리딜기, 트리아딜기, 피리미딜기, 퀴노릴기, 이소퀴노릴기, 인돌릴기, 피리도인돌릴기, 카바졸릴기, 퀴녹살릴기, 피라졸릴기와 같은 기를 들 수 있고, 이들의 치환기는 더 치환되어 있어도 좋다.
본 발명의 일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2')로 표시되는, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물은 신규 화합물이며, 종래의 전자 수송 재료보다 전자의 이동이 빠르고, 안정된 박막 상태를 유지할 수 있어, 발광효율이 향상되는 것과 함께, 구동 전압이 저하된다고 하는 작용을 가진다.
여기서, 트리페닐렌환에 결합되는 비피리딜기(일반식 (1) 혹은 일반식 (2)에 있어서, n1∼n5가 2인 경우)로서는, 2,2'-비피리딜기, 2,3'-비피리딜기, 2,4'-비피리딜기, 3,2'-비피리딜기가 바람직하고, 2,2'-비피리딜기, 2,4'-비피리딜기가 특히 바람직하다.
본 발명의 일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2')로 표시되는, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물은, 유기 EL소자의 전자 주입층 및/또는 전자 수송층의 구성 재료로서 사용할 수 있다. 종래의 재료에 비해 전자의 주입ㆍ이동 속도가 빠른 재료를 이용하는 것에 의해, 전자 수송층으로부터 발광층으로의 전자 수송 효율이 향상되고, 발광효율이 향상되는 것과 함께, 구동 전압이 저하되고, 유기 EL소자의 내구성이 향상된다고 하는 작용을 가진다.
본 발명의 일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2')로 표시되는, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물은, 유기 EL소자의 발광층의 구성 재료로서도 사용할 수 있다. 종래의 재료에 비해 전자 수송성이 뛰어나고, 또한 밴드 갭이 넓은 본 발명의 재료를 발광층의 호스트 재료로서 이용하여, 도펀트로 불리고 있는 형광체나 인광 발광체를 담지시키고, 발광층으로서 이용하는 것에 의해, 구동 전압이 저하하되어, 발광효율이 개선된 유기 EL소자를 실현할 수 있다고 하는 작용을 가진다.
본 발명의 유기 EL소자는, 종래의 전자 수송 재료보다 전자의 이동이 빠르고, 박막 상태가 안정된, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물을 이용하고 있기 때문에, 고효율, 고내구성을 실현하는 것이 가능해졌다.
본 발명의 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물은, 전자의 이동이 빠르고, 박막 상태가 안정되므로, 유기 EL소자의 전자 주입층, 전자 수송층, 혹은 발광층의 구성 재료로서 유용하다. 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물을 이용하여 제작한 유기 EL소자는 발광효율이 향상되는 것과 함께 구동 전압이 저하되어, 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명 실시예 1의 화합물(화합물 3)의 1H-NMR 차트도이다.
도 2는 본 발명 실시예 2의 화합물(화합물 4)의 1H-NMR 차트도이다.
도 3은 본 발명 실시예 3의 화합물(화합물 11)의 1H-NMR 차트도이다.
도 4는 본 발명 실시예 4의 화합물(화합물 12)의 1H-NMR 차트도이다.
도 5는 실시예 8∼11, 비교예 1∼5의 EL소자 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물은, 신규 화합물이며, 이들의 화합물은 예를 들면 이하와 같이 합성할 수 있다. 우선, 상당하는 트리페닐렌 화합물의 디할라이드를 비스(피나콜라트)디보론 등에 의한 보론산 에스테르화를 행하는 것에 의해서, 상당하는 보론산 에스테르체를 합성하고(예를 들면, 비특허문헌 5 참조), 또한, 이 상당하는 보론산 에스테르체와 여러 가지의 치환기를 가지는 할로게노비피리딘을 Suzuki 커플링 등의 크로스 커플링 반응(예를 들면, 비특허문헌 6 참조)을 행하는 것에 의해서, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물을 합성할 수 있다.
한편, 여러 가지의 치환기를 가지는 할로게노비피리딘을 비스(피나콜라트)디보론 등에 의한 보론산 에스테르화를 행하는 것에 의해서, 여러 가지의 치환기를 가지는 비피리딘의 보론산 에스테르체를 합성하고, 또한, 이 여러 가지의 치환기를 가지는 비피리딘의 보론산 에스테르체와 상당하는 트리페닐렌 화합물의 디할라이드를 Suzuki 커플링 등의 크로스 커플링 반응을 행하는 것에 의해서, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물을 합성할 수 있다.
일반식 (1)∼일반식 (1''''), 일반식 (2) 또는 일반식 (2')로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물 중에서, 바람직한 화합물의 구체적인 예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들의 화합물에 한정되는 것은 아니다.
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이들 화합물의 정제(精製)는 컬럼 크로마토그래프에 의한 정제, 실리카겔, 활성탄, 활성 백토 등에 의한 흡착 정제, 용매에 의한 재결정이나 정석법(晶析法) 등에 의해서
행하였다. 화합물의 동정(同定)은, NMR 분석, 질량 분석, 원소 분석 등에 의해서 행하였다. 물성치(物性値)로서 융점, 유리 전이점(Tg)과 일함수의 측정을 행하였다. 융점은 증착성의 지표가 되는 것이고, 유리 전이점(Tg)은 박막 상태의 안정성의 지표가 되는 것이고, 일함수는 정공 전지능력의 지표가 되는 것이다.
융점과 유리 전이점(Tg)은, 분체를 이용하여 고감도 시차주사 열량계(Bruker AXS 제조, DSC3100S)에 의해서 측정하였다.
또한, 일함수는 ITO 기판의 위에 100㎚의 박막을 제작하고, 대기 중 광전자 분광 장치(리켄케이키(理硏計器) 제조, AC-3형)를 이용하여 측정하였다.
본 발명의 유기 EL소자의 구조로서는, 기판상에 차례차례, 양극, 정공 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 음극으로 이루어지는 것, 또는, 양극과 정공 수송층의 사이에 정공 주입층을 가지는 것, 전자 수송층과 음극의 사이에 전자 주입층을 가지는 것, 발광층과 정공 수송층의 사이에 전자 저지층을 가지는 것을 들 수 있다. 이들의 다층 구조에 있어서는 유기층을 몇 층이나 생략하는 것이 가능하고, 예를 들면 기판상에 차례차례, 양극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 음극을 가지는 구성으로 할 수도 있다.
상기 발광층, 상기 정공 수송층, 상기 전자 수송층에 있어서는, 각각이 2층 이상 적층된 구조이더라도 좋다.
본 발명의 유기 EL소자의 양극으로서는, ITO나 금과 같은 일함수가 큰 전극 재료가 이용된다. 본 발명의 유기 EL소자의 정공 주입층으로서, 구리 프탈로시아닌으로 대표되는 폴피린 화합물 외, 스타버스트(starburst)형의 트리페닐아민 유도체, 분자중에 트리페닐아민 구조를 3개 이상, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하지 않는 2가기로 연결한 구조를 가지는 아릴아민 화합물 등의 트리페닐아민 3량체 및 4량체, 헥사시아노아자트리페닐렌과 같은 어셉터(accept)성의 복소환 화합물이나 도포형의 고분자 재료를 이용할 수 있다. 이들의 재료는 증착법 외, 스핀코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 따라 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL소자의 정공 수송층으로서, N,N'-디페닐-N,N'-디(m-트릴)-벤지딘(이후, TPD로 약칭한다)이나 N,N'-디페닐-N,N'-디(α-나프틸)-벤지딘(이후, NPD로 약칭한다), N,N,N',N'-테트라비페닐릴벤지딘 등의 벤지딘 유도체, 1,1-비스[(디-4-트릴아미노)페닐]시클로헥산(이후, TAPC로 약칭한다), 여러 가지의 트리페닐아민 3량체 및 4량체나 카바졸 유도체 등을 이용할 수 있다. 이것들은, 단독으로 성막해도 좋지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 좋고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 좋다. 또한, 정공의 주입ㆍ수송층으로서, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(이후, PEDOT로 약칭한다)/폴리(스티렌술포네이트)(이후, PSS로 약칭한다) 등의 도포형의 고분자 재료를 이용할 수 있다. 이들의 재료는 증착법 외, 스핀코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 따라 박막 형성을 행할 수 있다.
또한, 정공 주입층 혹은 정공 수송층에 있어서, 그 층에 통상 사용되는 재료에 대해, 트리스브로모페닐아민헥사크롤안티몬 등을 P도핑한 것이나, TPD의 구조를 그 부분 구조에 가지는 고분자 화합물 등을 더 이용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL소자의 전자 저지층으로서, 4,4',4''-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민(이후, TCTA로 약칭한다), 9,9-비스[4-(카바졸-9-일)페닐]플루오렌, 1,3-비스(카바졸-9-일)벤젠(이후, mCP로 약칭한다), 2,2-비스(4-카바졸-9-일페닐)아다만탄(이후, Ad-Cz로 약칭한다) 등의 카바졸 유도체, 9-[4-(카바졸-9-일)페닐]-9-[4-(트리페닐시릴)페닐]-9H-플루오렌으로 대표되는 트리페닐시릴기와 트리아릴아민 구조를 가지는 화합물 등의 전자 저지작용을 가지는 화합물을 이용할 수 있다. 이것들은, 단독으로 성막해도 좋지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 좋고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 좋다. 이들의 재료는 증착법 외, 스핀코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 따라 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL소자의 발광층으로서, 본 발명의 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물 외, Alq3을 비롯한 퀴놀리놀 유도체의 금속 착체 외, 각종의 금속 착체, 안트라센 유도체, 비스스티릴벤젠 유도체, 피렌 유도체, 옥사졸 유도체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체 등을 이용할 수 있다. 또한, 발광층을 호스트 재료와 도펀트 재료로 구성해도 좋고, 호스트 재료로서 상기 발광재료에 더하여, 티아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 폴리디알킬플루오렌 유도체 등을 이용할 수 있다. 또한 도펀트 재료로서는, 퀴나크리돈, 쿠마린, 루브렌, 페릴렌 및 그들의 유도체, 벤조피란 유도체, 로다민 유도체, 아미노 스티릴 유도체 등을 이용할 수 있다. 이것들은, 단독으로 성막해도 좋지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 좋고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 좋다.
또한, 발광재료로서 인광성의 발광재료를 사용하는 것도 가능하다. 인광성의 발광체로서는, 이리듐이나 백금 등의 금속 착체의 인광 발광체를 사용할 수 있다. Ir(ppy)3 등의 녹색의 인광 발광체, FIrpic, FIr6 등의 청색의 인광 발광체, Btp2 Ir(acac) 등의 적색의 인광 발광체 등이 이용되고, 이 때의 호스트 재료로서는 정공 주입ㆍ수송성의 호스트 재료로서, 4,4'-디(N-카바졸릴)비페닐(이후, CBP로 약칭한다)이나 TCTA, mCP 등의 카바졸 유도체 등을 이용할 수 있다. 전자 수송성의 호스트 재료로서, p-비스(트리페닐시릴)벤젠(이후, UGH2로 약칭한다)이나 2,2',2''-(1,3,5-페닐렌)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(이후, TPBI로 약칭한다) 등을 이용할 수 있다.
인광성의 발광재료의 호스트 재료에의 도프는 농도소광을 피하기 위해, 발광층 전체에 대해서 1∼30중량퍼센트의 범위에서, 공(共)증착에 의해서 도프하는 것이 바람직하다.
이들의 재료는 증착법 외, 스핀코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 따라 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL소자의 정공 저지층으로서, 본 발명의 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물 외, 바소쿠프로인(이후, BCP로 약칭한다) 등의 페난트롤린 유도체나, BAlq 등의 퀴놀리놀 유도체의 금속 착체 외, 각종의 희토류 착체, 옥사졸 유도체, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체 등, 정공 저지작용을 가지는 화합물을 이용할 수 있다. 이들의 재료는 전자 수송층의 재료를 겸해도 좋다. 이것들은, 단독으로 성막해도 좋지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 좋고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 좋다. 이들의 재료는 증착법 외, 스핀코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 따라 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL소자의 전자 수송층으로서, 본 발명의 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물 외, Alq3, BAlq를 비롯한 퀴놀리놀 유도체의 금속 착체 외, 각종 금속 착체, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 카보디이미드 유도체, 퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체, 시롤 유도체 등을 이용할 수 있다. 이것들은, 단독으로 성막해도 좋지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 좋고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 좋다. 이들의 재료는 증착법 외, 스핀코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 따라 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL소자의 전자 주입층으로서, 본 발명의 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물 외, 불화 리튬, 불화 세슘 등의 알칼리 금속염, 불화 마그네슘 등의 알칼리토류 금속염, 산화알루미늄 등의 금속 산화물 등을 이용할 수 있지만, 전자 수송층과 음극의 바람직한 선택에 있어서는, 이것을 생략할 수 있다.
또한, 전자 주입층 혹은 전자 수송층에 있어서, 그 층에 통상 사용되는 재료에 대해, 세슘 등의 금속을 N도핑한 것을 더 이용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL소자의 음극으로서, 알루미늄과 같은 일함수가 낮은 전극 재료나, 마그네슘 은합금, 마그네슘 인듐 합금, 알루미늄 마그네슘 합금과 같은, 보다 일함수가 낮은 합금이 전극 재료로서 이용된다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
＜2,7-비스(2,2'-비피리딘-5-일)트리페닐렌(화합물 3)의 합성＞
질소 치환한 반응용기에, 2,5-디브로모피리딘 19.5g, 2-피리딜 징크브로마이드 150㎖, 테트라히드로푸란 90㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 4.33g을 가하여 냉각하고, 0℃에서 2시간 교반한 후, 실온에서 3시간 더 교반하였다. 반응용액을 10% 에틸렌디아민 4초산 2수소나트륨 수용액에 가하여 6시간 교반한 후, 클로로포름 300㎖를 가하고, 분액(分液)조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 탈수한 후, 농축하는 것에 의해서 조제물(粗製物)을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프(담체:실리카겔, 용리액(溶離液): 톨루엔)에 의해서 정제하여, 5-브로모-2,2'-비피리딘의 백색 분말 11.1g(수율 63%)을 얻었다.
한편, 질소 치환한 반응용기에, 1,2-디요오드벤젠 24.4g, 3-트릴메틸시릴페닐보론산 30g, 수산화나트륨 8.8g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 4.3g, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 160㎖, 물 40㎖를 가하여 가열하고, 95℃에서 15시간 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 물 100㎖를 가하고, 분액 조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 100㎖로 2회 세정한 후, 무수 황산마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프(담체:실리카겔, 용리액: n-헥산)에 의해서 정제하여, 3,3''-비스(트리메틸시릴)-1,1':2',1''-터페닐의 백색 분말 23.3g(수율 84%)을 얻었다.
얻어진 3,3''-비스(트리메틸시릴)-1,1':2',1''-터페닐 23g, 브롬 12.6㎖, 클로로포름 180㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 냉각하고, -5℃에서 3시간 교반한 후, 실온에서 4시간 더 교반하였다. 포화 아황산나트륨 수용액 90㎖를 가하고, 분액조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 100㎖로 2회 세정한 후, 무수 황산마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물에 대해 에탄올을 이용한 재결정에 의한 정제를 행한 후, 메탄올 세정하는 것에 의해서, 3,3''-디브로모 1,1':2',1''-터페닐의 백색 분말 15.4g(수율 65%)을 얻었다.
얻어진 3,3''-디브로모 1,1':2',1''-터페닐 12.0g, 염화몰리브덴(V) 16.9g, 디클로로메탄 20㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 실온에서 19시간 교반하였다. 반응용액에 물 100㎖를 가하고, 30분 교반한 후, 석출물(析出物)을 여과에 의해서 채취하여, 메탄올 세정을 행하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물에 클로로포름 200㎖, n-헥산 600㎖, 실리카겔 36.6g을 가하여 흡착 정제를 행한 후, 클로로포름 세정을 행하는 것에 의해서 2,7-디브로모트리페닐렌의 담황색 분말 5.5g(수율 46%)을 얻었다.
얻어진 2,7-디브로모트리페닐렌 5.5g, 비스(피나콜라트)디보론 7.9g, 초산칼륨 4.2g, 미리 몰레큘러시브스(Molecular sieves) 4A로 탈수한 1,4-디옥산 50㎖, [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(Ⅱ) 디클로라이드-디클로로메탄 착체(1:1) 0.4g을 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 80℃에서 10시간 교반하였다. 50℃까지 냉각한 후, 클로로포름 150㎖를 가하여 30분 교반하였다. 여과에 의해서 불용물을 제거하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체:실리카겔, 용리액:초산에틸/n-헥산=1/5(v/v)]에 의해서 정제하여, 2,7-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)트리페닐렌의 백색 분말 4.8g(수율 70%)을 얻었다.
얻어진 2,7-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)트리페닐렌 2.4g, 및, 상기 5-브로모-2,2'-비피리딘 2.5g, 2M 탄산칼륨 수용액 7.7㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.3g, 톨루엔 40㎖, 에탄올 10㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 교반하면서 9시간 환류하였다. 실온까지 냉각하여, 석출물을 여과에 의해서 채취하였다. 석출물에 클로로포름 2000㎖를 가하여 용해하고, 실리카겔 11.5g을 가하여 흡착 정제를 행한 후, 1,2-디클로로벤젠으로부터의 재결정을 행하는 것에 의해서 2,7-비스(2,2'-비피리딘-5-일)트리페닐렌(화합물 3) 1.6g(수율 60%)의 황색 분말을 얻었다.
얻어진 황색 분말에 대해 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다.1H-NMR 측정 결과를 도 1에 나타냈다.
Figure pct00061

실시예 2
＜2,7-비스(2,2'-비피리딘-6-일)트리페닐렌(화합물 4)의 합성＞
질소 치환한 반응용기에, 2,6-디브로모피리딘 19.5g, 2-피리딜 징크브로마이드 150㎖, 테트라히드로푸란 90㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 4.33g을 가하여 냉각하고, 0℃에서 2시간 교반한 후, 실온에서 3시간 더 교반하였다. 반응용액을 10% 에틸렌디아민 4초산 2수소나트륨 수용액에 가하여 6시간 교반한 후, 클로로포름 300㎖를 가하고, 분액조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 무수 황산 마그네슘으로 탈수한 후, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프(담체:실리카겔, 용리액: 톨루엔)에 의해서 정제하여, 6-브로모-2,2'-비피리딘의 백색 분말 11.1g(수율 63%)을 얻었다.
얻어진 6-브로모-2,2'-비피리딘 2.4g, 실시예 1에서 합성한 2,7-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)트리페닐렌 2.3g, 2M 탄산칼륨 수용액 7.4㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.3g, 톨루엔 40㎖, 에탄올 10㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 교반하면서 9시간 환류하였다. 실온까지 냉각하여, 석출물을 여과에 의해서 채취하였다. 석출물에 클로로포름 1300㎖를 가하여, 불용물을 여과에 의해서 제거한 후, 1,2-디클로로벤젠에 의한 재결정에 의해서 정제하여, 2,7-비스(2,2'-비피리딘-6-일)트리페닐렌(화합물 4)의 담황 백색분말 1.7g(수율 66%)을 얻었다.
얻어진 담황백색분말에 대해 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 2에 나타냈다.
Figure pct00062

실시예 3
＜2,11-비스(2,2'-비피리딘-5-일)트리페닐렌(화합물 11)의 합성＞
질소 치환한 반응용기에, 1,2-디브로모벤젠 10g, 비스(피나콜라트)디보론 23.7g, 초산칼륨 12.5g, 미리 몰레큘러시브스 4A로 탈수한 1,4-디옥산 150㎖, [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(Ⅱ)디클로라이드-디클로로메탄 착체(1:1) 1.0g을 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 80℃에서 10시간 교반하였다. 50℃까지 냉각한 후, 클로로포름 150㎖를 가하고 30분 교반하였다. 여과에 의해서 불용물을 제거하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체:실리카겔, 용리액:초산에틸/n-헥산=1/4(v/v)]에 의해서 정제하여, 1,2-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)벤젠의 백색 분말 7.2g(수율 54%)을 얻었다.
한편, 질소 치환한 반응용기에, 3,3'-디메톡시-1,1'-비페닐 30g, 브롬 15.8㎖, 초산 250㎖를 가하고, 실온에서 2시간 교반하였다. 반응용액에 포화 아황산나트륨 수용액 90㎖를 가한 후, 클로로포름 200㎖를 가하고, 분액 조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 100㎖로 2회 세정한 후, 무수 황산 마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 에탄올로 세정하는 것에 의해서, 2,2'-디브로모-3,3'-디메톡시-1,1'-비페닐의 백색 분말 36.3g(수율 70%)을 얻었다.
얻어진 2,2'-디브로모-3,3'-디메톡시-1,1'-비페닐 2.8g, 및, 상기 1,2-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)벤젠 3.0g, 인산칼륨 9.6g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.43g, 테트라히드로푸란 50㎖, 물 15㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 60℃에서 48시간 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 클로로포름 100㎖를 가하고, 분액 조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 50㎖로 2회 세정한 후, 무수 황산마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체:실리카겔, 용리액:초산에틸/n-헥산/염화 메틸렌=1/10/1(v/v/v)]에 의해서 정제한 후, 메탄올 세정을 행하는 것에 의해서, 2,11-디메톡시 트리페닐렌의 백색 분말 1.72g(65.6%)을 얻었다.
얻어진 2,11-디메톡시 트리페닐렌 1.5g, 3브롬화 붕소: 디클로로메탄 용액(1mol/L) 10.9㎖, 디클로로메탄 50㎖를 질소 치환하고, -78℃까지 냉각한 반응용기에 가하여 실온까지 가온한 후, 20시간 교반하였다. 반응용액에 물 50㎖를 가하고, 30분 교반한 후, 여과에 의해서 석출물을 채취하였다. 석출물을 메탄올 세정하는 것에 의해서, 트리페닐렌-2,11-디올의 백색 분말 1.25g(수율 93%)을 얻었다.
얻어진 트리페닐렌-2,11-디올 1.25g, N-페닐-비스(트리플루오로메탄술폰이미드) 6.87g, 탄산나트륨 5.1g, 디메틸포름아미드 50㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 실온에서 12시간 교반하였다. 반응용액에 물 50㎖ 가하고, 30분 교반한 후, 여과에 의해서 석출물을 채취하였다. 석출물을 메탄올 세정하는 것에 의해서, 트리페닐렌-2,11-디일-비스(트리플루오로메탄술포네이트)의 백색 분말 2.38g(수율 91%)을 얻었다.
얻어진 트리페닐렌-2,11-디일-비스(트리플루오로메탄술포네이트) 2.3g, 비스(피나콜라트)디보론 2.5g, 초산칼륨 1.3g, 미리 몰레큘러시브스 4A로 탈수한 1,4-디옥산 50㎖, [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(Ⅱ) 디클로라이드-디클로로메탄 착체(1:1) 0.1g을 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 80℃에서 10시간 교반하였다. 50℃까지 냉각한 후, 클로로포름 150㎖를 가하고, 30분 교반하였다. 여과에 의해서 불용물을 제거하고, 여과액을 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체:실리카겔, 용리액:초산에틸/n-헥산=1/5(v/v)]에 의해서 정제하여, 2,11-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)트리페닐렌의 백색 분말 1.1g(수율 52%)을 얻었다.
얻어진 2,11-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)트리페닐렌 0.9g, 실시예 1에서 합성한 5-브로모-2,2'-비피리딘 0.9g, 2M 탄산칼륨 수용액 2.9㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.1g, 톨루엔 40㎖, 에탄올 10㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 교반하면서 9시간 환류하였다. 실온까지 냉각하여, 석출물을 여과에 의해서 채취하였다. 석출물에 클로로포름 1000㎖를 가하여 용해하고, 실리카겔 11.5g을 가하여 흡착 정제를 행한 후, 1,2-디클로로벤젠으로부터의 재결정을 행하는 것에 의해서, 2,11-비스(2,2'-비피리딘-5-일)트리페닐렌(화합물 11)의 황색 분말 0.7g(수율 70%)을 얻었다.
얻어진 황색 분말에 대해 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 3에 나타냈다.
Figure pct00063

실시예 4
＜2,11-비스(2,2'-비피리딘-6-일)트리페닐렌(화합물 12)의 합성＞
실시예 3에서 합성한 2,11-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)트리페닐렌 0.8g, 실시예 2에서 합성한 6-브로모-2,2'-비피리딘 0.8g, 2M 탄산칼륨 수용액 2.3㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.1g, 톨루엔 40㎖, 에탄올 10㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 교반하면서 9시간 환류하였다. 실온까지 냉각하여, 석출물을 여과에 의해서 채취하였다. 석출물에 클로로포름 1300㎖를 가하고, 불용물을 여과에 의해서 제거한 후, 1,2-디클로로벤젠에 의한 재결정에 의해서 정제하여, 2,11-비스(2,2'-비피리딘-6-일)트리페닐렌(화합물 12)의 담황 백색분말 0.6g(수율 71%)을 얻었다.
얻어진 담황 백색분말에 대해 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 4에 나타냈다.
Figure pct00064

실시예 5
＜2,7-디([2,4'-비피리딘]-5-일)트리페닐렌(화합물 55)의 합성＞
질소 치환한 반응용기에, 2,5-디브로모피리딘 9.6g, 4-피리딘 보론산 2.5g, 톨루엔 50㎖, 에탄올 40㎖, 2M 탄산칼륨 수용액 15.2㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 1.50g을 가하여 가열하고, 교반하면서 24시간 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 클로로포름 500㎖와 물 300㎖를 가하고, 분액조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 100㎖로 2회 세정한 후, 무수 황산 마그네슘으로 탈수한 후, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체:실리카겔, 용리액: 톨루엔: 초산에틸=1:1(v/v)]에 의해서 정제하여, 5-브로모-2,4'-비피리딘의 백색 분말 3.3g(수율 69%)을 얻었다.
얻어진, 5-브로모-2,4'-비피리딘 2.4g, 실시예 1에서 합성한 2,7-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)트리페닐렌 2.0g, 2M 탄산칼륨 수용액 6.3㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.3g, 톨루엔 40㎖, 에탄올 25㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 교반하면서 24시간 환류하였다. 실온까지 냉각하여, 석출물을 여과에 의해서 채취하였다. 석출물에 클로로포름 1300㎖를 가하고, 불용물을 여과에 의해서 제거한 후, 1,2-디클로로벤젠에 의한 재결정에 의해서 정제하여, 2,7-디([2,4'-비피리딘]-5-일)트리페닐렌(화합물 55)의 담황 백색분말 1.1g(수율 50%)을 얻었다.
얻어진 담황 백색분말에 대해 매트릭스 지원 레이저 탈리 이온화 비행시간형 질량분석장치(AXIMA-CFR　Plus, 시마즈세이사쿠쇼(島津製作所) 제조)와 원소분석장치(야나코 CHN 코다-MT-5형 야나기모토세이사쿠쇼(柳本製作所) 제조)를 사용하여 구조를 동정하였다.
MS(m/z) 537[계산치(m/z) 536.20],
원소분석, 측정치: C;85.08, H;4.42, N;10.39, 계산치(C38H24N4):C;85.05, H;4.51, N;10.44.
[비교 합성예 1]
＜3,3''-비스(2,2'-비피리딘-5-일)-1,1':2',1''-터페닐(비교 화합물 1)의 합성＞
실시예 1에서 합성한 3,3''-디브로모 1,1':2',1''-터페닐 5.0g, 비스(피나콜라트) 디보론 6.9g, 초산칼륨 3.8g, 미리 몰레큘러시브스 4A로 탈수한 1,4-디옥산 50㎖, [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(Ⅱ) 디클로라이드-디클로로메탄 착체(1:1) 0.3g을 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 80℃에서 11시간 교반하였다. 50℃까지 냉각한 후, 클로로포름 100㎖를 가하고, 30분 교반하였다. 여과에 의해서 불용물을 제거하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체:실리카겔, 용리액:초산에틸/n-헥산=1/20(v/v)에 의해서 정제하여, 3,3''-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)-1,1':2',1''-터페닐의 백색 분말 3.8g(수율 61%)을 얻었다.
얻어진 3,3''-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)-1,1':2',1''-터페닐 1.8g, 실시예 1에서 합성한 5-브로모-2,2'-비피리딘 1.8g, 2M 탄산칼륨 수용액 5.8㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.2g, 톨루엔 40㎖, 에탄올 10㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 교반하면서 20시간 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 물 30㎖, 클로로포름 100㎖를 가하고, 분액 조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 100㎖로 세정한 후, 무수 황산 마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체: NH실리카겔, 용리액:초산에틸/n-헥산=1/5(v/v)]에 의해서 정제하여, 하기 구조식의 3,3''-비스(2,2'-비피리딘-5-일)-1,1':2',1''-터페닐(비교 화합물 1) 1.5g(수율 80%)의 백색 분말을 얻었다.
Figure pct00065
얻어진 백색 분말에 대해 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다.
Figure pct00066

[비교 합성예 2]
＜3,3''-비스(2,2'-비피리딘-6-일)-1,1':2',1''-터페닐(비교 화합물 2)의 합성＞
비교 합성예 1에서 합성한 3,3''-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)-1,1':2',1''-터페닐 1.8g, 실시예 2에서 합성한 6-브로모-2,2'-비피리딘 1.8g, 2M 탄산칼륨 수용액 5.8㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.2g, 톨루엔 40㎖, 에탄올 10㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 교반하면서 8시간 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 물 30㎖, 톨루엔 40㎖를 가하여, 분액 조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 30㎖로 세정한 후, 무수 황산 마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체: NH실리카겔, 용리액:초산에틸/n-헥산=1/5(v/v)]에 의해서 정제하여, 하기 구조식의 3,3''-비스(2,2'-비피리딘-6-일)-1,1':2',1''-터페닐(비교 화합물 2)의 백색 분말 1.5g(수율 75%)을 얻었다.
Figure pct00067
얻어진 백색 분말에 대해 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다.
Figure pct00068

[비교 합성예 3]　
＜4,4''-비스(2,2'-비피리딘-6-일)-1,1':2',1''-터페닐(비교 화합물 3)의 합성＞
질소 치환한 반응용기에, 1,2-디요오드벤젠 20g, 4-트릴메틸시릴페닐보론산 25g, 수산화나트륨 7.4g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 3.6g, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 240㎖, 물 60㎖를 가하여 가열하고, 95℃에서 15시간 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 물 100㎖를 가하고, 분액 조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 100㎖로 2회 세정한 후, 무수 황산마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프(담체:실리카겔, 용리액: n-헥산)에 의해서 정제하여, 4,4''-비스(트리메틸시릴)-1,1':2',1''-터페닐의 백색 분말 21.1g(수율 93%)을 얻었다.
얻어진 4,4''-비스(트리메틸시릴)-1,1':2',1''-터페닐 21g, 브롬 11.5㎖, 클로로포름 150㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 냉각하고, -5℃에서 3시간 교반한 후, 실온에서 4시간 더 교반하였다. 포화 아황산나트륨 수용액 90㎖를 가하고, 분액 조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 100㎖로 2회 세정한 후, 무수 황산마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물에 대해 에탄올을 이용한 재결정에 의한 정제를 행한 후, 메탄올 세정하는 것에 의해서, 4,4''-디브로모 1,1':2',1''-터페닐의 백색 분말 14.9g(수율 68%)을 얻었다.
얻어진 4,4''-디브로모 1,1':2',1''-터페닐 5.0g, 비스(피나콜라트)디보론 7.2g, 초산칼륨 3.8g, 미리 몰레큘러시브스 4A로 탈수한 1,4-디옥산 50㎖, [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(Ⅱ) 디클로라이드-디클로로메탄 착체(1:1) 0.3g을 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 80℃에서 10시간 교반하였다. 50℃까지 냉각한 후, 클로로포름 150㎖를 가하고, 30분 교반하였다. 여과에 의해서 불용물을 제거하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프[담체:실리카겔, 용리액:초산에틸/n-헥산=1/5(v/v)]에 의해서 정제하여, 4,4''-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)-1,1':2',1''-터페닐의 백색 분말 3.5g(수율 56%)을 얻었다.
얻어진 4,4''-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보로란-2-일)-1,1':2',1''-터페닐 2.0g, 실시예 2에서 합성한 6-브로모-2,2'-비피리딘 2.0g, 2M 탄산칼륨 수용액 6.0㎖, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 0.2g, 톨루엔 32㎖, 에탄올 8㎖를 질소 치환한 반응용기에 가하여 가열하고, 교반하면서 9시간 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 물 100㎖를 가하고, 분액 조작을 행하는 것에 의해서 유기층을 채취하였다. 유기층을 물 100㎖로 2회 세정한 후, 무수 황산마그네슘으로 탈수하고, 농축하는 것에 의해서 조제물을 얻었다. 조제물을 컬럼 크로마토그래프(담체:실리카겔, 용리액: 클로로포름)에 의해서 정제한 후, 톨루엔에 의한 재결정을 행하는 것에 의해서, 하기 구조식의 4,4''-비스(2,2'-비피리딘-6-일)-1,1':2',1''-터페닐(비교 화합물 3)의 백색 분말 1.6g(수율 74%)을 얻었다.
Figure pct00069
얻어진 백색 분말에 대해 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다.
Figure pct00070

실시예 6
본 발명의 화합물에 대해서, 고감도 시차주사 열량계(Bruker AXS 제조, DSC3100S)에 의해서 융점과 유리 전이점을 구하였다.
Figure pct00071
본 발명의 화합물은 유리 전이점이 인정되지 않았다. 이것은, 본 발명의 화합물에 있어서 박막 상태가 안정된 것을 나타내는 것이다.
실시예 7
본 발명의 화합물을 이용하여, ITO 기판의 위에 막 두께 50㎚의 증착막을 제작하여, 대기중 광전자 분광장치(리켄케이키 제조, AC-3형)로 일함수를 측정하였다.
Figure pct00072
이와 같이 본 발명의 화합물은 NPD, TPD 등의 일반적인 정공 수송 재료가 가지는 일함수 5.4eV보다 깊은 값을 가지고 있어, 큰 정공 전지능력을 가지고 있다.
실시예 8
유기 EL소자는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(1)상에 투명 양극(2)으로서 ITO 전극을 미리 형성한 것의 위에, 정공 수송층(3), 발광층(4), 전자 수송층(5), 전자 주입층(6), 음극(은전극)(7)의 순서로 증착하여 제작하였다.
구체적으로는, 막 두께 100㎚의 ITO를 성막한 유리 기판(1)을 유기용매로 세정한 후에, UV오존 처리로 표면을 세정하였다. 그 후, 이 ITO 전극이 부착된 유리 기판을 진공 증착기 내에 부착 0.001Pa 이하까지 감압하였다. 계속하여, 투명 양극(2)을 덮도록 정공 수송층(3)으로서, NPD를 증착속도 2Å/s로 막 두께 50㎚가 되도록 형성하였다. 이 정공 수송층(3)의 위에, 발광층(4)으로서 Alq3을 증착속도 2Å/s로 막 두께 20㎚가 되도록 형성하였다. 이 발광층(4)의 위에, 전자 수송층(5)으로서 본 발명 실시예 1의 화합물(화합물 3)을 증착속도 2Å/s로 막 두께 30㎚가 되도록 형성하였다. 이 전자 수송층(5)의 위에, 전자 주입층(6)으로서 마그네슘 은합금을 증착속도 3.3Å/s로 막 두께 100㎚가 되도록 형성하였다. 마지막으로, 은을 막 두께 10㎚가 되도록 증착하여 음극(7)을 형성하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다.
본 발명의 실시예 1의 화합물(화합물 3)을 사용하여 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 정리해서 나타내었다.
실시예 9
실시예 8에 있어서의 전자 수송층(5)의 재료를 본 발명 실시예 3의 화합물(화합물 11)을 대신하여 실시예 8과 같은 조건으로 유기 EL소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다. 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 정리해서 나타내었다.
실시예 10
실시예 8에 있어서의 전자 수송층(5)의 재료를 본 발명 실시예 5의 화합물(화합물 55)을 대신하여 실시예 8과 같은 조건으로 유기 EL소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다. 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 정리해서 나타내었다.
[비교예 1]
비교를 위해, 실시예 8에 있어서의 전자 수송층(5)의 재료를 Alq3을 대신하여 실시예 8과 같은 조건으로 유기 EL소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다. 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 정리해서 나타내었다.
[비교예 2]
비교를 위해, 실시예 8에 있어서의 전자 수송층(5)의 재료를 상기 비교 화합물 1을 대신하여 실시예 8과 같은 조건으로 유기 EL소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다. 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 정리해서 나타내었다.
[비교예 3]
비교를 위해, 실시예 8에 있어서의 전자 수송층(5)의 재료를 상기 비교 화합물 2를 대신하여 실시예 8과 같은 조건으로 유기 EL소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다. 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 정리해서 나타내었다.
[비교예 4]
비교를 위해, 실시예 8에 있어서의 전자 수송층(5)의 재료를 상기 비교 화합물 3을 대신하여, 실시예 8과 같은 조건으로 유기 EL소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다. 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 정리해서 나타내었다.
Figure pct00073
표 1에 나타내는 바와 같이, 전류밀도 10 ㎃/㎠시에 있어서의 구동 전압은, Alq3을 이용한 비교예 1의 5.70V, 비교 화합물 1∼비교 화합물 3을 이용한 비교예 2∼4의 6.60V∼7.50V에 대해서 실시예 8에서는 4.10V, 실시예 9에서는 4.40V, 실시예 10에서는 4.60V로 크게 저전압화되었다. 또한, 전류밀도 10 ㎃/㎠시에 있어서의 휘도, 발광효율, 전력효율이 전부 크게 향상되었다.
실시예 11
막 두께 100㎚의 ITO를 성막한 유리 기판(1)을 유기용매로 세정한 후에, UV오존 처리로 표면을 세정하였다. 그 후, 이 ITO 전극이 부착된 유리 기판을 진공 증착기내에 부착 0.001Pa 이하까지 감압하였다. 계속하여, 투명 양극(2)을 덮도록 정공 수송층(3)으로서, NPD를 증착속도 2Å/s로 막 두께 60㎚가 되도록 형성하였다. 이 정공 수송층(3)의 위에, 발광층(4)으로서 2-(tert-부틸)-9,10-디페닐안트라센(TBADN)과 청색 형광 발광체 DPAVB를, 증착속도비가 TBADN:DPAVB=95:5가 되는 증착속도로 2원 증착을 행하여, 막 두께 30㎚가 되도록 형성하였다. 이 발광층(4)의 위에, 전자 수송층(5)으로서 본 발명 실시예 1의 화합물(화합물 3)을 증착속도 2Å/s로 막 두께 30㎚가 되도록 형성하였다. 이 전자 수송층(5)의 위에, 전자 주입층(6)으로서 마그네슘 은합금을 증착속도 3.3Å/s로 막 두께 100㎚가 되도록 형성하였다. 마지막으로, 은을 막 두께 10㎚가 되도록 증착하여 음극(7)을 형성하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다.
본 발명의 실시예 1의 화합물(화합물 3)을 사용하여 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 2에 정리해서 나타내었다.
[비교예 5]
비교를 위해, 실시예 11에 있어서의 전자 수송층(5)의 재료를 Alq3을 대신하여 실시예 11과 같은 조건으로 유기 EL소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다. 제작한 유기 EL소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 2에 정리해서 나타내었다.
Figure pct00074
표 2에 나타내는 바와 같이, 전류밀도 10㎃/㎠시에 있어서의 구동 전압은, Alq3을 이용한 비교예 5의 8.80V에 대해서 실시예 11에서는 4.80V로 크게 저전압화되었다. 또한, 전류밀도 10㎃/㎠시에 있어서의 전력효율이 전부 크게 향상되었다.
이들의 결과로부터 분명하듯이, 본 발명의 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물을 이용한 유기 EL소자는, 일반적인 전자 수송 재료로서 이용되고 있는 Alq3, 그리고 중심 골격이 비평면구조인 비교 화합물 1∼3을 이용한 소자와 비교하여, 전력효율의 큰 향상이나, 실용 구동 전압의 현저한 저하를 달성할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이와 같이 본 발명의 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물을 이용한 유기 EL소자에 있어서의 현저한 구동 전압의 저하로부터, 본 발명의 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물의 전자 이동의 속도는, 일반적인 전자 수송 재료인 Alq3보다 현저히 빠른 것이라고 예측된다.
본 발명의 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물은, 전자의 주입ㆍ수송 성능이 좋고, 박막 상태가 안정되기 때문에, 유기 EL 소자용 화합물로서 우수하다. 그 화합물을 이용하여 유기 EL소자를 제작하는 것에 의해, 높은 효율을 얻을 수 있음과 동시에, 실용 구동 전압을 저하시킬 수 있어 내구성을 개선시킬 수 있다. 예를 들면, 가정 전자제품이나 조명의 용도에의 전개가 가능해졌다.
1 : 유리 기판 2 : 투명 양극
3 : 정공 수송층 4 : 발광층
5 : 전자 수송층 6 : 전자 주입층
7 : 음극

Claims (10)

  1. 하기 일반식 (1) 또는 (2)로 표시되는, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물.
    [화학식 1]
    Figure pct00075

    (식 중, R1∼R18은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소(重水素) 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상(直鎖狀) 혹은 분기상(分岐狀)의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족(芳香族) 복소환기(複素環基) 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환(縮合多環) 방향족기를 표시하고, n1, n2는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R3∼R8은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
    [화학식 2]
    Figure pct00076

    (식 중, R19∼R39는, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n3, n4, n5는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R22∼R30은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (1')으로 표시되는, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물.
    [화학식 3]
    Figure pct00077

    (식 중, R1∼R18은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n1, n2는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R3∼R8은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
  3. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (1'')로 표시되는, 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물.
    [화학식 4]
    Figure pct00078

    (식 중, R1∼R18은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n1, n2는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R3∼R8은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
  4. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (1''')로 표시되는, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물.
    [화학식 5]
    Figure pct00079

    (식 중, R3∼R18, R40∼R47은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시한다.)
  5. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (1'''')로 표시되는, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물.
    [화학식 6]
    Figure pct00080

    (식 중, R3∼R18, R40∼R47은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시한다.)
  6. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (2')로 표시되는, 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물.
    [화학식 7]
    Figure pct00081

    (식 중, R19∼R39는, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n3, n4, n5는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R22∼R30은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
  7. 한 쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 한 층의 유기층을 가지는 유기 일렉트로루미네선스 소자에 있어서, 하기 일반식 (1) 또는 (2)로 표시되는 치환된 비피리딜기와 트리페닐렌환 구조를 가지는 화합물이, 적어도 1개의 유기층의 구성 재료로서 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자.
    [화학식 8]
    Figure pct00082

    (식 중, R1∼R18은, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n1, n2는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R3∼R8은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
    [화학식 9]
    Figure pct00083

    (식 중, R19∼R39는, 동일해도 달라도 좋고 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소환기 또는 치환 혹은 무치환의 축합다환 방향족기를 표시하고, n3, n4, n5는, 동일해도 달라도 좋고 2 또는 3을 표시한다. 여기서, 복수개 존재하는 R22∼R30은 각각 서로 동일해도 달라도 좋다.)
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기한 유기층이 전자 수송층이며, 상기 일반식 (1) 또는(2)으로 표시되는 화합물이, 그 전자 수송층안에, 적어도 하나의 구성 재료로서 이용되는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기한 유기층이 전자 주입층이며, 상기 일반식 (1) 또는 (2)로 표시되는 화합물이, 그 전자 주입층안에, 적어도 하나의 구성 재료로서 이용되는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기한 유기층이 발광층이며, 상기 일반식 (1) 또는 (2)로 표시되는 화합물이, 그 발광층안에, 적어도 하나의 구성 재료로서 이용되는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자.
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