KR20140057524A - 신규 화합물 및 그것을 이용한 유기 디바이스 - Google Patents

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지하야 아다치
시게유키 마츠나미
게이 사카노우에
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고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠
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Abstract

하기 일반식으로 나타내는 화합물은 전하 수송 재료로서 우수한 특성을 갖는다
Figure pct00072

[식 중, R1 ∼ R3 은 치환기, n1 및 n2 는 0 ∼ 5 의 정수, n3 은 0 ∼ 4 의 정수, X 는 -O-, -S-, -SO2-, -CS-, -R4-, -C(R5)(R6)-, -PO(R7)-, -Si(R8)(R9)-, ＞PO-, ＞Si(R10)- 또는 ＞Si＜ 로 나타내는 연결기, m 은 2 ∼ 4 의 정수이고, R4 는 지방족 고리형 연결기, R5 ∼ R10 은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 등을 나타낸다].

Description

신규 화합물 및 그것을 이용한 유기 디바이스{NOVEL COMPOUND AND ORGANIC DEVICE EMPLOYING SAME}
본 발명은 전하 수송 재료로서 유용한 신규 화합물, 및 그것을 이용한 유기 일렉트로루미네선스 소자 (유기 EL 소자) 등의 유기 디바이스에 관한 것이다.
유기 일렉트로루미네선스 소자의 발광 효율을 높이는 연구가 활발히 실시되고 있다. 지금까지도, 유기 일렉트로루미네선스 소자를 구성하는 전자 수송 재료, 홀 수송 재료, 발광 재료 등을 새롭게 개발하여 조합함으로써, 발광 효율을 높이는 연구가 다양하게 이루어져 오고 있다. 그 중에서도, 인광 재료는 여기 삼중항 상태를 사용할 수 있고, 양자 효율이 높은 점에서 발광 재료로서 주목을 받고 있다. 그러나, 인광 재료에는, 트리플렛-트리플렛 실활을 일으키기 쉽다는 공통의 과제가 있기 때문에, 그러한 실활을 억제하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있다 (비특허문헌 1 참조).
트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물은, 종래의 카르바졸계 화합물에 비하여 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 높은 점에서, 발광 재료의 호스트 재료로서 주목받고 있다. 예를 들어 특허문헌 1 에는, 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 2.65 eV 이상인 화합물을 선택하여 사용함으로써 발광 효율을 개선하는 것이 기재되어 있으며, 하기의 구조를 갖는 화합물에 발광 재료를 도프한 층을 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (NPB) 층에 적층한 구조를 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자가 기재되어 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
비특허문헌 2 에는, 하기의 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물에 이리듐 (III) 비스(4,6-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2)피콜리네이트 (FIrpic) 를 도프한 발광층에 4,4',4"-트리스(카르바졸-9-일)트리페닐아민 (TCTA) 으로 이루어지는 홀 수송층을 적층한 구조를 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자가 기재되어 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
비특허문헌 3 에는, 하기의 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물로 이루어지는 층에, 9-(3-(9H-카르바졸-9-일)페닐)-3-(디브로모페닐포스포릴)-9H-카르바졸 (mCPPO1) 에 비스(3,5-디플루오로-4-시아노페닐)피리딘)이리듐피콜리네이트 (FCNIrpic) 를 도프한 발광층을 적층한 구조를 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자가 기재되어 있다. 이 문헌에는, 이와 같은 구조를 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자에 의하면, 높은 발광 효율을 달성할 수 있는 것이 기재되어 있다.
[화학식 3]
Figure pct00003
비특허문헌 4 에는, 하기의 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물에 이리듐 (III) 비스(4,6-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2)피콜리네이트 (FIrpic) 를 도프한 발광층에, 4,4',4"-트리스(카르바졸-9-일)트리페닐아민 (TCTA) 으로 이루어지는 홀 수송층을 적층한 구조를 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자가 기재되어 있다. 이 문헌에는, 이와 같은 구조를 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자에 의하면, 높은 발광 효율을 달성할 수 있는 것이 기재되어 있다.
[화학식 4]
Figure pct00004
비특허문헌 5 에는, 하기의 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물이 기재되어 있다. 이 문헌에는, 이들 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물을 전자 수송 재료로서 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자가 기재되어 있다.
[화학식 5]
Figure pct00005
국제 공개 WO2006/130353호 공보
L. Xiao, Adv. Mater. 2011, 23, 926-952 P. A. Vecchi et. al., Organic Letters, 2006, Vol.8, No.19, 4211-4214 S. O. Jeon, Adv. Mater. 2011, XX, 1-6 C. Han, Chem. Eur. J. 2011,17, 5800-5803 Chem. Mater., 2010, 22, 5678
이와 같이 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물에 대해서는, 지금까지 다양한 검토가 이루어져 왔다. 그러나, 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물 모두에 대하여 망라적인 연구가 전부 되었다고는 말할 수 없다. 또한, 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물의 화학 구조와 그 화합물의 전자 디바이스 재료로서의 유용성 사이에는, 명확한 관계가 발견되기에 이르지 않았으며, 화학 구조에 기초하여 전자 디바이스 재료로서의 유용성을 예측하는 것은 곤란한 상황이다. 또한, 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물은, 합성이 반드시 용이하지는 않은 점에서, 화합물을 제공하는 것 자체에 곤란이 수반되는 경우도 있다. 그래서, 본 발명자들은, 지금까지 개발되는 데에 이르지 않은 새로운 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 화합물의 합성을 시도함과 함께, 합성된 신규 화합물의 전자 디바이스 재료로서의 유용성을 평가하는 것을 검토하였다. 즉, 본 발명자들은 전자 디바이스 재료로서 유용한 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 신규 화합물을 제공하는 것을 과제로 하여 예의 검토를 진행하였다.
상기의 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 진행한 결과, 본 발명자들은, 트리페닐포스핀옥사이드 구조를 포함하는 특정한 구조를 갖는 신규 화합물에, 전자 디바이스 재료로서 우수한 성질이 있는 것을 알아냈다. 본 발명자들은, 이 지견에 기초하여, 상기 과제를 해결하는 수단으로서 이하의 본 발명을 제공하기에 이르렀다.
[1] 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물.
[화학식 6]
Figure pct00006
[일반식 (1) 에 있어서, R1, R2 및 R3 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n1 및 n2 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n3 은 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X 는 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타내고, m 은 X 의 연결기의 가수에 동일하고, 2 ∼ 4 의 어느 정수를 나타낸다.
[화학식 7]
Figure pct00007
상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.
단, X 가 -O- 또는 -(R7)P(=O)- 인 경우, 일반식 (1) 의 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3' 위치로 연결한다. 또한, X 가 ＞PO- 인 경우, 일반식 (1) 의 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3',3" 위치로 연결한다.]
[2] 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물.
[화학식 8]
Figure pct00008
[일반식 (2) 에 있어서, R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X11 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타낸다.]
[화학식 9]
Figure pct00009
상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.
단, X 가 -O- 또는 -(R7)P(=O)- 인 경우, 일반식 (2) 의 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3' 위치로 연결한다]
[3] 하기 일반식 (2-1) 로 나타내는 화합물.
[화학식 10]
Figure pct00010
[일반식 (2-1) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X21 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타낸다.
[화학식 11]
Figure pct00011
상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8 및 R9 는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.]
[4] 하기 일반식 (2-2) 로 나타내는 화합물.
[화학식 12]
Figure pct00012
[일반식 (2-2) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X22 는 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타낸다.
[화학식 13]
Figure pct00013
상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8 및 R9 는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.]
[5] 하기 일반식 (2-3) 으로 나타내는 화합물.
[화학식 14]
Figure pct00014
[일반식 (2-3) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X23 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타낸다.
[화학식 15]
Figure pct00015
상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8 및 R9 는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.]
[6] 상기 연결기가 하기의 구조를 갖는 [1] ∼ [5] 의 어느 한 항에 기재된 화합물.
[화학식 16]
Figure pct00016
[7] 상기 연결기가 하기의 어느 구조를 갖는 [1] ∼ [5] 의 어느 한 항에 기재된 화합물.
[화학식 17]
Figure pct00017
[8] 상기 연결기가 하기의 구조를 갖는 [1] ∼ [5] 의 어느 한 항에 기재된 화합물.
[화학식 18]
Figure pct00018
[9] 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 2.80 eV 이상인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [8] 의 어느 한 항에 기재된 화합물.
[10] 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 2.95 eV 이상인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [8] 의 어느 한 항에 기재된 화합물.
[11] [1] ∼ [10] 의 어느 한 항에 기재된 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료.
[12] [1] ∼ [10] 의 어느 한 항에 기재된 화합물을 사용한 유기 디바이스.
[13] [1] ∼ [10] 의 어느 한 항에 기재된 화합물을 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자.
본 발명의 화합물은 전하 수송 재료로서 우수한 물성을 가지고 있으며, 전자 디바이스 재료로서 유용하다. 또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자는 발광 효율이 높다.
도 1 은 제조예의 유기 일렉트로루미네선스 소자의 층 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2 는 제조예 1 에 있어서의 전류 밀도와 양자 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3 은 제조예 1 에 있어서의 전류 밀도와 양자 효율의 관계를 나타내는 다른 그래프이다.
도 4 는 제조예 1 에 있어서의 전류 밀도와 양자 효율의 관계를 나타내는 또 다른 그래프이다.
도 5 는 제조예 2 에 있어서의 전류 밀도와 양자 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하에 있어서, 본 발명의 내용에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은 본 발명의 대표적인 실시양태나 구체예에 기초하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그러한 실시양태나 구체예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서 「∼」 를 이용하여 나타내는 수치 범위는 「∼」 의 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다.
[본 발명의 화합물]
본 발명의 화합물은 하기의 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물이다.
[화학식 19]
Figure pct00019
일반식 (1) 에 있어서, X 는 후에 게재하는 어느 구조를 갖는 연결기를 나타내고, m 은 X 의 연결기의 가수에 동일하고, 2 ∼ 4 의 어느 정수를 나타낸다. R1, R2 및 R3 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n1 및 n2 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n3 은 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타낸다. n1 이 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n1 개의 R1 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n2 가 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n2 개의 R2 는 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, 또한, n3 이 2 ∼ 4 의 어느 정수일 때, n3 개의 R3 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, m 개의 각 구조 단위에 있어서의 R1, R2, R3, n1, n2 및 n3 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 벤젠 고리의 이웃하는 탄소 원자에 결합하는 R1 끼리, 벤젠 고리의 이웃하는 탄소 원자에 결합하는 R2 끼리, 벤젠 고리의 이웃하는 탄소 원자에 결합하는 R3 끼리는 각각 결합하여 당해 벤젠 고리의 이웃하는 탄소 원자와 함께 고리형 구조를 형성해도 된다.
일반식 (1) 에 있어서의 X 는 하기의 어느 구조를 갖는 연결기이다. 단, X 가 -O- 또는 -(R7)P(=O)- 인 경우, 일반식 (1) 의 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3' 위치로 연결한다. 또한, X 가 ＞PO- 인 경우, 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3',3" 위치로 연결한다.
[화학식 20]
Figure pct00020
상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. 지방족 고리형 연결기는 탄소 원자로 이루어지는 고리형 골격을 포함하는 것으로, 고리형 골격을 구성하는 탄소 원자로 연결하는 기이다. 고리형 골격을 구성하는 탄소 원자수는 3 ∼ 8 인 것이 바람직하고, 4 ∼ 7 인 것이 보다 바람직하고, 5 또는 6 인 것이 더욱 바람직하고, 6 인 것이 더욱 바람직하다. 지방족 고리형 연결기의 구체예로서, 1,1-시클로부틸렌기, 1,2-시클로부틸렌기, 1,1-시클로펜틸렌기, 1,2-시클로펜틸렌기, 1,3-시클로펜틸렌기, 1,1-시클로헥실렌기, 1,2-시클로헥실렌기, 1,3-시클로헥실렌기, 1,1-시클로헵틸렌기, 1,2-시클로헵틸렌기, 1,3-시클로헵틸렌기, 1,4-시클로헵틸렌기, 1,1-시클로옥틸렌기, 1,2-시클로옥틸렌기, 1,3-시클로옥틸렌기, 1,4-시클로옥틸렌기, 2,2-아다만틸렌기, 2,4-아다만틸렌기를 들 수 있다. 바람직한 지방족 고리형 연결기의 구체예로서, 1,1-시클로펜틸렌기, 1,2-시클로펜틸렌기, 1,3-시클로펜틸렌기, 1,1-시클로헥실렌기, 1,2-시클로헥실렌기, 1,3-시클로헥실렌기, 1,1-시클로헵틸렌기, 1,2-시클로헵틸렌기, 1,3-시클로헵틸렌기, 2,2-아다만틸렌기, 1,4-아다만틸렌기를 들 수 있고, 더욱 바람직한 지방족 고리형 연결기의 구체예로서, 1,1-시클로헥실렌기, 1,2-시클로헥실렌기, 1,3-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 2,2-아다만틸렌기, 1,4-아다만틸렌기를 들 수 있다.
R4 가 나타내는 지방족 고리형 연결기는 치환되어 있어도 된다. 치환기로는, 예를 들어 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기를 들 수 있고, 이들 치환기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는 하기의 대응하는 기의 기재를 참조할 수 있다.
상기 연결기의 구조에 있어서, R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타내고, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기인 것이 바람직하다.
R5 및 R6 으로서 채용할 수 있는 할로겐 원자는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자인 것이 바람직하고, 불소 원자, 염소 원자인 것이 보다 바람직하고, 불소 원자인 것이 더욱 바람직하다.
R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 으로서 채용할 수 있는 알킬기는 직사슬형이어도 되고, 분기형이어도 되고, 고리형이어도 된다. 바람직한 것은 직사슬형 또는 분기형의 알킬기이다. 알킬기의 탄소수는 1 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하고, 1 ∼ 3 인 것 (즉 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기) 이 더욱 바람직하다. 고리형의 알킬기로는, 예를 들어 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기를 들 수 있다.
R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 으로서 채용할 수 있는 아릴기는 1 개의 방향 고리로 이루어지는 것이어도 되고, 2 이상의 방향 고리가 융합한 구조를 갖는 것이어도 된다. 아릴기의 탄소수는 6 ∼ 22 인 것이 바람직하고, 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 6 ∼ 14 인 것이 더욱 바람직하고, 6 ∼ 10 인 것 (즉 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기) 이 더욱 바람직하다.
상기 알킬기는 추가로 치환되어 있어도 되고, 치환되어 있지 않아도 된다. 치환되어 있는 경우의 치환기로는, 예를 들어 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기를 들 수 있고, 치환기로서의 아릴기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는 상기 아릴기의 기재를 참조할 수 있다.
또한, 상기 아릴기는 추가로 치환되어 있어도 되고, 치환되어 있지 않아도 된다. 치환되어 있는 경우의 치환기로는, 예를 들어 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기를 들 수 있고, 알킬기와 아릴기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는 상기 알킬기와 상기 아릴기의 기재를 참조할 수 있다.
치환기로서 채용할 수 있는 알콕시기는 직사슬형이어도 되고, 분기형이어도 되고, 고리형이어도 된다. 바람직한 것은 직사슬형 또는 분기형의 알콕시기이다. 알콕시기의 탄소수는 1 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하고, 1 ∼ 3 인 것 (즉 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기) 이 더욱 바람직하다. 고리형의 알콕시기로는, 예를 들어 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기, 시클로헵틸옥시기를 들 수 있다.
치환기로서 채용할 수 있는 아릴옥시기는 1 개의 방향 고리로 이루어지는 것이어도 되고, 2 이상의 방향 고리가 융합한 구조를 갖는 것이어도 된다. 아릴옥시기의 탄소수는 6 ∼ 22 인 것이 바람직하고, 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 6 ∼ 14 인 것이 더욱 바람직하고, 6 ∼ 10 인 것 (즉 페닐옥시기, 1-나프틸옥시기, 2-나프틸옥시기) 이 더욱 바람직하다.
R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.
R4, R5, R6, R7, R8, R9 또는 R10 을 갖는 상기 연결기의 구조 중, 바람직한 구조의 구체예를 이하에 든다.
[화학식 21]
Figure pct00021
일반식 (1) 에 있어서의 X 로서, 예를 들어 이하의 연결기를 군으로서 정리할 수 있다.
[화학식 22]
Figure pct00022
일반식 (1) 에 있어서의 X 로서, 예를 들어 이하의 연결기도 군으로서 정리할 수 있다.
[화학식 23]
Figure pct00023
일반식 (1) 에 있어서의 X 는 2 가의 연결기인 것이 바람직하고, m 은 2 인 것이 바람직하다.
일반식 (1) 에 있어서의 R1, R2 및 R3 이 나타내는 치환기로서, 예를 들어 치환 혹은 비치환의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 알콕시기, 치환 혹은 비치환의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환의 알케닐기, 치환 혹은 비치환의 아미노기, 할로겐 원자, 시아노기를 들 수 있다. 바람직한 것은 치환 혹은 비치환의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 아릴기, 치환 혹은 비치환의 알콕시기, 치환 혹은 비치환의 아릴옥시기이고, 보다 바람직한 것은 치환 혹은 비치환의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 아릴기이다.
치환기로서 채용할 수 있는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 상기의 R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 이 나타내는 알킬기와 아릴기의 설명과 바람직한 범위, 및 상기의 치환기로서 채용할 수 있는 알콕시기와 아릴옥시기의 설명과 바람직한 범위와 동일하다.
치환기로서 채용할 수 있는 알케닐기는 직사슬형이어도 되고, 분기형이어도 되고, 고리형이어도 된다. 바람직한 것은 직사슬형 또는 분기형의 알케닐기이다. 알케닐기의 탄소수는 2 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 2 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하고, 2 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하고, 2 또는 3 인 것 (즉 비닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기) 이 더욱 바람직하다. 고리형의 알케닐기로는, 예를 들어 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기를 들 수 있다. 알케닐기는 추가로 치환되어 있어도 되고, 그 경우의 치환기로는 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기 등을 들 수 있다. 이들 치환기의 설명과 바람직한 범위는 상기의 R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 이 나타내는 알킬기와 아릴기의 설명과 바람직한 범위, 및 상기의 치환기로서 채용할 수 있는 알콕시기와 아릴옥시기의 설명과 바람직한 범위와 동일하다.
치환기로서 채용할 수 있는 아미노기에는, 비치환의 아미노기와 치환 아미노기가 포함된다. 치환 아미노기의 치환기로는, 알킬기, 아릴기를 들 수 있다. 이들 치환기의 설명과 바람직한 범위는 상기의 R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 이 나타내는 알킬기와 아릴기의 설명과 바람직한 범위와 동일하다.
치환기로서 채용할 수 있는 할로겐 원자로는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있고, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자가 바람직하고, 불소 원자, 염소 원자가 보다 바람직하고, 불소 원자가 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 에 있어서의 R1, R2 및 R3 이 나타내는 치환기로서, 하기 일반식 (11) 로 나타내는 치환기도 들 수 있다.
[화학식 24]
Figure pct00024
일반식 (11) 에 있어서, X51 은 후에 게재하는 어느 구조를 갖는 2 가의 연결기를 나타낸다. R51, R52 및 R53 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n51 및 n52 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n53 은 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타낸다. n51 이 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n51 개의 R51 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n52 가 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n52 개의 R52 는 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, 또한, n53 이 2 ∼ 4 의 어느 정수일 때, n53 개의 R53 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 벤젠 고리의 이웃하는 탄소 원자에 결합하는 R51 끼리, 벤젠 고리의 이웃하는 탄소 원자에 결합하는 R52 끼리, 벤젠 고리의 이웃하는 탄소 원자에 결합하는 R53 끼리는 각각 결합하여 당해 벤젠 고리의 이웃하는 탄소 원자와 함께 고리형 구조를 형성해도 된다. 일반식 (11) 의 R51, R52 및 R53 의 치환기의 구체예와 바람직한 범위는 일반식 (1) 의 R1, R2 및 R3 의 치환기의 구체예와 바람직한 범위와 동일하다.
일반식 (11) 에 있어서의 X51 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기이다. R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 의 설명과 바람직한 범위는 일반식 (1) 에 있어서의 것과 동일하다. 본 발명의 화합물에서는, X51 은 X 와 동일해도 되고 상이해도 되지만, 동일한 것이 바람직하다.
[화학식 25]
Figure pct00025
일반식 (1) 에 있어서의 R1, R2 및 R3 이 나타내는 치환기는 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또한, 분자 중에 복수의 R1 이 존재하는 경우, 복수의 R1 이 나타내는 치환기는 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. 분자 중에 복수의 R2 가 존재하는 경우나, 분자 중에 복수의 R3 이 존재하는 경우도 동일하다.
일반식 (1) 에 있어서의 n1, n2 및 n3 은 각각 독립적으로 0 ∼ 3 의 어느 정수인 것이 바람직하고, 0 ∼ 2 의 어느 정수인 것이 보다 바람직하다. 또한, n1, n2 및 n3 이 모두 0 인 것도 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물 중에서는, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
[화학식 26]
Figure pct00026
일반식 (2) 에 있어서, X11 은 후에 게재하는 어느 구조를 갖는 2 가의 연결기를 나타낸다. R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타낸다. n11 이 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n11 개의 R11 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n12 가 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n12 개의 R12 는 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n13 이 2 ∼ 4 의 어느 정수일 때, n13 개의 R13 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n21 이 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n21 개의 R21 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n22 가 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n22 개의 R22 는 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n23 이 2 ∼ 4 의 어느 정수일 때, n23 개의 R23 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 일반식 (2) 의 R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 의 치환기의 구체예와 바람직한 범위는 일반식 (1) 의 R1, R2 및 R3 의 치환기의 구체예와 바람직한 범위와 동일하다.
일반식 (2) 에 있어서의 X11 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기이다. R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 의 설명과 바람직한 범위는 일반식 (1) 에 있어서의 것과 동일하다. 단, X 가 -O- 또는 -(R7)P(=O)- 인 경우, 일반식 (2) 의 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3' 위치로 연결한다.
[화학식 27]
Figure pct00027
일반식 (2) 에 있어서의 X11 로서, 예를 들어 이하의 연결기를 군으로서 정리할 수 있다.
[화학식 28]
Figure pct00028
일반식 (2) 는 이하의 일반식 (2-1), 일반식 (2-2) 및 일반식 (2-3) 을 포함한다. 그 중에서는, 일반식 (2-1) 로 나타내는 화합물과 일반식 (2-3) 으로 나타내는 화합물이 보다 바람직하다. 일반식 (2-1) 로 나타내는 화합물은 결정화하기 어려운 점에서 바람직하고, 일반식 (2-3) 으로 나타내는 화합물은 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 높은 점에서 바람직하다.
[화학식 29]
Figure pct00029
일반식 (2-1) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22, R23, n11, n12, n13, n21, n22 및 n23 의 설명과 구체예와 바람직한 범위에 대해서는, 식 (2) 와 동일하다. 일반식 (2-1) 에 있어서의 X21 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기이다. R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 의 설명과 바람직한 범위는 일반식 (1) 에 있어서의 것과 동일하다.
[화학식 30]
Figure pct00030
일반식 (2-1) 에 있어서의 X21 로서, 예를 들어 이하의 연결기를 군으로서 정리할 수 있다.
[화학식 31]
Figure pct00031
그 중에서는, 이하의 연결기군이 바람직하다.
[화학식 32]
Figure pct00032
[화학식 33]
Figure pct00033
일반식 (2-2) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22, R23, n11, n12, n13, n21, n22 및 n23 의 설명과 구체예와 바람직한 범위에 대해서는, 식 (2) 와 동일하다. 일반식 (2-2) 에 있어서의 X22 는 하기의 어느 구조를 갖는 연결기이다. R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 의 설명과 바람직한 범위는 일반식 (1) 에 있어서의 것과 동일하다.
[화학식 34]
Figure pct00034
일반식 (2-2) 에 있어서의 X22 로서, 예를 들어 이하의 연결기를 군으로서 정리할 수 있다.
[화학식 35]
Figure pct00035
그 중에서는, 이하의 연결기군이 바람직하다.
[화학식 36]
Figure pct00036
[화학식 37]
Figure pct00037
일반식 (2-3) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22, R23, n11, n12, n13, n21, n22 및 n23 의 설명과 구체예와 바람직한 범위에 대해서는, 식 (2) 와 동일하다. 일반식 (2-3) 에 있어서의 X23 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기이다. R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 의 설명과 바람직한 범위는 일반식 (1) 에 있어서의 것과 동일하다.
[화학식 38]
Figure pct00038
일반식 (2-3) 에 있어서의 X23 으로서, 예를 들어 이하의 연결기를 군으로서 정리할 수 있다.
[화학식 39]
Figure pct00039
이하에 있어서, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 이들 구체예에 의해 한정적으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 이하의 구체예의 구조식 중에서 Ph 는 페닐기를 나타낸다.
[화학식 40]
Figure pct00040
[화학식 41]
Figure pct00041
[본 발명의 화합물의 합성법]
일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 합성법은 특별히 제한되지 않는다. 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 합성은 이미 알려진 합성법이나 조건을 적절히 조합함으로써 실시할 수 있다.
예를 들어, 바람직한 합성법으로서 하기의 스킴 1 로 나타내는 합성법을 들 수 있다. 즉, 일반식 (21) 로 나타내는 트리페닐포스핀 2 ∼ 4 량체를 대응하는 일반식 (1) 의 트리페닐포스핀옥사이드 2 ∼ 4 량체로 변환하는 합성법을 들 수 있다. 이 변환에 있어서는, 과산화수소를 사용하는 것이 바람직하다. 반응 조건은 트리페닐포스핀을 트리페닐포스핀옥사이드로 변환할 때에 채용되는 공지된 반응 조건을 참고로 할 수 있다.
[화학식 42]
Figure pct00042
일반식 (21) 로 나타내는 화합물은 공지된 합성법을 적절히 선택하여 조합함으로써 합성할 수 있다. 예를 들어 이하의 스킴 2 에 따라서, 일반식 (22) 로 나타내는 디페닐포스핀 유도체와 일반식 (23) 으로 나타내는 페닐 2 ∼ 4 량체를 커플링시킴으로써, 대응하는 일반식 (21) 로 나타내는 화합물을 합성할 수 있다. 일반식 (22) 의 Z1 과 일반식 (23) 의 Z2 는 커플링 반응을 효율적으로 진행시키는 조합을 선택한다. 예를 들어, Z1 로서 Na 를 선택하고, Z2 로서 불소 원자 등의 할로겐 원자를 바람직하게 선택할 수 있다.
[화학식 43]
Figure pct00043
[본 발명의 화합물의 물성]
일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 비교적 높고, 전하 수송 재료로서 우수한 성질을 가지고 있기 때문에, 유기 일렉트로루미네선스 소자 등의 전자 디바이스에 효과적으로 사용할 수 있다. 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위는 2.80 eV 이상인 것이 바람직하고, 2.85 eV 이상인 것이 보다 바람직하고, 2.90 eV 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3.00 eV 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3.03 eV 이상인 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위는 석영 기판 상에 형성한 박막의 77°K 에 있어서의 PL 스펙트럼을 측정하고, 가장 단파측의 피크치의 에너지를 산출함으로써 결정한 값이다. 따라서, 본 발명에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위의 값은 용액 상태에 있어서 측정된 것과는 수치가 상이하다. 박막 상태에 있어서 높은 최저 여기 삼중항 에너지 준위를 갖는 재료를 제공하기 위해서는, 분자 사이의 수소 결합에 의한 회합을 방지하는 것이 중요하고, 그러기 위해서는 일반식 (1) 로 나타내는 구조가 유리한 것을 본 발명자들은 알아냈다.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있는 디바이스의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 유기 일렉트로루미네선스 소자나 전자 사진용 감광체를 들 수 있다. 또한, 광전 변환 소자에도 효과적으로 사용할 수 있기 때문에 유기 박막 태양 전지에도 유효하게 사용할 수 있다. 또한 유기 트랜지스터로서도 유효하게 사용할 수 있다. 이하에 있어서, 대표적인 디바이스로서 유기 일렉트로루미네선스 소자에 대하여 설명한다.
[유기 일렉트로루미네선스 소자]
전형적인 유기 일렉트로루미네선스 소자는 유리 등의 투명 기판 상에 ITO 등의 양극, 유기층, 음극이 적층된 구조를 갖는다. 유기층은 유기 화합물을 포함하는 층을 복수 적층한 구조인 것이 일반적이고, 그 기능에 따라 각 층은 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등으로 불린다. 본 명세서에서는, 유기 일렉트로루미네선스 소자의 일반적인 구성예로서, 양극, 주로 제 1 유기 재료에 의해 구성되는 제 1 유기층, 주로 제 2 유기 재료에 의해 구성되는 제 2 유기층, 음극을 이 순서로 적층한 구조를 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자를 예로 들어 설명한다.
제 1 유기층은 주로 홀 수송 기능을 하는 층으로, 제 1 유기층에 발광 재료를 도프했을 때에는 제 1 유기층은 발광 재료에 전자를 수송하는 기능도 한다. 제 1 유기층은 그러한 기능을 하는 제 1 유기 재료로 주로 형성되어 있고, 여기서 말하는 「주로」 란 제 1 유기층을 구성하는 유기 재료 중에서 가장 함유량이 많은 유기 재료를 의미한다. 통상적으로는 50 중량％ 이상, 바람직하게는 60 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 중량％ 이상의 함유량을 나타낸다.
제 2 유기층은 주로 전자 수송 기능을 하는 층으로, 제 2 유기층에 발광 재료를 도프했을 때에는 제 2 유기층은 발광 재료에 홀을 수송하는 기능도 한다. 제 2 유기층은 그러한 기능을 하는 제 2 유기 재료로 주로 형성되어 있고, 여기서 말하는 「주로」 란 제 2 유기층을 구성하는 유기 재료 중에서 가장 함유량이 많은 유기 재료를 의미한다. 통상적으로는 50 중량％ 이상, 바람직하게는 60 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 중량％ 이상의 함유량을 나타낸다.
유기 일렉트로루미네선스 소자를 구성하는 양극과 제 1 유기층 사이에는, 다른 층이 적층되어 있어도 된다. 예를 들어, 홀 주입 기능을 갖는 유기층, 홀 수송 기능을 갖는 유기층, 전자 블로킹 기능을 갖는 유기층이 적층되어 있어도 된다.
또한, 유기 일렉트로루미네선스 소자를 구성하는 음극과 제 2 유기층 사이에도, 다른 층이 적층되어 있어도 된다. 예를 들어, 전자 주입 기능을 갖는 유기층, 전자 수송 기능을 갖는 유기층, 홀 블로킹 기능을 갖는 유기층이 적층되어 있어도 된다.
유기 일렉트로루미네선스 소자에서는, 발광 재료는 제 1 유기층이나 제 2 유기층의 적어도 일방에 포함되어 있다. 따라서, 발광 재료는 제 1 유기층에만 포함되어 있어도 되고, 제 2 유기층에만 포함되어 있어도 되고, 제 1 유기층과 제 2 유기층의 양방에 포함되어 있어도 된다. 바람직한 것은 제 1 유기층에만 포함되어 있는 양태와 제 2 유기층에만 포함되어 있는 양태이며, 보다 바람직하게는 제 1 유기층에만 포함되어 있는 양태이다.
유기 일렉트로루미네선스 소자의 제 1 유기층에만 발광 재료가 포함되어 있는 경우, 제 2 유기층의 두께를 40 ㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 50 ㎚ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 유기 일렉트로루미네선스 소자의 제 2 유기층에만 발광 재료가 포함되어 있는 경우에, 제 1 유기층의 두께를 30 ㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 50 ㎚ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 양태를 채용함으로써, 발광 재료가 첨가된 유기층에서 발생한 엑시톤의 소광이 억제되고, 발광 효율이 크게 증대된다.
발광 재료의 함유량은 발광 재료가 포함되어 있는 유기층의 0.1 중량％ 이상인 것이 바람직하고, 1.0 중량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.0 중량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 발광 재료의 함유량은 발광 재료가 포함되어 있는 유기층의 30 중량％ 이하인 것이 바람직하고, 20 중량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 중량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
유기 일렉트로루미네선스 소자는 하기의 식 (A) 및 식 (B) 를 만족하는 것이 바람직하다.
식 (A) T1 (제 1) - T1 (발광)＞0.19 eV
식 (B) T1 (제 2) - T1 (발광)＞0.24 eV
상기 식에 있어서, T1 (제 1) 은 제 1 유기 재료의 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위를 나타내고, T1 (제 2) 는 제 2 유기 재료의 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위를 나타내고, T1 (발광) 은 발광 재료의 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위를 나타낸다.
종래의 연구에서는, 발광 재료의 최저 여기 삼중항 에너지 준위와 그 발광 재료를 첨가한 유기층을 구성하는 유기 재료의 최저 여기 삼중항 에너지 준위의 관계만이 주목받아 왔다. 이에 대하여 본 발명자들은 발광 재료를 첨가한 층에 인접하는 유기층을 구성하는 유기 재료의 박막에서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위에 대해서도 고려할 필요가 있는 것을 처음으로 알아냈다. 그리고, 그러한 인접하는 유기층을 구성하는 유기 재료의 박막에서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위와 발광 재료의 박막에서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 사이에 일정 이상의 에너지 차가 존재하는 것도, 유기 일렉트로루미네선스 소자의 발광 효율을 높이기 위해서 중요한 것을 알아냈다. 상기의 식 (A) 및 식 (B) 는 이와 같은 지견에 기초하여 도출된 것이다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자는 추가로 하기의 식 (A-1) 을 만족하는 것이 바람직하고, 식 (A-2) 를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 식 (A-3) 을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
식 (A-1) T1 (제 1) - T1 (발광)＞0.21 eV
식 (A-2) T1 (제 1) - T1 (발광)＞0.23 eV
식 (A-3) T1 (제 1) - T1 (발광)＞0.25 eV
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자는 추가로 하기의 식 (B-1) 을 만족하는 것이 바람직하고, 식 (B-2) 를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 식 (B-3) 을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
식 (B-1) T1 (제 2) - T1 (발광)＞0.29 eV
식 (B-2) T1 (제 2) - T1 (발광)＞0.34 eV
식 (B-3) T1 (제 2) - T1 (발광)＞0.40 eV
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자는 제 1 유기 재료의 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 [T1 (제 1)] 가 2.80 eV 이상인 것이 바람직하고, 2.85 eV 이상인 것이 보다 바람직하고, 2.90 eV 이상인 것이 더욱 바람직하고, 2.92 eV 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 제 2 유기 재료의 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 [T1 (제 2)] 는 2.80 eV 이상인 것이 바람직하고, 2.95 eV 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.00 eV 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3.03 eV 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3.05 eV 이상인 것이 특히 바람직하다. 발광 재료의 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 [T1 (발광)] 는 2.0 ∼ 2.8 eV 인 것이 바람직하고, 2.4 ∼ 2.8 eV 인 것이 보다 바람직하고, 2.6 ∼ 2.8 eV 인 것이 더욱 바람직하다.
식 (A) 및 식 (B) 를 만족하는 본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자는 발광 효율이 매우 높다는 특징을 갖는다. 후술하는 실시예에 구체적으로 나타내는 바와 같이, 발광 재료로서 FIrpic 을 사용한 경우에 외부 양자 효율 18 ％ 를 달성하고 있고, 또한 발광 재료로서 Cu 착물을 사용한 경우에도 15 ％ 를 초과하는 외부 양자 효율을 달성하고 있다.
예를 들어, 비특허문헌 2 나 비특허문헌 4 에 기재되는 종래의 유기 일렉트로루미네선스 소자에서는, 발광 재료인 FIrpic 의 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 2.67 eV 인데 반하여, 발광 재료를 도프한 발광층에 인접하는 홀 수송층에는, 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 2.70 eV 인 4,4',4"-트리스(카르바졸-9-일)트리페닐아민 (TCTA) 이 이용되고 있는 것에 지나지 않는다. T1 (제 1) - T1 (발광) 은 0.06 eV 로 작기 때문에, 발광 효율은 식 (A) 및 식 (B) 를 만족하는 본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자만큼 높게 할 수 없다.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 유기 일렉트로루미네선스 소자의 제 1 유기 재료로서 사용해도 되고, 제 2 유기 재료로서 사용해도 되고, 제 1 유기 재료 및 제 2 유기 재료의 양방으로서 사용해도 된다. 바람직한 것은 제 1 유기 재료로서만 사용하는 경우와 제 2 유기 재료로서만 사용하는 경우이다. 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 제 2 유기 재료로서 사용하는 경우, 발광 재료는 제 1 유기 재료 중에 포함되어 있는 것이 바람직하지만, 제 2 유기 재료에 포함되어 있어도 된다.
이하에 있어서, 본 발명에 있어서 제 2 유기 재료로서 사용할 수 있는 일반식 (1) 이외의 화합물을 예시한다. 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 제 2 유기 재료는 이들 구체예에 의해 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
[화학식 44]
Figure pct00044
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자에 사용하는 제 1 유기 재료로서 예를 들어, 하기의 일반식 (4) 로 나타내는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
[화학식 45]
Figure pct00045
일반식 (4) 에 있어서, Z 는 q 가의 연결기를 나타내고, q 는 2 ∼ 4 의 어느 정수를 나타낸다. R41 및 R42 는 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n41 및 n42 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타낸다. n41 이 2 ∼ 4 의 어느 정수일 때, n41 개의 R41 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n42 가 2 ∼ 4 의 어느 정수일 때, n42 개의 R42 는 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한 q 개의 각 구조 단위에 있어서의 R41, R42, n41 및 n42 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (4) 에 있어서의 Z 는 방향 고리 또는 복소 고리를 포함하는 연결기인 것이 바람직하다. 방향 고리는 단고리이어도 되고, 2 이상의 방향 고리가 융합된 융합 고리이어도 된다. 방향 고리의 탄소수는 6 ∼ 22 인 것이 바람직하고, 6 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 6 ∼ 14 인 것이 더욱 바람직하고, 6 ∼ 10 인 것이 더욱 바람직하다. 방향 고리의 구체예로서, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리를 들 수 있다. 복소 고리는 단고리이어도 되고, 1 이상의 복소 고리와 방향 고리 또는 복소 고리가 융합된 융합 고리이어도 된다. 복소 고리의 탄소수는 5 ∼ 22 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 18 인 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 14 인 것이 더욱 바람직하고, 5 ∼ 10 인 것이 더욱 바람직하다. 복소 고리를 구성하는 복소 원자는 질소 원자인 것이 바람직하다. 복소 고리의 구체예로서, 피리딘 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 트리아진 고리, 트리아졸 고리, 벤조트리아졸 고리를 들 수 있다. 일반식 (4) 에 있어서의 Z 는 방향 고리 또는 복소 고리를 포함함과 함께, 비방향족 연결기를 포함하고 있어도 된다. 그러한 비방향족 연결기로서 이하의 구조를 갖는 것을 들 수 있다.
[화학식 46]
Figure pct00046
상기의 비방향족 연결기에 있어서의 R7, R8, R9 및 R10 의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 상기의 일반식 (1) 의 X 의 설명과 바람직한 범위의 기재를 참조할 수 있다.
또한, 일반식 (4) 에 있어서의 R41 및 R42 의 치환기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 상기의 일반식 (1) 의 R1 및 R2 의 설명과 바람직한 범위의 기재를 참조할 수 있다. 또한 일반식 (4) 에 있어서의 n41 과 42 의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 상기의 일반식 (1) 의 n3 의 설명과 바람직한 범위의 기재를 참조할 수 있다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자에 사용하는 제 1 유기 재료로서, 예를 들어, 하기의 일반식 (5) 로 나타내는 화합물도 바람직하게 사용할 수 있다.
[화학식 47]
Figure pct00047
일반식 (5) 에 있어서, R51, R52 및 R53 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n51 및 n52 는 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, n53 은 1 ∼ 5 의 어느 정수를 나타낸다. 적어도 1 개의 R51, 적어도 1 개의 R52, 및 적어도 1 개의 R53 은 아릴기이다. n51 이 2 ∼ 4 의 어느 정수일 때, n51 개의 R51 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n52 가 2 ∼ 4 의 어느 정수일 때, n52 개의 R52 는 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, n53 이 2 ∼ 5 의 어느 정수일 때, n53 개의 R53 은 각각 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (5) 에 있어서의 R51, R52 및 R53 의 치환기 및 아릴기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 상기의 일반식 (1) 의 R1, R2 및 R3 의 설명과 바람직한 범위의 기재를 참조할 수 있다. 또한 일반식 (5) 에 있어서의 n51, n52 및 n53 은 1 ∼ 3 인 것이 바람직하고, 1 또는 2 인 것이 보다 바람직하다.
이하에 있어서, 일반식 (4) 또는 일반식 (5) 로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 일반식 (4) 또는 일반식 (5) 로 나타내는 화합물은 이들 구체예에 의해 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
[화학식 48]
Figure pct00048
또한, 본 발명에 있어서 제 1 유기 재료로서 사용할 수 있는 화합물은 일반식 (4) 또는 일반식 (5) 로 나타내는 화합물에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 이하의 화합물을 비롯한 유기 일렉트로루미네선스 소자에 통상적으로 사용되는 유기 화합물도 채용하는 것이 가능하다.
[화학식 49]
Figure pct00049
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자에 사용하는 발광 재료는 발광시키고자 하는 파장 등을 고려하여 선택할 수 있다. 예를 들어, 인광 발광 재료, 열 활성화형 지연 형광 재료, 엑시플렉스형 발광 재료 등을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
인광 발광 재료로는, 종래 공지된 다양한 금속 착물을 들 수 있다. 본 발명에서는 특히 깊은 청색의 인광을 발광하는 재료를 바람직하게 선택할 수 있다. 인광 발광 재료로는, 예를 들어, FIrpic, FCNIr, Ir(dbfmi), FIr6, Ir(fbppz)2(dfbdp), FIrN4 등의 Ir 착물이나, 후에 게재하는 [Cu(dnbp)(DPEPhos)]BF4 나, [Cu(dppb)(DPEPhos)]BF4, [Cu(μ-l)dppb]2, [Cu(μ-Cl)DPEphos]2, Cu(2-tzq)(DPEPhos), [Cu(PNP)]2, compound 1001, Cu(Bpz4)(DPEPhos) 등의 Cu 착물, FPt, Pt-4 등의 Pt 착물을 바람직한 예로서 들 수 있다. 이들의 구조를 이하에 나타낸다.
[화학식 50]
Figure pct00050
[화학식 51]
Figure pct00051
[화학식 52]
Figure pct00052
상기에 대표적인 인광 발광 재료를 기재하였지만, 본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료는 이들에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 시엠시 출판, 「유기 EL 의 디바이스 물리·재료 화학·디바이스 응용」 의 제 9 장에 기재되어 있는 재료를 사용하는 것도 가능하다.
열 활성화형 지연 형광 재료로는, 예를 들어 하기의 PIC-TRZ, [Cu(PNP-tBu)]2 를 바람직한 예로서 들 수 있다.
[화학식 53]
Figure pct00053
엑시플렉스형 발광 재료로는, 예를 들어 하기의 m-MTDATA 와 PBD, PyPySPyPy 와 NPB, PPSPP 와 NPB 를 바람직한 예로서 들 수 있다.
[화학식 54]
Figure pct00054
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자를 구성하는 그 밖의 재료에 대해서는, 이미 알려진 재료 중에서 적절히 선택하여 최적화할 수 있다. 예를 들어, 양극과 제 1 유기층 사이에는, 상기와 같이 홀 주입층을 형성하는 것이 바람직한데, 그러한 홀 주입층을 구성하는 재료로서, 폴리(에틸렌디옥시)티오펜 (PEDOT), 산화몰리브덴 등의 금속 산화물, 공지된 아닐린 유도체를 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 제 2 유기 재료와 음극 사이에는, 공지된 홀 블로킹 재료를 사용한 층을 삽입하는 것이 바람직하다.
또한, 유기 일렉트로루미네선스 소자를 구성하는 각 층이나 전극을 제조할 때에는, 이미 알려진 제조 방법을 적절히 선택하여 채용할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자에는, 공지된 기술이나 공지된 기술로부터 용이하게 생각할 수 있는 다양한 개변을 필요에 따라 추가할 수 있다.
[유기 박막 태양 전지]
일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 유기 박막 태양 전지에도 효과적으로 사용할 수 있다.
전형적인 유기 박막 태양 전지는 유리 등의 투명 기판 상에 ITO 등의 양극, 홀 수송층, 광전 변환층, 전자 수송층, 음극이 적층된 구조를 갖는다. 광전 변환층은 양극측에 p 형 반도체층을 갖고, 음극측에 n 형 반도체층을 가지고 있다. 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 그 물성에 따라, 홀 수송층, p 형 반도체층, n 형 반도체층, 전자 수송층의 재료로서 사용하는 것이 가능하다. 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 유기 박막 태양 전지에 있어서 홀 수송 재료나 전자 수송 재료로서 기능할 수 있다.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용하는 유기 박막 태양 전지는 상기 외에 홀 블록층, 전자 블록층, 전자 주입층, 홀 주입층, 평활화층 등을 적절히 구비하고 있어도 된다. 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용하는 유기 박막 태양 전지에는, 유기 박막 태양 전지에 사용되는 이미 알려진 재료를 적절히 선택하여 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물을 사용하는 유기 박막 태양 전지에는, 공지된 기술이나 공지된 기술로부터 용이하게 생각할 수 있는 다양한 개변을 필요에 따라 추가할 수 있다.
실시예
이하에 합성예, 시험예 및 제조예를 들어 본 발명의 특징을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 재료, 처리 내용, 처리 순서 등은 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
(합성예 1)
본 합성예에 있어서, 이하의 스킴에 따라 화합물 9 를 합성하였다.
[화학식 55]
Figure pct00055
화합물 101 과 n-부틸리튬을 -80 ℃ 에서 2 시간 반응시킨 후, (C6H5)2PCl 을 첨가하여 -80 ℃ 에서 추가로 2 시간 반응시켰다. 얻어진 화합물 102 에 과산화수소를 1 시간 반응시킨 후, 아세트산에틸을 용출액으로서 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하고, 클로로포름/에테르 중에서 재결정함으로써 화합물 9 를 백색 결정으로서 얻었다 (수율 70 ％).
(합성예 2)
본 합성예에 있어서, 이하의 스킴에 따라 화합물 13 을 합성하였다.
[화학식 56]
Figure pct00056
화합물 111 과 n-부틸리튬을 -80 ℃ 에서 2 시간 반응시킨 후, (C6H5)2PCl 을 첨가하여 -80 ℃ 에서 추가로 2 시간 반응시켰다. 얻어진 화합물 112 와 n-부틸리튬을 -80 ℃ 에서 2 시간 반응시킨 후, (C6H5)2PCl 을 첨가하여 -80 ℃ 에서 추가로 2 시간 반응시켰다. 얻어진 화합물 113 에 과산화수소를 1 시간 반응시킨 후, 아세트산에틸을 용출액으로서 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하고, 클로로포름/에테르 중에서 재결정함으로써 화합물 13 을 백색 결정으로서 얻었다 (수율 35 ％).
(합성예 3)
본 합성예에 있어서, 이하의 스킴에 따라 화합물 15 를 합성하였다.
[화학식 57]
Figure pct00057
THF 중에 있어서 화합물 121 과 금속 나트륨을 -80 ℃ 에서 반응시켰다. 얻어진 화합물 122 를 화합물 123 과 혼합하여 THF 중에서 -80 ℃ 에서 12 시간 반응시켰다. 얻어진 화합물 124 에 과산화수소를 1 시간 반응시킨 후, 아세트산에틸/메탄올 (100：4) 을 용출액으로서 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하고, 아세트산에틸/에테르 중에서 재결정함으로써 화합물 15 를 투명한 결정으로서 얻었다 (수율 54 ％).
(합성예 4)
합성예 1 ∼ 3 과 동일하게 하여, 화합물 1 ∼ 8, 10 ∼ 12, 14, 16 ∼ 18 도 합성하였다.
(시험예 1)
본 시험예에 있어서, 합성예 1 ∼ 4 에 있어서 합성한 화합물 1 ∼ 18 의 77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위를 측정하였다.
석영 기판 상에 각 화합물을 진공 증착함으로써, 두께 100 ∼ 200 ㎚ 의 화합물의 박막을 형성하였다. 이 샘플을 77°K 로 냉각시켜 PL 스펙트럼을 측정하였다. PL 스펙트럼의 가장 단파측의 피크치의 에너지를 산출하고, 그것을 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 준위로 하였다.
결과를 후에 게재하는 표 1 에 나타낸다.
(제조예 1)
본 제조예에 있어서, 다양한 화합물을 이용하여 도 1 에 나타내는 구조의 유기 일렉트로루미네선스 소자를 제작하여, 그 발광 효율을 평가하였다.
(1) 유기 일렉트로루미네선스 소자의 제작
유리 (1) 상에 인듐·주석 산화물 (ITO) (2) 를 대략 30 ∼ 100 ㎚ 의 두께로 막제조하고, 추가로 그 위에 폴리(에틸렌디옥시)티오펜 (PEDOT) (3) 을 30 ㎚ 의 두께로 막제조하였다. 이어서, [Cu(dnbp)(DPEPhos)]BF4, [Cu(μ-l)dppb]2, FIrPic 의 어느 1 개의 발광 재료를 10 중량％ 도프한 PYD2 (제 1 유기 재료) 를 유기 용매에 용해시켜 스핀 코트함으로써, 제 1 유기층 (4) 을 30 ㎚ 의 두께로 막제조하였다. 추가로 그 위에, 하기의 구조를 갖는 BPhen, TPBI, TmPyPB, SPPO1, TSPO1, PO15, 화합물 2, 화합물 15 의 어느 1 개의 제 2 유기 재료를 진공 증착함으로써 제 2 유기층 (5) 을 50 ㎚ 의 두께로 막제조하였다. 이어서, 불화리튬 (LiF) (6) 을 0.5 ㎚ 진공 증착하고, 이어서 알루미늄 (Al) (7) 을 100 ㎚ 의 두께로 증착하여, 도 1 에 나타내는 층 구성을 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자로 하였다.
(2) 발광 효율의 평가
반도체 파라미터 애널라이저 및 파워 미터를 이용하여, 상기 (1) 로 제조한 각 유기 일렉트로루미네선스 소자의 전류-전압-휘도 (J-V-L) 특성을 측정하였다. EL 스펙트럼은 멀티 채널 분광기를 이용하여 측정하였다. 이들 결과로부터, 양자 효율의 산출을 실시하였다.
도 2 ∼ 4 에 그 결과를 나타낸다. 인광 재료인 FIrPic 를 발광 재료로서 이용하고, 제 2 유기 재료로서 화합물 2 나 화합물 15 를 사용한 경우에는, 18 ％ 라는 매우 높은 양자 효율을 얻을 수 있었다. 또한, Cu 착물인 [Cu(dnbp)(DPEPhos)]BF4 를 발광 재료로서 이용하고, 제 2 유기 재료로서 화합물 2 를 사용한 경우에도, 15 ％ 를 초과하는 높은 양자 효율을 얻을 수 있었다.
또한, 제 1 유기 재료로서 사용한 PYD2 대신에, CzSi, PO12, mCP, SimCP, SimCP2, CBPE 또는 CBZ 를 이용하여, 동일하게 하여 유기 일렉트로루미네선스 소자를 제조하여 발광 효율을 평가한 결과, 제 2 유기 재료로서 본 발명의 화합물을 사용한 경우에 동일하게 높은 발광 효율이 확인되었다.
(제조예 2)
본 제조예에 있어서, 발광 재료를 첨가하는 유기층을 바꾼 유기 일렉트로루미네선스 소자를 제작하여, 그 발광 효율을 평가하였다.
제조예 1 의 제법에 따라, 유리 (1) 상, 인듐·주석 산화물 (ITO) (2), 폴리(에틸렌디옥시)티오펜 (PEDOT) (3), FIrPic 를 도프한 PYD2 의 제 1 유기층 (4), 화합물 2 의 제 2 유기층 (5), 불화리튬 (LiF) (6), 알루미늄 (Al) (7) 을, 제조예 1 과 동일한 두께로 막제조하고, 이것을 디바이스 I 로 하였다.
FIrPic 를 도프하는 층을 제 1 유기층으로부터 제 2 유기층으로 바꾼 점을 변경하고, 그 외에는 디바이스 I 과 동일하게 막제조하여, 디바이스 II 를 제작하였다.
FIrPic 를 도프하는 층을 제 1 유기층과 제 2 유기층의 양방으로 바꾼 점을 변경하고, 그 외에는 디바이스 I 과 동일하게 막제조하여, 디바이스 III 을 제작하였다.
각 디바이스의 발광 효율을 제조예 1 과 동일하게 평가한 결과를 도 5 에 나타낸다.
모든 디바이스에 있어서, 15 ％ 를 초과하는 높은 양자 효율을 얻을 수 있었다. 특히, 제 1 유기층에만 발광 재료를 도프한 디바이스 I 과 제 2 유기층에만 발광 재료를 도프한 디바이스 II 에 있어서, 더욱 높은 양자 효율을 얻을 수 있었다.
(제조예 3)
본 제조예에 있어서, 합성예에서 합성한 화합물 1 ∼ 16 을 이용하여 유기 일렉트로루미네선스 소자를 제조하고, 양자 효율을 측정하였다.
유리 (1) 상에 인듐·주석 산화물 (ITO) (2) 를 대략 30 ∼ 100 ㎚ 의 두께로 막제조하고, 추가로 그 위에 폴리(에틸렌디옥시)티오펜 (PEDOT) (3) 를 40 ㎚ 의 두께로 막제조하였다. 이어서, FIrPic 또는 [Cu(dnbp)(DPEPhos)]＋ 의 어느 1 개의 발광 재료를 10 중량％ 도프한 PYD2 (제 1 유기 재료) 를 유기 용매에 용해시켜 스핀 코트함으로써, 제 1 유기층 (4) 를 30 ㎚ 의 두께로 막제조하였다. 추가로 그 위에, 표 1 에 기재된 제 2 유기 재료를 진공 증착함으로써 제 2 유기층 (5) 을 50 ㎚ 의 두께로 막제조하였다. 이어서, 불화리튬 (LiF) (6) 을 0.7 ㎚ 진공 증착하고, 이어서 알루미늄 (Al) (7) 을 100 ㎚ 의 두께로 증착하여, 도 1 에 나타내는 층 구성을 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자로 하였다. 제조예 1 과 동일한 방법에 의해 양자 효율을 측정한 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00058
표 1 의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 화합물 1 ∼ 16 을 이용하여 제조한 유기 일렉트로루미네선스 소자는 모두 높은 발광 효율을 달성할 수 있었다.
산업상 이용가능성
본 발명의 화합물은 전하 수송 재료로서 우수한 특성을 갖는 신규 화합물이다. 이 때문에, 본 발명의 화합물을 이용하면, 다양한 유기 디바이스에 응용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 유기 일렉트로루미네선스 소자 등의 표시 소자, 디스플레이, 백라이트, 전자 사진, 조명 광원, 노광 광원, 판독 광원, 표지, 간판, 인테리어 분야에 대한 응용이 기대된다. 특히, 본 발명의 화합물을 지연 형광 재료로서 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자는 발광 효율이 높다. 이 때문에, 본 발명은 산업상 이용 가능성이 높다.
1 유리
2 ITO
3 PEDOT
4 제 1 유기층
5 제 2 유기층
6 LiF
7 Al

Claims (13)

  1. 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물.
    [화학식 1]
    Figure pct00059

    [일반식 (1) 에 있어서, R1, R2 및 R3 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n1 및 n2 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n3 은 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X 는 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타내고, m 은 X 의 연결기의 가수에 동일하고, 2 ∼ 4 의 어느 정수를 나타낸다.
    [화학식 2]
    Figure pct00060

    상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.
    단, X 가 -O- 또는 -(R7)P(=O)- 인 경우, 일반식 (1) 의 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3' 위치로 연결한다. 또한, X 가 ＞PO- 인 경우, 일반식 (1) 의 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3',3" 위치로 연결한다.]
  2. 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물.
    [화학식 3]
    Figure pct00061

    [일반식 (2) 에 있어서, R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X11 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타낸다.
    [화학식 4]
    Figure pct00062

    상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.
    단, X 가 -O- 또는 -(R7)P(=O)- 인 경우, 일반식 (2) 의 트리페닐포스핀옥사이드 구조의 3,3' 위치로 연결한다.]
  3. 하기 일반식 (2-1) 로 나타내는 화합물.
    [화학식 5]
    Figure pct00063

    [일반식 (2-1) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X21 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타낸다.
    [화학식 6]
    Figure pct00064

    상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8 및 R9 는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.]
  4. 하기 일반식 (2-2) 로 나타내는 화합물.
    [화학식 7]
    Figure pct00065

    [일반식 (2-2) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X22 는 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타낸다.
    [화학식 8]
    Figure pct00066

    상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8 및 R9 는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.]
  5. 하기 일반식 (2-3) 으로 나타내는 화합물.
    [화학식 9]
    Figure pct00067

    [일반식 (2-3) 에 있어서의 R11, R12, R13, R21, R22 및 R23 은 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, n11, n12, n21 및 n22 는 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 어느 정수를 나타내고, n13 및 n23 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 어느 정수를 나타내고, X23 은 하기의 어느 구조를 갖는 연결기를 나타낸다.
    [화학식 10]
    Figure pct00068

    상기 연결기의 구조에 있어서, R4 는 치환 혹은 비치환의 지방족 고리형 연결기를 나타낸다. R5 및 R6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R7, R8 및 R9 는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 아릴기를 나타낸다. R8 및 R9 의 적어도 일방은 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 알킬기를 나타낸다.]
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결기가 하기의 구조를 갖는 화합물.
    [화학식 11]
    Figure pct00069
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결기가 하기의 어느 구조를 갖는 화합물.
    [화학식 12]
    Figure pct00070
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결기가 하기의 구조를 갖는 화합물.
    [화학식 13]
    Figure pct00071
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 2.80 eV 이상인 것을 특징으로 하는 화합물.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    77°K 에 있어서의 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 2.95 eV 이상인 것을 특징으로 하는 화합물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 사용한 유기 디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자.
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