KR20140090133A - 유기 전계 발광 소자용 재료 및 그것을 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 전계 발광 소자용 재료 및 그것을 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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다쿠시 시오미
료헤이 하시모토
히데아키 나가시마
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure pct00034

[C1 및 C2는 탄소 원자를 나타내고,
X1 내지 X4는 N, CH 또는 C(R1)을 나타내고,
L은 하기 화학식 (2)로 표시되는 기를 나타냄]
Figure pct00035

{L1은 하기 화학식 (3)으로 표시되는 기를 나타내고, A는 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 시클로알콕시, 아릴, 아릴옥시, 아릴티오, 헤테로아릴, 헤테로아릴옥시, 아미노, 실릴, 디아릴옥시포스피닐, 이들 기에 대응하는 2가의 기, 플루오로, 또는 시아노임}

Description

유기 전계 발광 소자용 재료 및 그것을 이용한 유기 전계 발광 소자{MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENTS, AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT USING SAME}
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료 및 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광(EL) 소자에는 형광형 및 인광형이 있고, 각각의 발광 메커니즘에 따라, 최적의 소자 설계가 검토되고 있다. 인광형의 유기 EL 소자에 대해서는 그의 발광 특성으로부터, 형광 소자 기술의 단순한 전용으로는 고성능인 소자가 얻어지지 않는 것이 알려져 있다. 그 이유는, 일반적으로 이하와 같이 생각되고 있다.
우선, 인광 발광은 삼중항 여기자를 이용한 발광이기 때문에, 발광층에 이용하는 화합물의 에너지 갭이 크지 않으면 안된다. 왜냐하면, 어떤 화합물의 에너지 갭(이하, 일중항 에너지라고도 함)의 값은, 통상 그 화합물의 삼중항 에너지(본 발명에서는 최저 여기 삼중항 상태와 기저 상태와의 에너지 차를 말함)의 값보다 크기 때문이다.
따라서, 인광 발광성 도펀트 재료의 삼중항 에너지를 효율적으로 발광층 내에 가두기 위해서는, 우선 인광 발광성 도펀트 재료의 삼중항 에너지보다 큰 삼중항 에너지의 호스트 재료를 발광층에 이용하지 않으면 안된다. 또한, 발광층에 인접하는 전자 수송층 및 정공 수송층을 설치하여, 전자 수송층 및 정공 수송층에 인광 발광성 도펀트 재료의 삼중항 에너지보다 큰 화합물을 이용하지 않으면 안된다.
이와 같이, 종래의 유기 EL 소자의 소자 설계 사상에 기초하는 경우, 형광형의 유기 EL 소자에 이용하는 화합물과 비교하여 큰 에너지 갭을 갖는 화합물을 인광형의 유기 EL 소자에 이용하는 것으로 이어져, 유기 EL 소자 전체의 구동 전압이 상승된다.
또한, 형광 소자에서 유용했던 산화 내성이나 환원 내성이 높은 탄화수소계의 화합물은 π 전자 구름의 범위가 크기 때문에, 에너지 갭이 작다. 그 때문에, 인광형의 유기 EL 소자에서는 이러한 탄화수소계의 화합물이 선택되기 어렵고, 산소나 질소 등의 헤테로 원자를 포함한 유기 화합물이 선택되어, 그 결과 인광형의 유기 EL 소자는 형광형의 유기 EL 소자와 비교하여 수명이 짧다는 문제를 갖는다.
또한, 인광 발광성 도펀트 재료의 삼중항 여기자의 여기자 완화 속도가 일중항 여기자와 비교하여 매우 느린 것도 소자 성능에 큰 영향을 준다. 즉, 일중항 여기자로부터의 발광은 발광으로 이어지는 완화 속도가 빠르기 때문에, 발광층의 주변층(예를 들면, 정공 수송층이나 전자 수송층)으로의 여기자의 확산이 일어나기 어려워, 효율적인 발광이 기대된다. 한편, 삼중항 여기자로부터의 발광은 스핀 금제이고 완화 속도가 느리기 때문에, 주변층으로의 여기자의 확산이 일어나기 쉽고, 특정한 인광 발광성 화합물 이외에서는 열적인 에너지 실활이 일어난다. 즉, 전자 및 정공의 재결합 영역의 컨트롤이 형광형의 유기 EL 소자보다 중요하다.
이상과 같은 이유로부터 인광형의 유기 EL 소자의 고성능화에는 형광형의 유기 EL 소자와 다른 재료 선택 및 소자 설계가 필요하게 되고 있다.
또한, 화합물의 삼중항 에너지를 높이기 위하여 π 공액을 절단하는 것과 같은 구조를 취하면, 전하의 수송성이 낮아지는 경향이 있다. 즉, 전하의 수송성을 높게 하기 위해서는 π 공액을 신장시킬 필요가 있지만, 그렇게 하면 이번에는 삼중항 에너지가 낮아진다는 과제가 존재한다.
특허문헌 1에는 연결기를 사이에 두고, 한쪽은 카르바졸의 9위치와 결합되고, 다른 쪽은 카르바졸의 9위치 이외에서 결합되는 화합물이 개시되어 있다. 본 발명에서는 연결기로서 메타페닐렌, 오르토페닐렌, 디벤조푸란 등이 선택되어 있다.
이 중, 하기에 나타내는 바와 같은 오르토페닐렌 연결기를 갖는 화합물을 사용한 유기 EL 소자는 외부 양자 효율 및 수명에 있어서 우위인 것이 나타나 있다.
Figure pct00001
특허문헌 2에는 연결기를 사이에 두고, N-페닐카르바졸이 말단에 결합된 좌우 대칭계의 화합물이 개시되어 있다. 이 연결기는, 하기에 나타내는 화합물과 같이, N-페닐카르바졸의 페닐기의 오르토 위치에 결합하고 있다.
Figure pct00002
국제 공개 제2008/156105호 국제 공개 제2009/119163호
본 발명의 목적은 청색 인광용의 호스트 재료로서 사용할 수 있는 삼중항 에너지가 높은 재료를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명자들은 예의 연구를 행하여, 페닐렌 연결기에서도, 오르토 위치 결합을 취함으로써, 화합물의 평면성을 향상시킬 수 있고, 삼중항 에너지를 유지하면서, 캐리어 수송 성능을 높임으로써, 발광층 내의 캐리어 균형이 양호해지는 화합물을 제공하고, 유기 전계 발광 소자의 성능을 향상시키는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명에 따르면, 이하의 화합물, 유기 전계 발광 소자용 재료 및 유기 전계 발광 소자가 제공된다.
1. 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물.
Figure pct00003
[화학식 (1) 중,
C1 및 C2는 탄소 원자를 나타내고,
X1 내지 X4는 각각 독립적으로 N, CH 또는 C(R1)을 나타내고,
R1은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내되, 단 X1 내지 X4 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R1)이고 한쪽의 R1이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R1과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성하고,
L은 각각 독립적으로 하기 화학식 (2)로 표시되는 기를 나타냄]
Figure pct00004
{화학식 (2) 중,
n은 A가 연속하는 개수를 나타내고, 0 내지 6의 정수를 나타내고, n이 2 이상인 경우, 복수개의 A는 서로 동일한 기일 수도 있고, 다른 기일 수도 있고,
A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 이들 기에 대응하는 2가의 기, 플루오로기, 또는 시아노기로부터 선택되는 기이고,
L1은 하기 화학식 (3)으로 표시되는 기를 나타냄}
Figure pct00005
(화학식 (3) 중,
C3은 탄소 원자를 나타내고, C3은 상기 화학식 (1) 중의 C1 또는 C2와 결합하고,
Y1은 O, S, NH, N(R2), 또는 상기 A와 결합하는 질소 원자를 나타내고,
X5 내지 X11은 각각 독립적으로 N, CH, C(R3), 또는 상기 A와 결합하는 탄소 원자를 나타내고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내되, 단 X6 내지 X11 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R3)이고, 한쪽의 R3이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R3과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성함)
2. 제1항에 있어서, 상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A가 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 13 내지 18의 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것인 화합물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A가 하기 화학식 (4)로 표시되는 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것인 화합물.
Figure pct00006
[화학식 (4) 중,
X12 내지 X19는 N, CH, C(R4), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타내고,
R4는 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내되, 단 X12 내지 X19 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R4)이고 한쪽의 R4가 단결합인 경우, 다른 쪽의 R4와 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성하고,
Y2는 O, S, NH, N(R5), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자를 나타내고,
R5는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내고,
W1은 단결합, O, S, S(=O)2, P(R6), P(=O)(R7), N(R8), Si(R9)(R10), C(R11)(R12), 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자, 또는 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타내고,
R6 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타냄]
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A가 하기 화학식 (5)로 표시되는 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것인 화합물.
Figure pct00007
[화학식 (5) 중,
X20 내지 X27은 N, CH, C(R13), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타내고,
R13은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내되, 단 X20 내지 X27 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R13)이고 한쪽의 R13이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R13과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성하고,
Y3은 O, S, NH, N(R14), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자를 나타내고,
R14는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타냄]
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두개의 L 중 한쪽에 있어서의 n이 0인 화합물.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료.
7. 음극과 양극 사이에, 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기 박막층을 갖고, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이 제6항에 기재된 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
8. 제7항에 있어서, 상기 발광층이 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 호스트 재료로서 함유하는 것인 유기 전계 발광 소자.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 발광층이 인광 발광 재료를 함유하고, 인광 발광 재료가 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오르토메탈화 착체인 유기 전계 발광 소자.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음극과 상기 발광층 사이에 전자 수송 대역을 갖고, 상기 전자 수송 대역이 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광층과 상기 음극 사이에 전자 주입층을 갖고, 상기 전자 주입층이 질소 함유 환 유도체를 함유하는 것인 유기 전계 발광 소자.
12. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광층과 상기 양극 사이에 정공 수송 대역을 갖고, 상기 정공 수송 대역이 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 것인 유기 전계 발광 소자.
본 발명에 따르면, 삼중항 에너지(T1)가 높고, 전하의 수송성이 높은 화합물 및 그것을 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 유기 EL 소자의 일 실시 형태의 층 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 유기 EL 소자의 다른 실시 형태의 층 구성을 나타내는 개략도이다.
종래의 유기 전계 발광 소자용 재료에서는, 삼중항 에너지(T1)를 높게 하기 위하여 공액을 절단하면 전하의 수송성이 낮아지고, 전하의 수송성을 높게 하기 위하여 공액을 신장시키면 삼중항 에너지(T1)가 낮아진다는 문제점이 있었다.
본 발명의 재료에 있어서는 디벤조푸라닐기, 카르바졸릴기 또는 디벤조티오페닐기를 포함하는 기를 오르토아릴렌 연결기로 연결함으로써, 화합물의 삼중항 에너지(T1)를 높은 상태로 유지할 수 있다. 또한, 디벤조푸라닐기의 2위치, 카르바졸릴기의 3위치 또는 디벤조푸라닐기의 2위치를 오르토아릴렌 연결기로 연결함으로써 안정성이 우수한 재료가 된다.
디벤조푸라닐기, 카르바졸릴기 또는 디벤조티오페닐기를 포함하는 기를 오르토아릴렌 연결기로 연결함으로써, 연결된 기끼리 항상 평행하게 배치되기 때문에, 재료 분자가 취할 수 있는 입체 구조가 적어진다. 이것은 재료 분자가 취할 수 있는 진동 준위가 적어지는 것을 의미하고, 소자에서의 인광 발광성 재료 내에 여기자를 가두는 능력이 향상된다. 즉, 본 발명의 재료를 이용하면, 화합물의 삼중항 에너지(T1)를 높은 상태로 유지할 수 있다.
디벤조푸라닐기, 카르바졸릴기 또는 디벤조티오페닐기를 포함하는 기를 오르토아릴렌 연결기로 연결함으로써, 연결된 기끼리 항상 평행하게 배치되기 때문에, 재료 분자의 평면성이 향상된다. 이에 따라 재료 분자의 소자에서의 배향성이 향상됨으로써, 전하의 수송성 및 전하의 균형이 향상된다.
본 발명의 화합물은 하기 화학식 (1)로 표시된다.
Figure pct00008
화학식 (1) 중,
C1 및 C2는 탄소 원자를 나타낸다.
X1 내지 X4는 각각 독립적으로 N, CH 또는 C(R1)을 나타낸다.
R1은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타낸다. 단 X1 내지 X4 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R1)이고 한쪽의 R1이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R1과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성한다.
L은 각각 독립적으로 하기 화학식 (2)로 표시되는 기를 나타낸다.
Figure pct00009
화학식 (2) 중,
n은 A가 연속하는 개수를 나타내고, 0 내지 6의 정수를 나타내고, n이 2 이상인 경우, 복수개의 A는 서로 동일한 기일 수도 있고, 다른 기일 수도 있다.
n이 2 이상인 경우, 복수개의 A가 L1에 치환되는 것은 아니고, 복수개의 A가 연속하여 결합한다. 예를 들면, n이 2의 경우, 상기 화학식 (2)로 표시되는 기는 -L1-A-A인 것을 의미한다. A는 1가 또는 2가의 기가 된다.
A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 이들 기에 대응하는 2가의 기, 플루오로기, 또는 시아노기로부터 선택되는 기이다.
L1은 하기 화학식 (3)으로 표시되는 기를 나타낸다.
Figure pct00010
화학식 (3) 중,
C3은 탄소 원자를 나타내고, C3은 상기 화학식 (1) 중의 C1 또는 C2와 결합한다.
Y1은 O, S, NH, N(R2), 또는 상기 A와 결합하는 질소 원자를 나타낸다.
X5 내지 X11은 각각 독립적으로 N, CH, C(R3), 또는 상기 A와 결합하는 탄소 원자를 나타낸다.
R2 및 R3은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타낸다. 단 X6 내지 X11 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R3)이고, 한쪽의 R3이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R3과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성한다.
상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 13 내지 18의 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A는 하기 화학식 (4)로 표시되는 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것이 바람직하다.
Figure pct00011
화학식 (4) 중,
X12 내지 X19는 N, CH, C(R4), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타낸다.
R4는 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타낸다. 단 X12 내지 X19 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R4)이고 한쪽의 R4가 단결합인 경우, 다른 쪽의 R4와 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성한다.
Y2는 O, S, NH, N(R5), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자를 나타낸다.
R5는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타낸다.
W1은 단결합, O, S, S(=O)2, P(R6), P(=O)(R7), N(R8), Si(R9)(R10), C(R11)(R12), 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자, 또는 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타낸다.
R6 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타낸다.
상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A는 하기 화학식 (5)로 표시되는 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것이 바람직하다.
Figure pct00012
화학식 (5) 중,
X20 내지 X27은 N, CH, C(R13), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타낸다.
R13은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타낸다. 단 X20 내지 X27 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R13)이고 한쪽의 R13이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R13과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성한다.
Y3은 O, S, NH, N(R14), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자를 나타낸다.
R14는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타낸다.
상기 두개의 L 중 한쪽에 있어서의 n은 0인 것이 바람직하다. n이 0이라는 것은, 상기 화학식 (2)에 있어서의 A가 L1로 치환되지 않은 것을 의미한다.
이하, 상술한 화학식 (1) 내지 (5)의 각 기의 예에 대해서 설명한다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환의 방향족 탄화수소환기 및 복수개의 탄화수소환이 축합된 축합 방향족 탄화수소환기를 포함하고, 헤테로아릴기는 단환의 헤테로 방향족환기, 및 복수개의 헤테로 방향족환이 축합된 헤테로 축합 방향족환기, 및 방향족 탄화수소환과 헤테로 방향족환이 축합된 헤테로 축합 방향족환기를 포함한다.
「치환 또는 비치환된…」의 「비치환」이란, 수소 원자가 치환되어 있는 것을 의미하고, 본 발명의 재료에 있어서의 수소 원자에는 경수소, 중수소, 삼중수소가 포함된다.
탄소수 1 내지 20의 알킬기의 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, 네오펜틸기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-펜틸헥실기, 1-부틸펜틸기, 1-헵틸옥틸기, 3-메틸펜틸기 등을 들 수 있으며, 이 중 탄소수 1 내지 6의 것이 바람직하다.
탄소수 1 내지 20의 알콕시기로서는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기 등을 들 수 있으며, 탄소수가 3 이상의 것은 직쇄상, 환상 또는 분지를 갖는 것일 수도 있고, 이 중 탄소수 1 내지 6의 것이 바람직하다.
환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기의 구체예로서는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 노르보르닐기, 아다만틸기 등을 들 수 있으며, 이 중 환 형성 탄소수 5 또는 6의 것이 바람직하다.
또한, 「환 형성 탄소」란 포화환, 불포화환 또는 방향환을 구성하는 탄소 원자를 의미한다.
환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기로서는 시클로펜톡시기, 시클로헥실옥시기 등을 들 수 있으며, 이 중 환 형성 탄소수 5 또는 6의 것이 바람직하다.
환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기의 구체예로서는 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 메시틸기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페닐렌기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 페닐기가 바람직하다.
환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기로서는 페녹시기, 비페닐옥시기 등을 들 수 있으며, 페녹시기가 바람직하다.
환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기로서는 페닐티오기, 비페닐티오기 등을 들 수 있으며, 페닐티오기가 바람직하다.
환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기의 구체예로서는 피롤릴기, 피라지닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 인돌릴기, 이소인돌릴기, 푸릴기, 벤조푸라닐기, 이소벤조푸라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴녹살리닐기, 카르바졸릴기, 아자카르바졸릴기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 티에닐기, 피롤리디닐기, 디옥사닐기, 피페리디닐기, 모르폴리닐기, 피페라지닐기, 카르바졸릴기, 티오페닐기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 트리아졸릴기, 이미다졸릴기, 벤조이미다졸릴기, 피라닐기, 벤조[c]디벤조푸라닐기 등을 들 수 있으며, 이 중 환 형성 원자수 6 내지 14의 것이 바람직하다.
또한, 「환 형성 원자」란 포화환, 불포화환 또는 방향환을 구성하는 원자를 의미한다.
환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기의 구체예로서는 피롤릴옥시기, 피라지닐옥시기, 피리디닐옥시기, 피리미디닐옥시기, 피리다지닐옥시기, 트리아지닐옥시기, 인돌릴옥시기, 이소인돌릴옥시기, 푸릴옥시기, 벤조푸라닐옥시기, 이소벤조푸라닐옥시기, 디벤조푸라닐옥시기, 디벤조티오페닐옥시기, 퀴놀릴옥시기, 이소퀴놀릴옥시기, 퀴녹살리닐옥시기, 카르바졸릴옥시기, 아자카르바졸릴옥시기, 페난트리디닐옥시기, 아크리디닐옥시기, 페난트롤리닐옥시기, 티에닐옥시기, 피롤리디닐옥시기, 디옥사닐옥시기, 피페리디닐옥시기, 모르폴리닐옥시기, 피페라지닐옥시기, 카르바졸릴옥시기, 티오페닐옥시기, 옥사졸릴옥시기, 옥사디아졸릴옥시기, 벤조옥사졸릴옥시기, 티아졸릴옥시기, 티아디아졸릴옥시기, 벤조티아졸릴옥시기, 트리아졸릴옥시기, 이미다졸릴옥시기, 벤조이미다졸릴옥시기, 피라닐옥시기, 벤조[c]디벤조푸라닐옥시기 등을 들 수 있으며, 이 중 환 형성 원자수 6 내지 14의 것이 바람직하다.
상기 아릴기, 아릴옥시기, 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴옥시기가 치환기를 갖는 경우, 치환기의 구체예로서는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알콕시기 또는 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기 및 치환 또는 비치환된 아미노기를 들 수 있다.
상기 알킬기, 알킬옥시기, 시클로알킬기 및 시클로알콕시기가 치환기를 갖는 경우, 치환기의 구체예로서는 상기 아릴기, 아릴옥시기 및 헤테로아릴기의 치환기로부터, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알킬옥시기, 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 시클로알킬옥시기를 제외한 것을 들 수 있다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 화합물의 구체예를 이하에 나타낸다.
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
본 발명의 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)용 재료(이하, 본 발명의 재료라고 하는 경우가 있음)는 상기 본 발명의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 EL 소자용 재료는 유기 EL 소자를 구성하는 유기 박막층의 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 유기 EL 소자에 대하여 설명한다.
본 발명의 유기 EL 소자는 양극과 음극 사이에, 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기 박막층을 갖는다. 그리고, 유기 박막층의 적어도 1층이 본 발명의 유기 EL 소자용 재료를 함유한다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는, 발광층이 본 발명의 유기 EL 소자용 재료를 호스트 재료로서 함유하는 것이 바람직하다.
발광층이 인광 발광 재료를 함유하고, 인광 발광 재료가 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오르토메탈화 착체인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는 음극과 발광층 사이에 전자 수송 대역을 갖고, 상기 전자 수송 대역이 본 발명의 유기 EL 소자용 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
발광층과 음극 사이에 전자 주입층을 갖고, 전자 주입층이 질소 함유 환 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
발광층과 양극 사이에 정공 수송 대역을 갖고, 정공 수송 대역이 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 유기 EL 소자의 일 실시 형태의 층 구성을 나타내는 개략도이다.
유기 EL 소자(1)는 기판(10) 상에, 양극(20), 정공 수송 대역(30), 인광 발광층(40), 전자 수송 대역(50) 및 음극(60)을, 이 순으로 적층한 구성을 갖는다. 정공 수송 대역(30)은 정공 수송층, 정공 주입층 등을 의미한다. 마찬가지로, 전자 수송 대역(50)은 전자 수송층, 전자 주입층 등을 의미한다. 이들은 형성하지 않을 수도 있지만, 바람직하게는 1층 이상 형성한다. 이 소자에 있어서 유기 박막층은 정공 수송 대역(30)에 설치되는 각 유기층, 인광 발광층(40) 및 전자 수송 대역(50)에 설치되는 각 유기층이다. 이들 유기 박막층 중, 적어도 1층이 본 발명의 유기 EL 소자용 재료를 함유한다. 이에 따라, 유기 EL 소자의 구동 전압을 낮게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자용 재료를 함유하는 유기 박막층에 대한 이 재료의 함유량은, 바람직하게는 1 내지 100 중량％이다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는 인광 발광층(40)이 본 발명의 유기 EL 소자용 재료를 함유하는 것이 바람직하고, 특히 발광층의 호스트 재료로서 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 재료는 3중항 에너지가 충분히 크기 때문에, 청색의 인광 발광성 도펀트 재료를 사용하더라도, 인광 발광성 도펀트 재료의 삼중항 에너지를 효율적으로 발광층 내에 가둘 수 있다. 또한, 청색 발광층으로 한정되지 않고, 보다 장파장인 광(녹색 내지 적색 등)의 발광층에도 사용할 수 있다.
인광 발광층은 인광 발광성 재료(인광 도펀트)를 함유한다. 인광 도펀트로서는 금속 착체 화합물을 들 수 있고, 바람직하게는 Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re 및 Ru에서 선택되는 금속 원자와, 배위자를 갖는 화합물이다. 배위자는 오르토 메탈 결합을 가지면 바람직하다.
인광 양자 수율이 높고, 발광 소자의 외부 양자 효율을 보다 향상시킬 수 있다는 점에서, 인광 도펀트는 Ir, Os 및 Pt에서 선택되는 금속 원자를 함유하는 화합물이면 바람직하고, 이리듐 착체, 오스뮴 착체, 백금 착체 등의 금속 착체이면 더욱 바람직하고, 그 중에서도 이리듐 착체 및 백금 착체가 보다 바람직하고, 오르토메탈화 이리듐 착체가 가장 바람직하다. 도펀트는 1종 단독이거나 2종 이상의 혼합물일 수도 있다.
인광 발광층에 있어서의 인광 도펀트의 첨가 농도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 0.1 내지 30 중량％(wt％), 보다 바람직하게는 0.1 내지 20 중량％(wt％)이다.
또한, 인광 발광층(40)에 인접하는 층에 본 발명의 재료를 사용하는 것도 바람직하다. 예를 들면, 도 1의 소자의 정공 수송 대역(30)과 인광 발광층(40) 사이에, 본 발명의 재료를 함유하는 층(양극측 인접층)을 형성한 경우, 상기 층은 전자 장벽층으로서의 기능이나 여기자 저지층으로서의 기능을 갖는다.
한편, 인광 발광층(40)과 전자 수송 대역(50) 사이에 본 발명의 재료를 함유하는 층(음극측 인접층)을 형성한 경우, 상기 층은 정공 장벽층으로서의 기능이나 여기자 저지층으로서의 기능을 갖는다.
또한, 장벽층(저지층)이란, 캐리어의 이동 장벽 또는 여기자의 확산 장벽의 기능을 갖는 층이다. 발광층으로부터 정공 수송 대역으로 전자가 누설되는 것을 막기 위한 유기층을 주로 전자 장벽층이라고 정의하고, 발광층으로부터 전자 수송 대역으로 정공이 누설되는 것을 막기 위한 유기층을 정공 장벽층이라고 정의하는 경우가 있다. 또한, 발광층에서 생성된 삼중항 여기자가, 삼중항 에너지가 발광층보다 낮은 준위를 갖는 주변층으로 확산되는 것을 방지하기 위한 유기층을 여기자 저지층(삼중항 장벽층)이라고 정의하는 경우가 있다.
또한 본 발명의 재료를 인광 발광층(40)에 인접하는 층에 이용하고, 나아가 그의 인접하는 층에 접합하는 다른 유기 박막층에 이용할 수도 있다.
또한, 발광층을 2층 이상 형성하는 경우, 발광층 사이에 형성하는 스페이스층으로서도 바람직하다.
도 2는 본 발명의 유기 EL 소자의 다른 실시 형태의 층 구성을 나타내는 개략도이다.
유기 EL 소자(2)는 인광 발광층과 형광 발광층을 적층한 혼성형의 유기 EL 소자의 예이다.
유기 EL 소자(2)는 인광 발광층(40)과 전자 수송 대역(50) 사이에 스페이스층(42)과 형광 발광층(44)을 형성한 것 이외에는 상기 유기 EL 소자(1)와 동일한 구성을 갖는다. 인광 발광층(40) 및 형광 발광층(44)을 적층한 구성으로는 인광 발광층(40)에서 형성된 여기자가 형광 발광층(44)으로 확산되지 않기 때문에, 형광 발광층(44)과 인광 발광층(40) 사이에 스페이스층(42)을 설치하는 경우가 있다. 본 발명의 재료는 삼중항 에너지가 크기 때문에, 스페이스층으로서 기능할 수 있다.
유기 EL 소자(2)에 있어서, 예를 들면 인광 발광층을 황색 발광으로 하고, 형광 발광층을 청색 발광층으로 함으로써, 백색 발광의 유기 EL 소자가 얻어진다. 또한, 본 실시 형태에서는 인광 발광층 및 형광 발광층을 1층씩으로 하고 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 각각 2층 이상 형성할 수도 있고, 조명이나 표시 장치 등, 용도에 맞춰서 적절하게 설정할 수 있다. 예를 들면, 백색 발광 소자와 컬러 필터를 이용하여 풀 컬러 발광 장치로 하는 경우, 연색성의 관점에서, 적색, 녹색, 청색(RGB), 적색, 녹색, 청색, 황색(RGBY) 등, 복수개의 파장 영역의 발광을 포함하고 있는 것이 바람직한 경우가 있다.
상술한 실시 형태 이외에, 본 발명의 유기 EL 소자는 공지된 여러 가지 구성을 채용할 수 있다. 또한, 발광층의 발광은 양극측, 음극측 또는 양측에서 취출할 수 있다.
(전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체)
본 발명의 유기 EL 소자는 음극과 유기 박막층과의 계면 영역에 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체의 적어도 어느 하나를 갖는 것도 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화가 도모된다.
전자 공여성 도펀트로서는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리토류 금속, 알칼리토류 금속 화합물, 희토류 금속, 및 희토류 금속 화합물 등으로부터 선택된 적어도 1종류를 들 수 있다.
유기 금속 착체로서는 알칼리 금속을 포함하는 유기 금속 착체, 알칼리토류 금속을 포함하는 유기 금속 착체, 및 희토류 금속을 포함하는 유기 금속 착체 등으로부터 선택된 적어도 1종류를 들 수 있다.
알칼리 금속으로서는 리튬(Li)(일함수: 2.93 eV), 나트륨(Na)(일함수: 2.36 eV), 칼륨(K)(일함수: 2.28 eV), 루비듐(Rb)(일함수: 2.16 eV), 세슘(Cs)(일함수: 1.95 eV) 등을 들 수 있으며, 일함수가 2.9 eV 이하의 것이 특히 바람직하다. 이들 중에서 바람직하게는 K, Rb, Cs, 더욱 바람직하게는 Rb 또는 Cs이고, 가장 바람직하게는 Cs이다.
알칼리토류 금속으로서는 칼슘(Ca)(일함수: 2.9 eV), 스트론튬(Sr)(일함수: 2.0 eV 이상 2.5 eV 이하), 바륨(Ba)(일함수: 2.52 eV) 등을 들 수 있으며, 일함수가 2.9 eV 이하의 것이 특히 바람직하다.
희토류 금속으로서는 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 세륨(Ce), 테르븀(Tb), 이테르븀(Yb) 등을 들 수 있으며, 일함수가 2.9 eV 이하의 것이 특히 바람직하다.
이상의 금속 중 바람직한 금속은 특히 환원 능력이 높아, 전자 주입 영역으로의 비교적 소량의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화가 가능하다.
알칼리 금속 화합물로서는 산화리튬(Li2O), 산화세슘(Cs2O), 산화칼륨(K2O) 등의 알칼리 산화물, 불화리튬(LiF), 불화나트륨(NaF), 불화세슘(CsF), 불화칼륨(KF) 등의 알칼리 할로겐화물 등을 들 수 있으며, 불화리튬(LiF), 산화리튬(Li2O), 불화나트륨(NaF)이 바람직하다.
알칼리토류 금속 화합물로서는 산화바륨(BaO), 산화스트론튬(SrO), 산화칼슘(CaO) 및 이들을 혼합한 스트론튬산바륨(BaxSr1 - xO)(0<x<1), 칼슘산바륨(BaxCa1 -xO)(0<x<1) 등을 들 수 있으며, BaO, SrO, CaO가 바람직하다.
희토류 금속 화합물로서는 불화이테르븀(YbF3), 불화스칸듐(ScF3), 산화스칸듐(ScO3), 산화이트륨(Y2O3), 산화세륨(Ce2O3), 불화가돌리늄(GdF3), 불화테르븀(TbF3) 등을 들 수 있으며, YbF3, ScF3, TbF3이 바람직하다.
유기 금속 착체로서는 상기와 같이, 각각 금속 이온으로서 알칼리 금속 이온, 알칼리토류 금속 이온, 희토류 금속 이온 중 적어도 하나 함유하는 것이면 특별히 한정은 없다. 또한, 배위자로는 퀴놀리놀, 벤조퀴놀리놀, 아크리디놀, 페난트리디놀, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시디아릴옥사디아졸, 히드록시디아릴티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시벤조트리아졸, 히드록시풀보란, 비피리딜, 페난트롤린, 프탈로시아닌, 포르피린, 시클로펜타디엔, β-디케톤류, 아조메틴류 및 이들의 유도체 등이 바람직하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체의 첨가 형태로서는 계면 영역에 층상 또는 도(島)상으로 형성하는 것이 바람직하다. 형성 방법으로서는, 저항 가열 증착법에 의해 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 증착하면서, 계면 영역을 형성하는 발광 재료나 전자 주입 재료인 유기물을 동시에 증착시켜, 유기물 중에 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 환원 도펀트 중 적어도 어느 하나를 분산시키는 방법이 바람직하다. 분산 농도는 통상 몰비로 유기물:전자 공여성 도펀트 및/또는 유기 금속 착체=100:1 내지 1:100이고, 바람직하게는 5:1 내지 1:5이다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 층상으로 형성하는 경우에는, 계면의 유기층인 발광 재료나 전자 주입 재료를 층상으로 형성한 후에, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 단독으로 저항 가열 증착법에 의해 증착하고, 바람직하게는 층의 두께 0.1 nm 이상 15 nm 이하로 형성한다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 도상으로 형성하는 경우에는, 계면의 유기층인 발광 재료나 전자 주입 재료를 도상으로 형성한 후에, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 단독으로 저항 가열 증착법에 의해 증착하고, 바람직하게는 섬의 두께 0.05 nm 이상 1 nm 이하로 형성한다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자에 있어서의, 주성분(발광 재료 또는 전자 주입 재료)과, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나의 비율로서는 몰비로, 주성분:전자 공여성 도펀트 및/또는 유기 금속 착체=5:1 내지 1:5이면 바람직하고, 2:1 내지 1:2이면 더욱 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자로서는 상술한 본 발명의 유기 EL 소자용 재료를 사용한 층 이외의 구성에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 공지된 재료 등을 사용할 수 있다. 이하, 실시 형태 1의 소자의 층에 대하여 간단히 설명하지만, 본 발명의 유기 EL 소자에 적용되는 재료는 이하로 한정되지 않는다.
[기판]
기판으로서는 유리판, 중합체판 등을 사용할 수 있다.
유리판으로서는, 특히 소다석회 유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨붕규산 유리, 석영 등을 들 수 있다. 또한, 중합체판으로서는 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리설폰 등을 들 수 있다.
[양극]
양극은 예를 들면 도전성 재료를 포함하고, 4 eV보다 큰 일함수를 갖는 도전성 재료가 적합하다.
상기 도전성 재료로서는 탄소, 알루미늄, 바나듐, 철, 코발트, 니켈, 텅스텐, 은, 금, 백금, 팔라듐 등 및 이들의 합금, ITO 기판, NESA 기판에 사용되는 산화주석, 산화인듐 등의 산화 금속, 또한 폴리티오펜이나 폴리피롤 등의 유기 도전성 수지를 들 수 있다.
양극은 필요하다면 2층 이상의 층 구성에 의해 형성되어 있을 수도 있다.
[음극]
음극은 예를 들면 도전성 재료를 포함하고, 4 eV보다 작은 일함수를 갖는 도전성 재료가 적합하다.
상기 도전성 재료로서는 마그네슘, 칼슘, 주석, 납, 티타늄, 이트륨, 리튬, 루테늄, 망간, 알루미늄, 불화리튬 등 및 이들의 합금을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 합금으로서는 마그네슘/은, 마그네슘/인듐, 리튬/알루미늄 등을 대표예로서 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 합금의 비율은 증착원의 온도, 분위기, 진공도 등에 의해 제어되고, 적절한 비율로 선택된다.
음극은 필요하다면 2층 이상의 층 구성에 의해 형성되어 있을 수도 있고, 음극은 상기 도전성 재료를 증착이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 박막을 형성시킴으로써, 제조할 수 있다.
발광층으로부터의 발광을 음극으로부터 취출하는 경우, 음극의 발광에 대한 투과율은 10％보다 크게 하는 것이 바람직하다.
또한, 음극으로서의 시트 저항은 수백 Ω/□ 이하가 바람직하고, 막 두께는 통상 10 nm 내지 1 ㎛이고, 바람직하게는 50 내지 200 nm이다.
[발광층]
본 발명의 유기 EL 소자층 재료 이외의 재료로 인광 발광층을 형성하는 경우, 인광 발광층의 재료로서 공지된 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는 일본 특허 출원 2005-517938 등을 참조할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는 도 2에 나타내는 소자와 같이 형광 발광층을 가질 수도 있다. 형광 발광층으로서는 공지된 재료를 사용할 수 있다.
발광층은 더블 호스트(호스트·코-호스트(co-host)라고도 함)로 할 수도 있다. 구체적으로, 발광층에 있어서 전자 수송성의 호스트와 정공 수송성의 호스트를 조합함으로써, 발광층 내의 캐리어 균형을 조정할 수도 있다.
또한, 더블 도펀트로 할 수도 있다. 발광층에 있어서, 양자 수율이 높은 도펀트 재료를 2종 이상 넣음으로써, 각각의 도펀트가 발광한다. 예를 들면, 호스트와 적색 도펀트, 녹색의 도펀트를 공증착함으로써, 황색의 발광층을 실현하는 경우가 있다.
발광층은 단층일 수도 있고, 또한 적층 구조일 수도 있다. 발광층을 적층시키면, 발광층 계면에 전자와 정공을 축적시킴으로써 재결합 영역을 발광층 계면에 집중시킬 수 있다. 이것에 의해서, 양자 효율을 향상시킨다.
[정공 주입층 및 정공 수송층]
정공 주입·수송층은 발광층으로의 정공 주입을 도와, 발광 영역까지 수송하는 층이며, 정공 이동도가 크고, 이온화 에너지가 통상 5.6 eV 이하로 작은 층이다.
정공 주입·수송층의 재료로서는 보다 낮은 전계 강도로 정공을 발광층으로 수송하는 재료가 바람직하고, 또한 정공의 이동도가, 예를 들면 104 내지 106 V/cm의 전계 인가시에, 적어도 10-4 ㎠/V·초이면 바람직하다.
정공 주입·수송층의 재료로서는, 구체적으로는 트리아졸 유도체(미국 특허 3,112,197호 명세서 등 참조), 옥사디아졸 유도체(미국 특허 3,189,447호 명세서 등 참조), 이미다졸 유도체(일본 특허 공고 (소)37-16096호 공보 등 참조), 폴리아릴알칸 유도체(미국 특허 3,615,402호 명세서, 동 제3,820,989호 명세서, 동 제3,542,544호 명세서, 일본 특허 공고 (소)45-555호 공보, 동 51-10983호 공보, 일본 특허 공개 (소)51-93224호 공보, 동 55-17105호 공보, 동 56-4148호 공보, 동 55-108667호 공보, 동 55-156953호 공보, 동 56-36656호 공보 등 참조), 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체(미국 특허 제3,180,729호 명세서, 동 제4,278,746호 명세서, 일본 특허 공개 (소)55-88064호 공보, 동 55-88065호 공보, 동 49-105537호 공보, 동 55-51086호 공보, 동 56-80051호 공보, 동 56-88141호 공보, 동 57-45545호 공보, 동 54-112637호 공보, 동 55-74546호 공보 등 참조), 페닐렌디아민 유도체(미국 특허 제3,615,404호 명세서, 일본 특허 공고 (소)51-10105호 공보, 동 46-3712호 공보, 동 47-25336호 공보, 동 54-119925호 공보 등 참조), 아릴아민 유도체(미국 특허 제3,567,450호 명세서, 동 제3,240,597호 명세서, 동 제3,658,520호 명세서, 동 제4,232,103호 명세서, 동 제4,175,961호 명세서, 동 제4,012,376호 명세서, 일본 특허 공고 (소)49-35702호 공보, 동 39-27577호 공보, 일본 특허 공개 (소)55-144250호 공보, 동 56-119132호 공보, 동 56-22437호 공보, 서독 특허 제1,110,518호 명세서 등 참조), 아미노 치환 칼콘 유도체(미국 특허 제3,526,501호 명세서 등 참조), 옥사졸 유도체(미국 특허 제3,257,203호 명세서 등에 개시된 것), 스티릴안트라센 유도체(일본 특허 공개 (소)56-46234호 공보 등 참조), 플루오레논 유도체(일본 특허 공개 (소)54-110837호 공보 등 참조), 히드라존 유도체(미국 특허 제3,717,462호 명세서, 일본 특허 공개 (소)54-59143호 공보, 동 55-52063호 공보, 동 55-52064호 공보, 동 55-46760호 공보, 동 57-11350호 공보, 동 57-148749호 공보, 일본 특허 공개 (평)2-311591호 공보 등 참조), 스틸벤 유도체(일본 특허 공개 (소)61-210363호 공보, 동 제61-228451호 공보, 동 61-14642호 공보, 동 61-72255호 공보, 동 62-47646호 공보, 동 62-36674호 공보, 동 62-10652호 공보, 동 62-30255호 공보, 동 60-93455호 공보, 동 60-94462호 공보, 동 60-174749호 공보, 동 60-175052호 공보 등 참조), 실라잔 유도체(미국 특허 제4,950,950호 명세서), 폴리실란계(일본 특허 공개 (평)2-204996호 공보), 아닐린계 공중합체(일본 특허 공개 (평)2-282263호 공보) 등을 들 수 있다.
또한, p형 Si, p형 SiC 등의 무기 화합물도 정공 주입 재료로서 사용할 수 있다.
정공 주입·수송층의 재료에는 가교형 재료를 사용할 수 있고, 가교형의 정공 주입 수송층으로서는, 예를 들면 문헌[Chem.Mater.2008, 20, 413-422, Chem.Mater.2011, 23(3), 658-681], WO2008108430, WO2009102027, WO2009123269, WO2010016555, WO2010018813 등의 가교재를 열, 광 등에 의해 불용화시킨 층을 들 수 있다.
[전자 주입층 및 전자 수송층]
전자 주입·수송층은 발광층으로의 전자의 주입을 도와, 발광 영역까지 수송하는 층이며, 전자 이동도가 큰 층이다.
유기 EL 소자는 발광한 광이 전극(예를 들면 음극)에 의해 반사되기 때문에, 직접 양극에서 취출되는 발광과, 전극에 의한 반사를 경유하여 취출되는 발광이 간섭하는 것이 알려져 있다. 이 간섭 효과를 효율적으로 이용하기 위해서, 전자 주입·수송층은 수 nm 내지 수 ㎛의 막 두께에서 적절하게 선택되지만, 특히 막 두께가 두꺼울 때, 전압 상승을 피하기 위해서, 104 내지 106 V/cm의 전계 인가시에 전자 이동도가 적어도 10-5 ㎠/Vs 이상인 것이 바람직하다.
전자 주입·수송층에 이용하는 전자 수송성 재료로서는 분자 내에 헤테로 원자를 1개 이상 함유하는 방향족 헤테로환 화합물이 바람직하게 이용되고, 특히 질소 함유 환 유도체가 바람직하다. 또한, 질소 함유 환 유도체로서는 질소 함유 6원환 또는 5원환 골격을 갖는 방향족환, 또는 질소 함유 6원환 또는 5원환 골격을 갖는 축합 방향족환 화합물이 바람직하고, 예를 들면 피리딘환, 피리미딘환, 트리아진환, 벤즈이미다졸환, 페난트롤린환, 퀴나졸린환 등을 골격에 포함하는 화합물을 들 수 있다.
그 밖에, 도너성 재료의 도핑(n), 억셉터 재료의 도핑(p)에 의해, 반도체성을 구비한 유기층을 형성할 수도 있다. N 도핑의 대표예는 전자 수송성 재료에 Li나 Cs 등의 금속을 도핑시키는 것이고, P 도핑의 대표예는 정공 수송성 재료에 F4TCNQ 등의 억셉터재를 도핑하는 것이다(예를 들면, 일본 특허 3695714 참조).
본 발명의 유기 EL 소자의 각 층의 형성은 진공 증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온 플레이팅 등의 건식 성막법이나 스핀 코팅, 딥핑, 플로우 코팅 등의 습식 성막법 등의 공지된 방법을 적용할 수 있다.
각 층의 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 적절한 막 두께로 설정할 필요가 있다. 막 두께가 너무 두꺼우면, 일정한 광 출력을 얻기 위하여 큰 인가 전압이 필요하게 되어 효율이 나빠진다. 막 두께가 너무 얇으면 핀홀 등이 발생하여, 전계를 인가하더라도 충분한 발광 휘도가 얻어지지 않는다. 통상의 막 두께는 5 nm 내지 10 ㎛의 범위가 적합하지만, 10 nm 내지 0.2 ㎛의 범위가 더욱 바람직하다.
<실시예>
이하, 합성예 및 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.
[유기 전계 발광 소자용 재료]
합성예 1(화합물 (1)의 합성)
(1) 화합물 (1-a)의 합성
Figure pct00017
삼구 플라스크에 디벤조푸란 84.10 g(500 mmol), 디클로로메탄 500 ml를 넣고, 용해시키고, 얼음물로 0℃로 냉각하였다. 거기에 브롬 52.5 ml(1025 mmol)/디클로로메탄 200 ml 용액을 30분 걸쳐 적하하여 가하였다. 그 후 0℃에서 2시간 교반하고, 그 후 실온에 방치하여 3일간 교반하여 반응을 종료하였다. 반응 종료 후, 티오황산나트륨/수산화나트륨 수용액을 가하여, 잔존 브롬을 실활시켰다. 이것을 분액 로트에 옮기고, 디클로로메탄상을 회수 후, 수상으로부터 디클로로메탄으로 수회 추출하였다. 이 용액을 무수 황산마그네슘으로 건조하고, 여과하고, 추가로 실리카겔의 쇼트 칼럼을 통과시키고, 이것을 농축·건고하였다. 이것을 톨루엔/헥산 혼합 용매로부터 2회 재결정하여, 백색의 고체(화합물 (1-a))를 얻었다. 수량 105.9 g, 수율 65％.
(2) 화합물 (1-b)의 합성
Figure pct00018
질소 분위기하, 삼구 플라스크에 카르바졸 50.2 g(300 mmol), 화합물 (1-a) 97.8 g(300 mmol), 요오드화 구리 28.6 g(150 mmol), 인산칼륨 191.0 g(900 mol), 트랜스-1,2-디아미노시클로헥산 72.1 ml(600 mmol), 1,4-디옥산 600 ml를 넣고, 24시간 환류시켰다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각한 후 톨루엔 1000 ml에서 희석하고, 흡인 여과로 무기염 등을 여과 분별하고, 여과액을 실리카겔의 쇼트 칼럼을 통과시키고, 농축하였다. 아세트산에틸/메탄올 혼합 용매로 세정하여 백색의 고체(화합물 (1-b))를 얻었다. 수량 60.6 g, 수율 49％.
(3) 화합물 (1-c)의 합성
Figure pct00019
질소 분위기하, 삼구 플라스크에 화합물 (1-b) 11.5 g(28 mmol), 탈수 테트라히드로푸란 200 ml를 넣고 시료를 용해시키고, -78℃로 냉각하였다. 그 혼합 용액에 n-부틸리튬 23.2 ml(헥산 중 1.57M, 36.4 mmol)를 10분 걸쳐 적하하였다. -78℃에서 20분 교반한 후, 트리이소프로필보레이트 11.0 ml(47.6 mmol)를 한번에 가하고, 그 후 실온에서 3시간 교반하였다.
반응 종료 후, 용액을 반 정도로 농축하고, 염산 수용액(1N) 20 ml를 가하여, 실온에서 2시간 교반하였다. 분액 로트를 이용하여 디클로로메탄으로 추출하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조, 여과, 농축하였다. 여과액을 실리카겔의 쇼트 칼럼을 통과시키고, 농축하였다. 이것에 헥산을 가하여, 분산 세정을 행하고, 여과 분별하여 백색의 고체(화합물 (1-c))를 얻었다. 수량 6.66 g, 수율 63％.
(4) 화합물 (1)의 합성
Figure pct00020
질소 분위기하, 삼구 플라스크에 화합물 (1-c) 5.66 g(15.0 mmol), 1,2-디브로모벤젠 0.59 ml(5.0 mmol), 탄산칼륨 2M 수용액 18.0 ml, 톨루엔 100 ml를 넣고, 이 혼합 용액에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.81 g(0.700 mmol)을 가하고, 14시간 환류시켰다.
반응 종료 후, 실온까지 냉각한 후, 분액 로트를 이용하여 디클로로메탄으로 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 건조, 여과, 농축하였다. 여과액을 실리카겔의 쇼트 칼럼(전개 용매 톨루엔:헥산=2:1)으로 정제하여, (화합물 (1))을 얻었다. 수량 1.85 g, 수율 50％.
합성예 1에서 얻어진 화합물 (1)의 입체 구조를 해석한 바, 다음과 같은 입체 배치가 최적 구조였다. 또한, 상기 화학식 (1) 중에 있어서의 C1-L 결합 및 C2-L 결합은 독립적으로 회전할 수 없는 것을 알 수 있었다. 즉, 2개의 L은 항상 평행하게 배치되기 때문에, 취할 수 있는 입체 배치 모두에 있어서 재료 분자의 평면성은 높아진다. 이에 따라, 소자에 있어서의 재료 분자의 배향성이 향상되기 때문에, 소자에 있어서의 전하의 수송성 및 전하의 균형이 향상된다. 또한, 재료 분자가 취할 수 있는 입체 구조가 적어지는 것은, 재료 분자가 취할 수 있는 진동 준위가 적어지는 것을 의미하고, 소자에 있어서의 인광 발광성 재료 내에 여기자를 가두는 능력이 향상된다. 또한, 해석은 B3LYP/6-31g* 레벨에서 Gaussian98을 이용하여 계산하였다.
Figure pct00021
합성예 2(화합물 (59)의 합성)
Figure pct00022
질소 분위기하, 삼구 플라스크에 화합물 (1-c) 15.3 g(40.6 mmol), 2,3-디브로모피리딘 4.00 g(16.9 mmol), 탄산나트륨 2M 수용액 60 ml, 톨루엔 160 ml, 에탄올 60 ml를 넣고, 이 혼합 용액에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.976 g(0.845 mmol)을 가하고, 16시간 환류시켰다.
반응 종료 후, 실온까지 냉각한 후, 분액 로트를 이용하여 디클로로메탄으로 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 건조, 여과, 농축하였다. 여과액을 실리카겔의 쇼트 칼럼(전개 용매 디클로로메탄 내지 디클로로메탄:아세트산에틸=4:1)으로 정제하여, 화합물 (59)를 얻었다. 수량 4.50 g, 수율 36％.
합성예 3(화합물 (60)의 합성)
Figure pct00023
질소 분위기하, 삼구 플라스크에 화합물 (1-c) 7.56 g(20.0 mmol), 4-클로로-3-요오드피리딘 2.00 g(8.35 mmol), 탄산나트륨 2M 수용액 30 ml, 톨루엔 80 ml, 에탄올 30 ml를 넣고, 이 혼합 용액에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.482 g(0.418 mmol)을 가하고, 16시간 환류시켰다.
반응 종료 후, 실온까지 냉각한 후, 분액 로트를 이용하여 디클로로메탄으로 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 건조, 여과, 농축하였다. 여과액을 실리카겔의 쇼트 칼럼(전개 용매 디클로로메탄 내지 디클로로메탄:아세트산에틸=4:1)으로 정제하여, 화합물 (60)을 얻었다. 수량 3.38 g, 수율 55％.
합성예 4(화합물 (2)의 합성)
Figure pct00024
질소 분위기하, 삼구 플라스크에 화합물 (2-a) 5.66 g(15.0 mmol), 1,2-디브로모벤젠 0.59 ml(5.0 mmol), 탄산칼륨 2M 수용액 18.0 ml, 톨루엔 100 ml를 넣고, 이 혼합 용액에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.81 g(0.700 mmol)을 가하고, 24시간 환류시켰다.
반응 종료 후, 실온까지 냉각한 후, 분액 로트를 이용하여 디클로로메탄으로 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 건조, 여과, 농축하였다. 여과액을 실리카겔의 쇼트 칼럼(전개 용매 톨루엔:헥산=3:1)으로 정제하여, 화합물 (2)를 얻었다. 수량 1.33 g, 수율 36％.
또한, 화합물 (2-a)는 WO2011-122132 공보에 기재된 방법에 따라서 합성할 수 있다.
[유기 EL 소자]
실시예 1
막 두께 130 nm의 ITO 전극 라인 부착 유리 기판(지오매틱사 제조)을 이소프로필알코올 중에서 5분간, 초음파 세정한 후, UV 오존 세정을 30분간 행하였다.
세정 후의 ITO 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 ITO 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 상에, ITO 전극 라인을 덮도록 하여 화합물 (HI1)을 두께 20 nm로, 이어서 화합물 (HT1)을 두께 60 nm로 저항 가열 증착하여, 순차로 박막을 성막하였다. 성막 레이트는 1Å/s로 하였다. 이들 박막은 각각 정공 주입층 및 정공 수송층으로서 기능한다.
다음으로, 정공 주입·수송층 상에, 화합물 (1)과 화합물 (BD1)을 동시에 저항 가열 증착하여 막 두께 50 nm의 박막을 성막하였다. 이때, 화합물 (BD1)을 화합물 (1)과 화합물 (BD1)의 총 질량에 대하여 질량비로 20％가 되도록 증착하였다. 성막 레이트는 각각 1.2Å/s, 0.3Å/s로 하였다. 이 박막은 인광 발광층으로서 기능한다.
다음으로, 이 인광 발광층 상에, 화합물 (H1)을 저항 가열 증착하여 막 두께 10 nm의 박막을 성막하였다. 성막 레이트는 1.2Å/s로 하였다. 이 박막은 장벽층으로서 기능한다.
다음으로, 이 장벽층 상에, 화합물 (ET1)을 저항 가열 증착하여 막 두께 10 nm의 박막을 성막하였다. 성막 레이트는 1Å/s로 하였다. 이 막은 전자 주입층으로서 기능한다.
다음으로, 이 전자 주입층 상에 막 두께 1.0 nm의 LiF를 성막 레이트 0.1Å/s에서 증착하였다.
다음으로, 이 LiF 막 상에 금속 알루미늄을 성막 레이트 8.0Å/s에서 증착하고, 막 두께 80 nm의 금속 음극을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다.
상술한 바와 같이 하여 얻은 유기 EL 소자를 이하에 나타내는 방법으로 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 외부 양자 효율(％)
23℃, 건조 질소 가스 분위기 하에서, 휘도 1000 cd/㎡시의 외부 양자 효율을 휘도계(미놀타사 제조 분광 휘도 방사계 CS-1000)를 이용하여 측정하였다.
(2) 반감 수명(시간)
초기 휘도 1000 cd/㎡로 연속 통전 시험(직류)을 행하여, 초기 휘도가 반감하기까지의 시간을 측정하였다.
(3) 전압(V)
23℃, 건조 질소 가스 분위기 하에서, KEITHLY 236 SOURCE MEASURE UNIT를 이용하여, 전기 배선된 소자에 전압을 인가하고 발광시키고, 소자 이외의 배선 저항에 관한 전압을 제하고 소자 인가 전압을 측정하였다. 전압의 인가·측정과 동시에 휘도계(미놀타사 제조 분광 휘도 방사계 CS-1000)를 이용하여 휘도 측정도 행하고, 이들 측정 결과로부터 소자 휘도가 100 cd/㎡시의 전압을 읽어내었다.
실시예 2
인광 발광층 재료로서, 화합물 (1)을 이용하는 것 대신에 화합물 (59)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하여, 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 3
인광 발광층 재료로서, 화합물 (1)을 이용하는 것 대신에 화합물 (60)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하여, 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 4
인광 발광층 재료로서, 화합물 (1)을 이용하는 것 대신에 화합물 (2)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하여, 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
소자 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00025
실시예 5
인광 발광층 재료로서, 화합물 (1)을 이용하는 것 대신에 화합물 (H1)을 이용하고, 정공 장벽층 재료로서, 화합물 (H1) 대신에 화합물 (1)을 이용하여 정공 장벽층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 소자 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 6
인광 발광층 재료로서, 화합물 (1)을 이용하는 것 대신에 화합물 (H1)을 이용하고, 정공 장벽층 재료로서, 화합물 (H1) 대신에 화합물 (59)를 이용하여 정공 장벽층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 소자 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 7
인광 발광층 재료로서, 화합물 (1)을 이용하는 것 대신에 화합물 (H1)을 이용하고, 정공 장벽층 재료로서, 화합물 (H1) 대신에 화합물 (60)을 이용하여 정공 장벽층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 소자 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 8
인광 발광층 재료로서, 화합물 (1)을 이용하는 것 대신에 화합물 (H1)을 이용하고, 정공 장벽층 재료로서, 화합물 (H1) 대신에 화합물 (2)를 이용하여 정공 장벽층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 소자 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure pct00026
이하에, 실시예에서 사용한 화합물의 구조식을 나타낸다.
Figure pct00027
이하에 나타내는 표 3에 실시예에서 이용한 유기 EL 소자용 재료의 삼중항 에너지를 나타낸다. 삼중항 에너지란, 시료를 EPA 용매(디에틸에테르:이소펜탄:에탄올=5:5:2(용적비))에 10 ㎛ol/L에서 용해시키고, 인광 측정용 시료로 한다. 이 인광 측정용 시료를 석영 셀에 넣고, 온도 77K에서 여기광을 조사하고, 방사되는 인광의 인광 스펙트럼을 측정하고, 이것을 기초로 환산식 ET(eV)=1239.85/λedge에 의하여 구한 값으로 정의한다.
Figure pct00028
표 1 및 표 2로부터, 본 발명의 유기 EL 소자용 재료를 이용한 유기 EL 소자는 장수명, 고효율, 또한 저전압으로 구동할 수 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 표 3으로부터, 본 발명의 유기 EL 소자는 청색 인광용의 호스트 재료로서 사용할 수 있는, 삼중항 에너지가 높은 재료인 것을 알 수 있었다.
<산업상이용가능성>
본 발명의 유기 EL 소자는 벽걸이 텔레비전의 평판 디스플레이 등의 평면 발광체, 복사기, 프린터, 액정 디스플레이의 백 라이트 또는 계기류 등의 광원, 표시판, 표지등 등에 이용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자용 재료는 유기 EL 소자, 유기 EL 디스플레이, 조명, 유기 반도체, 유기 태양 전지 등에 이용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자용 재료는 저전압하에서 소자 구동이 가능하고, 고효율 및 장수명인 유기 EL 소자 및 그것을 실현하는 유기 EL 소자용 재료로서 유용하다.
상기에 본 발명의 실시 형태 및/또는 실시예를 몇 가지 상세히 설명했지만, 당업자는 본 발명의 신규인 교시 및 효과로부터 실질적으로 벗어나는 일없이, 이들 예시인 실시 형태 및/또는 실시예에 많은 변경을 가하는 것이 용이하다. 따라서, 이들 많은 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이 명세서에 기재된 문헌 및 본원의 파리 우선의 기초가 되는 일본 출원 명세서의 내용을 전부 여기에 원용한다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00029

    [화학식 (1) 중,
    C1 및 C2는 탄소 원자를 나타내고,
    X1 내지 X4는 각각 독립적으로 N, CH 또는 C(R1)을 나타내고,
    R1은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내되, 단 X1 내지 X4 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R1)이고 한쪽의 R1이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R1과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성하고,
    L은 각각 독립적으로 하기 화학식 (2)로 표시되는 기를 나타냄]
    Figure pct00030

    {화학식 (2) 중,
    n은 A가 연속하는 개수를 나타내고, 0 내지 6의 정수를 나타내고, n이 2 이상인 경우, 복수개의 A는 서로 동일한 기일 수도 있고, 다른 기일 수도 있고,
    A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 이들 기에 대응하는 2가의 기, 플루오로기, 또는 시아노기로부터 선택되는 기이고,
    L1은 하기 화학식 (3)으로 표시되는 기를 나타냄}
    Figure pct00031

    (화학식 (3) 중,
    C3은 탄소 원자를 나타내고, C3은 상기 화학식 (1) 중의 C1 또는 C2와 결합하고,
    Y1은 O, S, NH, N(R2), 또는 상기 A와 결합하는 질소 원자를 나타내고,
    X5 내지 X11은 각각 독립적으로 N, CH, C(R3), 또는 상기 A와 결합하는 탄소 원자를 나타내고,
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내되, 단 X6 내지 X11 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R3)이고, 한쪽의 R3이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R3과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성함)
  2. 제1항에 있어서, 상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A가 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 13 내지 18의 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것인 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A가 하기 화학식 (4)로 표시되는 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것인 화합물.
    Figure pct00032

    [화학식 (4) 중,
    X12 내지 X19는 N, CH, C(R4), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타내고,
    R4는 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내되, 단 X12 내지 X19 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R4)이고 한쪽의 R4가 단결합인 경우, 다른 쪽의 R4와 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성하고,
    Y2는 O, S, NH, N(R5), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자를 나타내고,
    R5는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내고,
    W1은 단결합, O, S, S(=O)2, P(R6), P(=O)(R7), N(R8), Si(R9)(R10), C(R11)(R12), 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자, 또는 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타내고,
    R6 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타냄]
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두개의 L 중 적어도 한쪽에 있어서의 A가 하기 화학식 (5)로 표시되는 헤테로아릴기 또는 헤테로아릴렌기를 포함하는 것인 화합물.
    Figure pct00033

    [화학식 (5) 중,
    X20 내지 X27은 N, CH, C(R13), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 탄소 원자를 나타내고,
    R13은 각각 독립적으로 단결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타내되, 단 X20 내지 X27 중의 인접하는 2개가 동시에 C(R13)이고 한쪽의 R13이 단결합인 경우, 다른 쪽의 R13과 결합하여 해당 2개의 탄소 원자를 포함하는 환을 형성하고,
    Y3은 O, S, NH, N(R14), 또는 상기 L1 또는 A와 결합하는 질소 원자를 나타내고,
    R14는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3 내지 18의 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5 내지 18의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 18의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 디아릴옥시포스피닐기, 플루오로기, 또는 시아노기를 나타냄]
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두개의 L 중 한쪽에 있어서의 n이 0인 화합물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료.
  7. 음극과 양극 사이에, 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기 박막층을 갖고, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이 제6항에 기재된 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 발광층이 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 호스트 재료로서 함유하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 발광층이 인광 발광 재료를 함유하고, 인광 발광 재료가 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오르토메탈화 착체인 유기 전계 발광 소자.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음극과 상기 발광층 사이에 전자 수송 대역을 갖고, 상기 전자 수송 대역이 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광층과 상기 음극 사이에 전자 주입층을 갖고, 상기 전자 주입층이 질소 함유 환 유도체를 함유하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  12. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광층과 상기 양극 사이에 정공 수송 대역을 갖고, 상기 정공 수송 대역이 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 것인 유기 전계 발광 소자.
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