KR20140119731A - 방향족 아민 유도체, 유기 전기발광 소자 및 전자 기기 - Google Patents

방향족 아민 유도체, 유기 전기발광 소자 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

고효율화, 장수명화된 유기 EL 소자 및 당해 소자를 탑재한 전자 기기, 및 그와 같은 유기 EL 소자를 제공할 수 있는 화합물을 제공한다.

Description

방향족 아민 유도체, 유기 전기발광 소자 및 전자 기기{AROMATIC AMINE DERIVATIVE, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 방향족 아민 유도체 및 그것을 이용한 유기 전기발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 유기 EL 소자를 탑재한 전자 기기에 관한 것이다.
유기 EL 소자는, 전계를 인가하는 것에 의해, 양극으로부터 주입된 정공과 음극으로부터 주입된 전자의 재결합 에너지에 의해 형광성 물질이 발광하는 원리를 이용한 자발광 소자이다. 이스트만 코닥사의 C. W. Tang 등에 의한 적층형 소자에 의한 저전압 구동 유기 EL 소자의 보고(문헌[C. W. Tang, S. A. Vanslyke, 어플라이드 피직스 레터즈(Applied Physics Letters), 51권, 913페이지, 1987년] 등)가 이루어진 이래, 유기 재료를 구성 재료로 하는 유기 EL 소자에 관한 연구가 활발히 행해지고 있다.
예컨대, 특허문헌 1∼4는, 2개의 질소 원자 사이에 플루오렌 골격을 갖는 다이아민 화합물을 개시하고 있고, 당해 다이아민 화합물을 「발광층에 인접하는」 정공 수송층의 재료로서 사용함으로써, 발광층에 있어서의 발광 시의 발열 등에 의한 정공 수송 재료의 결정화가 억제되어, 2개의 질소 원자 사이에 바이페닐렌기를 갖는 다이아민 화합물이나 플루오렌 골격을 갖는 모노아민 화합물과 비교하여 안정성, 내구성이 개량된 유기 EL 소자를 개시하고 있다.
또한, 특허문헌 5는, 2개의 질소 원자가 바이페닐렌기를 개재시켜 결합한 다이아민 화합물을 제 1 정공 수송층의 재료로서 이용하고, 다이벤조퓨란 구조 및 카바졸 구조를 갖는 방향족 아민 유도체를 발광층에 인접한 제 2 정공 수송층의 재료로서 이용하는 것에 의해, 구동 전압이 낮고 수명이 긴 유기 EL 소자를 제조할 수 있다는 것을 개시하고 있다. 특허문헌 6은, 제 1 정공 수송층에 2개의 질소 원자가 바이페닐렌기를 개재시켜 결합한 다이아민 화합물을 채용하고, 제 2 정공 수송층에 특정한 헤테로아릴 구조를 갖는 아민 화합물을 인광 발광성의 유기 EL 소자에서 채용함으로써, 당해 제 2 정공 수송층이 전자 블록성, 전자 내성 및 정공 주입·수송성을 겸비하여, 유기 EL 소자의 고효율 및 장수명을 달성한다는 것을 개시하고 있다. 특허문헌 7은, 「발광층에 인접하는」 정공 수송층에, 카바졸 환 구조를 갖는 화합물을 채용함으로써, 소자의 발광 효율이 높고, 구동 전압이 낮은 유기 EL 소자를 제공한다.
즉, 유기 EL 소자, 특히 인광 소자에서는, 정공 수송층을 제 1 정공 수송층과 제 2 정공 수송층의 2층 구성으로 하여, 「발광층에 인접하는」 제 2 정공 수송층에, 보다 고기능인 재료를 적용함으로써 소자 성능을 향상시켜 왔다.
제 2 정공 수송층에 요구되는 성능으로서는, (i) 인광 발광층의 여기 에너지의 확산을 방지하기 위해, 높은 3중항 에너지(2.6eV 이상이 바람직하다)를 가질 것, (ii) 발광층과 인접하기 위해, 전자 내성을 가질 것, (iii) 발광층으로부터 전자가 새는 것을 방지하기 위해서 친화도가 작은(2.4eV 이하가 바람직하다) 유기층일 것, (iv) 발광층으로의 정공 주입을 촉진시키기 위해서 이온화 포텐셜이 큰(5.5eV 이상이 바람직하다) 유기층일 것이 필요하다고 여겨지고 있다. 이와 같은 특성을 만족시키는 재료로서, 트라이페닐아민 골격에 카바졸이나 다이벤조퓨란 등의 헤테로아릴 환이 결합된 전자 내성이 높은 분자 골격이 선호되고 있다.
한편, 제 1 정공 수송층에 대해서는, 일반적으로 제 2 정공 수송층으로의 정공 주입성이 우수할 것이 요구되고 있다.
또한, 정공 주입성을 향상시키는 관점에서, 정공 주입층으로서 p형 반도체적 성질을 갖는 화합물(본 발명에서는, 억셉터(acceptor) 재료라고도 한다)을 함유시키는 것이 검토되어 있다(특허문헌 8∼9 참조).
일본 특허 제3813003호 공보 일본 특허 제3801330호 공보 일본 특허 제3792029호 공보 일본 특허 제3835917호 공보 국제공개 제2010/114017호 국제공개 제2009/041635호 국제공개 제2011/024451호 국제공개 제01/49806호(일본 특허공표 제2003-519432호 공보) 국제공개 제2011/090149호
상기와 같은 유기 EL 소자의 연구 개발이 진행되는 중, 상용 디바이스에 있어서는, 유기 EL 소자의 각각의 발광색마다, 내부에서 발광한 광을 디바이스 외부로 효율 좋게 취출하는 것이 불가결하다. 그래서, 캐리어 수송성이 다른 유기층과 비교하여 높은 정공 수송층의 막 두께를 제어함으로써, 소자 전체의 광로 길이를 조정할 필요가 있다. 그 때문에, 현재는, 정공 수송층을 후막화(厚膜化)해도 구동 전압이 높아지지 않을 정도로 높은 이동도의 정공 수송 재료가 요구되고 있고, 또한 억셉터 재료와의 상호 작용에 의해서, 캐리어 생성량이 큰 정공 수송 재료를 개발하고, 그것을 제 1 정공 수송층에 적용할 것이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 고효율화, 장수명화된 유기 EL 소자 및 당해 유기 EL 소자를 탑재한 전자 기기, 및 그와 같은 유기 EL 소자를 제공할 수 있는 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기의 바람직한 성질을 갖는 화합물 및 그것을 이용한 유기 EL 소자를 개발하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하는 것에 의해 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견했다. 나아가, 발광층에 인접하는 정공 수송층에 헤테로아릴 치환 아민 유도체를 이용하면, 인광 발광성 유기 EL 소자로서 뿐만 아니라, 형광 발광성 유기 EL 소자로서도 우수한 효과를 발휘한다는 것을 발견했다. 본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성된 것이다.
즉, 본 발명의 일 태양은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공하는 것이다.
[화학식 1]
Figure pct00001
(상기 화학식 1 중, Ar1은 하기 화학식 A-1로 표시되는 유기기 A이며, Ar2는 상기 유기기 A이거나, 또는 하기 화학식 B-1로 표시되는 유기기 B이며, Ar3은 상기 유기기 B이거나, 또는 하기 화학식 C-1로 표시되는 유기기 C이다.
Ar1 및 Ar2의 양쪽이 유기기 A인 경우, 각각의 유기기 A는 동일해도 상이해도 좋다.)
[화학식 A-1]
Figure pct00002
(상기 화학식 A-1 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. R1과 R2는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.
R3∼R6은 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다.
또한, a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다.
R3 및 R4는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다. 또한, a 또는 b가 2인 경우, 인접하는 R3끼리, 인접하는 R4끼리는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.)
[화학식 B-1]
Figure pct00003
(상기 화학식 B-1 중, Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴렌기이며, Ar6은 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴기이다. R7∼R9는 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. 또한, e, f 및 g는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다. h 및 i는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
R7∼R9는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다. 또한, e, f 또는 g가 2인 경우, 인접하는 R7끼리, 인접하는 R8끼리 또는 인접하는 R9끼리는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.)
[화학식 C-1]
Figure pct00004
(상기 화학식 C-1 중, Ar7은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴기이다. R10은 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. 또한, j는 0∼2의 정수이다. j가 2인 경우, 인접하는 R10끼리가 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.)
또한, 본 발명의 별도의 태양은, 음극과 양극의 사이에 적어도 발광층을 함유하는 한 층 또는 복수 층으로 이루어지는 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 EL 소자에 있어서, 당해 유기 박막층의 적어도 한 층이, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 단독 또는 혼합물의 성분으로서 함유하는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 별도의 태양은, 상기 유기 EL 소자를 탑재한 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 화합물은, 유기 EL 소자의 정공 수송층을 후막화해도 구동 전압이 높아지지 않는 높은 이동도의 정공 수송 재료로서, 유기 EL 소자의 광로 길이를 조정 가능하고, 소자의 고효율화와 장수명화가 도모되는 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
특히, 양극에 억셉터층이 접합된 유기 EL 소자의 정공 수송 재료로서 이용된 경우, 억셉터 재료와의 상성(相性)이 우수하기 때문에, 억셉터층으로부터 정공 수송층으로의 정공 주입량이 증대되어, 상기 효과를 더한층 높일 수 있다.
본 명세서 중, 바람직하다고 하는 규정은 임의로 선택할 수 있고, 또한 바람직하다고 하는 규정의 조합은 보다 바람직하다고 말할 수 있다.
본 발명의 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure pct00005
상기 화학식 1 중, Ar1은 하기 화학식 A-1로 표시되는 유기기 A이며, Ar2는 상기 유기기 A이거나, 또는 하기 화학식 B-1로 표시되는 유기기 B이며, Ar3은 상기 유기기 B이거나, 또는 하기 화학식 C-1로 표시되는 유기기 C이다.
Ar1 및 Ar2의 양쪽이 유기기 A인 경우, 각각의 유기기 A는 동일해도 상이해도 좋다.
[화학식 A-1]
Figure pct00006
상기 화학식 A-1 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다.
당해 알킬기로서는, 예컨대 메틸기, 에틸기, 각종 프로필기(「각종」은, 직쇄상 및 분기쇄상인 모든 기를 포함하며, 이하 마찬가지이다), 각종 뷰틸기, 각종 옥틸기, 각종 데실기 등을 들 수 있다. 알킬기의 탄소수는, 바람직하게는 1∼5이다.
당해 아릴기로서는, 예컨대 페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기, 나프틸기, 안트릴기 등을 들 수 있고, 아릴기의 환 형성 탄소수는, 바람직하게는 6∼20, 보다 바람직하게는 6∼12, 더 바람직하게는 6∼10이다. 아릴기로서는, 페닐기가 바람직하다.
R1 및 R2는 수소 원자, 메틸기 또는 페닐기인 것이 바람직하고, 모두 메틸기인 것이 보다 바람직하다.
한편, R1과 R2는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋고, 그와 같은 유기기 A로서는 예컨대 이하와 같은 기를 들 수 있지만, 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성하지는 않는 것이 바람직하다.
Figure pct00007
화학식 A-1 중, R3∼R6은 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다.
당해 알킬기 및 아릴기는, R1 및 R2의 경우와 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 것도 동일하다.
당해 사이클로알킬기로서는, 예컨대 사이클로프로필기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로옥틸기 등을 들 수 있다. 사이클로알킬기의 환 형성 탄소수는, 바람직하게는 5∼8이다.
또한, 화학식 A-1 중, a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이고, 바람직하게는 0 또는 1, 보다 바람직하게는 0이다.
R3 및 R4로서는, 각각 독립적으로, 바람직하게는 탄소수 1∼10의 알킬기이고, 보다 바람직한 기는 상기한 대로이다. R5 및 R6으로서는, 각각 독립적으로, 바람직하게는 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이고, 각각 보다 바람직한 기는 상기한 대로이다.
R3 및 R4는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋고, 그와 같은 유기기 A로서는 이하와 같은 기를 들 수 있다.
Figure pct00008
또한, a 또는 b가 2인 경우, 인접하는 R3끼리, 인접하는 R4끼리는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋고, 그와 같은 유기기 A로서는, 이하와 같은 기를 들 수 있다.
Figure pct00009
상기한 대로, Ar2는 상기 유기기 A이거나, 또는 하기 화학식 B-1로 표시되는 유기기 B이다.
[화학식 B-1]
Figure pct00010
화학식 B-1 중, Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴렌기이다. 당해 아릴렌기로서는, 예컨대 페닐렌기, 나프틸렌기, 안트릴렌기, 페난트릴렌기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 환 형성 탄소수 6∼10의 아릴렌기가 바람직하고, 페닐렌기가 보다 바람직하다.
Ar6은 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴기이다. 당해 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 환 형성 탄소수 6∼10의 아릴기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다.
R7∼R9는 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. 당해 알킬기, 사이클로알킬기 및 아릴기는, R3 및 R4의 경우와 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 것도 동일하다. R7∼R9로서는, 모두, 바람직하게는 탄소수 1∼10의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼5의 알킬기, 더 바람직하게는 메틸기이다.
또한, e, f 및 g는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이고, 바람직하게는 0 또는 1이다. h 및 i는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
화학식 B-1 중, R7∼R9는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋고, 그와 같은 유기기 B로서는, 예컨대 Ar4∼Ar6이 페닐기인 경우, 이하와 같은 기를 들 수 있다.
Figure pct00011
서로 결합하여 탄화수소 환을 형성한 유기기 B로서의 상기 예시 중에서도, 이하의 것이 바람직하다.
Figure pct00012
또한, 화학식 B-1 중, e, f 또는 g가 2인 경우, 인접하는 R7끼리, 인접하는 R8끼리 또는 인접하는 R9끼리는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다. 그와 같은 유기기 B로서는, 예컨대 Ar4∼Ar6이 페닐기인 경우, 이하와 같은 기를 들 수 있다.
Figure pct00013
한편, 상기 유기기 B는, 하기 화학식 B-2로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 B-2]
Figure pct00014
(상기 화학식 중, Ar6, R7∼R9, e, f 및 g는 상기 정의한 대로이고, 바람직한 것도 동일하다.)
또, 상기 유기기 B는, 하기 화학식 B-3∼B-5 중 어느 하나로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 B-3]
Figure pct00015
[화학식 B-4]
Figure pct00016
[화학식 B-5]
Figure pct00017
(상기 화학식 중, Ar4∼Ar6, R7∼R9, e, f 및 g는 상기 정의한 대로이고, 바람직한 것도 동일하다.)
상기한 대로, Ar3은 상기 유기기 B이거나, 또는 하기 화학식 C-1로 표시되는 유기기 C이다.
[화학식 C-1]
Figure pct00018
상기 화학식 C-1 중, Ar7은 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴기이다. 당해 아릴기로서는, 예컨대 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 페닐기, 나프틸기가 보다 바람직하다.
R10은 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. 당해 알킬기, 사이클로알킬기 및 아릴기는 R3 및 R4의 경우와 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 것도 동일하다.
또한, j는 0∼2의 정수이고, 0 또는 1이 바람직하다.
한편, j가 2인 경우, 인접하는 R10끼리가 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조 방법에 특별히 제한은 없고, 실시예 및 공지된 방법을 참조하여 제조할 수 있다.
본 발명의 화합물은, 후술하는 바와 같이, 유기 EL 소자용 재료, 특히 유기 EL 소자용 정공 수송 재료로서 유용하다. 또한, 억셉터층이 인접(접합)한 정공 수송층을 갖는 유기 EL 소자의 당해 정공 수송층의 재료로서 유용하다.
본 발명의 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 이들 예시 화합물에 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
[유기 전기발광 소자]
다음으로, 본 발명의 유기 전기발광 소자(유기 EL 소자)의 실시형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 대향하는 양극과 음극의 사이에 유기 박막층을 갖는 유기 전기발광 소자로서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 유기 박막층을 1층 이상 갖는 것이다.
그 중에서도, 특히 본 발명의 바람직한 형태의 유기 EL 소자는, 대향하는 양극과 음극의 사이에, 적어도 2 이상의 정공 수송층과, 발광층을 순차적으로 갖는 유기 EL 소자로서, 당해 정공 수송층 중의 하나가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하고, 또한 발광층과는 인접하지 않는 것을 특징으로 한다.
예컨대, 상기 적어도 2 이상의 정공 수송층이 양극 측의 제 1 정공 수송층과 발광층 측의 제 2 정공 수송층으로 이루어지고, 당해 제 1 정공 수송층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은, 정공 수송층을 복수 층으로 하여, 그 중의 발광층과는 인접하지 않는 정공 수송층이 상기 화학식 1로 표시되는 이동도가 높은 화합물을 정공 수송 재료로서 포함하는 것에 의해, 그 정공 수송층을 후막화해도 구동 전압이 높아지지 않고, 유기 EL 소자의 광로 길이를 조정 가능하여, 소자의 고효율화와 장수명화가 도모된다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 정공 주입성이 우수한 억셉터 재료와의 상성이 좋고, 캐리어 생성량이 증가함으로써 보다 많은 정공을 발광층으로 수송하여 주입할 수 있어, 소자의 고효율화로 이어진다고 생각된다. 본 발명의 유기 EL 소자는, 인광 발광성 유기 EL 소자로서 우수하지만, 나아가, 특히 발광층에 인접하는 정공 수송층에 헤테로아릴 치환 아민 유도체를 이용하면, 인광 발광성 유기 EL 소자로서 뿐만 아니라, 형광 발광성 유기 EL 소자로서도 우수한 효과가 얻어진다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 형광 또는 인광 발광형의 단색 발광 소자이어도, 형광/인광 하이브리드형의 백색 발광 소자이어도 좋고, 단독의 발광 유닛을 갖는 심플형이어도 좋고, 복수의 발광 유닛을 갖는 탠덤형이어도 좋다. 여기에서, 「발광 유닛」이란, 한 층 이상의 유기층을 포함하며, 그 중의 한 층이 발광층이고, 주입된 정공과 전자가 재결합하는 것에 의해 발광할 수 있는 최소 단위를 말한다.
이하, 본 발명의 유기 EL 소자의 소자 구성에 대하여 설명한다.
(1) 유기 EL 소자의 구성
본 발명의 유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로서는,
(1) 양극/억셉터 재료 함유층(억셉터층)/제 1 정공 수송층/제 2 정공 수송층/발광층/음극
(2) 양극/억셉터 재료 함유층(억셉터층)/제 1 정공 수송층/제 2 정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
(3) 양극/억셉터 재료 함유층(억셉터층)/제 1 정공 수송층/제 2 정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
(4) 양극/제 1 정공 수송층/제 2 정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
(5) 양극/제 1 정공 수송층/제 2 정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
등의 구조를 들 수 있다.
상기 제 2 정공 수송층과 발광층 사이에, 추가로 제 3, 제 4…의 정공 수송층이 있어도 좋다. 또한, 발광층과 정공 수송층 사이에 전자 장벽층이나 여기자 장벽층이 있어도 좋고, 발광층과 접하는 정공 수송층이 전자 장벽층이나 여기자 장벽층이어도 좋다.
한편, 상기 억셉터층에 인접하는 정공 수송층, 예컨대 상기 (1)∼(3)에 기재되는 소자 구성에 있어서, 억셉터층에 인접하는 제 1 정공 수송층을 억셉터층 인접 정공 수송층이라고 칭하는 경우가 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 상기 양극과 상기 적어도 2 이상의 정공 수송층(특히 가장 양극에 가까운 정공 수송층)의 사이에 억셉터 재료를 함유하는 억셉터층을 가지면 바람직하다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 정공 수송층이 억셉터 재료를 함유하고 있어도 좋다.
상기 억셉터 재료로서는, 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 정공 수송층과의 접합성이 양호해져, 보다 소자 성능의 향상이 기대될 수 있기 때문에, 하기 화학식 A, B 또는 C로 표시되는 화합물 등의 평면성이 높은 골격을 갖는 것이 바람직하다.
[화학식 A]
Figure pct00034
(화학식 A 중, R11∼R16은 각각 독립적으로 사이아노기, -CONH2, 카복실기 또는 -COOR17(R17은 탄소수 1∼20의 알킬기이다.)을 나타내거나, 또는 R11 및 R12, R13 및 R14, 또는 R15 및 R16이 서로 결합하여 -CO-O-CO-로 표시되는 기를 나타낸다.)
R17의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, tert-뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.
[화학식 B]
Figure pct00035
상기 화학식 B 중, R21∼R24는 각각 서로 동일해도 상이해도 좋고, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴옥시기, 또는 사이아노기이다. R21∼R24 중 서로 인접하는 것은 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.
Y1∼Y4는 서로 동일해도 상이해도 좋고, -N=, -CH= 또는 C(R25)=이며, R25는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴옥시기, 또는 사이아노기이다.
Ar10은 환 형성 탄소수 6∼24의 축합환 또는 환 형성 원자수 6∼24의 복소환이다. ar1 및 ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 i 또는 ii의 환을 나타낸다.
[화학식 i]
Figure pct00036
[화학식 ii]
Figure pct00037
{상기 화학식 중, X1 및 X2는 서로 동일해도 상이해도 좋고, 하기 화학식 a∼g로 나타내는 2가 기 중 어느 하나이다.
Figure pct00038
(상기 화학식 중, R31∼R34는 각각 서로 동일해도 상이해도 좋고, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며, R32와 R33은 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.)}
R21∼R24 및 R31∼R34의 각 기의 예는 이하와 같다.
알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, tert-뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.
아릴기로서는, 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다.
복소환기로서는, 피리딘, 피라진, 퓨란, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 싸이오펜 등의 잔기를 들 수 있다.
할로젠 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있다.
알콕시기로서는, 메톡시기, 에톡시기 등을 들 수 있다.
아릴옥시기의 예로서는, 페닐옥시기 등을 들 수 있다.
이들은 치환기를 갖고 있어도 좋고, 치환된 아릴기로서는, 모노플루오로페닐기, 트라이플루오로메틸페닐기 등의 할로젠 원자가 치환된 아릴기; 톨릴기, 4-t-뷰틸페닐기 등의 탄소수 1∼10(바람직하게는 1∼5)의 알킬기가 치환된 아릴기 등을 들 수 있다. 치환된 알킬기로서는, 트라이플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 퍼플루오로사이클로헥실기, 퍼플루오로아다만틸기 등의 할로젠 원자가 치환된 알킬기를 들 수 있다. 치환된 아릴옥시기로서는, 4-트라이플루오로메틸페닐옥시기, 펜타플루오로페닐옥시 등의 할로젠 원자가 치환된 또는 할로젠 원자 함유 알킬기(탄소수 1∼5)가 치환된 아릴옥시기; 4-t-뷰틸페녹시기 등의 탄소수 1∼10(바람직하게는 1∼5)의 알킬기가 치환된 아릴옥시기 등을 들 수 있다.
R21∼R24 중 서로 인접하는 것은, 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 좋다. 당해 환의 예로서는, 벤젠 환, 나프탈렌 환, 피라진 환, 피리딘 환, 퓨란 환 등을 들 수 있다.
[화학식 C]
Figure pct00039
화학식 C 중, Z1∼Z3은 각각 독립적으로 하기 화학식 h로 표시되는 2가 기이다.
[화학식 h]
Figure pct00040
화학식 h 중, Ar31은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기이다.
아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다.
헤테로아릴기로서는, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 퀴놀린, 아이소퀴놀린 등을 들 수 있다.
또한, 이들 치환기의 예로서는, 사이아노기, 플루오로기, 트라이플루오로메틸기, 클로로기 및 브로모기 등의 전자 흡인성 기를 들 수 있다.
(2) 투광성 기판
본 발명의 유기 EL 소자는, 투광성 기판 상에 제작한다. 여기에서 말하는 투광성 기판은 유기 EL 소자를 지지하는 기판이며, 400∼700nm의 가시 영역의 광 투과율이 50% 이상이고 평활한 기판이 바람직하다.
구체적으로는, 유리판, 폴리머판 등을 들 수 있다. 유리판으로서는, 특히 소다 석회 유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨붕규산 유리, 석영 등을 들 수 있다. 또한, 폴리머판으로서는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에터설파이드, 폴리설폰 등을 들 수 있다.
(3) 양극
본 발명의 유기 EL 소자의 양극은, 정공을 정공 수송층 또는 발광층에 주입하는 기능을 갖는 것이며, 4.5eV 이상의 일함수를 갖는 것이 효과적이다. 본 발명에 이용되는 양극 재료의 구체예로서는, 산화인듐주석 합금(ITO), 산화주석(NESA), 인듐-아연 산화물(IZO), 금, 은, 백금, 구리 등을 들 수 있다.
양극은, 이들 전극 물질을 증착법이나 스퍼터링법 등의 방법으로 박막을 형성시키는 것에 의해 제작할 수 있다.
이와 같이 발광층으로부터의 발광을 양극으로부터 취출하는 경우, 양극의 발광에 대한 투과율이 10%보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 양극의 시트 저항은, 수백Ω/□ 이하가 바람직하다. 양극의 막 두께는 재료에도 의존하지만, 통상 10nm∼1㎛, 바람직하게는 10nm∼200nm의 범위에서 선택된다.
(4) 정공 수송층
상기한 대로, 본 발명의 유기 EL 소자의 보다 바람직한 실시태양에 있어서의 유기 EL 소자에는, 적어도 2층 이상의 정공 수송층이 이용된다.
발광층에 인접하지 않는 정공 수송층은, 유기 EL 소자의 광학 조정을 위해 두꺼운 막으로 이용되는 경우가 많아, 저전압화의 관점에서 정공 이동도가 높을 것이 요구된다. 또한, 효율 좋게 캐리어를 생성하기 위해 억셉터층과 적층되는 경우가 많아, 억셉터층과의 상호 작용이 높을 것이 필요하다고 여겨지고 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은, 플루오렌 구조를 갖는 것으로 인해 바이페닐 구조와 비교하여 분자의 평면성이 높기 때문에, 정공 이동도가 높다. 또, 일반적으로 평면성이 높은 억셉터 재료와의 상호 작용이 우수한 것으로 인해 캐리어의 발생량도 크기 때문에, 발광층으로 보다 많은 정공을 수송하여 주입할 수 있다. 즉, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은, 발광층에 인접하지 않는 정공 수송층(정공 수송층이 2층인 경우에는, 제 1 정공 수송층에 상당한다)에 요구되는 특성을 만족시키기 때문에, 발광층에 인접하지 않는 정공 수송층의 재료로서 이용하는 것이 바람직하다.
한편, 발광층에 인접하는 정공 수송층(정공 수송층이 2층인 경우에는, 제 2 정공 수송층에 상당한다)에 요구되는 특성으로서는, 발광층의 여기 에너지의 확산을 방지하기 위해 높은 3중항 에너지(2.6eV 이상이 바람직하다), 발광층과 인접하기 위한 전자 내성, 발광층으로부터 전자가 새는 것을 방지하기 위해서 친화도가 작은(2.4eV 이하가 바람직하다) 유기층일 것, 발광층으로의 정공 주입을 촉진시키기 위해 이온화 포텐셜이 큰(5.5eV 이상이 바람직하다) 유기층일 것이 필요하다고 여겨지고 있다. 이와 같은 특성을 만족시키는 재료로서는, 우수한 인광 발광성 유기 EL 소자뿐만 아니라 우수한 형광 발광성 유기 EL 소자를 얻는 관점에서, 헤테로아릴 치환 아민 유도체가 바람직하고, 보다 바람직하게는 하기 화학식 4∼8로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
〔발광층에 인접하는 정공 수송층용 재료예(제 2 정공 수송 재료); 화학식 4〕
[화학식 4]
Figure pct00041
(화학식 4 중, Ar11∼Ar13은 적어도 1개가 하기 화학식 4-2 또는 4-4로 표시되는 기이다. 또한, 화학식 4-2로 표시되는 기가 아닌 기는, 하기 화학식 4-3 또는 4-4로 표시되는 기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴기이며, 화학식 4-4로 표시되는 기가 아닌 기는, 하기 화학식 4-2 또는 4-3으로 표시되는 기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴기이다.)
[화학식 4-2]
Figure pct00042
[화학식 4-3]
Figure pct00043
[화학식 4-4]
Figure pct00044
(상기 화학식 중, X11은 산소 원자 또는 황 원자이다.
L1∼L3은 각각 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기를 나타내고, L1∼L3이 가져도 좋은 치환기는 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기(알킬기의 탄소수는 1∼5이고, 아릴기의 환 형성 탄소수는 6∼14이다), 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기이다.
Ar14는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기를 나타내고, Ar14가 가져도 좋은 치환기는 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기(알킬기의 탄소수는 1∼5이고, 아릴기의 환 형성 탄소수는 6∼14이다), 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기이다.
R51∼R56은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기(알킬기의 탄소수는 1∼5이고, 아릴기의 환 형성 탄소수는 6∼14이다), 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기를 나타낸다. 인접한 복수의 R51∼R56은 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.
b, f는 각각 독립적으로 0∼3의 정수를 나타내고, a, c, d, e는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타낸다.)
L1∼L3이 나타내는 아릴렌기로서는, 페닐렌기, 나프틸렌기, 바이페닐렌기, 안트릴렌기, 아세나프틸렌일기, 안트란일렌기, 페난트렌일렌기, 페날렌일기, 퀴놀릴렌기, 아이소퀴놀릴렌기, s-인다센일렌기, as-인다센일렌기, 크라이센일렌기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 환 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기가 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼20의 아릴렌기가 보다 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴렌기가 더 바람직하고, 페닐렌기가 특히 바람직하다.
이하, 나머지 각 기에 대하여 설명하지만, 동일한 기에 대해서는 동일하게 설명된다.
알킬기로서는, 탄소수 1∼5의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1∼3의 알킬기가 보다 바람직하다. 알킬기로서는, 예컨대 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, n-헥실기 등을 들 수 있다.
트라이알킬실릴기의 알킬기로서는, 상기한 대로이며, 바람직한 것도 동일하다. 트라이아릴실릴기의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 바이페닐릴기를 들 수 있다.
알킬아릴실릴기의 알킬아릴기로서는, 다이알킬모노아릴실릴기 등을 들 수 있다. 당해 알킬기의 탄소수는 1∼5이고, 바람직하게는 1∼3이다. 또한, 당해 아릴기의 환 형성 탄소수는 6∼14이고, 바람직하게는 6∼10이다.
상기 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기로서는, 페닐기, 나프틸기, 바이페닐일기, 안트릴기, 페난트릴기, 터페닐일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 환 형성 탄소수 6∼30의 아릴기가 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼20의 아릴기가 보다 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기가 더 바람직하다.
할로젠 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 요오드 원자를 들 수 있다.
a∼f는, 모두 0 또는 1이 바람직하고, 0이 보다 바람직하다.
상기 화학식 4-2로서는, 하기 화학식 4-2'나 4-2"를 바람직하게 들 수 있다(각 기의 정의는 상기한 대로이다).
[화학식 4-2']
Figure pct00045
[화학식 4-2"]
Figure pct00046
상기 화학식 4-4로서는, 하기 화학식 4-4'를 바람직하게 들 수 있다(각 기의 정의는 상기한 대로이다).
[화학식 4-4']
Figure pct00047
한편, 화학식 4 중, Ar11∼Ar13은 적어도 1개가 상기 화학식 4-2로 표시되는 기인 것이 바람직하다. 또한, 화학식 4-2 중의 X11로서는, 산소 원자인 것이 바람직하다.
Ar11∼Ar13 중, 2개가 상기 화학식 4-2로 표시되는 기인 것도 바람직하고, 1개가 상기 화학식 4-2로 표시되는 기이고, 1개가 상기 화학식 4-3으로 표시되는 기인 것도 바람직하고, 3개가 상기 화학식 4-2로 표시되는 기인 것도 바람직하다.
상기 화학식 4-2에 있어서의 L1이 아릴렌기인 경우이거나 상기 화학식 4-4에 있어서의 L3이 아릴렌기인 경우, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물의 전자 밀도의 상승을 억제하여, Ip가 커지고, 발광층으로의 정공 주입이 촉진되기 때문에, 소자의 구동 전압이 낮아지기 쉬워 바람직하다. 또, 다이벤조퓨란 구조나 카바졸 구조가 아릴렌기를 개재시켜 질소 원자와 결합하면, 아민이 산화되기 어려워져, 화합물이 안정해지는 경우가 많고, 소자의 수명이 길어지기 쉽다. 또한, 상기 화학식 4-4에 있어서의 L3이 아릴렌기인 경우, 화합물이 안정해지기 때문에 합성이 용이하다. 당해 아릴렌기로서는, 특히 페닐렌기가 바람직하다.
또한, 상기 화학식 4에 있어서, Ar11∼Ar13에 있어서, 화학식 4-2∼4-4 중 어느 것으로 표시되는 기도 아닌 경우, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴기를 나타낸다. 당해 아릴기는 하기 화학식 4-5∼4-7로 표시되는 것이 바람직하다.
[화학식 4-5]
Figure pct00048
[화학식 4-6]
Figure pct00049
[화학식 4-7]
Figure pct00050
[상기 화학식 중, R61∼R64는 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기(아릴 부분의 환 형성 탄소수는 6∼14), 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기이다. 인접한 복수의 R61∼R64는 결합하여 환을 형성해도 좋다.
k, l, m, 및 n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.]
또, 상기 화학식 4-5∼4-7로서는, 이하의 화학식 4-5'∼4-7'가 바람직하다(각 기의 정의는 상기한 대로이다).
[화학식 4-5']
Figure pct00051
[화학식 4-6']
Figure pct00052
[화학식 4-7']
Figure pct00053
한편, 상기 화학식 4-5'로서는, 이하의 기도 포함된다.
Figure pct00054
상기 화학식 4로 표시되는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 특별히 이들에 제한되는 것은 아니다.
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
Figure pct00062
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
Figure pct00071
Figure pct00072
(발광층에 인접하는 정공 수송층용 재료예(제 2 정공 수송 재료); 화학식 5∼7)
[화학식 5]
Figure pct00073
[화학식 6]
Figure pct00074
[화학식 7]
Figure pct00075
[화학식 5∼7 중, Ar15∼Ar21은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 5∼50의 방향족 복소환기, 방향족 아미노기가 결합한 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 8∼50의 아릴기, 또는 방향족 복소환기가 결합한 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 8∼50의 아릴기이다.
Ar16과 Ar17, Ar18과 Ar19, Ar20과 Ar21은 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.
L4는 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기를 나타내고, L4가 가져도 좋은 치환기는 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기(아릴 부분의 환 형성 탄소수는 6∼14), 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기이다.
R67∼R77은 각각 독립적으로 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 비축합 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼12의 축합 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7∼20의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2∼40의 알켄일기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼40의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7∼60의 아르알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 8∼40의 아르알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼40의 할로젠화 알킬기를 나타낸다.
R78, R79는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 비축합 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼12의 축합 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7∼20의 아르알킬기를 나타낸다.
g, i, p, q, r, s, w 및 x는 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
h, y 및 z는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.]
(발광층에 인접하는 정공 수송층용 재료예(제 2 정공 수송 재료); 화학식 8)
[화학식 8]
Figure pct00076
[화학식 8에 있어서, A1 및 A2는 서로 독립적으로 환 형성 탄소수 6∼30의 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 환 형성 탄소수 2∼30의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기를 나타낸다.
Y11∼Y26은 서로 독립적으로 C(R) 또는 질소 원자를 나타내고, R은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기 또는 카바졸 골격에 결합하는 결합손을 나타낸다.
L11 및 L12는 서로 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기를 나타내고, 당해 아릴렌기가 가져도 좋은 치환기는 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기(아릴 부분의 환 형성 탄소수는 6∼14), 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기이다.]
(5) 발광층
본 발명의 유기 EL 소자는, 형광 발광 재료를 함유하는 발광층, 즉 형광 발광층을 갖고 있어도 좋다. 형광 발광층으로서는, 공지된 형광 발광 재료를 사용할 수 있다. 당해 형광 발광 재료로서는, 안트라센 유도체, 플루오란텐 유도체, 스타이릴아민 유도체 및 아릴아민 유도체로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 안트라센 유도체, 아릴아민 유도체가 보다 바람직하다. 특히, 호스트 재료로서는 안트라센 유도체가 바람직하고, 도펀트로서는 아릴아민 유도체가 바람직하다. 구체적으로는, 국제공개 제2010/134350호나 국제공개 제2010/134352호에 기재된 적합한 재료가 선택된다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자는, 인광 발광 재료를 함유하는 발광층, 즉 인광 발광층을 갖고 있어도 좋다. 인광 발광층의 재료로서는, 공지된 인광 발광 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 국제공개 제2005/079118호 등을 참조하면 된다. 인광 발광 재료 중, 도펀트로서는, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 또는 백금(Pt) 금속의 오쏘메탈화 착체 등을 바람직하게 들 수 있고, 이리듐(Ir)의 오쏘메탈화 착체가 보다 바람직하다. 인광 발광 재료 중, 호스트 재료로서는, 카바졸릴기를 함유하는 화합물이 바람직하고, 카바졸릴기 및 트라이아진 골격을 함유하는 화합물이 보다 바람직하고, 카바졸릴기 2개와 트라이아진 골격 1개를 함유하는 화합물이 더 바람직하다.
형광 발광 재료로서의 상기 안트라센 유도체의 환 형성 탄소수는, 바람직하게는 26∼100, 보다 바람직하게는 26∼80, 더 바람직하게는 26∼60이다. 당해 안트라센 유도체로서는, 보다 구체적으로는 하기 화학식 10으로 표시되는 안트라센 유도체가 바람직하다.
[화학식 10]
Figure pct00077
(상기 화학식 10 중, Ar31 및 Ar32는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.
R81∼R88은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7∼50의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2∼50의 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 카복실기, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 또는 하이드록실기이다.)
상기 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기로서는, 모두, 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴기가 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼30의 아릴기가 보다 바람직하다.
상기 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기로서는, 모두, 환 형성 원자수 5∼40의 복소환기가 바람직하고, 환 형성 원자수 5∼30의 복소환기가 보다 바람직하다.
상기 탄소수 1∼50의 알킬기로서는, 탄소수 1∼30의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1∼10의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 1∼5의 알킬기가 더 바람직하다.
상기 탄소수 1∼50의 알콕시기로서는, 탄소수 1∼30의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 1∼10의 알콕시기가 보다 바람직하고, 탄소수 1∼5의 알콕시기가 더 바람직하다.
상기 탄소수 7∼50의 아르알킬기로서는, 탄소수 7∼30의 아르알킬기가 바람직하고, 탄소수 7∼20의 아르알킬기가 보다 바람직하다.
상기 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴옥시기로서는, 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴옥시기가 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기가 보다 바람직하다.
상기 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴싸이오기로서는, 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴싸이오기가 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기가 보다 바람직하다.
상기 탄소수 2∼50의 알콕시카보닐기로서는, 탄소수 2∼30의 알콕시카보닐기가 바람직하고, 탄소수 2∼10의 알콕시카보닐기가 보다 바람직하고, 탄소수 2∼5의 알콕시카보닐기가 더 바람직하다.
상기 할로젠 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등을 들 수 있다.
특히, Ar31 및 Ar32는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기인 것이 바람직하다.
또한, 화학식 10으로 표시되는 안트라센 유도체로서는, 하기 화학식 10-1로 표시되는 안트라센 유도체가 바람직하다.
[화학식 10-1]
Figure pct00078
(상기 화학식 10-1 중, Ar33은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다. R81∼R88은 상기 정의한 대로이다. R89는 R81∼R88의 정의와 동일하다. a는 1∼7의 정수이다.)
R81∼R88은 바람직한 것도 상기와 마찬가지이다. 또한, R89의 바람직한 것도, R81∼R88과 마찬가지이다. a는 1∼3의 정수가 바람직하고, 1 또는 2가 보다 바람직하다. 한편, R89는 나프탈렌 환이 갖는 2개의 벤젠 환 중 어느 것에 치환되어 있어도 좋다.
Ar33이 나타내는 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기로서는, 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴기가 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼30의 아릴기가 보다 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼20의 아릴기가 더 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기가 특히 바람직하다.
형광 발광 재료로서의 상기 아릴아민 유도체로서는, 아릴다이아민 유도체가 바람직하고, 피렌 골격을 함유하는 아릴다이아민 유도체가 보다 바람직하고, 피렌 골격 및 다이벤조퓨란 골격을 함유하는 아릴다이아민 유도체가 더 바람직하다.
아릴다이아민 유도체로서는, 보다 구체적으로는, 하기 화학식 11로 표시되는 아릴다이아민 유도체가 바람직하다.
[화학식 11]
Figure pct00079
(화학식 11 중, Ar34∼Ar37은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기를 나타낸다.
L21은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴렌기를 나타낸다.)
상기 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기로서는, 환 형성 탄소수 6∼30의 아릴기가 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼20의 아릴기가 보다 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기가 더 바람직하고, 페닐기, 나프틸기가 특히 바람직하다.
상기 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기로서는, 환 형성 원자수 5∼40의 헤테로아릴기가 바람직하고, 환 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기가 보다 바람직하고, 환 형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기가 더 바람직하다. 헤테로아릴기로서는, 카바졸릴기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오페닐기 등을 들 수 있고, 다이벤조퓨란일기가 바람직하다. 당해 헤테로아릴기의 바람직한 치환기로서는, 환 형성 탄소수 6∼30(바람직하게는 6∼20, 보다 바람직하게는 6∼12)의 아릴기를 들 수 있고, 페닐기, 나프틸기가 보다 바람직하다.
상기 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기로서는, 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴렌기가 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기가 보다 바람직하고, 환 형성 탄소수 6∼20의 아릴렌기가 더 바람직하고, 피렌일기가 특히 바람직하다.
인광 발광 재료 중, 호스트 재료로서 바람직한 카바졸릴기를 함유하는 화합물로서는, 구체적으로는, 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00080
Figure pct00081
Figure pct00082
발광층은 더블 호스트(호스트·코호스트라고도 한다)로 하여도 좋다. 구체적으로, 발광층에 있어서 전자 수송성의 호스트와 정공 수송성의 호스트를 조합함으로써 발광층 내의 캐리어 밸런스를 조정해도 좋다.
또한, 더블 도펀트로 하여도 좋다. 발광층에 있어서, 양자 수율이 높은 도펀트 재료를 2종류 이상 넣는 것에 의해, 각각의 도펀트가 발광한다. 예컨대, 호스트와 적색 도펀트, 녹색 도펀트를 공증착하는 것에 의해, 황색 발광층을 실현하는 경우가 있다.
또한, 발광층은, 필요에 따라 정공 수송재, 전자 수송재, 폴리머 바인더를 함유해도 좋다.
또, 발광층의 막 두께는, 바람직하게는 5∼50nm, 보다 바람직하게는 7∼50nm, 가장 바람직하게는 10∼50nm이다. 5nm 미만에서는 발광층 형성이 곤란해지고, 색도의 조정이 곤란해질 우려가 있으며, 50nm를 초과하면 구동 전압이 상승할 우려가 있다.
(6) 전자 주입·수송층
다음으로, 전자 주입·수송층은, 발광층으로의 전자의 주입을 도와, 발광 영역까지 수송하는 층으로, 전자 이동도가 크고, 또한 부착 개선층은 이 전자 주입·수송층 중에서 특히 음극과의 부착이 좋은 재료로 이루어지는 층이다.
또한, 유기 EL 소자는 발광한 광이 전극(이 경우는 음극)에 의해 반사되기 때문에, 직접 양극으로부터 취출되는 발광과, 전극에 의한 반사를 경유하여 취출되는 발광이 간섭하는 것이 알려져 있다. 이 간섭 효과를 효율적으로 이용하기 위해, 전자 주입·수송층은 수nm∼수㎛의 막 두께에서 적절히 선택되지만, 특히 막 두께가 두꺼울 때, 전압 상승을 피하기 위해, 104∼106V/cm의 전계 인가 시에 전자 이동도가 적어도 10-5cm2/Vs 이상인 것이 바람직하다.
전자 주입·수송층에 이용되는 재료로서는, 8-하이드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체나 옥사다이아졸 유도체가 적합하다. 상기 8-하이드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체의 구체예로서는, 옥신(일반적으로 8-퀴놀린올 또는 8-하이드록시퀴놀린)의 킬레이트를 포함하는 금속 킬레이트 옥시노이드 화합물, 예컨대 트리스(8-퀴놀린올)알루미늄을 전자 주입 재료로서 이용할 수 있다.
전자 주입 재료로서는, 하기 화학식 31∼36 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 31]
Figure pct00083
[화학식 32]
Figure pct00084
[화학식 33]
Figure pct00085
화학식 31∼33 중, Z1, Z2 및 Z3은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다.
R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼20의 알킬기, 할로젠 원자가 치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 또는 탄소수 1∼20의 알콕시기이다. 한편, 화학식 31∼32 중의 R1은, 5원 환과 6원 환 중 어느 것에 치환되어 있어도 좋지만, 6원 환에 치환되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 화학식 33 중의 R1은 6원 환에 치환되어 있다.
n은 0∼5의 정수이며, n이 2 이상의 정수일 때, 복수의 R1은 서로 동일해도 상이해도 좋다. 또한, 인접하는 복수의 R1끼리가 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 환을 형성하고 있어도 좋다.
Ar1은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기이다.
Ar2는 수소 원자, 탄소수 1∼20의 알킬기, 할로젠 원자가 치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기이다.
단, Ar1, Ar2 중 어느 한쪽은, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 10∼50의 축합환기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 9∼50의 헤테로 축합환기이다.
Ar3은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴렌기이다.
L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 9∼50의 헤테로 축합환기, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌일렌기이다. 한편, 화학식 31 중의 L2, 화학식 32 중의 L3은 각각 5원 환과 6원 환 중 어느 것에 치환되어 있어도 좋지만, 5원 환에 치환되어 있는 것이 바람직하다.
R1, R2, Ar1, Ar2가 나타내는 아릴기, 알킬기의 구체예로서는, 상기 화학식 B 중의 R21∼R24와 마찬가지의 예를 들 수 있고, 알콕시기로서는, 그의 알킬기에 산소 원자가 결합한 예를 들 수 있다. R1, R2, Ar1, Ar2가 나타내는 헤테로아릴기로서는, 예컨대 피롤릴기, 피리딘일기, 피라진일기, 피리미딘일기, 인돌릴기, 아이소인돌릴기, 퓨릴기, 벤조퓨란일기, 아이소벤조퓨란일기, 퀴놀린일기, 아이소퀴놀린일기, 퀴녹산일기, 카바졸릴기, 페난트리딘일기, 아크리딘일기 등을 들 수 있다. Ar3, L1, L2 및 L3이 나타내는 아릴렌기로서는 그의 아릴기의 2가의 예, 헤테로 축합환기로서는 헤테로아릴기 중 탄소수가 적합한 축합환기를 들 수 있다.
[화학식 34]
Figure pct00086
(화학식 중, X는 질소 원자 또는 황 원자를 포함한 축합환이고, Y는 단일 결합, 알킬쇄, 알킬렌쇄, 사이클로알킬쇄, 아릴쇄, 복소환쇄, 실릴쇄, 에터쇄 또는 싸이오에터쇄 중 어느 것으로부터 단독 또는 조합한 것으로부터 선택된다. q는 2 이상의 자연수이다.
또한, 화학식 34로 표시되는 화합물의 분자량은 480 이상이다.)
[화학식 35]
Figure pct00087
(화학식 중, A는 페난트롤린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 치환기이다. B는 하기 화학식 35A로 표시되는 구조를 갖는 p가의 유기기이다. p는 2 이상의 자연수이다.)
[화학식 35A]
Figure pct00088
(화학식 중, R4와 R5는 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기(페닐기에 축합된 아릴기를 포함한다) 중 어느 하나이다. l과 m은 각각 독립적으로 0∼5의 자연수이다. Z는 하기 화학식 35B로부터 선택된 적어도 1종 이상이다.)
[화학식 35B]
Figure pct00089
[화학식 36]
Figure pct00090
(화학식 중, R6 및 R7은 동일해도 상이해도 좋고, 각각 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 복소환기, 알켄일기, 사이클로알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 알킬싸이오기, 아릴에터기, 아릴싸이오에터기, 아릴기, 헤테로아릴기, 사이아노기, 카보닐기, 에스터기, 카밤오일기, 아미노기, 실릴기, 및 인접 치환기와의 사이에 형성되는 축합환 중에서 선택된다. Ar4는 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.)
본 발명의 유기 EL 소자의 바람직한 형태에, 음극과 유기 박막층의 계면 영역에 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 갖는 것도 바람직하다.
이와 같은 구성에 의하면, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장수명화가 도모된다.
전자 공여성 도펀트로서는, 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 알칼리 토류 금속 화합물, 희토류 금속 및 희토류 금속 화합물 등으로부터 선택된 적어도 1종류를 들 수 있다.
유기 금속 착체로서는, 알칼리 금속을 포함하는 유기 금속 착체, 알칼리 토류 금속을 포함하는 유기 금속 착체, 및 희토류 금속을 포함하는 유기 금속 착체 등으로부터 선택된 적어도 1종류를 들 수 있다.
알칼리 금속으로서는, 리튬(Li)(일함수: 2.93eV), 나트륨(Na)(일함수: 2.36eV), 칼륨(K)(일함수: 2.28eV), 루비듐(Rb)(일함수: 2.16eV), 세슘(Cs)(일함수: 1.95eV) 등을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하인 것이 바람직하다. 이들 중 바람직하게는 K, Rb, Cs, 더 바람직하게는 Rb 또는 Cs이고, 가장 바람직하게는 Cs이다.
알칼리 토류 금속으로서는, 칼슘(Ca)(일함수: 2.9eV), 스트론튬(Sr)(일함수: 2.0eV 이상 2.5eV 이하), 바륨(Ba)(일함수: 2.52eV) 등을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하인 것이 특히 바람직하다.
희토류 금속으로서는, 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 세륨(Ce), 터븀(Tb), 이터븀(Yb) 등을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하인 것이 특히 바람직하다.
이상의 금속 중 바람직한 금속은, 특히 환원 능력이 높고, 전자 주입 영역으로의 비교적 소량의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장수명화가 가능하다.
알칼리 금속 화합물로서는, 산화리튬(Li2O), 산화세슘(Cs2O), 산화칼륨(K2O) 등의 알칼리 산화물, 불화리튬(LiF), 불화나트륨(NaF), 불화세슘(CsF), 불화칼륨(KF) 등의 알칼리 할로젠화물 등을 들 수 있고, 불화리튬(LiF), 산화리튬(Li2O), 불화나트륨(NaF)이 바람직하다.
알칼리 토류 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 있고, BaO, SrO, CaO가 바람직하다.
희토류 금속 화합물로서는, 불화이터븀(YbF3), 불화스칸듐(ScF3), 산화스칸듐(ScO3), 산화이트륨(Y2O3), 산화세륨(Ce2O3), 불화가돌리늄(GdF3), 불화터븀(TbF3) 등을 들 수 있고, YbF3, ScF3, TbF3가 바람직하다.
유기 금속 착체로서는, 상기한 대로, 각각 금속 이온으로서 알칼리 금속 이온, 알칼리 토류 금속 이온, 희토류 금속 이온의 적어도 하나를 함유하는 것이면 특별히 한정은 없다. 또한, 배위자에는 퀴놀린올, 벤조퀴놀린올, 아크리딘올, 페난트리딘올, 하이드록시페닐옥사졸, 하이드록시페닐싸이아졸, 하이드록시다이아릴옥사다이아졸, 하이드록시다이아릴싸이아다이아졸, 하이드록시페닐피리딘, 하이드록시페닐벤즈이미다졸, 하이드록시벤조트라이아졸, 하이드록시풀보레인, 바이피리딜, 페난트롤린, 프탈로사이아닌, 포피린, 사이클로펜타다이엔, β-다이케톤류, 아조메타인류, 및 그들의 유도체 등이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체의 첨가 형태로서는, 계면 영역에 층 형상 또는 섬 형상으로 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 증착하여, 유기물 중에 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 분산시키는 방법이 바람직하다. 분산 농도는 통상, 몰비로 유기물:전자 공여성 도펀트 및/또는 유기 금속 착체 = 100:1∼1:100이고, 바람직하게는 5:1∼1:5이다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 층 형상으로 형성하는 경우는, 계면의 유기층인 발광 재료나 전자 주입 재료를 층 형상으로 형성한 후에, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 단독으로 저항 가열 증착법에 의해 증착하고, 바람직하게는 층의 두께 0.1nm 이상 15nm 이하로 형성한다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 섬 형상으로 형성하는 경우는, 계면의 유기층인 발광 재료나 전자 주입 재료를 섬 형상으로 형성한 후에, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 단독으로 저항 가열 증착법에 의해 증착하고, 바람직하게는 섬의 두께 0.05nm 이상 1nm 이하로 형성한다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자에 있어서의, 주성분과, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나의 비율로서는, 몰비로, 주성분:전자 공여성 도펀트 및/또는 유기 금속 착체 = 5:1∼1:5이면 바람직하고, 2:1∼1:2이면 더 바람직하다.
(7) 음극
음극으로서는, 전자 주입·수송층 또는 발광층에 전자를 주입하기 위해, 일함수가 작은(4eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 전극 물질로 하는 것이 이용된다. 이와 같은 전극 물질의 구체예로서는, 나트륨, 나트륨·칼륨 합금, 마그네슘, 리튬, 마그네슘·은 합금, 알루미늄/산화알루미늄, 알루미늄·리튬 합금, 인듐, 희토류 금속 등을 들 수 있다.
이 음극은 이들 전극 물질을 증착이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 박막을 형성시키는 것에 의해 제작할 수 있다.
여기서 발광층으로부터의 발광을 음극으로부터 취출하는 경우, 음극의 발광에 대한 투과율은 10%보다 크게 하는 것이 바람직하다.
또한, 음극으로서의 시트 저항은 수백Ω/□ 이하가 바람직하고, 막 두께는 통상 10nm∼1㎛, 바람직하게는 50∼200nm이다.
(8) 절연층
유기 EL 소자는 초박막에 전계를 인가하기 때문에, 누설이나 단락에 의한 화소 결함이 생기기 쉽다. 이것을 방지하기 위해서, 한 쌍의 전극 사이에 절연성 박막층을 삽입하는 것이 바람직하다.
절연층에 이용되는 재료로서는, 예컨대 산화알루미늄, 불화리튬, 산화리튬, 불화세슘, 산화세슘, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 산화칼슘, 불화칼슘, 질화알루미늄, 산화타이타늄, 산화규소, 산화저마늄, 질화규소, 질화붕소, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화바나듐 등을 들 수 있고, 이들의 혼합물이나 적층물을 이용해도 좋다.
(9) 유기 EL 소자의 제조 방법
이상 예시한 재료 및 형성 방법에 의해 양극, 발광층, 정공 수송층, 및 필요에 따라 전자 주입·수송층을 형성하고, 추가로 음극을 형성하는 것에 의해 유기 EL 소자를 제작할 수 있다. 또한, 음극으로부터 양극으로, 상기와 반대의 순서로 유기 EL 소자를 제작할 수도 있다.
이하, 투광성 기판 상에 양극/정공 수송층/발광층/전자 주입·수송층/음극이 순차적으로 설치된 구성의 유기 EL 소자의 제작예를 기재한다.
우선, 적당한 투광성 기판 상에 양극 재료로 이루어지는 박막을 1㎛ 이하, 바람직하게는 10∼200nm의 범위의 막 두께가 되도록 증착이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 형성하여 양극을 제작한다. 다음으로, 이 양극 상에 적어도 2 이상의 정공 수송층을 순차적으로 설치한다. 정공 수송층의 형성은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, LB법 등의 방법에 의해 행할 수 있지만, 균질한 막이 얻어지기 쉽고, 또한 핀홀이 발생하기 어렵다는 등의 점에서 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 진공 증착법에 의해 정공 수송층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 사용하는 화합물(정공 수송층의 재료), 목적으로 하는 정공 수송층의 결정 구조나 재결합 구조 등에 따라 상이하지만, 일반적으로 증착원(源) 온도 50∼450℃, 진공도 10-7∼10-3Torr, 증착 속도 0.01∼50nm/초, 기판 온도 -50∼300℃, 막 두께 5nm∼5㎛의 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
다음으로, 정공 수송층 상에 발광층을 설치하는 발광층의 형성도, 원하는 유기 발광 재료를 이용하여 진공 증착법, 스퍼터링, 스핀 코팅법, 캐스팅법 등의 방법에 의해 유기 발광 재료를 박막화하는 것에 의해 형성할 수 있지만, 균질한 막이 얻어지기 쉽고, 또한 핀홀이 발생하기 어렵다는 등의 점에서 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 진공 증착법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 사용하는 화합물에 따라 상이하지만, 일반적으로 정공 수송층과 동일한 조건 범위 중에서 선택할 수 있다.
다음으로, 이 발광층 상에 전자 주입·수송층을 설치한다. 정공 수송층, 발광층과 마찬가지로 균질한 막을 얻을 필요로부터 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 증착 조건은 정공 수송층, 발광층과 마찬가지의 조건 범위로부터 선택할 수 있다.
최후에 음극을 적층하여 유기 EL 소자를 얻을 수 있다.
음극은 금속으로 구성되는 것이고, 증착법, 스퍼터링을 이용할 수 있다. 그러나, 하지(下地)의 유기물층을 제막 시의 손상으로부터 지키기 위해서는 진공 증착법이 바람직하다.
이 유기 EL 소자의 제작은 일회의 진공 흡인으로 일관(一貫)해서 양극에서 음극까지 제작하는 것이 바람직하다.
한편, 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가하는 경우, 양극을 +, 음극을 -의 극성으로 하여 5∼40V의 전압을 인가하면 발광이 관측될 수 있다. 또한, 반대의 극성으로 전압을 인가해도 전류는 흐르지 않고, 발광은 전혀 생기지 않는다. 또, 교류 전압을 인가한 경우에는 양극이 +, 음극이 -의 극성이 되었을 때만 균일한 발광이 관측된다. 인가하는 교류의 파형은 임의여도 좋다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 형광 발광층을 갖는 경우에는, 청색 발광이 얻어지는 경향이 있다. 한편, 인광 발광층을 갖는 경우에는, 황색 발광, 녹색 발광 또는 청색 발광이 얻어지는 경향이 있고, 대부분은 황색 발광 또는 녹색 발광이 얻어지는 경향이 있다.
본 발명의 화합물을 이용하여 얻어지는 유기 EL 소자는, 정공 수송층을 후막화할 수 있고, 유기 EL 소자의 광학 막 두께 조정을 가능하게 하고, 소자의 발광 효율·수명을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 유기 EL 패널 모듈 등의 표시 부품; 텔레비전, 휴대전화, 개인용 컴퓨터 등의 표시 장치; 조명, 차량용 조명 기구의 발광 장치 등의 전자 기기에 사용할 수 있다. 특히, 평면 발광체나 디스플레이의 백 라이트로서 유용하다.
실시예
다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.
중간체 합성예 1-1(중간체 1-1의 합성)
아르곤 분위기 하, 2-브로모-9,9-다이메틸플루오렌 55g(201.3mmol)에 요오드 23g(90.6mmol), 과요오드산 2수화물 9.4g(41.2mmol), 물 42ml, 아세트산 360ml 및 황산 11ml를 가하여, 65℃에서 30분 교반한 후, 90℃에서 6시간 교반했다.
반응 종료 후에 반응물을 얼음물에 주입하고, 석출된 결정을 여과하여 취했다. 물로 세정 후, 메탄올로 세정하는 것에 의해 61g의 백색 고체를 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 중간체 1-1로 동정했다(수율 76%).
Figure pct00091
중간체 합성예 1-2(중간체 1-2의 합성)
아르곤 분위기 하, 중간체 1을 39.9g, 4-바이페닐보론산 20.8g, 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 2.31g에 톨루엔 300mL, 2M 탄산나트륨 수용액 150mL를 가하여, 10시간 가열 환류시켰다.
반응 종료 후, 즉시 여과한 후, 수층을 제거했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시킨 후, 농축했다. 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 백색 결정 34.3g을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 중간체 1-2로 동정했다(수율 81%).
Figure pct00092
중간체 합성예 1-3(중간체 1-3의 합성)
중간체 합성예 1-2에 있어서, 4-바이페닐보론산 대신에 4-p-터페닐보론산을 28.8g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 26.6g의 담황색 고체를 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 중간체 1-3으로 동정했다(수율 53%).
Figure pct00093
중간체 합성예 2-1(중간체 2-1의 합성)
아르곤 분위기 하, 4-브로모-p-터페닐 30.9g(100.0mmol), 아닐린 9.3g(100.0mmol), t-뷰톡시나트륨 13.0g(135.3mmol), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0) 460mg(0.5mmol), 트라이-t-뷰틸포스핀 210mg(1.04mmol)에 탈수 톨루엔 500ml를 가하여, 80℃에서 8시간 반응시켰다.
냉각 후, 물 2.5L를 가하고, 혼합물을 셀라이트 여과하고, 여과액을 톨루엔으로 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 건조시켰다. 이것을 감압 하에서 농축하여, 얻어진 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, 톨루엔으로 재결정하고, 그것을 여과하여 취한 후 건조시켜, 15.7g의 담황색 고체를 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 중간체 2-1로 동정했다(수율 49%).
Figure pct00094
중간체 합성예 2-2(중간체 2-2의 합성)
합성예 2-1에 있어서, 4-브로모-p-터페닐 대신에 4-브로모바이페닐을 23.3g, 아닐린 대신에 4-아미노-p-터페닐을 24.5g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 21.1g의 담황색 고체를 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 중간체 2-2로 동정했다(수율 53%).
Figure pct00095
중간체 합성예 2-3(중간체 2-3의 합성)
합성예 2-1에 있어서, 4-브로모-p-터페닐 대신에 4-브로모바이페닐을 23.3g, 아닐린 대신에 9,9-다이메틸-2-아미노플루오렌을 20.9g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 20.6g의 담황색 고체를 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 중간체 2-3으로 동정했다(수율 57%).
Figure pct00096
<합성 실시예 1> (화합물(H1)의 합성)
아르곤 기류 하, 중간체 1-2 8.5g, N,N-비스(4-바이페닐)아민 6.4g, t-뷰톡시나트륨 2.6g, 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0) 92mg, 트라이-t-뷰틸포스핀 42mg 및 탈수 톨루엔 100mL를 넣어, 80℃에서 8시간 반응시켰다. 냉각 후, 물 500mL를 가하고, 혼합물을 셀라이트 여과하고, 여과액을 톨루엔으로 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 건조시켰다. 이것을 감압 하에서 농축하고, 얻어진 조 생성물을 컬럼 정제하고, 톨루엔으로 재결정하고, 그것을 여과하여 취한 후, 건조시킨 바, 6.7g의 담황색 분말을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 화합물(H1)로 동정했다(수율 50%).
Figure pct00097
합성 실시예 2(화합물(H2)의 제조)
합성 실시예 1에 있어서, N,N-비스(4-바이페닐)아민 대신에 중간체 2-3을 7.2g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 6.2g의 백색 결정을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 화합물(H2)로 동정했다(수율 44%).
Figure pct00098
합성 실시예 3(화합물(H3)의 제조)
합성 실시예 1에 있어서, N,N-비스(4-바이페닐)아민 대신에 중간체 2-2를 8.0g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 7.1g의 백색 결정을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 화합물(H3)로 동정했다(수율 48%).
Figure pct00099
합성 실시예 4(화합물(H4)의 제조)
합성 실시예 1에 있어서, N,N-비스(4-바이페닐)아민 대신에 N-(1-나프틸)-N-페닐아민을 4.4g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 6.2g의 백색 결정을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 화합물(H4)로 동정했다(수율 55%).
Figure pct00100
합성 실시예 5(화합물(H5)의 제조)
합성 실시예 1에 있어서, N,N-비스(4-바이페닐)아민 대신에 N-(4-바이페닐)-N-페닐아민을 4.9g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 5.9g의 백색 결정을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 화합물(H5)로 동정했다(수율 50%).
Figure pct00101
합성 실시예 6(화합물(H6)의 제조)
합성 실시예 1에 있어서, N,N-비스(4-바이페닐)아민 대신에 중간체 2-1을 6.4g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 5.9g의 백색 결정을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 화합물(H6)로 동정했다(수율 44%).
Figure pct00102
합성 실시예 7(화합물(H7)의 제조)
합성 실시예 1에 있어서, 중간체 1-2 대신에 중간체 1-3을 10.0g 이용한 것 이외는 마찬가지로 반응을 행한 바, 4.7g의 백색 결정을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 화합물(H7)로 동정했다(수율 32%).
Figure pct00103
한편, 상기 중간체 1-1∼중간체 1-3의 제조 방법 및 상기 중간체 2-1∼중간체 2-3의 제조 방법, 및 화합물(H1)∼(H7)의 제조 방법을 참조하면, 청구의 범위에 포함되는 여러 가지의 화합물도, 목적에 합치된 원료를 이용하는 것에 의해 제조할 수 있다.
실시예 1
(유기 EL 소자의 제작)
25mm×75mm×1.1mm의 ITO 투명 전극 라인 부착 유리 기판(지오마틱사제)을 아이소프로필 알코올 중에서 5분간 초음파 세정하고, 추가로 30분간 UV(Ultraviolet) 오존 세정했다.
세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 면 상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 하기 억셉터 재료(A)를 증착하여, 막 두께 5nm의 억셉터층을 성막했다. 이 억셉터층 상에, 제 1 정공 수송 재료로서 상기 합성 실시예 1에서 얻은 화합물(H1)을 증착하여, 막 두께 65nm의 제 1 정공 수송층을 성막했다. 제 1 정공 수송층의 성막에 계속하여, 제 2 정공 수송 재료로서 하기 화합물(X)을 증착하여, 막 두께 10nm의 제 2 정공 수송층을 성막했다.
이 제 2 정공 수송층 상에, 인광용 호스트 재료인 화합물(B)과 인광용 도펀트인 Ir(ppy)3을 두께 25nm로 공증착하여, 인광 발광층을 얻었다. Ir(ppy)3의 농도는 10질량%였다.
계속해서, 이 인광 발광층 상에, 두께 35nm의 화합물(C), 두께 1nm의 LiF, 두께 80nm의 금속 Al을 순차적으로 적층하여, 음극을 형성했다. 한편, 전자 주입성 전극인 LiF는 1Å/min의 성막 속도로 형성했다.
Figure pct00104
(유기 EL 소자의 발광 성능 평가)
이상과 같이 제작한 유기 EL 소자를 직류 전류 구동에 의해 발광시켜, 휘도(cd/m2), 전류 밀도를 측정하고, 전류 밀도 10mA/cm2에 있어서의 발광 효율(cd/A), 구동 전압(V)을 구했다. 추가로, 전류 밀도 50mA/cm2에 있어서의 소자 수명(휘도가 80%로까지 저감되기까지의 시간)을 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2 및 3
실시예 1에 있어서, 제 1 정공 수송 재료로서, 화합물(H1) 대신에 표 1에 기재된 화합물을 이용한 것 이외는 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하여, 발광 성능 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 4∼12
실시예 1에 있어서, 제 2 정공 수송 재료로서, 상기 화합물(X) 대신에 하기 화합물(Y1)∼(Y9) 중 어느 하나를 이용하고, 또한 인광용 도펀트로서, Ir(ppy)3 대신에 Ir(bzq)3을 이용한 것 이외는 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하여, 발광 성능 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00105
비교예 1∼2
실시예 1에 있어서, 제 1 정공 수송 재료로서, 화합물(H1) 대신에 하기 비교 화합물 1∼2를 이용한 것 이외는 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하여, 발광 성능 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00106
비교예 3∼4
실시예 4에 있어서, 제 1 정공 수송 재료로서, 화합물(H1) 대신에 상기 비교 화합물 1∼2를 이용한 것 이외는 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하여, 발광 성능 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00107
표 1에 있어서, 실시예 1∼3과 비교예 1∼2의 대비, 및 실시예 4∼12와 비교예 3∼4의 대비로부터, 본 발명의 화합물을 제 1 정공 수송층에 이용한 유기 EL 소자는, 공지된 방향족 아민 유도체를 정공 수송층에 이용한 유기 EL 소자에 비하여, 저전압 구동할 수 있고, 소자 수명이 더 길다는 것을 알 수 있다.
실시예 13
(유기 EL 소자의 제작)
25mm×75mm×1.1mm의 ITO 투명 전극 라인 부착 유리 기판(지오마틱사제)을 아이소프로필 알코올 중에서 5분간 초음파 세정하고, 추가로 30분간 UV(Ultraviolet) 오존 세정했다.
세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 면 상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 하기 억셉터 재료(A)를 증착하여, 막 두께 5nm의 억셉터층을 성막했다. 이 억셉터층 상에, 제 1 정공 수송 재료로서 상기 합성 실시예 1에서 얻은 화합물(H1)을 증착하여, 막 두께 138nm의 제 1 정공 수송층을 성막했다. 제 1 정공 수송층의 성막에 계속하여, 제 2 정공 수송 재료로서 하기 화합물(Y1)을 증착하여, 막 두께 10nm의 제 2 정공 수송층을 성막했다.
이 제 2 정공 수송층 상에, 형광 발광 재료로서, 호스트 재료(B2)와 도펀트(BD)를 공증착하여, 두께 25nm의 형광 발광층을 얻었다. 한편, 형광 발광층 중의 도펀트(BD)의 농도는 5질량%였다.
계속해서, 이 형광 발광층 상에, 두께 20nm의 하기 화합물(C2), 두께 5nm의 하기 화합물(C), 두께 1nm의 LiF, 두께 80nm의 금속 Al을 순차적으로 적층하여, 음극을 형성했다. 한편, 전자 주입성 전극인 LiF는 1Å/min의 성막 속도로 형성했다.
얻어진 유기 EL 소자를 직류 전류 구동에 의해 발광시켜, 휘도(cd/m2), 전류 밀도를 측정하여, 전류 밀도 10mA/cm2에서의 발광 효율(cd/A), 구동 전압(V)을 구했다. 또, 전류 밀도 50mA/cm2에서의 초기 휘도의 80%가 되는 소자 수명을 구했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00108
실시예 14, 15
실시예 13에 있어서, 제 2 정공 수송 재료로서, 화합물(Y1) 대신에 상기 화합물(Y2) 또는 (Y3)을 이용한 것 이외는 실시예 13과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작했다.
얻어진 유기 EL 소자를 직류 전류 구동에 의해 발광시켜, 실시예 1과 마찬가지로 하여 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
비교예 5, 6
실시예 13에 있어서, 제 1 정공 수송 재료로서, 방향족 아민 유도체(H1) 대신에 상기 비교 화합물 1∼2를 이용한 것 이외는 실시예 13과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00109
표 2에 있어서, 실시예 13∼15와 비교예 5∼6의 대비로부터, 본 발명의 화합물을 제 1 정공 수송층에 이용한 유기 EL 소자는, 공지된 방향족 아민 유도체를 정공 수송층에 이용한 유기 EL 소자에 비하여, 저전압 구동할 수 있고, 소자 수명이 더 길다는 것을 알 수 있다.

Claims (26)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물.
    [화학식 1]
    Figure pct00110

    (상기 화학식 1 중, Ar1은 하기 화학식 A-1로 표시되는 유기기 A이며, Ar2는 상기 유기기 A이거나, 또는 하기 화학식 B-1로 표시되는 유기기 B이며, Ar3은 상기 유기기 B이거나, 또는 하기 화학식 C-1로 표시되는 유기기 C이다.
    Ar1 및 Ar2의 양쪽이 유기기 A인 경우, 각각의 유기기 A는 동일해도 상이해도 좋다.)
    [화학식 A-1]
    Figure pct00111

    (상기 화학식 A-1 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. R1과 R2는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.
    R3∼R6은 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다.
    또한, a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다.
    R3 및 R4는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다. 또한, a 또는 b가 2인 경우, 인접하는 R3끼리, 인접하는 R4끼리는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.)
    [화학식 B-1]
    Figure pct00112

    (상기 화학식 B-1 중, Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴렌기이며, Ar6은 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴기이다. R7∼R9는 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. 또한, e, f 및 g는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다. h 및 i는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
    R7∼R9는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다. 또한, e, f 또는 g가 2인 경우, 인접하는 R7끼리, 인접하는 R8끼리 또는 인접하는 R9끼리는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.)
    [화학식 C-1]
    Figure pct00113

    (상기 화학식 C-1 중, Ar7은 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴기이다. R10은 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. 또한, j는 0∼2의 정수이다. j가 2인 경우, 인접하는 R10끼리가 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 A-1에서, R1과 R2가 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성하지는 않는 화합물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유기기 B가 하기 화학식 B-2로 표시되는 화합물.
    [화학식 B-2]
    Figure pct00114

    (상기 화학식 중, Ar6, R7∼R9, e, f 및 g는 상기 정의와 같다.)
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기기 B가 하기 화학식 B-3∼B-5 중 어느 하나로 표시되는 화합물.
    [화학식 B-3]
    Figure pct00115

    [화학식 B-4]
    Figure pct00116

    [화학식 B-5]
    Figure pct00117

    (상기 화학식 중, Ar6은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼14의 아릴기이다. R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. R7∼R9는 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기 또는 환 형성 탄소수 6∼12의 아릴기이다. 또한, e, f 및 g는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다. i는 0 또는 1이다.
    R7∼R9는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다. 또한, e, f 또는 g가 2인 경우, 인접하는 R7끼리, 인접하는 R8끼리 또는 인접하는 R9끼리는 서로 결합하여 탄화수소 환을 형성해도 좋다.)
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Ar2가 상기 유기기 B인 화합물.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2가 모두 상기 유기기 A인(단, Ar1과 Ar2는 동일해도 상이해도 좋다) 화합물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    하기의 화합물 군으로부터 선택되는 화합물.
    Figure pct00118
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물로 이루어지는 유기 전기발광 소자용 재료.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물로 이루어지는 유기 전기발광 소자용 정공 수송 재료.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물로 이루어지는 억셉터(acceptor)층 인접 정공 수송층을 갖는 유기 전기발광 소자용 정공 수송 재료.
  11. 대향하는 양극과 음극의 사이에 유기 박막층을 갖는 유기 전기발광 소자로서, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 박막층을 1층 이상 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
  12. 대향하는 양극과 음극의 사이에, 적어도 2 이상의 정공 수송층과, 발광층을 순차적으로 갖는 유기 전기발광 소자로서, 당해 정공 수송층 중의 1개가 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하고, 또한 발광층과는 인접하지 않는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 2 이상의 정공 수송층이 양극 측의 제 1 정공 수송층과 발광층 측의 제 2 정공 수송층으로 이루어지고, 당해 제 1 정공 수송층이 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 것인 유기 전기발광 소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 정공 수송층이 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 함유하는 것인 유기 전기발광 소자.
    [화학식 4]
    Figure pct00119

    (화학식 4 중, Ar11∼Ar13은 적어도 1개가 하기 화학식 4-2 또는 4-4로 표시되는 기이다. 또한, 화학식 4-2로 표시되는 기가 아닌 기는, 하기 화학식 4-3또는 4-4로 표시되는 기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴기이며, 화학식 4-4로 표시되는 기가 아닌 기는, 하기 화학식 4-2 또는 4-3으로 표시되는 기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴기이다.)
    [화학식 4-2]
    Figure pct00120

    [화학식 4-3]
    Figure pct00121

    [화학식 4-4]
    Figure pct00122

    (상기 화학식 중, X11은 산소 원자 또는 황 원자이다.
    L1∼L3은 각각 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기를 나타내고, L1∼L3이 가져도 좋은 치환기는 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기이다.
    Ar14는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기를 나타내고, Ar14가 가져도 좋은 치환기는 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기이다.
    R51∼R56은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기를 나타낸다. 인접한 복수의 R51∼R56은 서로 결합하여 환을 형성하는 포화 또는 불포화의 2가 기를 형성해도 좋다.
    b, f는 각각 독립적으로 0∼3의 정수를 나타내고, a, c, d, e는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타낸다.)
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 화학식 4-2 중의 L1이 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기인 유기 전기발광 소자.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 화학식 4-4 중의 L3이 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기인 유기 전기발광 소자.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학식 4 중의 Ar11∼Ar13에서, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼40의 아릴기가 하기 화학식 4-5∼4-7 중 어느 하나로 표시되는 유기 전기발광 소자.
    [화학식 4-5]
    Figure pct00123

    [화학식 4-6]
    Figure pct00124

    [화학식 4-7]
    Figure pct00125

    [상기 화학식 중, R61∼R64는 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 환 형성 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 탄소수 3∼10의 트라이알킬실릴기, 환 형성 탄소수 18∼30의 트라이아릴실릴기, 탄소수 8∼15의 알킬아릴실릴기(아릴 부분의 환 형성 탄소수는 6∼14), 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 할로젠 원자, 또는 사이아노기이다. 인접한 복수의 R61∼R64는 결합하여 환을 형성해도 좋다.
    k, l, m, 및 n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.]
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양극과 상기 적어도 2 이상의 정공 수송층의 사이에, 억셉터 재료를 함유하는 억셉터층을 갖는 유기 전기발광 소자.
  19. 제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 정공 수송층이 상기 억셉터 재료를 함유하는 유기 전기발광 소자.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 억셉터 재료가 하기 화학식 A∼C 중 어느 하나로 표시되는 유기 전기발광 소자.
    [화학식 A]
    Figure pct00126

    (화학식 A 중, R11∼R16은 각각 독립적으로 사이아노기, -CONH2, 카복실기 또는 -COOR17(R17은 탄소수 1∼20의 알킬기이다.)을 나타내거나, 또는 R11 및 R12, R13 및 R14, 또는 R15 및 R16이 서로 결합하여 -CO-O-CO-로 표시되는 기를 나타낸다.)
    [화학식 B]
    Figure pct00127

    [화학식 B 중, R21∼R24는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴옥시기, 또는 사이아노기이다. R21과 R22, 및 R23과 R24는 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.
    Y1∼Y4는 각각 독립적으로 -N=, -CH= 또는 -C(R25)=이다. 당해 R25는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴옥시기, 또는 사이아노기이다.
    Ar10은 환 형성 탄소수 6∼24의 축합환 또는 환 형성 원자수 6∼24의 복소환을 나타낸다. ar1 및 ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 i 또는 ii의 환을 나타낸다.
    [화학식 i]
    Figure pct00128

    [화학식 ii]
    Figure pct00129

    {상기 화학식 중, X1 및 X2는 각각 독립적으로 하기 화학식 a∼g 중 어느 하나의 2가 기를 나타낸다.
    Figure pct00130

    (상기 화학식 중, R31∼R34는 각각 서로 동일해도 상이해도 좋고, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며, R32와 R33은 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.)}]
    [화학식 C]
    Figure pct00131

    {상기 화학식 중, Z1∼Z3은 각각 독립적으로 하기 화학식 h로 표시되는 2가 기이다.
    [화학식 h]
    Figure pct00132

    (상기 화학식 중, Ar31은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기이다.)}
  21. 제 12 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층이 안트라센 유도체, 플루오란텐 유도체, 스타이릴아민 유도체 및 아릴아민 유도체로부터 선택되는 적어도 1종의 형광 발광 재료를 함유하는 유기 전기발광 소자.
  22. 제 12 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층이 인광 발광 재료를 함유하는 유기 전기발광 소자.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 인광 발광 재료가 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 또는 백금(Pt) 금속의 오쏘메탈화 착체인 유기 전기발광 소자.
  24. 제 21 항에 있어서,
    청색 발광하는 유기 전기발광 소자.
  25. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    황색 발광, 녹색 발광 또는 청색 발광하는 유기 전기발광 소자.
  26. 제 11 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전기발광 소자를 탑재한 전자 기기.
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