KR20150024811A

KR20150024811A - 전자 수송 재료 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자

Info

Publication number: KR20150024811A
Application number: KR20147030758A
Authority: KR
Inventors: 구오팡 왕; 요헤이 오노
Original assignee: 제이엔씨 주식회사
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2015-03-09
Also published as: TWI541238B; JPWO2014002871A1; CN104379572B; TW201406746A; JP6183363B2; CN104379572A; KR102022437B1; WO2014002871A1

Abstract

본 발명의 식(1)으로 표시되는 벤조[a]카르바졸 화합물은 유기 전계 발광 소자의 높은 발광 효율과 장수명화 등에 기여하는 전자 수송 재료이다. 상기 화합물을 사용하여 유기 전계 발광 소자를 제조함으로써, 높은 발광 효율과 장기간에 걸쳐 안정된 구동이 가능하게 된다.

식(1)에 있어서, a, b, c, 및 d는 1 또는 0이되, a 및 b가 동시에 0이 되지는 않으며; Py¹ 및 Py²는 피리딜 또는 비피리딜이며; Ar¹은 a가 0일 때 수소 또는 아릴이고, a가 1일 때 알릴렌이며, Ar²는 b가 0일 때 수소 또는 아릴이고, b가 1일 때 알릴렌이며; A는 아릴; R¹∼R⁸은 수소, 알킬, 시클로알킬, 아릴, 또는 헤테로 아릴이다.

Description

전자 수송 재료 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자{ELECTRON TRANSPORT MATERIAL AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT USING SAME}

본 발명은, 피리딜기를 가지는 신규한 전자 수송 재료, 이 전자 수송 재료를 사용한 유기 전계 발광 소자(이하, 유기 EL 소자 또는 간단히 소자로 약기하는 경우가 있음) 등에 관한 것이다.

최근, 차세대의 풀 컬러 평판 디스플레이로서 유기 EL 소자가 주목받고 있으며, 활발하게 연구되고 있다. 유기 EL 소자의 실용화를 촉진하기 위해서는, 소자 구동 전압의 저감, 장수명화가 불가결한 요소이며, 이를 달성하기 위해 새로운 전자 수송 재료의 개발이 행해져 왔다. 특히, 청색 소자의 구동 전압 저하, 장수명화는 필수적이다. 특허 문헌 1(일본공개특허 제2003-123983호 공보)에는, 페난트롤린 유도체 또는 그의 유사체인 2,2'-비피리딜 화합물을 전자 수송 재료에 사용함으로써 유기 EL 소자를 저전압으로 구동시키는 것이 가능하다고 기재되어 있다. 그러나, 이 문헌의 실시예에 보고되어 있는 소자의 특성(구동 전압, 발광 효율 등)은 비교예를 기준으로 한 상대값뿐이며, 실용적인 값으로 판단할 수 있는 실측값은 기재되어 있지 않다. 그 밖에, 2,2'-비피리딜 화합물을 전자 수송 재료에 사용한 예가, 비특허 문헌 1(Proceedings of the 10^th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence), 특허 문헌 2(일본공개특허 제2002-158093호 공보) 및 특허 문헌 3(국제 공개2007/86552팜플렛)에 개시되어 있다. 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 화합물은 Tg가 낮고, 실용적이지 않다. 특허 문헌 2 및 3에 기재된 화합물은 비교적 저전압으로 유기 EL 소자를 구동시키는 것이 가능하지만, 실용화를 목표로 더욱 고효율화와 장수명화가 요구되고 있다.

일본공개특허 제2003-123983호 공보 일본공개특허 제2002-158093호 공보 국제 공개2007/86552팜플렛

Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence(2000)

본 발명은, 이와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 행해진 것이다. 본 발명은, 유기 EL 소자의 높은 발광 효율과 장수명화 등에 기여하는 전자 수송 재료를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한 본 발명은, 이 전자 수송 재료를 사용한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은 예의(銳意) 검토한 결과, 벤조[a]카르바졸의 3번 위치 및/또는 9번 위치에, 직접적으로 또는 알릴렌을 통하여, 피리딜 또는 비피리딜이 연결된 화합물을 유기 EL 소자의 전자 수송층에 사용함으로써, 발광 효율이 높고, 장수명으로 구동할 수 있는 유기 EL 소자를 얻을 수 있는 것을 발견하고, 이 지견에 기초하여 본 발명을 완성했다.

상기 과제는 이하에 나타내는 각각의 항에 의해 해결된다.

[1] 하기 식(1)으로 표시되는 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 1]

식(1)에 있어서,

a, b, c, 및 d는 독립적으로 1 또는 0이되, a 및 b가 동시에 0이 되지는 않으며;

Py¹ 및 Py²는 독립적으로 피리딜 또는 비피리딜이며, 이 피리딜 또는 비피리딜의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar¹은, a가 0일 때 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, a가 1일 때 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, Ar²는 b가 0일 때 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, b가 1일 때 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, 이들 아릴 또는 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

A는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

R¹∼R⁸은 독립적으로 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로 아릴이며, 이 아릴 또는 헤테로 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼6의 시클로알킬로 치환되어 있을 수도 있고; 또한,

식(1)으로 표시되는 화합물에서의 적어도 1개의 수소가 중수소로 치환되어 있을 수도 있다.

[2] 하기 식(1-1)으로 표시되는, 상기 [1]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 2]

식(1-1)에 있어서,

Ar¹ 및 Ar²는 독립적으로 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, 이 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

R¹∼R⁸은 독립적으로 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로 아릴이며, 이 아릴 또는 헤테로 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼6의 시클로알킬로 치환되어 있을 수도 있고; 그리고,

c 및 d는 독립적으로 1 또는 0이다.

[3] 하기 식(1-2)으로 표시되는, 상기 [1]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 3]

식(1-2)에 있어서,

Py²는 피리딜 또는 비피리딜이며, 이 피리딜 또는 비피리딜의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar¹은 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar²는 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, 이 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

d는 1 또는 0이다.

[4] 하기 식(1-3)으로 표시되는, 상기 [1]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 4]

식(1-3)에 있어서,

Py¹은 피리딜 또는 비피리딜이며, 이 피리딜 또는 비피리딜의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar¹은 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, 이 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar²는 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;

c는 1 또는 0이다.

[5] Py¹ 및 Py²가 독립적으로 하기 식(Py-1-1)∼식(Py-1-3) 및 식(Py-2-1)∼식(Py-2-18)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며,

[화학식 5]

[화학식 6]

이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar¹ 및 Ar²가 독립적으로 페닐렌, 나프탈렌디일, 안트라센디일, 또는 크리센디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;

A가 페닐, 나프틸 또는 페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;

R¹∼R⁸가 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 또는 페닐이며; 그리고,

c 및 d가 독립적으로 1 또는 0인, 상기 [2]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[6] Py²가 하기 식(Py-1-1)∼식(Py-1-3) 및 식(Py-2-1)∼식(Py-2-18)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며,

[화학식 7]

[화학식 8]

Ar¹이 수소, 페닐, 나프틸, 안트릴, 페난트릴, 또는 크리세닐이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar²가 페닐렌, 나프탈렌디일, 안트라센디일, 또는 크리센디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;

d가 1 또는 0인, 상기 [3]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[7] Py¹이 하기 식(Py-1-1)∼식(Py-1-3) 및 식(Py-2-1)∼식(Py-2-18)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며,

[화학식 9]

[화학식 10]

Ar¹이 페닐렌, 나프탈렌디일, 안트라센디일, 또는 크리센디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar²가 수소, 페닐, 나프틸, 안트릴, 페난트릴, 또는 크리세닐이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;

c가 1 또는 0인, 상기 [4]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[8] Py¹ 및 Py²가 독립적으로 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-1), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-7), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-10), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar¹ 및 Ar²가 독립적으로 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;

A가 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;

R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,

c 및 d가 독립적으로 1 또는 0인, 상기 [5]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[9] Py²가 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-1), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-7), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-10), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar¹이 수소, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar²가 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;

R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,

d가 1 또는 0인, 상기 [6]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[10] Py¹이 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-1), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-7), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-10), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar¹이 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;

Ar²가 수소, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 시클로헥실, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;

R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,

c가 1 또는 0인, 상기 [7]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[11] Py¹ 및 Py²가 독립적으로 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며;

Ar¹ 및 Ar²가 독립적으로 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며;

A가 페닐, 2-비페닐릴, 3-비페닐릴, 4-비페닐릴, m-터페닐-5'-일, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며;

R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,

[12] Py¹ 및 Py²가 독립적으로 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며;

Ar¹이 수소, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며;

Ar²가1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며;

R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,

d가 1 또는 0인, 상기 [6]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[13] Py¹ 및 Py²가 독립적으로 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며;

Ar¹이 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며;

Ar²가 수소, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며;

R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,

c가 1 또는 0인, 상기 [7]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[14] 하기 식(1-1-66) 또는 식(1-1-758)으로 표시되는, 상기 [5]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 11]

[15] 하기 식(1-2-8) 또는 식(1-2-28)으로 표시되는, 상기 [6]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 12]

[16] 하기 식(1-3-206) 또는 식(1-3-300)으로 표시되는, 상기 [7]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 13]

[17] 하기 식(1-1-2)으로 표시되는, 상기 [5]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 14]

[18] 하기 식(1-1-765)으로 표시되는, 상기 [5]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 15]

[19] 하기 식(1-1-893)으로 표시되는, 상기 [5]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 16]

[20] 하기 식(1-1-973)으로 표시되는, 상기 [5]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 17]

[21] 하기 식(1-2-125)으로 표시되는, 상기 [6]항에 기재된 벤조[a]카르바졸 화합물.

[화학식 18]

[22] 상기 [1]∼[21] 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 전자 수송 재료.

[23] 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극;

상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층; 및

상기 음극과 상기 발광층의 사이에 배치되고, 상기 [22]항에 기재된 전자 수송 재료를 함유하는 전자 수송층 및/또는 전자 주입층

을 가지는 유기 전계 발광 소자.

[24] 상기 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나는, 퀴놀리놀계 금속 착체, 비피리딘 유도체, 페난트롤린 유도체 및 보란 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 상기 [23]항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[25] 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 1개가, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토류 금속의 산화물, 알칼리 토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리 토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 상기 [23]항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

본 발명의 화합물은 박막 상태에서 전압을 인가해도 안정적이며, 또한, 전하의 수송 능력이 높은 특징을 가진다. 본 발명의 화합물은 유기 EL 소자에서의 전하 수송 재료로서 적합하다. 본 발명의 화합물을 유기 EL 소자의 전자 수송층 및/또는 전자 주입층에 사용함으로써, 높은 발광 효율과 긴 수명을 가지는 유기 EL 소자를 얻을 수 있다. 본 발명의 유기 EL 소자를 사용함으로써, 풀 컬러 표시 등의 고성능의 디스플레이 장치를 작성할 수 있다.

이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그리고, 본 명세서에 있어서는, 예를 들면, 「식(1-1-66)으로 표시되는 화합물」을 「화합물(1-1-66)」이라고 칭하는 경우가 있다. 「식(1-1-758)으로 표시되는 화합물」을 「화합물(1-1-758)」이라고 칭하는 경우가 있다. 그 외의 식 기호, 식 번호에 대해서도 마찬가지로 취급된다.

화합물의 정의에 있어서 사용하는 용어 「임의의」는 「위치뿐만 아니라 개수에 있어서도 자유롭게 선택할 수 있는 것」을 의미하는 경우가 있다. 예를 들면, 「페닐의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬로 치환되어 있을 수도 있다」라는 표현은, 「1개의 수소가 알킬로 치환되어 있을 수도 있다」는 것뿐만 아니라, 「복수의 수소가 동일한 알킬, 또는 각각 상이한 알킬로 치환되어 있을 수도 있다」는 것도 의미한다.

본 명세서의 구조식, 화학 반응식 등에서 사용되는 기호 Me, Et, i-Pr, tert-Bu, Cy, 및 Ph는, 각각 메틸, 에틸, 이소프로필, 터셔리(tertiary)부틸, 시클로헥실, 및 페닐을 나타낸다.

<식(1)으로 표시되는 화합물>

본원의 제1발명은 하기의 식(1)으로 표시되는, 피리딜 또는 비피리딜을 가지는 벤조[a]카르바졸 화합물이다.

[화학식 19]

식(1)에 있어서, a, b, c, 및 d는 독립적으로 1 또는 0이되, a 및 b가 동시에 0이 되지는 않는다. 식(1)으로 표시되는 화합물에는, a=b=1의 태양(態樣), a=0또한 b=1의 태양, 및 a=1 또한 b=0의 태양이 있다.

식(1)에 있어서 a=b=1의 태양은, 하기 식(1-1)으로 표시되는 화합물이다.

[화학식 20]

식(1-1)으로 표시되는 화합물은, 벤조[a]카르바졸의 3번 위치 및 9번 위치에, 직접적으로 또는 알릴렌을 통하여, 피리딜 또는 비피리딜이 연결되어 있다. 본 발명의 화합물을 유기 EL 소자의 전자 수송층 또는 전자 주입층에 사용하면, LUMO 준위가 저하하여, 음극으로부터 전자 수송층 또는 전자 주입층으로의 전자의 주입이 용이하게 일어나기 때문에, 구동 전압이 저하되는 등의 효과를 가져오는 것으로 여겨진다. 본 발명의 태양에 있어서는, 분자의 양단에 피리딜 또는 비피리딜이 연결되어 있는 식(1-1)의 구조가 더욱 바람직하다. 벤조[a]카르바졸과 피리딜 또는 비피리딜의 사이에 알릴렌을 개재시켜도 특성적으로는 큰 변동은 없고, 식 중의 c 및 d는 0일 수도 있고, 1일 수도 있다. 한편, 후술하는 바와 같이, 벤조[a]카르바졸에 직접적으로 비피리딜이 연결된 화합물은, 사용할 수 있는 중간 원료에 제약이 있으므로, 선택할 수 있는 제조법이 제한된다. Py¹ 및 Py²의 다른 한쪽 또는 양쪽이 비피리딜인 화합물의 경우, 제조 용이성의 관점에서는, 비피리딜이 연결되는 측은 알릴렌을 개재하는 것이 바람직하다.

식(1)에 있어서 a=0 또한 b=1의 태양은, 하기 식(1-2)으로 표시되는 화합물이다.

[화학식 21]

식(1)에 있어서 a=1 또한 b=0의 태양은, 하기 식(1-3)으로 표시되는 화합물이다.

[화학식 22]

식(1-2)으로 표시되는 화합물은, 벤조[a]카르바졸의 9번 위치에, 직접적으로 또는 알릴렌을 통하여, 피리딜 또는 비피리딜이 연결되어 있다. 식(1-3)으로 표시되는 화합물은, 벤조[a]카르바졸의 3번 위치에, 직접적으로 또는 알릴렌을 통하여, 피리딜 또는 비피리딜이 연결되어 있다. 이들 분자의 편단(片端)에 피리딜 또는 비피리딜이 연결되어 있는 화합물은, 전자 수송층이나 전자 주입층에 사용하는 재료로서, 상기 식(1-1)으로 표시되는 화합물에 이어서 바람직하다. 피리딜, 비피리딜이 연결되는 벤조[a]카르바졸의 위치는, 3번 위치라도 되고, 9번 위치라도 된다. 벤조[a]카르바졸과 피리딜 또는 비피리딜의 사이에 알릴렌을 개재시켜도 특성적으로는 큰 변동은 없지만, 제조의 용이성의 관점에서는, 상기 식(1-1)으로 표시되는 화합물의 설명에서 기술한 것과 동일한 이유로, 비피리딜이 연결되는 경우에 있어서는 알릴렌을 개재시키는 것이 바람직하다.

식(1)에 있어서, Py¹ 및 Py²는 독립적으로 피리딜 또는 비피리딜이다. 피리딜은, 구체적으로는 하기 식(Py-1-1), 식(Py-1-2) 및 식(Py-1-3)으로 표시되는 2-피리딜, 3-피리딜 및 4-피리딜이다. 비피리딜은, 구체적으로는 하기 식(Py-2-1)∼식(Py-2-30)으로 표시되는 기이다.

[화학식 23]

[화학식 24]

[화학식 25]

이 피리딜 또는 비피리딜의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로 치환되어 있을 수도 있다. 치환기의 수는, 예를 들면, 최대 치환 가능한 수이며, 바람직하게는 1∼3 개, 보다 바람직하게는 1∼2 개, 더욱 바람직하게는 1개이다.

탄소수 1∼6의 알킬로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸 부틸 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서도, 메틸, 에틸, 이소프로필, 및 tert-부틸이 바람직하고, 메틸 및 tert-부틸이 더욱 바람직하고, 메틸이 특히 바람직하다.

탄소수 3∼6의 시클로알킬로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 및 시클로헥실을 예로 들 수 있다. 이들 중에서는, 원료의 입수 용이성, 제조의 용이성을 고려하면 시클로헥실이 바람직하다.

탄소수 6∼14의 아릴로서는, 페닐, 나프틸, 안트릴, 페난트릴 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서는, 원료의 입수 용이성, 제조의 용이성을 고려하면 페닐 및 나프틸이 바람직하고, 페닐이 더욱 바람직하다.

탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로서는, 예를 들면, 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1개 내지 5개 함유하는 복소환 기 등이 있다. 구체적으로는, 퓨릴, 티에닐, 피롤릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀릴, 퀴나졸릴, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 인돌리디닐, 퓨라자닐, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 벤조[b]티에닐, 페녹사티이닐, 티안트레닐 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서는, 피리딜, 퀴놀리닐 및 이소퀴놀리닐이 바람직하고, 피리딜이 더욱 바람직하다.

a=b=1의 태양에 있어서, Py¹ 및 Py²는 동일할 수도 있고, 상이한 기일 수도 있지만, 화합물의 제조의 용이성의 점에서 동일한 것이 바람직하다. Py¹ 및 Py²가 동일한 경우에도, 상이한 기인 경우에도, 각각이 (Py-1-1)∼(Py-1-3) 및 (Py-2-1)∼(Py-2-18)로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, (Py-1-1)∼(Py-1-3), (Py-2-1)∼(Py-2-3) 및 (Py-2-7)∼(Py-2-12)로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 것이 더욱 바람직하다.

a=1 또한 b=0의 태양 및 a=0 또한 b=1의 태양에 있어서도, Py¹ 또는 Py²는 (Py-1-1)∼(Py-1-3) 및 (Py-2-1)∼(Py-2-18)로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, (Py-1-1)∼(Py-1-3), (Py-2-1)∼(Py-2-3) 및 (Py-2-7)∼(Py-2-12)로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 것이 더욱 바람직하다.

식(1)에 있어서, Ar¹ 및 Ar²는, a=b=1의 태양에 있어서, 탄소수 6∼20의 알릴렌이다. a=0 또한 b=1의 태양에 있어서, Ar¹은 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 탄소수 6∼20의 아릴인 것이 바람직하고, Ar²는 탄소수 6∼20의 알릴렌이다. a=1 또한 b=0의 태양에 있어서, Ar¹은 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, Ar²는 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 탄소수 6∼20의 아릴인 것이 바람직하다.

탄소수 6∼20의 아릴로서는, 페닐, 나프틸, 안트릴, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피레닐, 크리세닐, 나프타세닐, 페릴레닐 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서는, 페닐, 나프틸, 안트릴, 및 페난트릴이 바람직하고, 페닐, 나프틸 및 안트릴이 더욱 바람직하다.

탄소수 6∼20의 알릴렌로서는, 페닐렌, 나프탈렌디일, 안트라센디일, 페난트렌디일, 피렌디일, 크리센디일, 나프타센디일, 페릴렌디일 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서는, 페닐렌, 나프탈렌디일, 안트라센디일 및 크리센디일이 바람직하고, 페닐렌, 나프탈렌디일 및 안트라센디일이 더욱 바람직하다.

상기 아릴 또는 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있다. 이들 치환기의 구체예는 전술한 피리딜 또는 비피리딜의 치환기로서 예시한 기를 예로 들 수 있고, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 나프틸, 안트릴, 및 페난트릴이 바람직하고, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 및 나프틸이 보다 바람직하고, 메틸, tert-부틸 및 페닐이 더욱 바람직하다. 치환기의 개수는, 예를 들면, 최대 치환 가능한 수이며, 바람직하게는 1개∼3개, 보다 바람직하게는 1개∼2개, 더욱 바람직하게는 1개이다.

Ar¹ 및 Ar²가 아릴인 경우에는, 치환기를 가지는 아릴도 포함하며, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 2-비페닐릴, 3-비페닐릴, 4-비페닐릴, m-터페닐-5'-일, 및 9-페난트릴이 바람직하고, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 3-비페닐릴, 및 m-터페닐-5'-일이 더욱 바람직하다.

Ar¹ 및 Ar²가 알릴렌인 경우에는, 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1,4-나프탈렌디일, 2,7-나프탈렌디일, 및 9,10-안트라센디일이 바람직하고, 1,4-페닐렌, 1,4-나프탈렌디일 및 9,10-안트라센디일이 더욱 바람직하다.

식(1)에 있어서, A는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있다. 탄소수 6∼20의 아릴은 상기 Ar¹ 및 Ar²에서 예시한 기를 들 수 있다. 치환기인 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 및 탄소수 6∼14의 아릴에 대해서도, 전술한 피리딜 또는 비피리딜의 치환기로서 예시한 기를 들 수 있다.

A는 치환기를 가지는 아릴 도 포함하여, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 2-비페닐릴, 3-비페닐릴, 4-비페닐릴, m-터페닐-5'-일, 및 9-페난트릴이 바람직하고, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 3-비페닐릴, 및 4-비페닐릴이 더욱 바람직하다.

식(1)에 있어서, R¹∼R⁸은 독립적으로 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로 아릴이며, 이 아릴 또는 헤테로 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼6의 시클로알킬로 치환되어 있을 수도 있다. 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 및 탄소수 2∼10의 헤테로 아릴은 전술한 피리딜 또는 비피리딜의 치환기로서 예시한 기를 들 수 있다. 치환기로서의 탄소수 1∼6의 알킬 및 탄소수 3∼6의 시클로알킬에 대해서도 마찬가지이다.

R¹∼R⁸은 수소, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 및페닐이 바람직하고, 수소, 메틸, tert-부틸, 시클로헥실, 및페닐이 더욱 바람직하고, 모두 수소인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 식(1)으로 표시되는 화합물을 구성하는, 벤조[a]카르바졸에서의 수소 원자, 벤조[a]카르바졸에 치환하는 Py¹, Py², Ar¹, Ar², A, 및 R¹∼R⁸에서의 수소 원자의 모두 또는 일부가 중수소이어도 된다.

<화합물의 구체예>

본 발명의 태양에서의 식(1-1)으로 표시되는 화합물의 구체예는, 이하에 나타내는 화합물 (1-1-1)∼(1-1-861) 및 (1-1-871)∼(1-1-1019)이다. 이 중에서 바람직한 화합물은 (1-1-1)∼(1-1-56), (1-1-65)∼(1-1-67), (1-1-71)∼(1-1-76), (1-1-86)∼(1-1-88), (1-1-92)∼(1-1-97), (1-1-102)∼(1-1-104), (1-1-108)∼(1-1-113), (1-1-118), (1-1-119), (1-1-123)∼(1-1-133), (1-1-137)∼(1-1-141), (1-1-145)∼(1-1-150), (1-1-154)∼(1-1-159), (1-1-163)∼(1-1-177), (1-1-181)∼(1-1-183), (1-1-205), (1-1-206), (1-1-208)∼(1-1-213), (1-1-215)∼(1-1-220), (1-1-222)∼(1-1-227), (1-1-230)∼(1-1-233), (1-1-236)∼(1-1-239), (1-1-242), (1-1-243), (1-1-262), (1-1-263), (1-1-266)∼(1-1-269), (1-1-272)∼(1-1-275), (1-1-278)∼(1-1-281), (1-1-284)∼(1-1-287), (1-1-290)∼(1-1-293), (1-1-296)∼(1-1-315), (1-1-325)∼(1-1-351), (1-1-361)∼(1-1-387), (1-1-397)∼(1-1-423), (1-1-433)∼(1-1-621), (1-1-624), (1-1-625), (1-1-630)∼(1-1-635), (1-1-638)∼(1-1-641), (1-1-644)∼(1-1-647), (1-1-650)∼(1-1-653), (1-1-656)∼(1-1-659), (1-1-662)∼(1-1-665), (1-1-668)∼(1-1-671), (1-1-673)∼(1-1-678), (1-1-680)∼(1-1-685), (1-1-687)∼(1-1-692), (1-1-695)∼(1-1-698), (1-1-701)∼(1-1-704), (1-1-707)∼(1-1-720), (1-1-733)∼(1-1-780), (1-1-784)∼(1-1-819), (1-1-871)∼(1-1-880), (1-1-885)∼(1-1-888), (1-1-891)∼(1-1-894), (1-1-897), (1-1-898), (1-1-901)∼(1-1-940), 및 (1-1-945)∼(1-1-974)이다.

[화학식 26]

[화학식 27]

[화학식 28]

[화학식 29]

[화학식 30]

[화학식 31]

[화학식 32]

[화학식 33]

[화학식 34]

[화학식 35]

[화학식 36]

[화학식 37]

[화학식 38]

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[화학식 40]

[화학식 41]

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[화학식 51]

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[화학식 60]

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[화학식 64]

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[화학식 71]

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[화학식 110]

[화학식 111]

본 발명의 태양에서의 식(1-2)으로 표시되는 화합물의 구체예는, 이하에 나타내는 화합물 (1-2-1)∼(1-2-365) 및 (1-2-381)∼(1-2-656)이다. 이 중에서 바람직한 화합물은 (1-2-1)∼(1-2-146), (1-2-149), (1-2-150), (1-2-153)∼(1-2-157), (1-2-162)∼(1-2-165), (1-2-169)∼(1-2-175), (1-2-179)∼(1-2-182), (1-2-185), (1-2-186), (1-2-189), (1-2-190), (1-2-193)∼(1-2-195), (1-2-199)∼(1-2-205), (1-2-209)∼(1-2-212), (1-2-225)∼(1-2-365), (1-2-451)∼(1-2-460), (1-2-485)∼(1-2-514) 및 (1-2-539)∼(1-2-636)이다.

[화학식 112]

[화학식 113]

[화학식 114]

[화학식 115]

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[화학식 161]

본 발명의 태양에서의 식(1-3)으로 표시되는 화합물의 구체예는, 이하에 나타내는 화합물 (1-3-1)∼(1-3-352) 및 (1-3-361)∼(1-3-654)이다. 이 중에서 바람직한 화합물은 (1-3-1)∼(1-3-132), (1-3-136)∼(1-3-141), (1-3-144)∼(1-3-161), (1-3-165)∼(1-3-170), (1-3-173), (1-3-174), (1-3-177)∼(1-3-179), (1-3-183)∼(1-3-189), (1-3-193)∼(1-3-198), (1-3-201), (1-3-202), (1-3-205)∼(1-3-207), (1-3-211)∼(1-3-214), (1-3-225)∼(1-3-352), 및 (1-3-479)∼(1-3-620)이다.

[화학식 162]

[화학식 163]

[화학식 164]

[화학식 165]

[화학식 166]

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[화학식 169]

[화학식 170]

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[화학식 199]

[화학식 200]

[화학식 201]

[화학식 202]

[화학식 203]

[화학식 204]

[화학식 205]

[화학식 206]

[화학식 207]

[화학식 208]

[화학식 209]

[화학식 210]

[화학식 211]

<식(1)으로 표시되는 화합물의 제조 방법>

식(1)으로 표시되는 화합물은, 기지(旣知)의 합성법을 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 하기의 반응 1∼8에 나타낸 경로를 따라 합성할 수 있다. 또한, 하기의 반응 9∼17에 나타낸 경로를 따라 합성할 수도 있다.

먼저, 식(1)의 벤조[a]카르바졸의 3번 위치와 9번 위치에 동일한 기가 연결된 화합물의 합성예로서, 반응 1∼8의 경로를 설명한다.

[화학식 212]

반응 1

반응 1에서는, 팔라듐 촉매를 사용하여, 염기의 존재 하에서, 2-니트로-4-메톡시벤젠의 할로겐화물 또는 트리플랫으로 (6-메톡시나프탈렌-2-일)붕소산을 스즈키 커플링 반응시켜, 화합물(a-1)을 합성한다. 식 중의 R¹∼R⁸은, 이후도 포함하여 상기한 바와 동일하다.

[화학식 213]

반응 2

반응 2에서는, 트리페닐포스핀:PPh₃ 또는 트리에톡시포스핀:P(OEt)₃에 의해, 화합물(a-1)의 니트로기를 환원적으로 환화(環化)시켜, 화합물(a-2)을 합성한다.

[화학식 214]

반응 3

반응 3에서는, 팔라듐 촉매 또는 동 촉매를 사용하여, 염기 및 반응 촉진제의 존재 하에서, 화합물(a-2)에 A의 브롬화물 또는 요오드화물을 반응시켜, 화합물(a-3)을 합성한다. 식 중의 A는, 이후도 포함하여 상기한 바와 동일하다.

[화학식 215]

반응 4

반응 4에서는, 피리딘 염산염을 사용하여 화합물(a-3)의 메톡시기의 메틸을 탈리시켜, 화합물(a-4)을 합성한다.

[화학식 216]

반응 5

반응 5에서는, 염기의 존재 하에서, 화합물(a-4)에 트리플루오로메탄술폰산 무수물을 반응시켜, 화합물(a-5)을 합성한다.

[화학식 217]

반응 6

반응 6에서는, 팔라듐 촉매를 사용하여, 염기의 존재 하에서, 화합물(a-5)에 비스(피나콜레이트)디보론을 반응시켜, 화합물(a-6)을 합성한다.

[화학식 218]

반응 7

반응 7은 최종 공정이다. 반응 6에서 얻은 화합물(a-6)에, 2배 몰의 피리딜, 비피리딜의 할라이드 또는 피리딜아릴(A⁰)의 할라이드 또는 트리플래이트를 스즈키 커플링 반응시켜, 식(1)으로 표시되는 화합물을 합성한다.

[화학식 219]

반응 8

또한, 반응 8과 같이, 반응 5에서 얻은 화합물(a-5)에, 팔라듐 촉매를 사용하여, 염기의 존재 하에서, 2배 몰의 피리딜, 비피리딜 또는 피리딜아릴(A⁰)의 붕소산 또는 붕소산 에스테르를 스즈키 커플링 반응시켜, 식(1)으로 표시되는 화합물을 합성할 수도 있다. 단, A⁰가 2-피리딜 또는 비피리딜인 경우에는, 반응 중간체의 안정성을 고려하면, 반응 7에 의한 것이 바람직하다.

다음으로, 식(1)의 벤조[a]카르바졸의 3번 위치와 9번 위치에 상이한 기가 연결된 화합물의 합성예로서 반응 9∼17의 경로를 설명한다.

[화학식 220]

반응 9

반응 9에서는, 팔라듐 촉매를 사용하여, 염기의 존재 하에서, 니트로기를 가지는 벤젠의 디할로체에 (6-메톡시나프탈렌-2-일)붕소산을 스즈키 커플링 반응시켜, 화합물(b-1)을 합성한다. 이 때, 디할로체의 할로겐은 반응성이 X>Y가 되도록 선택한다. 상기와 마찬가지로, R¹∼R⁸은, 이후도 포함하여 상기한 바와 동일하다.

[화학식 221]

반응 10

반응 10에서는, 트리페닐포스핀:PPh₃ 또는 트리에톡시포스핀:P(OEt)₃에 의해, 화합물(b-1)의 니트로기를 환원적으로 환화시켜, 화합물(b-2)을 합성한다.

[화학식 222]

반응 11

반응 11에서는, 팔라듐 촉매 또는 동 촉매를 사용하여, 염기 및 반응 촉진제의 존재 하에서, 화합물(b-2)에 A의 브롬화물 또는 요오드화물을 반응시켜, 화합물(b-3)을 합성한다. 식 중의 A는, 이후도 포함하여 상기한 바와 동일하다.

[화학식 223]

반응 12

반응 12에서는, 팔라듐 촉매를 사용하여, 염기의 존재 하에서, 화합물(b-3)에 피리딜아릴 또는 아릴(A⁰²)의 붕소산 또는 붕소산 에스테르를 반응시켜, 화합물(b-4)을 합성한다. 이 반응은 A⁰²가 피리딜 또는 비피리딜인 경우에도 사용할 수 있지만, 반응 중간체의 안정성을 고려하면, 화합물(b-3)의 Y를 리티오화하거나, 그리냐르 시약으로 만든 후에, 정법(定法)에 따라 붕소산 에스테르 또는 붕소산으로 만들고, 이것과 피리딜 또는 비피리딜의 할라이드와의 스즈키 커플링 반응에 의해 화합물(b-4)을 얻는 것이 바람직하다.

[화학식 224]

반응 13

반응 13에서는, 피리딘 염산염을 사용하여 화합물(b-4)의 메톡시기의 메틸을 탈리시켜, 화합물(b-5)을 합성한다.

[화학식 225]

반응 14

반응 14에서는, 염기의 존재 하에서, 화합물(b-5)에 트리플루오로메탄술폰산 무수물을 반응시켜, 화합물(b-6)을 합성한다.

[화학식 226]

반응 15

반응 15에서는, 팔라듐 촉매를 사용하여, 염기의 존재 하에서, 화합물(b-6)에 비스(피나콜레이트)디보론을 반응시켜, 화합물(b-7)을 합성한다.

[화학식 227]

반응 16

반응 16은 최종 공정이다. 반응 15에서 얻은 화합물(b-7)에, 피리딜, 비피리딜, 피리딜아릴, 또는 아릴(A⁰¹)의 할라이드 또는 트리플래이트를 스즈키 커플링 반응시켜, 식(1)으로 표시되는 화합물을 합성한다.

[화학식 228]

반응 17

또한, 반응 14에서 얻은 화합물(b-6)에, 팔라듐 촉매를 사용하여, 염기의 존재 하에서, 피리딜아릴 또는 아릴(A⁰¹)의 붕소산 또는 붕소산 에스테르를 스즈키 커플링 반응시켜, 식(1)으로 표시되는 화합물을 합성할 수도 있다. 이 반응은 A⁰¹가 피리딜 또는 비피리딜인 경우에도 사용할 수 있지만, 반응 중간체의 안정성을 고려하면, 반응 16에 의한 것이 바람직하다.

식(1-2)의 Ar¹이 수소인 화합물의 합성 방법에 대하여 설명한다. 반응 1∼8의 경로로 합성하는 경우에는, 반응 1에서 사용하는 (6-메톡시나프탈렌-2-일)붕소산 대신, 나프탈렌 환의 6번 위치가 수소인 나프탈렌-2-일붕소산을 사용하면 된다. 반응 9∼17의 경로로 합성하는 경우에는, 반응 9에서 사용하는 (6-메톡시나프탈렌-2-일)붕소산 대신, 나프탈렌 환의 6번 위치가 수소인 나프탈렌-2-일붕소산을 사용하면 된다.

식(1-3)의 Ar²가 수소인 화합물의 합성 방법에 대하여 설명한다. 반응 1∼8의 경로로 합성하는 경우에는, 반응 1의 2-니트로-4-메톡시벤젠의 할라이드 또는 트리플래이트 대신, 벤젠 환의 4번 위치가 수소인 화합물을 사용하면 된다. 또한, 반응 9∼17의 경로로 합성하는 경우에는, 반응 9의 출발 물질인 니트로벤젠의 Y가 수소인 할라이드 또는 트리플래이트를 사용하면 된다.

또한, 전술한 경로 이외에도, 식(1)으로 표시되는 화합물을 합성할 수 있다. 사전에 4번 위치를 피리딜, 비피리딜, 피리딜아릴, 아릴(A⁰²) 등으로 치환한 2-니트로할로벤젠 또는 트리플래이트, 및 사전에 6번 위치를 피리딜, 비피리딜, 피리딜아릴, 아릴(A⁰¹) 등으로 치환한 나프탈렌-2-일붕소산을 각각 합성하고, 이들을 정법에 따라 스즈키 커플링 반응시킨다. 그 후, PPh₃ 또는 P(OEt)₃을 사용하여, 니트로기를 환원적으로 환화시켜, 11H-벤조[a]카르바졸 유도체를 얻는다. 마지막으로, 팔라듐 촉매 또는 동 촉매를 사용하여, 염기 및 반응 촉진제의 존재 하에서, 11H-벤조[a]카르바졸 유도체에 A의 브롬화물 또는 요오드화물을 반응시키는 것에 의해서도, 본 발명의 식(1)으로 표시되는 화합물을 합성할 수 있다. 이 반응 경로는 벤조[c]카르바졸의 3번 위치와 9번 위치의 기가 상이한 화합물을 합성하기에 적합하지만, 3번 위치와 9번 위치의 기가 동일한 화합물에도 적용할 수 있다. 어느 쪽의 경우라도, 벤조[c]카르바졸의 9번 위치에 피리딜 또는 비피리딜이 연결된 화합물을 합성하는 경우에는, 이 반응 경로를 경유하는 것이 바람직하다.

전술한 스즈키 커플링 반응(반응 1, 7, 8, 9, 12, 16, 및 17)에 있어서 사용되는 팔라듐 촉매는, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0):Pd(PPh₃)₄, 비스(트리페닐포스핀)디클로로팔라듐(II):PdCl₂(PPh₃)₂, 아세트산 팔라듐(II):Pd(OAc)₂, 트리스(디벤질리덴아세톤)2팔라듐(0):Pd₂(dba)₃, 트리스(디벤질리덴아세톤)2팔라듐(0) 클로로포름 착체:Pd₂(dba)₃·CHCl₃, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0):Pd(dba)₂, 비스(트리tert-부틸포스피노)팔라듐(0):Pd(P(tert-Bu)₃)₂, 또는 [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)디클로라이드디클로로메탄 착체(1:1):PdCl₂(dppf)·CH₂Cl₂ 등을 예시할 수 있다.

반응 촉진을 위해, 경우에 따라 이들 팔라듐 화합물에 포스핀 화합물을 가할 수도 있다. 포스핀 화합물의 구체예로서는, 트리(tert-부틸)포스핀:tert-Bu₃P, 트리시클로헥실포스핀:PCy₃, 1-(N,N-디메틸아미노메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1-(N,N-디부틸아미노메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1-(메톡시메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1,1'-비스(디-tert-부틸포스피노)페로센, 2,2'-비스(디-tert-부틸포스피노)-1,1'-비나프틸, 2-메톡시-2'-(디-tert-부틸포스피노)-1,1'-비나프틸, 및 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐을 들 수 있다.

동 반응에서 사용되는 염기의 구체예로서는, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 세슘, 탄산수소 나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 바륨, 나트륨에톡시드, 나트륨tert-부톡시드, 아세트산 나트륨, 인산 삼칼륨:K₃PO₄, 및 불화 칼륨을 들 수 있다.

동 반응에 있어서 사용되는 용매로서는, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 테트라하이드로퓨란, 디에틸에테르, tert-부틸메틸에테르, 1,4-디옥산, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 시클로펜틸메틸에테르 등을 예로 들 수 있다. 이들 용매는, 단독으로 사용할 수도 있고, 혼합 용매로 만들어서 사용할 수도 있다. 반응은 통상 50∼180 ℃의 온도 범위에서 실시되지만, 70∼130 ℃에서 실시되는 것이 더욱 바람직하다.

반응 2 및 반응 10에서 사용되는 반응 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, o-디클로로 벤젠, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 1-메틸-2-피롤리돈이 예시된다. 용매는 단독으로 사용할 수도 있고, 혼합 용매로 만들어서 사용할 수도 있다. 반응 온도는 통상 100℃∼220℃의 범위에서 실시된다. 더욱 바람직하게는 130∼190 ℃이다.

반응 3 및 반응 11에 있어서 동 촉매를 사용하는 경우에는, 동분(銅粉), 산화 동 또는 할로겐화 동 등이 사용된다. 동시에 사용되는 염기는 탄산 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산수소 나트륨, 수소화 나트륨 등이며, 반응 촉진제는 크라운 에테르(예를 들면, 18-크라운-6-에테르), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리에틸렌글리콜디알킬에테르(PEGDM) 등을 예로 들 수 있다. 그리고, 반응 용매에는 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 니트로벤젠, 디메틸술폭시드, 디클로로벤젠, 퀴놀린 등이 사용된다. 반응 온도는 160∼250 ℃이지만, 기질의 반응성이 낮은 경우에는 오토클레이브(autoclave) 등을 사용하여 보다 고온에서 반응을 행할 수도 있다.

반응 3 및 반응 11에 있어서 팔라듐 촉매를 사용하는 경우에는, 아세트산 팔라듐(II):Pd(OAc)₂, 염화 팔라듐:PdCl₂, 브롬화 팔라듐 PdBr₂, 트리스(디벤질리덴아세톤)2팔라듐(0):Pd₂(dba)₃, 트리스(디벤질리덴아세톤)2팔라듐(0)클로로포름 착체:Pd₂(dba)₃·CHCl₃, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0):Pd(dba)₂, 비스(트리tert-부틸포스피노)팔라듐(0):Pd(P(tert-Bu)₃)₂, 또는[1.1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)디클로라이드디클로로메탄 착체(1:1):PdCl₂(dppf)·CH₂Cl₂ 등이 사용된다.

동시에 사용되는 염기는 탄산 리튬, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 루비듐, 탄산 세슘, 탄산수소 나트륨, 수소화 나트륨, 알콕시 칼륨(예를 들면, 메톡시칼륨, 에톡시칼륨, 노말프로폭시칼륨, 이소프로폭시칼륨, n-부톡시칼륨 및 tert-부톡시칼륨 등), 알콕시나트륨(예를 들면, 메톡시나트륨, 에톡시나트륨, 노말프로폭시나트륨, 이소프로폭시나트륨, n-부톡시나트륨 및 tert-부톡시나트륨 등)을 예로 들 수 있다.

반응 촉진제는 2,2'-(디페닐포스피노)-1,1'-비나프틸, 1,1'-(디페닐포스피노)페로센, 디시클로헥실포스피노비페닐, 디-tert-부틸포스피노비페닐, 트리(tert-부틸)포스핀:tert-Bu₃P, 1-(N,N-디메틸아미노메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1-(N,N-디부틸아미노메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1-(메톡시메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1,1'-비스(디-tert-부틸포스피노)페로센, 2,2'-비스(디-tert-부틸포스피노)-1,1'-비나프틸, 2-메톡시-2'-(디-tert-부틸포스피노)-1,1'-비나프틸, 또는 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 등이 사용된다.

반응 용매에는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소 용매가 사용된다. 용매는 단독으로 사용할 수도 있고, 혼합 용매로 만들어서 사용할 수도 있다. 반응은 통상 50∼200 ℃의 온도 범위에서 실시되지만, 80∼140 ℃에서 실시되는 것이 더욱 바람직하다.

반응 4 및 반응 13에서 사용되는 반응 용매로서는, 1-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, 니트로벤젠, 디메틸술폭시드, 디클로로벤젠, 퀴놀린 등을 예로 들 수 있다. 용매는 단독으로 사용할 수도 있고, 혼합 용매로 만들어서 사용할 수도 있다. 경우에 따라서는, 무용매로 행할 수도 있다. 반응은 통상 150℃∼220℃의 온도 범위에서 실시되지만, 180∼200 ℃에서 실시되는 것이 더욱 바람직하다.

반응 5 및 반응 14에 있어서 염기를 사용하는 경우에는, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 세슘, 탄산수소 나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 바륨, 아세트산 나트륨, 아세트산 칼륨:KOAc, 인산 삼칼륨:K₃PO₄, 불화 칼륨, 불화 세슘, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 피리딘 등을 사용할 수 있다.

반응 5 및 반응 14에 있어서 사용되는 용매로서는, 피리딘, 톨루엔, 크실렌, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, CH₂Cl₂, CHCl₃, CH₃CN 등을 예로 들 수 있다. 이들 용매는, 단독으로 사용할 수도 있고, 혼합 용매로 만들어서 사용할 수도 있다. 반응은 통상 -10∼50 ℃의 온도 범위에서 실시되지만, 0∼30 ℃에서 실시되는 것이 더욱 바람직하다.

반응 6 및 반응 15에 있어서 사용되는 팔라듐 촉매로서는, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0):Pd(PPh₃)₄, 비스(트리페닐포스핀)디클로로팔라듐(II):PdCl₂(PPh₃)₂, 아세트산 팔라듐(II):Pd(OAc)₂, 트리스(디벤질리덴아세톤)2팔라듐(0):Pd₂(dba)₃, 트리스(디벤질리덴아세톤)2팔라듐(0)클로로포름 착체:Pd₂(dba)₃·CHCl₃, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0):Pd(dba)₂, 비스(트리tert-부틸포스피노)팔라듐(0):Pd(P(tert-Bu)₃)₂, 또는[1.1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)디클로라이드디클로로메탄 착체(1:1):PdCl₂(dppf)·CH₂Cl₂ 등을 예로 들 수 있다.

반응 촉진을 위해, 경우에 따라 이들 팔라듐 화합물에 포스핀 화합물을 가할 수도 있다. 이 포스핀 화합물은, 트리(tert-부틸)포스핀:tert-Bu₃P, 트리시클로헥실포스핀:PCy₃, 1-(N,N-디메틸아미노메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1-(N,N-디부틸아미노메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1-(메톡시메틸)-2-(디-tert-부틸포스피노)페로센, 1,1'-비스(디-tert-부틸포스피노)페로센, 2,2'-비스(디-tert-부틸포스피노)-1,1'-비나프틸, 2-메톡시-2'-(디-tert-부틸포스피노)-1,1'-비나프틸, 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 등을 예로 들 수 있다.

반응 6 및 반응 15에 있어서 사용되는 염기는, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 세슘, 탄산수소 나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 바륨, 나트륨에톡시드, 나트륨tert-부톡시드, 아세트산 나트륨, 아세트산 칼륨:KOAc, 인산 삼칼륨:K₃PO₄, 불화 칼륨 등이다.

반응 6 및 반응 15에 있어서 사용되는 용매는, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 테트라하이드로퓨란, 디에틸 에테르, tert-부틸메틸에테르, 1,4-디옥산, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 시클로펜틸메틸에테르 등이다. 이들 용매는, 단독으로 사용할 수도 있고, 혼합 용매로 만들어서 사용할 수도 있다. 반응은 통상 50∼180 ℃의 온도 범위에서 실시되지만, 70∼130 ℃에서 실시되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기에서는 아릴, 헤테로 아릴 등의 환끼리 결합시키는 공정에서 스즈키 커플링 반응을 사용하였지만, 입수할 수 있는 원료, 시약의 종류에 따라, 네기시 커플링 반응을 사용할 수도 있다.

본 발명의 화합물을, 유기 EL 소자에서의, 전자 주입층 또는 전자 수송층에 사용한 경우, 전계 인가 시에 안정화된다. 이러한 사실은, 본 발명의 화합물이, 전계 발광형 소자의 전자 주입 재료, 또는 전자 수송 재료로서 우수한 것을 나타낸다. 여기서 말하는 전자 주입층은 음극으로부터 유기층으로 전자를 수취하는 층이며, 전자 수송층은 주입된 전자를 발광층으로 수송하기 위한 층이다. 또한, 전자 수송층이 전자 주입층을 겸할 수도 있다. 각각의 층에 사용하는 재료를, 전자 주입 재료 및 전자 수송 재료라고 한다.

<유기 EL 소자의 설명>

본원의 제2 발명은, 전자 주입층, 또는 전자 수송층에, 본 발명의 식(1)으로 표시되는 화합물을 함유하는 유기 EL 소자이다. 본 발명의 유기 EL 소자는, 구동 전압이 낮고, 구동 시의 내구성(耐久性)이 높다.

본 발명의 유기 EL 소자의 구조는 각종 태양이 있지만, 기본적으로는 양극과 음극의 사이에 적어도 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 협지한 다층 구조이다. 소자의 구체적인 구성의 예는, (1) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극, (2) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극, (3) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극 등이 있다.

본 발명의 화합물은, 높은 전자 주입성 및 전자 수송성을 가지고 있으므로, 단체(單體) 또는 다른 재료와 병용하여 전자 주입층, 또는 전자 수송층에 사용할 수 있다. 본 발명의 유기 EL 소자는, 본 발명의 전자 수송 재료에 다른 재료를 사용한 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 등을 조합함으로써, 청색, 녹색, 적색이나 백색의 발광을 얻을 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 사용할 수 있는 발광 재료 또는 발광성 도판트는, 고분자 학회편, 고분자 기능 재료 시리즈 "광 기능 재료", 교도(共同) 출판(1991), P236에 기재되어 있는 주광 형광 재료, 형광 증백제, 레이저 색소, 유기 신틸레이터, 각종 형광 분석 시약 등의 발광 재료, 키도 쥰지 감수, "유기 EL 재료와 디스플레이" 씨엠씨사 출판(2001) P155∼156에 기재되어 있는 도판트 재료, P170∼172에 기재되어 있는 3중항 재료의 발광 재료 등이 있다.

발광 재료 또는 발광성 도판트로서 사용할 수 있는 화합물은, 다환 방향족 화합물, 헤테로 방향족 화합물, 유기 금속 착체, 색소, 고분자계 발광 재료, 스티릴 유도체, 방향족 아민 유도체, 쿠마린 유도체, 보란 유도체, 옥사진 유도체, 스피로 환을 가지는 화합물, 옥사디아졸 유도체, 플루오렌 유도체 등이 있다. 다환 방향족 화합물의 예는, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 나프타센 유도체, 피렌 유도체, 크리센 유도체, 페릴렌 유도체, 코로넨 유도체, 루브렌 유도체 등이 있다. 헤테로 방향족 화합물의 예는, 디알킬아미노기 또는 디아릴아미노기를 가지는 옥사디아졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 피리딘 유도체, 피란 유도체, 페난트롤린 유도체, 실롤 유도체, 트리페닐아미노기를 가지는 티오펜 유도체, 퀴나클리돈 유도체 등이다. 유기 금속 착체의 예는, 아연, 알루미늄, 베릴륨, 유로퓸, 테르븀, 디스프로슘, 이리듐, 백금, 오스뮴, 금 등과, 퀴놀리놀 유도체, 벤즈옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 피롤 유도체, 피리딘 유도체, 페난트롤린 유도체 등과의 착체이다. 색소의 예는, 크산텐 유도체, 폴리메틴 유도체, 포르피린 유도체, 쿠마린 유도체, 디시아노메틸렌피란 유도체, 디시아노메틸렌티오피란 유도체, 옥소벤즈안트라센 유도체, 카르보스티릴 유도체, 페릴렌 유도체, 벤조옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체 등의 색소를 예로 들 수 있다. 고분자계 발광 재료의 예는, 폴리파라페닐비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체 등이 있다. 스티릴 유도체의 예는, 아민 함유 스티릴 유도체, 스티릴 알릴렌 유도체 등이 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 사용되는 다른 전자 수송 재료는, 광 도전 재 료에 있어서 전자 전달 화합물로서 사용할 수 있는 화합물, 유기 EL 소자의 전자 수송층 및 전자 주입층에 사용할 수 있는 화합물 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다.

이와 같은 전자 수송 재료의 구체예는, 퀴놀리놀계 금속 착체, 2,2'-비피리딜 유도체, 페난트롤린 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 페릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티오펜 유도체, 트리아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 옥신 유도체의 금속 착체, 퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체의 폴리머, 벤자졸류 화합물, 갈륨 착체, 피라졸 유도체, 퍼플루오로화 페닐렌 유도체, 트리아진 유도체, 피라진 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 이미다조피리딘 유도체, 보란 유도체 등이 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 사용되는 정공 주입 재료 및 정공 수송 재료에 대해서는, 광 도전 재료에 있어서, 정공의 전하 수송 재료로서 종래부터 관용되고 있는 화합물이나, 유기 EL 소자의 정공 주입층 및 정공 수송층에 사용되고 있는 공지의 것 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 이들의 구체예는, 카르바졸 유도체, 트릴아릴아민 유도체, 프탈로시아닌 유도체 등이 있다.

본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는 각 층은, 각 층을 구성할 재료를 증착법, 스핀 코팅법 또는 캐스팅법 등의 방법으로 박막으로 만들어서, 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 형성된 각 층의 막 두께에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 재료의 성질에 따라, 적절하게 설정할 수 있지만, 통상 2 ㎚∼5000 ㎚의 범위이다. 그리고, 발광 재료를 박막화하는 방법은, 균질 막을 용이하게 얻을 수 있고, 또한 핀홀(pinhole)이 생성되기 어려운 등의 점에서 증착법을 채용하는 것이 바람직하다. 증착법을 이용하여 박막화하는 경우, 그 증착 조건은, 본 발명의 발광 재료의 종류에 따라 상이하다. 증착 조건은 일반적으로, 보트 가열 온도 50∼400 ℃, 진공도 10^-6∼10^-3 Pa, 증착 속도 0.01∼50 ㎚/초, 기판 온도 -150∼＋300 ℃, 막 두께 5㎚∼5㎛의 범위에서 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유기 EL 소자는, 전술한 어떤 구조라도, 기판에 지지되어 있는 것이 바람직하다. 기판은 기계적 강도, 열 안정성 및 투명성을 가지는 것이면 되고, 유리, 투명 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다. 양극 물질은 4 eV보다 큰 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 구체예는, Au 등의 금속, CuI, 인듐틴옥사이드(이하, ITO로 약기함), SnO₂, ZnO 등이 있다.

음극 물질은 4 eV보다 작은 일함수의 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 구체예는, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 리튬, 마그네슘 합금, 알루미늄 합금 등이다. 합금의 구체예는, 알루미늄/불화 리튬, 알루미늄/리튬, 마그네슘/은, 마그네슘/인듐 등이다. 유기 EL 소자의 발광을 효율적으로 인출하기 위하여, 전극 중 적어도 한쪽은 광투과율을 10% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 전극으로서의 시트 저항은 수백 Ω/□ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 막 두께는 전극 재료의 성질에도 죄우되지만, 통상 10 ㎚∼1㎛, 바람직하게는 10∼400 ㎚의 범위로 설정된다. 이와 같은 전극은, 전술한 전극 물질을 사용하여, 증착이나 스퍼터링 등의 방법으로 박막을 형성함으로써 제작할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 발광 재료를 사용하여 유기 EL 소자를 작성하는 방법의 일례로서, 전술한 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/본 발명의 전자 수송 재료/음극으로 이루어지는 유기 EL 소자의 작성법에 대하여 설명한다. 적절한 기판 상에, 양극 재료의 박막을 증착법에 의해 형성시켜 양극을 제작한 후, 이 양극 상에 정공 주입층 및 정공 수송층의 박막을 형성한다. 그 위에 발광층의 박막을 형성한다. 이 발광층 상에 본 발명의 전자 수송 재료를 진공 증착하고, 박막을 형성시켜, 전자 수송층으로 한다. 또한 음극용 물질로 이루어지는 박막을 증착법에 의해 형성시켜 음극으로 함으로써, 목적으로 하는 유기 EL 소자를 얻을 수 있다. 그리고, 전술한 유기 EL 소자의 제작에 있어서는, 제작 순서를 반대로 하여, 음극, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 양극의 순으로 제작할 수도 있다.

이와 같이 하여 얻어진 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가하는 경우에는, 양극을 ＋, 음극을 -의 극성으로 해서 인가하면 되고, 전압 2∼40 V 정도를 인가하면, 투명 또는 반투명의 전극측(양극 또는 음극, 및 양쪽)으로부터 발광을 관측할 수 있다. 또한, 이 유기 EL 소자는, 교류 전압을 인가한 경우에도 발광한다. 그리고, 인가하는 교류의 파형은 임의의 파형으로 해도 된다.

실시예

이하에서, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명한다. 먼저, 실시예에서 사용한 벤조[a]카르바졸 화합물의 합성예에 대하여, 이하에서 설명한다.

[합성예 1] 화합물(1-1-66)의 합성

<2-메톡시-6-(4-메톡시-2-니트로페닐)나프탈렌의 합성>

[화학식 229]

질소 분위기 하에서, 1-클로로-4-메톡시-2-니트로벤젠 13.13 g, (6-메톡시나프탈렌-2-일)붕소산 15.56 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 2.43 g, 인산 삼칼륨 29.72 g, 및 톨루엔과 에탄올의 혼합 용매 280 ml(톨루엔/에탄올=4/1(용량비))을 플라스크에 넣고 5분간 교반했다. 다음으로, 순수 28 ml를 더하여, 5시간 환류했다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각시키고, 석출한 고체를 여과하여 조제품(粗製品) 1로 하였다. 여과액을 분액하여, 유기층을 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 여과에 의해 건조제를 제거하고, 용매를 감압 하에서 증류 제거하여 얻어진 고체를 조제품 2로 하였다. 이들 조제품 1과 2를 합치고, 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하고, 또한 헵탄으로 재침전을 행하여, 중간체의 화합물(a-1a): 2-메톡시-6-(4-메톡시-2-니트로페닐)나프탈렌 19.52 g(수율:91%)를 얻었다.

<3,9-디메톡시-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 230]

질소 분위기 하에서, 전술한 화합물(a-1a) 18.9 g과 트리페닐포스핀 40.1 g 및 1-메틸-2-피롤리돈 120 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 7시간 환류했다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각시키고, 반응 혼합액에 순수를 가하여 석출한 고체를 여과했다. 고체를 순수, 이어서, 메탄올로 세정하여, 조제품을 얻었다. 이 조제품을 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(a-2a): 3,9-디메톡시-11H-벤조[a]카르바졸 15.7 g(수율:93%)을 얻었다.

<3,9-디메톡시-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 231]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-2a) 15.5 g, 브로모벤젠 13.2 g, 아세트산 팔라듐(II) Pd(OAc)₂ 0.63 g, 트리(tert-부틸)포스핀: tert-Bu₃P 1.70 g, 인산 삼칼륨 35.59 g, 및 크실렌 170 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 10시간 환류했다. 반응액을 냉각시키고, 여과에 의해 고체를 제거한 후, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 조제품을 실리카겔 컬럼(용매: 헵탄/톨루엔=1/1(용량비))으로 정제하여, 중간체의 화합물(a-3a): 3,9-디메톡시-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸 16.4 g(수율:83%)을 얻었다.

<11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸-3,9-디올의 합성>

[화학식 232]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-3a) 15.4 g 및 피리딘 염산염 100.7 g을 플라스크에 넣고, 200℃에서 6시간 가열하였다. 가열 종료 후 반응액을 냉각시키고, 순수를 100 ml 부가하였다. 반응 혼합액을 에틸아세테이트로 추출하고, 유기층을 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 건조제를 여과에 의해 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 조제품을 실리카겔 쇼트 컬럼(용매:톨루엔/에틸아세테이트=6/1(용량비))으로 정제하여, 중간체의 화합물(a-4a): 11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸-3,9-디올을 14.2 g(수율:100%) 얻었다.

<11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸-3,9-디딜비스(트리플루오로메탄술포네이트)의 합성>

[화학식 233]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-4a) 14.2 g 및 피리딘 110 ml를 플라스크에 넣고, 0℃까지 냉각한 후, 트리플루오로메탄술폰산 무수물 30.7 g을 천천히 적하하였다. 그 후, 반응액을 0℃에서 1시간, 실온에서 철야 교반했다. 반응액에 순수를 부가하여 석출한 고체를 여과했다. 얻어진 고체를 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(a-5a): 11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸-3,9-디일비스(트리플루오로메탄술포네이트) 25.5 g(수율: 99%)을 얻었다.

<11-페닐-3,9-비스(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 234]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-5a) 15 g, 비스(피나콜레이트)디보론 14.21 g, [1.1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)디클로라이드디클로로 메탄 착체(1:1)(PdCl₂(dppf)·CH₂Cl₂) 1.25 g, 아세트산 칼륨 14.98 g, 및 시클로펜틸메틸에테르 127 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 4시간 환류했다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각시키고, 순수를 150 ml 부가하였다. 반응 혼합액을 에틸아세테이트로 추출하고, 유기층을 무수 황산 나트륨으로 건조한 후, 건조제를 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 조제품을 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하였다. 또한, 헵탄으로 재침전을 행하고, 중간체의 화합물(a-6a): 11-페닐-3,9-비스(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)-11H-벤조[a]카르바졸 12 g(수율: 87%)을 얻었다.

<화합물(1-1-66): 3,9-디([2,3'-비피리딘]-6-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 235]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-6a) 2.73 g, 6-브롬-2,3'-비피리딘 2.47 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.29 g, 인산 삼칼륨 4.24 g 및 N,N-디메틸아세트아미드 20 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 120℃에서 3시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 더하고, 석출한 고체를 여과하고, 얻어진 고체를 실리카겔 컬럼(용매:톨루엔/에틸아세테이트=2/1(용량비))으로 정제하고, 또한 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-1-66): 3,9-디([2,3'-비피리딘]-6-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸 0.5 g(수율:16%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-1-66)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ= 9.36(s, 1H), 9.31(s, 1H), 8.76(s, 1H), 8.67(t, 2H), 8.51∼8.49(m, 1H), 8.44∼8.41(m, 1H), 8.31(d, 2H), 8.17(d, 1H), 8.07(d, 1H), 7.95(s, 1H), 7.90∼7.65(m, 12H), 7.55(d, 1H), 7.46∼7.41(m, 2H).

유리 전이 온도(Tg): 115℃

[측정 기기: Diamond DSC(PERKIN-ELMER사 제조); 측정 조건: 냉각 속도 200℃/Min., 승온(昇溫) 속도 10℃/Min.]

[합성예 2] 화합물(1-1-758)의 합성

<화합물(1-1-758): 11-페닐-3,9-비스(3-피리딘-3-일)페닐-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 236]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-5a) 2 g, 3-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)피리딘 2.01 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.20 g, 인산 삼칼륨 2.89 g, 및 N,N-디메틸아세트아미드 14 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 120℃에서 4시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 더하고, 석출한 고체를 여과하고, 얻어진 고체를 실리카겔 컬럼(용매:톨루엔/에틸아세테이트=2/1(용량비))으로 정제하고, 또한 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-1-758): 11-페닐-3,9-비스(3-피리딘-3-일)페닐-11H-벤조[a]카르바졸 0.53 g(수율:25%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-1-758)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ=8.93(s, 1H), 8.90(s, 1H), 8.62(t, 2H), 8.30∼8.26(m, 3H), 7.96∼7.89(m, 3H), 7.83∼7.80(m, 2H), 7.75∼7.47(m, 14H), 7.40∼7.37(m, 3H).

유리 전이 온도(Tg):99.4℃

[측정 기기: Diamond DSC(PERKIN-ELMER사 제조); 측정 조건: 냉각 속도 200℃/Min., 승온 속도 10℃/Min.]

[합성예 3] 화합물(1-2-8)의 합성

<3-메톡시-11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 237]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-3a) 6.25 g, 3-피리딘붕소산 2.58 g, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(Pd(dba)₂) 0.50 g, 트리시클로헥실포스핀(PCy₃) 0.37 g, 인산 칼륨 7.42 g, 및 N,N-디메틸아세트아미드 70 ml를 플라스크에 넣어서 5분간 교반하고, 7시간 환류했다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 가하고, 석출한 고체(조제품)를 여과하여 취하고, 얻어진 고체를 NH-DM1020(후지실시아 화학 가부시키가이샤 제조) 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-1b): 3-메톡시-11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸 6.17 g(수율: 88%)을 얻었다.

<11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸-3-올의 합성>

[화학식 238]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-1b) 6.17 g 및 피리딘 염산염 26.7 g을 플라스크에 넣고, 200℃에서 7시간 가열하였다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각시키고, 순수를 100 ml 첨가하여 석출한 고체를 여과하여, 조제품을 얻었다. 그 조제품을 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-2b): 11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸-3-올 5.4 g(수율: 90.8%)을 얻었다.

<11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸-3-일 트리플루오로 메탄 술포네이트의 합성>

[화학식 239]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-2b) 5.4 g 및 피리딘 56 ml를 플라스크에 넣고, 0℃까지 냉각한 후, 트리플루오로메탄술폰산 무수물 7.89 g을 천천히 적하하였다. 그 후, 반응액을 0℃에서 1시간, 실온에서 2시간 교반했다. 반응액에 순수를 가한 후, 에틸아세테이트로 추출하고, 유기층을 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 여과에 의해 건조제를 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 조제품을 실리카겔 컬럼(용매:톨루엔/에틸아세테이트=2/1(용량비))으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-3b): 11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸-3-일 트리플루오로메탄술포네이트 6.65 g(수율: 91.8%)을 얻었다.

<화합물(1-2-8): 3-([나프탈렌-2-일)-11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 240]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-3b) 2.2 g, 2-나프탈렌 붕소산 0.80 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.15 g, 인산 삼칼륨 1.80 g 및 톨루엔과 에탄올의 혼합 용매 21 ml(톨루엔/에탄올=4/1(용량비))를 플라스크에 넣고, 5분간 교반했다. 그 후, 순수 2 ml를 더하여 5시간 환류했다. 가열 종료 후에 반응액을 냉각시키고, 순수를 부가하여 석출한 고체를 여과하여 조제품 1로 하였다. 여과액의 유기층을 분액하고, 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 건조제를 여과에 의해 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 고체를 조제품 2로 하였다. 다음으로, 조제품 1과 2를 합치고, 실리카겔 컬럼(용매:톨루엔/에틸아세테이트=10/1(용량비))으로 정제하였다. 그 후, 톨루엔으로부터 재결정하고, 또한 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-2-8): 3-([나프탈렌-2-일)-11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸 0.8 g(수율: 38%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-2-8)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ=8.89(d, 1H), 8.57(d, 1H), 8.34(s, 1H), 8.30∼8.28(dd, 2H), 8.15(s, 1H), 7.95∼7.84(m, 6H), 7.73∼7.48(m, 10H), 7.35∼7.33(m, 2H).

유리 전이 온도(Tg): 98.2℃

[합성예 4] 화합물(1-2-28)의 합성

<화합물(1-2-28): 3-(4-(나프탈렌-2-일)페닐)-11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 241]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-3b) 2.2 g, 4-(나프탈렌-2-일)페닐)붕소산 1.16 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.15 g, 인산 삼칼륨 1.80 g 및 톨루엔과 에탄올의 혼합 용매 21 ml(톨루엔/에탄올=4/1(용량비))를 플라스크에 넣고, 5분간 교반했다. 그 후, 순수 2 ml를 더하여 5시간 환류했다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각하여 순수를 더하여, 석출한 고체를 여과하여 취하고, 순수에 이어서 메탄올로 세정한 후, 가열한 톨루엔에 용해하고, 용해되지 않은 것을 고온 여과에 의해 제거하였다. 또한 실리카겔 컬럼(용매: 톨루엔/에틸아세테이트=3/1(용량비))으로 정제한 후, 열 톨루엔 용액에서 활성탄 처리하여 탈색했다. 그 후, 에틸아세테이트로 재침전을 행하고, 또한 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-2-28): 3-(4-(나프탈렌-2-일)페닐)-11-페닐-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸 1.2 g(수율:50%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-2-28)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ=8.89(d, 1H), 8.57(dd, 1H), 8.30∼8.28(m, 3H), 8.11(s, 1H), 7.95∼7.80(m, 10H), 7.74∼7.70(m, 3H), 7.64∼7.58(m, 4H), 7.54∼7.48(m, 3H), 7.36∼7.33(m, 2H).

유리 전이 온도(Tg)는 관찰되지 않았다.

[합성예 5] 화합물(1-3-206)의 합성

<2-(4-클로로-2-니트로페닐)-6-메톡시나프탈렌의 합성>

[화학식 242]

질소 분위기 하에서, 1-브로모-4-클로로-2-니트로벤젠 11.35 g, (6-메톡시나프탈렌-2-일)붕소산 9.7 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 1.66 g, 탄산 나트륨 10.18 g, 및 톨루엔 197 ml를 플라스크에 넣고, 5분간 교반한 후, 순수 38 ml를 더하여 5시간 환류했다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각하여 석출한 고체를 여과하고, 조제품 1로 하였다. 여과액의 유기층을 분액하고, 무수 황산 나트륨으로 건조한 후, 건조제를 여과에 의해 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 고체를 조제품 2로 하였다. 그 후, 조제품 1과 2를 합치고, 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하였다. 또한, 헵탄으로 재침전을 행하여, 중간체의 화합물(b-1a): 2-(4-클로로-2-니트로페닐)-6-메톡시나프탈렌 12.9 g(수율: 85.7%)을 얻었다.

<9-클로로-3-메톡시-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 243]

질소 분위기 하에서, 전술한 화합물(b-1a) 12.9 g, 트리페닐포스핀 26.96 g 및 o-디클로로벤젠 82 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 7.5시간 환류했다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각하여 석출한 고체를 여과하고, 조제품을 얻었다. 그 조제품을 실리카겔 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-2a): 9-클로로-3-메톡시-11H-벤조[a]카르바졸 10.3 g(수율: 89%)을 얻었다.

<9-클로로-3-메톡시-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 244]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-2a) 10.25 g, 브로모벤젠 8.57 g, 아세트산 팔라듐(II)(Pd(OAc)₂) 0.327 g, 트리(tert-부틸)포스핀(tert-Bu₃P) 0.88 g, 인산 삼칼륨 30.89 g, 및 크실렌 110 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 6시간 환류했다. 반응액을 냉각시키고, 여과하여 고체를 제거한 후, 여과액을 감압 농축하여 얻어진 조제품을 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-3a): 9-클로로-3-메톡시-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸 12.2 g(수율: 93.8%)를 얻었다.

<9-([1,1'-비페닐]-3-일)-3-메톡시-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 245]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-3a) 5.19 g, 3-비페닐보론산 3.45 g, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(Pd(dba)₂) 0.42 g, 트리시클로헥실포스핀(PCy₃) 0.30 g, 인산 삼칼륨 6.16 g, 및 톨루엔 58 ml를 플라스크에 넣어 5분간 교반했다. 그 후, 순수 5.8 ml를 부가하여 7시간 환류했다. 반응 종료 후에 반응액을 냉각시키고, 순수를 50 ml 첨가하였다. 반응액을 톨루엔으로 추출하고, 유기층을 무수 황산 나트륨으로 건조한 후, 건조제를 여과에 의해 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 조제품을 실리카겔 컬럼(용매: 헵탄/톨루엔=3/1(용량비))으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-4a): 9-([1,1'-비페닐]-3-일)-3-메톡시-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸 6.66 g(수율: 97%)을 얻었다.

<9-([1,1'-비페닐]-3-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸-3-올의 합성>

[화학식 246]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-4a) 6.51 g 및 피리딘 염산염 23.7 g을 플라스크에 넣고, 200℃에서 6시간 가열하였다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각시키고, 순수를 100 ml 부가하여 석출한 고체를 여과하여, 조제품을 얻었다. 이 조제품을 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-5a): 9-([1,1'-비페닐]-3-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸-3-올 6.32 g(수율: 100%)를 얻었다.

<9-([1,1'-비페닐]-3-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸-3-일 트리플루오로메탄술포네이트의 합성>

[화학식 247]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-5a) 6.32 g 및 피리딘 35 ml를 플라스크에 넣고, 0℃까지 냉각한 후, 트리플루오로메탄술폰산 무수물 7.73 g을 천천히 적하하였다. 그 후, 반응액을 0℃에서 1시간, 실온에서 2시간 교반했다. 반응액에 순수를 부가한 후, 반응 혼합액을 톨루엔으로 추출하고, 유기층을 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 건조제를 여과에 의해 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 조제품을 실리카겔 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-6a): 9-([1,1'-비페닐]-3-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸-3-일 트리플루오로메탄술포네이트 7.4 g(수율: 91%)을 얻었다.

<9-([1,1'-비페닐]-3-일)-11-페닐-3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 248]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-6a) 5.2 g, 비스(피나콜레이트)디보란 2.7 g, [1.1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)디클로라이드디클로로메탄 착체(1:1)(PdCl₂(dppf)·CH₂Cl₂) 0.21 g, 아세트산 칼륨 2.58 g, 및 시클로펜틸메틸에테르 45 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 4시간 환류했다. 가열 종료 후, 반응액을 냉각시키고, 순수를 150 ml 첨가하였다. 반응 혼합액을 에틸아세테이트로 추출하고, 유기층을 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 건조제를 여과에 의해 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 조제품을 활성탄 쇼트 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하여, 중간체의 화합물(b-7a): 9-([1,1'-비페닐]-3-일)-11-페닐-3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)-11H-벤조[a]카르바졸 4.53 g(수율: 90.6%)을 얻었다.

<화합물(1-3-206): 9-([1,1'-비페닐]-3-일)-3-([2,3'-비피리딘]-6-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 249]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-7a) 1.94 g, 6-브롬-2,3'-비피리딘 0.88 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.16 g, 인산 삼칼륨 1.44 g, 및 N,N-디메틸아세트아미드 14 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 120℃에서 6시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 더하여, 석출한 고체(조제품)를 여과했다. 얻어진 고체를 실리카겔 컬럼(용매: 톨루엔/에틸아세테이트=10/1(용량비))로 정제하고, 또한 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-3-206): 9-([1,1'-비페닐]-3-일)-3-([2,3'-비피리딘]-6-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸 0.89 g(수율: 44%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-3-206)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ=9.36(s, 1H), 8.76(s, 1H), 8.69(dd, 1H), 8.50(dt, 1H), 8.31∼8.27(q, 2H), 8.07(dd, 1H), 7.90∼7.88(m, 3H), 7.83(s, 1H), 7.73∼7.35(m, 18H).

유리 전이 온도(Tg): 107.4℃

[합성예 6] 화합물(1-3-300)의 합성

<화합물(1-3-300): 9-([1,1'-비페닐]-3-일)-11-페닐-3-(3-(피리딘-3-일)페닐)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 250]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-6a) 2 g, 3-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)피리딘 0.95 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.12 g, 인산 삼칼륨 1.43 g, 및 N,N-디메틸아세트아미드 15 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 120℃에서 4시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 부가하고, 톨루엔으로 추출하고, 유기층을 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 여과에 의해 건조제를 제거하고, 용매를 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 조제품을 실리카겔 컬럼(용매: 톨루엔/에틸아세테이트=10/1(용량비))으로 정제하고, 또한 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-3-300): 9-([1,1'-비페닐]-3-일)-11-페닐-3-(3-(피리딘-3-일)페닐)-11H-벤조[a]카르바졸 1.29 g(수율: 64%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-3-300)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ=8.94(s, 1H), 8.64(dd, 1H), 8.31∼8.26(m, 3H), 7.95(dt, 1H), 7.90(s, 1H), 7.83∼7.82(m, 2H), 7.76∼7.39(m, 21H).

유리 전이 온도(Tg):99.6℃

[합성예 7] 화합물(1-1-2)의 합성

<화합물(1-1-2): 11-페닐-3,9-디(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 251]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-5a) 2.95 g, 3-피리딘붕소산 1.23 g, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(Pd(dba)₂) 0.14 g, 트리시클로헥실포스핀(PCy₃) 0.11 g, 인산 삼칼륨 4.25 g, 및 N,N-디메틸아세트아미드 25 ml를 플라스크에 넣고, 5분간 교반하고, 120℃에서 5시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 얻어진 고체를 실리카겔 컬럼(용매: 톨루엔/에틸아세테이트=2/1(용량비))으로 정제하고, 또한 헵탄으로 재침전을 행하였다. 마지막으로, 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-1-2): 11-페닐-3,9-디(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸 0.90 g(수율: 40%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-1-2)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ=8.96(s, 1H), 8.88(s, 1H), 8.61(dd, 1H), 8.58(dd, 1H), 8.30(dd, 2H), 8.21(s, 1H), 7.97(dt, 1H), 7.91(dt, 1H), 7.83(d, 1H), 7.74∼7.70(m, 3H), 7.62∼7.58(m, 3H), 7.52∼7.47(m, 2H), 7.40∼7.33(m, 3H).

유리 전이 온도(Tg): 91.2℃

[합성예 8] 화합물(1-1-765)의 합성

<화합물(1-1-765): 11-페닐-3,9-비스(4-(피리딘-4-일)페닐)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 252]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-6a) 2.5 g, 4-(4-브로모페닐)피리딘 2.15 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.26 g, 인산 삼칼륨 3.89 g 및 N,N-디메틸아세트아미드 20 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 120℃에서 6시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 얻어진 고체를 NH-DM1020(후지실시아 화학 가부시키가이샤 제조) 컬럼(용매: 톨루엔)으로 정제하고, 또한 에틸아세테이트로 재침전을 행하였다. 마지막으로, 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-1-765): 11-페닐-3,9-비스(4-(피리딘-4-일)페닐)-11H-벤조[a]카르바졸 1.4 g(수율: 49.6%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-1-765)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ= 8.69∼8.67(m, 4H), 8.31∼8.27(m, 3H), 7.84∼7.62(m, 15H), 7.58∼7.48(m, 6H), 7.41(s, 1H).

[합성예 9] 화합물(1-1-893)의 합성

<화합물(1-1-893): 3,9-비스(5'-메틸-[2,3'-비피리딘]-6-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 253]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-6a) 2.5 g, 6-브로모-5'-메틸-2,3'-비피리딘 2.51 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.32 g, 인산 삼칼륨 3.89 g 및 N,N-디메틸아세트아미드 25 ml를 플라스크에 넣어서 교반하고, 120℃에서 6시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 얻어진 고체를 NH-DM1020(후지실시아 화학 가부시키가이샤 제조) 컬럼(용매:톨루엔/에틸아세테이트=8/1(용량비))으로 정제하고, 또한 에틸아세테이트로 재침전을 행하였다. 마지막으로, 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-1-893): 3,9-비스(5'-메틸-[2,3'-비피리딘]-6-일)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸 1.6 g(수율: 56%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-1-893)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ= 8.56(t, 2H), 8.30∼8.26(m, 3H), 7.82∼7.81(m, 3H), 7.75∼7.62(m, 11H), 7.56∼7.41(m, 4H), 7.36(dd, 2H), 2.65(s, 6H).

유리 전이 온도(Tg): 114.0℃

[합성예 10] 화합물(1-1-973)의 합성

<화합물(1-1-973):3,9-비스(4-(2-메틸피리딘-4-일)페닐)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 254]

질소 분위기 하에서, 화합물(a-6a) 2.5 g, 4-(4-클로로페닐)-2-메틸피리딘 2.1 g, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(Pd(dba)₂) 0.16 g, 트리시클로헥실포스핀(PCy₃) 0.12 g, 인산 삼칼륨 4.0 g, 1,2,4-트리메틸벤젠 25 ml, tert-부틸 알코올 2.5 ml 및 물 2.5 ml를 플라스크에 넣어서 6시간 환류했다. 반응 종료 후, 반응액에 순수를 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 얻어진 고체를 NH-DM1020(후지실시아 화학 가부시키가이샤 제조) 컬럼(용매: 톨루엔/에틸아세테이트=10/1(용량비))으로 정제하고, 또한 에틸아세테이트로 재침전을 행하였다. 마지막으로, 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-1-973): 3,9-비스(4-(2-메틸피리딘-4-일)페닐)-11-페닐-11H-벤조[a]카르바졸 1.8 g(수율: 60%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-1-973)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ= 9.14(s, 1H), 9.09(s, 1H), 8.75(s, 1H), 8.51(dd, 2H), 8.32∼8.26(m, 4H), 8.15(dd, 1H), 8.07(dd, 1H), 8.01(s, 1H), 7.90∼7.66(m, 14H), 7.57(d, 1H), 2.48(s, 3H), 2.45(s, 3H).

유리 전이 온도(Tg): 116.2℃

<화합물(1-2-125): 11-페닐-3-(10-페닐안트라센9-일)-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸의 합성>

[화학식 255]

질소 분위기 하에서, 화합물(b-3b) 2.2 g, 10-페닐안트라센9-일)붕소산 1.64 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh₃)₄) 0.15 g, 인산 삼칼륨 1.80 g 및 톨루엔과 에탄올의 혼합 용매 21 ml(톨루엔/에탄올=4/1(용량비))를 플라스크에 넣고, 5분간 교반했다. 그 후, 순수 2 ml를 더하여 5시간 환류했다. 가열 종료 후에 반응액을 냉각시키고, 순수를 부가하여 석출한 고체를 여과했다. 얻어진 고체를 실리카겔 컬럼(용매: 톨루엔/에틸아세테이트=4/1(용량비))으로 정제하고, 또한 에틸아세테이트로 재침전을 행하였다. 마지막으로, 승화 정제를 행하여, 목적으로 하는 화합물(1-2-125): 11-페닐-3-(10-페닐안트라센-9-일)-9-(피리딘-3-일)-11H-벤조[a]카르바졸 0.81 g(수율: 31%)을 얻었다. MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물(1-2-125)의 구조를 확인하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ=8.92(s, 1H), 8.59(dd, 1H), 8.35(d, 2H), 8.13(s, 1H), 7.93(dt, 1H), 7.81(d, 1H), 7.76∼7.49(m, 16H), 7.39∼7.29(m, 7H).

유리 전이 온도(Tg): 179.6℃

원료의 화합물을 적절하게 선택함으로써, 상기한 합성예에 준한 방법으로, 본 발명의 다른 화합물을 합성할 수 있다.

이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명의 화합물을 사용한 유기 EL 소자의 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼3 및 비교예 1∼3에 따른 유기 EL 소자를 제작하고, 각각 1000 cd/m² 발광 시의 특성인 전압(V)의 측정, EL 발광 파장(㎚), 외부 양자 효율(%)을 측정하고, 다음으로, 2000 cd/m²의 휘도를 얻을 수 있는 전류 밀도로 정전류 구동했을 때의 휘도 반감 시간(시간(hr))을 측정하였다. 이하에서, 실시예 및 비교예에 대하여 상세하게 설명한다.

그리고, 발광 소자의 양자 효율에는, 내부 양자 효율과 외부 양자 효율이 있지만, 발광 소자의 발광층에 전자(또는 정공)로서 주입되는 외부 에너지가 순수하게 광자로 변환되는 비율을 나타낸 것이 내부 양자 효율이다. 한편, 이 광자가 발광 소자의 외부까지 방출된 양에 기초하여 산출되는 것이 외부 양자 효율이며, 발광층에 있어서 발생한 광자는, 그 일부가 발광 소자의 내부에서 흡수되거나 혹은 계속 반사되어, 발광 소자의 외부로 방출되지 않기 때문에, 외부 양자 효율은 내부 양자 효율보다 낮아진다.

외부 양자 효율의 측정 방법은 하기와 같다. 어드반테스트사에서 제조한 전압/전류 발생기 R6144를 사용하여, 소자의 휘도가 1000 cd/m²가 되는 전류를 인가하여 소자를 발광시켰다. TOPCON사에서 제조한 분광 방사 휘도계 SR-3AR을 사용하여, 발광면에 대하여 수직 방향으로부터 가시광 영역의 분광 방사 휘도를 측정하였다. 발광면이 완전 확산면인 것으로 가정하여, 측정한 각 파장 성분의 분광 방사 휘도의 값을 파장 에너지로 나눗셈하고 π를 곱한 수치가 각 파장에서의 포톤(photon)수이다. 이어서, 관측한 전체 파장 영역에서 포톤수를 적산하여, 소자로부터 방출된 전체 포톤수로 했다. 인가 전류값을 소전하(素電荷)로 나눈 수치를 소자에 주입한 캐리어(carrier)수로 하여, 소자로부터 방출된 전체 포톤수를 소자에 주입한 캐리어수로 나눈 수치가 외부 양자 효율이다.

제작한 실시예 1∼3 및 비교예 1∼3에 따른 유기 EL 소자에서의, 각 층의 재료 구성을 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

표 1에 있어서, 「HI」는 N⁴,N^4'-디페닐-N⁴,N^4'-비스(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, 「HT」는 N⁴,N⁴,N^4',N^4'-테트라[1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, 「BH1」은 9-(4-(나프탈렌-1-일)페닐)-10-페닐안트라센, 「BH2」는 9-페닐-10-(4-페닐나프탈렌-1-일)안트라센, 「BD1」은 4,4'-(7,7-디페닐-7H-벤조[c]플루오렌-5,9-디일)비스(페닐아잔디일)디벤조니트릴, 「BD2」는 7,7,-디메틸-N⁵,N⁹-디페닐-N⁵,N⁹-비스(4-(트리메틸실라닐)페닐)-7H-벤조[c]플루오렌-5,9-디아민, 「ET1」은 5,9-디([비피리딘]-6-일)-7-페닐-7H-벤조[c]카르바졸, 「ET2」는 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸이다. 퀴놀리놀리튬 「Liq」과 함께 이하에서 화학 구조를 나타낸다.

[화학식 256]

[실시예 1] 화합물(1-1-66)을 전자 수송층에 사용한 소자

스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28 ㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)오프토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치((주)쇼와 진공 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-1-66)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 퀴놀리놀리튬(Liq)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH1가 들어간 증착용 보트와 BD1가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH1과 BD1의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-1-66)이 들어간 증착용 보트와 Liq가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 화합물(1-1-66)과 Liq의 중량비가 대략 1:1로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

그 후, Liq가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 1 ㎚로 되도록 0.01∼0.1 ㎚/초의 증착 속도로 증착하였다. 이어서, 알루미늄이 들어간 증착용 보트를 가열하여, 막 두께가 100 ㎚로 되도록 0.01∼2 ㎚/초의 증착 속도로 알루미늄을 증착함으로써 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.

ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.8 V, 외부 양자 효율은 4.3%(파장 약 451 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 77%(1540 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 321시간이었다.

[비교예 1]

전자 수송층의 화합물(1-1-66)을 화합물(ET1)로 변경한 점 이외에는 실시예 1에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, 퀴놀리놀리튬/알루미늄 전극을 음극으로 하고, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 5.5 V, 외부 양자 효율은 3.2%(파장 약 451 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 77%(1540 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 63시간이었다.

[실시예 2] 화합물(1-1-758)을 전자 수송층에 사용한 소자

발광층의 호스트 재료인 화합물(BH1)을 화합물(BH2)로 변경하였고, 발광층의 도판트 재료인 화합물(BD1)을 화합물(BD2)로 변경하였고, 또한 전자 수송층의 전자 수송 재료인 화합물(1-1-66)을 화합물(1-1-758)로 변경한 점 이외에는 실시예 1에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, 퀴놀리놀리튬/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 5.8 V, 외부 양자 효율은 5.1%(파장 약 455 ㎚의 청색 발광)이었다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 77%(1540 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 170시간이었다.

[실시예 3] 화합물(1-1-66)을 전자 수송층에 사용한 소자

실시예 1에서 사용한 것과 동일한 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치((주)쇼와 진공 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-1-66)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, Liq를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 정공 주입층을 형성하고, 그 다음으로, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH1가 들어간 증착용 보트와 BD1가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH1와 BD1의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-1-66)이 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.7 V, 외부 양자 효율은 4.5%(파장 약 451 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 77%(1540 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 345시간이었다.

[비교예 2]

전자 수송층의 전자 수송 재료인 화합물(1-1-66)을 화합물(ET1)로 변경한 점 이외에는 실시예 3에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, 퀴놀리놀리튬/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 5.4 V, 외부 양자 효율은 2.5%(파장 약 453 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 77%(1540 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 0.5시간이었다.

[비교예 3]

전자 수송층의 전자 수송 재료인 화합물(1-1-66)을 화합물(ET2)로 변경한 점 이외에는 실시예 3에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, 퀴놀리놀리튬/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 5.4 V, 외부 양자 효율은 2.2%(파장 약 453 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 77%(1540 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 22시간이었다.

이상의 결과를 표 2에 정리하여 나타내었다.

[표 2]

실시예 4∼8 및 비교예 4∼7에 따라 제작한 유기 EL 소자에서의, 각 층의 재료 구성을 하기 표 3에 나타내었다.

[표 3]

표 3에서, 「HI2」는 1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌-2,3,6,7,10,11-헥사카르보니트릴, 「ET3」는 5,9-디([2,3'-비피리딘]-6-일)-7-페닐-7H-벤조[c]카르바졸, 「ET4」는 3-(6-(10-페닐안트라센-9-일)나프탈렌-2-일)피리딘, 「ET5」는 2-([1,1'-비페닐]-3-일)-7-([2,3'-비피리딘]-6-일)-9-페닐-9H-카르바졸, 「ET6」는 9-페닐-2,7-비스(4-(피리딘-4-일)나프탈렌-1-일)-9H-카르바졸이다. 이하에서 화학 구조를 나타낸다.

[화학식 257]

[실시예 4] 화합물(1-1-66)을 전자 수송층에 사용한 소자

스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28 ㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)오프토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치(쇼와 진공(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HI2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-1-66)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, Liq를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 정공 주입층을 형성하고, 또한 HI2가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 5 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH2가 들어간 증착용 보트와 BD2가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH2와 BD2의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-1-66)이 들어간 증착용 보트와 Liq가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 30 ㎚로 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 화합물(1-1-66)과 Liq의 중량비가 대략 1:1로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.8 V, 외부 양자 효율은 5.1%(파장 약 454 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 396시간이었다.

[비교예 4]

전자 수송층의 화합물(1-1-66)을 화합물(ET3)로 변경한 점 이외에는 실시예 4에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 4.0 V, 외부 양자 효율은 4.6%(파장 약 458 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 279시간이었다.

[실시예 5] 화합물(1-2-125)을 전자 수송층에 사용한 소자

스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28 ㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)오프토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치(쇼와 진공(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HI2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트,HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-2-125)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, Liq를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 마그네슘을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 은을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 정공 주입층을 형성하고, 또한 HI2가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 5 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH2가 들어간 증착용 보트와 BD2가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH2와 BD2의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-2-125)이 들어간 증착용 보트와 Liq가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 30 ㎚로 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 화합물(1-2-125)과 Liq의 중량비가 대략 1:1로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

그 후, Liq가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 1 ㎚로 되도록 0.01∼0.1 ㎚/초의 증착 속도로 증착하였다. 이어서, 마그네슘이 들어간 보트와 은이 들어간 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 100 ㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하였다. 이 때, 마그네슘과 은의 원자수비가 10:1로 되도록 증착 속도를 조절하고, 증착 속도가 0.01∼2 ㎚/초로 되도록 하여 유기 EL 소자를 얻었다.

ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.8 V, 외부 양자 효율은 6.0%(파장 약 458 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 220시간이었다.

[비교예 5]

전자 수송층의 화합물(1-2-125)을 화합물(ET4)로 변경한 점 이외에는 실시예 5에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.5 V, 외부 양자 효율은 5.5%(파장 약 454 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 170시간이었다.

[실시예 6] 화합물(1-3-206)을 전자 수송층에 사용한 소자

전자 수송층의 화합물(1-2-125)을 화합물(1-3-206)로 변경한 점 이외에는 실시예 5에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.8 V, 외부 양자 효율은 5.3%(파장 약 455 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 307시간이었다.

[비교예 6]

전자 수송층의 화합물(1-2-125)을 화합물(ET5)로 변경한 점 이외에는 실시예 5에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.9 V, 외부 양자 효율은 4.4%(파장 약 456 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 201시간이었다.

[실시예 7] 화합물(1-1-893)을 전자 수송층에 사용한 소자

스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28 ㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)오프토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치(쇼와 진공(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HI2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-1-893)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, Liq를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 마그네슘을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 은을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 정공 주입층을 형성하고, 또한 HI2가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 5 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH2가 들어간 증착용 보트와 BD2가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH2와 BD2의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-1-893)이 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 30 ㎚로 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.3 V, 외부 양자 효율은 3.6%(파장 약 456 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 90%(1800 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 56시간이었다.

[실시예 8] 화합물(1-1-973)을 전자 수송층에 사용한 소자

전자 수송층의 화합물(1-1-893)을 화합물(1-1-973)로 변경한 점 이외에는 실시예 7에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 4.2 V, 외부 양자 효율은 4.8%(파장 약 456 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 80시간이었다.

[비교예 7]

전자 수송층의 화합물(1-1-893)을 화합물(ET6)로 변경한 점 이외에는 실시예 7에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 5.6 V, 외부 양자 효율은 4.8%(파장 약 455 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 35시간이었다.

이상의 결과를 표 4에 정리하여 나타내었다.

[표 4]

*휘도가 초기 휘도의 90% 이상을 유지하는 시간

실시예 9, 10 및 비교예 8, 9에 따라 제작한 유기 EL 소자에서의, 각 층의 재료 구성을 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

표 5에 있어서, 「ET7」은 2-페닐-9,10-디([2,2'-비피리딘]-5-일)안트라센, 「ET8」은 7-페닐-5,9-비스(3-(피리딘-4-일)페닐)-7H-벤조[c]카르바졸, 「ET9」는 9-(4'-(디메시틸보릴)-[1,1'-비나프탈렌]-4-일)-9H-카르바졸, 「ET10」은 4,4'-(2-페닐안트라센-9,10-디일)비스(4,1-페닐렌)디피리딘이다. 이하에 화학 구조를 나타낸다.

[화학식 258]

[실시예 9] 화합물(1-1-765)을 전자 수송층에 사용한 소자

스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28 ㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)오프토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치(쇼와 진공(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HI2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-1-765)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, ET7을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 불화 리튬(LiF)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 정공 주입층을 형성하고, 또한 HI2가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 5 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH2가 들어간 증착용 보트와 BD2가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH2와 BD2의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-1-765)이 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 전자 수송층을 형성하고, 또한 ET7가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 10 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 전자 수송층을 형성하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

그 후, LiF가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 1 ㎚로 되도록 0.01∼0.1 ㎚/초의 증착 속도로 증착하였다. 이어서, 알루미늄이 들어간 증착용 보트를 가열하여, 막 두께가 100 ㎚로 되도록 0.01∼2 ㎚/초의 증착 속도로 알루미늄을 증착함으로써 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.

ITO 전극을 양극으로 하고, LiF/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.8 V, 외부 양자 효율은 5.3%(파장 약 456 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 107시간이었다.

[비교예 8]

전자 수송층의 화합물(1-1-765)을 화합물(ET8)로 변경한 점 이외에는 실시예 9에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, LiF/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 5.3 V, 외부 양자 효율은 4.3%(파장 약 455 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 48시간이었다.

[실시예 10] 화합물(1-1-973)을 전자 수송층에 사용한 소자

스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28 ㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)오프토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치(쇼와 진공(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HI2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, ET9를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-1-973)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 불화 리튬(LiF)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 정공 주입층을 형성하고, 또한 HI2가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 5 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH2가 들어간 증착용 보트와 BD2가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH2와 BD2의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(ET9)이 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 전자 수송층을 형성하고, 또한 화합물(1-1-973)이 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 10 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 전자 수송층을 형성하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

ITO 전극을 양극으로 하고, LiF/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 4.3 V, 외부 양자 효율은 5.9%(파장 약 457 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 338시간이었다.

[비교예 9]

전자 수송층의 화합물(1-1-973)을 화합물(ET10)로 변경한 점 이외에는 실시예 10에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, LiF/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 4.3 V, 외부 양자 효율은 5.4%(파장 약 455 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 200시간이었다.

이상의 결과를 표 6에 정리하여 나타내었다.

[표 6]

실시예 11∼15에 따라 제작한 유기 EL 소자에서의, 각 층의 재료 구성을 하기 표 7에 나타내었다.

[표 7]

[실시예 11] 화합물(1-1-765)을 전자 수송층에 사용한 소자

스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28 ㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)오프토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치(쇼와 진공(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HI2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-1-765)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, Liq를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 정공 주입층을 형성하고, 또한 HI2가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 5 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH2가 들어간 증착용 보트와 BD2가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH2와 BD2의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-1-765)이 들어간 증착용 보트와 Liq가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 화합물(1-1-765)과 Liq의 중량비가 대략 1:1로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

ITO 전극을 양극으로하고, Liq/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.7 V, 외부 양자 효율은 7.4%(파장 약 456 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 243시간이었다.

[실시예 12]

전자 수송층의 화합물(1-1-765)을 화합물(1-2-125)로 변경한 점 이외에는 실시예 11에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로하고, Liq/알루미늄 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 4.3 V, 외부 양자 효율은 6.2%(파장 약 456 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 223시간이었다.

[실시예 13] 화합물(1-1-2)을 전자 수송층에 사용한 소자

스퍼터링에 의해 180 ㎚의 두께로 제막한 ITO를 150 ㎚까지 연마한, 26 ㎜×28 ㎜×0.7 ㎜의 유리 기판((주)오프토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 했다. 이 투명 지지 기판을 시판 중인 증착 장치(쇼와 진공(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HI2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, HT를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BH2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, BD2를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 본 발명의 화합물(1-1-2)을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, Liq를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 마그네슘을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트 및 은을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트를 장착하였다.

투명 지지 기판의 ITO막 상에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10^-4 Pa까지 감압하고, 먼저, HI가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 40 ㎚로 되도록 증착하여 1층째의 정공 주입층을 형성하고, 또한 HI2가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 5 ㎚로 되도록 증착하여 2층째의 정공 주입층을 형성하고, 이어서, HT가 들어간 증착용 보트를 가열하여 막 두께가 25 ㎚로 되도록 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, BH2가 들어간 증착용 보트와 BD2가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH2와 BD2의 중량비가 대략 95:5로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, 화합물(1-1-2)이 들어간 증착용 보트와 Liq가 들어간 증착용 보트를 동시에 가열하여 막 두께가 20 ㎚로 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 화합물(1-1-2)과 Liq의 중량비가 대략 1:1로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1 ㎚/초였다.

ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.9 V, 외부 양자 효율은 6.2%(파장 약 458 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 150시간이었다.

[실시예 14]

전자 수송층의 화합물(1-1-2)을 화합물(1-1-765)로 변경한 점 이외에는 실시예 13에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.5 V, 외부 양자 효율은 6.7%(파장 약 457 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 210시간이었다.

[실시예 15]

전자 수송층의 화합물(1-1-2)을 화합물(1-1-973)로 변경한 점 이외에는 실시예 13에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극으로 하고, Liq/마그네슘 ＋ 은 전극을 음극으로 하여, 1000 cd/m² 발광 시의 특성을 측정한 결과, 구동 전압은 3.8 V, 외부 양자 효율은 6.7%(파장 약 455 ㎚의 청색 발광)였다. 또한, 초기 휘도 2000 cd/m²를 얻기 위한 전류 밀도에 의해, 정전류 구동 시험을 실시한 결과, 초기값의 80%(1600 cd/m²) 이상의 휘도를 유지하는 시간은 170시간이었다.

이상의 결과를 표 8에 정리하여 나타내었다.

[표 8]

[산업상 이용 가능성]

본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 발광 효율 및 소자 수명이 우수한 유기 전계 발광 소자, 이것을 구비한 표시 장치 및 이것을 구비한 조명 장치 등을 제공할 수 있다.

Claims

하기 식(1)으로 표시되는 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 1]

상기 식(1)에 있어서,
a, b, c, 및 d는 독립적으로 1 또는 0이되, a 및 b가 동시에 0이 되지는 않으며;
Py¹ 및 Py²는 독립적으로 피리딜 또는 비피리딜이며, 이 피리딜 또는 비피리딜의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹은, a가 0일 때 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, a가 1일 때 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, Ar²는 b가 0일 때 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, b가 1일 때 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, 이들 아릴 또는 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
A는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸은 독립적으로 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로 아릴이며, 이 아릴 또는 헤테로 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼6의 시클로알킬로 치환되어 있을 수도 있고; 또한,
상기 식(1)으로 표시되는 화합물에서의 적어도 1개의 수소가 중수소로 치환되어 있을 수도 있음.
제1항에 있어서,
하기 식(1-1)으로 표시되는 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 2]

상기 식(1-1)에 있어서,
Py¹ 및 Py²는 독립적으로 피리딜 또는 비피리딜이며, 이 피리딜 또는 비피리딜의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹ 및 Ar²는 독립적으로 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, 이 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
A는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸은 독립적으로 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로 아릴이며, 이 아릴 또는 헤테로 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼6의 시클로알킬로 치환되어 있을 수도 있고; 그리고,
c 및 d는 독립적으로 1 또는 0임.
제1항에 있어서,
하기 식(1-2)으로 표시되는 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 3]

상기 식(1-2)에 있어서,
Py²는 피리딜 또는 비피리딜이며, 이 피리딜 또는 비피리딜의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹은 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar²는 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, 이 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
A는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸은 독립적으로 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로 아릴이며, 이 아릴 또는 헤테로 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼6의 시클로알킬로 치환되어 있을 수도 있고; 그리고,
d는 1 또는 0임.
제1항에 있어서,
하기 식(1-3)으로 표시되는 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 4]

상기 식(1-3)에 있어서,
Py¹은 피리딜 또는 비피리딜이며, 이 피리딜 또는 비피리딜의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼12의 헤테로 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹은 탄소수 6∼20의 알릴렌이며, 이 알릴렌의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar²는 수소 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
A는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 이 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼14의 아릴로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸은 독립적으로 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬, 탄소수 6∼14의 아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로 아릴이며, 이 아릴 또는 헤테로 아릴의 임의의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼6의 시클로알킬로 치환되어 있을 수도 있고; 그리고,
c는 1 또는 0임.
제2항에 있어서,
Py¹ 및 Py²가 독립적으로 하기 식(Py-1-1)∼식(Py-1-3) 및 식(Py-2-1)∼식(Py-2-18)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며,
[화학식 5]

[화학식 6]

이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹ 및 Ar²가 독립적으로 페닐렌, 나프탈렌디일, 안트라센디일, 또는 크리센디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;
A가 페닐, 나프틸 또는 페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸이 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 또는 페닐이며; 그리고,
c 및 d가 독립적으로 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제3항에 있어서,
Py²가 하기 식(Py-1-1)∼식(Py-1-3) 및 식(Py-2-1)∼식(Py-2-18)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며,
[화학식 7]

[화학식 8]

이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹이 수소, 페닐, 나프틸, 안트릴, 페난트릴, 또는 크리세닐이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar²가 페닐렌, 나프탈렌디일, 안트라센디일, 또는 크리센디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;
A가 페닐, 나프틸 또는 페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸이 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 또는 페닐이며; 그리고,
d가 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제4항에 있어서,
Py¹이 하기 식(Py-1-1)∼식(Py-1-3) 및 식(Py-2-1)∼식(Py-2-18)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며,
[화학식 9]

[화학식 10]

이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹이 페닐렌, 나프탈렌디일, 안트라센디일, 또는 크리센디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar²가 수소, 페닐, 나프틸, 안트릴, 페난트릴, 또는 크리세닐이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;
A가 페닐, 나프틸 또는 페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 또는 나프틸로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸이 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 또는 페닐이며; 그리고,
c가 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제5항에 있어서,
Py¹ 및 Py²가 독립적으로 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-1), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-7), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-10), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹ 및 Ar²가 독립적으로 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;
A가 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,
c 및 d가 독립적으로 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제6항에 있어서,
Py²가 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-1), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-7), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-10), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹이 수소, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar²가 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;
A가 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,
d가 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제7항에 있어서,
Py¹이 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-1), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-7), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-10), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 또는 피리딜로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar¹이 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;
Ar²가 수소, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 시클로헥실, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;
A가 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며, 이들 기의 임의의 수소는 메틸, tert-부틸, 또는 페닐로 치환되어 있을 수도 있고;
R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,
c가 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제5항에 있어서,
Py¹ 및 Py²가 독립적으로 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며;
Ar¹ 및 Ar²가 독립적으로 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며;
A가 페닐, 2-비페닐릴, 3-비페닐릴, 4-비페닐릴, m-터페닐-5'-일, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며;
R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,
c 및 d가 독립적으로 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제6항에 있어서,
Py¹ 및 Py²가 독립적으로 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며;
Ar¹이 수소, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며;
Ar²이 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며;
A가 페닐, 2-비페닐릴, 3-비페닐릴, 4-비페닐릴, m-터페닐-5'-일, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며;
R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,
d가 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제7항에 있어서,
Py¹ 및 Py²가 독립적으로 식(Py-1-1), 식(Py-1-2), 식(Py-1-3), 식(Py-2-2), 식(Py-2-3), 식(Py-2-8), 식(Py-2-9), 식(Py-2-11), 및 식(Py-2-12)으로 표시되는 기의 군으로부터 선택되는 1개이며;
Ar¹이 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 또는 안트라센-9,10-디일이며;
Ar²가 수소, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며;
A가 페닐, 2-비페닐릴, 3-비페닐릴, 4-비페닐릴, m-터페닐-5'-일, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 9-페난트릴이며;
R¹∼R⁸가 모두 수소이며; 그리고,
c가 1 또는 0인, 벤조[a]카르바졸 화합물.
제5항에 있어서,
하기 식(1-1-66) 또는 식(1-1-758)으로 표시되는, 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 11]

.
제6항에 있어서,
하기 식(1-2-8) 또는 식(1-2-28)으로 표시되는, 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 12]

.
제7항에 있어서,
하기 식(1-3-206) 또는 식(1-3-300)으로 표시되는, 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 13]

.
제5항에 있어서,
하기 식(1-1-2)으로 표시되는, 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 14]

.
제5항에 있어서,
하기 식(1-1-765)으로 표시되는, 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 15]

.
제5항에 있어서,
하기 식(1-1-893)으로 표시되는, 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 16]

.
제5항에 있어서,
하기 식(1-1-973)으로 표시되는, 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 17]

.
제6항에 있어서,
하기 식(1-2-125)으로 표시되는, 벤조[a]카르바졸 화합물:
[화학식 18]

.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 전자 수송 재료.
양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극;
상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층; 및
상기 음극과 상기 발광층의 사이에 배치되고, 제22항에 기재된 전자 수송 재료를 함유하는 전자 수송층 및/또는 전자 주입층
을 가지는 유기 전계 발광 소자.
제23항에 있어서,
상기 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 1개는, 퀴놀리놀계 금속 착체, 비피리딘 유도체, 페난트롤린 유도체 및 보란 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
제23항에 있어서,
전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 1개가, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토류 금속의 산화물, 알칼리 토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리 토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 유기 전계 발광 소자.