KR20150099762A - 유기 일렉트로 루미네선스 소자 - Google Patents

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Abstract

유기 일렉트로 루미네선스 소자는, 양극과, 음극과, 발광층을 포함하고, 상기 발광층은, 제 1 화합물 및 제 2 화합물을 함유하고, 상기 제 1 화합물 및 상기 제 2 화합물은, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물인 것을 특징으로 한다.

Description

유기 일렉트로 루미네선스 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
본 발명은, 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 관한 것이다.
유기 일렉트로 루미네선스 소자 (이하, 유기 EL 소자라고 하는 경우가 있다) 에 전압을 인가하면, 양극으로부터 정공이, 또 음극으로부터 전자가 각각 발광층에 주입된다. 그리고, 발광층에 있어서, 주입된 정공과 전자가 재결합하여 여기자가 형성된다. 이 때, 전자 스핀의 통계칙에 의해, 일중항 여기자, 및 삼중항 여기자가 25 ％ : 75 ％ 의 비율로 생성된다. 발광 원리에 따라 분류했을 경우, 형광형에서는, 일중항 여기자에 의한 발광을 사용하기 때문에, 유기 EL 소자의 내부 양자 효율은 25 ％ 가 한계라고 알려져 있다. 한편, 인광형에서는, 삼중항 여기자에 의한 발광을 사용하기 때문에, 일중항 여기자로부터 항간 교차가 효율적으로 이루어진 경우에는 내부 양자 효율이 100 ％ 까지 높일 수 있는 것이 알려져 있다.
형광형의 유기 EL 소자는, 최근, 장수명화 기술이 진전되어, 휴대 전화나 텔레비전 등의 풀 컬러 디스플레이에 응용되고 있지만, 고효율화가 과제였다.
이와 같은 배경으로부터, 지연 형광을 이용한 고효율의 형광형의 유기 EL 소자가 제안되어 개발이 이루어지고 있다. 예를 들어, 지연 형광의 메커니즘의 하나인 TTF (Triplet-Triplet Fusion) 기구를 이용한 유기 EL 소자가 제안되어 있다. TTF 기구는, 2 개의 삼중항 여기자의 충돌에 의해 일중항 여기자가 생성되는 현상을 이용하는 것이다.
이 TTF 기구에 의한 지연 형광을 이용하면, 형광형 발광에 있어서도 이론적으로 내부 양자 효율을 40 ％ 까지 높일 수 있다고 생각되고 있다. 그러나, 여전히 인광형 발광에 비해 고효율화의 과제를 갖는 것이다. 그래서, 더 나은 내부 양자 효율 향상을 도모하기 위하여, 다른 지연 형광의 메커니즘을 이용하는 것이 검토되고 있다.
예를 들어, TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence, 열 활성화 지연 형광) 기구를 들 수 있다. 이 TADF 기구는, 일중항 에너지 준위와 삼중항 에너지 준위의 에너지차 (ΔST) 가 작은 재료를 사용한 경우에, 삼중항 여기자로부터 일중항 여기자로의 역항간 교차가 발생하는 현상을 이용하는 것이다. 열 활성 지연 형광에 대해서는, 예를 들어, 『아다치 치하야 편, 「유기 반도체의 디바이스 물성」, 코단샤, 2012년 3월 22일, 261-262 페이지』 에 기재되어 있다.
이 TADF 기구를 이용한 유기 EL 소자로는, 예를 들어, 비특허문헌 1 에 개시되어 있다.
비특허문헌 1 에는, 전자 도너성 유닛으로서의 페녹사진과, 전자 억셉터 유닛으로서의 2,4,6-트리페닐-1,3,5-트리아진을 갖는 화합물 (이하, 이 화합물을 PXZ-TRZ 로 약기하는 경우가 있다) 을 발광 재료로서 사용함으로써, TADF 기구에 의한 효율적인 녹색의 발광이 얻어진다고 기재되어 있다. 비특허문헌 1 에는, 호스트 재료인 CBP (4,4'-Bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl) 중에 발광 재료인 PXZ-TRZ 가 도핑된 발광층을 구비하는 유기 EL 소자가, 최대로 12.5 ％ 의 외부 양자 효율 (EQE, External Quantum Efficiency) 로 발광하는 취지가 기재되어 있다.
아다치 치하야 외 3 명, 「Efficient green thermallyactivated delayed fluorescence (TADF) from a phenoxazine-triphenylazine (PXZ-TRZ) derivative」, Chemical Communications, 2012년, 48, p.11392-11394
그러나, 유기 EL 소자의 실용화를 위해서는, 소자 구동시의 저전압화, 및 장수명화가 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 구동 전압을 저감시키고, 수명을 길게 할 수 있는 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 및 당해 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 구비한 전자기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자는, 양극과, 음극과, 발광층을 포함하고, 상기 발광층은, 제 1 화합물 및 제 2 화합물을 함유하고, 상기 제 1 화합물 및 상기 제 2 화합물은, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 구동 전압을 저감시키고, 수명을 길게 할 수 있는 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 일례의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 과도 PL 을 측정하는 장치의 개략도이다.
도 3 은 과도 PL 의 감쇠 곡선의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 변형예에 관련된 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 일례의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 유기 EL 소자에 관해서 실시형태를 들어 설명한다.
[제 1 실시형태]
(유기 EL 소자의 소자 구성)
본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 유기 EL 소자에 대해 설명한다.
본 실시형태의 유기 EL 소자는, 1 쌍의 전극간에 유기층을 구비한다. 이 유기층은, 유기 화합물로 구성되는 층을 하나 이상 갖는다. 유기층은, 무기 화합물을 추가로 함유하고 있어도 된다.
본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 유기층 중 적어도 1 층은 발광층이다. 그러므로, 유기층은, 예를 들어, 1 층의 발광층으로 구성되어 있어도 되고, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 장벽층, 전자 장벽층 등의 유기 EL 소자로 채용되는 층을 가지고 있어도 된다.
유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로는,
(a) 양극/발광층/음극
(b) 양극/정공 주입·수송층/발광층/음극
(c) 양극/발광층/전자 주입·수송층/음극
(d) 양극/정공 주입·수송층/발광층/전자 주입·수송층/음극
(e) 양극/정공 주입·수송층/제 1 발광층/제 2 발광층/전자 주입·수송층/음극
(f) 양극/정공 주입·수송층/발광층/장벽층/전자 주입·수송층/음극
등의 구조를 들 수 있다.
상기 중에서 (d) 의 구성이 바람직하게 사용되지만, 물론 이들에 한정되는 것은 아니다.
상기 「정공 주입·수송층」 은 「정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 어느 1 개」 를 의미하고, 「전자 주입·수송층」 은 「전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 어느 1 개」 를 의미한다. 여기서, 정공 주입층 및 정공 수송층을 갖는 경우에는, 양극측에 정공 주입층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 전자 주입층 및 전자 수송층을 갖는 경우에는, 음극측에 전자 주입층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층은, 각각 1 층으로 구성되어 있어도 되고, 복수의 층이 적층되어 있어도 된다.
본 실시형태에 있어서 전자 수송층과 같은 경우에는, 발광층과 음극 사이에 존재하는 전자 수송 영역의 유기층 중, 가장 전자 이동도가 높은 유기층을 말한다. 전자 수송 영역이 1 층으로 구성되어 있는 경우에는, 당해 층이 전자 수송층이다. 또, 발광층과 전자 수송층 사이에는, 구성 (f) 에 나타내는 바와 같이 발광층에서 생성된 여기 에너지의 확산을 방지하는 목적에서, 반드시 전자 이동도가 높지 않은 장벽층이 형성되는 경우가 있다. 그 때문에, 발광층에 인접하는 유기층이 전자 수송층에 반드시 해당되는 것은 아니다.
도 1 에, 본 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 나타낸다.
유기 EL 소자 (1) 는, 투광성의 기판 (2) 과, 양극 (3) 과, 음극 (4) 과, 양극 (3) 과 음극 (4) 사이에 배치된 유기층 (10) 을 갖는다.
유기층 (10) 은, 제 1 화합물 및 제 2 화합물을 함유하는 발광층 (5) 을 갖는다. 또, 유기층 (10) 은, 발광층 (5) 과 양극 (3) 사이에 정공 주입·수송층 (6) 을 갖는다. 또한, 유기층 (10) 은, 발광층 (5) 과 음극 (4) 사이에 전자 주입·수송층 (7) 을 갖는다.
(발광층)
본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 발광층 (5) 에 사용되는 제 1 화합물 및 제 2 화합물은 지연 형광 발광성의 화합물이다. 발광층 (5) 에 함유되는 제 1 화합물과 제 2 화합물은 서로의 분자 구조가 상이하다. 이 발광층 (5) 은, 인광 발광성의 금속 착물을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 유기 EL 소자는, 열 활성 지연 형광형이다. 열 활성 지연 형광형 유기 EL 소자의 이점은, 고가의 천이 금속 착물을 사용하지 않고, 인광형 유기 EL 소자와 동등 정도의 발광 효율을 실현할 수 있을 가능성을 가지고 있는 것이다. 따라서, 본 실시형태에서는 인광 발광이 확인되어 있는 천이 금속 착물을 사용하지 않는 것이 바람직하지만, 금속 착물의 사용을 널리 배제하는 것은 아니다. 예를 들어, 구리 착물을 이용한 열 활성 지연 형광성을 갖는 저가의 금속 착물도 알려져 있으며 (일본 공개특허공보 2011-213643), 이와 같은 열 활성 지연 형광성을 갖는 금속 착물을 배제하는 것은 아니다. 요컨대, 유기 금속 착물에는, 인광 발광형의 착물도 존재하지만, 열 활성형 지연 형광형의 금속 착물도 존재하고 있고, 본 실시형태에서는 열 활성형 지연 형광형의 유기 재료를 사용한 유기 EL 소자를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명에 있어서의 열 활성형 지연 형광은, 예를 들어, 『아다치 치하야 편, 「유기 반도체의 디바이스 물성」, 코단샤, 2012년 3월 22일, 261-262 페이지』 에 설명되는 화합물을 가리킨다.
본 실시형태에 있어서, 상기 제 1 화합물의 일중항 에너지 EgS (M1) 와, 상기 제 2 화합물의 일중항 에너지 EgS (M2) 의 차가 0.3 eV 이하인 것이 바람직하다. 즉,｜EgS (M1) - EgS (M2)｜ ≤ 0.3 eV 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고,｜EgS (M1) - EgS (M2)｜ ≤ 0.2 eV 의 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서, 상기 제 1 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M1) 와, 상기 제 2 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M2) 의 차가 0.3 eV 이하인 것이 바람직하다. 즉,｜Eg77K (M1) - Eg77K (M2)｜ ≤ 0.3 eV 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고,｜Eg77K (M1) - Eg77K (M2)｜ ≤ 0.2 eV 의 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 발광층 (5) 에 함유되는 복수의 상기 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물 중 적어도 어느 것은, 일중항 에너지 EgS 와, 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K 의 차 ΔST 가 하기 수학식 (수학식 1) 의 관계를 만족하는 화합물인 것이 바람직하고, ΔST 가 0.2 eV 미만의 화합물인 것이 보다 바람직하다.
ΔST = EgS - Eg77K < 0.3 eV … (수학식 1)
본 실시형태에서는, 발광층 (5) 에는, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물인 제 1 화합물 및 제 2 화합물이 함유되어 있다. 그 때문에, 제 1 화합물의 일중항 에너지 EgS (M1) 와, 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M1) 의 차 ΔST (M1) 가 하기 수학식 (수학식 1-1) 의 관계를 만족하는 화합물인 것이 바람직하고, ΔST (M1) 가 0.2 eV 미만의 화합물인 것이 보다 바람직하다.
ΔST (M1) = EgS (M1) - Eg77K (M1) < 0.3 eV … (수학식 1-1)
또, 제 2 화합물의 일중항 에너지 EgS (M2) 와, 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M2) 의 차 ΔST (M2) 가 하기 수학식 (수학식 1-2) 의 관계를 만족하는 화합물인 것이 바람직하고, ΔST (M2) 가 0.2 eV 미만의 화합물인 것이 보다 바람직하다.
ΔST (M2) = EgS (M2) - Eg77K (M2) < 0.3 eV … (수학식 1-2)
또한, 상기 제 1 화합물이 상기 수학식 (수학식 1-1) 의 관계를 만족하고, 또한 상기 제 2 화합물이 상기 수학식 (수학식 1-2) 의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
일중항 에너지 EgS 와 삼중항 에너지 EgT 의 차에 상당하는 ΔST 를 작게 하려면, 양자 화학적으로는, 일중항 에너지 EgS 와 삼중항 에너지 EgT 에 있어서의 교환 상호 작용이 작음으로써 실현된다. ΔST 와 교환 상호 작용의 관계성에 있어서의 물리적인 상세에 관해서는, 예를 들어, 다음의 참고 문헌 1 이나 참고 문헌 2 에 기재되어 있다.
참고 문헌 1 : 아다치 치하야 등, 유기 EL 토론회 제 10 회 예회 예고집, S2-5, p11 ∼ 12
참고 문헌 2 : 토쿠마루 카츠미, 유기 광화학 반응론, 토쿄 화학 동인 출판, (1973)
이와 같은 재료는, 양자 계산에 의해 분자 설계를 실시하여 합성하는 것이 가능하고, 구체적으로는, LUMO, 및 HOMO 의 전자 궤도를 겹치지 않도록 국재화시킨 화합물이다.
ΔST 가 작은 화합물의 예로는, 분자 내에서 도너 요소와 억셉터 요소를 결합한 화합물이고, 또한 전기 화학적인 안정성 (산화 환원 안정성) 을 고려하여, ΔST 가 0 eV 이상 0.3 eV 미만인 화합물을 들 수 있다.
또, 보다 바람직한 화합물은, 분자의 여기 상태에서 형성되는 쌍극자 (다이 폴) 가 서로 상호 작용하여, 교환 상호 작용 에너지가 작아지는 회합체를 형성하는 화합물이다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 이와 같은 화합물은, 쌍극자 (다이 폴) 의 방향이 대략 정렬되어, 분자의 상호 작용에 의해 더욱 ΔST 가 작아질 수 있다. 이와 같은 경우, ΔST 는 0 eV 이상 0.2 eV 이하로 매우 작아질 수 있다.
·EgT 와 Eg77K 의 관계
삼중항 에너지 EgT 의 측정은, 다음과 같이 하여 실시된다. 측정 대상이 되는 화합물을 석영 기판 상에 증착하고, NMR 관 내에 봉입 (封入) 한 시료를 제조한다. 또한, 이 시료는 하기의 조건으로 만들어진 것이다.
석영 기판/TH-2 : 측정 대상 화합물 (막두께 100 ㎚, 측정 대상 화합물의 농도 : 12 질량％)
[화학식 1]
Figure pct00001
이 측정 시료에 대해, 저온 (77 [K]) 에서 인광 스펙트럼 (세로축 : 인광 발광 강도, 가로축 : 파장으로 한다) 을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대해 접선을 긋고, 그 접선과 가로축의 교점의 파장치 λedge [㎚] 에 기초하여, 다음의 환산식 2 로부터 산출되는 에너지량을 77 [K] 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K 로 하였다.
환산식 2 : Eg77K [eV] = 1239.85/λedge
인광의 측정에는, (주) 히타치 하이테크놀로지 제조의 F-4500 형 분광 형광 광도계 본체를 사용하였다.
인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중, 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때, 장파장측을 향하여 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라 (요컨대 세로축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선 (즉 변곡점에 있어서의 접선) 이, 당해 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15 ％ 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 상기 서술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선을 당해 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
여기서, 본 실시형태에 사용하는 재료로는, ΔST 가 작은 화합물인 것이 바람직하다. ΔST 가 작으면, 저온 (77 [K]) 상태에서도, 항간 교차, 및 역항간 교차가 일어나기 쉽고, 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태가 혼재한다. 그 결과, 상기와 동일하게 하여 측정되는 스펙트럼은, 여기 일중항 상태 및 여기 삼중항 상태의 양자로부터의 발광을 포함한 것이 되고, 어느 상태로부터 발광한 것인가에 대해 준별하는 것은 곤란하지만, 기본적으로는 삼중항 에너지의 값이 지배적이라고 생각된다.
그 때문에, 본 실시형태에서는, 통상적인 삼중항 에너지 EgT 와 측정 수법은 동일하지만, 그 엄밀한 의미에 있어서 상이한 것을 구별하기 위해서, 전술한 바와 같이 하여 측정되는 값을 에너지 갭 Eg77K 라고 칭한다.
·일중항 에너지 EgS
일중항 에너지 EgS 는 이하의 방법에 의해 구하였다.
각 화합물을 진공 증착법으로 석영 기판 상에 막두께 100 ㎚ 로 성막하여 측정용 시료로 하였다. 상온 (300 K) 에서 이 시료의 발광 스펙트럼을 측정하였다. 발광 스펙트럼은, 세로축을 발광 강도, 가로축을 파장으로 하였다. 이 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대해 접선을 긋고, 그 접선과 가로축의 교점의 파장치 λedge [㎚] 를 구하였다. 이 파장치를 다음에 나타내는 환산식에서 에너지치로 환산한 값을 EgS 로 하였다.
환산식 : EgS [eV] = 1239.85/λedge
발광 스펙트럼의 측정에는, (주) 히타치 하이테크놀로지 제조의 F-7000 형 분광 형광 광도계를 사용하였다.
발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 그었다. 발광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중, 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때, 장파장측을 향하여 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라 (요컨대 세로축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선이, 당해 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 하였다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 10 ％ 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 상기 서술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선을 당해 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
일중항 에너지 EgS, 및 에너지 갭 Eg77K 의 구체적인 산출에 대해서는 후술한다.
·TADF 기구
전술한 바와 같이, 유기 재료의 ΔST 가 작으면, 외부로부터 부여되는 열에너지에 의해, 당해 유기 재료의 삼중항 에너지 준위로부터 일중항 에너지 준위로의 역항간 교차가 일어나기 쉬워진다. 유기 EL 소자 내부의 전기 여기된 여기자의 여기 삼중항 상태가, 역항간 교차에 의해 여기 일중항 상태로 스핀 교환이 되는 에너지 상태 변환 기구를 TADF 기구라고 부른다.
본 실시형태에서는, 제 1 화합물 및 제 2 화합물로서 ΔST 가 작은 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 외부로부터 부여되는 열에너지에 의해, 화합물의 삼중항 에너지 준위로부터 일중항 에너지 준위로의 역항간 교차가 일어나기 쉬워진다.
·지연 형광 발광성
지연 형광 (열 활성화 지연 형광) 에 대해서는, 「유기 반도체의 디바이스 특성」 (아다치 치하야 편, 코단샤 발행) 의 261 ∼ 268 페이지에서 해설되어 있다. 그 문헌 중에서, 형광 발광 재료의 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태의 에너지차 ΔE13 을 작게 할 수 있으면, 통상은 천이 확률이 낮은 여기 삼중항 상태로부터 여기 일중항 상태로의 역에너지 이동이 고효율로 발생하여, 열 활성화 지연 형광 (thermally stimulated delayed fluorescence, TADF) 이 발현된다고 설명되어 있다. 또한, 당해 문헌 중의 도 10.38 에서, 지연 형광의 발생 메커니즘이 설명되어 있다. 본 실시형태에 있어서의 지연 형광 발광성의 화합물은, 이와 같은 메커니즘으로 발생하는 열 활성 지연 형광을 나타내는 화합물이다.
지연 형광의 발광은 과도 PL 측정에 의해 확인할 수 있다.
도 2 에는, 과도 PL 을 측정하기 위한 예시적 장치의 개략도가 나타나 있다.
본 실시형태의 과도 PL 측정 장치 (100) 는, 소정 파장의 광을 조사 가능한 펄스 레이저부 (101) 와, 측정 시료를 수용하는 시료실 (102) 과, 측정 시료로부터 방사된 광을 분광하는 분광기 (103) 와, 2 차원 이미지를 결상하기 위한 스트리크 카메라 (104) 와, 2 차원 이미지를 취입하여 해석하는 퍼스널 컴퓨터 (105) 를 구비한다. 또한, 과도 PL 의 측정은, 본 실시형태에서 설명하는 장치에 한정되지 않는다.
시료실 (102) 에 수용되는 시료는, 매트릭스 재료에 대해 도핑 재료가 12 질량％ 의 농도로 도프된 박막을 석영 기판에 성막함으로써 얻어진다.
시료실 (102) 에 수용된 박막 시료에 대해, 펄스 레이저부 (101) 로부터 펄스 레이저를 조사하여 여기시킨다. 여기광의 90 도의 방향으로부터 발광을 취출하고, 분광기 (103) 로 분광하고, 스트리크 카메라 (104) 내에서 2 차원 이미지를 결상한다. 그 결과, 세로축이 시간에 대응하고, 가로축이 파장에 대응하고, 휘점이 발광 강도에 대응하는 2 차원 화상을 얻을 수 있다. 이 2 차원 화상을 소정의 시간축에서 잘라내면, 세로축이 발광 강도이고, 가로축이 파장인 발광 스펙트럼을 얻을 수 있다. 또, 당해 2 차원 화상을 파장축에서 잘라내면, 세로축이 발광 강도의 대수이고, 가로축이 시간인 감쇠 곡선 (과도 PL) 을 얻을 수 있다.
예를 들어, 매트릭스 재료로서 하기 참고 화합물 H1 을 사용하고, 도핑 재료로서 하기 참고 화합물 D1 을 사용하여 상기 서술한 바와 같이 하여 박막 시료 A 를 제조하여, 과도 PL 측정을 실시하였다.
[화학식 2]
Figure pct00002
과도 PL 측정으로부터 얻은 감쇠 곡선에 기초하여 지연 형광의 거동을 해석할 수도 있다. 과도 PL 이란, 시료에 펄스 레이저를 조사하여 여기시키고, 조사를 멈춘 후의 PL 발광의 감쇠 거동 (과도 특성) 을 측정하는 수법이다. TADF 재료에 있어서의 PL 발광은, 최초의 PL 여기로 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분과, 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분으로 분류된다. 최초의 PL 여기로 생성되는 일중항 여기자의 수명은, 나노 초 오더로, 매우 짧다. 그 때문에, 당해 일중항 여기자로부터의 발광은, 펄스 레이저를 조사 후, 신속하게 감쇠한다.
한편, 지연 형광은 수명이 긴 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광을 위해, 완만하게 감쇠한다. 이와 같이 최초의 PL 여기로 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광과, 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광은 시간적으로 큰 차가 있다. 그 때문에, 지연 형광 유래의 발광 강도를 구할 수 있다.
여기서는, 전술한 박막 시료 A, 및 박막 시료 B 를 사용하여 감쇠 곡선을 해석하였다. 박막 시료 B 는, 매트릭스 재료로서 하기 참고 화합물 H2 를 사용하고, 도핑 재료로서 상기 참고 화합물 D1 을 사용하고, 상기 서술한 바와 같이 하여 박막 시료를 제조하였다.
도 3 에는, 박막 시료 A 및 박막 시료 B 에 대해 측정한 과도 PL 로부터 얻은 감쇠 곡선이 나타나 있다.
[화학식 3]
Figure pct00003
상기한 바와 같이 과도 PL 측정에 의해, 세로축을 발광 강도로 하고, 가로축을 시간으로 하는 발광 감쇠 곡선을 얻을 수 있다. 이 발광 감쇠 곡선에 기초하여, 광 여기에 의해 생성된 일중항 여기 상태로부터 발광하는 형광과, 삼중항 여기 상태를 경유하여 역에너지 이동에 의해 생성되는 일중항 여기 상태로부터 발광하는 지연 형광의 형광 강도비를 추측할 수 있다. 지연 형광 발광성의 재료에서는, 재빠르게 감쇠하는 형광의 강도에 대해, 완만하게 감쇠하는 지연 형광의 강도의 비율이 어느 정도 크다.
본 실시형태에 있어서의 지연 형광 발광량은, 상기 도 2 의 장치를 사용하여 구할 수 있다. 상기 지연 형광 발광성의 화합물은, 당해 지연 형광 발광성의 화합물이 흡수하는 파장의 펄스광 (펄스 레이저로부터 조사되는 광) 에 의해 여기된 후, 당해 여기 상태에서 즉석에서 관찰되는 Prompt 발광 (즉시 발광) 과, 당해 여기 후, 즉석에서는 관찰되지 않고, 그 후 관찰되는 Delay 발광 (지연 발광) 이 존재한다. 본 실시형태에 있어서는, Delay 발광 (지연 발광) 의 양이 Prompt 발광 (즉시 발광) 의 양에 대해 5 ％ 이상인 것이 바람직하다.
Prompt 발광과 Delay 발광의 양은, "Nature 492, 234-238, 2012" 에 기재된 방법과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다. 또한, Prompt 발광과 Delay 발광의 양의 산출에 사용되는 장치는, 상기의 문헌에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다.
또, 지연 형광 발광성의 측정에 사용되는 시료는, 예를 들어, 측정 대상 화합물과 후술하는 화합물 TH-2 를 측정 대상 화합물의 비율이 12 질량％ 가 되도록 석영 기판 상에 공 (共) 증착하여, 막두께 100 ㎚ 의 박막을 형성한 것을 사용할 수 있다.
[화학식 4]
Figure pct00004
·열 활성 지연 형광 발광성 재료의 조합
종래의 유기 EL 소자의 구성으로는, 발광층에 있어서 형광 발광성 재료나 인광 발광성 재료를 도펀트 재료로 하고, 도펀트 재료보다 큰 일중항 에너지 또는 삼중항 에너지를 갖는 화합물을 호스트 재료로서 함유하고 있다. 발광층에 있어서의 정공과 전자의 재결합의 방법으로는, 크게 나누어 2 종류 있다. 하나는, 호스트 상에서의 재결합이고, 다른 하나는, 도펀트 (게스트) 상에서의 재결합이다.
호스트 상에서의 재결합에서는, 호스트는, 주로 캐리어의 수송, 및 호스트 상에서의 여기자 생성이라는 기능이 요구된다. 또한 호스트는, 게스트를 막 중에 분산시켜, 여기 에너지를 주변층에 확산시키지 않게 가두는 기능을 필요로 한다.
한편, 게스트 (도펀트) 상에서의 재결합에서는, 게스트가 캐리어의 수송이나 여기자 생성과 같은 기능을 담당한다. 이 재결합의 경우, 호스트는, 주로 게스트를 발광층의 막 중에 분산시켜, 여기 에너지를 주변층에 확산시키지 않게 가두는 기능을 필요로 한다.
이와 같이, 종래의 호스트에 공통되게 요구되고 있는 것은, 게스트를 막 중에 분산시켜, 여기 에너지를 주변층에 확산시키지 않게 가두는 기능이다.
종래부터 유기 EL 소자에 사용되고 있는 형광 발광성 재료나 인광 발광성 재료는, 발광층 중에 고농도로 함유되어 있으면, 농도 소광을 일으킨다. 예를 들어, 일반적인 형광 발광형 유기 EL 소자에서는, 게스트 (도펀트) 농도가 10 질량％ 이상이면, 농도 소광이라고 불리는 현상에 의해, 발광 효율의 현저한 저하를 일으킨다. 그 때문에, 상기 서술한 바와 같이 호스트를 사용하여, 발광층의 막 중에 게스트 (도펀트) 를 분산시킬 필요가 있다. 인광 발광형 유기 EL 소자에 있어서도, 게스트 (도펀트) 농도가 높으면, 형광 발광형 유기 EL 소자와 비교하면 완만하지만, 발광 효율의 저하를 일으킨다.
본 발명자들은, 발광층 중에 있어서 열 활성 지연 형광 발광성 재료가 고농도, 예를 들어, 50 질량％ 이상이어도, 발광 효율의 현저한 저하가 일어나지 않는 것을 알아내었다. 그래서, 본 발명자들은, 종래 기술과 같이 게스트를 막 중에 분산시키는 것을 주안으로 한 호스트를 발광층에 함유하지 않아도 되는 유기 EL 소자의 가능성에 주목하였다. 그리고, 본 발명자들은 알아낸 지견을 기초로, 삼중항 에너지가 큰 호스트 재료를 사용하는 대신에, 발광층에 제 1 화합물 및 제 2 화합물로서 열 활성 지연 형광 발광성 재료를 함유시킴으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 수명을 길게 할 수 있는 것을 확인하였다.
종래의 유기 EL 소자에서는, 발광 재료의 일중항 에너지보다 큰 일중항 에너지를 갖는 화합물이나, 발광 재료의 삼중항 에너지보다 큰 삼중항 에너지를 갖는 화합물을 호스트로서 발광층에 함유시키고 있었다. 특히 청색 발광 재료를 함유하는 발광층에 있어서는, 특히 큰 일중항 에너지 또는 삼중항 에너지를 갖는 화합물을 사용하고 있었다. 그러나, 이와 같은 종래의 유기 EL 소자에서는, 호스트가 높은 일중항 에너지 또는 삼중항 에너지에 의해, 발광층에 대한 캐리어 주입 및 수송이 저해되어, 구동 전압이 높고, 발광 수명이 짧다.
본 실시형태에 관련된 유기 EL 소자에서는, 열 활성 지연 형광 발광성 재료인 제 1 화합물 및 제 2 화합물을 발광층에 함유시킴으로써, 예를 들어 제 1 화합물로부터 여기 에너지가 확산되어도, 제 2 화합물이 그 여기 에너지를 흡수하여 열 활성 지연 형광 발광하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시형태에 관련된 유기 EL 소자에 있어서, 발광층을 청색 발광시키는 경우에는, 제 1 화합물 및 제 2 화합물이 갖는 에너지차는 작은 것이 바람직하다. 따라서, 제 1 화합물 및 제 2 화합물은, 상기 서술한 ｜EgS (M1) - EgS (M2)｜ ≤ 0.3 eV 라는 관계, 및 ｜Eg77K (M1) - Eg77K (M2)｜ ≤ 0.3 eV 라는 관계의 적어도 어느 것을 만족하는 것이 바람직하고, 제 1 화합물 및 제 2 화합물은, ｜EgS (M1) - EgS (M2)｜ ≤ 0.2 eV 라는 관계, 및 ｜Eg77K (M1) - Eg77K (M2)｜ ≤ 0.2 eV 라는 관계의 적어도 어느 것을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 청색 발광형의 유기 EL 소자의 경우에는, 제 1 화합물 및 제 2 화합물은, ｜EgS (M1) - EgS (M2)｜ ≤ 0.2 eV 라는 관계, 및 ｜Eg77K (M1) - Eg77K (M2)｜ ≤ 0.2 eV 라는 관계 중 적어도 어느 것을 만족하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 청색보다 장파장측의 색, 예를 들어, 녹색, 황색, 적색 등으로 발광하는 유기 EL 소자의 경우에는, 이와 같은 제 1 화합물 및 제 2 화합물의 에너지 관계에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명은, 상기 서술한 바와 같은 종래형의 호스트를 발광층에 함유하는 것을 제외하는 것은 아니다. 발광층에 있어서 본 실시형태에 관련된 제 1 화합물 및 제 2 화합물이 존재하고 있는 한, 종래형의 호스트도 발광층에 함유하고 있어도 된다. 단, 발광층은, 열 활성 지연 형광 발광성의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 제 1 화합물 및 상기 제 2 화합물 중 적어도 어느 주피크 파장이 500 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 480 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 주피크 파장이란, 화합물이 10-5 몰/리터 이상 10-6 몰/리터 이하의 농도에서 용해되어 있는 톨루엔 용액에 대해, 측정한 발광 스펙트럼에 있어서의 발광 강도가 최대가 되는 발광 스펙트럼의 피크 파장을 말한다.
본 실시형태에 있어서, 상기 제 1 화합물 및 상기 제 2 화합물 중 적어도 어느 것은, 청색의 열 활성 지연 형광 발광을 나타내는 것이 바람직하다.
·발광층에 있어서의 재료의 함유율
본 실시형태에 있어서, 발광층 (5) 에 있어서의 상기 제 1 화합물의 농도가 20 질량％ 이상이고, 상기 제 2 화합물의 농도가 20 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 상기 제 1 화합물의 농도가 30 질량％ 이상이고, 상기 제 2 화합물의 농도가 30 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 발광층에 있어서의 상기 제 1 화합물, 및 상기 제 2 화합물의 합계 농도는 100 질량％ 이하이다.
본 실시형태에 있어서, 발광층 (5) 에 함유되는 복수의 상기 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물 중 적어도 어느 것은, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제 1 화합물 및 제 2 화합물이 모두 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이어도 되지만, 이 경우, 제 1 화합물 및 제 2 화합물은 분자 구조로는 서로 상이하다. 또, 예를 들어, 제 1 화합물 및 제 2 화합물 중 일방이, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이고, 타방이 다른 구조의 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물이어도 된다.
[화학식 5]
Figure pct00005
상기 일반식 (1) 에 있어서, Cz 는 하기 일반식 (10) 으로 나타내는 구조로부터 유도되는 기이다.
[화학식 6]
Figure pct00006
상기 일반식 (10) 에 있어서, X1 은 단결합, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, NR1, CR2R3, SiR4R5, 또는 GeR6R7 을 나타낸다. 즉, 상기 일반식 (10) 으로 나타내는 고리 구조는, 하기 일반식 (10b) ∼ (10i) 로 나타내는 고리 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이다.
[화학식 7]
Figure pct00007
상기 일반식 (10), (10b) ∼ (10i) 에 있어서, A 및 B 는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 구조를 나타내고, 고리 구조 A 및 고리 구조 B 중 적어도 어느 것이 복수의 치환기를 갖는 경우, 인접하는 치환기끼리가 고리를 형성해도 된다. 형성하는 고리는, 포화 고리, 불포화 고리 중 어느 것이어도 된다. 이 경우의 치환기로는, 전자 도너성을 갖는 치환기인 것이 바람직하다. 또는, 인접하는 치환기끼리가 전자 도너성을 갖는 고리를 추가로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (10), (10b) ∼ (10i) 에 있어서, 상기 고리 구조 A 및 상기 고리 구조 B 중 적어도 어느 것이 치환 혹은 무치환의 복소 고리 구조일 때, 당해 복소 고리 구조는 하기 일반식 (11) 로 나타내는 부분 구조를 갖는다.
[화학식 8]
Figure pct00008
상기 일반식 (10) 으로 나타내는 구조로부터 유도되는 기로는, 하기 일반식 (10-1) 로 나타내는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 9]
Figure pct00009
상기 일반식 (10-1) 에 있어서, X1 은 상기 일반식 (10) 에 있어서의 X1 과 동일한 의미이다. 즉, 상기 일반식 (10-1) 로 나타내는 기는, 하기 일반식 (10b-1) ∼ (10i-1) 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이다.
[화학식 10]
Figure pct00010
상기 일반식 (10b-1) ∼ (10i-1) 에 있어서의 고리 구조 A 및 고리 구조 B 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (10), (10b) ∼ (10i) 에 있어서의 고리 구조 A 및 고리 구조 B 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (1) 에 있어서, L1 은 단결합, 치환 혹은 무치환의 m + 1 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 m + 1 가의 복소 고리기를 나타낸다.
L2 는 단결합, 치환 혹은 무치환의 n + p 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 n + p 가의 복소 고리기를 나타낸다.
L3 은 단결합, 치환 혹은 무치환의 o + 1 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 o + 1 가의 복소 고리기를 나타낸다.
상기 일반식 (1) 에 있어서, m 은 1 이상 6 이하의 정수이고, n 및 p 는 각각 독립적으로 1 이상 6 이하의 정수이고, o 는 1 이상 6 이하의 정수이다. m, n, o 및 p 는 각각 독립적으로 바람직하게는 1 이상 3 이하의 정수이고, 보다 바람직하게는 1 또는 2 이다.
본 실시형태에 있어서, L1 은 m 의 값에 따라 그 가수가 정해지는 연결기이고, m 이 1 인 경우, L1 은 2 가의 연결기이다. L2 는 n 및 p 의 값에 따라 그 가수가 정해지는 연결기이고, n 및 p 가 모두 1 인 경우, L2 는 2 가의 연결기이다. 이하의 L3 등의 연결기에 있어서도 동일하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서, Az1 은 하기 일반식 (12) 로 나타낸다.
[화학식 11]
Figure pct00011
상기 일반식 (12) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 CR8 또는 질소 원자를 나타내고, X11 ∼ X15 중 적어도 1 개 이상은 질소 원자이다. 상기 일반식 (12) 에 있어서, X11 ∼ X15 중 질소 원자는 1 개 이상 3 개 이하인 것이 바람직하다. 상기 일반식 (12) 에 있어서, 인접하는 R8 끼리가 고리를 형성해도 된다.
질소 원자가 1 개가 되는 경우로는, X11 또는 X15 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. 질소 원자가 2 개가 되는 경우로는, X11 및 X15 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. 질소 원자가 3 개가 되는 경우로는, X11, X13 및 X15 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. 이들 중, 상기 일반식 (12) 에 있어서, X11, X13 및 X15 가 질소 원자가 되는 트리아진 고리인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1), (10), (10b) ∼ (10i), (10b-1) ∼ (10i-1) 에 있어서, R1 ∼ R7 은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환기이고, R1 ∼ R7 에 있어서의 치환기는,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기이고,
상기 일반식 (12) 에 있어서, R8 은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환기이고, R8 에 있어서의 치환기는,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기이다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (13) 으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 12]
Figure pct00012
상기 일반식 (13) 에 있어서, X1, 고리 구조 A, 및 고리 구조 B 는 각각 상기 일반식 (10) 에 있어서의 X1, 고리 구조 A, 및 고리 구조 B 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (13) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (13) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (13) 으로 나타내는 화합물 중, 하기 일반식 (13a) ∼ (13c) 로 나타내는 화합물이 바람직하고, 하기 일반식 (13c) 로 나타내는 화합물이 보다 바람직하다.
[화학식 13]
Figure pct00013
상기 일반식 (13a) ∼ (13c) 에 있어서, X1, 고리 구조 A, 및 고리 구조 B 는 각각 상기 일반식 (10) 에 있어서의 X1, 고리 구조 A, 및 고리 구조 B 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (13a) ∼ (13c) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (13a) 에 있어서, X11 및 X13 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (13a) ∼ (13c) 에 있어서, R21 및 R22 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (1), (13), (13a) ∼ (13c) 로 나타내는 화합물, 또는 상기 일반식 (10), (10b) ∼ (10g) 로 나타내는 기에 있어서, 고리 구조 A 및 고리 구조 B 로는, 포화 혹은 불포화의 5 원자 고리, 포화 혹은 불포화의 6 원자 고리를 들 수 있다. 그들 고리 구조 중, 방향족 탄화수소 고리 또는 복소 고리가 바람직하고, 벤젠 고리 또는 아진 고리가 보다 바람직하고, 벤젠 고리가 더욱 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서, 고리 구조 A 및 고리 구조 B 의 양방이 치환 혹은 무치환의 벤젠 고리인 것이 바람직하고, 이 경우, 적어도 일방의 벤젠 고리가 치환기를 갖는 것이 보다 바람직하다. 이 벤젠 고리가 갖는 치환기로는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기가 바람직하다. 또한, 고리 구조 A 및 고리 구조 B 중 적어도 어느 것이 치환기를 갖는 것이 바람직하고, 이 경우의 치환기로는 전자 도너성을 갖는 치환기인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 Cz 가 상기 일반식 (10b) 로 나타내는 것이 바람직하고, 또한 고리 구조 A 및 고리 구조 B 의 양방이 치환 혹은 무치환의 벤젠 고리인 것이 바람직하다. 이 경우의 치환기로는 전술한 바와 같다.
또, 상기 일반식 (10b) 에 있어서, 고리 구조 A 및 고리 구조 B 중 적어도 어느 것이 복소 고리인 경우에는, 상기 일반식 (11) 로 나타내는 부분 구조를 갖는 것이 바람직하고, 상기 일반식 (10b) 에 있어서의 고리 구조 A 및 고리 구조 B 가 상기 일반식 (11) 로 나타내는 부분 구조를 갖는 6 원자 고리의 복소 고리인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (14) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 14]
Figure pct00014
상기 일반식 (14) 에 있어서, L1, L2, L3, m, n, o, p 는 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, L3, m, n, o, p 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (14) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (14) 에 있어서, R31 및 R32 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R31 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R32 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (14) 에 있어서, q 및 r 은 4 이다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (16) 으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. 즉, 상기 일반식 (14) 로 나타내는 화합물에 있어서, L1 및 L3 이 단결합이고, n, o 및 p 가 1 인 것이 바람직하다.
[화학식 15]
Figure pct00015
상기 일반식 (16) 에 있어서, L2, m 은 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2, m 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (16) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (16) 에 있어서, R31 및 R32 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R31 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R32 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (16) 에 있어서, q 및 r 은 4 이다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (16) 으로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (17) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. 즉, 상기 일반식 (16) 으로 나타내는 화합물에 있어서, m 이 1 이고, 4 개의 R32 중 하나가 카르바졸릴기인 것이 바람직하다.
[화학식 16]
Figure pct00016
상기 일반식 (17) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (17) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (17) 에 있어서, R31 ∼ R34 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R31 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R32 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R33 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R34 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (17) 에 있어서, q 및 r 은 4 이고, s 는 3 이고, t 는 4 이다.
상기 일반식 (17) 에 있어서, Ar 은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기를 나타낸다. 또한, Ar 은 카르바졸 골격의 질소 원자에 대해 직접 결합하지 않고, 연결기를 개재하여 결합해도 된다. Ar 과 카르바졸 골격의 질소 원자를 연결하는 연결기로는, 상기 서술한 L1 과 동일한 의미이다. 또한, Ar 로는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기가 바람직하다. Ar 로는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페니렐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 등이 바람직하다. Ar 이 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기인 경우, 연결기를 개재하지 않고, 직접 카르바졸 골격의 질소 원자와 결합하고 있는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서 사용할 수 있는 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물로는, 상기 일반식 (17) 로 나타내는 바와 같이, 상기 일반식 (10) 으로 나타내는 전자 억셉터성 부위가 비스카르바졸 구조인 것이 바람직하다. 상기 일반식 (10) 으로 나타내는 부위가 1 개의 카르바졸 골격으로 구성되는 모노카르바졸 구조인 경우, 당해 모노카르바졸 구조의 전자 도너성은 아민 구조보다 작아진다고 생각된다. 모노카르바졸 구조에 아진 고리가 직접 결합 또는 연결기를 개재하여 결합한 화합물에서는, 아진 고리의 전자 억셉터성을 모노카르바졸 구조의 전자 도너성에 의해 상쇄할 수 없다고 생각된다. 따라서, 이와 같은 모노카르바졸 구조에 아진 고리가 직접 결합 또는 연결기를 개재하여 결합한 화합물은, 전자 억셉터성의 화합물이 된다. 한편으로, 카르바졸 골격에 치환기가 결합한 구조이면 전자 도너성이 향상된다고 생각된다. 상기 비스카르바졸 구조는, 전자 도너성을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 비스카르바졸 구조에 아진 고리가 연결기를 개재하여 결합한 상기 일반식 (17) 로 나타내는 화합물에서는, 아진 고리의 전자 억셉터성과 비스카르바졸 구조의 전자 도너성이 균형을 이루어 ΔST 가 작아진다고 생각된다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (17) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (18) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 17]
Figure pct00017
상기 일반식 (18) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (18) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (18) 에 있어서, R31 ∼ R34 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R31 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R32 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R33 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R34 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (18) 에 있어서, q, r, s, t 는 각각 상기 일반식 (17) 에 있어서의 q, r, s, t 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (18) 에 있어서, Ar 은 상기 일반식 (17) 에 있어서의 Ar 과 동일한 의미이다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (17) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (19) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 18]
Figure pct00018
상기 일반식 (19) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (19) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (19) 에 있어서, R31 ∼ R34 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R31 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R32 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R33 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R34 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (19) 에 있어서, q, r, s, t 는 각각 상기 일반식 (17) 에 있어서의 q, r, s, t 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (19) 에 있어서, Ar 은 상기 일반식 (17) 에 있어서의 Ar 과 동일한 의미이다.
본 실시형태에서는, 상기 일반식 (10) 으로 나타내는 기에 있어서, 고리 구조 A 가 치환 혹은 무치환의 벤젠 고리이고, 고리 구조 B 가 복수의 5 원자 고리 및 6 원자 고리 중 어느 것이 축합되어 연결된 고리 구조인 것이 바람직하다. 이 경우, 어느 고리 구조가 치환기를 가져도 된다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (31) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 19]
Figure pct00019
상기 일반식 (31) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (31) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (31) 에 있어서, R41 및 R44 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R41 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R44 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (31) 에 있어서, u 및 v 는 4 이다.
상기 일반식 (31) 에 있어서, C 는 하기 일반식 (32) 로 나타내는 고리 구조를 나타내고, D 는 하기 일반식 (33) 으로 나타내는 고리 구조를 나타낸다. 고리 구조 C 및 고리 구조 D 는 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합된다.
상기 일반식 (31) 에 있어서, w 는 1 이상 4 이하의 정수이다. 또한, w 는 고리 구조 C 및 고리 구조 D 가 축합되어 형성되는 연결 고리 구조의 반복 단위이다.
[화학식 20]
Figure pct00020
[화학식 21]
Figure pct00021
상기 일반식 (32) 에 있어서, R42 및 R43 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R8 과 동일한 의미이고, R42 및 R43 이 인접하는 위치에서 치환되어 있는 경우에는 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (33) 에 있어서, Y1 은 CR45R46, NR47, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R45 ∼ R47 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R8 과 동일한 의미이다.
본 실시형태에서 사용할 수 있는 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물로는, 상기 일반식 (31) 로 나타내는 바와 같이, 상기 일반식 (10) 으로 나타내는 전자 억셉터성 부위가 인돌로카르바졸 골격, 또는 인돌로카르바졸 고리에 추가로 인돌 고리가 연결되어 축합된 골격을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 전자 도너성 부위로 함으로써, 전술한 모노카르바졸 구조보다 전자 도너성을 향상시킬 수 있다. 상기 일반식 (31) 로 나타내는 화합물에서는, 아진 고리의 전자 억셉터성과, 인돌로카르바졸 골격 등의 전자 도너성 부위의 전자 도너성이 균형을 이루어 ΔST 가 작아진다고 생각된다.
상기 일반식 (31) 에 있어서, w 는 1 인 것이 바람직하고, 이 경우의 상기 일반식 (31) 로 나타내는 화합물은 하기 일반식 (31a) 로 나타낸다.
[화학식 22]
Figure pct00022
상기 일반식 (31a) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (31a) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (31a) 에 있어서, R41 및 R44 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R41 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R44 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (31a) 에 있어서, u 및 v 는 4 이다.
상기 일반식 (31a) 에 있어서, C 는 상기 일반식 (32) 로 나타내는 고리 구조를 나타내고, D 는 상기 일반식 (33) 으로 나타내는 고리 구조를 나타낸다. 고리 구조 C 및 고리 구조 D 는 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합된다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 Cz 가 하기 일반식 (110) ∼ (115) 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 23]
Figure pct00023
상기 일반식 (110) ∼ (115) 에 있어서, Y2 는 CR48R49, NR50, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R48 ∼ R50 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R1 ∼ R7 과 동일한 의미이다. 상기 일반식 (110) ∼ (115) 로 나타내는 기는, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다.
상기 일반식 (110) ∼ (115) 에 있어서의 Y2 가 산소 원자인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (110) ∼ (115) 로 나타내는 기를 구비하는 화합물로는, 하기 일반식 (31b) ∼ (31g) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 24]
Figure pct00024
상기 일반식 (31b) ∼ (31g) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (31b) ∼ (31g) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (31b) ∼ (31g) 에 있어서, Y2 는 CR48R49, NR50, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R48 ∼ R50 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R1 ∼ R7 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (31b) ∼ (31g) 에 있어서의 Y2 가 산소 원자인 것이 바람직하다.
또한, 상기 서술한 본 실시형태의 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 있어서, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 Cz 가 하기 일반식 (116) ∼ (119) 로 나타내는 구조로부터 유도되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기여도 된다.
[화학식 25]
Figure pct00025
상기 일반식 (116) ∼ (119) 에 있어서, Y2, Y4, Y5 는 각각 독립적으로 CR48R49, NR50, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R48 ∼ R50 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R1 ∼ R16 과 동일한 의미이다. 상기 일반식 (116) ∼ (119) 로 나타내는 구조로부터 유도되는 기는, 임의의 위치에 결합손을 갖고, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 결합한다. 또한, 상기 일반식 (116) ∼ (119) 로 나타내는 구조로부터 유도되는 기는, 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 상기 L2 가 2 가의 연결기가 되는 경우에는, L2 는 치환 혹은 무치환의 2 가의 방향족 탄화수소기인 것이 바람직하다.
또는, 본 실시형태에 있어서, 상기 L2 가 2 가의 연결기가 되는 경우에는, 2 가의 6 원자 고리 구조인 것이 바람직하고, L2 가 하기 일반식 (3), 일반식 (3a) 또는 일반식 (3b) 로 나타내는 2 가의 6 원자 고리 구조 중 어느 것인 것이 보다 바람직하고, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 2 가의 6 원자 고리 구조인 것이 더욱 바람직하다.
[화학식 26]
Figure pct00026
상기 일반식 (3), (3a), (3b) 에 있어서, X31 ∼ X34 는 각각 독립적으로 CR51 또는 질소 원자를 나타내고, R51 은 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 본 실시형태에 있어서, X31 ∼ X34 는 각각 독립적으로 CR51 인 것이 바람직하고, R51 은 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 시아노기, 할로겐 원자, 실릴기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 하기 일반식 (40) 으로 나타내는 화합물이어도 바람직하다.
[화학식 27]
Figure pct00027
상기 일반식 (40) 에 있어서, X1 ∼ X5 는 각각 독립적으로 CR1 또는 질소 원자를 나타내고, X1 ∼ X5 중 적어도 1 개 이상은 질소 원자이다.
상기 일반식 (40) 에 있어서, X1 ∼ X5 중 질소 원자는 1 개 이상 3 개 이하인 것이 바람직하다. 상기 일반식 (40) 에 있어서, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R1 끼리는 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
질소 원자가 1 개가 되는 경우로는, X1 또는 X5 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. 질소 원자가 2 개가 되는 경우로는, X1 및 X5 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. 질소 원자가 3 개가 되는 경우로는, X1, X3 및 X5 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. 이들 중, 상기 일반식 (40) 에 있어서, X1, X3 및 X5 가 질소 원자가 되는 트리아진 고리인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (40) 에 있어서, L1 은 치환 혹은 무치환의 2 가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다.
상기 일반식 (40) 에 있어서, R1, R41 ∼ R48 은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환기이고, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 R1, R41 ∼ R48 로서의 치환기는,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기이다.
R41 및 R42, R42 및 R43, R43 및 R44, R45 및 R46, R46 및 R47, R47 및 R48 의 각 세트는, 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
상기 일반식 (40) 에 있어서, G 및 H 는 각각 독립적으로 하기 일반식 (3g) 로 나타내는 고리 구조, 또는 하기 일반식 (3h) 로 나타내는 고리 구조를 나타내고, 고리 구조 G 및 고리 구조 H 는 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합되어 있다.
px 및 py 는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, 각각 고리 구조 G 및 고리 구조 H 의 수를 나타낸다. px 가 2 이상 4 이하의 정수인 경우, 복수의 고리 구조 G 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. py 가 2 이상 4 이하의 정수인 경우, 복수의 고리 구조 H 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 따라서, 예를 들어, px 가 2 일 때, 고리 구조 G 는, 하기 일반식 (3g) 로 나타내는 고리 구조가 2 개여도 되고, 하기 일반식 (3h) 로 나타내는 고리 구조가 2 개여도 되고, 하기 일반식 (3g) 로 나타내는 고리 구조 1 개와, 하기 일반식 (3h) 로 나타내는 고리 구조 1 개의 조합이어도 된다.
[화학식 28]
Figure pct00028
[화학식 29]
Figure pct00029
상기 일반식 (3g) 에 있어서, R20 및 R21 은 각각 독립적으로 상기 R1 과 동일한 의미이고, R20 및 R21 이 서로 결합하여 고리 구조를 구축하고 있어도 된다. R20 및 R21 은 상기 일반식 (3g) 의 6 원자 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 각각 결합한다.
상기 일반식 (3h) 에 있어서, Z8 은 CR22R23, NR24, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R22 ∼ R24 는 각각 독립적으로,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기이다.
상기 R22 및 상기 R23 은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기인 것이 바람직하고, 구체예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등을 들 수 있다. 상기 R24 는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페니렐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 R24 는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기인 것이 보다 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페니렐기를 들 수 있다.
상기 일반식 (40) 중, R41 ∼ R48, R20 ∼ R24 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중 적어도 1 세트는, 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
상기 일반식 (40) 에 있어서의 L1 이 2 가의 6 원자 고리 구조인 것이 바람직하고, L1 이 하기 일반식 (4), 일반식 (4a) 또는 일반식 (4b) 로 나타내는 2 가의 6 원자 고리 구조 중 어느 것인 것이 보다 바람직하고, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 2 가의 6 원자 고리 구조인 것이 더욱 바람직하다.
[화학식 30]
Figure pct00030
상기 일반식 (4), (4a), (4b) 에 있어서, X11 ∼ X14 는 각각 독립적으로 CR11 또는 질소 원자를 나타내고, R11 은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환기이고, 상기 일반식 (4), (4a), (4b) 에 있어서의 R11 로서의 치환기는,
할로겐 원자,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기이다.
상기 일반식 (4), (4a), (4b) 에 있어서의 X11 ∼ X14 는 각각 독립적으로 CR11 을 나타내는 것이 바람직하고, R11 은 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 시아노기, 할로겐 원자, 실릴기인 것이 보다 바람직하다.
특히, L1 이 상기 일반식 (4) 로 나타내고, X11 ∼ X14 는 각각 독립적으로 CR11 이고, 상기 일반식 (40) 에 있어서의 X1, X3 및 X5 가 질소 원자이고, X2 및 X4 가 CR1 인 것이 바람직하다. 즉, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물로는, 전자 억셉터성 부위가 치환 혹은 무치환의 트리아진 고리이고, 당해 트리아진 고리와, 전자 도너성 부위가 치환 혹은 무치환의 p-페닐렌기로 연결된 화합물인 것이 바람직하다. 이 경우의 화합물은, 예를 들어, 하기 일반식 (41) 로 나타낸다.
[화학식 31]
Figure pct00031
상기 일반식 (41) 에 있어서, R1, R11, R41 ∼ R48, 고리 구조 G, 고리 구조 H, px 및 py 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (4), (40) 에 있어서 설명한 R1, R11, R41 ∼ R48, 고리 구조 G, 고리 구조 H, px 및 py 와 동일한 의미이다.
본 실시형태에 있어서, px 및 py 는 동일한 정수인 것이 바람직하고, px 및 py 는 2 인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 일반식 (40) 은 하기 일반식 (42) 로 나타낸다.
[화학식 32]
Figure pct00032
상기 일반식 (42) 에 있어서, X1 ∼ X5, R41 ∼ R48, L1 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (40) 에 있어서 설명한 X1 ∼ X5, R41 ∼ R48, L1 과 동일한 의미이다.
고리 구조 G1 및 고리 구조 G2 는 각각 독립적으로 상기 고리 구조 G 와 동일한 의미이고, 고리 구조 H1 및 고리 구조 H2 는 각각 독립적으로 상기 고리 구조 H 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (42) 에 있어서, 고리 구조 G1 및 고리 구조 H1 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (3g) 로 나타내는 고리 구조이고, 고리 구조 G2 및 고리 구조 H2 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (3h) 로 나타내는 고리 구조인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서, px 및 py 의 일방이 0 이고, 타방이 4 인 것도 바람직하다. 예를 들어, px 가 4 이고, py 가 0 인 경우, 상기 일반식 (40) 은 하기 일반식 (43) 으로 나타낸다.
[화학식 33]
Figure pct00033
상기 일반식 (43) 에 있어서, X1 ∼ X5, R41 ∼ R48, L1 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (40) 에 있어서 설명한 X1 ∼ X5, R41 ∼ R48, L1 과 동일한 의미이다.
고리 구조 G1, 고리 구조 G2, 고리 구조 G3, 고리 구조 G4 는 각각 독립적으로 상기 고리 구조 G 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (43) 에 있어서, 고리 구조 G1 및 고리 구조 G3 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (3g) 로 나타내는 고리 구조이고, 고리 구조 G2 및 고리 구조 G4 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (3h) 로 나타내는 고리 구조인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (42) 및 상기 일반식 (43) 에 있어서, X1 ∼ X5, L1 은 상기 서술한 X1 ∼ X5, L1 의 바람직한 양태의 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 고리 형성 탄소수란, 원자가 고리형으로 결합한 구조의 화합물 (예를 들어, 단고리 화합물, 축합 고리 화합물, 가교 화합물, 탄소 고리 화합물, 복소 고리 화합물) 의 당해 고리 자체를 구성하는 원자 중 탄소 원자의 수를 나타낸다. 당해 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우, 치환기에 함유되는 탄소는 고리 형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재하는 「고리 형성 탄소수」 에 대해서는 특별히 기재하지 않는 한 동일한 것으로 한다. 예를 들어, 벤젠 고리는 고리 형성 탄소수가 6 이고, 나프탈렌 고리는 고리 형성 탄소수가 10 이고, 피리디닐기는 고리 형성 탄소수 5 이고, 푸라닐기는 고리 형성 탄소수 4 이다. 또, 벤젠 고리나 나프탈렌 고리에 치환기로서 예를 들어 알킬기가 치환되어 있는 경우, 당해 알킬기의 탄소수는 고리 형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다. 또, 플루오렌 고리에 치환기로서 예를 들어 플루오렌 고리가 결합되어 있는 경우 (스피로플루오렌 고리를 포함한다), 치환기로서의 플루오렌 고리의 탄소수는 고리 형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다.
본 명세서에 있어서, 고리 형성 원자수란, 원자가 고리형으로 결합한 구조 (예를 들어 단고리, 축합 고리, 고리 집합) 의 화합물 (예를 들어 단고리 화합물, 축합 고리 화합물, 가교 화합물, 탄소 고리 화합물, 복소 고리 화합물) 의 당해 고리 자체를 구성하는 원자의 수를 나타낸다. 고리를 구성하지 않는 원자 (예를 들어 고리를 구성하는 원자의 결합손을 종단하는 수소 원자) 나, 당해 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 고리 형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 원자수」 에 대해서는, 특별히 기재하지 않는 한 동일한 것으로 한다. 예를 들어, 피리딘 고리는 고리 형성 원자수는 6 이고, 퀴나졸린 고리는 고리 형성 원자수가 10 이고, 푸란 고리의 고리 형성 원자수가 5 이다. 피리딘 고리나 퀴나졸린 고리의 탄소 원자에 각각 결합되어 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 대해서는, 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 또, 플루오렌 고리에 치환기로서 예를 들어 플루오렌 고리가 결합되어 있는 경우 (스피로플루오렌 고리를 포함한다), 치환기로서의 플루오렌 고리의 원자수는 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기로는, 예를 들어, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 플루오란테닐기, 벤조[a]안트릴기, 벤조[c]페난트릴기, 트리페닐레닐기, 벤조[k]플루오란테닐기, 벤조[g]크리세닐기, 벤조[b]트리페닐레닐기, 피세닐기, 페릴레닐기 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 아릴기로는, 고리 형성 탄소수가 6 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아릴기 중에서도 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 터페닐기, 플루오레닐기가 특히 바람직하다. 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기 및 4-플루오레닐기에 대해서는, 9 위치의 탄소 원자에 후술하는 본 실시형태에 있어서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로는, 예를 들어, 피리딜기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀리닐기, 나프티리디닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기, 인돌릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인다졸릴기, 이미다조피리디닐기, 벤즈트리아졸릴기, 카르바졸릴기, 푸릴기, 티에닐기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이속사졸릴기, 이소티아졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조이속사졸릴기, 벤조이소티아졸릴기, 벤조옥사디아졸릴기, 벤조티아디아졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 피페리디닐기, 피롤리디닐기, 피페라지닐기, 모르폴릴기, 페나지닐기, 페노티아지닐기, 페녹사지닐기 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 복소 고리기의 고리 형성 원자수는, 5 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 14 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 복소 고리기 중에서도 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티오페닐기, 2-디벤조티오페닐기, 3-디벤조티오페닐기, 4-디벤조티오페닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 9-카르바졸릴기가 특히 바람직하다. 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기 및 4-카르바졸릴기에 대해서는, 9 위치의 질소 원자에 본 실시형태에 있어서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기로는, 직사슬, 분기 사슬 또는 고리형 중 어느 것이어도 된다. 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, 네오펜틸기, 아밀기, 이소아밀기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-펜틸헥실기, 1-부틸펜틸기, 1-헵틸옥틸기, 3-메틸펜틸기를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기의 탄소수는, 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 6 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기 중에서도 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 아밀기, 이소아밀기, 네오펜틸기가 특히 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 시클로알킬기로는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 아다만틸기, 노르보르닐기 등을 들 수 있다. 시클로알킬기의 고리 형성 탄소수는, 3 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 8 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 시클로알킬기 중에서도, 시클로펜틸기나 시클로헥실기가 특히 바람직하다.
알킬기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화알킬기로는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기가 1 이상의 할로겐기로 치환된 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 플루오로메틸기, 디플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 플루오로에틸기, 트리플루오로메틸메틸기, 트리플루오로에틸기, 펜타플루오로에틸기 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기로는, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시한 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기를 들 수 있고, 구체적으로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리-n-부틸실릴기, 트리-n-옥틸실릴기, 트리이소부틸실릴기, 디메틸에틸실릴기, 디메틸이소프로필실릴기, 디메틸-n-프로필실릴기, 디메틸-n-부틸실릴기, 디메틸-t-부틸실릴기, 디에틸이소프로필실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리이소프로필실릴기 등을 들 수 있다. 트리알킬실릴기에 있어서의 3 개의 알킬기는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴실릴기로는, 디알킬아릴실릴기, 알킬디아릴실릴기, 트리아릴실릴기를 들 수 있다.
디알킬아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시한 알킬기를 2 개 갖고, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 1 개 갖는 디알킬아릴실릴기를 들 수 있다. 디알킬아릴실릴기의 탄소수는 8 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
알킬디아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시한 알킬기를 1 개 갖고, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 2 개 갖는 알킬디아릴실릴기를 들 수 있다. 알킬디아릴실릴기의 탄소수는 13 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
트리아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 3 개 갖는 트리아릴실릴기를 들 수 있다. 트리아릴실릴기의 탄소수는 18 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기는, -OZ1 로 나타낸다. 이 Z1 의 예로서 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다. 알콕시기는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기를 들 수 있다.
알콕시기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화알콕시기로는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기가 1 이상의 할로겐기로 치환된 것을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기는, -OZ2 로 나타낸다. 이 Z2 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 아릴기 또는 후술하는 단고리기 및 축합 고리기를 들 수 있다. 이 아릴옥시기로는, 예를 들어, 페녹시기를 들 수 있다.
탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기는, -NHRv, 또는 -N(Rv)2 로 나타낸다. 이 Rv 의 예로서 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다.
고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기는, -NHRw, 또는 -N(Rw)2 로 나타낸다. 이 Rw 의 예로서 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 들 수 있다.
탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기는 -SRv 로 나타낸다. 이 Rv 의 예로서 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다.
고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기는 -SRw 로 나타낸다. 이 Rw 의 예로서 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기를 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 「고리 형성 탄소」 란 포화 고리, 불포화 고리, 또는 방향 고리를 구성하는 탄소 원자를 의미한다. 「고리 형성 원자」 란 헤테로 고리 (포화 고리, 불포화 고리, 및 방향 고리를 포함한다) 를 구성하는 탄소 원자 및 헤테로 원자를 의미한다.
또, 본 발명에 있어서, 수소 원자란, 중성자수가 상이한 동위체, 즉, 경수소 (Protium), 중수소 (Deuterium), 삼중수소 (Tritium) 를 포함한다.
본 발명에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」 라고 하는 경우에 있어서의 치환기나, 고리 구조 A, B, C, D, G, H 에 있어서의 치환기로는, 상기 서술한 바와 같은 아릴기, 복소 고리기, 알킬기 (직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기, 시클로알킬기, 할로알킬기), 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기 외에, 알케닐기, 알키닐기, 아르알킬기, 할로겐 원자, 시아노기, 하이드록실기, 니트로기, 및 카르복실기를 들 수 있다.
여기서 예시한 치환기 중에서는, 아릴기, 복소 고리기, 알킬기, 할로겐 원자, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 시아노기가 바람직하고, 나아가서는 각 치환기의 설명에 있어서 바람직하다고 한 구체적인 치환기가 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서, 방향족 탄화수소기는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기인 것이 바람직하고, 복소 고리기는, 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기인 것이 바람직하다.
알케닐기로는, 탄소수 2 ∼ 30 의 알케닐기가 바람직하고, 직사슬, 분기 사슬 또는 고리형 중 어느 것이어도 되고, 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 올레일기, 에이코사펜타에닐기, 도코사헥사에닐기, 스티릴기, 2,2-디페닐비닐기, 1,2,2-트리페닐비닐기, 2-페닐-2-프로페닐기, 시클로펜타디에닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헥사디에닐기 등을 들 수 있다.
알키닐기로는, 탄소수 2 ∼ 30 의 알키닐기가 바람직하고, 직사슬, 분기 사슬 또는 고리형 중 어느 것이어도 되고, 예를 들어, 에티닐, 프로피닐, 2-페닐에티닐 등을 들 수 있다.
아르알킬기로는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아르알킬기가 바람직하고, -Z3-Z4 로 나타낸다. 이 Z3 의 예로서, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에 대응하는 알킬렌기를 들 수 있다. 이 Z4 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기의 예를 들 수 있다. 이 아르알킬기는, 탄소수 7 ∼ 30 아르알킬기 (아릴 부분은 탄소수 6 ∼ 30, 바람직하게는 6 ∼ 20, 보다 바람직하게는 6 ∼ 12), 알킬 부분은 탄소수 1 ∼ 30 (바람직하게는 1 ∼ 20, 보다 바람직하게는 1 ∼ 10, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 6) 인 것이 바람직하다. 이 아르알킬기로는, 예를 들어, 벤질기, 2-페닐프로판-2-일기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기, 2-페닐이소프로필기, 페닐-t-부틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸이소프로필기, 2-α-나프틸이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸이소프로필기, 2-β-나프틸이소프로필기를 들 수 있다.
할로겐 원자로서, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있고, 바람직하게는 불소 원자이다.
본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」 라고 하는 경우에 있어서의 「무치환」 이란, 상기 치환기로 치환되어 있지 않고, 수소 원자가 결합되어 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 탄소수 XX ∼ YY 의 ZZ 기」 라고 하는 표현에 있어서의 「탄소수 XX ∼ YY」 는, ZZ 기가 무치환인 경우의 탄소수를 나타내는 것이고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수는 포함시키지 않는다. 여기서, 「YY」 는 「XX」 보다 크고, 「XX」 와「YY」 는 각각 1 이상의 정수를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 원자수 XX ∼ YY 의 ZZ 기」 라고 하는 표현에 있어서의 「원자수 XX ∼ YY」 는, ZZ 기가 무치환인 경우의 원자수를 나타내는 것이고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수는 포함시키지 않는다. 여기서, 「YY」 는 「XX」 보다 크고, 「XX」 와「YY」 는 각각 1 이상의 정수를 의미한다.
이하에 설명하는 화합물 또는 그 부분 구조에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」 라고 하는 경우에 대해서도 상기와 동일하다.
이하에 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들 예시 화합물에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 34]
Figure pct00034
[화학식 35]
Figure pct00035
[화학식 36]
Figure pct00036
[화학식 37]
Figure pct00037
[화학식 38]
Figure pct00038
[화학식 39]
Figure pct00039
[화학식 40]
Figure pct00040
[화학식 41]
Figure pct00041
[화학식 42]
Figure pct00042
[화학식 43]
Figure pct00043
[화학식 44]
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[화학식 45]
Figure pct00045
[화학식 46]
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[화학식 47]
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[화학식 48]
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[화학식 49]
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[화학식 50]
Figure pct00050
[화학식 51]
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[화학식 52]
Figure pct00052
[화학식 53]
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[화학식 54]
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[화학식 55]
Figure pct00055
[화학식 56]
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[화학식 57]
Figure pct00057
[화학식 58]
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[화학식 59]
Figure pct00059
[화학식 60]
Figure pct00060
[화학식 61]
Figure pct00061
[화학식 62]
Figure pct00062
[화학식 63]
Figure pct00063
[화학식 64]
Figure pct00064
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 공지된 합성 방법에 의해 합성할 수 있다.
발광층의 막두께는, 바람직하게는 5 ㎚ 이상 50 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 7 ㎚ 이상 50 ㎚ 이하, 가장 바람직하게는 10 ㎚ 이상 50 ㎚ 이하이다. 5 ㎚ 미만에서는 발광층 형성이 곤란해지고, 색도의 조정이 곤란해질 우려가 있고, 50 ㎚ 를 초과하면 구동 전압이 상승할 우려가 있다.
(기판)
본 실시형태의 유기 EL 소자는 투광성의 기판 상에 제조한다. 이 투광성 기판은, 유기 EL 소자를 구성하는 양극, 유기 화합물층, 음극 등을 지지하는 기판이고, 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하의 가시 영역의 광의 투과율이 50 ％ 이상으로 평활한 기판이 바람직하다.
투광성 기판으로는, 유리판이나 폴리머판 등을 들 수 있다.
유리판으로는, 특히 소다 석회 유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨붕규산 유리, 석영 등을 원료로서 사용하여 이루어지는 것을 들 수 있다.
또 폴리머판으로는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술파이드, 폴리술폰 등을 원료로서 사용하여 이루어지는 것을 들 수 있다.
(양극 및 음극)
유기 EL 소자의 양극은, 정공을 발광층에 주입하는 역할을 담당하는 것이고, 4.5 eV 이상의 일함수를 갖는 것이 효과적이다.
양극 재료의 구체예로는, 산화인듐주석 합금 (ITO), 산화주석 (NESA), 산화인듐아연 산화물, 금, 은, 백금, 구리 등을 들 수 있다.
발광층으로부터의 발광을 양극측으로부터 취출하는 경우, 양극의 가시 영역의 광의 투과율을 10 ％ 보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또, 양극의 시트 저항은, 수백 Ω／□ (Ω／sq. 옴·퍼·스퀘어) 이하가 바람직하다. 양극의 막두께는 재료에 따라 다르기도 하지만, 통상적으로 10 ㎚ 이상 1 ㎛ 이하, 바람직하게는 10 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하의 범위에서 선택된다.
음극으로는, 발광층에 전자를 주입하는 목적에서, 일함수가 작은 재료가 바람직하다.
음극 재료는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 인듐, 알루미늄, 마그네슘, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 알루미늄-리튬 합금, 알루미늄-스칸듐-리튬 합금, 마그네슘-은 합금 등을 사용할 수 있다.
음극도, 양극과 동일하게, 증착법 등의 방법으로, 예를 들어, 전자 수송층이나 전자 주입층 상에 박막을 형성할 수 있다. 또, 음극측으로부터, 발광층으로부터의 발광을 취출하는 양태를 채용할 수도 있다. 발광층으로부터의 발광을 음극측으로부터 취출하는 경우, 음극의 가시 영역의 광의 투과율을 10 ％ 보다 크게 하는 것이 바람직하다. 음극의 시트 저항은 수백 Ω／□ 이하가 바람직하다. 음극의 막두께는 재료에 따라 다르기도 하지만, 통상적으로 10 ㎚ 이상 1 ㎛ 이하, 바람직하게는 50 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하의 범위에서 선택된다.
(정공 주입·수송층)
정공 주입·수송층은, 발광층으로의 정공 주입을 도와 발광 영역까지 수송하는 층으로서, 정공 이동도가 크고, 이온화 에너지가 작은 화합물이 사용된다.
정공 주입층 및 정공 수송층을 형성하는 재료로는, 보다 낮은 전계 강도로 정공을 발광층에 수송하는 재료가 바람직하고, 예를 들어, 방향족 아민 화합물이 바람직하게 사용된다. 또, 정공 주입층의 재료로는, 포르피린 화합물, 방향족 제 3 급 아민 화합물 또는 스티릴아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 특히, 헥사시아노헥사아자트리페닐렌 (HAT) 등의 방향족 제 3 급 아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
(전자 주입·수송층)
전자 주입·수송층은, 발광층으로의 전자의 주입을 도와 발광 영역까지 수송하는 층으로서, 전자 이동도가 큰 화합물이 사용된다.
전자 주입·수송층에 사용되는 화합물로는, 예를 들어, 분자 내에 헤테로 원자를 1 개 이상 함유하는 방향족 헤테로 고리 화합물이 바람직하게 사용되고, 특히 함질소 고리 유도체가 바람직하다. 또, 함질소 고리 유도체로는, 함질소 6 원자 고리 혹은 함질소 5 원자 고리 골격을 갖는 복소 고리 화합물이나, 또는 함질소 6 원자 고리 혹은 함질소 5 원자 고리 골격을 갖는 축합 방향족 고리 화합물이 바람직하다. 또, 전자 주입·수송층에는, 알칼리 금속 등이 함유되어 있어도 된다.
본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 발광층 이외의 유기 화합물층에는, 상기 서술한 예시한 화합물 이외에, 유기 EL 소자에 있어서 사용되는 화합물 중에서 임의의 화합물을 선택하여 사용할 수 있다.
(층 형성 방법)
본 실시형태의 유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법으로는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않지만, 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마법, 이온 플레이팅법 등의 건식 성막법이나, 스핀 코팅법, 딥핑법, 플로우 코팅법, 잉크젯법 등의 습식 성막법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.
(막두께)
본 실시형태의 유기 EL 소자의 각 유기층의 막두께는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않지만, 일반적으로 막두께가 지나치게 얇으면 핀홀 등의 결함이 생기기 쉽고, 반대로 지나치게 두꺼우면 높은 인가 전압이 필요하게 되어 효율이 나빠지기 때문에, 통상적으로는 수 ㎚ 내지 1 ㎛ 의 범위가 바람직하다.
[제 2 실시형태]
본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 유기 EL 소자의 구성에 대해 설명한다. 제 2 실시형태의 설명에 있어서 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소는, 동일 부호나 명칭을 부여하거나 하여 설명을 생략 혹은 간략하게 한다. 또, 제 2 실시형태에서는, 특별히 언급되지 않는 재료나 화합물에 대해서는, 제 1 실시형태에서 설명한 것과 동일한 재료나 화합물을 사용할 수 있다.
제 2 실시형태의 유기 EL 소자는, 제 1 실시형태의 유기 EL 소자와 동일한 소자 구성을 구비하고, 발광층에 함유되는 화합물에 있어서 상이하다. 제 2 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서는, 발광층에 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 화합물 및 제 2 화합물, 그리고 제 3 화합물이 추가로 함유되어 있다. 이 제 3 화합물도 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물이다. 본 실시형태에 있어서도, 다른 실시형태에서 사용한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 발광층에 있어서의 상기 제 3 화합물의 농도가 20 질량％ 이상인 것이 바람직하다. 또, 발광층에 있어서의 상기 제 1 화합물의 농도가 20 질량％ 이상이고,
상기 제 2 화합물의 농도가 20 질량％ 이상이고, 상기 제 3 화합물의 농도가 20 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 발광층에 있어서의 상기 제 1 화합물, 상기 제 2 화합물 및 상기 제 3 화합물의 합계 농도는 100 질량％ 이하이다.
본 실시형태에 있어서, 상기 제 1 화합물의 일중항 에너지 EgS (M1) 와, 상기 제 3 화합물의 일중항 에너지 EgS (M3) 의 차가 0.2 eV 이하이고, 상기 제 2 화합물의 일중항 에너지 EgS (M2) 와, 상기 제 3 화합물의 일중항 에너지 EgS (M3) 의 차가 0.2 eV 이하인 것이 바람직하다. 즉,
｜EgS (M1) - EgS (M3)｜ ≤ 0.2 eV, 및
｜EgS (M2) - EgS (M3)｜ ≤ 0.2 eV
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서, 상기 제 1 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M1) 와, 상기 제 3 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M3) 의 차가 0.2 eV 이하이고, 상기 제 2 화합물 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M2) 와, 상기 제 3 화합물 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M3) 의 차가 0.2 eV 이하인 것이 바람직하다. 즉,
｜Eg77K (M1) - Eg77K (M3)｜ ≤ 0.2 eV, 및
｜Eg77K (M2) - Eg77K (M3)｜ ≤ 0.2 eV
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 발광층에 함유되는 복수의 상기 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물 중 적어도 어느 것은, 일중항 에너지 EgS 와, 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K 의 차 ΔST 가 하기 수학식 (수학식 1) 의 관계를 만족하는 화합물인 것이 바람직하다.
ΔST = EgS - Eg77K < 0.3 eV … (수학식 1)
본 실시형태에서는, 발광층에는, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물인 제 1 화합물, 제 2 화합물 및 제 3 화합물이 함유되어 있다. 그 때문에, 제 1 화합물이 상기 수학식 (수학식 1-1) 의 관계를 만족하는 화합물인 것이 바람직하다. 또는, 제 2 화합물이 상기 수학식 (수학식 1-2) 의 관계를 만족하는 화합물인 것이 바람직하다. 또는, 제 3 화합물은, 일중항 에너지 EgS (M3) 와, 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M3) 의 차 ΔST (M3) 가 하기 수학식 (수학식 1-3) 의 관계를 만족하는 화합물인 것이 바람직하고, ΔST (M3) 가 0.2 eV 미만의 화합물인 것이 보다 바람직하다.
ΔST (M3) = EgS (M3) - Eg77K (M3) < 0.3 eV … (수학식 1-3)
나아가서는, 상기 제 1 화합물이 상기 수학식 (수학식 1-1) 의 관계를 만족하고, 상기 제 2 화합물이 상기 수학식 (수학식 1-2) 의 관계를 만족하고, 또한 상기 제 3 화합물이 상기 수학식 (수학식 1-3) 의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 유기 EL 소자에 의해서도, 상기 실시형태와 동일하게, 구동 전압을 저하시키고, 발광 수명을 길게 할 수 있다.
[제 3 실시형태]
본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 유기 EL 소자의 구성에 대해 설명한다. 제 2 실시형태의 설명에 있어서 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소는, 동일 부호나 명칭을 부여하거나 하여 설명을 생략 혹은 간략하게 한다. 또, 제 3 실시형태에서는, 특별히 언급되지 않는 재료나 화합물에 대해서는, 상기 실시형태에서 설명한 것과 동일한 재료나 화합물을 사용할 수 있다.
열 활성 지연 형광 발광성의 화합물로는, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물을 들 수도 있다. 본 실시형태에서는, 발광층에 함유되는 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물로서의 어느 화합물이 하기 일반식 (2) 로 나타낸다. 그 밖의 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물로는, 예를 들어, 상기 실시형태에서 설명한 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 사용해도 된다.
[화학식 65]
Figure pct00065
상기 일반식 (2) 에 있어서, L20 은 치환 혹은 무치환의 a + g 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 a + g 가의 복소 고리기를 나타낸다.
상기 일반식 (2) 에 있어서, L201 은 치환 혹은 무치환의 2 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 2 가의 복소 고리기를 나타낸다.
상기 일반식 (2) 에 있어서, a 는 1 이상 6 이하의 정수이고, b 는 1 이상 6 이하의 정수이다. a 및 b 는 각각 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수인 것이 바람직하고, 1 또는 2 인 것이 보다 바람직하다. a 가 2 이상인 경우, L20 에 결합하는 HAr 이 2 이상이 되고, 이들 HAr 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (2) 에 있어서, g 는 0 이상 2 이하의 정수이고, 0 또는 1 인 것이 바람직하다. g 가 1 이상 2 이하인 경우, L20 및 L201 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, g 가 2 인 경우, 2 개의 L201 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (2) 에 있어서, HAr 은 하기 일반식 (20) 으로 나타내는 구조로부터 유도되는 기이다.
[화학식 66]
Figure pct00066
상기 일반식 (20) 에 있어서, X20 은 단결합, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, NR9, CR10R11, SiR12R13, 또는 GeR14R15 를 나타낸다. R9 ∼ R15 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R7 과 동일한 의미이다. 상기 일반식 (20) 에 있어서, X20 은 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, NR9, CR10R11, SiR12R13, 또는 GeR14R15 를 나타내는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (20) 으로 나타내는 고리 구조는, 하기 일반식 (20b) ∼ (20i) 로 나타내는 고리 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이다.
[화학식 67]
Figure pct00067
상기 일반식 (20), (20b) ∼ (20i) 에 있어서, G 및 H 는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 구조를 나타내고, 고리 구조 G 및 고리 구조 H 중 적어도 어느 것이 복수의 치환기를 갖는 경우, 인접하는 치환기끼리가 고리를 형성해도 된다. 형성하는 고리는, 포화 고리, 불포화 고리 중 어느 것이어도 된다. 이 경우의 치환기로는, 전자 도너성을 갖는 치환기인 것이 바람직하다. 또는, 인접하는 치환기끼리가 전자 도너성을 갖는 고리를 추가로 형성하는 것이 바람직하다. 이들 고리 구조 중, 상기 일반식 (20c) ∼ (20i) 로 나타내는 고리 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조가 바람직하다.
상기 일반식 (20), (20b) ∼ (20i) 에 있어서, 상기 고리 구조 G 및 상기 고리 구조 H 중 적어도 어느 것이 치환 혹은 무치환의 복소 고리 구조일 때, 당해 복소 고리 구조는, 하기 일반식 (20-2) 로 나타내는 부분 구조를 갖는다.
[화학식 68]
Figure pct00068
상기 일반식 (20) 으로 나타내는 구조로부터 유도되는 기로는, 하기 일반식 (20-1) 로 나타내는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 69]
Figure pct00069
상기 일반식 (20-1) 에 있어서, X20 은 상기 일반식 (20) 에 있어서의 X20 과 동일한 의미이다. 즉, 상기 일반식 (20-1) 로 나타내는 기는, 하기 일반식 (20b-1) ∼ (20i-1) 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이다.
[화학식 70]
Figure pct00070
상기 일반식 (20b-1) ∼ (20i-1) 에 있어서의 고리 구조 G 및 고리 구조 H 는, 각각 독립적으로 상기 일반식 (20), (20b) ∼ (20i) 에 있어서의 고리 구조 G 및 고리 구조 H 와 동일한 의미이다. 상기 일반식 (2) 에 있어서의 HAr 로는, 이들 기 중, 상기 일반식 (20c-1) ∼ (20i-1) 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기가 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 HAr 이 하기 일반식 (2B) 로 나타내는 구조로부터 유도되는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 71]
Figure pct00071
상기 일반식 (2B) 에 있어서, X2 는 상기 일반식 (20) 에 있어서의 X20 과 동일한 의미이다. X2 로는, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, NR9, CR10R11, SiR12R13, 또는 GeR14R15 를 나타내는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (2B) 에 있어서, R61 및 R62 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R61 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R62 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (2B) 에 있어서, i 및 j 는 4 이다.
상기 일반식 (2B) 에 있어서, E 는 하기 일반식 (2h) 로 나타내는 고리 구조를 나타내고, F 는 하기 일반식 (2i) 또는 하기 일반식 (2j) 로 나타내는 고리 구조를 나타내고, 고리 구조 E 및 고리 구조 F 는 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합된다. 상기 일반식 (2B) 에 있어서, h 는 0 이상 4 이하의 정수이다. 또한, h 는 고리 구조 E 및 고리 구조 F 가 축합되어 형성되는 연결 고리 구조의 반복 단위이다. h 가 2 이상일 때, 복수의 고리 구조 F 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
[화학식 72]
Figure pct00072
[화학식 73]
Figure pct00073
상기 일반식 (2h) 에 있어서, R63 및 R64 가 인접하는 위치에서 치환되어 있는 경우에는 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (2i) 에 있어서의 Y3 은, CR65R66, NR67, 황 원자, 산소 원자, 또는 L20 과 결합하는 질소 원자를 나타낸다. 상기 일반식 (2j) 에 있어서의 Y6 은, CR65R66, NR67, 또는 L20 과 결합하는 질소 원자를 나타낸다.
상기 일반식 (2j) 에 있어서의 X4 는, NR9, 또는 CR10R11 을 나타내고, R9 ∼ R11 은 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R7 과 동일한 의미이다. R63 및 R64 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이고, R65 ∼ R67 은 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R7 과 동일한 의미이다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (2B) 에 있어서의 h 가 0 또는 1 인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (2B) 에 있어서, h 가 0 일 때, HAr 은 하기 일반식 (2b) 또는 하기 일반식 (2bx) 로 나타내는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 74]
Figure pct00074
상기 일반식 (2b) 및 일반식 (2bx) 에 있어서, X2 는 단결합, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, NR9, CR10R11, SiR12R13, 또는 GeR14R15 를 나타낸다. 즉, 상기 일반식 (2b) 로 나타내는 기는, 하기 일반식 (2b-1) ∼ (2b-8) 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이다.
[화학식 75]
Figure pct00075
상기 일반식 (2b), (2bx), (2b-1) ∼ (2b-8) 에 있어서, c 및 d 는 4 이다. 상기 일반식 (2) 에 있어서의 HAr 로는, 이들 기 중, 상기 일반식 (2b-2) ∼ (2b-8) 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기가 바람직하다.
상기 일반식 (2b), (2bx), (2b-1) ∼ (2b-8) 에 있어서, R9 ∼ R15 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R7 과 동일한 의미이고, R17 및 R18 은 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R17 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R18 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (2bx) 에 있어서, Ar4 는 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. Ar4 는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기가 보다 바람직하다. Ar4 로는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페니렐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 등이 바람직하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서, Az2 는 하기 일반식 (2d) 로 나타낸다.
[화학식 76]
Figure pct00076
상기 일반식 (2d) 에 있어서, X21 ∼ X26 은 각각 독립적으로 CR16 또는 질소 원자를 나타내고, X21 ∼ X26 중 적어도 1 개 이상은 질소 원자이고, X21 ∼ X26 중 b 개는 L20 또는 L201 과 결합하는 탄소 원자이다. 전술한 바와 같이, b 는 1 이상 3 이하의 정수이므로, X21 ∼ X26 중 1 이상 3 이하가 L20 과 결합하는 탄소 원자가 된다. R16 은 상기 R8 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (21) 에 있어서, X21 ∼ X26 중 질소 원자는 1 개 이상 3 개 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, X26 이 L20 과 결합하는 탄소 원자이고, 또한 X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 1 개가 되는 경우로는, X21 또는 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 2 개가 되는 경우로는, X21 및 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 3 개가 되는 경우로는, X21, X23 및 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. 상기 일반식 (2d) 에 있어서, X21, X23 및 X25 가 질소 원자가 되는 트리아진 고리인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 a 및 b 가 1 이고, g 가 0 이고, 상기 일반식 (2d) 에 있어서의 X26 이 L20 과 결합하는 탄소 원자인 것이 바람직하다. 즉, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (21) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 77]
Figure pct00077
상기 일반식 (21) 에 있어서, X2 는 상기 일반식 (2b) 에 있어서의 X2 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (21) 에 있어서, L21 은 치환 혹은 무치환의 2 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 2 가의 복소 고리기를 나타낸다.
상기 일반식 (21) 에 있어서, X21 ∼ X25 는 각각 독립적으로 CR16 또는 질소 원자를 나타내고, X21 ∼ X25 중 적어도 1 개 이상은 질소 원자이다. X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 1 개가 되는 경우로는, X21 또는 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 2 개가 되는 경우로는, X21 및 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 3 개가 되는 경우로는, X21, X23 및 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (21) 에 있어서, c 및 d 는 4 이고, R17 및 R18 은 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 복수의 R17 끼리, 그리고 복수의 R18 끼리는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이 상기 일반식 (21) 로 나타내는 화합물이고, 상기 일반식 (21) 에 있어서의 X2 가 산소 원자인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 a 가 2 이고, b 가 1 이고, 상기 일반식 (2d) 에 있어서의 X26 이 L20 과 결합하는 탄소 원자인 것이 바람직하다. 즉, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (22) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 78]
Figure pct00078
상기 일반식 (22) 에 있어서, X27 및 X28 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (2b) 에 있어서의 X2 와 동일한 의미이고, X27 및 X28 은 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (22) 에 있어서, L22 는 치환 혹은 무치환의 3 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 3 가의 복소 고리기를 나타낸다.
상기 일반식 (22) 에 있어서, X21 ∼ X25 는 각각 독립적으로 CR16 또는 질소 원자를 나타내고, X21 ∼ X25 중 적어도 1 개 이상은 질소 원자이다. X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 1 개가 되는 경우로는, X21 또는 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 2 개가 되는 경우로는, X21 및 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. X21 ∼ X25 중, 질소 원자가 3 개가 되는 경우로는, X21, X23 및 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (22) 에 있어서, c, d, e, f 는 각각 4 이고, R17 ∼ R20 은 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R17 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R18 끼리가 고리를 형성해도 된다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이 상기 일반식 (22) 로 나타내는 화합물이고, X27 및 X28 이 산소 원자인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (2) 에 있어서의 a 가 1 이고, b 가 2 이고, g 가 0 이고, 상기 일반식 (2d) 에 있어서의 X24 및 X26 이 L20 과 결합하는 탄소 원자이고, X21, X23 및 X25 가 질소 원자가 되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (23) 으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 79]
Figure pct00079
상기 일반식 (23) 에 있어서, X27 및 X28 은 상기 일반식 (2b) 에 있어서의 X2 와 동일한 의미이고, X27 및 X28 은 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (23) 에 있어서, L23 및 L24 는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 2 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 2 가의 복소 고리기를 나타낸다.
상기 일반식 (23) 에 있어서, Ar2 는 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. Ar2 는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기가 보다 바람직하다. Ar2 로는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페니렐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 등이 바람직하다.
상기 일반식 (23) 에 있어서, c, d, e, f 는 각각 4 이고, R17 ∼ R20 은 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R17 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R18 끼리가 고리를 형성해도 된다.
본 실시형태에서는, 상기 일반식 (23) 으로 나타내는 화합물이 바람직하고, X27 및 X28 이 산소 원자인 것이 보다 바람직하다.
또, 본 실시형태에서는, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물은, HAr 이 상기 일반식 (2b) 로 나타내는 기이고, L20 이 치환 혹은 무치환의 2 가의 복소 고리기이고, g 가 1 인 것이 바람직하다. 이 경우, L20 은 치환 혹은 무치환의 2 가의 카르바졸릴기인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물은 하기 일반식 (24) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 80]
Figure pct00080
상기 일반식 (24) 에 있어서, X21 ∼ X25 는 상기 일반식 (21) 에 있어서의 X21 ∼ X25 와 동일한 의미이다.
상기 일반식 (24) 에 있어서, R17 ∼ R18, R23 ∼ R24 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R17 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R18 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R23 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R24 끼리가 고리를 형성해도 된다.
상기 일반식 (24) 에 있어서, L201 은 상기 일반식 (2) 에 있어서의 L201 과 동일한 의미이다.
상기 일반식 (24) 에 있어서, c, d 및 x 는 4 이고, w 는 3 이다.
상기 일반식 (2B) 에 있어서, h 가 1 이고, 고리 구조 F 가 상기 일반식 (2i) 인 경우, 하기 일반식 (2B-1) ∼ (2B-6) 으로 나타내는 구조가 된다.
[화학식 81]
Figure pct00081
상기 (2B-1) ∼ (2B-6) 에 있어서, X2 는 상기 일반식 (2b) 에 있어서의 X2 와 동일한 의미이다.
상기 (2B-1) ∼ (2B-6) 에 있어서, R61 ∼ R64 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R61 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R62 끼리가 고리를 형성해도 된다. 또, 인접하는 R63 과 R64 가 고리를 형성해도 된다.
상기 (2B-1) ∼ (2B-6) 에 있어서, Y3 은 상기 일반식 (2i) 에 있어서의 Y3 과 동일한 의미이다.
상기 (2B-1) ∼ (2B-6) 에 있어서, i 및 j 는 4 이다.
상기 일반식 (2B-1) ∼ (2B-6) 으로부터 유도되는 기로는, 하기 일반식 (2B-7) ∼ (2B-18) 로 나타내는 기가 바람직하다.
[화학식 82]
Figure pct00082
[화학식 83]
Figure pct00083
상기 (2B-7) ∼ (2B-12) 에 있어서, X2 는 상기 일반식 (2b) 에 있어서의 X2 와 동일한 의미이고, X2 가 산소 원자인 것이 바람직하다.
상기 (2B-7) ∼ (2B-12) 에 있어서, R61 ∼ R64 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R61 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R62 끼리가 고리를 형성해도 된다. 또, 인접하는 R63 과 R64 가 고리를 형성해도 된다.
상기 (2B-7) ∼ (2B-12) 에 있어서, Y3 은 상기 일반식 (2i) 에 있어서의 Y3 과 동일한 의미이고, NR67 인 것이 바람직하다. R67 은 상기 R1 ∼ R7 과 동일한 의미이고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기인 것이 바람직하다.
상기 (2B-7) ∼ (2B-12) 에 있어서, i 및 j 는 4 이다.
상기 (2B-13) ∼ (2B-18) 에 있어서, X2 는 상기 일반식 (2b) 에 있어서의 X2 와 동일한 의미이고, X2 가 산소 원자인 것이 바람직하다.
상기 (2B-13) ∼ (2B-18) 에 있어서, R61 ∼ R64 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R61 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R62 끼리가 고리를 형성해도 된다. 또, 인접하는 R63 과 R64 가 고리를 형성해도 된다.
상기 (2B-13) ∼ (2B-18) 에 있어서, Ar3 은 상기 R1 ∼ R7 과 동일한 의미이다. Ar3 은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기가 보다 바람직하다. Ar3 으로는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페니렐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 등이 바람직하다.
상기 (2B-13) ∼ (2B-18) 에 있어서, i 및 j 는 4 이다.
상기 일반식 (2B) 에 있어서, h 가 1 이고, 고리 구조 F 가 상기 일반식 (2j) 인 경우, 하기 일반식 (2B-19) ∼ (2B-20) 으로 나타내는 구조가 된다.
[화학식 84]
Figure pct00084
상기 (2B-19) ∼ (2B-20) 에 있어서, X2 및 X4 는 상기 일반식 (2b) 에 있어서의 X2 와 동일한 의미이고, X4 는 상기 일반식 (2j) 에 있어서의 X4 와 동일한 의미이다.
상기 (2B-19) ∼ (2B-20) 에 있어서, R61 ∼ R64 는 각각 독립적으로 상기 R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 R61 끼리가 고리를 형성해도 되고, 인접하는 R62 끼리가 고리를 형성해도 된다. 또, 인접하는 R63 과 R64 가 고리를 형성해도 된다.
상기 (2B-19) ∼ (2B-20) 에 있어서, Y6 은 상기 일반식 (2i) 에 있어서의 Y3 과 동일한 의미이다.
상기 (2B-19) ∼ (2B-20) 에 있어서, i 및 j 는 4 이다.
상기 일반식 (2B-19) ∼ (2B-20) 으로부터 유도되는 기로는, 하기 일반식 (2B-21) ∼ (2B-22) 로 나타내는 기가 바람직하다.
[화학식 85]
Figure pct00085
상기 (2B-21) ∼ (2B-22) 에 있어서, X2, X4, R61 ∼ R64, Y6, i 및 j 는, 각각 상기 일반식 (2B-19) ∼ (2B-20) 에 있어서의 X2, X4, R61 ∼ R64, Y6, i 및 j 와 동일한 의미이다.
본 실시형태에 있어서, 상기 L20 ∼ L24, L201 이 Az2 에 결합하는 2 가의 연결기가 되는 경우에는, 상기 L20 ∼ L24, L201 은 치환 혹은 무치환의 2 가의 방향족 탄화수소기인 것이 바람직하다. 상기 일반식 (2) 에 있어서 g 가 1 이상인 경우에는, L20 이 아니라 L201 이 Az2 에 결합하는 2 가의 연결기가 된다.
또는, 본 실시형태에 있어서, 상기 L20 ∼ L24, L201 이 Az2 에 결합하는 2 가의 연결기가 되는 경우에는, 2 가의 6 원자 고리 구조인 것이 바람직하고, 상기 L20 ∼ L24, L201 이 하기 일반식 (2e), 일반식 (2f) 또는 일반식 (2g) 로 나타내는 2 가의 6 원자 고리 구조 중 어느 것인 것이 보다 바람직하고, 하기 일반식 (2e) 로 나타내는 2 가의 6 원자 고리 구조인 것이 더욱 바람직하다.
[화학식 86]
Figure pct00086
상기 일반식 (2e) ∼ (2g) 에 있어서, X41 ∼ X44 는 각각 독립적으로 CR52 또는 질소 원자를 나타내고, R52 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R8 과 동일한 의미이다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (2e) ∼ (2g) 에 있어서의 X41 ∼ X44 는 각각 독립적으로 CR52 인 것이 바람직하고, R52 는 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 시아노기, 할로겐 원자, 실릴기인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 g 가 1 일 때, L201 이 상기 일반식 (2e) 로 나타내는 2 가의 6 원자 고리 구조이고, 또한 L20 이 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기인 것이 바람직하다. 이 경우의 복소 고리기로는, 카르바졸릴기가 바람직하고, 당해 카르바졸릴기의 9 위치의 질소 원자가 L201 과 결합하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 당해 카르바졸릴기에, 상기 일반식 (2b) 및 일반식 (2bx) 로 나타내는 구조 중 적어도 어느 것이 결합하고 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 일반식 (21) 에 있어서 L21 이, 상기 일반식 (22) 에 있어서 L22 가, 상기 일반식 (23) 에 있어서 L23 및 L24 가, 상기 일반식 (24) 에 있어서 L201 이, 각각 상기 일반식 (2e) 로 나타내는 2 가의 6 원자 고리 구조인 것이 바람직하다.
이하에 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들 예시 화합물에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 87]
Figure pct00087
[화학식 88]
Figure pct00088
[화학식 89]
Figure pct00089
[화학식 90]
Figure pct00090
[화학식 91]
Figure pct00091
[화학식 92]
Figure pct00092
[화학식 93]
Figure pct00093
[화학식 94]
Figure pct00094
[화학식 95]
Figure pct00095
[화학식 96]
Figure pct00096
[화학식 97]
Figure pct00097
[화학식 98]
Figure pct00098
[화학식 99]
Figure pct00099
[화학식 100]
Figure pct00100
[화학식 101]
Figure pct00101
[화학식 102]
Figure pct00102
[화학식 103]
Figure pct00103
[화학식 104]
Figure pct00104
[화학식 105]
Figure pct00105
[화학식 106]
Figure pct00106
[화학식 107]
Figure pct00107
[화학식 108]
Figure pct00108
[화학식 109]
Figure pct00109
[화학식 110]
Figure pct00110
[화학식 111]
Figure pct00111
[화학식 112]
Figure pct00112
[화학식 113]
Figure pct00113
[화학식 114]
Figure pct00114
[화학식 115]
Figure pct00115
[화학식 116]
Figure pct00116
[화학식 117]
Figure pct00117
[화학식 118]
[화학식 119]
Figure pct00119
[화학식 120]
Figure pct00120
[화학식 121]
Figure pct00121
[화학식 122]
Figure pct00122
[화학식 123]
Figure pct00123
[화학식 124]
Figure pct00124
[화학식 125]
Figure pct00125
[화학식 126]
Figure pct00126
[화학식 127]
Figure pct00127
[화학식 128]
Figure pct00128
[화학식 129]
Figure pct00129
[화학식 130]
Figure pct00130
[화학식 131]
Figure pct00131
[화학식 132]
Figure pct00132
[화학식 133]
Figure pct00133
[화학식 134]
Figure pct00134
[화학식 135]
Figure pct00135
[화학식 136]
Figure pct00136
본 실시형태의 유기 EL 소자에 의해서도, 상기 실시형태와 동일하게, 구동 전압을 저하시키고, 발광 수명을 길게 할 수 있다.
[실시형태의 변형]
또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변경, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
발광층은, 1 층에 한정되지 않고, 복수의 발광층이 적층되어 있어도 된다. 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 적어도 1 개의 발광층이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 및 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물을 함유하고 있으면 되고, 그 밖의 발광층이 형광 발광형의 발광층이어도 되고, 인광 발광형의 발광층이어도 된다.
또, 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 이들 발광층이 서로 인접하여 형성되어 있어도 되고, 중간층을 개재하여 복수의 발광 유닛이 적층된, 이른바 탠덤형의 유기 EL 소자여도 된다.
발광층이 복수층 적층되어 있는 경우로는, 예를 들어 도 4 에 나타내는 유기 EL 소자 (1A) 를 들 수 있다. 유기 EL 소자 (1A) 는, 유기층 (10A) 을 갖고, 이 유기층 (10A) 은, 정공 주입·수송층 (6) 과 전자 주입·수송층 (7) 사이에 제 1 발광층 (51) 및 제 2 발광층 (52) 을 갖는 점에서, 도 1 에 나타낸 유기 EL 소자 (1) 와 상이하다. 제 1 발광층 (51) 및 제 2 발광층 (52) 중 적어도 어느 것이 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 및 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물을 함유하고 있다. 그 밖의 점에 있어서는, 유기 EL 소자 (1A) 는, 유기 EL 소자 (1) 와 동일하게 구성된다.
또, 발광층의 양극측에 전자 장벽층을, 발광층의 음극측에 정공 장벽층을 인접시켜 각각 설치해도 된다. 이로써, 전자나 정공을 발광층에 가두어, 발광층에 있어서의 여기자의 생성 확률을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 관련된 유기 EL 소자는, 유기 EL 패널 모듈 등의 표시 부품, 텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 혹은 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치, 및 조명, 혹은 차량용 등구의 발광 장치 등의 전자 기기에 사용할 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 실시에 있어서의 구체적인 구조 및 형상 등은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 해도 된다.
실시예
이하, 본 발명에 관련된 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되지 않는다.
본 실시예에 있어서 유기 EL 소자의 제조에 사용한 화합물은 다음과 같다.
[화학식 137]
Figure pct00137
[화학식 138]
Figure pct00138
[화학식 139]
Figure pct00139
[화학식 140]
Figure pct00140
<화합물의 평가>
다음으로, 본 실시예에서 사용한 화합물의 물성을 측정하였다. 대상 화합물은 화합물 H1 ∼ H6 이다. 측정 방법, 또는 산출 방법을 이하에 나타냄과 함께, 측정 결과, 또는 산출 결과를 표 1 에 나타낸다.
(측정 1) : 일중항 에너지 EgS
일중항 에너지 EgS 는 이하의 방법에 의해 구하였다.
각 화합물을 진공 증착법으로 석영 기판 상에 막두께 100 ㎚ 로 성막하고, 측정용 시료로 하였다. 상온 (300 K) 에서, 이 측정용 시료의 발광 스펙트럼을 측정하였다. 발광 스펙트럼은, 세로축을 발광 강도, 가로축을 파장으로 하였다. 이 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대해 접선을 긋고, 그 접선과 가로축의 교점의 파장치 λedge [㎚] 를 구하였다. 이 파장치를 다음에 나타내는 환산식에서 에너지치로 환산한 값을 EgS 로 하였다.
환산식 : EgS [eV] = 1239.85/λedge
발광 스펙트럼의 측정에는, (주) 히타치 하이테크놀로지 제조의 F-7000 형 분광 형광 광도계를 사용하였다.
발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 그었다. 발광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중, 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때, 장파장측을 향하여 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라 (요컨대 세로축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선이 당해 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 하였다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 10 ％ 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 상기 서술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선을 당해 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
(측정 2) : 에너지 갭 Eg77K
Eg77K 는 이하의 방법에 의해 구하였다.
화합물 H1 ∼ H5 에 관해서는, 에너지 갭 Eg77K 의 측정은 다음과 같이 하여 실시된다. 측정 대상이 되는 각 화합물과, 하기 화합물 TH-2 를 진공 증착법으로 석영 기판 상에 공증착하고, NMR 관 내에 봉입한 시료를 제조하였다. 또한, 이 시료는 하기의 조건으로 만들어진 것이다.
석영 기판/TH-2 : 측정 대상 화합물 (막두께 100 ㎚, 측정 대상 화합물의 농도 : 12 질량％)
또, 화합물 H6 에 관해서는, 진공 증착법으로 화합물 H6 을 석영 기판 상에 막두께 100 ㎚ 로 성막하고, NMR 관 내에 봉입한 시료를 제조하였다.
[화학식 141]
Figure pct00141
이들 측정 시료에 대해, 저온 (77 [K]) 에서 인광 스펙트럼 (세로축 : 인광 발광 강도, 가로축 : 파장으로 한다) 을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대해 접선을 긋고, 그 접선과 가로축의 교점의 파장치 λedge [㎚] 에 기초하여, 다음의 환산식 2 로부터 산출되는 에너지량을 77 [K] 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K 로 하였다.
환산식 2 : Eg77K [eV] = 1239.85/λedge
인광의 측정에는, (주) 히타치 하이테크놀로지 제조의 F-4500 형 분광 형광 광도계 본체를 사용하였다.
인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중, 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때, 장파장측을 향하여 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라 (요컨대 세로축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선 (즉 변곡점에 있어서의 접선) 이 당해 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15 ％ 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 상기 서술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선을 당해 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
여기서, 본 실시형태에 사용하는 재료로는, ΔST 가 작은 화합물인 것이 바람직하다. ΔST 가 작으면, 저온 (77 [K]) 상태에서도 항간 교차, 및 역항간 교차가 일어나기 쉽고, 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태가 혼재한다. 그 결과, 상기와 동일하게 하여 측정되는 스펙트럼은, 여기 일중항 상태 및 여기 삼중항 상태의 양자로부터의 발광을 포함한 것이 되어, 어느 상태로부터 발광한 것인가에 대해 준별하는 것은 곤란하지만, 기본적으로는 삼중항 에너지의 값이 지배적이라고 생각된다.
그 때문에, 본 실시형태에서는, 통상적인 삼중항 에너지 EgT 와 측정 수법은 동일하지만, 그 엄밀한 의미에 있어서 상이한 것을 구별하기 위해서, 상기 서술한 바와 같이 하여 측정되는 값을 에너지 갭 Eg77K 라고 칭한다.
(측정 3) : ΔST
ΔSt 는, 상기 (측정 1), 및 (측정 2) 에서 측정한 EgS 와 Eg77K 의 차로서 구하였다 (상기 수학식 (수학식 2) 참조). 결과를 표 1 에 나타낸다.
(측정 4) : 지연 형광 발광성
지연 형광 발광성은 도 2 에 나타내는 장치를 이용하여 과도 PL 을 측정함으로써 확인하였다. 측정 대상 화합물과 상기 화합물 TH-2 를 측정 대상 화합물의 비율이 12 질량％ 가 되도록 석영 기판 상에 공증착하여, 막두께 100 ㎚ 의 박막을 형성하여 시료를 제조하였다. 측정 대상 화합물은, 화합물 H1 ∼ H5 로 하였다.
지연 형광 발광은 상기 도 2 의 장치를 사용하여 구할 수 있다. 측정 대상 화합물이 흡수하는 파장의 펄스광 (펄스 레이저로부터 조사되는 광) 에 의해 여기된 후, 당해 여기 상태로부터 즉석에서 관찰되는 Prompt 발광 (즉시 발광) 과, 당해 여기 후, 즉석에서는 관찰되지 않고, 그 후 관찰되는 Delay 발광 (지연 발광) 이 존재한다. 본 실시형태에 있어서의 지연 형광 발광이란, Delay 발광 (지연 발광) 의 양이 Prompt 발광 (즉시 발광) 의 양에 대해 5 ％ 이상을 의미하고, 측정 대상 화합물 중, 화합물 H1 ∼ H5 는 Delay 발광 (지연 발광) 의 양이 Prompt 발광 (즉시 발광) 의 양에 대해 5 ％ 이상 있는 것을 확인하고 있다.
Prompt 발광과 Delay 발광의 양은, "Nature 492, 234-238, 2012" 에 기재된 방법과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다. 또한, Prompt 발광과 Delay 발광의 양의 산출에 사용되는 장치는, 상기한 상기 도 2 의 장치나 문헌에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00142
<유기 EL 소자의 제조, 및 평가 1>
유기 EL 소자를 이하와 같이 제조하여 평가하였다.
(실시예 1)
25 ㎜ × 75 ㎜ × 1.1 ㎜ 두께의 ITO 투명 전극 (양극) 이 부착된 유리 기판 (지오마틱사 제조) 을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5 분간 실시한 후, UV 오존 세정을 30 분간 실시하였다. ITO 의 막두께는 130 ㎚ 로 하였다.
세정 후의 투명 전극 라인이 부착된 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 먼저 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면상에 투명 전극을 덮도록 하여 화합물 HI 를 증착하여, 막두께 5 ㎚ 의 화합물 HI 막을 형성하였다. 이 HI 막은, 정공 주입층으로서 기능한다.
이 HI 막의 성막에 이어, 화합물 HT-1 을 증착하여, HI 막 상에 막두께 160 ㎚ 의 HT-1 막을 성막하였다. 이 HT-1 막은, 제 1 정공 수송층으로서 기능한다.
또한, HT-1 막 상에 화합물 HT-2 를 증착하여, HT-1 막 상에 막두께 10 ㎚ 의 HT-2 막을 성막하였다. 이 HT-2 막은, 제 2 정공 수송층으로서 기능한다.
이 HT-2 막 상에 화합물 H1 및 화합물 H2 를 공증착하여, 막두께 35 ㎚ 의 발광층을 성막하였다. 발광층에 있어서의 화합물 H1 의 농도는 94 질량％ 로 하고, 화합물 H2 의 농도는 6 질량％ 로 하였다.
이 발광층 상에 화합물 ET-1 을 증착하여, 막두께 5 ㎚ 의 화합물 ET-1 막을 성막하였다. 이 화합물 ET-1 막은, 제 1 전자 수송층으로서 기능한다.
이 ET-1 막 상에 화합물 ET-2 를 증착하여, 막두께 25 ㎚ 의 화합물 ET-2 막을 성막하였다. 이 화합물 ET-2 막은, 제 2 전자 수송층으로서 기능한다.
이 ET-2 막 상에 LiF 를 증착하여, 막두께 1 ㎚ 의 LiF 층을 형성하였다.
이 LiF 막 상에 금속 Al 을 증착하여, 막두께 80 ㎚ 의 금속 음극을 형성하였다.
실시예 1 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/H1 : H2 (35,
94 ％ : 6 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
또한, 괄호 안의 숫자는 막두께 (단위 : ㎚) 를 나타낸다. 또, 동일하게 괄호 안에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자는 발광층에 있어서의 화합물의 비율 (질량％) 을 나타낸다. 이하의 실시예 및 비교예에 있어서도 동일하다.
(실시예 2)
실시예 2 의 유기 EL 소자는, 실시예 1 의 유기 EL 소자에 있어서 발광층에 있어서의 화합물 H1 의 농도는 88 질량％ 로 하고, 화합물 H2 의 농도를 12 질량％ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 제조하였다.
실시예 2 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/H1 : H2 (35,
88 ％ : 12 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
(실시예 3)
실시예 3 의 유기 EL 소자는, 실시예 1 의 유기 EL 소자에 있어서 발광층의 화합물 H1 을 화합물 H3 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 제조하였다.
실시예 3 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/H3 : H2 (35,
94 ％ :6 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
또한, 괄호 안의 숫자는 막두께 (단위 : ㎚) 를 나타낸다. 또, 동일하게 괄호 안에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자는, 발광층에 있어서의 도펀트 재료 등과 같이, 첨가되는 성분의 비율 (질량％) 을 나타낸다.
(실시예 4)
실시예 4 의 유기 EL 소자는, 실시예 1 의 유기 EL 소자에 있어서 발광층의 화합물 H1 을 화합물 H3 으로 변경하고, 또한 화합물 H2 의 농도를 12 질량％ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 제조하였다.
실시예 6 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/H3 : H2 (35,
88 ％ : 12 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
또한, 괄호 안의 숫자는 막두께 (단위 : ㎚) 를 나타낸다. 또, 동일하게 괄호 안에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자는, 발광층에 있어서의 도펀트 재료 등과 같이, 첨가되는 성분의 비율 (질량％) 을 나타낸다.
(비교예 1)
비교예 1 의 유기 EL 소자는, 실시예 1 의 유기 EL 소자에 있어서 발광층의 화합물 1 을 CBP 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 제조하였다.
비교예 1 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/CBP : H2 (35,
94 ％ :6 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
[화학식 142]
Figure pct00143
(비교예 2)
비교예 2 의 유기 EL 소자는, 실시예 1 의 유기 EL 소자에 있어서 발광층의 화합물 1 을 CBP 로 변경하고, 또한 화합물 H2 농도를 12 질량％ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 제조하였다.
비교예 2 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/CBP : H2 (35,
88 ％ :12 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
[유기 EL 소자의 평가]
실시예 1 ∼ 4 그리고 비교예 1 ∼ 2 에 있어서 제조한 유기 EL 소자에 대해, 이하의 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.
·구동 전압
전류 밀도가 10 ㎃/㎠ 가 되도록 ITO 투명 전극과 금속 Al 음극 사이에 통전했을 때의 전압 (단위 : V) 을 계측하였다.
·휘도, 및 CIE1931 색도
전류 밀도가 10 ㎃/㎠ 가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 휘도, 및 CIE1931 색도 좌표 (x, y) 를 분광 방사 휘도계 CS-1000 (코니카 미놀타사 제조) 으로 계측하였다.
·전류 효율 L/J, 및 전력 효율 η
전류 밀도가 10.00 ㎃/㎠ 가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 상기 분광 방사 휘도계로 계측하고, 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 전류 효율 (단위 : cd/A), 및 전력 효율 η (단위 : lm/W) 를 산출하였다.
·주피크 파장 λp
얻어진 상기 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 주피크 파장 λp 를 구하였다.
·외부 양자 효율 EQE
전류 밀도가 10 ㎃/㎠ 가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-1000 (코니카 미놀타사 제조) 으로 계측하였다. 얻어진 상기 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 램버시안 방사를 실시한 것으로 가정하여 외부 양자 효율 EQE (단위 : ％) 을 산출하였다.
Figure pct00144
표 2 가 나타내는 바와 같이, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물 H1 및 H2 를 함유하는 발광층을 구비한 실시예 1 ∼ 4 의 유기 EL 소자는, CBP 를 함유하는 비교예 1 ∼ 2 의 유기 EL 소자에 비해, 구동 전압이 낮고, 높은 효율로 발광하는 것을 알 수 있었다.
<유기 EL 소자의 제조, 및 평가 2>
(실시예 5)
실시예 5 의 유기 EL 소자는, 실시예 2 의 유기 EL 소자에 있어서 발광층에 있어서의 화합물 H2 를 화합물 H4 로 변경하고, 발광층의 막두께를 30 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 제조하였다.
실시예 5 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/H1 : H4 (30,
88 ％ : 12 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
(실시예 6)
실시예 6 의 유기 EL 소자는, 실시예 5 의 유기 EL 소자에 있어서 발광층에 있어서의 화합물 H1 의 농도는 76 질량％ 로 하고, 화합물 H4 의 농도를 24 질량％ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 제조하였다.
실시예 6 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/H1 : H4 (30,
76 ％ : 24 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
(실시예 7)
실시예 7 의 유기 EL 소자는, 실시예 1 의 유기 EL 소자의 제조에 있어서 발광층의 성막을 다음과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 제조하였다.
HT-2 막 상에 화합물 H1, 화합물 H4 및 화합물 H5 를 공증착하여, 막두께 30 ㎚ 의 발광층을 성막하였다. 발광층에 있어서의 화합물 H1 의 농도는 33 질량％ 로 하고, 화합물 H4 의 농도는 33 질량％ 로 하고, 화합물 H5 의 농도는 34 질량％ 로 하였다.
실시예 7 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/H1 : H4 : H5
(30, 33 ％ : 33 ％ : 34 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
(비교예 3)
비교예 3 의 유기 EL 소자는, 실시예 1 의 유기 EL 소자에 있어서 발광층에 있어서의 화합물 H2 를 화합물 H6 으로 변경하고, 발광층의 막두께를 30 ㎚ 로 변경하고, 화합물 H1 의 농도는 88 질량％ 로 하고, 화합물 H4 의 농도를 12 질량％ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 제조하였다.
비교예 3 의 유기 EL 소자의 소자 구성을 약식적으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO (130)/HI (5)/HT-1 (160)/HT-2 (10)/H1 : H6 (30,
12 ％ : 88 ％)/ET-1 (5)/ET-2 (25)/LiF (1)/Al (80)
[유기 EL 소자의 평가]
실시예 5 ∼ 7 그리고 비교예 3 에 있어서 제조한 유기 EL 소자에 대해, 상기 서술과 동일한 방법으로, 구동 전압, 휘도, CIE1931 색도, 및 주피크 파장 λp 를 측정하고, 또한 이하의 방법에 의해 수명도 측정하였다.
·수명 LT50 (실시예 5, 6, 비교예 3)
소자에 전압을 인가하여, 초기 휘도 (1000 cd/㎡) 가 반감할 때까지의 시간을 수명 (단위 : h) 으로 하였다.
·수명 LT50 (실시예 7)
소자에 50 ㎃/㎠ 의 정전류를 인가하고, 그 때에 있어서의 초기 휘도가 반감될 때까지의 시간을 수명 (단위 : h) 으로 하였다. (또한 표 3 의 LT50 에는, 가속 계수 1.8 로 가정했을 때에 있어서의 초기 휘도 1000 cd/㎡ 에서의 시간을 기재하였다)
Figure pct00145
표 3 이 나타내고 있는 바와 같이, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물 H1 및 H2 를 함유하는 발광층을 구비한 실시예 5 ∼ 7 의 유기 EL 소자는, 비교예 3 의 유기 EL 소자에 비해, 구동 전압이 낮고, 장수명으로 발광하는 것을 알 수 있었다. 비교예 3 의 유기 EL 소자와 같이, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물 H2 대신에 화합물 H6 을 발광층에 있어서의 주요 성분으로서 함유시키면, 구동 전압이 높고, 수명도 짧은 것을 알 수 있었다.
1…유기 EL 소자
2…기판
3…양극
4…음극
5…발광층
6…정공 주입·수송층
7…전자 주입·수송층
10…유기층

Claims (29)

  1. 양극과,
    음극과,
    발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 제 1 화합물 및 제 2 화합물을 함유하고,
    상기 제 1 화합물 및 상기 제 2 화합물은, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물의 일중항 에너지 EgS (M1) 와, 상기 제 1 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M1) 의 차가 0.3 eV 이하이고,
    상기 제 2 화합물의 일중항 에너지 EgS (M2) 와, 상기 제 2 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M2) 의 차가 0.3 eV 이하인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물의 일중항 에너지 EgS (M1) 와, 상기 제 2 화합물의 일중항 에너지 EgS (M2) 의 차가 0.2 eV 이하인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M1) 와, 상기 제 2 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M2) 의 차가 0.2 eV 이하인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물 및 상기 제 2 화합물 중 적어도 어느 주피크 파장이 500 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물 및 상기 제 2 화합물 중 적어도 어느 주피크 파장이 480 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층에 있어서의 상기 제 1 화합물의 농도가 20 질량％ 이상이고,
    상기 발광층에 있어서의 상기 제 2 화합물의 농도가 20 질량％ 이상인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층은 제 3 화합물을 추가로 함유하고,
    상기 제 3 화합물은, 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 화합물의 일중항 에너지 EgS (M3) 와, 상기 제 3 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M3) 의 차가 0.3 eV 이하인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 발광층에 있어서의 상기 제 3 화합물의 농도가 20 질량％ 이상인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물의 일중항 에너지 EgS (M1) 와, 상기 제 3 화합물의 일중항 에너지 EgS (M3) 의 차가 0.2 eV 이하이고,
    상기 제 2 화합물의 일중항 에너지 EgS (M2) 와, 상기 제 3 화합물의 일중항 에너지 EgS (M3) 의 차가 0.2 eV 이하인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물의 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M1) 와, 상기 제 3 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M3) 의 차가 0.2 eV 이하이고,
    상기 제 2 화합물 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M2) 와, 상기 제 3 화합물 77K 에 있어서의 에너지 갭 Eg77K (M3) 의 차가 0.2 eV 이하인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층에 함유되는 복수의 상기 열 활성 지연 형광 발광성의 화합물 중 적어도 어느 것은, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 1]
    Figure pct00146

    (상기 일반식 (1) 에 있어서, Cz 는 하기 일반식 (10) 으로 나타내는 구조로부터 유도되는 기이다)
    [화학식 2]
    Figure pct00147

    (상기 일반식 (10) 에 있어서, X1 은 단결합, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, NR1, CR2R3, SiR4R5, 또는 GeR6R7 을 나타낸다. R2 및 R3 은 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, R4 및 R5 는 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, R6 및 R7 은 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
    A 및 B 는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 구조를 나타내고, 고리 구조 A 및 고리 구조 B 중 적어도 어느 것이 복수의 치환기를 갖는 경우, 인접하는 치환기끼리가 고리를 형성해도 된다. 상기 고리 구조 A 및 상기 고리 구조 B 중 적어도 어느 것이 치환 혹은 무치환의 복소 고리 구조일 때, 당해 복소 고리 구조는 하기 일반식 (11) 로 나타내는 부분 구조를 갖는다.)
    [화학식 3]
    Figure pct00148

    (상기 일반식 (1) 에 있어서,
    L1 은 단결합, 치환 혹은 무치환의 m + 1 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 m + 1 가의 복소 고리기를 나타내고,
    L2 는 단결합, 치환 혹은 무치환의 n + p 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 n + p 가의 복소 고리기를 나타내고,
    L3 은 단결합, 치환 혹은 무치환의 o + 1 가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 o + 1 가의 복소 고리기를 나타낸다.
    m 은 1 이상 6 이하의 정수이고,
    n 및 p 는 각각 독립적으로 1 이상 6 이하의 정수이고,
    o 는 1 이상 6 이하의 정수이다.
    Az1 은 하기 일반식 (12) 로 나타낸다.)
    [화학식 4]
    Figure pct00149

    (상기 일반식 (12) 에 있어서, X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 CR8 또는 질소 원자를 나타내고, X11 ∼ X15 중 적어도 1 개 이상은 질소 원자이다. 상기 일반식 (12) 에 있어서, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R8 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
    R1 ∼ R8 은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환기이고, R1 ∼ R8 에 있어서의 치환기는,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 및
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기이다.)
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (13) 으로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 5]
    Figure pct00150

    (상기 일반식 (13) 에 있어서, X1, 고리 구조 A, 및 고리 구조 B 는, 각각 상기 일반식 (10) 에 있어서의 X1, 고리 구조 A, 및 고리 구조 B 와 동일한 의미이고,
    L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이고,
    X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이다.)
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (14) 로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 6]
    Figure pct00151

    (상기 일반식 (14) 에 있어서, L1, L2, L3, m, n, o, p 는 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, L3, m, n, o, p 와 동일한 의미이고,
    X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이고,
    R31 및 R32 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이고,
    q 및 r 은 4 이다. 또한, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R31 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R32 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.)
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 에 있어서의 Cz 가 하기 일반식 (10b) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 7]
    Figure pct00152

    (상기 일반식 (10b) 에 있어서, 고리 구조 A 및 고리 구조 B 중, 적어도 어느 것이 상기 일반식 (11) 로 나타내는 부분 구조를 갖는다)
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 일반식 (10b) 에 있어서의 고리 구조 A 및 고리 구조 B 는, 상기 일반식 (11) 로 나타내는 부분 구조를 갖는 6 원자 고리인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (16) 으로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 8]
    Figure pct00153

    (상기 일반식 (16) 에 있어서, L2, m 은 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2, m 과 동일한 의미이고,
    X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이고,
    R31 및 R32 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이고,
    q 및 r 은 4 이다. 또한, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R31 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R32 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.)
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 일반식 (16) 으로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (17) 로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 9]
    Figure pct00154

    (상기 일반식 (17) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이고,
    X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이고,
    R31 ∼ R34 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R31 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R32 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R33 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R34 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
    q 및 r 은 4 이고, s 는 3 이고, t 는 4 이고,
    Ar 은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기를 나타낸다.)
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 일반식 (17) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (18) 로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 10]
    Figure pct00155

    (상기 일반식 (18) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이고,
    X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이고,
    R31 ∼ R34 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R31 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R32 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R33 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R34 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
    q, r, s, t 는 각각 상기 일반식 (17) 에 있어서의 q, r, s, t 와 동일한 의미이고,
    Ar 은 상기 일반식 (17) 에 있어서의 Ar 과 동일한 의미이다.)
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 일반식 (17) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (19) 로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 11]
    Figure pct00156

    (상기 일반식 (19) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이고,
    X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이고,
    R31 ∼ R34 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R31 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R32 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R33 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R34 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
    q, r, s, t 는 각각 상기 일반식 (17) 에 있어서의 q, r, s, t 와 동일한 의미이고,
    Ar 은 상기 일반식 (17) 에 있어서의 Ar 과 동일한 의미이다.)
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (31) 로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 12]
    Figure pct00157

    (상기 일반식 (31) 에 있어서, L2 는 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2 와 동일한 의미이고,
    X11 ∼ X15 는 각각 독립적으로 상기 일반식 (12) 에 있어서의 X11 ∼ X15 와 동일한 의미이고,
    R41 및 R44 는 각각 독립적으로 상기 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다. 또한, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R41 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R44 끼리가 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
    u 및 v 는 4 이고,
    C 는 하기 일반식 (32) 로 나타내는 고리 구조를 나타내고, D 는 하기 일반식 (33) 으로 나타내는 고리 구조를 나타내고, 고리 구조 C 및 고리 구조 D 는 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합된다. 상기 일반식 (31) 에 있어서, w 는 1 이상 4 이하의 정수이다. 또한, w 는 고리 구조 C 및 고리 구조 D 가 축합되어 형성되는 연결 고리 구조의 반복 단위이다.)
    [화학식 13]
    Figure pct00158

    [화학식 14]
    Figure pct00159

    (상기 일반식 (32) 에 있어서, R42 및 R43 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이고, R42 및 R43 이 인접하는 탄소 원자로 치환되어 있는 경우에는 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.
    상기 일반식 (33) 에 있어서, Y1 은 CR45R46, NR47, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R45 ∼ R47 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다.)
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 에 있어서의 Cz 가 하기 일반식 (110) ∼ (115) 로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 15]
    Figure pct00160

    (상기 일반식 (110) ∼ (115) 에 있어서, Y2 는 CR48R49, NR50, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고, R48 ∼ R50 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R1 ∼ R8 과 동일한 의미이다.)
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 일반식 (110) ∼ (115) 에 있어서의 Y2 가 산소 원자인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  25. 제 13 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은 하기 일반식 (40) 으로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 16]
    Figure pct00161

    (상기 일반식 (40) 에 있어서, X1 ∼ X5 는 각각 독립적으로 CR1 또는 질소 원자를 나타내고, X1 ∼ X5 중 적어도 1 개 이상은 질소 원자이고, 인접하는 탄소 원자의 치환기 R1 끼리는 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고,
    L1 은 치환 혹은 무치환의 2 가의 방향족 탄화수소기를 나타내고,
    R1, R41 ∼ R48 은 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    시아노기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기이고,
    R41 및 R42, R42 및 R43, R43 및 R44, R45 및 R46, R46 및 R47, R47 및 R48 의 각 세트는, 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 되고,
    상기 일반식 (40) 에 있어서, G 및 H 는 각각 독립적으로 하기 일반식 (3g) 로 나타내는 고리 구조, 또는 하기 일반식 (3h) 로 나타내는 고리 구조를 나타내고, 고리 구조 G 및 고리 구조 H 는 인접하는 고리 구조와 임의의 위치에서 축합되어 있고,
    px 및 py 는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, 각각 고리 구조 G 및 고리 구조 H 의 수를 나타내고, px 가 2 이상 4 이하의 정수인 경우, 복수의 고리 구조 G 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, py 가 2 이상 4 이하의 정수인 경우, 복수의 고리 구조 H 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)
    [화학식 17]
    Figure pct00162

    [화학식 18]
    Figure pct00163

    (상기 일반식 (3g) 에 있어서, R20 및 R21 은 각각 독립적으로 상기 R1 과 동일한 의미이고, R20 및 R21 이 서로 결합하여 고리 구조를 구축하고 있어도 되고, R20 및 R21 은 상기 일반식 (3g) 의 6 원자 고리를 구축하고 있는 탄소 원자에 각각 결합하고,
    상기 일반식 (3h) 에 있어서, Z8 은 CR22R23, NR24, 황 원자, 또는 산소 원자를 나타내고,
    R22 ∼ R24 는 각각 독립적으로 상기 R1 과 동일한 의미이고,
    상기 R41 ∼ R48, R20 ∼ R24 에서 선택되는 치환기끼리의 조합 중 적어도 1 세트는 서로 결합하여 고리 구조가 구축되어 있어도 된다.)
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 일반식 (40) 은, 하기 일반식 (42) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 19]
    Figure pct00164

    (상기 일반식 (42) 에 있어서, X1 ∼ X5, R41 ∼ R48, L1 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (40) 에 있어서 설명한 X1 ∼ X5, R41 ∼ R48, L1 과 동일한 의미이다.
    고리 구조 G1 및 고리 구조 G2 는 각각 독립적으로 상기 고리 구조 G 와 동일한 의미이고, 고리 구조 H1 및 고리 구조 H2 는 각각 독립적으로 상기 고리 구조 H 와 동일한 의미이다.)
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 일반식 (40) 은, 하기 일반식 (43) 으로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    [화학식 20]
    Figure pct00165

    (상기 일반식 (43) 에 있어서, X1 ∼ X5, R41 ∼ R48, L1 은 각각 독립적으로 상기 일반식 (40) 에 있어서 설명한 X1 ∼ X5, R41 ∼ R48, L1 과 동일한 의미이다.
    고리 구조 G1, 고리 구조 G2, 고리 구조 G3, 고리 구조 G4 는 각각 독립적으로 상기 고리 구조 G 와 동일한 의미이다.)
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층은, 금속 착물을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  29. 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 구비하는, 전자 기기.
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