KR20170092138A - 유기 전계 발광 소자 및 전하 수송 재료 - Google Patents

Abstract

과제
외부 양자 효율, 내구성, 색도의 전류 비의존성이 우수한 고수명의 유기 전계 발광 소자, 그리고 그 유기 전계 발광 소자에 유용한 전하 수송 재료를 제공한다.
해결 수단
기판 상에, 1 쌍의 전극과, 그 전극 간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층에, 적어도 1 종의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유한다.

식 중, R₁ ∼ R₈ 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 전자 구인성기를 나타낸다. 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1 개는 전자 구인성기이다. 상기 전자 구인성기는 시아노기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기 또는 할로겐 원자이다. R_1a 및 R_1b 는 각각 독립적으로 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 또는 아미노기를 나타낸다. n_1a 및 n_1b 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.)

Description

유기 전계 발광 소자 및 전하 수송 재료{ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE AND CHARGE TRANSPORT MATERIAL}

본 발명은 유기 전계 발광 소자 (이하, 「소자」, 「유기 EL 소자」라고도 한다.)에 관한 것으로, 특히 소자의 여러 성능 (구체적으로는 외부 양자 효율, 내구성, 색도의 전류 비의존성)이 우수한 고수명의 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 또, 본 발명은 유기 전계 발광 소자에 유용한 전하 수송 재료에 관한 것이기도 하다.

유기 전계 발광 소자는 저전압 구동으로 고휘도 발광이 얻어진다는 점에서, 최근 활발한 연구 개발이 이루어지고 있다. 일반적으로, 유기 전계 발광 소자는 발광층을 포함하는 유기층 및 그 층을 사이에 둔 1쌍의 전극으로 구성되어 있어, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 발광층에서 재결합하여 생성된 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.

최근, 인광 발광 재료를 사용함으로써 소자의 고효율화가 진행되고 있다. 또, 발광 재료를 호스트 재료 중에 도프한 발광층을 사용하는 도프형 소자가 널리 채용되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 - 3에는 인광 발광 재료로서 이리듐 착물이나 백금 착물 등을 사용하고, 추가로 함질소 헤테로 고리기와 카르바졸 구조를 포함하는 특정 구조의 화합물을 호스트 재료로서 사용하여 발광 효율 및 내구성을 향상시킨 유기 전계 발광 소자가 제안되어 있다.

한편, 특허문헌 4에는 비페닐의 4 위치에 카르바졸릴기를 갖고, 3' 위치에 카르바졸릴기 또는 디아릴아미노기를 갖는 비페닐 화합물을 전자 수송 재료로서 사용함으로써, 발광 강도, 발광 효율, 소자 수명을 개량한 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다. 또, 특허문헌 5에도 카르바졸 골격을 갖는 전자 수송 재료를 사용하여 내열성, 발광 휘도를 개량한 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다.

국제 공개 제05/085387호 국제 공개 제03/080760호 국제 공개 제03/078541호 일본 공개특허공보 2009-64918호 일본 공개특허공보 2005-116247호

그러나, 종래의 소자는 고휘도로 구동시켰을 때의 반감 시간이 짧아 내구성이 떨어지고, 발광층 내에서의 전류의 차이로 인하여 색도의 변화가 생긴다고 하는 문제를 갖는다.

본 발명은 종래의 유기 전계 발광 소자에 있어서의 상기 과제에 주목하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 외부 양자 효율, 내구성, 색도의 전류 비의존성이 우수한 고수명의 유기 전계 발광 소자, 그리고 그 유기 전계 발광 소자에 유용한 전하 수송 재료를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 그 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 카르바졸 골격이 메타 위치와 파라 위치에서 연결된 대칭성이 낮은 화합물을 전자 수송 재료로서 사용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있다는 것을 알아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 대칭성이 낮은 상기 화합물은 결정성이 억제되기 때문에, 전하의 수송 경로 간의 에너지 차가 작으므로 양 전하 수송성이 우수하여 전하의 주입성이 높은 것으로 생각된다. EL 소자는 고전류값측에서 전하 주입의 기여가 작아져 양 캐리어의 발광층 내에서의 밸런스가 변화하여 발광 위치가 변화함으로써 색도 변화가 생기지만, 비페닐 부위에 전자 구인성기를 도입함으로써 특이적으로 전하의 주입성이 높아진 그 화합물을 사용함으로써 이 색도 변화를 억제할 수 있다. 또, 그 화합물에 의하면, 외부 양자 효율도 우수하고, 고휘도로 구동시켰을 때의 반감 시간도 긴 EL 소자가 얻어진다.

즉, 본 발명은 하기의 수단에 의해 달성되었다.

[1] 기판 상에, 1쌍의 전극과, 그 전극 간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서,

상기 유기층에, 적어도 1종의 일반식 (1)로 나타내는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자.

(일반식 (1) 중, R₁ ∼ R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 전자 구인성기를 나타낸다. 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개는 전자 구인성기이다. 상기 전자 구인성기는 시아노기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기 또는 할로겐 원자이다. R_1a 및 R_1b는 각각 독립적으로 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 또는 아미노기를 나타낸다. n_1a 및 n_1b는 각각 독립적으로 0 ∼ 4의 정수를 나타낸다.)

[2] 상기 일반식 (1) 중, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개가 시아노기를 나타내는 상기 [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[3] 상기 일반식 (1)로 나타내는 화합물이 일반식 (2)로 나타내는 화합물인 상기 [2]에 기재된 유기 전계 발광 소자.

(일반식 (2) 중, R_2a 및 R_2b는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. n_2a 및 n_2b는 각각 독립적으로 0 ∼ 2의 정수를 나타낸다.)

[4] 상기 일반식 (2)로 나타내는 화합물이 일반식 (3)으로 나타내는 화합물인 상기 [3]에 기재된 유기 전계 발광 소자.

(일반식 (3) 중, R_3a ∼ R_3d는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸다.)

[5] 상기 발광층에 적어도 1종의 일반식 (1)로 나타내는 화합물을 함유하는 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[6] 상기 발광층이 추가로 인광성 금속 착물을 함유하는 상기 [5]에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[7] 상기 인광성 금속 착물이 이리듐 착물인 상기 [6]에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[8] 상기 이리듐 착물이 일반식 (T-2)로 나타내는 이리듐 착물인 상기 [7]에 기재된 유기 전계 발광 소자.

(일반식 (T-2) 중, R_T3' ∼ R_T6' 및 R_T3 ∼ R_T6은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R_T, -C(O)R_T, -N(R_T)₂, -NO₂, -OR_T, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다.

R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6은 인접하는 임의의 2개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리는 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다.

R_T3' 와 R_T6은 -C(R_T)₂-C(R_T)₂-, -CR_T=CR_T-, -C(R_T)₂-, -O-, -NR_T-, -O-C(R_T)₂-, -NR_T-C(R_T)₂- 및 -N=CR_T-에서 선택되는 연결기에 의해 연결되어 고리를 형성해도 된다.

R_T는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다.

Z는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R', -OR', -N(R')₂, -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)N(R')₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR', -SO₂R' 또는 -SO₃R'를 나타내고, R' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

(X-Y)는 부(副)배위자를 나타낸다. m_T는 1 ∼ 3의 정수, n_T는 0 ∼ 2의 정수를 나타낸다. m_T + n_T는 3이다.)

[9] 상기 일반식 (T-2) 중, (X-Y)가 페닐피리딘 골격을 갖는 모노 아니온성 2 자리 배위자인 상기 [8]에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[10] 상기 발광층과 음극 사이에, 발광층에 인접하는 유기층을 구비하고, 그 유기층이 방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 상기 [1] 내지 [9] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[11] 상기 발광층과 음극 사이에 적어도 1 층의 유기층을 갖고, 그 유기층이 적어도 1종의 하기 일반식 (O-1)로 나타내는 화합물을 함유하는 상기 [1] 내지 [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

(일반식 (O-1) 중, R^O1은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. A^O1∼ A^O4는 각각 독립적으로 C-R^A 또는 질소 원자를 나타낸다. R^A는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R^A는 동일해도 되고 상이해도 된다. L^O1은 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리로 이루어지는 2가 ∼ 6가의 연결기를 나타낸다. n^O1은 2 ∼ 6의 정수를 나타낸다.)

[12] 상기 유기층 중 적어도 1층이 용액 도포 프로세스에 의해 형성된 상기 [1] 내지 [11] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.

[13] 상기 [1] 내지 [12] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치.

[14] 상기 [1] 내지 [12] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 표시 장치.

[15] 상기 [1] 내지 [12] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 조명 장치.

[16] 일반식 (1) 로 나타내는 전하 수송성 재료.

(일반식 (1) 중, R₁ ∼ R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 전자 구인성기를 나타낸다. 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개는 전자 구인성기이다. 상기 전자 구인성기는 시아노기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기 또는 할로겐 원자이다. R_1a 및 R_1b는 각각 독립적으로 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 또는 아미노기를 나타낸다. n_1a 및 n_1b는 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.)

[17] 상기 일반식 (1)로 나타내는 전하 수송성 재료가 일반식 (2)로 나타내는 전하 수송성 재료인 상기 [16]에 기재된 전하 수송성 재료.

(일반식 (2) 중, R_2a 및 R_2b는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. n_2a 및 n_2b는 각각 독립적으로 0 ∼ 2의 정수를 나타낸다.)

[18] 상기 [16] 또는 [17]에 기재된 전하 수송성 재료를 함유하는 발광층.

본 발명에 의하면, 외부 양자 효율, 내구성, 색도의 전류 비의존성이 우수한 고수명의 유기 전계 발광 소자, 그리고 그 유기 전계 발광 소자에 유용한 전하 수송 재료를 제공할 수 있다. 또한, 그 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 유기 EL 소자의 층 구성의 일례 (제 1 실시형태)를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 관련된 발광 장치의 일례 (제 2 실시형태)를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 관련된 조명 장치의 일례 (제 3 실시형태)를 나타내는 개략도이다.

하기 일반식 (1) ∼ (3)의 설명에 있어서의 수소 원자는 동위체 (중수소 원자 등)도 포함하고, 그리고 또한 치환기를 구성하는 원자는 그 동위체도 포함하고 있는 것을 나타낸다. 이 경우, 화합물 중의 모든 수소 원자가 동위체로 치환되어 있어도 되고, 또 일부가 동위체를 포함하는 화합물인 혼합물이어도 된다.

본 발명에 있어서 「치환기」라고 할 때, 그 치환기는 치환되어 있어도 된다. 예를 들어, 본 발명에서 「알킬기」라고 할 때, 불소 원자로 치환된 알킬기 (예를 들어, 트리플루오로메틸기) 나 아릴기로 치환된 알킬기 (예를 들어, 트리페닐메틸기) 등도 포함하지만, 「탄소수 1 ∼ 6의 알킬기」라고 할 때, 치환된 것도 포함한 모든 기로서 탄소수가 1 ∼ 6인 것을 나타낸다.

본 발명에 있어서, 치환기군 A, 치환기군 B 및 치환기 Z'를 하기와 같이 정의한다.

(치환기군 A)

알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다.), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10이고, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있다.), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 10이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노, 디페닐아미노, 디톨릴아미노 등을 들 수 있다.), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다.), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다.), 헤테로 고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다.), 아실기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다.), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다.), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다.), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다.), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다.), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다.), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다.), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다.), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다.), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다.), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다.), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다.), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미다졸릴티오, 2-벤즈옥사졸리티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다.), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다.), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다.), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있다.), 인산아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 예를 들어 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있다.), 하이드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루륨 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실롤릴기 등을 들 수 있다.), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24이고, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다.), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24이고, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다.), 포스포릴기 (예를 들어, 디페닐포스포릴기, 디메틸포스포릴기 등을 들 수 있다.) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 더욱 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 이상에서 설명한 치환기군 A에서 선택되는 기를 들 수 있다.

(치환기군 B)

알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다.), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10이고, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있다.), 시아노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루륨 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실롤릴기 등을 들 수 있다.). 이들 치환기는 더욱 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 상기 치환기군 A에서 선택되는 기를 들 수 있다.

(치환기 Z')

알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4이고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, n-프로필기, tert-부틸기, 이소부틸기, n-부틸기, 네오펜틸기, n-펜틸기, n-헥실기 등을 들 수 있다.), 시클로알킬기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 10, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 7, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 또는 6이고, 예를 들어 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 6이고, 예를 들어 비닐 등을 들 수 있다.), 아릴기 (탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20이고, 예를 들어 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 테트라세닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐레닐기, 크리세닐기를 들 수 있다.), 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 10이고, 예를 들어 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 티오펜, 푸란, 옥사졸, 티아졸, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 옥사디아졸, 티아디아졸 등을 들 수 있다.), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4이고, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, n-프로필옥시기, iso-프로필옥시기 등을 들 수 있다.), 페녹시기, 할로겐 원자 (바람직하게는 불소 원자), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 20이고, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리페닐실릴기 등을 들 수 있다.), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 60, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 40이고, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 디페닐아미노기 등을 들 수 있다.), 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z'는 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다. 복수의 치환기 Z'가 서로 결합하여 형성하는 아릴 고리로는, 페닐 고리, 피리딘 고리 등을 들 수 있고, 페닐 고리가 바람직하다.

(유기 전계 발광 소자)

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에, 1쌍의 전극과, 그 전극 간에 발광층을 포함하는 적어도 1층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층에, 적어도 1종의 일반식 (1)로 나타내는 화합물을 함유한다.

또, 일반식 (1)로 나타내는 화합물은 유기층에 포함되는 발광층에 함유할 수도 있다. 그 발광층에는 인광성 금속 착물을 포함할 수 있다.

또한, 그 발광층과 음극 사이에, 발광층에 인접하는 인접층을 구비하고, 그 인접층이 방향족 탄화수소 화합물을 함유할 수 있다.

〔일반식 (1)로 나타내는 화합물〕

이하, 일반식 (1)로 나타내는 화합물에 대하여 설명한다.

(일반식 (1) 중, R₁ ∼ R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 전자 구인성기를 나타낸다. 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개는 전자 구인성기이다. 상기 전자 구인성기는 시아노기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기 또는 할로겐 원자이다. R_1a 및 R_1b는 각각 독립적으로 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 또는 아미노기를 나타낸다. n_1a 및 n_1b는 각각 독립적으로 0 ∼ 4의 정수를 나타낸다.)

일반식 (1) 중, R₁ ∼ R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 전자 구인성기를 나타낸다. 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개는 전자 구인성기이다. 이 전자 구인성기는 시아노기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기 및 할로겐 원자에서 선택된다.

R₁ ∼ R₈로 나타내는 알킬기는 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4의 알킬기이고, 치환기를 가지고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z'를 들 수 있고, 치환기 Z'로는 아릴기가 바람직하다. R₁ ∼ R₈로 나타내는 알킬기는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 2-메틸펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 4-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기 등을 들 수 있고, 이들 중에서 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기가 보다 바람직하다.

R₁ ∼ R₈로 나타내는 아릴기는 축환되어 있어도 되고, 치환기를 가지고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z'를 들 수 있고, 치환기 Z'로는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R₁ ∼ R₈로 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18의 아릴기이다. 탄소수 6 ∼ 18의 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, 디이소프로필페닐기, 디t-부틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기, 9,9-디메틸플루오레닐기 등을 들 수 있고, 이들 중에서 페닐기, 디메틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 9,9-디메틸플루오레닐기가 바람직하고, 페닐기, 디메틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기가 보다 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기가 더욱 바람직하고, 페닐기가 가장 바람직하다.

R₁ ∼ R₈로 나타내는 헤테로아릴기로는 축환되어 있어도 되고, 치환기를 가지고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z'를 들 수 있고, 치환기 Z'로는 알킬기, 시클로알킬기, 페닐기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R₁ ∼ R₈로 나타내는 헤테로아릴기는, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 8의 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 5 또는 6 원자의 치환 혹은 비치환의 헤테로아릴기이고, 예를 들어 피리딜기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 신노리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 피롤릴기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 푸릴기, 벤조푸릴기, 디벤조푸릴기, 티에닐기, 벤조티에닐기, 디벤조티에닐기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 트리아졸릴기, 옥사졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 벤즈이소옥사졸릴기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 피페라지닐기, 이미다졸리디닐기, 티아졸리닐기, 술포라닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 피리딜기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 피롤릴기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 푸릴기, 벤조푸릴기, 디벤조푸릴기, 티에닐기, 벤조티에닐기, 디벤조티에닐기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기이고, 보다 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 피롤릴기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 이미다졸릴기, 디벤조푸릴기, 디벤조티에닐기이고, 가장 바람직하게는 피리딜기, 카르바졸릴기, 디벤조푸릴기, 디벤조티에닐기이다.

R₁ ∼ R₈로 나타내는 전자 구인성기로서의 퍼플루오로알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6의 퍼플루오로알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 3의 퍼플루오로알킬기이며, 트리플루오로메틸기가 더욱 바람직하다.

R₁ ∼ R₈로 나타내는 전자 구인성기로서의 할로겐 원자는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있고, 불소 원자인 것이 바람직하다.

R₁ ∼ R₈은 적어도 1개가 전자 구인성기이고, 전자 구인성기로는 시아노기, 퍼플루오로알킬기 또는 할로겐 원자인 것이 바람직하고, 시아노기, 트리플루오로메틸기 또는 불소 원자인 것이 보다 바람직하고, 전하에 대한 재료의 안정성을 부여하는 관점에서 시아노기인 것이 가장 바람직하다.

R₁ ∼ R₈은 각각 독립적으로 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기 또는 전자 구인성기를 나타낸다. 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개는 전자 구인성기이다.

또, 합성 용이성을 유지하는 관점에서, R₁ ∼ R₈ 중 4개 이상이 수소 원자를 나타냄과 함께, 나머지 R₁ ∼ R₈이 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 전자 구인성기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기 또는 전자 구인성기를 나타내는 것이 보다 바람직하다. 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개는 전자 구인성기이다. 더욱 합성 용이성을 유지하는 관점에서는, R₁ ∼ R₈ 중 6개 이상이 수소 원자를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

R₁ ∼ R₈에 있어서의 적어도 1개의 전자 구인성기로는, 적어도 R₄가 전자 구인성기인 것이 바람직하다.

R_1a 및 R_1b는 각각 독립적으로 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 또는 아미노기이다.

R_1a 및 R_1b로 나타내는 알킬기는 각각 독립적으로 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화이어도 되고 불포화이어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z'를 들 수 있고, 치환기 Z'로는 불소 원자가 바람직하다. R_1a 및 R_1b로 나타내는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기이다. R_1a 및 R_1b로 나타내는 알킬기로는, 예를 들어 메틸기, 트리플루오로메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 2-메틸펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, n-헥실기가 바람직하고, 메틸기, t-부틸기가 보다 바람직하다.

R_1a 및 R_1b로 나타내는 알콕시기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8의 알콕시기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4의 알콕시기이다. 이들 중에서 메톡시기, 에톡시기, iso-부틸옥시기, t-부틸옥시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시 기가 보다 바람직하고, 메톡시기가 더욱 바람직하다.

R_1a 및 R_1b로 나타내는 아릴기는 축환되어 있어도 되고, 치환기를 가지고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z'를 들 수 있고, 치환기 Z' 로는 알킬기, 페닐기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R_1a 및 R_1b로 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18의 아릴기이다. 탄소수 6 ∼ 18의 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4의 알킬기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸페닐기, 디이소프로필페닐기, t-부틸페닐기, 불화페닐기, 시아노페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기, 9,9-디메틸플루오레닐기 등을 들 수 있고, 이들 중에서 페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸페닐기, 디이소프로필페닐기, t-부틸페닐기, 불화페닐기, 시아노페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기가 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기가 보다 바람직하고, 페닐기가 더욱 바람직하다.

R_1a 및 R_1b로 나타내는 헤테로아릴기로는 축환되어 있어도 되고, 치환기를 가지고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z'를 들 수 있고, 치환기 Z'로는 알킬기, 페닐기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R_1a 및 R_1b 로 나타내는 헤테로아릴기는, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 8의 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 5 또는 6 원자의 치환 혹은 비치환의 헤테로아릴기이고, 예를 들어 피리딜기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 신노리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 피롤릴기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 푸릴기, 벤조푸릴기, 티에닐기, 벤조티에닐기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 트리아졸릴기, 옥사졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 벤즈이소옥사졸릴기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 피페라지닐기, 이미다졸리디닐기, 티아졸리닐기, 술포라닐기 등을 들 수 있고, 피리딜기, 카르바졸릴기가 바람직하다.

R_1a 및 R_1b로 나타내는 할로겐 원자로는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있고, 불소 원자인 것이 바람직하다.

R_1a 및 R_1b로 나타내는 아미노기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z'를 들 수 있고, 치환기 Z'로는 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R_1a 및 R_1b로 나타내는 아미노기는, 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 24의 비치환의 아미노기, 디알킬아미노기 또는 디아릴아미노기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12의 디알킬아미노기 또는 디아릴아미노기이고, 디알킬아미노기 또는 디아릴아미노기는 고리 구조를 형성하고 있어도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 비치환의 아미노기, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 디페닐아미노기, 디나프틸아미노기, 나프틸페닐아미노기, N-피롤리디노기, N-피페리디노기, N-카르바졸릴기 등을 들 수 있고, 디메틸아미노기, 디페닐아미노기, 나프틸페닐아미노기, N-카르바졸릴기가 바람직하다.

R_1a 및 R_1b로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 또는 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 불소 원자이며, 더욱 바람직하게는 화학적 안정성의 관점에서 t-부틸기, 페닐기 또는 시아노기이다.

또, 카르바졸 골격에 치환기를 도입하는 경우, 카르바졸 골격의 3 위치 및 6 위치가 반응 활성 위치이고, 합성 용이성 및 화학적 안정성 향상의 관점에서 3 위치 또는 6 위치에 치환기를 도입하는 것이 바람직하다.

n_1a 및 n_1b는 각각 독립적으로 0 ∼ 4의 정수를 나타내고, 바람직하게는 0 ∼ 2의 정수이고, 보다 바람직하게는 0 또는 1이고, 가장 바람직하게는 0이다.

또, 일반식 (1)로 나타내는 화합물은, 일반식 (1) 중, R₁ ∼ R₃ 및 R₅ ∼ R₈이 수소 원자이고, R₄가 시아노기인 화합물인 것이 바람직하다. 당해 화합물로는, 일반식 (2)로 나타내는 화합물을 들 수 있다.

(일반식 (2) 중, R_2a 및 R_2b는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. n_2a 및 n_2b는 각각 독립적으로 0 ∼ 2의 정수를 나타낸다.)

일반식 (2) 중, R_2a 및 R_2b는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 그 중에서도 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 불소 원자인 것이 바람직하고, t-부틸기, 페닐기 또는 시아노기인 것이 보다 바람직하다.

R_2a 및 R_2b로 나타내는, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 및 할로겐 원자의 구체예 및 바람직한 예는 상기 일반식 (1)의 R_1a 및 R_1b에 있어서의 것과 동일하다.

n_2a 및 n_2b는 각각 독립적으로 0 ∼ 2의 정수를 나타내고, 바람직하게는 0 또는 1이고, 가장 바람직하게는 0이다.

또, 일반식 (2)로 나타내는 화합물로서, 바람직하게는 일반식 (3)으로 나타내는 화합물을 들 수 있다.

(일반식 (3) 중, R_3a ∼ R_3d는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸다.)

일반식 (3) 중, R_3a ∼ R_3d는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 그 중에서도 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 불소 원자인 것이 바람직하고, 수소 원자, t-부틸기, 페닐기 또는 시아노기인 것이 보다 바람직하다.

R_3a ∼ R_3d로 나타내는, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기 및 할로겐 원자의 구체예 및 바람직한 예는 상기 일반식 (2)의 R_2a 및 R_2b에 있어서의 것과 동일하다.

본 발명은 상기 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 전하 수송성 재료에 관한 것이기도 하다. 전하 수송성 재료란 라디칼 아니온 또는 라디칼 카티온으로서 안정된 상태를 갖고, 재료에 전압이 인가되었을 때에 전하를 수송할 수 있는 재료이다. 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 재료는 홀 수송 부위의 카르바졸 골격을 갖고, 또한 양 전하 수송성이 우수하다는 것이 밝혀졌다. 이 때문에 전하 수송성 재료로서 유용하다. 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 전하 수송성 재료에 있어서의 R₁ ∼ R₈, R_1a 및 R_1b, n_1a 및 n_1b, R_2a 및 R_2b, n_2a 및 n_2b 그리고 R_3a ∼ R_3d는 상기에서 예시한 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.

*일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물의 분자량은, 증착에 의해 원활하게 소자막을 제작할 수 있도록 500 이상 1000 이하인 것이 바람직하고, 500 이상 800 이하인 것이 보다 바람직하고, 500 이상 700 이하인 것이 더욱 바람직하다.

일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T₁) 에너지는 58 kcal/㏖ 이상 70 kcal/㏖ 이하인 것이 바람직하고, 60 kcal/㏖ 이상 68 kcal/㏖ 이하인 것이 보다 바람직하고, 60 kcal/㏖ 이상 65 kcal/㏖ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

T₁ 에너지는 재료인 박막의 인광 발광 스펙트럼을 측정하여, 그 단파장단(端)으로부터 구할 수 있다. 예를 들어, 세정한 석영 유리 기판 상에, 재료를 진공 증착법에 의해 약 50 ㎚의 막 두께로 막형성하고, 박막의 인광 발광 스펙트럼을 액체 질소 온도하에서 F-7000 히타치 분광 형광 광도계 (히타치 하이테크놀로지즈) 를 사용하여 측정한다. 얻어진 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승 파장을 에너지 단위로 환산함으로써 T₁ 에너지를 구할 수 있다.

일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg)는 50 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 75 ℃ 이상 250 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80 ℃ 이상 180 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

이하에 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

상기 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은 다음과 같이 합성할 수 있다. 가장 일반적으로는, 카르바졸 화합물에 관해서는 아릴하이드라진과 시클로헥산 유도체의 축합체의 아자코프 전위 반응 후, 탈수소 방향족화에 의한 합성 (L.F.Tieze, Th.Eicher 저술, 다카노, 오가사와라 번역, 정밀 유기 합성, 339 페이지 (난코도 간행)) 을 들 수 있다. 또, 얻어진 카르바졸 화합물과 할로겐화아릴 화합물의 팔라듐 촉매를 사용하는 커플링 반응에 관해서는 테트라헤드론ㆍ레터스 39 권 617 페이지 (1998 년), 동 39 권 2367 페이지 (1998 년) 및 동 40 권 6393 페이지 (1999 년) 등에 기재된 방법을 들 수 있다. 반응 온도, 반응 시간에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 상기 문헌에 기재된 조건을 적용할 수 있다. 또, 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명에 있어서, 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물은 그 용도가 한정되지 않으며,ㆍBR ＞ A 유기층 중 어느 층에 함유되어도 된다. 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물의 도입층으로는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것 혹은 복수로 함유되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 전류의 고저에 따른 색도 변화를 보다 억제하기 위해, 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물을 발광층 또는 발광층에 인접하는 층 중 어느 것에 함유되는 것이 바람직하고, 발광층에 함유되는 것이 보다 바람직하다. 또, 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물을 발광층 및 인접하는 층의 양 층에 함유시켜도 된다.

일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물을 발광층 중에 함유시키는 경우, 본 발명의 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물은 발광층의 전체 질량에 대해 0.1 ∼ 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 더욱 바람직하다. 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층에 더욱 함유시키는 경우에는, 그 층 중에서 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

〔유기 전계 발광 소자〕

본 발명의 소자에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에, 양극 및 음극으로 이루어지는 1 쌍의 전극과, 그 전극 간에 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층 중 적어도 1층에 상기 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물을 적어도 1개 함유한다.

*본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 발광층은 유기층이고, 발광층과 음극 사이에 적어도 1층의 유기층을 포함하고, 발광층과 음극 사이에 발광층에 인접하는 유기층을 갖는 것 이외에, 추가로 복수의 유기층을 가지고 있어도 된다.

발광 소자의 성질상, 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은 투명 혹은 반투명한 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자 구성의 일례를 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자 (10)는 지지 기판 (2) 상에서 양극 (3)과 음극 (9) 사이에 발광층 (6)이 놓여져 있다. 구체적으로는, 양극 (3)과 음극 (9) 사이에 정공 주입층 (4), 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 정공 블록층 (7) 및 전자 수송층 (8)이 이 순서로 적층되어 있다.

<유기층의 구성>

상기 유기층의 층 구성으로는 특별히 제한은 없으며, 유기 전계 발광 소자의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 상기 투명 전극 상에 또는 상기 배면 전극 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 유기층은 상기 투명 전극 또는 상기 배면 전극 상의 전면 (前面) 또는 일면에 형성된다.

유기층의 형상, 크기 및 두께 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.

구체적인 층 구성으로서 하기를 들 수 있지만, 본 발명은 이들 구성에 한정되는 것은 아니다.

ㆍ양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극,

ㆍ양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,

ㆍ양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극,

ㆍ양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,

ㆍ양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극,

ㆍ양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극.

유기 전계 발광 소자 구성, 기판, 음극 및 양극에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2008-270736호에 상세히 서술되어 있으며, 그 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

<기판>

본 발명에서 사용하는 기판으로는 유기층으로부터 발해지는 광을 산란 또는 감쇠시키지 않는 기판인 것이 바람직하다. 유기 재료의 경우에는 내열성, 치수 안정성, 내용제성, 전기 절연성 및 가공성이 우수한 것이 바람직하다.

<양극>

양극은 통상적으로 유기층에 정공을 공급하는 전극으로서의 기능을 가지고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없어, 발광 소자의 용도, 목적에 따라 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다. 전술한 바와 같이, 양극은 통상적으로 투명 양극으로서 형성된다.

<음극>

음극은 통상적으로 유기층에 전자를 주입하는 전극으로서의 기능을 가지고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없어, 발광 소자의 용도, 목적에 따라 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다.

기판, 양극, 음극에 대해서는 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0070〕∼〔0089〕 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

<유기층>

본 발명에 있어서의 유기층에 대하여 설명한다.

〔유기층의 형성〕

본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 각 유기층은 증착법이나 스퍼터 법 등의 건식 제막법, 전사법, 인쇄법, 스핀 코트법, 바 코트법 등의 용액 도포 프로세스 중 어느 것에 의해서도 바람직하게 형성할 수 있다. 유기층 중 적어도 1 층이 용액 도포 프로세스에 의해 형성된 것이 바람직하다.

〔발광층〕

발광층은 전계 인가시에, 양극, 정공 주입층 또는 정공 수송층으로부터 정공을 받고, 음극, 전자 주입층 또는 전자 수송층으로부터 전자를 받고, 정공과 전자의 재결합의 장소를 제공하여 발광시키는 기능을 갖는 층이다.

본 발명은 상기 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물을 함유하는 발광층에 관한 것이기도 하다. 본 발명의 발광층은 유기 전계 발광 소자에 사용할 수 있다.

기판, 양극, 음극, 유기층, 발광층에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2008-270736호, 일본 공개특허공보 2007-266458호에 상세히 서술되어 있으며, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다. 또한, 발광층 중에 전하 수송성을 갖지 않고, 발광하지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.

(발광 재료)

본 발명에 있어서의 발광 재료로는 인광성 발광 재료, 형광성 발광 재료 등 모두 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 발광층은, 색 순도를 향상시키기 위해서나 발광 파장 영역을 넓히기 위해 2 종류 이상의 발광 재료를 함유할 수 있다. 본 발명의 소자는 발광층에 추가로 적어도 1 개의 인광성 금속 착물을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 발광 재료는 또한 상기 호스트 재료와의 사이에서 1.2 eV ＞ △Ip ＞ 0.2 eV, 및/또는 1.2 eV ＞ △Ea ＞ 0.2 eV의 관계를 만족하는 것이 구동 내구성의 관점에서 바람직하다. 여기에서, △Ip는 호스트 재료와 발광 재료의 Ip 값의 차를, △Ea 는 호스트 재료와 발광 재료의 Ea 값의 차이를 의미한다.

상기 발광 재료 중 적어도 1종이 백금 착물 재료 또는 이리듐 착물 재료인 것이 바람직하다.

본 발명에서는 발광층에 4자리 배위자를 갖는 백금 착물 재료 또는 이리듐 착물 재료를 함유하는 것이 보다 바람직하고, 이리듐 착물 재료를 함유하는 것이 더욱 바람직하다.

형광 발광 재료, 인광 발광 재료에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0100〕∼〔0164〕, 일본 공개특허공보 2007-266458호의 단락 번호〔0088〕∼〔0090〕에 상세히 서술되어 있으며, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

백금 착물로서 바람직하게는 하기 일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물이다.

(식 중, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴는 각각 독립적으로 Pt 에 배위되는 배위자를 나타낸다. L¹, L² 및 L³은 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다.)

일반식 (C-1)에 대하여 설명한다. Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴는 각각 독립적으로 Pt 에 배위되는 배위자를 나타낸다. 이 때, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴와 Pt의 결합은 공유 결합, 이온 결합, 배위 결합 등 중 어느 것이어도 된다. Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 중 Pt에 결합하는 원자로는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자가 바람직하고, Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴ 중 Pt에 결합하는 원자 중, 적어도 1개가 탄소 원자인 것이 바람직하고, 2개가 탄소 원자인 것이 보다 바람직하고, 2개가 탄소 원자이고, 2개가 질소 원자인 것이 특히 바람직하다.

탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로는, 아니온성 배위자이어도 되고 중성의 배위자이어도 되고, 아니온성 배위자로는 비닐 배위자, 방향족 탄화수소 고리 배위자 (예를 들어, 벤젠 배위자, 나프탈렌 배위자, 안트라센 배위자, 페난트렌 배위자 등), 헤테로 고리 배위자 (예를 들어, 푸란 배위자, 티오펜 배위자, 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 티아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자 및 이들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 배위자, 벤조티아졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 중성 배위자로는 카르벤 배위자를 들 수 있다.

질소 원자에 의해 Pt에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로는, 중성의 배위자이어도 되고 아니온 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자 (피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 티아졸 배위자 및 이들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 퀴놀린 배위자, 벤조이미다졸 배위자 등)), 아민 배위자, 니트릴 배위자, 이민 배위자를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 아미노 배위자, 이미노 배위자, 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자 (피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 트리아졸 배위자 및 이들을 포함하는 축환체 (예를 들어, 인돌 배위자, 벤조이미다졸 배위자 등)) 를 들 수 있다.

산소 원자에 의해 Pt에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로는 중성의 배위자이어도 되고 아니온성 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로는 에테르 배위자, 케톤 배위자, 에스테르 배위자, 아미드 배위자, 함산소 헤테로 고리 배위자 (푸란 배위자, 옥사졸 배위자 및 이들을 포함하는 축환체 (벤조옥사졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자 등을 들 수 있다.

황 원자에 의해 Pt에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로는 중성의 배위자이어도 되고 아니온성 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로는 티오에테르 배위자, 티오케톤 배위자, 티오에스테르 배위자, 티오아미드 배위자, 함황 헤테로 고리 배위자 (티오펜 배위자, 티아졸 배위자 및 이들을 포함하는 축환체 (벤조티아졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자 등을 들 수 있다.

인 원자에 의해 Pt에 결합하는 Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로는 중성의 배위자이어도 되고 아니온성 배위자이어도 되고, 중성의 배위자로는 포스핀 배위자, 인산에스테르 배위자, 아인산에스테르 배위자, 함인 헤테로 고리 배위자 (포스피닌 배위자 등) 를 들 수 있고, 아니온성 배위자로는 포스피노 배위자, 포스피닐 배위자, 포스포릴 배위자 등을 들 수 있다.

Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로 나타내는 기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로는 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적절히 적용할 수 있다. 또, 치환기끼리가 연결되어 있어도 된다 (Q³ 과 Q⁴가 연결된 경우, 고리형 4자리 배위자의 Pt 착물이 된다.).

Q¹, Q², Q³ 및 Q⁴로 나타내는 기로서, 바람직하게는 탄소 원자에 의해 Pt에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자에 의해 Pt에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이고, 보다 바람직하게는 탄소 원자에 의헤 Pt에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자에 의해 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자에 의해 Pt에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 아릴옥시 배위자이고, 더욱 바람직하게는 탄소 원자에 의해 Pt에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자에 의해 Pt에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자에 의해 Pt에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자이다.

L¹, L² 및 L³은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³으로 나타내는 2가의 연결기로는, 알킬렌기 (메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등), 아릴렌기 (페닐렌, 나프탈렌디일), 헤테로아릴렌기 (피리딘디일, 티오펜디일 등), 이미노기 (-NR_L-) (페닐이미노기 등), 옥시기 (-O-), 티오기 (-S-), 포스피니덴기 (-PR_L-) (페닐포스피니덴기 등), 실릴렌기 (-SiR_LR_L'-) (디메틸실릴렌기, 페닐실릴렌기 등) 또는 이들을 조합한 것을 들 수 있다. 여기에서, R_L 및 R_L'는 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 20의 아릴기이다. 이들 연결기는 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. 착물의 안정성 및 발광 양자 수율의 관점에서, L¹, L² 및 L³으로서 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 이미노기, 옥시기, 티오기, 실릴렌기이고, 보다 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 이미노기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 메틸렌기, 페닐렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 디 치환의 메틸렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 디메틸메틸렌기, 디에틸메틸렌기, 디이소부틸메틸렌기, 디벤질메틸렌기, 에틸메틸메틸렌기, 메틸프로필메틸렌기, 이소부틸메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 메틸페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기, 시클로펜탄디일기, 플루오렌디일기, 플루오로메틸메틸렌기이다.

L¹은 특히 바람직하게는 디메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기이고, 가장 바람직하게는 디메틸메틸렌기이다.

L² 및 L³으로서 가장 바람직하게는 단결합이다.

일반식 (C-1)로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (C-2)로 나타내는 백금 착물이다.

(식 중, L²¹은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A²¹, A²²는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z²¹, Z²²는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²³, Z²⁴는 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다.)

일반식 (C-2)에 대하여 설명한다. L²¹은 상기 일반식 (C-1) 중의 L¹과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

A²¹, A²²는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A²¹, A²² 중 적어도 일방은 탄소 원자인 것이 바람직하고, A²¹, A²²가 모두 탄소 원자인 것이 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 바람직하다.

*Z²¹, Z²²는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²¹, Z²²로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로는 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 트리아진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리 등을 들 수 있다. 착물의 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서, Z²¹, Z²²로 나타내는 고리로서 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이고, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리, 피라졸 고리이고, 특히 바람직하게는 피리딘 고리이다.

상기 Z²¹, Z²²로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 A 가 질소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 B 를 적용할 수 있다. 탄소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 할로겐 원자이다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해 적절히 선택되지만, 단파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 불소 원자, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 불소 원자, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기 등이 선택된다. 또, 장파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 시아노기, 폴리플루오로알킬기 등이 선택된다. 질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이고, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결되어 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는, 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다.

Z²³, Z²⁴는 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z²³, Z²⁴로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로는 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다. 착물의 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서 Z²³, Z²⁴로 나타내는 고리로서 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리이고, 보다 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라졸 고리이고, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리이다.

상기 Z²³, Z²⁴로 나타내는 벤젠 고리, 함질소 방향족 헤테로 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 A 가 질소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 B 를 적용할 수 있다. 탄소 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 할로겐 원자이다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해 적절히 선택되지만, 장파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기 등이 선택된다. 또, 단파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 불소기, 시아노기, 폴리플루오로알킬기 등이 선택된다. 질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이고, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결되어 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다.

일반식 (C-2)로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-4)로 나타내는 백금 착물이다.

(일반식 (C-4) 중, A⁴⁰¹ ∼ A⁴¹⁴는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁴¹은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다.)

*일반식 (C-4)에 대하여 설명한다.

A⁴⁰¹ ∼ A⁴¹⁴는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.

R로 나타내는 치환기로는, 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적용할 수 있다.

A⁴⁰¹ ∼ A⁴⁰⁶으로서 바람직하게는 C-R이고, R끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다. A⁴⁰¹ ∼ A⁴⁰⁶이 C-R인 경우에, A⁴⁰², A⁴⁰⁵의 R로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 불소기이다. A⁴⁰¹, A⁴⁰³, A⁴⁰⁴, A⁴⁰⁶의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기이고, 특히 바람직하게 수소 원자이다.

L⁴¹은 상기 일반식 (C-1) 중의 L¹과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁴로는 A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁰과 A⁴¹¹ ∼ A⁴¹⁴ 각각에 있어서, N (질소 원자) 의 수는 0 ∼ 2가 바람직하고, 0 ∼ 1이 보다 바람직하다. 발광 파장을 단파장측으로 시프트시키는 경우, A⁴⁰⁸ 및 A⁴¹² 중 어느 것이 질소 원자인 것이 바람직하고, A⁴⁰⁸과 A⁴¹²가 모두 질소 원자인 것이 더욱 바람직하다.

A⁴⁰⁷ ∼ A⁴¹⁴가 C-R을 나타내는 경우에, A⁴⁰⁸, A⁴¹²의 R로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 폴리플루오로알킬기, 알킬기, 아릴기, 불소기, 시아노기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 페닐기, 폴리플루오로알킬기, 시아노기이다. A⁴⁰⁷, A⁴⁰⁹, A⁴¹¹, A⁴¹³의 R로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소기, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 폴리플루오로알킬기, 불소기, 시아노기이고, 특히 바람직하게 수소 원자, 페닐기, 불소기이다. A⁴¹⁰, A⁴¹⁴의 R로서 바람직하게는 수소 원자, 불소기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다. A⁴⁰⁷ ∼ A⁴⁰⁹, A⁴¹¹ ∼ A⁴¹³ 중 어느 것이 C-R을 나타내는 경우에, R끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다.

일반식 (C-2)로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-5)로 나타내는 백금 착물이다.

(일반식 (C-5) 중, A⁵⁰¹ ∼ A⁵¹²는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁵¹은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다.)

일반식 (C-5)에 대하여 설명한다. A⁵⁰¹ ∼ A⁵⁰⁶ 및 L⁵¹은 상기 일반식 (C-4)에 있어서의 A⁴⁰¹ ∼ A⁴⁰⁶ 및 L⁴¹과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다.

A⁵⁰⁷, A⁵⁰⁸ 및 A⁵⁰⁹와 A⁵¹⁰, A⁵¹¹ 및 A⁵¹²는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R 로 나타내는 치환기로는, 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적용할 수 있다. A⁵⁰⁷, A⁵⁰⁸ 및 A⁵⁰⁹와 A⁵¹⁰, A⁵¹¹ 및 A⁵¹²가 C-R인 경우에, R로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알킬옥시기, 시아노기, 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 폴리플루오로알킬기, 아릴기, 디알킬아미노기, 시아노기, 불소 원자, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자이다. 또, 가능한 경우에는 치환기끼리가 연결되어 축환 구조를 형성해도 된다. A⁵⁰⁷, A⁵⁰⁸ 및 A⁵⁰⁹와 A⁵¹⁰, A⁵¹¹ 및 A⁵¹² 중 적어도 1개는 질소 원자인 것이 바람직하고, 특히 A⁵¹⁰ 또는 A⁵⁰⁷이 질소 원자인 것이 바람직하다.

일반식 (C-1)로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 다른 양태는 하기 일반식 (C-6)으로 나타내는 백금 착물이다.

(식 중, L⁶¹은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. A⁶¹은 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z⁶¹, Z⁶²는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z⁶³은 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Y는 Pt에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다.)

일반식 (C-6)에 대하여 설명한다. L⁶¹은 상기 일반식 (C-1) 중의 L¹과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

A⁶¹은 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 A⁶¹은 탄소 원자인 것이 바람직하다.

Z⁶¹, Z⁶²는 각각 상기 일반식 (C-2)에 있어서의 Z²¹, Z²²와 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. Z⁶³은 상기 일반식 (C-2)에 있어서의 Z²³과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

Y는 Pt에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다. 비고리형 배위자란 Pt에 결합하는 원자가 배위자 상태에서 고리를 형성하고 있지 않는 것이다. Y 중 Pt에 결합하는 원자로는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자가 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자가 보다 바람직하고, 산소 원자가 가장 바람직하다.

탄소 원자에 의해 Pt에 결합하는 Y로는 비닐 배위자를 들 수 있다. 질소 원자에 의해 Pt에 결합하는 Y로는 아미노 배위자, 이미노 배위자를 들 수 있다. 산소 원자에 의해 Pt에 결합하는 Y로는, 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자, 카르복실 배위자, 인산 배위자, 술폰산 배위자 등을 들 수 있다. 황 원자에 의해 Pt에 결합하는 Y로는 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자, 티오카르복실산 배위자 등을 들 수 있다.

Y로 나타내는 배위자는 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기로는 상기 치환기군 A로서 예시한 것을 적절히 적용할 수 있다. 또, 치환기끼리가 연결되어 있어도 된다.

Y로 나타내는 배위자로서 바람직하게는 산소 원자에 의해 Pt에 결합하는 배위자이고, 보다 바람직하게는 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이고, 더욱 바람직하게는 아실옥시 배위자이다.

일반식 (C-6)으로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태의 하나는 하기 일반식 (C-7)로 나타내는 백금 착물이다.

*

(식 중, A⁷⁰¹ ∼ A⁷¹⁰는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L⁷¹은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. Y는 Pt에 결합하는 아니온성의 비고리형 배위자이다.)

일반식 (C-7)에 대하여 설명한다. L⁷¹은 상기 일반식 (C-6) 중의 L⁶¹과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. A⁷⁰¹ ∼ A⁷¹⁰은 일반식 (C-4)에 있어서의 A⁴⁰¹ ∼ A⁴¹⁰과 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다. Y는 일반식 (C-6)에 있어서의 Y와 동일한 의미이고, 또 바람직한 범위도 동일하다.

일반식 (C-1)로 나타내는 백금 착물로서 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2005-310733호의〔0143〕∼〔0152〕,〔0157〕∼〔0158〕,〔0162〕∼〔0168〕에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-256999호의〔0065〕∼〔0083]에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-93542호의〔0065〕∼〔0090]에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-73891호의〔0063〕∼〔0071〕에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-324309호의〔0079〕∼〔0083〕에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-93542호의〔0065〕∼〔0090〕에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-96255호의〔0055〕∼〔0071〕에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-313796호의〔0043〕∼〔0046〕을 들 수 있고, 그 밖에 이하에 예시하는 백금 착물을 들 수 있다.

일반식 (C-1)로 나타내는 백금 착물 화합물은, 예를 들어 Journal of Organic Chemistry 53, 786, (1988), G.R.Newkome et al.) 의 789 페이지, 좌단 53행 ∼ 우단 7행에 기재된 방법, 790페이지, 좌단 18행 ∼ 38행에 기재된 방법, 790페이지, 우단 19행 ∼ 30행에 기재된 방법 및 그 조합, Chemische Berichte 113, 2749 (1980), H.Lexy 외) 의 2752페이지, 26행 ∼ 35행에 기재된 방법 등 여러 가지 수법으로 합성할 수 있다.

예를 들어, 배위자, 또는 그 해리체와 금속 화합물을 용매 (예를 들어, 할로겐계 용매, 알코올계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 니트릴계 용매, 아미드계 용매, 술폰계 용매, 술폭사이드계 용매, 물 등을 들 수 있다.) 의 존재하 혹은 용매 비존재하, 염기의 존재하 (무기, 유기의 여러 가지 염기, 예를 들어 나트륨메톡사이드, t-부톡시칼륨, 트리에틸아민, 탄산칼륨 등을 들 수 있다.) 혹은 염기 비존재하, 실온 이하 혹은 가열하여 (통상의 가열 이외에도 마이크로 웨이브로 가열하는 수법도 유효하다.) 얻을 수 있다.

본 발명의 발광층에 있어서의 일반식 (C-1)로 나타내는 화합물의 함유량은 발광층 중 1 ∼ 30 질량％ 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 25 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 20 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.

이리듐 착물로서 바람직하게는 하기 일반식 (T-1)로 나타내는 이리듐 착물이다.

〔일반식 (T-1)로 나타내는 화합물〕

일반식 (T-1)로 나타내는 화합물에 대하여 설명한다.

(일반식 (T-1) 중, R_T3', R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R_T, -C(O)R_T, -N(R_T)₂, -NO₂, -OR_T, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다.

Q는 질소를 1개 이상 함유하는 5원자 또는 6원자의 방향족 복소 고리 또는 축합 방향족 복소 고리이다.

R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6은 인접하는 임의의 2개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

R_T3'와 R_T6은 -C(R_T)₂-C(R_T)₂-, -CR_T=CR_T-, -C(R_T)₂-, -O-, -NR_T-, -O-C(R_T)₂-, -NR_T-C(R_T)₂- 및 -N=CR_T-에서 선택되는 연결기에 의해 연결되어 고리를 형성해도 된다.

R_T는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다.

Z는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R', -OR', -N(R')₂, -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)N(R')₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR', -SO₂R' 또는 -SO₃R'를 나타내고, R' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

(X-Y)는 부배위자를 나타낸다. m_T는 1 ∼ 3의 정수, n_T는 0 ∼ 2의 정수를 나타낸다. m_T + n_T는 3이다.)

일반식 (T-1)은 금속으로서 이리듐 (Ir)을 갖는 착물로서, 본 발명의 전하 수송성 재료와 조합함으로써 발광층 내에서 전하의 수송을 보다 원활하게 하여 발광 효율을 높일 수 있다.

알킬기로는 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화이어도 되고 불포화이어도 되고, 치환해도 되는 기로는 전술한 치환기 Z를 들 수 있다. R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 알킬기로서 바람직하게는 총 탄소 원자수 1 ∼ 8의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 총 탄소 원자수 1 ∼ 6의 알킬기이고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, i-프로필기, t-부틸기 등을 들 수 있다.

시클로알킬기로는 치환기를 가지고 있어도 되고, 포화이어도 되고 불포화이어도 되고, 치환해도 되는 기로는 전술한 치환기 Z를 들 수 있다. R₃', R₃, R₄, R₅, R₆ 으로 나타내는 시클로알킬기로서 바람직하게는 고리 원자 수 4 ∼ 7의 시클로알킬기이고, 보다 바람직하게는 총 탄소 원자수 5 ∼ 6의 시클로알킬기이고, 예를 들어 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.

R_T3', R_T3, R_T4, R_T5, R_T6으로 나타내는 알케닐기로는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 1-프로페닐, 1-이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.

R_T3', R_T3, R_T4, R_T5, R_T6으로 나타내는 알키닐기로는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10이고, 예를 들어 에티닐, 프로파르길, 1-프로피닐, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.

R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 퍼플루오로알킬기는 전술한 알킬기 전부의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것을 들 수 있다.

R₃', R₃, R₄, R₅, R₆으로 나타내는 할로겐 원자로는 불소 원자가 바람직하다.

R_T3', R_T3, R_T4, R_T5, R_T6으로 나타내는 아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 6 내지 30의 치환 혹은 비치환의 아릴기, 예를 들어 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등을 들 수 있다.

R_T3', R_T3, R_T4, R_T5, R_T6으로 나타내는 헤테로아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 8의 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 5 또는 6원자의 치환 혹은 비치환의 헤테로아릴기이고, 예를 들어 피리딜기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 신노리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 피롤릴기, 인돌릴기, 푸릴기, 벤조푸릴기, 티에닐기, 벤조티에닐기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 트리아졸릴기, 옥사졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 벤즈이소옥사졸릴기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 피페라지닐기, 이미다졸리디닐기, 티아졸리닐기, 술포라닐기, 카르바졸릴기, 디벤조푸릴기, 디벤조티에닐기, 7 피리도인돌릴기 등을 들 수 있다. 바람직한 예로는 피리딜기, 피리미디닐기, 이미다졸릴기, 티에닐기이고, 보다 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기이다.

R_T3', R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6으로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 퍼플루오로알킬기, 디알킬아미노기, 불소 원자, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자, 아릴기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 할로겐 원자이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 이소부틸기, 페닐기 또는 불소 원자이다. 치환기 Z 로는 알킬기, 알콕시기, 불소 원자, 시아노기, 디알킬아미노기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6은 인접하는 임의의 2개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리는 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다. 형성되는 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴의 정의 및 바람직한 범위는 R_T3', R_T3, R'_T4, R_T5, R_T6으로 정의한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와 동일하다.

고리 Q가 나타내는 방향족 복소 고리로는 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리 등을 들 수 있다. 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리이다.

고리 Q가 나타내는 축합 방향족 복소 고리로는, 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 퀴녹살린 고리 등을 들 수 있다. 바람직하게는 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리이고, 보다 바람직하게는 퀴놀린 고리이다.

m_T는 1 ∼ 3인 것이 바람직하고, 2 또는 3인 것이 보다 바람직하다. 즉, n_T는 0 또는 1인 것이 바람직하다. 착물 중의 배위자의 종류는 1 또는 2종류로 구성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1종류이다. 착물 분자 내에 반응성기를 도입할 때에는, 합성 용이성이라는 관점에서 배위자가 2종류로 이루어지는 것도 바람직하다.

일반식 (T-1)로 나타내는 금속 착물은 주배위자 혹은 그 호변 이성체와 주배위자와는 상이한 배위자 혹은 그 호변 이성체의 조합으로 구성되거나, 그 금속 착물의 배위자 전부가 주배위자 또는 그 호변 이성체로 나타내는 부분 구조만으로 구성되어 있어도 된다.

또한, 종래 공지된 금속 착물 형성에 사용되는, 소위 배위자로서 당해 업자가 주지된 배위자 (배위 화합물이라고도 한다.) 를 필요에 따라 발광에 기여하지 않는 부배위자로서 가지고 있어도 된다.

종래 공지된 금속 착물에 사용되는 부배위자로는 여러 가지 공지된 배위자가 있지만, 예를 들어 「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」Springer-Verlag 사 H. Yersin 저술, 1987년 발행, 「유기 금속 화학-기초와 응용-」 쇼카보사, 야마모토 아키오 저술, 1982년 발행 등에 기재된 배위자(예를 들어, 할로겐 배위자 (바람직하게는 염소 배위자), 함질소 헤테로아릴 배위자(예를 들어, 비피리딜, 페난트롤린 등), 디케톤 배위자(예를 들어, 아세틸아세톤 등) 를 들 수 있다. 부배위자로서 바람직하게는 디케톤류 혹은 피콜린산 유도체이다.

이하에 부배위자의 예를 구체적으로 들지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

상기 부배위자의 예에 있어서, *는 일반식 (T-1)에 있어서의 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다. Rx, Ry 및 Rz는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 그 치환기로는 상기 치환기군 A에서 선택되는 치환기를 들 수 있다. 바람직하게는 Rx, Rz는 각각 독립적으로 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 할로겐 원자, 아릴기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4의 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 가장 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자, 페닐기이다. Ry는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 할로겐 원자, 아릴기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 4의 알킬기, 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 가장 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 중 어느 것이다. 이들 부배위자는 소자 중에서 전하를 수송하거나 여기에 의해 전자가 집중되는 부위는 아닌 것으로 생각되기 때문에, Rx, Ry, Rz는 화학적으로 안정된 치환기이면 되고, 본 발명의 효과에도 영향을 미치지 않는다.

착물 합성 방법이 일반적으로 알려져 있고 또한 용이하기 때문에, 상기 부배위자로서 바람직하게는 (I-1), (I-4) 또는 (I-5)이고, 가장 바람직하게는 (I-1)이다.

본 발명에 있어서는 착물의 안정성과 높은 발광 효율이 얻어진다는 관점에서, 부배위자는 아세틸아세토네이트 (acac)인 것이 가장 바람직하다. *는 일반식 (T-1) 에 있어서의 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.

이들 부배위자를 갖는 착물은 대응하는 배위자 전구체를 사용함으로써 공지된 합성예와 마찬가지로 합성할 수 있다. 예를 들어, 국제 공개 2009-073245호의 46 페이지에 기재된 방법과 마찬가지로, 시판되는 디플루오로아세틸아세톤을 사용하여 이하에 나타내는 방법으로 합성할 수 있다.

또, 배위자로서 페닐피리딘 골격을 갖는 모노 아니온성 2 자리 배위자를 추가로 사용할 수 있고, 구체적으로는 일반식 (I-15)에 나타내는 모노 아니온성 2 자리 배위자를 들 수 있다.

일반식 (I-15)에 있어서의 R_T7', R_T7 ∼ R_T10은 일반식 (T-1)에 있어서의 R_T3', R_T3 ∼ R_T6과 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다. R_T8' ∼ R₁₀'는 R_T3'와 동일한 의미이다.

R_T8'는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 불소 원자가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

R_T9' 및 R₁₀'는 수소 원자를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7원자 고리식 기를 형성하는 것이 바람직하고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리식 기는 시클로알킬기, 시클로헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기인 것이 보다 바람직하고, 아릴기인 것이 더욱 바람직하다.

R_T9' ∼ R_T10'는 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 되고, 치환기 Z로는 알킬기, 알콕시기, 불소 원자, 시아노기, 알킬아미노기, 디아릴아미노기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.

상기 일반식 (T-1)로 나타내는 화합물은, 바람직하게는 하기 일반식 (T-2)로 나타내는 화합물이다.

(일반식 (T-2) 중, R_T3' ∼ R_T6' 및 R_T3 ∼ R_T6은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R_T, -C(O)R_T, -N(R_T)₂, -NO₂, -OR_T, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다.

R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6은 인접하는 임의의 2개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 가지고 있어도 된다.

R_T3'와 R_T6은 -C(R_T)₂-C(R_T)₂-, -CR_T=CR_T-, -C(R_T)₂-, -O-, -NR_T-, -O-C(R_T)₂-, -NR_T-C(R_T)₂- 및 -N=CR_T-에서 선택되는 연결기에 의해 연결되어 고리를 형성해도 된다.

R_T는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다.

Z는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R', -OR', -N(R')₂, -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)N(R')₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR', -SO₂R' 또는 -SO₃R'를 나타내고, R' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

(X-Y)는 부배위자를 나타낸다. m_T는 1 ∼ 3의 정수, n_T는 0 ∼ 2의 정수를 나타낸다. m_T + n_T는 3이다.)

일반식 (T-2)에 있어서의 R_T3', R_T3 ∼ R_T6, (X-Y), m_T 및 n_T의 바람직한 범위는, 일반식 (T-1)에 있어서의 R_T3', R_T3 ∼ R_T6, (X-Y), m_T 및 n_T의 바람직한 범위와 동일하다.

R_T4'는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 불소 원자가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

R_T5' 및 R_T6'는 수소 원자를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7원자 고리식 기를 형성하는 것이 바람직하고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리식 기는 시클로알킬기, 시클로헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기인 것이 보다 바람직하고, 아릴기인 것이 더욱 바람직하다.

R_T4' ∼ R_T6'는 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 되고, 치환기 Z로는 알킬기, 알콕시기, 불소 원자, 시아노기, 알킬아미노기, 디아릴아미노기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.

상기 일반식 (T-2)로 나타내는 화합물의 바람직한 형태의 하나는 하기 일반식 (T-3)으로 나타내는 화합물이다.

일반식 (T-3) 중, R_T3', R_T4', R_T5', R_T6', R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6은 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, -N(R_T)₂, 할로겐 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가지고 있어도 된다. R_T 는 전술한 일반식 (T-1)에 있어서의 R_T와 동일한 의미이다.

R_T3', R_T4', R_T5', R_T6', R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6은 인접하는 임의의 2개가 서로 결합하여 축합 고리를 형성하지 않는다.

Z는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R', -OR', -N(R')₂, -SR' 또는 -CN 을 나타내고, R'는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

(X-Y), m_T 및 n_T는, 일반식 (T-2)에 있어서의 (X-Y), m_T 및 n_T와 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다.

*상기 일반식 (T-3)으로 나타내는 화합물은, 바람직하게는 하기 일반식 (T-3-1)로 나타내는 화합물이다.

일반식 (T-3-1)에 있어서의 R_T3' ∼ R_T6', R_T3 ∼ R_T6 및 m_T는, 일반식 (T-3)에 있어서의 R_T3' ∼ R_T6', R_T3 ∼ R_T6 및 m_T와 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다.

R_T7 ∼ R_T10은 R_T3 ∼ R_T6과 동일한 의미이다. R_T7' ∼ R_T10'는 R_T3' ∼ R_T6'와 동일한 의미이다.

상기 일반식 (T-2)로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는 하기 일반식 (T-4)로 나타내는 화합물이다.

일반식 (T-4)에 있어서의 R_T3' ∼ R_T6', R_T3 ∼ R_T6, (X-Y), m_T 및 n_T는 일반식 (T-2)에 있어서의 R_T3' ∼ R_T6', R_T3 ∼ R_T6, (X-Y), m_T 및 n_T와 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다. R_T7'는 R_T3'와 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다.

상기 일반식 (T-2)로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는 하기 일반식 (T-5)로 나타내는 화합물이다.

일반식 (T-5)에 있어서의 R_T3' ∼ R_T7', R_T3 ∼ R_T6, (X-Y), m_T 및 n_T는 일반식 (T-2)에 있어서의 R_T3' ∼ R_T6', R_T3 ∼ R_T6, (X-Y), m_T 및 n_T와 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다.

일반식 (T-1)로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 열거하지만, 이하에 한정되는 것은 아니다.

상기 일반식 (T-1)로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은 일본 공개특허공보 2009-99783호에 기재된 방법이나 미국 특허 7279232호 등에 기재된 여러 가지 방법으로 합성할 수 있다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다. 또, Ir 착물은 배위자의 배위 방향에 따라 페이셜체ㆍ메리디오날체 등의 구조 이성체가 존재하지만, 어느 구조 이성체를 발광 재료로서 사용해도 되고, 또 몇 가지 구조 이성체의 혼합물을 사용해도 된다.

또, 이리듐 착물로서 다른 바람직한 양태는 하기 일반식 (A1-5)로 나타내는 2 자리 배위자로 이루어지는 이리듐 착물이다.

(일반식 (A1-5) 중, R_1a ∼ R_1i는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.)

R_1a ∼ R_1i는 바람직하게는 수소 원자, 탄화수소기 (바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기), 시아노기, 불소 원자, OR_2a, SR_2a, NR_2a, R_2b, BR_2aR_2b 또는 SiR_2aR_2bR_2c이다. R_2a ∼ R_2c는 각각 독립적으로 탄화수소기, 또는 헤테로 원자로 치환된 탄화수소기이고, R_1a ∼ R_1i, R_2a ∼ R_2c 중 2개가 서로 결합하여 포화 또는 불포화의 방향족 고리 또는 비방향족 고리를 형성하고 있어도 된다. 질소 원자에 결합되어 있는 경우, R_1a ∼ R_1i는 존재하지 않는다.

R_1a ∼ R_1i는 적어도 1개가 모(母)골격에 대해 2 면각이 70도 이상인 아릴기인 것이 바람직하고, 하기 일반식 ss-1로 나타내는 치환기인 것이 보다 바람직하고, 2,6-디 치환 아릴기인 것이 더욱 바람직하고, R_1b 가 2,6-디 치환 아릴기인 것이 가장 바람직하다.

(일반식 ss-1 중, Ra, Rb, Rc는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기 중 어느 것을 나타낸다. Rc의 수는 0 ∼ 3개이다.)

Ra, Rb, Rc가 나타내는 알킬기로는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10이고, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, iso-프로필, n-부틸, tert-부틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-도데실, n-옥타데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸, 1-아다만틸, 트리플루오로메틸 등을 들 수 있고, 메틸기 또는 이소프로필기가 바람직하다.

Ra, Rb, Rc가 나타내는 아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12이고, 예를 들어 페닐, o-메틸페닐, m-메틸페닐, p-메틸페닐, 2,6-자일릴, p-쿠메닐, 메시틸, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있고, 페닐기, 2,6-자일릴, 메시틸이 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다.

Ra, Rb 중 적어도 1개는 알킬기 또는 아릴기에서 선택되는 것이 바람직하고, Ra, Rb 중 적어도 1개는 알킬기에서 선택되는 것이 보다 바람직하고, Ra, Rb 가 모두 알킬기인 것이 더욱 바람직하고, Ra, Rb 가 모두 메틸기 또는 이소프로필기인 것이 가장 바람직하다.

2,6-디 치환 아릴기로서 바람직하게는 2,6-디메틸페닐기, 2,4,6-트리메틸페닐기, 2,6-디이소프로필페닐기, 2,4,6-트리이소프로필페닐기, 2,6-디메틸-4-페닐페닐기, 2,6-디메틸-4-(2,6-디메틸피리딘-4-일)페닐기, 2,6-디페닐페닐기, 2,6-디페닐-4-이소프로필페닐기, 2,4,6-트리페닐페닐기, 2,6-디이소프로필-4-(4-이소프로필페닐)페닐기, 2,6-디이소프로필-4-(3,5-디메틸페닐)페닐기, 2,6-디이소프로필-4-(피리딘-4-일)페닐기 또는 2,6-디-(3,5-디메틸페닐)페닐기이다.

Rc의 수는 바람직하게는 0 또는 1이다. 복수의 Rc는 동일해도 되고 상이해도 된다.

한편, R_1a ∼ R_1i는 적어도 1개가 알킬기인 것이 바람직하다. 특히, R_1e가 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 알킬기는 4 이상의 탄소 원자로 이루어지는 벤질 위치에서 떨어진 부위에서 분기되어 있는 알킬기인 것이 바람직하고, 메틸기 또는 네오펜틸기인 것이 바람직하고, 네오펜틸기인 것이 보다 바람직하다.

R_1a 및 R_1b 중 적어도 1개는 전자 공여성기인 것이 바람직하고, R_1a가 전자 공여성 치환기인 것이 바람직하고, R_1a가 메틸기인 것이 보다 바람직하다.

탄화수소기란 1가 또는 2가이고, 사슬형, 분기 또는 고리형의 치환기이고, 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지는 것을 가리킨다.

1가 탄화수소기의 예로는, 탄소수 1 ∼ 20의 알킬기 ; 탄소수 1 ∼ 20의 알킬기, 탄소수 3 ∼ 8의 시클로알킬기, 아릴기에서 선택되는 1개 이상의 기에 의해 치환된 탄소수 1 ∼ 20의 알킬기 ; 탄소수 3 ∼ 8의 시클로알킬기; 탄소수 1 ∼ 20의 알킬기, 탄소수 3 ∼ 8의 시클로알킬기, 아릴기에서 선택되는 1개 이상의 기에 의해 치환된 탄소수 3 ∼ 8의 시클로알킬기; 탄소수 6 ∼ 18의 아릴기; 탄소수 1 ∼ 20의 알킬기, 탄소수 3 ∼ 8의 시클로알킬기, 아릴기에서 선택되는 1개 이상의 기에 의해 치환된 아릴기 등을 들 수 있다.

2가 탄화수소기의 예로는, -CH₂-, -CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂-, 1,2-페닐렌기 등을 들 수 있다.

치환기에 의한 입체 장해를 억제하고, 배위자의 화학적 안정성을 유지하기 위해, R_1c, R_1f, R_1i는 수소 원자를 나타내는 것이 바람직하다.

일반식 (A1-5)로 나타내는 2자리 배위자는 하기 일반식 (A1-6)으로 나타내는 2자리 배위자인 것이 바람직하다.

(일반식 (A1-6) 중, R_1a는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Rb 및 Rc 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다.)

일반식 (A1-6) 중, R_1a의 바람직한 것은 일반식 (A1-5)에 있어서의 R_1a와 동일하다. 또, Rb 및 Rc의 바람직한 것은 일반식 ss-1에 있어서의 Rb 및 Rc와 동일하다.

본 발명에 있어서의 일반식 (A1-5)로 나타내는 모노 아니온성의 2 자리 배위자와, 원자량 40 이상의 금속을 함유하는 인광성 금속 착물은 하기 일반식 (A10)으로 나타내는 인광성 금속 착물인 것이 바람직하다.

(일반식 (A10) 중, R_1a ∼ R_1i는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. (X-Y)는 상기 (I-1) ∼ (I-14)에서 선택되는 적어도 1종의 부배위자를 나타낸다. n은 1 ∼ 3의 정수를 나타낸다.)

일반식 (A10) 중, R_1a ∼ R_1i의 바람직한 것은, 일반식 (A1-5)에 있어서의 R_1a ∼ R_1i의 바람직한 것과 동일하다.

(X-Y)는 바람직하게는 아세틸아세토나토 배위자 또는 치환된 아세틸아세토나토 배위자이다.

합성 용이성의 관점에서는 n은 3인 것이 바람직하지만, n을 1 ∼ 2로 하여 배위자를 저렴한 부배위자로 치환하는 것도 비용 삭감의 관점에서 또한 바람직하다.

n이 3인 경우, 상기 일반식 (A10)은 하기 일반식 (A10-1)로 나타낸다.

(일반식 (A10-1) 중, R_1a ∼ R_1i는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.)

일반식 (A10-1) 중, R_1a ∼ R_1i의 바람직한 것은, 일반식 (A1-5)에 있어서의 R_1a ∼ R_1i의 바람직한 것과 동일하다.

일반식 (A10)으로 나타내는 인광성 금속 착물은 하기 일반식 (A11-1), (A11 -2) 또는 (A11-3)으로 나타내는 것이 특히 바람직하다.

일반식 (A11-1), (A11-2) 및 (A11-3) 중, R_1a, R_1b, R_1d, R_1e, R_1g 및 R_1h는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 시아노기, 불소 원자, -OR_2a, -SR_2a, -NR_2aR_2b, -BR_2aR_2b 또는 -SiR_2aR_2bR_2c이다. R_2a ∼ R_2c는 각각 독립적으로 탄화수소기, 또는 헤테로 원자로 치환된 탄화수소기이다.

Rx, Rz는 각각 독립적으로 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 할로겐 원자, 아릴기 중 어느 것이고, 알킬기인 것이 바람직하다. Ry는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 할로겐 원자, 아릴 중 어느 것이고, 수소 원자인 것이 바람직하다.

Rw는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 할로겐 원자, 아릴 중 어느 것이고, 수소 원자인 것이 바람직하다.

이하에 일반식 (A1-5)로 나타내는 2 자리 배위자로 이루어지는 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

일반식 (A1-5)로 나타내는 모노 아니온성의 2 자리 배위자를 함유하는 인광성 이리듐 착물은, 예를 들어 US 2007/0190359호나 US 2008/0297033호에 기재된 방법 등 여러 가지 수법으로 합성할 수 있다.

예를 들어, 배위자, 또는 그 해리체와 금속 화합물을 용매 (예를 들어, 할로겐계 용매, 알코올계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 니트릴계 용매, 아미드계 용매, 술폰계 용매, 술폭사이드계 용매, 물 등을 들 수 있다.) 의 존재하 혹은 용매 비존재하, 염기의 존재하 (무기, 유기의 여러 가지 염기, 예를 들어 나트륨메톡사이드, t-부톡시칼륨, 트리에틸아민, 탄산칼륨 등을 들 수 있다.) 혹은 염기 비존재하, 실온 이하 혹은 가열하여 (통상의 가열 이외에도 마이크로 웨이브로 가열하는 수법도 유효하다.) 얻을 수 있다. 구체적으로는 7-메틸이미다조페난트리딘을 출발 원료로 하여, 미국 공개 2007년 0190359호의 [0132] ∼ [0134]에 기재된 합성법으로 합성할 수 있다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명에 있어서, 일반식 (T-1)로 나타내는 화합물 또는 일반식 (A1-5) 로 나타내는 모노 아니온성의 2자리 배위자를 함유하는 인광성 이리듐 착물은 발광층에 함유되지만, 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.

본 발명에서는, 고온 구동시의 색도 변화를 보다 억제하기 위해, 일반식 (1) ∼ (3) 으로 나타내는 화합물과 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물을 발광층에 함유시키는 것이 보다 바람직하다.

발광층 중의 발광 재료는 발광층 중에 일반적으로 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 1 질량％ ∼ 50 질량％ 함유되는데, 내구성, 외부 양자 효율의 관점에서 3 질량％ ∼ 20 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 5 질량％ ∼ 15 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

발광층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 2 ㎚ ∼ 500 ㎚인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 외부 양자 효율의 관점에서 3 ㎚ ∼ 200 ㎚인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 소자에 있어서의 발광층은 발광 재료만으로 구성되고 있어도 되고, 호스트 재료와 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 발광 재료는 형광 발광 재료이어도 되고 인광 발광 재료이어도 되고, 도펀트는 1종이어도 되고 2종 이상이어도 된다. 호스트 재료는 전하 수송성 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1종이어도 되고 2종 이상이어도 되고, 예를 들어 전자 수송성 호스트 재료와 홀 수송성 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다. 또한, 발광층 중에 전하 수송성을 갖지 않고, 발광하지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.

또, 발광층은 1층이어도 되고 2층 이상의 다층이어도 된다. 또, 각각의 발광층이 상이한 발광색으로 발광해도 된다.

<호스트 재료>

본 발명에 사용되는 호스트 재료는 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물은 정공과 전자의 양 전하를 수송할 수 있는 화합물이기 때문이다.

본 발명에 사용되는 호스트 재료로서, 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물 이외에 이하의 화합물을 함유하고 있어도 된다.

호스트 재료는 전자 수송 재료 및 홀 수송성 재료를 들 수 있고, 전하 수송성 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1종이어도 되고 2종 이상이어도 되고, 예를 들어 전자 수송성 호스트 재료와 홀 수송성 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다.

예를 들어, 피롤, 인돌, 카르바졸 (예를 들어, CBP(4,4'-디(9-카르바조일)비페닐)), 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 칼콘, 스티릴안트라센, 플루오레논, 히드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제 3 급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 포르피린계 화합물, 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸), 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기 실란, 카본막, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 플루오레논, 트리페닐렌 등의 축환 탄화수소 방향족 화합물, 안트라퀴노디메탄, 안트론, 디페닐퀴논, 티오피란디옥사이드, 카르보디이미드, 플루오레닐리덴메탄, 디스티릴피라진, 불소 치환 방향족 화합물, 나프탈렌페릴렌 등의 복소 고리 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물 및 이들의 유도체 (치환기나 축환을 가지고 있어도 된다.) 등을 들 수 있다.

본 발명에 사용하는 호스트 재료는, 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물과 조합하는 경우, 하기 일반식 (V)로 나타내는 화합물이 바람직하다. 일반식 (V)로 나타내는 화합물은, 유기 전계 발광 소자의 호스트 재료로서 일반적으로 사용되는 mCP 등의 화합물과 비교하여 전자 수송성이 우수하고, 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물과 조합함으로써 양 전하 수송성을 더욱 높일 수 있다.

일반식 (V) 중, o는 1 ∼ 3의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2이다. 또, o 가 2 또는 3을 나타내는 경우, 벤젠 고리에 결합하는 부분 구조는 다른 부분 구조에 대해 메타 위치로 치환되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 일반식 (V)로 나타내는 화합물이 발광층에 함유되는 경우, 일반식 (V)로 나타내는 화합물은 발광층 중에 30 ∼ 99 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 40 ∼ 97 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 50 ∼ 95 질량％ 함유되는 것이 특히 바람직하다.

일반식 (V)로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층 (예를 들어, 전하 수송층 등) 에 도입하는 경우에는, 그 층 중에서 10 질량％ ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 30 질량％ ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서의 발광층에 있어서, 상기 호스트 재료의 삼중항 최저 여기 에너지 (T₁ 에너지)가 상기 인광 발광 재료의 T₁ 에너지보다 높은 것이 색 순도, 발광 효율, 구동 내구성 면에서 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서의 호스트 화합물의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 발광 효율, 구동 전압의 관점에서, 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 15 질량％ 이상 95 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

〔방향족 탄화수소 화합물〕

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 발광층과 음극 사이에 적어도 유기층을 갖고, 그 유기층에 방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

방향족 탄화수소 화합물은 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층에 함유되는 것이 보다 바람직하지만, 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 본 발명에 관련된 방향족 탄화수소 화합물의 도입층으로는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것 혹은 복수로 함유할 수 있다.

방향족 탄화수소 화합물이 함유되는 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층은 전하 블록층 또는 전자 수송층인 것이 바람직하고, 전자 수송층인 것이 보다 바람직하다.

방향족 탄화수소 화합물은 합성 용이성의 관점에서 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지는 것이 바람직하다.

방향족 탄화수소 화합물을 발광층 이외의 층에 함유시키는 경우에는 70 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다. 방향족 탄화수소 화합물을 발광층에 함유시키는 경우에는, 발광층의 전체 질량에 대해 0.1 ∼ 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하다.

방향족 탄화수소 화합물로는, 하기 일반식 (Tp-1)로 나타내는 탄화수소 화합물 (이하, 간단히 「탄화수소 화합물」이라고 하는 경우가 있다.) 이 바람직하다.

일반식 (Tp-1)로 나타내는 탄화수소 화합물은 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 화학적 안정성 면에서 우수하기 때문에, 구동 내구성이 높아, 고휘도 구동시의 각종 변화가 일어나기 어렵다는 효과를 나타낸다.

일반식 (Tp-1)로 나타내는 탄화수소 화합물은, 분자량이 400 ∼ 1200 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 400 ∼ 1000이고, 더욱 바람직하게는 400 ∼ 800이다. 분자량이 400 이상이면 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 분자량이 1200 이하이면 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정 면에서 바람직하다.

일반식 (Tp-1)로 나타내는 탄화수소 화합물은 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 발광층에 인접하는 유기층뿐만 아니라 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.

(일반식 (Tp-1)에 있어서, R¹² ∼ R²³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기를 나타낸다. 단, R¹² ∼ R²³이 모두 수소 원자가 되는 것은 아니다.)

R¹² ∼ R²³이 나타내는 알킬기로는, 치환기 혹은 비치환의, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 시클로헥실기이고, 보다 바람직하게는 메틸기, 에틸기 또는 tert-부틸기이다.

R¹² ∼ R²³으로서 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기 (이들은 추가로 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 된다.) 로 치환되어 있어도 되고, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기인 것이 더욱 바람직하다.

페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기 (이들은 추가로 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 혹은 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 된다.) 로 치환되어 있어도 되는, 벤젠 고리인 것이 특히 바람직하다.

일반식 (Tp-1)에 있어서의 아릴 고리의 총수는 2 ∼ 8개인 것이 바람직하고, 3 ∼ 5개인 것이 바람직하다. 이 범위로 함으로써 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 양호해진다.

R¹² ∼ R²³은 각각 독립적으로 총 탄소수가 20 ∼ 50 인 것이 바람직하고, 총 탄소수가 20 ∼ 36인 것이 보다 바람직하다. 이 범위로 함으로써 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 양호해진다.

본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 일반식 (Tp-1)로 나타내는 탄화수소 화합물은, 하기 일반식 (Tp-2)로 나타내는 탄화수소 화합물인 것이 바람직하다.

*

(일반식 (Tp-2) 중, 복수의 Ar¹은 동일하고, 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기 또는 트리페닐레닐기를 나타낸다.)

Ar¹이 나타내는 알킬기 및 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로는, R¹² ∼ R²³에서 예시한 것과 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다.

*본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 일반식 (Tp-1)로 나타내는 탄화수소 화합물은, 하기 일반식 (Tp-3)으로 나타내는 탄화수소 화합물인 것이 바람직하다.

(일반식 (Tp-3) 중, L은 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 또는 트리페닐레닐기로 치환되어 있어도 되는 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 n 가의 연결기를 나타낸다. n은 1 ∼ 6의 정수를 나타낸다.)

L이 나타내는 n가의 연결기를 형성하는 알킬기, 페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기 또는 트리페닐레닐기로는, R¹² ∼ R²³에서 예시한 것과 동일한 의미이다.

L로서 바람직하게는 알킬기 또는 벤젠 고리로 치환되어 있어도 되는 벤젠 고리, 플루오렌 고리, 또는 이들을 조합하여 이루어지는 n가의 연결기이다.

이하에 L의 바람직한 구체예를 들지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구체예 중 *에서 트리페닐렌 고리와 결합한다.

n은 1 ∼ 5인 것이 바람직하고, 1 ∼ 4인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 일반식 (Tp-1)로 나타내는 탄화수소 화합물은, 하기 일반식 (Tp-4)로 나타내는 탄화수소 화합물인 것이 바람직하다.

(일반식 (Tp-4)에 있어서, 복수 존재하는 경우의 Ar²는 동일하고, Ar²는 알킬기, 페닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기로 치환, 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타낸다. p 및 q는 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타내지만, p 와 q가 동시에 0이 되는 경우는 없다. p 및 q가 0을 나타내는 경우, Ar²는 수소 원자를 나타낸다.)

Ar²로서 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4의 알킬기, 페닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기를 조합하여 이루어지는 기이고, 보다 바람직하게는 메틸기, t-부틸기, 페닐기, 트리페닐레닐기를 조합하여 이루어지는 기이다.

Ar²는 메타 위치가 탄소수 1 ∼ 4인 알킬기, 페닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기, 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기로 치환된 벤젠 고리인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 탄화수소 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층의 호스트 재료나 발광층에 인접하는 층의 전하 수송 재료로서 사용하는 경우, 발광 재료보다 박막 상태에서의 에너지 갭 (발광 재료가 인광 발광 재료인 경우에는, 박막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T₁) 에너지)이 크면, 발광이 퀀치되어 버리는 것을 방지하여 효율의 향상에 유리하다. 한편, 화합물의 화학적 안정성의 관점에서는, 에너지 갭 및 T₁ 에너지는 지나치게 크지 않은 편이 바람직하다. 일반식 (Tp-1)로 나타내는 탄화수소 화합물의 막 상태에서의 T₁ 에너지는 52 kcal/㏖ 이상 80 kcal/㏖ 이하인 것이 바람직하고, 55 kcal/㏖ 이상 68 kcal/㏖ 이하인 것이 보다 바람직하고, 58 kcal/㏖ 이상 63 kcal/㏖ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 특히, 발광 재료로서 인광 발광 재료를 사용하는 경우에는, T₁ 에너지가 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

T₁ 에너지는 전술한 일반식 (1) ∼ (3)의 설명에 있어서의 방법과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다.

이하에 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

상기 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물로서 예시한 화합물은 국제 공개 제05/013388호 팜플렛, 국제 공개 제06/130598호 팜플렛, 국제 공개 제09/021107호 팜플렛, US 2009/0009065호, 국제 공개 제09/008311호 팜플렛 및 국제 공개 제04/018587호 팜플렛에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.

합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명의 발광 소자에 있어서, 탄화수소 화합물은 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층에 함유되지만, 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물의 도입층으로는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것 혹은 복수로 함유할 수 있다.

탄화수소 화합물이 함유되는 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층은 전하 블록층 또는 전자 수송층인 것이 바람직하고, 전자 수송층인 것이 보다 바람직하다.

유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동 중의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점에서, 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 60 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 65 ℃ 이상 300 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80 ℃ 이상 180 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 발광 소자는, 발광층과 음극 사이에 적어도 1층의 유기층을 포함하는 것이 바람직하고, 그 유기층에 적어도 1종의 하기 일반식 (O-1)로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 소자 특성, 특히 발광 효율의 관점에서 바람직하다. 이하에 일반식 (O-1) 에 대하여 설명한다.

(일반식 (O-1) 중, R^O1은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. A^O1∼ A^O4는 각각 독립적으로 C-R^A 또는 질소 원자를 나타낸다. R^A는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R^A는 동일해도 되고 상이해도 된다. L^O1은 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리로 이루어지는 2가 ∼ 6가의 연결기를 나타낸다. n^O1은 2 ∼ 6의 정수를 나타낸다.)

R^O1은 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30) 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12)를 나타내고, 이들은 전술한 치환기 Z'를 가지고 있어도 된다. R^O1으로서 바람직하게는 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 아릴기이다. R^O1의 아릴기가 치환기를 갖는 경우의 바람직한 치환기로는, 알킬기, 아릴기 또는 시아노기를 들 수 있고, 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하고, 아릴기가 더욱 바람직하다. R^O1의 아릴기가 복수의 치환기를 갖는 경우, 그 복수의 치환기는 서로 결합하여 5 또는 6 원자 고리를 형성하고 있어도 된다. R^O1의 아릴기는, 바람직하게는 치환기 Z'를 가지고 있어도 되는 페닐기이고, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 아릴기가 치환되어 있어도 되는 페닐기이고, 더욱 바람직하게는 비치환의 페닐기 또는 2-페닐페닐기이다.

A^O1 ∼ A^O4는 각각 독립적으로 C-R^A 또는 질소 원자를 나타낸다. A^O1∼ A^O4 중, 0 ∼ 2개가 질소 원자인 것이 바람직하고, 0 또는 1개가 질소 원자인 것이 보다 바람직하다. A^O1∼ A^O4 전부가 C-R^A 이거나, 또는 A^O1이 질소 원자이고, A^O2 ∼ A^O4가 C-R^A인 것이 바람직하고, A^O1이 질소 원자이고, A^O2 ∼ A^O4가 C-R^A인 것이 보다 바람직하고, A^O1이 질소 원자이고, A^O2 ∼ A^O4가 C-R^A이고, R^A가 모두 수소 원자인 것이 더욱 바람직하다.

R^A는 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30) 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12)를 나타내고, 이들은 전술한 치환기 Z'를 가지고 있어도 된다. 또, 복수의 R^A는 동일해도 되고 상이해도 된다. R^A로서 바람직하게는 수소 원자 또는 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다.

L^O1은 아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30) 또는 헤테로아릴 고리 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12)로 이루어지는 2가 ∼ 6가의 연결기를 나타낸다. L^O1로서 바람직하게는 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 아릴트리일기 또는 헤테로아릴트리일기이고, 보다 바람직하게는 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 벤젠트리일기이고, 더욱 바람직하게는 비페닐렌기 또는 벤젠트리일기이다. L^O1은 전술한 치환기 Z'를 가지고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 알킬기, 아릴기 또는 시아노기가 바람직하다. L^O1의 구체예로는 이하의 것을 들 수 있다.

n^O1은 2 ∼ 6의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2 ∼ 4의 정수이고, 보다 바람직하게는 2 또는 3이다. n^O1은 소자 효율의 관점에서는 가장 바람직하게는 3이고, 소자의 내구성의 관점에서는 가장 바람직하게는 2이다.

일반식 (O-1)로 나타내는 화합물은, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (O-2)로 나타내는 화합물이다.

(일반식 (O-2) 중, R^O1은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. R^O2 ∼ R^O4는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. A^O1∼ A^O4는 각각 독립적으로 C-R^A 또는 질소 원자를 나타낸다. R^A는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R^A는 동일해도 되고 상이해도 된다.)

R^O1 및 A^O1∼ A^O4는 상기 일반식 (O-1) 중의 R^O1 및 A^O1∼ A^O4와 동일한 의미이고, 또 이들의 바람직한 범위도 동일하다.

R^O2 ∼ R^O4는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30) 또는 헤테로아릴기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12)를 나타내고, 이들은 전술한 치환기 Z' 를 가지고 있어도 된다. R^O2 ∼ R^O4로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 또는 아릴기이고, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.

상기 일반식 (O-1)로 나타내는 화합물은, 고온 보존시의 안정성, 고온 구동시, 구동시의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점에서, 유리 전이 온도(Tg)는 80 ℃ ∼ 300 ℃인 것이 바람직하고, 100 ℃ ∼ 300 ℃인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ ∼ 300 ℃인 것이 더욱 바람직하고, 130 ℃ ∼ 300 ℃인 것이 더욱더 바람직하다.

일반식 (O-1)로 나타내는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

상기 일반식 (O-1)로 나타내는 화합물은 일본 공개특허공보 2001-335776호에 기재된 방법으로 합성할 수 있다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정, 재침전 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매, 수분 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명의 발광 소자에 있어서, 일반식 (O-1)로 나타내는 화합물은 발광층과 음극 사이의 유기층에 함유되지만, 발광층에 인접하는 음극측의 층에 함유되는 것이 바람직하다.

(전하 수송층)

전하 수송층이란 유기 전계 발광 소자에 전압을 인가했을 때에 전하 이동이 일어나는 층을 말한다. 구체적으로는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층, 발광층, 정공 블록층, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 들 수 있다. 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이다. 도포법에 의해 형성되는 전하 수송층이 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이면, 저비용 그리고 고효율의 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있게 된다. 또, 전하 수송층으로서 보다 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 블록층이다.

(정공 주입층, 정공 수송층)

정공 주입층, 정공 수송층은 양극 또는 양극측으로부터 정공을 받아 음극측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다.

본 발명에 관하여, 유기층으로서 전자 수용성 도펀트를 함유하는 정공 주입층 또는 정공 수송층을 포함하는 것이 바람직하다.

또, 전술한 일반식 (T-1)로 나타내는 금속 착물을 정공 주입층 또는 정공 수송층에 사용해도 된다.

(전자 주입층, 전자 수송층)

전자 주입층, 전자 수송층은 음극 또는 음극측으로부터 전자를 받아 양극측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다. 이들 층에 사용하는 전자 주입 재료, 전자 수송 재료는 저분자 화합물이어도 되고 고분자 화합물이어도 된다.

정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2008-270736호, 일본 공개특허공보 2007-266458호에 상세하게 서술되어 있으며, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0165〕∼〔0167〕에 상세히 서술되어 있으며, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

(정공 블록층)

정공 블록층은 양극측에서 발광층으로 수송된 정공이 음극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 음극측에서 인접하는 유기층으로서 정공 블록층을 형성할 수 있다.

정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 본 발명에 있어서의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 이외에, 알루미늄(III)비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)4-페닐페놀레이트 (Aluminum (III) bis (2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate (BAlq 라고 약기한다.)) 등의 알루미늄 착물, 트리아졸 유도체, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP 라고 약기한다.)) 등의 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.

정공 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚인 것이 더욱 바람직하다.

정공 블록층은 상기 서술한 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

(전자 블록층)

전자 블록층은 음극측에서 발광층으로 수송된 전자가 양극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 양극측에서 인접하는 유기층으로서 전자 블록층을 형성할 수 있다.

전자 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 예를 들어 전술한 정공 수송 재료로서 예시한 것을 적용할 수 있다.

전자 블록층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚인 것이 더욱 바람직하다.

전자 블록층은 상기 서술한 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 전극이 양극을 포함하고, 상기 발광층과 그 양극 사이에 유기층을 갖는 것이 바람직하다. 발광층에 인접하는 유기층은, 용액에 있어서의 최저 여기 삼중항 (T₁) 에너지는 58 kcal/㏖ 이상인 화합물을 함유하는 것이 바람직하고, 62 kcal/㏖ ∼ 75 kcal/㏖인 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 최저 여기 삼중항 (T₁) 에너지가 58 kcal/㏖ 이상인 화합물로는 카르바졸 화합물을 예시할 수 있다.

카르바졸 화합물은 하기 일반식 (a)로 나타내는 카르바졸 화합물인 것이 바람직하다.

(일반식 (a) 중, R^a는 그 골격의 수소 원자로 치환될 수 있는 치환기를 나타내고, R^a는 복수 존재하는 경우에는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. n은 0 ∼ 8의 정수를 나타낸다.)

일반식 (a)로 나타내는 화합물을 전하 수송층 중에서 사용하는 경우에는, 일반식 (a)로 나타내는 화합물은 50 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 80 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 95 ∼ 100 질량％ 함유되는 것이 특히 바람직하다.

또, 일반식 (a)로 나타내는 화합물을 복수의 유기층에 사용하는 경우에는, 각각의 층에서 상기 범위로 함유하는 것이 바람직하다.

일반식 (a)로 나타내는 화합물은 어느 유기층에 1종류만을 함유하고 있어도 되고, 복수의 일반식 (a)로 나타내는 화합물을 임의의 비율로 조합하여 함유하고 있어도 된다.

일반식 (a)로 나타내는 화합물을 함유하는 전하 수송층의 두께로는 1 ㎚ ∼ 500 ㎚인 것이 바람직하고, 3 ㎚ ∼ 200 ㎚인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚인 것이 더욱 바람직하다. 또, 그 전하 수송층은 발광층에 접해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그 전하 수송층은 상기 서술한 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수 층으로 이루어지는 다층 구조이어도 된다.

R^a 가 나타내는 치환기로는, 구체적으로는 할로겐 원자, 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 알킬기, 아릴기, 방향족 복소 고리기를 들 수 있고, 탄소수 10 이하의 알킬기, 탄소수 10 이하의 치환 또는 비치환의 아릴기가 바람직하고, 탄소수 6 이하의 알킬기인 것이 보다 바람직하다.

n은 0 ∼ 8의 정수를 나타내고, 0 ∼ 4가 바람직하고, 0 ∼ 2가 보다 바람직하다.

일반식 (a)를 구성하는 수소 원자는 수소의 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함한다. 이 경우, 화합물 중 모든 수소 원자가 수소 동위체로 치환되어 있어도 되고, 또 일부가 수소 동위체를 포함하는 화합물인 혼합물이어도 된다.

일반식 (a)로 나타내는 화합물은 여러 가지 공지된 합성법을 조합하여 합성할 수 있다. 가장 일반적으로는, 카르바졸 화합물에 관해서는 아릴하이드라진과 시클로헥산 유도체와의 축합체의 아자코프 전위 반응 후, 탈수소 방향족화에 의한 합성 (L.F.Tieze, Th.Eicher 저술, 타카노, 오가사와라 번역, 정밀 유기 합성, 339 페이지 (난코도 간행)) 을 들 수 있다. 또, 얻어진 카르바졸 화합물과 할로겐화아릴 화합물의 팔라듐 촉매를 사용하는 커플링 반응에 관해서는, 테트라헤드론ㆍ레터스 39 권 617 페이지 (1998년), 동 39 권 2367 페이지 (1998년) 및 동 40권 6393 페이지 (1999년) 등에 기재된 방법을 들 수 있다. 반응 온도, 반응 시간에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 문헌에 기재된 조건을 적용할 수 있다.

본 발명의 일반식 (a)로 나타내는 화합물은 진공 증착 프로세스로 박층을 형성하는 것이 바람직하지만, 용액 도포 등의 웨트 프로세스도 바람직하게 사용할 수 있다. 화합물의 분자량은 증착 적성이나 용해성의 관점에서 2000 이하인 것이 바람직하고, 1200 이하인 것이 보다 바람직하고, 800 이하인 것이 특히 바람직하다. 또, 증착 적성의 관점에서는, 분자량이 지나치게 작으면 증기압이 작아져, 기상으로부터 고상으로의 변화가 일어나지 않고, 유기층을 형성하는 것이 곤란해지기 때문에 250 이상이 바람직하고, 300 이상이 특히 바람직하다.

*이하에 본 발명에 있어서의 일반식 (a)로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

(보호층)

본 발명에 있어서, 유기 EL 소자 전체는 보호층에 의해 보호되어 있어도 된다.

보호층에 포함되는 재료로는, 수분이나 산소 등의 소자 열화를 촉진시키는 것이 소자 내로 들어가는 것을 억제하는 기능을 갖고 있는 것이면 된다.

보호층에 대해서는 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0169〕∼〔0170〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

(밀봉 용기)

본 발명의 소자는 밀봉 용기를 사용하여 소자 전체를 밀봉해도 된다.

밀봉 용기에 대해서는 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0171〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.

또, 밀봉 용기와 발광 소자 사이의 공간에 수분 흡수제 또는 불활성 액체를 봉입해도 된다. 수분 흡수제로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 산화바륨, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 5 산화인, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화구리, 불화세슘, 불화니오브, 브롬화칼슘, 브롬화바나듐, 몰레큘러시브, 제올라이트, 산화마그네슘 등을 들 수 있다. 불활성 액체로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 파라핀류, 유동 파라핀류, 퍼플루오로알칸이나 퍼플루오로아민, 퍼플루오로에테르 등의 불소계 용제, 염소계 용제, 실리콘오일류를 들 수 있다.

(구동)

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 양극과 음극 사이에 직류 (필요에 따라 교류 성분을 포함해도 된다.) 전압 (통상적으로 2 볼트 ∼ 15 볼트), 또는 직류 전류를 인가함으로써 발광을 얻을 수 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구동 방법에 대해서는, 일본 공개특허공보 평2-148687호, 동 6-301355호, 동 5-29080호, 동 7-134558호, 동 8-234685호, 동 8-241047호의 각 공보, 일본 특허 제2784615호, 미국 특허 5828429호, 동 6023308호의 각 명세서 등에 기재된 구동 방법을 적용할 수 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자의 외부 양자 효율로는 5 ％ 이상이 바람직하고, 7 ％ 이상이 보다 바람직하다. 외부 양자 효율의 수치는 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 외부 양자 효율의 최대값, 혹은 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 100 ∼ 300 cd/㎡ 부근에서의 외부 양자 효율의 값을 사용할 수 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자의 내부 양자 효율은 30 ％ 이상인 것이 바람직하고, 50 ％ 이상이 더욱 바람직하고, 70 ％ 이상이 보다 더욱 바람직하다. 소자의 내부 양자 효율은 외부 양자 효율을 광 취출 효율로 나누어 산출된다. 통상의 유기 EL 소자에서는 광 취출 효율은 약 20 ％이지만, 기판의 형상, 전극의 형상, 유기층의 막 두께, 무기층의 막 두께, 유기층의 굴절률, 무기층의 굴절률 등을 연구함으로써 광 취출 효율을 20 ％ 이상으로 할 수 있다.

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 350 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하에 극대 발광 파장 (발광 스펙트럼의 최대 강도 파장)을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 450 ㎚ 이상 600 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 470 ㎚ 이상 580 ㎚ 이하, 특히 바람직하게는 490 ㎚ 이상 550 ㎚ 이하이다.

(본 발명의 발광 소자의 용도)

본 발명의 발광 소자는 발광 장치, 픽셀, 표시 소자, 디스플레이, 백라이트, 전자 사진, 조명 광원, 기록 광원, 노광 광원, 판독 광원, 표지, 간판, 인테리어 또는 광 통신 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 특히, 조명 장치, 표시 장치 등의 발광 휘도가 높은 영역에서 구동되는 디바이스에 바람직하게 사용된다.

(발광 장치)

다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 발광 장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 발광 장치는 상기 유기 전계 발광 소자를 사용하여 이루어진다.

도 2는 본 발명의 발광 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2의 발광 장치 (20)는 투명 기판 (2; 지지 기판), 유기 전계 발광 소자 (10), 밀봉 용기 (16) 등에 의해 구성되어 있다.

유기 전계 발광 소자 (10)는 기판 (2) 상에 양극 (3; 제 1 전극), 유기층 (11), 음극 (9; 제 2 전극)이 순차적으로 적층되어 구성되어 있다. 또, 음극 (9) 상에는 보호층 (12)이 적층되어 있고, 또한 보호층 (12) 상에는 접착층 (14)를 개재하여 밀봉 용기 (16)가 형성되어 있다. 또한, 각 전극 (3, 9)의 일부, 격벽, 절연층 등은 생략되어 있다.

여기에서, 접착층 (14)으로는 에폭시 수지 등의 광 경화형 접착제나 열 경화형 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들어 열 경화성 접착 시트를 사용할 수도 있다.

본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되는 것이 아니고, 예를 들어 조명 장치 이외에, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 할 수 있다.

(조명 장치)

다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치 (40)는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 전술한 유기 EL 소자 (10)와 광 산란 부재 (30)를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 조명 장치 (40)는 유기 EL 소자 (10)의 기판 (2)과 광 산란 부재 (30)가 접촉하도록 구성되어 있다.

광 산란 부재 (30)는 광을 산란시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 도 3에서는 투명 기판 (31)에 미립자 (32)가 분산한 부재로 되어 있다. 투명 기판 (31)으로는 예를 들어 유리 기판을 바람직하게 예시할 수 있다. 미립자 (32)로는 투명 수지 미립자를 바람직하게 예시할 수 있다. 유리 기판 및 투명 수지 미립자로는 모두 공지된 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 조명 장치 (40)는 유기 전계 발광 소자 (10)로부터의 발광이 산란 부재 (30)의 광 입사면 (30A)에 입사되면, 입사광을 광 산란 부재 (30)에 의해 산란시키고, 산란 광을 광 출사면 (30B)으로부터 조명광으로서 출사하는 것이다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 특히, 치환기의 유무는 본 발명의 효과에 거의 영향을 주지 않아, 이하에 나타내는 실시예에서 사용되는 화합물에 치환기를 가지고 있어도 동일한 효과가 얻어진다.

실시예에서 사용한 상기 일반식 (1) ∼ (3)으로 나타내는 화합물은 특허문헌 4 의 제 47 단락 이후 등을 참고로 합성하였다.

일반식 (Tp-1)로 나타내는 화합물은 국제 공개 제05/013388호 팜플렛, 국제 공개 제06/130598호 팜플렛, 국제 공개 제09/021107호 팜플렛을 참고로 합성하였다.

또한, 본 실시예에 사용한 유기 재료는 모두 승화 정제한 것을 사용하여 고속 액체 크로마토그래피 (토소 TSKgel ODS-100Z) 에 의해 분석하여, 254 ㎚의 흡수 강도 면적비로 99.9 ％ 이상인 것을 사용하였다.

<실시예 1>

[소자의 제작]

두께 0.5 ㎜, 가로세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω/□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기층을 순차적으로 증착하였다.

제 1 층: CuPc : 막 두께 10 ㎚

제 2 층: NPD : 막 두께 30 ㎚

제 4 층: 표 1 중에 나타낸 호스트 재료 및 Ir-1 (질량비 93:7): 막 두께 30 ㎚

제 6 층: Alq : 막 두께 30 ㎚

*이 위에 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚를 이 순서로 증착하여 음극으로 하였다.

이 적층체를 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제 밀봉 캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조)를 사용하여 밀봉하여 유기 전계 발광 소자를 얻었다.

이들 소자를 발광시킨 결과, 각 소자 모두 발광 재료에서 유래하는 발광을 얻을 수 있었다.

(유기 전계 발광 소자의 성능 평가)

얻어진 각 소자에 대하여 효율, 내구성, 고전류 구동시의 색도 변화의 관점에서 평가하였다. 또한, 각종 측정은 이하와 같이 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

또한, 표 1 ∼ 5 중, 색도 변화의 평가에 있어서의 기호 「＜」은 부등호를 의미하여, 예를 들어 「＜ 0.005」는 색도 변화가 0.005 미만이었음을 의미한다.

(a) 효율

토요 테크니카 제조의 소스 메이저 유닛 2400 을 사용하여 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시키고, 그 휘도를 토프콘사 제조의 휘도계 BM-8 을 사용하여 측정하였다. 발광 스펙트럼과 발광 파장은 하마마츠 호토닛스 제조의 스펙트럼 애널라이저 PMA-11 을 사용하여 측정하였다. 이들을 기초로 휘도가 1000 cd/㎡ 부근인 외부 양자 효율을 휘도 환산법에 의해 산출하여, 본 발명의 소자 1-1 의 값을 10 으로 하여 각 표에서 상대값으로 나타냈다 (즉, 이후의 실시예에서도 본 발명의 소자 1-1 의 값을 10으로 하여 각 표에서 상대값으로 나타냈다.). 효율은 숫자가 클수록 바람직하다.

(b) 내구성

각 소자를 휘도가 5000 cd/㎡가 되도록 직류 전압을 인가하여 계속 발광시켜, 휘도가 4000 cd/㎡가 될 때까지 필요로 한 시간을 내구성의 지표로 하고, 본 발명의 소자 1-1의 값을 10으로 하여 각 표에서 상대값으로 나타냈다 (즉, 이후의 실시예에서도 본 발명의 소자 1-1의 값을 10으로 하여 각 표에서 상대값으로 나타냈다.). 내구성은 숫자가 클수록 바람직하다.

(c) 고전류 구동시의 색도 변화

각 소자를 전류 밀도가 25 ㎃/㎠ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시켰다. 이 때의 색도 (x, y)를 0.25 ㎃/㎠ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시켰을 때의 색도 (x, y)와 비교하여 양자의 x 값, y 값의 차를 (Δx, Δy)의 형태로 표기하여 고휘도 구동시의 색도 변화의 지표로 하였다. Δx, Δy의 값은 작을수록 바람직하다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 호스트 재료로서 본 발명의 재료인 1 ∼ 10 을 사용하면, 효율이 높고 소자 내구성도 우수한 소자를 제공할 수 있다. 또, 고전류 밀도로 구동시켰을 때에도 통상의 전류 밀도에서의 구동시와 동등한 발광색을 유지하기 때문에, 저휘도에서의 표현과 고휘도의 표현이 함께 요구되는 텔레비전 등의 디스플레이 용도에 특히 유용하다.

<실시예 2>

발광 재료를 표 2에 나타내는 재료로 하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 소자를 제작하여, 소자 효율과 내구성의 평가를 실시하였다. 표 2 중의 발광색은 육안으로 확인하였다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 동일한 발광색을 갖는 소자에서는, 백금 착물과 비교하여 이리듐 착물을 사용한 소자는 효율, 내구성 모두 양호한 결과를 부여하였다.

<실시예 3>

제 2 층과 제 4 층 사이에 진공 증착법으로 표 3 에 나타내는 제 3 층 재료로 이루어지는 제 3 층을 5 ㎚ 형성하고, 또한 제 4 층의 호스트 재료를 표 3 에 나타내는 호스트 재료로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 소자를 제작하여, 내구성의 평가를 실시하였다.

표 3 에 나타내는 바와 같이, 제 3 층으로서 H-1 ∼ H-3으로 이루어지는 카르바졸 재료를 사용한 경우, 제 3 층이 없는 경우와 비교하여 내구성이 향상되는 것을 알 수 있었다.

<실시예 4>

제 4 층과 제 6 층 사이에 진공 증착법으로 표 4 에 나타내는 제 5 층 재료로 이루어지는 제 5 층을 3 ㎚ 형성하고, 또한 제 4 층의 호스트 재료를 표 4 에 나타내는 호스트 재료로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 소자를 제작하여, 소자 효율과 내구성의 평가를 실시하였다.

표 4에 나타내는 바와 같이, 제 5 층으로서 E-1 ∼ E-5를 사용한 경우, 효율ㆍ소자 내구성이 대폭 향상되었고, 그 효과는 트리페닐렌 골격을 갖는 E-1 및 E-2 를 사용했을 때에 현저했다.

또, 제 5 층으로서 OM-1, 2, 8, 12를 사용한 경우, 특히 소자 효율이 대폭 상승하였다. 또, OM-12 와 비교하여 다른 3 재료를 사용한 경우에 내구성이 향상되는 것을 알 수 있었다.

<실시예 5>

두께 0.5 ㎜, 가로세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω/□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 PEDOT (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜))/PSS (폴리스티렌술폰산) 수용액 (Baytron P (표준품))을 스핀 코트 (4000 rpm, 60 초간) 하고, 120 ℃ 에서 10 분간 건조시킴으로써 홀 수송층 (두께 150 ㎚)을 형성시켰다.

이어서, 표 5 중에 나타낸 호스트 재료를 1 질량％ 및 Ir-1을 0.05 질량％ 함유하는 톨루엔 용액을 앞의 홀 수송층 상에 스핀 코트 (2000 rpm, 60 초간) 하여 발광층을 형성시켰다.

이 발광층 상에 전자 주입층으로서 Alq 를 진공 증착법에 의해 20 ㎚ 증착시켰다. 또한, 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚를 이 순서로 증착하여 음극으로 하였다.

이 적층체를 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제 밀봉 캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조)를 사용하여 밀봉하여 본 발명의 소자 5-1 ∼ 5-5 및 비교 소자 5-1 을 얻었다. 얻어진 소자에 대해 본 발명의 소자 1-1과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.

표 5에 나타내는 바와 같이, 용액 도포법을 사용하여 소자를 제작했을 경우에 있어서도 동일한 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다.

상기 실시예 및 비교예에서 사용한 화합물의 구조를 이하에 나타낸다.

(1) 전하 수송성 화합물

비교예 화합물

실시예 화합물

(2) 기타 화합물

2…기판
3…양극
4…정공 주입층
5…정공 수송층
6…발광층
7…정공 블록층
8…전자 수송층
9…음극
10…유기 전계 발광 소자
11…유기층
12…보호층
14…접착층
16…밀봉 용기
20…발광 장치
30…광 산란 부재
30A…광 입사면
30B…광 출사면
31…투명 기판
32…미립자
40…조명 장치

Claims (14)

1. 기판 상에, 1쌍의 전극과, 그 전극 간에 발광층을 포함하는 적어도 1층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서,
   상기 유기층에, 적어도 1종의 일반식 (1)로 나타내는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자:
   

   

   
   여기서, 일반식 (1) 중, R₁ ∼ R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소수 6 ~ 30의 아릴기, N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 5 ~ 8의 헤테로아릴기 또는 전자 구인성기를 나타내고, 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개는 전자 구인성기이며, 상기 전자 구인성기는 시아노기, 퍼플루오로알킬기 또는 할로겐 원자이고,
   R_1a 및 R_1b는 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 8의 알킬기, 탄소수 1 ~ 8의 알콕시기, 탄소수 6 ~ 30의 아릴기, N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 5 ~ 8의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 또는 아미노기를 나타내고,
   n_1a 및 n_1b는 각각 독립적으로 0 ∼ 4의 정수를 나타낸다.
2. 제1항에 있어서,
   상기 발광층에 적어도 1종의 일반식 (1)로 나타내는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자.
3. 제2항에 있어서,
   상기 발광층이 추가로 인광성 금속 착물을 함유하는 유기 전계 발광 소자.
4. 제3항에 있어서,
   상기 인광성 금속 착물이 이리듐 착물인 유기 전계 발광 소자.
5. 제4항에 있어서,
   상기 이리듐 착물이 일반식 (T-2)로 나타내는 이리듐 착물인 유기 전계 발광 소자:
   

   

   
   여기서, 일반식 (T-2) 중, R_T3' ∼ R_T6' 및 R_T3 ∼ R_T6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 ~ 8의 알킬기, 탄소수 4 ~ 7의 시클로알킬기, 탄소수 2 ~ 30의 알케닐기, 탄소수 2 ~ 30의 알키닐기, -CN, 탄소수 1 ~ 8의 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO₂R_T, -C(O)R_T, -N(R_T)₂, -NO₂, -OR_T, 할로겐 원자, 탄소수 6 ~ 30의 아릴기 또는 N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 5 ~ 8의 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가질 수 있고,
   R_T3, R_T4, R_T5 및 R_T6은 인접하는 임의의 2개가 서로 결합하여 축합 4 ∼ 7원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ∼ 7원자 고리는 추가로 치환기 Z를 가질 수 있고,
   R_T3' 와 R_T6은 -C(R_T)₂-C(R_T)₂-, -CR_T=CR_T-, -C(R_T)₂-, -O-, -NR_T-, -O-C(R_T)₂-, -NR_T-C(R_T)₂- 및 -N=CR_T-에서 선택되는 연결기에 의해 연결되어 고리를 형성해도 되고,
   R_T는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 ~ 8의 알킬기, 탄소수 2 ~ 30의 알케닐기, 탄소수 2~30의 알키닐기, N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 1 ~ 8의 헤테로알킬기,탄소수 6 ~ 30의 아릴기 또는 N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 5 ~ 8의 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z를 가질 수 있고,
   Z는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -R', -OR', -N(R')₂, -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)N(R')₂, -CN, -NO₂, -SO₂, -SOR', -SO₂R' 또는 -SO₃R'를 나타내고, R' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 ~ 8의 알킬기, 탄소수 1 ~ 8의 퍼할로알킬기, 탄소수 2 ~ 30의 알케닐기, 탄소수 2 ~ 30의 알키닐기, N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 1 ~ 8의 헤테로알킬기, 탄소수 6 ~ 30의 아릴기 또는 N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 5 ~ 8의 헤테로아릴기를 나타내고,
   (X-Y)는 부배위자를 나타내며, m_T 는 1 ∼ 3의 정수, n_T는 0 ∼ 2의 정수를 나타내고, m_T + n_T는 3이다.
6. 제5항에 있어서,
   상기 일반식 (T-2) 중, (X-Y)가 페닐피리딘 골격을 갖는 모노 음이온성 2 자리 배위자인 유기 전계 발광 소자.
7. 제1항에 있어서,
   상기 발광층과 음극 사이에, 발광층에 인접하는 유기층을 구비하고, 그 유기층이 방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자.
8. 제1항에 있어서,
   상기 발광층과 음극 사이에 적어도 1층의 유기층을 갖고, 그 유기층이 적어도 1종의 하기 일반식 (O-1)로 나타내는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자:
   

   

   
   여기서, 일반식 (O-1) 중, R^O1은 탄소수 1 ~ 8의 알킬기, 탄소수 6 ~ 30의 아릴기 또는 N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 4 ~ 12의 헤테로아릴기를 나타내고,
   A^O1∼ A^O4는 각각 독립적으로 C-R^A 또는 질소 원자를 나타내고, R^A는 수소 원자, 탄소수 1 ~ 8의 알킬기, 탄소수 6 ~ 30의 아릴기 또는 N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 4 ~ 12의 헤테로아릴기를 나타내고, 복수의 R^A는 동일해도 되고 상이해도 되고,
   L^O1은 탄소수 6 ~ 30의 아릴 고리 또는 N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 4 ~ 12의 헤테로아릴 고리로 이루어지는 2가 ∼ 6가의 연결기를 나타내고,
   n^O1은 2 ∼ 6의 정수를 나타낸다.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 유기층 중 적어도 1층이 용액 도포 프로세스에 의해 형성된 유기 전계 발광 소자.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 표시 장치.
12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 조명 장치.
13. 일반식 (1)로 나타내는 전하 수송성 재료:
    

    

    
    여기서, 일반식 (1) 중, R₁ ∼ R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소수 6 ~ 30의 아릴기, N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 5 ~ 8의 헤테로아릴기 또는 전자 구인성기를 나타내고, 단, R₁ ∼ R₈ 중 적어도 1개는 전자 구인성기이고, 상기 전자 구인성기는 시아노기, 퍼플루오로알킬기 또는 할로겐 원자이고,
    R_1a 및 R_1b는 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 8의 알킬기, 탄소수 1 ~ 8의 알콕시기, 탄소수 6 ~ 30의 아릴기, N, O, S, P, Si, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 탄소수 5 ~ 8의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 또는 아미노기를 나타내고,
    n_1a 및 n_1b는 0 ∼ 4의 정수를 나타낸다.
14. 제13항에 기재된 전하 수송성 재료를 함유하는 발광층.
    

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