KR20170102000A

KR20170102000A - 방향족 복소환 유도체, 그것을 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자, 조명 장치 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20170102000A
Application number: KR1020177022113A
Authority: KR
Inventors: 모토아키 스기노; 에이사쿠 가토
Original assignee: 코니카 미놀타 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2017-09-06
Also published as: CN107250132A; CN107250132B; EP3257850A1; US20180037546A1; CN112110905A; KR20230043245A; JP2016149473A; EP4271160A2; EP3257850B1; EP4271160A3; EP3257850A4; WO2016129672A1; KR20190089236A; JP5831654B1

Abstract

본 발명의 과제는 신규의 방향족 복소환 유도체를 제공하는 것이다. 또한, 그것을 사용한, 발광 효율이 높고, 발광 수명이 길고, 고온 하에서의 사용에 있어서도 경시 변화가 작은 유기 EL 소자를 제공하는 것이다. 또한, 당해 유기 EL 소자가 구비된 표시 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 방향족 복소환 유도체는 카르바졸환을 포함하는 특정 구조를 갖는 방향족 복소환 유도체인 것을 특징으로 한다.

Description

방향족 복소환 유도체, 그것을 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자, 조명 장치 및 표시 장치

본 발명은 방향족 복소환 유도체, 그것을 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자, 조명 장치 및 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방향족 복소환 유도체, 그것을 사용한, 발광 효율이 높고, 발광 수명이 길고, 고온 하에서의 사용에 있어서도 경시 변화가 작은 유기 일렉트로루미네센스 소자, 그것이 구비된 조명 장치 및 표시 장치에 관한 것이다.

유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고도 함)는 양극과 음극 사이를, 유기 발광 물질이 함유된 유기 박막층(단층부 또는 다층부)으로 구성하는 박막형 전고체 소자이다. 이와 같은 유기 EL 소자에 전압을 인가하면, 유기 박막층에 음극으로부터 전자가, 양극으로부터 정공이 주입되고, 이것들이 발광층(유기 발광 물질 함유층)에 있어서 재결합하여 여기자가 발생한다. 유기 EL 소자는 이것들 여기자로부터의 광의 방출(형광ㆍ인광)을 이용한 발광 소자이고, 차세대의 평면 디스플레이나 조명으로서 기대되고 있는 기술이다.

또한, 형광 발광을 이용하는 유기 EL 소자에 비해, 원리적으로 약 4배의 발광 효율이 실현 가능한 여기 삼중항으로부터의 인광 발광을 이용하는 유기 EL 소자가 프린스턴 대학에서 보고된 이래, 실온에서 인광을 나타내는 재료의 개발을 비롯하여, 발광 소자의 층 구성이나 전극의 연구 개발이 전세계에서 행해지고 있다.

이와 같이, 인광 발광 방식은 매우 포텐셜이 높은 방식이지만, 인광 발광을 이용하는 유기 EL 디바이스에 있어서는, 형광 발광을 이용하는 그것과는 크게 다르고, 발광 중심의 위치를 컨트롤하는 방법, 특히 발광층의 내부에서 재결합을 행하고, 어떻게 발광을 안정적으로 행하게 할 수 있는지가, 소자의 효율ㆍ수명을 높이기 위해 중요한 기술적 문제로 되어 있다.

그래서, 근년에는 발광층에 인접하는 형태로, 발광층의 양극측에 위치하는 정공 수송층이나, 발광층의 음극측에 위치하는 전자 수송층 등을 구비한 다층 적층형의 소자가 잘 알려져 있다. 또한, 발광층에는 발광 도펀트로서의 인광 발광성 화합물과 호스트 화합물을 사용한 혼합층이 많이 사용되고 있다.

한편, 재료의 관점에서는 소자 성능 향상에 대한 신규 재료 창출의 기대가 크다. 특히 인광 발광성 화합물의 호스트 화합물로서, 다축환 화합물과 6원의 질소 함유 복소환이 아릴렌 연결기를 통해 결합한 화합물을 사용한 유기 EL용 재료가 보고되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 3 참조).

그러나, 이 특허문헌들 1 내지 3에 기재된 화합물에서는, 유기 EL 소자 재료로서 사용하는 데 있어서, 소자의 수명, 발광 효율은 어느 정도 개량되어 있지만, 충분하다고는 할 수 없고, 가일층의 개량이 요구되고 있었다. 또한, 이들 화합물을 사용한 유기 EL 소자는 열 안정성이 떨어진다는 결점을 갖고 있음을 알 수 있었다.

국제 공개 제2013/035275호 국제 공개 제2007/069569호 미국 특허 출원 공개 제2014/0158992호 명세서

본 발명은 상기 문제ㆍ상황을 감안하여 이루어진 것이고, 그 해결 과제는 신규의 방향족 복소환 유도체를 제공하는 것이다. 또한, 그것을 사용한, 발광 효율이 높고, 발광 수명이 길고, 고온 하에서의 사용에 있어서도 경시 변화가 작은 유기 EL 소자를 제공하는 것이다. 또한, 당해 유기 EL 소자가 구비된 표시 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 문제의 원인 등에 대하여 검토한 결과, 카르바졸환을 포함하는 특정 구조를 갖는 방향족 복소환 유도체가, 상기 과제의 해결에 유효하다는 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명에 관한 상기 과제는 이하의 수단에 의해 해결된다.

1. 양극과 음극 사이에, 발광층을 포함하는 적어도 1층의 유기층이 끼움 지지된 유기 일렉트로루미네센스 소자이며, 상기 유기층 중 적어도 1층에, 하기 일반식 (1), (2), (3) 또는 (4)로 표현되는 구조를 갖는 방향족 복소환 유도체를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.

(일반식 (1), (2), (3) 및 (4) 중, Y₁, Y₂ 및 Y₃은 각각 독립적으로, CR' 또는 질소 원자를 나타내고, Y₁, Y₂ 또는 Y₃의 적어도 하나는 질소 원자임.

R', Ar₁ 및 Ar₂는,

수소 원자,

치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 또는,

치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타냄.

R', Ar₁ 및 Ar₂가 모두 동시에 수소 원자인 경우는 없음.

X는 산소 원자 또는 황 원자를 나타냄.

Ra 및 Rb는 각각 독립적으로, 치환기를 나타냄.

L₁은,

단결합,

치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기,

치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 또는

이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타냄.

L₂는,

단결합,

치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기,

치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기,

치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴렌기, 또는

이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타냄.

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로,

치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 시아노기, 할로겐 원자, 또는

비치환 혹은 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로부터 선택되는 구조를 치환기로서 갖는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타냄.

R₃은,

치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기,

치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는

치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기를 나타냄.

n1, na1 및 nb1은 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수를 나타내고,

na2는 0 내지 2의 정수를 나타내고,

n2, n3, n4 및 nb2는 각각 독립적으로, 0 내지 4의 정수를 나타냄.

또한, n1 내지 n4, na1, nb1, na2 및 nb2가 각각 2 이상인 경우, 복수의 R₁, R₂, Ra 및 Rb는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Ra 및 Rb끼리는 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 됨.

일반식 (A-1) 및 (A-2) 중,

A₁ 내지 A₅ 및 A₁₁ 내지 A₁₈은 각각 독립적으로, CRc 또는 질소 원자를 나타내고,

Rc는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기 또는 결합손을 나타냄.

A₁ 내지 A₅ 중 하나 및 A₁₁ 내지 A₁₈ 중 하나는 CRc이고, 또한 Rc는 R₁ 또는 R₂로 표현되는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기와 직접 결합하는 결합손임.

다른 Rc는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Rc끼리가 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 됨.

X₁₁은 산소 원자 또는 황 원자를 나타냄.)

2. 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, L₁이 단결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 탄소수 2 이하의 알킬렌기를 나타내는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

3. 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, L₂가 단결합, 페닐렌기, 헤테로아릴렌기 또는 탄소수 2 이하의 알킬렌기를 나타내는 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

4. 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, L₁이, 식 (I)로 표현되는 상기 방향족 복소환 유도체의 X를 포함하는 축합환의 2위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

5. 상기 일반식 (1) 및 (2)에 있어서, L₂가, 식 (I)로 표현되는 상기 방향족 복소환 유도체의 X를 포함하는 축합환의 5위 또는 7위의 어느 위치에 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

6. 상기 일반식 (3) 및 (4)에 있어서, L₂가, 식 (I)로 표현되는 상기 방향족 복소환 유도체의 X를 포함하는 축합환의 2위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

7. 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, Y₁ 내지 Y₃이 모두 질소 원자를 나타내는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

8. 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, Ar₁ 및 Ar₂가, 치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타내는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

9. 상기 방향족 복소환 유도체를 함유하는 상기 유기층이 발광층인 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

10. 상기 발광층이, 상기 방향족 복소환 유도체를 호스트 화합물로서 함유하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

11. 상기 발광층이 인광 발광성 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

12. 상기 발광층이, 상기 방향족 복소환 유도체와는 다른 구조를 갖는 호스트 화합물을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자.

13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.

15. 제1항의 유기 일렉트로루미네센스 소자에 기재된 일반식 (1), (2), (3)또는 (4)로 표현되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 유도체.

본 발명의 상기 수단에 의해, 신규의 방향족 복소환 유도체를 제공할 수 있다. 또한, 그것을 사용한, 발광 효율이 높고, 발광 수명이 길고, 고온 하에서의 사용에 있어서도 경시 변화가 작은 유기 EL 소자를 제공할 수 있다. 또한, 당해 유기 EL 소자가 구비된 표시 장치 및 조명 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과의 발현 기구 내지 작용 기구에 대해서는 명확하게 되어 있지는 않지만, 이하와 같이 추정하고 있다.

유기 EL 소자의 구동 전압은 작은 쪽이 바람직하고, 그것을 위해서는 소자에 사용되는 화합물의 최고 피점 분자 궤도의 에너지 준위(HOMO 준위)를 높게 하고, 최저 공분자 궤도의 에너지 준위(LUMO 준위)를 낮게 함으로써, 발광층으로의 전하의 주입성을 향상시켜, 구동 전압을 저하시킬 수 있다.

그러나, HOMO 준위를 높게 하고, LUMO 준위를 낮게 하면, 여기 일중항 에너지(S₁ 에너지)가 작아지고, 여기 삼중항 에너지(T₁ 에너지)도 작아져 버린다. 특히, 인광 발광 도펀트에 대한 호스트 화합물로서 사용하는 경우에는, 이 T₁ 에너지의 저하가 문제가 된다.

이 문제를 해결하는 수단으로서, S₁ 에너지와 T₁ 에너지의 차(ΔEst)를 작게 하는 것이 생각된다.

ΔEst를 작게 함으로써, HOMO 준위를 높게 하고, LUMO 준위를 낮게 함으로써 작아지는 S₁ 에너지와 동등한 에너지를 확보할 수 있다는 관점에서, T₁ 에너지를 높게 유지할 수 있다. ΔEst와 S₁ 에너지 및 T₁ 에너지의 관계는 하기 식으로 표현할 수 있는 것으로부터도 이해할 수 있다.

T_1＝S₁-ΔEst

ΔEst는 분자 내의 평행 스핀간의 상호 작용을 작게 하는, 즉, HOMO가 국재화하고 있는 부위와 LUMO가 국재화하고 있는 부위의 중심간 거리를 이격함으로써 작게 할 수 있다. 그래서 본 발명의 화합물에 있어서는, HOMO의 중심이 카르바졸환 상에, LUMO의 중심이 6원의 질소 함유 복소 방향환부에 국재화하도록 설계하고, 또한 각각의 부위가 분자의 말단에 있는 것이 바람직하다. 그러나, 6원의 질소 함유 복소 방향환은, 특히 환 중의 질소 원자수가 많을수록 비치환에서는 안정성이 낮기 때문에, 적절한 치환기를 최저한 도입할 필요가 있다.

또한, 카르바졸환과 6원의 질소 함유 복소 방향환을 연결하는 부위에 알킬렌 등의 유연한 기를 포함하면 분자 전체의 강직성이 저하되고, 그 결과, 분자가 막 중에서 상태 변화를 일으키기 쉬워진다는 문제가 있다. 그래서, 본 발명의 방향족 복소환 유도체에 있어서는, 카르바졸환과 6원의 질소 함유 복소 방향환 사이에, HOMO 및 LUMO의 국재화 부위에 영향을 끼치지 않고, 또한 분자 전체의 강직성을 향상시키는(X를 함유하는) 축환 구조를 도입함으로써, 상기 문제를 해결하였다. 또한, (X를 함유하는) 축환 구조를 도입함으로써, Tg(유리 전이점)가 향상되고, 응집 및 결정화를 억제할 수 있게 되고, 효율 및 수명의 저하를 방지, 나아가 고온 상태에서의 안정성도 향상시킬 수 있게 되었다고 추측하고 있다.

또한, 분자의 말단에 HOMO 및 LUMO의 국재화 중심이 오도록 설계함으로써, 분자 사이에서의 전하의 호핑 이동을 하기 쉬워지고, 그 결과, 경시에서의 캐리어 이동 효율의 변화를 억제하여, 수명을 향상시킬 수 있었다.

나아가, 불필요하게 분자를 크게 하면, 승화성이 저하되어 증착이 곤란해지고, 생산성이 저하되어 버리기 때문에, 증착에 적합한 적당한 분자량인 것이 바람직하다.

또한 (X를 함유하는) 축환 구조는 치환기를 도입할 때, 위치의 선택성이 높은 합성법을 사용하는 것이 가능하다. 따라서 높은 수율로, 고순도의 화합물을 합성할 수 있고, 적정한 비용으로 제조하는 것이 가능하다.

또한 본 발명의 화합물은 카르바졸환 상의 치환기를 적절하게 선택함으로써, 열 안정성을 향상시키고, 장시간의 가열에 대하여 안정된 소자 성능을 발휘하는 것이 가능해, 양산에 있어서 유리하다.

도 1은 본 발명의 표시 장치의 구성의 일례를 나타낸 개략 사시도.
도 2는 도 1에 나타내는 표시부 A의 구성의 일례를 나타낸 개략 사시도.
도 3은 본 발명의 유기 EL 소자를 사용한 조명 장치의 일례를 나타내는 개략 사시도.
도 4는 본 발명의 유기 EL 소자를 사용한 조명 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도.

본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 소자는 양극과 음극 사이에, 발광층을 포함하는 적어도 1층의 유기층이 끼움 지지된 유기 일렉트로루미네센스 소자이며, 상기 유기층 중 적어도 1층에, 상기 일반식 (1), (2), (3) 또는 (4)로 표현되는 구조를 갖는 방향족 복소환 유도체를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이 특징은 청구항 1 내지 청구항 15의 청구항에 관한 발명에 공통되는 기술적 특징이다.

본 발명의 실시 형태로서는, 본 발명의 효과 발현의 관점에서, 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, L₁이 단결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 탄소수 2 이하의 알킬렌기를 나타내는 것이, 유리 전이 온도(Tg) 상승에 의한 열 안정의 향상의 효과가 얻어지는 점에서 바람직하다. 또한 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, L₂가 단결합, 페닐렌기, 헤테로아릴렌기 또는 탄소수 2 이하의 알킬렌기를 나타내는 것이, Tg 상승에 의한 열 안정의 향상의 효과가 얻어지는 점에서 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, L₁이, 상기 식 (I)로 표현되는 상기 방향족 복소환 유도체의 X를 포함하는 축합환의 2위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 선택성이 높은 합성법을 사용할 수 있고, 화합물이 고수율, 고순도로 얻어진다.

또한, 상기 일반식 (1) 및 (2)에 있어서, L₂가, 상기 식 (I)로 표현되는 상기 방향족 복소환 유도체의 X를 포함하는 축합환의 5위 또는 7위의 어느 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 선택성이 높은 합성법을 사용할 수 있고, 화합물이 고수율, 고순도로 얻어진다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 일반식 (3) 및 (4)에 있어서, L₂가, 상기 식 (I)로 표현되는 상기 방향족 복소환 유도체의 X를 포함하는 축합환의 2위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 선택성이 높은 합성법을 사용할 수 있고, 화합물이 고수율, 고순도로 얻어진다.

본 발명의 실시 형태로서는, 본 발명의 효과 발현의 관점에서, 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, Y₁ 내지 Y₃이 모두 질소 원자를 나타내는 것이 바람직하다. 또한, 상기 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, Ar₁ 및 Ar₂가, 치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타내는 것이, 화합물의 여기 상태의 안정화의 효과가 얻어지는 점에서 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 방향족 복소환 유도체를 함유하는 상기 유기층이 발광층인 것이 바람직하다. 이에 의해, 고효율화, 고수명화의 효과가 얻어진다. 또한, 상기 발광층이, 상기 방향족 복소환 유도체를 호스트 화합물로서 함유하는 것이 바람직하다. 또한 상기 발광층이 인광 발광성 화합물을 함유하는 것이 고효율화, 고수명화의 관점에서 바람직하다.

또한, 상기 발광층이, 상기 방향족 복소환 유도체와는 다른 구조를 갖는 호스트 화합물을 더 함유하는 것이, 캐리어 밸런스의 조정에 의해 재결합 확률의 향상의 효과가 얻어지는 점에서 바람직하다.

본 발명의 유기 EL 소자는 조명 장치 및 표시 장치에 적합하게 구비될 수 있다.

또한, 유기 일렉트로루미네센스 소자에 함유되는 화합물이, 상기 일반식 (1), (2), (3) 또는 (4)로 표현되는 구조를 갖는 화합물인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명과 그 구성 요소 및 본 발명을 실시하기 위한 형태ㆍ태양에 대하여 상세한 설명을 한다. 또한, 본원에 있어서, 「내지」는 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용한다.

본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 소자는 적어도 1층의 유기층에 일반식 (1), (2), (3) 또는 (4)로 표현되는 방향족 복소환 유도체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.

《일반식 (1), (2), (3) 및 (4)로 표현되는 방향족 복소환 유도체》

일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, Y₁, Y₂ 및 Y₃은 각각 독립적으로, CR' 또는 질소 원자를 나타내고, 적어도 하나는 질소 원자이다.

보다 바람직하게는 Y₁, Y₂ 및 Y₃ 중, 2개 또는 3개가 질소 원자이고, 보다 바람직하게는 Y₁, Y₂ 및 Y₃이 모두 질소 원자이다.

R', Ar₁ 및 Ar₂는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타낸다. R', Ar₁ 및 Ar₂가 모두 동시에 수소 원자인 경우는 없다.

R', Ar₁ 또는 Ar₂로 표현되는 탄소수 1 내지 12의 알킬기는 본 발명의 화합물의 기능을 저해하지 않는 범위라면, 직쇄형이어도 되고 분지 구조를 갖고 있어도 되고, 또한, 시클로알킬기와 같이 환형 구조여도 된다.

탄소수 1 내지 12의 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 이소프로필기, 네오펜틸기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로옥틸기 등을 들 수 있다.

R', Ar₁ 또는 Ar₂로 표현되는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기(방향족 탄화수소환기라고도 함)로서는, 비축합이어도 되고 축합환이어도 되고, 예를 들어 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 크리세닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 아줄레닐기, 아세나프테닐기, 인데닐기, 인데노플루오렌환 등을 들 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 화합물의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ 에너지 준위)를 적절하게 유지할 목적으로부터, 페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기가 바람직하다.

상기 알킬기 및 아릴기는 본 발명의 화합물의 기능을 저해하지 않는 범위에서 각각 치환기를 더 갖고 있어도 되고, 치환기의 구체예로서는, 후술하는 Ra 또는 Rb로 표현되는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다.

바람직하게는, R'는 수소 원자 또는 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다.

바람직하게는 Ar₁ 및 Ar₂는 알킬기 또는 아릴기이고, 보다 바람직하게는 Ar₁ 및 Ar₂는 탄소수 4 이하의 알킬기 또는 아릴기이다.

Ra 및 Rb는 각각 독립적으로, 치환기를 나타낸다.

Ra 및 Rb로 표현되는 치환기로서는, 본 발명의 화합물의 기능을 저해하지 않는 범위라면 특별히 한정은 없고, 또한 본 발명의 효과 발현성의 미세 조정을 위해 적극적으로 사용할 수 있다.

치환기의 구체예로서는, 예를 들어 알킬기(예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기 등), 시클로알킬기(예를 들어, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등), 알케닐기(예를 들어, 비닐기, 알릴기 등), 알키닐기(예를 들어, 에티닐기, 프로파르길기 등), 방향족 탄화수소기(방향족 탄화수소환기, 방향족 탄소환기, 아릴기 등이라고도 하고, 예를 들어 페닐기, p-클로로페닐기, 메시틸기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기, 안트릴기, 아줄레닐기, 아세나프테닐기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 비페닐릴기 등), 방향족 복소환기(예를 들어, 피리딜기, 피라질기, 피리미디닐기, 트리아질기, 푸릴기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 피라디닐기, 트리아졸릴기(예를 들어, 1,2,4-트리아졸-1-일기, 1,2,3-트리아졸-1-일기 등), 옥사졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 이소티아졸릴기, 푸라자닐기, 티에닐기, 퀴놀릴기, 벤조푸릴기, 디벤조푸릴기, 벤조티에닐기, 디벤조티에닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 아자카르바졸릴기(상기 카르바졸릴기의 카르바졸환을 구성하는 탄소 원자의 임의의 1개 이상이 질소 원자로 치환된 것을 나타냄), 퀴녹살리닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴나졸리닐기, 프탈라지닐기 등), 복소환기(예를 들어, 피롤리딜기, 이미다졸리딜기, 모르포릴기, 옥사졸리딜기 등), 알콕시기(예를 들어, 메톡시기, 에톡시기, 프로필옥시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 옥틸옥시기, 도데실옥시기 등), 시클로알콕시기(예를 들어, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기 등), 아릴옥시기(예를 들어, 페녹시기, 나프틸옥시기 등), 알킬티오기(예를 들어, 메틸티오기, 에틸티오기, 프로필티오기, 펜틸티오기, 헥실티오기, 옥틸티오기, 도데실티오기 등), 시클로알킬티오기(예를 들어, 시클로펜틸티오기, 시클로헥실티오기 등), 아릴티오기(예를 들어, 페닐티오기, 나프틸티오기 등), 알콕시카르보닐기(예를 들어, 메틸옥시카르보닐기, 에틸옥시카르보닐기, 부틸옥시카르보닐기, 옥틸옥시카르보닐기, 도데실옥시카르보닐기 등), 아릴옥시카르보닐기(예를 들어, 페닐옥시카르보닐기, 나프틸옥시카르보닐기 등), 술파모일기(예를 들어, 아미노술포닐기, 메틸아미노술포닐기, 디메틸아미노술포닐기, 부틸아미노술포닐기, 헥실아미노술포닐기, 시클로헥실아미노술포닐기, 옥틸아미노술포닐기, 도데실아미노술포닐기, 페닐아미노술포닐기, 나프틸아미노술포닐기, 2-피리딜아미노술포닐기 등), 아실기(예를 들어, 아세틸기, 에틸카르보닐기, 프로필카르보닐기, 펜틸카르보닐기, 시클로헥실카르보닐기, 옥틸카르보닐기, 2-에틸헥실카르보닐기, 도데실카르보닐기, 페닐카르보닐기, 나프틸카르보닐기, 피리딜카르보닐기 등), 아실옥시기(예를 들어, 아세틸옥시기, 에틸카르보닐옥시기, 부틸카르보닐옥시기, 옥틸카르보닐옥시기, 도데실카르보닐옥시기, 페닐카르보닐옥시기 등), 아미드기(예를 들어, 메틸카르보닐아미노기, 에틸카르보닐아미노기, 디메틸카르보닐아미노기, 프로필카르보닐아미노기, 펜틸카르보닐아미노기, 시클로헥실카르보닐아미노기, 2-에틸헥실카르보닐아미노기, 옥틸카르보닐아미노기, 도데실카르보닐아미노기, 페닐카르보닐아미노기, 나프틸카르보닐아미노기 등), 카르바모일기(예를 들어, 아미노카르보닐기, 메틸아미노카르보닐기, 디메틸아미노카르보닐기, 프로필아미노카르보닐기, 펜틸아미노카르보닐기, 시클로헥실아미노카르보닐기, 옥틸아미노카르보닐기, 2-에틸헥실아미노카르보닐기, 도데실아미노카르보닐기, 페닐아미노카르보닐기, 나프틸아미노카르보닐기, 2-피리딜아미노카르보닐기 등), 우레이도기(예를 들어, 메틸우레이도기, 에틸우레이도기, 펜틸우레이도기, 시클로헥실우레이도기, 옥틸우레이도기, 도데실우레이도기, 페닐우레이도기 나프틸우레이도기, 2-피리딜아미노우레이도기 등), 술피닐기(예를 들어, 메틸술피닐기, 에틸술피닐기, 부틸술피닐기, 시클로헥실술피닐기, 2-에틸헥실술피닐기, 도데실술피닐기, 페닐술피닐기, 나프틸술피닐기, 2-피리딜술피닐기 등), 알킬술포닐기(예를 들어, 메틸술포닐기, 에틸술포닐기, 부틸술포닐기, 시클로헥실술포닐기, 2-에틸헥실술포닐기, 도데실술포닐기 등), 아릴술포닐기 또는 헤테로아릴술포닐기(예를 들어, 페닐술포닐기, 나프틸술포닐기, 2-피리딜술포닐기 등), 아미노기(예를 들어, 아미노기, 에틸아미노기, 디메틸아미노기, 부틸아미노기, 시클로펜틸아미노기, 2-에틸헥실아미노기, 도데실아미노기, 아닐리노기, 나프틸아미노기, 2-피리딜아미노기 등), 할로겐 원자(예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등), 불화탄화수소기(예를 들어, 플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 펜타플루오로페닐기 등), 시아노기, 니트로기, 히드록시기, 머캅토기, 실릴기(예를 들어, 트리메틸실릴기, 트리이소프로필실릴기, 트리페닐실릴기, 페닐디에틸실릴기 등), 포스포노기 등을 들 수 있다.

이들 치환기는 상기 치환기에 의해 다시 치환되어 있어도 되고, 또한 이들 치환기는 복수가 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.

또한, Ra 및 Rb가 각각 복수 존재하는 경우는, Ra 및 Rb는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Ra 또는 Rb끼리가 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 된다.

Ra 및 Rb는, 바람직하게는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이다.

L₁은 단결합, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기, 치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 또는 이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타낸다.

L₂는 단결합, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기, 치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴렌기 또는 이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타낸다.

L₁ 및 L₂로 표현되는 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기로서는, 본 발명의 화합물의 기능을 저해하지 않는 범위라면, 직쇄형이어도 되고 분지 구조를 갖고 있어도 되고, 또한 시클로알킬렌기와 같이 환형 구조여도 된다.

탄소수 1 내지 12의 알킬렌기의 구체예로서는, 전술한 R', Ar₁ 또는 Ar₂로 나타낸 탄소수 1 내지 12의 알킬기로부터, 수소 원자를 하나 제외한 것에 의해 유도되는 2가의 기를 들 수 있다.

L₁ 및 L₂로 표현되는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기는 비축합이어도 되고 축합환이어도 되고, 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기의 구체예로서는, 전술한 R', Ar₁ 또는 Ar₂로 나타낸 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기로부터, 수소 원자를 하나 제외한 것에 의해 유도되는 2가의 기를 들 수 있다.

본 발명의 화합물 T₁ 에너지 준위를 적절하게 유지할 목적으로부터, 아릴렌기로서는, o-페닐렌기, m-페닐렌기, p-페닐렌기, 나프탈렌디일기, 페난트렌디일기, 비페닐렌기, 터페닐렌기, 쿼터페닐렌기, 트리페닐렌디일기, 플루오렌디일기가 바람직하다.

L₂로 표현되는 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴렌기는 비축합이어도 축합환이어도 되고, 바람직하게는 환을 형성하는 헤테로 원자로서, B, N, O, S, Si, P 또는 Se의 어느 것을 포함하고, 보다 바람직하게는 N, O, S 또는 Si의 어느 것을 포함한다. 또한, 형성되는 환은 비축합의 5원환, 비축합의 6원환, 혹은 5원환 또는 6원환으로 구성되는 축합환이 바람직하다.

환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴렌기의 예로서는, 피리딘환, 피라진환, 피리미딘환, 피페리딘환, 트리아진환, 피롤환, 이미다졸환, 피라졸환, 트리아졸환, 인돌환, 이소인돌환, 벤즈이미다졸환, 푸란환, 벤조푸란환, 이소벤조푸란환, 디벤조푸란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 실롤환, 벤조실롤환, 디벤조실롤환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 퀴녹살린환, 페난트리딘환, 페난트롤린환, 아크리딘환, 페나진환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페녹사티인환, 피리딘환, 피라진환, 피리미딘환, 피리다진환, 트리아진환, 아크리딘환, 옥사졸환, 옥사디아졸환, 벤조옥사졸환, 티아졸환, 티아디아졸환, 벤조티아졸환, 벤조디푸란환, 티에노티오펜환, 벤조디티오펜환, 사이크라진환, 퀸돌린환, 디페니진환, 퀴닌돌린환, 트리페노디티아진환, 트리페노디옥사진환, 페난트라진환, 안트라진환, 페리미진환, 나프토푸란환, 나프토티오펜환, 벤조디티오펜환, 나프토디푸란환, 나프토디티오펜환, 안트라푸란환, 안트라디푸란환, 안트라티오펜환, 안트라디티오펜환, 티안트렌환, 페녹사티인환, 나프토티오펜환, 카르바졸환, 카르볼린환, 디아자카르바졸환(카르바졸환을 구성하는 탄소 원자가 임의의 2개 이상이 질소 원자로 치환된 것을 나타냄), 아자디벤조푸란환(디벤조푸란환을 구성하는 탄소 원자의 임의의 하나 이상이 질소 원자로 치환된 것을 나타냄), 아자디벤조티오펜환(디벤조티오펜환을 구성하는 탄소 원자의 임의의 하나 이상이 질소 원자로 치환된 것을 나타냄), 인돌로카르바졸환, 인데노인돌환 등으로부터 수소 원자를 2개 제외한 것에 의해 유도되는 2가의 기를 들 수 있다.

더 바람직한 헤테로아릴렌기로서는, 피리딘환, 피라진환, 피리미딘환, 피페리딘환, 트리아진환, 디벤조푸란환, 디벤조티오펜환, 카르바졸환, 카르볼린환, 디아자카르바졸환 등으로부터 수소 원자를 2개 제외한 것에 의해 유도되는 2가의 기를 들 수 있다.

상기 알킬렌기, 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기는 본 발명의 화합물의 기능을 저해하지 않는 범위에서 각각 더 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는, 전술한 R', Ar₁ 또는 Ar₂로 나타낸 치환기와 마찬가지이다.

L₁ 및 L₂는, 더욱 바람직하게는 단결합, 페닐렌기, 헤테로아릴렌기, 또는 탄소수 2 이하의 알킬렌기이다.

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 시아노기, 할로겐 원자, 또는 비치환 혹은 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로부터 선택되는 구조를 치환기로서 갖는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타낸다.

R₁ 또는 R₂로 표현되는 탄소수 1 내지 12의 알킬기는 본 발명의 화합물의 기능을 저해하지 않는 범위라면, 직쇄형이어도 되고 분지 구조를 갖고 있어도 되고, 또한 시클로알킬기와 같이 환형 구조여도 된다.

탄소수 1 내지 12의 알킬기로서는, 전술한 R', Ar₁ 또는 Ar₂로 나타낸 탄소수 1 내지 12의 알킬기와 마찬가지이다.

R₁ 또는 R₂로 표현되는 할로겐 원자로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있다.

R₁ 또는 R₂로 표현되는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기로서는, 비축합이어도 되고 축합환이어도 되고, 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기의 구체예로서는, 전술한 R', Ar₁ 또는 Ar₂로 표현되는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기와 동일한 기를 들 수 있다.

R₁ 및 R₂는 치환기로서 존재하지 않거나, 치환기로서 존재하는 경우, 각각, 탄소수 4 이하의 알킬기, 또는 아릴기인 것이 바람직하다.

R₁ 또는 R₂로 표현되는 아릴기는 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로부터 선택되는 구조를 치환기로서 가져도 된다.

일반식 (A-1)에 있어서, A₁ 내지 A₅는 각각 독립적으로, CRc 또는 질소 원자를 나타낸다. 단, A₁ 내지 A₅ 중 하나는 CRc, 또한 해당 Rc가 R₁ 또는 R₂로 표현되는 아릴기와 직접 결합하는 단결합손을 나타낸다.

바람직하게는 A₁ 내지 A₅ 중, 3 내지 5개가 CRc이고, 보다 바람직하게는 일반식 (A-1)로 표현되는 구조가, 피리딘환, 피리미딘환 또는 트리아진환이다.

일반식 (A-2)에 있어서, A₁₁ 내지 A₁₈은 각각 독립적으로, CRc 또는 질소 원자를 나타낸다. 단, A₁₁ 내지 A₁₈ 중 하나는 CRc, 또한 해당 Rc가 R₁ 또는 R₂로 표현되는 아릴기와 직접 결합하는 단결합손을 나타낸다.

바람직하게는 A₁₁ 내지 A₁₈ 중, 6 내지 8개가 CRc이고, 보다 바람직하게는 7개 또는 8개가 CRc이고, 더욱 바람직하게는 A₁₁ 내지 A₁₈이 모두 CRc이다.

Rc는 상기 결합손 외에 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, Rc로 표현되는 치환기는 본 발명의 화합물의 기능을 저해하지 않는 범위라면 특별히 한정은 없고, 또한 본 발명의 효과 발현성의 미세 조정을 위해 적극적으로 사용할 수 있다.

Rc로 표현되는 치환기로서는, 전술한 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서의 Ra 또는 Rb로 나타낸 치환기와 마찬가지이다.

복수의 Rc는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Rc끼리가 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 된다.

바람직하게는, Rc는 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기이다.

일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, R₃은 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기를 나타낸다.

환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기로서는, 전술한 R', Ar₁ 또는 Ar₂로 나타낸 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기와 마찬가지이다.

더 바람직한 아릴기로서는, 본 발명의 화합물의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ 에너지 준위)를 적절하게 유지할 목적으로부터, 페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기를 들 수 있다.

환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기(방향족 복소환기)는 비축합이어도 되고 축합환이어도 되고, 바람직하게는 환을 형성하는 헤테로 원자로서, B, N, O, S, Si, P 또는 Se의 어느 것을 포함하고, 보다 바람직하게는 N, O, S 또는 Si의 어느 것을 포함한다. 또한, 형성되는 환은 비축합의 5원환, 비축합의 6원환, 혹은 5원환 또는 6원환으로 구성되는 축합환이 바람직하다.

환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기의 예로서는, 피리딘환, 피라진환, 피리미딘환, 피페리딘환, 트리아진환, 피롤환, 이미다졸환, 피라졸환, 트리아졸환, 인돌환, 이소인돌환, 벤즈이미다졸환, 푸란환, 벤조푸란환, 이소벤조푸란환, 디벤조푸란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 실롤환, 벤조실롤환, 디벤조실롤환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 퀴녹살린환, 페난트리딘환, 페난트롤린환, 아크리딘환, 페나진환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페녹사티인환, 피리딘환, 피라진환, 피리미딘환, 피리다진환, 트리아진환, 아크리딘환, 옥사졸환, 옥사디아졸환, 벤조옥사졸환, 티아졸환, 티아디아졸환, 벤조티아졸환, 벤조디푸란환, 티에노티오펜환, 벤조디티오펜환, 사이크라딘환, 퀸돌린환, 디페니진환, 퀴닌돌린환, 트리페노디티아진환, 트리페노디옥사진환, 페난트라진환, 안트라진환, 페리미진환, 나프토푸란환, 나프토티오펜환, 벤조디티오펜환, 나프토디푸란환, 나프토디티오펜환, 안트라푸란환, 안트라디푸란환, 안트라티오펜환, 안트라디티오펜환, 티안트렌환, 페녹사티인환, 나프토티오펜환, 카르바졸환, 카르볼린환, 디아자카르바졸환(카르바졸환을 구성하는 탄소 원자가 임의의 2개 이상이 질소 원자로 치환된 것을 나타냄), 아자디벤조푸란환(디벤조푸란환을 구성하는 탄소 원자의 임의의 1개 이상이 질소 원자로 치환된 것을 나타냄), 아자디벤조티오펜환(디벤조티오펜환을 구성하는 탄소 원자의 임의의 1개 이상이 질소 원자로 치환된 것을 나타냄), 인돌로카르바졸환, 인데노인돌환 등으로부터 수소 원자를 하나 제외한 것에 의해 유도되는 기를 들 수 있다.

더 바람직한 헤테로아릴기로서는, 피리딘환, 피라진환, 피리미딘환, 피페리딘환, 트리아진환, 디벤조푸란환, 디벤조티오펜환, 카르바졸환, 카르볼린환, 디아자카르바졸환 등으로부터 수소 원자를 하나 제외한 것에 의해 유도되는 기를 들 수 있다.

상기 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 본 발명의 화합물의 기능을 저해하지 않는 범위에서 각각 더 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는, 전술한 R', Ar₁ 또는 Ar₂로 나타낸 치환기와 마찬가지이다.

일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, n1, na1 및 nb1은 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수를 나타내고, na2는 0 내지 2의 정수를 나타내고, n2, n3, n4 및 nb2는 각각 독립적으로, 0 내지 4의 정수를 나타낸다.

보다 바람직하게는, n1 내지 n4는 1을 나타내고, na1, nb1, na2 및 nb2는 1을 나타낸다.

일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서, L₁ 또는 L₂가 결합하는 X를 포함하는 축합환의 바람직한 결합 위치에 대하여 설명한다. 또한, X를 포함하는 축합환에 있어서의 결합 위치는, 식 (I)로 나타내는 번호와 같다.

일반식 (1)에 있어서, L₁은 바람직하게는, X를 포함하는 축합환의 2위, 3위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고, 보다 바람직하게는 2위 또는 4위이다. L₂는 바람직하게는 5위, 6위 또는 7위의 어느 위치에 결합하고, 보다 바람직하게는 5위 또는 7위이다.

일반식 (2)에 있어서, L₁은 바람직하게는, X를 포함하는 축합환의 2위, 3위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고, 보다 바람직하게는 2위 또는 4위이다. L₂는 바람직하게는 5위, 6위 또는 7위의 어느 위치에 결합하고, 보다 바람직하게는 5위 또는 7위이다.

일반식 (3)에 있어서, L₁은 바람직하게는, X를 포함하는 축합환의 2위, 3위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고, 보다 바람직하게는 2위 또는 4위이다. L₂는 바람직하게는, 2위, 3위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고, 보다 바람직하게는 2위 또는 4위이다.

일반식 (4)에 있어서, L₁은 바람직하게는, X를 포함하는 축합환의 2위, 3위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고, 보다 바람직하게는 2위 또는 4위이다. L₂는 바람직하게는 2위, 3위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고, 보다 바람직하게는 2위 또는 4위이다.

이어서, 일반식 (1) 또는 (3)에 있어서, L₁이 결합하는 카르바졸환의 바람직한 결합 위치에 대하여 설명한다. 또한, 카르바졸환에 있어서의 결합 위치는 식 (II)로 나타내는 번호와 같다.

일반식 (1)에 있어서, L₁은 바람직하게는, 카르바졸환의 2위 또는 3위에 결합하고, 보다 바람직하게는 3위에 결합한다.

일반식 (3)에 있어서, L₁은 바람직하게는, 카르바졸환의 2위 또는 3위에 결합하고, 보다 바람직하게는 3위에 결합한다.

또한, 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서의 L₁ 및 L₂의 결합 위치의 바람직함은, 본 발명의 화합물의 기능 발현의 관점에 더하여, 합성 스텝수, 반응의 용이함, 정제의 용이함, 원료의 비용 등, 보다 저렴하고 안정적으로 화합물을 제공한다는 합성상의 관점도 포함되어 있다.

일반식 (1), (2), (3) 및 (4)로 표현되는 방향족 복소환 유도체는, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (1-1) 내지 (1-4), (2-1) 내지 (2-4), (3-1), (3-2), (4-1) 및 (4-2)로 표현된다.

일반식 (1-1) 내지 (1-4), (2-1) 내지 (2-4), (3-1), (3-2), (4-1) 및 (4-2)에 있어서의, Y₁, Y₂, Y₃, Ar₁, Ar₂, X, Ra, Rb, L₁, L₂, R₁, R₂, R₃, n1 내지 n4, na1, nb1, na2 및 nb2는 전술한 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서의 Y₁, Y₂, Y₃, Ar₁, Ar₂, X, Ra, Rb, L₁, L₂, R₁, R₂, R₃, n1 내지 n4, na1, nb1, na2 및 nb2와 동의이다.

일반식 (1), (2), (3) 및 (4)로 표현되는 구조를 갖는 화합물의 구체예를 하기에 나타내지만, 이것들로 한정되지 않는다. 또한, 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)는 또한 일반식 (A1) 내지 일반식 (P3)을 사용하여 이하에 나타냈다.

일반식 (A1) 내지 일반식 (P3)에 있어서의, Y₁, Y₂, Y₃, Ar₁, Ar₂, X, Ra, Rb, L₁, L₂, R₁, R₂, R₃은 전술한 일반식 (1), (2), (3) 및 (4)에 있어서의 Y₁, Y₂, Y₃, Ar₁, Ar₂, X, Ra, Rb, L₁, L₂, R₁, R₂, R₃과 동의이다.

표 중, L₁, L₂의 란의 「-」는 단결합인 것을 나타내고, RA, Rb, R₁, R₂의 란의 「-」는 치환기가 존재하지 않는 것을 나타낸다. 또한, 표 중의 괄호 내의 수치는 치환기의 결합 위치를 나타낸다. Ar₁, Ar₂의 란의 「-」는 Ar₁, Ar₂가 수소 원자인 것을 나타낸다.

본 발명의 복소환 유도체는 승화 정제 시의 승화의 용이함의 관점에서, 분자량은 800 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 720 이하이다.

본 발명의 화합물은 공지의 합성법, 예를 들어 J. Org. Chem., 42, 1821(1977), J. Am. Chem. Soc., 101, 4992(1977), Chem. Rev., 95, 2457(1995), J. Org. Chem., 53, 918(1988) 등에 기재된 탄소-탄소 결합을 형성하는 Pd를 사용한 크로스 커플링 반응 Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 2046 등에 기재된 Pd를 사용한 탄소-질소 결합을 형성하는 크로스 커플링 반응, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 5400에 기재된 Cu를 사용한 탄소-질소 결합 형성 반응을 사용함으로써 합성할 수 있다.

이하에 구체적인 합성예로서 예시 화합물 619의 합성을 나타낸다.

(중간체 1의 합성)

질소 분위기 하에서, 디벤조푸란 33.6g(200㎜ol)을 THF 700ml에 용해하고, -70℃ 이하에서 n-부틸리튬(1.6mol/l 헥산 용액)을 350ml 가했다. 첨가 종료 후, -70℃ 이하에서 1시간 교반한 후, 반응액을 0℃까지 승온시키고, 1시간 교반한 후, 다시 -70℃ 이하까지 냉각하고, 1,2-디브로모에탄 45g(300㎜ol)을 적하했다. 적하 종료 후, 실온에서 12시간 교반한 후, 반응액에 물을 가하고, 아세트산에틸로 추출했다. 유기층을 수세하고, 용매를 감압 하에서 제거하여 얻어지는 잔류물을 헥산으로 재결정하여, 중간체 1을 37.1g 얻었다. 수율은 75％였다. NMR, 매스스펙트럼으로 구조를 확인했다.

(중간체 2의 합성)

질소 분위기 하에서 24.7g의 중간체 1(100㎜ol)을 200ml의 N,N-디메틸아세트아미드에 용해하고, 카르바졸 17.6g(105㎜ol), 구리 분말 14.3g(150㎜ol), 탄산칼륨 27.6g(200㎜ol)을 가하여 170℃에서 12시간 교반했다. 반응액을 냉각한 후, 물 500ml에 두고, 석출하는 고체를 여과 취출했다. 여과 취출한 고체를 아세트산에틸에 용해하고, 불용물을 여과하여 제거한 후, 용매를 감압 하에서 제거하여 얻어지는 고체를 메탄올로 재결정하여, 33.3g의 중간체 2를 얻었다. 수율은 80％였다. NMR, 매스스펙트럼으로 구조를 확인했다.

(예시 화합물 619의 합성)

질소 분위기 하에서, 16.7g의 중간체 2(50㎜ol)를 THF 300ml에 용해하고, -70℃ 이하에서 n-부틸리튬(1.6mol/l 헥산 용액)을 90ml 가했다. 첨가 종료 후, -70℃ 이하에서 1시간 교반한 후, 반응액을 0℃까지 승온시키고, 1시간 교반한 후, 다시 -70℃ 이하까지 냉각하고, 1-클로로-3,5-디페닐트리아진 14.7g(55㎜ol)을 THF 80ml에 용해한 용액을 가했다. 첨가 종료 후, 적하 종료 후, 실온에서 6시간 교반한 후, 반응액에 물을 가하고, 석출되는 고체를 여과 취출하고, 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제한 후, 메탄올로 재결정하고, 다시 아세토니트릴로 재결정함으로써 25.4g의 예시 화합물 619를 얻었다. 수율은 90％였다. NMR, 매스스펙트럼으로 구조를 확인했다.

그 밖의 본 발명의 화합물도 동일한 방법으로 합성할 수 있다.

《유기 EL 소자의 구성층》

본 발명의 유기 EL 소자에 있어서의 대표적인 소자 구성으로서는, 이하의 구성을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

(1) 양극/발광층/음극

(2) 양극/발광층/전자 수송층/음극

(3) 양극/정공 수송층/발광층/음극

(4) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극

(5) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극

(6) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극

(7) 양극/정공 주입층/정공 수송층/(전자 저지층/)발광층/(정공 저지층/)전자 수송층/전자 주입층/음극

상기 중에서 (7)의 구성이 바람직하게 사용되지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 관한 발광층은 단층 또는 복수층으로 구성되어 있고, 발광층이 복수인 경우는 각 발광층 사이에 비발광성의 중간층을 형성해도 된다.

필요에 따라, 발광층과 음극 사이에 정공 저지층(정공 장벽층이라고도 함)이나 전자 주입층(음극 버퍼층이라고도 함)을 형성해도 되고, 또한 발광층과 양극 사이에 전자 저지층(전자 장벽층이라고도 함)이나 정공 주입층(양극 버퍼층이라고도 함)을 설치해도 된다.

본 발명에 관한 전자 수송층이란, 전자를 수송하는 기능을 갖는 층이고, 넓은 의미에서 전자 주입층, 정공 저지층도 전자 수송층에 포함된다. 또한, 복수층으로 구성되어 있어도 된다.

본 발명에 관한 정공 수송층이란, 정공을 수송하는 기능을 갖는 층이고, 넓은 의미에서 정공 주입층, 전자 저지층도 정공 수송층에 포함된다. 또한, 복수층으로 구성되어 있어도 된다.

상기 대표적인 소자 구성에 있어서, 양극과 음극을 제외한 층을 「유기층」이라고도 한다.

(탠덤 구조)

또한, 본 발명의 유기 EL 소자는 적어도 1층의 발광층을 포함하는 발광 유닛을 복수 적층한, 소위 탠덤 구조의 소자여도 된다.

탠덤 구조의 대표적인 소자 구성으로서는, 예를 들어 이하의 구성을 들 수 있다.

양극/제1 발광 유닛/제2 발광 유닛/제3 발광 유닛/음극

양극/제1 발광 유닛/중간층/제2 발광 유닛/중간층/제3 발광 유닛/음극

여기서, 상기 제1 발광 유닛, 제2 발광 유닛 및 제3 발광 유닛은 모두 동일해도 되고, 달라도 된다. 또한 2개의 발광 유닛이 동일하고, 남은 하나가 달라도 된다.

또한, 제3 발광 유닛은 없어도 되고, 한편으로 제3 발광 유닛과 전극 사이에 발광 유닛이나 중간층을 더 설치해도 된다.

복수의 발광 유닛은 직접 적층되어 있어도 되고, 중간층을 통해 적층되어 있어도 되고, 중간층은, 일반적으로 중간 전극, 중간 도전층, 전하 발생층, 전자 인발층, 접속층, 중간 절연층이라고도 불리고, 양극측의 인접층에 전자를, 음극측의 인접층에 정공을 공급하는 기능을 가진 층이라면, 공지의 재료 및 구성을 사용할 수 있다.

중간층에 사용되는 재료로서는, 예를 들어 ITO(인듐ㆍ주석 산화물), IZO(인듐ㆍ아연 산화물), ZnO₂, TiN, ZrN, HfN, TiOx, VOx, CuI, InN, GaN, CuAlO₂, CuGaO₂, SrCu₂O₂, LaB₆, RuO₂, Al 등의 도전성 무기 화합물층이나, Au/Bi₂O₃ 등의 2층 막이나, SnO₂/Ag/SnO₂, ZnO/Ag/ZnO, Bi₂O₃/Au/Bi₂O₃, TiO₂/TiN/TiO₂, TiO₂/ZrN/TiO₂ 등의 다층막, 또한 C₆₀ 등의 풀러렌류, 올리고티오펜 등의 도전성 유기물층, 금속 프탈로시아닌류, 무금속 프탈로시아닌류, 금속 포르피린류, 무금속 포르피린류 등의 도전성 유기 화합물층 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.

발광 유닛 내의 바람직한 구성으로서는, 예를 들어 상기 대표적인 소자 구성으로 예로 든 (1) 내지 (7)의 구성으로부터, 양극과 음극을 제외한 것 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.

탠덤형 유기 EL 소자의 구체예로서는, 예를 들어 미국 특허 제6337492호, 미국 특허 제7420203호, 미국 특허 제7473923호, 미국 특허 제6872472호, 미국 특허 제6107734호, 미국 특허 제6337492호, 국제 공개 제2005/009087호, 일본 특허 공개 제2006-228712호 공보, 일본 특허 공개 제2006-24791호 공보, 일본 특허 공개 제2006-49393호 공보, 일본 특허 공개 제2006-49394호 공보, 일본 특허 공개 제2006-49396호 공보, 일본 특허 공개 제2011-96679호 공보, 일본 특허 공개 제2005-340187호 공보, 일본 특허 제4711424호, 일본 특허 제3496681호, 일본 특허 제3884564호, 일본 특허 제4213169호, 일본 특허 공개 제2010-192719호 공보, 일본 특허 공개 제2009-076929호 공보, 일본 특허 공개 제2008-078414호 공보, 일본 특허 공개 제2007-059848호 공보, 일본 특허 공개 제2003-272860호 공보, 일본 특허 공개 제2003-045676호 공보, 국제 공개 제2005/094130호 등에 기재된 소자 구성이나 구성 재료 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는 각 층에 대하여 설명한다.

《발광층》

본 발명에 관한 발광층은 전극 또는 인접층으로부터 주입되어 오는 전자 및 정공이 재결합하고, 여기자를 경유하여 발광하는 장소를 제공하는 층이고, 발광하는 부분은 발광층의 층 내여도 되고, 발광층과 인접층의 계면이어도 된다. 본 발명에 관한 발광층은 본 발명에서 규정하는 요건을 만족시키고 있으면, 그 구성에 특별히 제한은 없다.

발광층의 층 두께의 총합은 특별히 제한은 없지만, 형성하는 막의 균질성이나, 발광 시에 불필요한 고전압을 인가하는 것을 방지하고, 또한 구동 전류에 대한 발광색의 안정성 향상의 관점에서, 2㎚ 내지 5㎛의 범위로 조정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 500㎚의 범위로 조정되고, 더욱 바람직하게는 5 내지 200㎚의 범위로 조정된다.

또한, 본 발명의 개개의 발광층의 층 두께로서는, 2㎚ 내지 1㎛의 범위로 조정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 200㎚의 범위로 조정되고, 더욱 바람직하게는 3 내지 150㎚의 범위로 조정된다.

본 발명의 발광층에는 발광 도펀트(간단히 도펀트라고도 함)와, 호스트 화합물(발광 호스트, 간단히 호스트라고도 함)을 함유하는 것이 바람직하다.

(1) 발광 도펀트

본 발명에 관한 발광 도펀트에 대하여 설명한다.

발광 도펀트로서는, 형광 발광성 도펀트(형광 도펀트, 형광성 화합물이라고도 함)와, 인광 발광성 도펀트(인광 도펀트, 인광성 화합물이라고도 함)가 바람직하게 사용된다. 본 발명에 있어서는, 적어도 1층의 발광층이 인광 발광 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다.

발광층 중의 발광 도펀트의 농도에 대해서는, 사용되는 특정한 도펀트 및 디바이스의 필요 조건에 기초하여, 임의로 결정할 수 있고, 발광층의 층 두께 방향에 대하여, 균일한 농도로 함유되어 있어도 되고, 또한 임의의 농도 분포를 갖고 있어도 된다.

또한, 본 발명에 관한 발광 도펀트는 복수종을 병용하여 사용해도 되고, 구조가 다른 도펀트끼리의 조합이나, 형광 발광성 도펀트와 인광 발광성 도펀트를 조합하여 사용해도 된다. 이에 의해, 임의의 발광색을 얻을 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자나 본 발명에 관한 화합물의 발광하는 색은 「신편 색채 과학 핸드북」(일본 색채 학회편, 동경 대학 출판회, 1985)의 108페이지의 도 4. 16에 있어서, 분광 방사 휘도계 CS-1000(코니카 미놀타(주)제)으로 측정한 결과를 CIE 색도 좌표에 적용시켰을 때의 색으로 결정된다.

본 발명에 있어서는, 1층 또는 복수층의 발광층이, 발광색이 다른 복수의 발광 도펀트를 함유하고, 백색 발광을 나타내는 것도 바람직하다.

백색을 나타내는 발광 도펀트의 조합에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 청색과 주황색이나, 청색과 녹색과 적색의 조합 등을 들 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 있어서의 백색이란, 특별히 한정은 없고, 주황색 부근의 백색이어도 되고 청색 부근의 백색이어도 되지만, 2도 시야각 정면 휘도를 전술한 방법에 의해 측정했을 때에, 1000cd/㎡에서의 CIE1931 표색계에 있어서의 색도가 x＝0.39±0.09, y＝0.38±0.08의 영역 내에 있는 것이 바람직하다.

(1.1) 인광 발광성 도펀트

본 발명에 관한 인광 발광성 도펀트(이하, 「인광 도펀트」라고도 함)에 대하여 설명한다.

본 발명에 관한 인광 도펀트는 여기 삼중항으로부터의 발광이 관측되는 화합물이고, 구체적으로는, 실온(25℃)에서 인광 발광하는 화합물이고, 인광 양자 수율이 25℃에 있어서 0.01 이상인 화합물이라고 정의되지만, 바람직한 인광 양자 수율은 0.1 이상이다.

상기 인광 양자 수율은 제4판 실험 화학 강좌 7의 분광 II의 398페이지(1992년판, 마루젠)에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. 용액 중에서의 인광 양자 수율은 다양한 용매를 사용하여 측정할 수 있지만, 본 발명에 관한 인광 도펀트는 임의의 용매 중 어느 것에 있어서 상기 인광 양자 수율(0.01 이상)이 달성되면 된다.

인광 도펀트의 발광은 원리적으로는 2종 들 수 있고, 하나는 캐리어가 수송되는 호스트 화합물 상에서 캐리어의 재결합이 일어나 호스트 화합물의 여기 상태가 생성되고, 이 에너지를 인광 도펀트로 이동시킴으로써 인광 도펀트로부터의 발광을 얻는다는 에너지 이동형이다. 또 하나는 인광 도펀트가 캐리어 트랩이 되고, 인광 도펀트상에서 캐리어의 재결합이 일어나 인광 도펀트로부터의 발광이 얻어진다는 캐리어 트랩형이다. 어느 경우에 있어서도, 인광 도펀트의 여기 상태의 에너지는 호스트 화합물의 여기 상태의 에너지보다도 낮은 것이 조건이다.

본 발명에 있어서 사용할 수 있는 인광 도펀트로서는, 유기 EL 소자의 발광층에 사용되는 공지의 것 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에 사용할 수 있는 공지의 인광 도펀트의 구체예로서는, 이하의 문헌에 기재되어 있는 화합물 등을 들 수 있다.

Nature 395, 151(1998), Appl. Phys. Lett. 78, 1622(2001), Adv. Mater. 19, 739(2007), Chem. Mater. 17, 3532(2005), Adv. Mater. 17, 1059(2005), 국제 공개 제2009/100991호, 국제 공개 제2008/101842호, 국제 공개 제2003/040257호, 미국 특허 공개 제2006835469호, 미국 특허 공개 제20060202194호, 미국 특허 공개 제20070087321호, 미국 특허 공개 제20050244673호, Inorg. Chem. 40, 1704(2001), Chem. Mater. 16, 2480(2004), Adv. Mater. 16, 2003(2004), Angew. Chem. lnt. Ed. 2006, 45, 7800, Appl. Phys. Lett. 86, 153505(2005), Chem. Lett. 34, 592(2005), Chem. Co㎜un. 2906(2005), Inorg. Chem. 42, 1248(2003), 국제 공개 제2009/050290호, 국제 공개 제2002/015645호, 국제 공개 제2009/000673호, 미국 특허 공개 제20020034656호, 미국 특허 제7332232호, 미국 특허 공개 제20090108737호, 미국 특허 공개 제20090039776호, 미국 특허 제6921915호, 미국 특허 제6687266호, 미국 특허 공개 제20070190359호, 미국 특허 공개 제20060008670호, 미국 특허 공개 제20090165846호, 미국 특허 공개 제20080015355호, 미국 특허 제7250226호, 미국 특허 제7396598호, 미국 특허 공개 제20060263635호, 미국 특허 공개 제20030138657호, 미국 특허 공개 제20030152802호, 미국 특허 제7090928호, Angew. Chem. lnt. Ed. 47, 1(2008), Chem. Mater. 18, 5119(2006), Inorg. Chem. 46, 4308(2007), Organometallics 23, 3745(2004), Appl. Phys. Lett. 74, 1361(1999), 국제 공개 제2002/002714호, 국제 공개 제2006/009024호, 국제 공개 제2006/056418호, 국제 공개 제2005/019373호, 국제 공개 제2005/123873호, 국제 공개 제2005/123873호, 국제 공개 제2007/004380호, 국제 공개 제2006/082742호, 미국 특허 공개 제20060251923호, 미국 특허 공개 제20050260441호, 미국 특허 제7393599호, 미국 특허 제7534505호, 미국 특허 제7445855호, 미국 특허 공개 제20070190359호, 미국 특허 공개 제20080297033호, 미국 특허 제7338722호, 미국 특허 공개 제20020134984호, 미국 특허 제7279704호, 미국 특허 공개 제 2006098120호, 미국 특허 공개 제2006103874호, 국제 공개 제2005/076380호, 국제 공개 제2010/032663호, 국제 공개 제2008/140115호, 국제 공개 제2007/052431호, 국제 공개 제2011/134013호, 국제 공개 제2011/157339호, 국제 공개 제2010/086089호, 국제 공개 제2009/113646호, 국제 공개 제2012/020327호, 국제 공개 제2011/051404호, 국제 공개 제2011/004639호, 국제 공개 제2011/073149호, 미국 특허 공개 제2012228583호, 미국 특허 공개 제2012212126호, 일본 특허 공개 제2012-069737호 공보, 일본 특허 공개 제2012-195554호 공보, 일본 특허 공개 제2009-114086호 공보, 일본 특허 공개 제2003-81988호 공보, 일본 특허 공개 제2002-302671호 공보, 일본 특허 공개 제2002-363552호 공보 등이다.

그 중에서도, 바람직한 인광 도펀트로서는 Ir을 중심 금속에 갖는 유기 금속 착체를 들 수 있다. 더욱 바람직하게는, 금속-탄소 결합, 금속-질소 결합, 금속-산소 결합, 금속-황 결합 중 적어도 하나의 배위 양식을 포함하는 착체가 바람직하다.

(1.2) 형광 발광성 도펀트

본 발명에 관한 형광 발광성 도펀트(이하, 「형광 도펀트」라고도 함)에 대하여 설명한다.

본 발명에 관한 형광 도펀트는 여기 일중항으로부터의 발광이 가능한 화합물이고, 여기 일중항으로부터의 발광이 관측되는 한 특별히 한정되지 않는다.

본 발명에 관한 형광 도펀트로서는, 예를 들어 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 크리센 유도체, 플루오란텐 유도체, 페릴렌 유도체, 플루오렌 유도체, 아릴아세틸렌 유도체, 스티릴아릴렌 유도체, 스티릴아민 유도체, 아릴아민 유도체, 붕소 착체, 쿠마린 유도체, 피란 유도체, 시아닌 유도체, 크로코늄 유도체, 스쿠아릴륨 유도체, 옥소벤즈안트라센 유도체, 플루오레세인 유도체, 로다민 유도체, 피릴륨 유도체, 페릴렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 또는 희토류 착체계 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 근년에는 지연 형광을 이용한 발광 도펀트도 개발되고 있고, 이것들을 사용해도 된다.

지연 형광을 이용한 발광 도펀트의 구체예로서는, 예를 들어 국제 공개 제2011/156793호, 일본 특허 공개 제2011-213643호 공보, 일본 특허 공개 제2010-93181호 공보 등에 기재된 화합물을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.

(2) 호스트 화합물

본 발명에 관한 호스트 화합물은 발광층에 있어서 주로 전하의 주입 및 수송을 담당하는 화합물이고, 유기 EL 소자에 있어서 그 자체의 발광은 실질적으로 관측되지 않는다.

바람직하게는 실온(25℃)에 있어서 인광 발광의 인광 양자 수율이 0.1 미만인 화합물이고, 더욱 바람직하게는 인광 양자 수율이 0.01 미만인 화합물이다. 또한, 발광층에 함유되는 화합물 내에서, 그 층 중에서의 질량비가 20％ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 호스트 화합물의 여기 상태의 에너지는 동일층 내에 함유되는 발광 도펀트의 여기 상태의 에너지보다도 높은 것이 바람직하다.

호스트 화합물은 단독으로 사용해도 되고, 또는 복수종 병용하여 사용해도 된다. 호스트 화합물을 복수종 사용함으로써 전하의 이동을 조정하는 것이 가능하고, 유기 EL 소자를 고효율화할 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 호스트 화합물로서는, 특별히 제한은 없고, 종래 유기 EL 소자에서 사용되는 화합물을 사용할 수 있다. 저분자 화합물이어도 되고 반복 단위를 갖는 고분자 화합물이어도 되고, 또한 비닐기나 에폭시기와 같은 반응성기를 갖는 화합물이어도 된다.

공지의 호스트 화합물로서는, 정공 수송능 또는 전자 수송능을 가지면서, 또한 발광의 장파장화를 방지하고, 또한 유기 EL 소자를 고온 구동 시나 소자 구동 중의 발열에 대하여 안정적으로 동작시키는 관점에서, 높은 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 Tg가 90℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이다.

여기서, 유리 전이점(Tg)이란, DSC(Differential Scanning Colorimetry: 시차 주사 열량법)를 사용하여, JIS-K-7121에 준거한 방법에 의해 구해지는 값이다.

본 발명의 유기 EL 소자에 사용되는, 공지의 호스트 화합물의 구체예로서는, 이하의 문헌에 기재된 화합물 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.

일본 특허 공개 제2001-257076호 공보, 일본 특허 공개 제2002-308855호 공보, 일본 특허 공개 제2001-313179호 공보, 일본 특허 공개 제2002-319491호 공보, 일본 특허 공개 제2001-357977호 공보, 일본 특허 공개 제2002-334786호 공보, 일본 특허 공개 제2002-8860호 공보, 일본 특허 공개 제2002-334787호 공보, 일본 특허 공개 제2002-15871호 공보, 일본 특허 공개 제2002-334788호 공보, 일본 특허 공개 제2002-43056호 공보, 일본 특허 공개 제2002-334789호 공보, 일본 특허 공개 제2002-75645호 공보, 일본 특허 공개 제2002-338579호 공보, 일본 특허 공개 제2002-105445호 공보, 일본 특허 공개 제2002-343568호 공보, 일본 특허 공개 제2002-141173호 공보, 일본 특허 공개 제2002-352957호 공보, 일본 특허 공개 제2002-203683호 공보, 일본 특허 공개 제2002-363227호 공보, 일본 특허 공개 제2002-231453호 공보, 일본 특허 공개 제2003-3165호 공보, 일본 특허 공개 제2002-234888호 공보, 일본 특허 공개 제2003-27048호 공보, 일본 특허 공개 제2002-255934호 공보, 일본 특허 공개 제2002-260861호 공보, 일본 특허 공개 제2002-280183호 공보, 일본 특허 공개 제2002-299060호 공보, 일본 특허 공개 제2002-302516호 공보, 일본 특허 공개 제2002-305083호 공보, 일본 특허 공개 제2002-305084호 공보, 일본 특허 공개 제2002-308837호 공보, 미국 특허 공개 제20030175553호, 미국 특허 공개 제20060280965호, 미국 특허 공개 제20050112407호, 미국 특허 공개 제20090017330호, 미국 특허 공개 제20090030202호, 미국 특허 공개 제20050238919호, 국제 공개 제2001039234호, 국제 공개 제2009/021126호, 국제 공개 제2008/056746호, 국제 공개 제2004/093207호, 국제 공개 제2005/089025호, 국제 공개 제2007/063796호, 국제 공개 제2007/063754호, 국제 공개 제2004/107822호, 국제 공개 제2005/030900호, 국제 공개 제2006/114966호, 국제 공개 제2009/086028호, 국제 공개 제2009/003898호, 국제 공개 제2012/023947호, 일본 특허 공개 제2008-074939호 공보, 일본 특허 공개 제2007-254297호 공보, EP2034538 이다.

《전자 수송층》

본 발명에 있어서 전자 수송층이란, 전자를 수송하는 기능을 갖는 재료를 포함하고, 음극으로부터 주입된 전자를 발광층에 전달하는 기능을 갖고 있으면 된다.

본 발명에 관한 전자 수송층의 총층 두께에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 통상은 2㎚ 내지 5㎛의 범위이고, 보다 바람직하게는 2 내지 500㎚이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 200㎚이다.

또한, 유기 EL 소자에 있어서는 발광층에서 발생한 광을 전극으로부터 취출할 때, 발광층으로부터 직접 취출되는 광과, 광을 취출하는 전극과 대향 전극에 위치하는 전극에 의해 반사되고 나서 취출되는 광이 간섭을 일으키는 것이 알려져 있다. 광이 음극에서 반사되는 경우는, 전자 수송층의 총층 두께를 5㎚ 내지 1㎛ 사이에서 적절히 조정함으로써, 이 간섭 효과를 효율적으로 이용하는 것이 가능하다.

한편, 전자 수송층의 층 두께를 두껍게 하면 전압이 상승하기 쉬워지기 때문에, 특히 층 두께가 두꺼운 경우에 있어서는, 전자 수송층의 전자 이동도는 10^-5㎠/Vs 이상인 것이 바람직하다.

전자 수송층에 사용되는 재료(이하, 전자 수송 재료라고 함)로서는, 전자의 주입성, 또는 수송성, 정공의 장벽성의 어느 것을 갖고 있으면 되고, 종래 공지의 화합물 중에서 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있다.

예를 들어, 질소 함유 방향족 복소환 유도체(카르바졸 유도체, 아자카르바졸 유도체(카르바졸환을 구성하는 탄소 원자의 하나 이상이 질소 원자로 치환된 것), 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 피라진 유도체, 피리다진 유도체, 트리아진 유도체, 퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체, 아자트리페닐렌 유도체, 옥사졸 유도체, 티아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 벤즈옥사졸 유도체, 벤즈티아졸 유도체 등), 디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체, 실롤 유도체, 방향족 탄화수소환 유도체(나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 트리페닐렌 등) 등을 들 수 있다.

또한, 배위자에 퀴놀리놀 골격이나 디벤조퀴놀리놀 골격을 갖는 금속 착체, 예를 들어 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄(Alq), 트리스(5,7-디클로로-8-퀴놀리놀)알루미늄, 트리스(5,7-디브로모-8-퀴놀리놀)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-퀴놀리놀)알루미늄, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리놀)알루미늄, 비스(8-퀴놀리놀)아연(Znq) 등, 및 이들 금속 착체의 중심 금속이 In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga 또는 Pb로 치환된 금속 착체도, 전자 수송 재료로서 사용할 수 있다.

그 밖에, 메탈프리 혹은 메탈프탈로시아닌, 또는 그것들의 말단이 알킬기나 술폰산기 등으로 치환되어 있는 것도, 전자 수송 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 발광층의 재료로서 예시한 디스티릴피라진 유도체도, 전자 수송 재료로서 사용할 수 있고, 정공 주입층, 정공 수송층과 마찬가지로 n형-Si, n형-SiC 등의 무기 반도체도 전자 수송 재료로서 사용할 수 있다.

또한, 이들 재료를 고분자쇄에 도입하였거나, 또는 이들 재료를 고분자의 주쇄로 한 고분자 재료를 사용할 수도 있다.

본 발명에 관한 전자 수송층에 있어서는, 전자 수송층에 도프재를 게스트 재료로서 도프하고, n성이 높은(전자 리치) 전자 수송층을 형성해도 된다. 도프재로서는, 금속 착체나 할로겐화 금속 등 금속 화합물 등의 n형 도펀트를 들 수 있다. 이와 같은 구성의 전자 수송층의 구체예로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 평4-297076호 공보, 일본 특허 공개 평10-270172호 공보, 일본 특허 공개 제2000-196140호 공보, 일본 특허 공개 제2001-102175호 공보, J. Appl. Phys., 95, 5773(2004) 등의 문헌에 기재된 것을 들 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 사용되는, 공지의 바람직한 전자 수송 재료의 구체예로서는, 이하의 문헌에 기재된 화합물 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.

미국 특허 제6528187호, 미국 특허 제7230107호, 미국 특허 공개 제20050025993호, 미국 특허 공개 제20040036077호, 미국 특허 공개 제20090115316호, 미국 특허 공개 제20090101870호, 미국 특허 공개 제20090179554호, 국제 공개 제2003/060956호, 국제 공개 제2008/132085호, Appl. Phys. Lett. 75, 4(1999), Appl. Phys. Lett. 79, 449(2001), Appl. Phys. Lett. 81, 162(2002), Appl. Phys. Lett. 81, 162(2002), Appl. Phys. Lett. 79, 156(2001), 미국 특허 제7964293호, 미국 특허 공개 제2009030202호, 국제 공개 제2004/080975호, 국제 공개 제2004/063159호, 국제 공개 제2005/085387호, 국제 공개 제2006/067931호, 국제 공개 제2007/086552호, 국제 공개 제2008/114690호, 국제 공개 제2009/069442호, 국제 공개 제2009/066779호, 국제 공개 제2009/054253호, 국제 공개 제2011/086935호, 국제 공개 제2010/150593호, 국제 공개 제2010/047707호, EP2311826호, 일본 특허 공개 제2010-251675호 공보, 일본 특허 공개 제2009-209133호 공보, 일본 특허 공개 제2009-124114호 공보, 일본 특허 공개 제2008-277810호 공보, 일본 특허 공개 제2006-156445호 공보, 일본 특허 공개 제2005-340122호 공보, 일본 특허 공개 제2003-45662호 공보, 일본 특허 공개 제2003-31367호 공보, 일본 특허 공개 제2003-282270호 공보, 국제 공개 제2012/115034호 등이다.

본 발명에 있어서의 더 바람직한 전자 수송 재료로서는, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 피라진 유도체, 트리아진 유도체, 디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체, 카르바졸 유도체, 아자카르바졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체를 들 수 있다.

전자 수송 재료는 단독으로 사용해도 되고, 또한 복수종을 병용하여 사용해도 된다.

《정공 저지층》

정공 저지층이란 넓은 의미에서는 전자 수송층의 기능을 갖는 층이고, 바람직하게는 전자를 수송하는 기능을 가지면서 정공을 수송하는 능력이 작은 재료를 포함하고, 전자를 수송하면서 정공을 저지함으로써 전자와 정공의 재결합 확률을 향상시킬 수 있다.

또한, 전술하는 전자 수송층의 구성을 필요에 따라, 본 발명에 관한 정공 저지층으로서 사용할 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 설치하는 정공 저지층은 발광층의 음극측에 인접하여 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 정공 저지층의 층 두께로서는, 바람직하게는 3 내지 100㎚의 범위이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 30㎚의 범위이다.

정공 저지층에 사용되는 재료로서는, 전술한 전자 수송층에 사용되는 재료가 바람직하게 사용되고, 또한 전술한 호스트 화합물로서 사용되는 재료도 정공 저지층에 바람직하게 사용된다.

《전자 주입층》

본 발명에 관한 전자 주입층(「음극 버퍼층」이라고도 함)이란, 구동 전압 저하나 발광 휘도 향상을 위해 음극과 발광층 사이에 설치되는 층이고, 「유기 EL 소자와 그 공업화 최전선(1998년 11월 30일 NTS사 발행)」의 제2편 제2장 「전극 재료」(123 내지 166페이지)에 상세하게 기재되어 있다.

본 발명에 있어서 전자 주입층은 필요에 따라 설치하고, 상기와 같이 음극과 발광층 사이, 또는 음극과 전자 수송층 사이에 존재시켜도 된다.

전자 주입층은 매우 얇은 막인 것이 바람직하고, 소재에 따라 다르지만 그 층 두께는 0.1 내지 5㎚의 범위가 바람직하다. 또한 구성 재료가 단속적으로 존재하는 불균일한 막이어도 된다.

전자 주입층은 일본 특허 공개 평6-325871호 공보, 일본 특허 공개 평9-17574호 공보, 일본 특허 공개 평10-74586호 공보 등에도 그 상세가 기재되어 있고, 전자 주입층에 바람직하게 사용되는 재료의 구체예로서는, 스트론튬이나 알루미늄 등으로 대표되는 금속, 불화리튬, 불화나트륨, 불화칼륨 등으로 대표되는 알칼리 금속 화합물, 불화마그네슘, 불화칼슘 등으로 대표되는 알칼리 토금속 화합물, 산화알루미늄으로 대표되는 금속 산화물, 리튬8-히드록시퀴놀레이트(Liq) 등으로 대표되는 금속 착체 등을 들 수 있다. 또한, 전술한 전자 수송 재료를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 전자 주입층에 사용되는 재료는 단독으로 사용해도 되고, 복수종을 병용하여 사용해도 된다.

《정공 수송층》

본 발명에 있어서 정공 수송층이란, 정공을 수송하는 기능을 갖는 재료를 포함하고, 양극으로부터 주입된 정공을 발광층에 전달하는 기능을 갖고 있으면 된다.

본 발명에 관한 정공 수송층의 총층 두께에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 통상은 5㎚ 내지 5㎛의 범위이고, 보다 바람직하게는 2 내지 500㎚이고, 더욱 바람직하게는 5㎚ 내지 200㎚이다.

정공 수송층에 사용되는 재료(이하, 정공 수송 재료라고 함)로서는, 정공의 주입성 또는 수송성, 전자의 장벽성의 어느 것을 갖고 있으면 되고, 종래 공지의 화합물 중에서 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있다.

예를 들어, 포르피린 유도체, 프탈로시아닌 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 트릴아릴아민 유도체, 카르바졸 유도체, 인돌로카르바졸 유도체, 이소인돌 유도체, 안트라센이나 나프탈렌 등의 아센계 유도체, 플루오렌 유도체, 플루오레논 유도체 및 폴리비닐카르바졸, 방향족 아민을 주쇄 또는 측쇄에 도입한 고분자 재료 또는 올리고머, 폴리실란, 도전성 중합체 또는 올리고머(예를 들어, PEDOT: PSS, 아닐린계 공중합체, 폴리아닐린, 폴리티오펜 등) 등을 들 수 있다.

트릴아릴아민 유도체로서는, αNPD로 대표되는 벤지딘형이나, MTDATA로 대표되는 스타버스트형, 트릴아릴아민 연결 코어부에 플루오렌이나 안트라센을 갖는 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 일본 특허 공표 제2003-519432호 공보나 일본 특허 공개 제2006-135145호 공보 등에 기재되어 있는 헥사아자트리페닐렌 유도체도 마찬가지로 정공 수송 재료로서 사용할 수 있다.

또한 불순물을 도프한 p성이 높은 정공 수송층을 사용할 수도 있다. 그 예로서는, 일본 특허 공개 평4-297076호 공보, 일본 특허 공개 제2000-196140호 공보, 일본 특허 공개 제2001-102175호 공보의 각 공보, J. Appl. Phys., 95, 5773(2004) 등에 기재된 것을 들 수 있다.

또한, 일본 특허 공개 평11-251067호 공보, J. Huang et. al.저 문헌(Applied Physics Letters 80(2002), p.139)에 기재되어 있는 바와 같은, 소위 p형 정공 수송 재료나 p형-Si, p형-SiC 등의 무기 화합물을 사용할 수도 있다. 또한 Ir(ppy)₃으로 대표되는 중심 금속에 Ir이나 Pt를 갖는 오르토메탈화 유기 금속 착체도 바람직하게 사용된다.

정공 수송 재료로서는, 상기의 것을 사용할 수 있지만, 트릴아릴아민 유도체, 카르바졸 유도체, 인돌로카르바졸 유도체, 아자트리페닐렌 유도체, 유기 금속 착체, 방향족 아민을 주쇄 또는 측쇄에 도입한 고분자 재료 또는 올리고머 등이 바람직하게 사용된다.

본 발명의 유기 EL 소자에 사용되는, 공지의 바람직한 정공 수송 재료의 구체예로서는, 상기에서 예로 든 문헌 외에, 이하의 문헌에 기재된 화합물 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.

예를 들어, Appl. Phys. Lett. 69, 2160(1996), J. Lumin. 72-74, 985(1997), Appl. Phys. Lett. 78, 673(2001), Appl. Phys. Lett. 90, 183503(2007), Appl. Phys. Lett. 90, 183503(2007), Appl. Phys. Lett. 51, 913(1987), Synth. Met. 87, 171(1997), Synth. Met. 91, 209(1997), Synth. Met. 111, 421(2000), SID Symposium Digest, 37, 923(2006), J. Mater. Chem. 3, 319(1993), Adv. Mater. 6, 677(1994), Chem. Mater. 15, 3148(2003), 미국 특허 공개 제20030162053호, 미국 특허 공개 제20020158242호, 미국 특허 공개 제20060240279호, 미국 특허 공개 제20080220265호, 미국 특허 제5061569호, 국제 공개 제2007/002683호, 국제 공개 제2009/018009호, EP650955, 미국 특허 공개 제20080124572호, 미국 특허 공개 제20070278938호, 미국 특허 공개 제20080106190호, 미국 특허 공개 제20080018221호, 국제 공개 제2012/115034호, 일본 특허 공표 제2003-519432호 공보, 일본 특허 공개 제2006-135145호 공보, 미국 특허 출원 번호13/585981호 등이다.

정공 수송 재료는 단독으로 사용해도 되고, 또한 복수종을 병용하여 사용해도 된다.

《전자 저지층》

전자 저지층이란 넓은 의미에서는 정공 수송층의 기능을 갖는 층이고, 바람직하게는 정공을 수송하는 기능을 가지면서 전자를 수송하는 능력이 작은 재료를 포함하고, 정공을 수송하면서 전자를 저지함으로써 전자와 정공의 재결합 확률을 향상시킬 수 있다.

또한, 전술하는 정공 수송층의 구성을 필요에 따라, 본 발명에 관한 전자 저지층으로서 사용할 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 설치하는 전자 저지층은 발광층의 양극측에 인접하여 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 전자 저지층의 층 두께로서는, 바람직하게는 3 내지 100㎚의 범위이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 30㎚의 범위이다.

전자 저지층에 사용되는 재료로서는, 전술한 정공 수송층에 사용되는 재료가 바람직하게 사용되고, 또한 전술한 호스트 화합물로서 사용되는 재료도 전자 저지층에 바람직하게 사용된다.

《정공 주입층》

본 발명에 관한 정공 주입층(「양극 버퍼층」이라고도 함)이란, 구동 전압 저하나 발광 휘도 향상을 위해 양극과 발광층 사이에 설치되는 층이고, 「유기 EL 소자와 그 공업화 최전선(1998년 11월 30일 NTS사 발행)」의 제2편 제2장 「전극 재료」(123 내지 166페이지)에 상세하게 기재되어 있다.

본 발명에 있어서 정공 주입층은 필요에 따라 설치하고, 상기와 같이 양극과 발광층 또는 양극과 정공 수송층 사이에 존재시켜도 된다.

정공 주입층은 일본 특허 공개 평9-45479호 공보, 일본 특허 공개 평9-260062호 공보, 일본 특허 공개 평8-288069호 공보 등에도 그 상세가 기재되어 있고, 정공 주입층에 사용되는 재료로서는, 예를 들어 전술한 정공 수송층에 사용되는 재료 등을 들 수 있다.

그 중에서도 구리 프탈로시아닌으로 대표되는 프탈로시아닌 유도체, 일본 특허 공표 제2003-519432이나 일본 특허 공개 제2006-135145 등에 기재되어 있는 헥사아자트리페닐렌 유도체, 산화바나듐으로 대표되는 금속 산화물, 아몰퍼스카본, 폴리아닐린(에메랄딘)이나 폴리티오펜 등의 도전성 고분자, 트리스(2-페닐피리딘)이리듐 착체 등으로 대표되는 오르토메탈화 착체, 트릴아릴아민 유도체 등이 바람직하다.

전술한 정공 주입층에 사용되는 재료는 단독으로 사용해도 되고, 또한 복수종을 병용하여 사용해도 된다.

《함유물》

전술한 본 발명에 있어서의 유기층은, 또 다른 함유물이 포함되어 있어도 된다.

함유물로서는, 예를 들어 브롬, 요오드 및 염소 등의 할로겐 원소나 할로겐화 화합물, Pd, Ca, Na 등의 알칼리 금속이나 알칼리 토금속, 전이 금속의 화합물이나 착체, 염 등을 들 수 있다.

함유물의 함유량은 임의로 결정할 수 있지만, 함유되는 층의 전체 질량％에 대하여 1000ppm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500ppm 이하이고, 더욱 바람직하게는 50ppm 이하이다.

단, 전자나 정공의 수송성을 향상시킬 목적이나, 여기자의 에너지 이동을 유리하게 하기 위한 목적 등에 따라서는 이 범위 내가 아니다.

《유기층의 형성 방법》

본 발명에 관한 유기층(정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층 등)의 형성 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 관한 유기층의 형성 방법은 특별히 제한은 없고, 종래 공지의, 예를 들어 진공 증착법, 습식법(웨트 프로세스라고도 함) 등에 의한 형성 방법을 사용할 수 있다.

습식법으로서는, 스핀 코트법, 캐스트법, 잉크젯법, 인쇄법, 다이 코트법, 블레이드 코트법, 롤 코트법, 스프레이 코트법, 커튼 코트법, LB법(랭뮤어-블로젯법) 등이 있지만, 균질한 박막이 얻어지기 쉽고, 또한 고생산성의 관점에서, 다이 코트법, 롤 코트법, 잉크젯법, 스프레이 코트법 등의 롤 투 롤 방식 적성이 높은 방법이 바람직하다.

본 발명에 관한 유기 EL 재료를 용해 또는 분산하는 액 매체로서는, 예를 들어 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 아세트산에틸 등의 지방산 에스테르류, 디클로로벤젠 등의 할로겐화탄화수소류, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 시클로헥실벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 시클로헥산, 데칼린, 도데칸 등의 지방족 탄화수소류, DMF, DMSO 등의 유기 용매를 사용할 수 있다.

또한, 분산 방법으로서는, 초음파, 고전단력 분산이나 미디어 분산 등의 분산 방법에 의해 분산할 수 있다.

또한 층마다 다른 제막법을 적용해도 된다. 제막에 증착법을 채용하는 경우, 그 증착 조건은 사용하는 화합물의 종류 등에 따라 다르만, 일반적으로 보트 가열 온도 50 내지 450℃, 진공도 10^-6 내지 10^-2㎩, 증착 속도 0.01 내지 50㎚/초, 기판 온도 -50 내지 300℃, 두께 0.1㎚ 내지 5㎛, 바람직하게는 5 내지 200㎚의 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 유기층의 형성은 1회의 진공화로 일관하여 정공 주입층으로부터 음극까지 제작하는 것이 바람직하지만, 도중에 취출하여 다른 제막법을 실시해도 상관없다. 그때는 작업을 건조 불활성 가스 분위기 하에서 행하는 것이 바람직하다.

《양극》

유기 EL 소자에 있어서의 양극으로서는, 일함수가 큰(4eV 이상, 바람직하게는 4.5eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들 혼합물을 전극 물질로 하는 것이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 전극 물질의 구체예로서는, Au 등의 금속, CuI, 인듐틴옥시드(ITO), SnO₂, ZnO 등의 도전성 투명 재료를 들 수 있다. 또한, IDIXO(In₂O₃-ZnO) 등 비정질로 투명 도전막을 제작 가능한 재료를 사용해도 된다.

양극은 이들 전극 물질을 증착이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 박막을 형성시키고, 포토리소그래피법으로 원하는 형상의 패턴을 형성해도 되고, 또는 패턴 정밀도를 그다지 필요로 하지 않는 경우는(100㎛ 이상 정도), 상기 전극 물질의 증착이나 스퍼터링 시에 원하는 형상의 마스크를 통해 패턴을 형성해도 된다.

또는, 유기 도전성 화합물과 같이 도포 가능한 물질을 사용하는 경우에는, 인쇄 방식, 코팅 방식 등 습식 성막법을 사용할 수도 있다. 이 양극으로부터 발광을 취출하는 경우에는, 투과율을 10％보다 크게 하는 것이 바람직하고, 또한 양극으로서의 시트 저항은 수백Ω/□ 이하가 바람직하다.

양극의 두께는 재료에 따라 다르지만, 통상 10㎚ 내지 1㎛, 바람직하게는 10 내지 200㎚의 범위에서 선택된다.

《음극》

음극으로서는, 일함수가 작은(4eV 이하) 금속(전자 주입성 금속이라고 칭함), 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들 혼합물을 전극 물질로 하는 것이 사용된다. 이와 같은 전극 물질의 구체예로서는, 나트륨, 나트륨-칼륨합금, 마그네슘, 리튬, 마그네슘/구리 혼합물, 마그네슘/은 혼합물, 마그네슘/알루미늄 혼합물, 마그네슘/인듐 혼합물, 알루미늄/산화 알루미늄(Al₂O₃) 혼합물, 인듐, 리튬/알루미늄 혼합물, 알루미늄, 희토류 금속 등을 들 수 있다. 이것들 중에서 전자 주입성 및 산화 등에 대한 내구성의 관점에서, 전자 주입성 금속과 이것보다 일함수의 값이 크고 안정된 금속인 제2 금속의 혼합물, 예를 들어 마그네슘/은 혼합물, 마그네슘/알루미늄 혼합물, 마그네슘/인듐 혼합물, 알루미늄/산화 알루미늄(Al₂O₃) 혼합물, 리튬/알루미늄 혼합물, 알루미늄 등이 적합하다.

음극은 이들 전극 물질을 증착이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 박막을 형성시킴으로써, 제작할 수 있다. 또한, 음극으로서의 시트 저항은 수백Ω/□ 이하가 바람직하고, 두께는 통상 10㎚ 내지 5㎛, 바람직하게는 50 내지 200㎚의 범위에서 선택된다.

또한, 발광한 광을 투과시키기 위해, 유기 EL 소자의 양극 또는 음극의 어느 한쪽이 투명 또는 반투명이면 발광 휘도가 향상되어 바람직하다.

또한, 음극에 상기 금속을 1 내지 20㎚의 두께로 제작한 후에, 양극의 설명에서 예로 든 도전성 투명 재료를 그 위에 제작함으로써, 투명 또는 반투명의 음극을 제작할 수 있고, 이것을 응용함으로써 양극과 음극의 양쪽이 투과성을 갖는 소자를 제작할 수 있다.

《지지 기판》

본 발명의 유기 EL 소자에 사용할 수 있는 지지 기판(이하, 기체, 기판, 기재, 지지체 등이라고도 함)으로서는, 유리, 플라스틱 등의 종류에는 특별히 한정은 없고, 또한 투명해도 되고 불투명해도 된다. 지지 기판측으로부터 광을 취출하는 경우에는, 지지 기판은 투명한 것이 바람직하다. 바람직하게 사용되는 투명한 지지 기판으로서는, 유리, 석영, 투명 수지 필름을 들 수 있다. 특히 바람직한 지지 기판은 유기 EL 소자에 플렉시블성을 부여하는 것이 가능한 수지 필름이다.

수지 필름으로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 셀로판, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리아세테이트(TAC), 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP), 셀룰로오스아세테이트프탈레이트, 셀룰로오스나이트레이트 등의 셀룰로오스에스테르류 또는 그것들의 유도체, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌비닐알코올, 신디오택틱폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 노르보르넨 수지, 폴리메틸펜텐, 폴리에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르술폰(PES), 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰류, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤이미드, 폴리아미드, 불소 수지, 나일론, 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴, 또는 폴리아릴레이트류, 아톤(상품명 JSR사제) 혹은 아펠(상품명 미쓰이 가가쿠사제) 등의 시클로올레핀계 수지 등을 들 수 있다.

수지 필름의 표면에는 무기물, 유기물의 피막 또는 그 양자의 하이브리드 피막이 형성되어 있어도 되고, JIS K 7129-1992에 준거한 방법으로 측정된, 수증기 투과도(25±0.5℃, 상대 습도 90±2％RH)가 0.01g/(㎡ㆍ24h) 이하의 배리어성 필름인 것이 바람직하고, 또한 JIS K 7126-1987에 준거한 방법으로 측정된 산소 투과도가, 10^-3ml/(㎡ㆍ24hㆍatm) 이하, 수증기 투과도가 10^-5g/(㎡ㆍ24h) 이하의 고배리어성 필름인 것이 바람직하다.

배리어막을 형성하는 재료로서는, 수분이나 산소 등 소자의 열화를 초래하지만 침입을 억제하는 기능을 갖는 재료이면 되고, 예를 들어 산화규소, 이산화규소, 질화규소 등을 사용할 수 있다. 또한 해당 막의 취약성을 개량하기 위해, 이것들 무기층과 유기 재료를 포함하는 층의 적층 구조를 갖게 하는 것이 보다 바람직하다. 무기층과 유기층의 적층순에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 양자를 교대로 복수회 적층시키는 것이 바람직하다.

배리어막의 형성 방법에 대해서는 특별히 한정은 없고, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법, 분자선 애피택시법, 클러스터 이온빔법, 이온 플레이팅법, 플라스마 중합법, 대기압 플라스마 중합법, 플라즈마 CVD법, 레이저 CVD법, 열 CVD법, 코팅법 등을 사용할 수 있지만, 일본 특허 공개 제2004-68143호 공보에 기재되어 있는 대기압 플라스마 중합법에 의한 것이 특히 바람직하다.

불투명한 지지 기판으로서는, 예를 들어 알루미늄, 스테인리스 등의 금속판, 필름이나 불투명 수지 기판, 세라믹제의 기판 등을 들 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자의 발광의 실온에 있어서의 외부 취출 양자 효율은 1％ 이상인 것이 바람직하고, 5％ 이상이면 보다 바람직하다.

여기서, 외부 취출 양자 효율(％)＝유기 EL 소자 외부로 발광한 광자 수/유기 EL 소자에 흘린 전자 수×100이다.

또한, 컬러 필터 등의 색상 개량 필터 등을 병용해도, 유기 EL 소자로부터의 발광색을 형광체를 사용하여 다색으로 변환하는 색변환 필터를 병용해도 된다.

《밀봉》

본 발명의 유기 EL 소자의 밀봉에 사용되는 밀봉 수단으로서는, 예를 들어 밀봉 부재와, 전극, 지지 기판을 접착제로 접착하는 방법을 들 수 있다. 밀봉 부재로서는, 유기 EL 소자의 표시 영역을 덮도록 배치되어 있으면 되고, 오목판형이어도 되고, 평판형이어도 된다. 또한, 투명성, 전기 절연성은 특별히 한정되지 않는다.

구체적으로는, 유리판, 중합체판ㆍ필름, 금속판ㆍ필름 등을 들 수 있다. 유리판으로서는, 특히 소다석회 유리, 바륨ㆍ스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨붕규산 유리, 석영 등을 들 수 있다. 또한, 중합체판으로서는, 폴리카르보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술파이드, 폴리술폰 등을 들 수 있다. 금속판으로서는, 스테인리스, 철, 구리, 알루미늄, 마그네슘, 니켈, 아연, 크롬, 티타늄, 몰리브덴, 실리콘, 게르마늄 및 탄탈륨을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 합금을 포함하는 것을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 유기 EL 소자를 박막화할 수 있다는 점에서 중합체 필름, 금속 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 나아가, 중합체 필름은 JIS K 7126-1987에 준거한 방법으로 측정된 산소 투과도가 1×10^-3ml/(㎡ㆍ24hㆍatm) 이하, JIS K 7129-1992에 준거한 방법으로 측정된, 수증기 투과도(25±0.5℃, 상대 습도 90±2％)가 1×10^-3g/(㎡ㆍ24h) 이하인 것이 바람직하다.

밀봉 부재를 오목형으로 가공하는 것은 샌드블라스트 가공, 화학 에칭 가공 등이 사용된다.

접착제로서 구체적으로는, 아크릴산계 올리고머, 메타크릴산계 올리고머의 반응성 비닐기를 갖는 광경화 및 열경화형 접착제, 2-시아노아크릴산에스테르 등의 습기 경화형 등의 접착제를 들 수 있다. 또한, 에폭시계 등의 열 및 화학 경화형(2액 혼합)을 들 수 있다. 또한, 핫 멜트형의 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀을 들 수 있다. 또한, 양이온 경화 타입의 자외선 경화형 에폭시 수지 접착제를 들 수 있다.

또한, 유기 EL 소자가 열처리에 의해 열화되는 경우가 있으므로, 실온으로부터 80℃까지 접착 경화할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 접착제 중에 건조제를 분산시켜 두어도 된다. 밀봉 부분으로의 접착제의 도포는 시판의 디스펜서를 사용해도 되고, 스크린 인쇄와 같이 인쇄해도 된다.

또한, 유기층을 끼워 지지 기판과 대향하는 측의 전극의 외측에 해당 전극과 유기층을 피복하고, 지지 기판과 접하는 형태로 무기물, 유기물의 층을 형성하여 밀봉막으로 하는 것도 적합하게 할 수 있다. 이 경우, 해당 막을 형성하는 재료로서는, 수분이나 산소 등 소자의 열화를 초래하지만 침입을 억제하는 기능을 갖는 재료이면 되고, 예를 들어 산화규소, 이산화규소, 질화규소 등을 사용할 수 있다.

또한 해당 막의 취약성을 개량하기 위해, 이것들 무기층과 유기 재료를 포함하는 층의 적층 구조를 갖게 하는 것이 바람직하다. 이들 막의 형성 방법에 대해서는 특별히 한정은 없고, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법, 분자선 애피택시법, 클러스터 이온빔법, 이온 플레이팅법, 플라스마 중합법, 대기압 플라스마 중합법, 플라즈마 CVD법, 레이저 CVD법, 열 CVD법, 코팅법 등을 사용할 수 있다.

밀봉 부재와 유기 EL 소자의 표시 영역의 간극에는, 기상 및 액상에서는 질소, 아르곤 등의 불활성 기체나 불화탄화수소, 실리콘 오일과 같은 불활성 액체를 주입하는 것이 바람직하다. 또한, 진공으로 하는 것도 가능하다. 또한, 내부에 흡습성 화합물을 봉입할 수도 있다.

흡습성 화합물로서는, 예를 들어 금속 산화물(예를 들어, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 산화바륨, 산화마그네슘, 산화알루미늄 등), 황산염(예를 들어, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 황산코발트 등), 금속 할로겐화물(예를 들어, 염화칼슘, 염화마그네슘, 불화세슘, 불화탄탈륨, 브롬화세륨, 브롬화마그네슘, 요오드화바륨, 요오드화마그네슘 등), 과염소산류(예를 들어, 과염소산바륨, 과염소산마그네슘 등) 등을 들 수 있고, 황산염, 금속 할로겐화물 및 과염소산류에 있어서는 무수염이 적합하게 사용된다.

《보호막, 보호판》

유기층을 끼워 지지 기판과 대향하는 측의 상기 밀봉막 또는 상기 밀봉용 필름의 외측에, 소자의 기계적 강도를 높이기 위해, 보호막 혹은 보호판을 설치해도 된다. 특히, 밀봉이 상기 밀봉막에 의해 행해지고 있는 경우에는, 그 기계적 강도는 반드시 높지는 않기 때문에, 이와 같은 보호막, 보호판을 설치하는 것이 바람직하다. 이것에 사용할 수 있는 재료로서는, 상기 밀봉에 사용한 것과 동일한 유리판, 중합체판ㆍ필름, 금속판ㆍ필름 등을 사용할 수 있지만, 경량이면서 박막화라는 점에서 중합체 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

《광취출 향상 기술》

유기 일렉트로루미네센스 소자는 공기보다도 굴절률이 높은(굴절률 1.6 내지 2.1 정도의 범위 내) 층의 내부에서 발광하고, 발광층에서 발생한 광 중 15％ 내지 20％ 정도의 광밖에 취출할 수 없다는 것이 일반적으로 알려져 있다. 이것은, 임계각 이상의 각도 θ에서 계면(투명 기판과 공기의 계면)에 입사하는 광은 전반사를 일으켜 소자 외부로 취출할 수 없다는 것과, 투명 전극 내지 발광층과 투명 기판 사이에서 광이 전반사를 일으키고, 광이 투명 전극 내지 발광층을 도파하고, 결과적으로 광이 소자 측면 방향으로 릴리프하기 위해서이다.

이 광의 취출의 효율을 향상시키는 방법으로서는, 예를 들어 투명 기판 표면에 요철을 형성하고, 투명 기판과 공기 계면에서의 전반사를 방지하는 방법(예를 들어, 미국 특허 제4774435호 명세서), 기판에 집광성을 갖게 함으로써 효율을 향상시키는 방법(예를 들어, 일본 특허 공개 소63-314795호 공보), 소자의 측면 등에 반사면을 형성하는 방법(예를 들어, 일본 특허 공개 평1-220394호 공보), 기판과 발광체 사이에 중간의 굴절률을 갖는 평탄층을 도입하고, 반사 방지막을 형성하는 방법(예를 들어, 일본 특허 공개 소62-172691호 공보), 기판과 발광체 사이에 기판보다도 저굴절률을 갖는 평탄층을 도입하는 방법(예를 들어, 일본 특허 공개 제2001-202827호 공보), 기판, 투명 전극층이나 발광층의 어느 층 사이(포함하는, 기판과 외계 사이)에 회절 격자를 형성하는 방법(일본 특허 공개 평11-283751호 공보) 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 이들 방법을 본 발명의 유기 EL 소자와 조합하여 사용할 수 있지만, 기판과 발광체 사이에 기판보다도 저굴절률을 갖는 평탄층을 도입하는 방법, 또는 기판, 투명 전극층이나 발광층의 어느 층 사이(포함하는, 기판과 외계 사이)에 회절 격자를 형성하는 방법을 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명은 이들 수단을 조합함으로써, 더욱 고휘도 또는 내구성이 우수한 소자를 얻을 수 있다.

투명 전극과 투명 기판 사이에 저굴절률의 매질을 광의 파장보다도 긴 두께로 형성하면, 투명 전극으로부터 나온 광은 매질의 굴절률이 낮을수록, 외부로의 취출 효율이 높아진다.

저굴절률층으로서는, 예를 들어 에어로겔, 다공질 실리카, 불화마그네슘, 불소계 중합체 등을 들 수 있다. 투명 기판의 굴절률은 일반적으로 1.5 내지 1.7 정도의 범위 내이므로, 저굴절률층은 굴절률이 약 1.5 이하인 것이 바람직하다. 또한 1.35 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 저굴절률 매질의 두께는 매질 중의 파장의 2배 이상이 되는 것이 바람직하다. 이것은, 저굴절률 매질의 두께가, 광의 파장 정도가 되어 이버네센트로에서 스며나온 전자파가 기판 내에 들어가는 층 두께가 되면, 저굴절률층의 효과가 약해지기 때문이다.

전반사를 일으키는 계면, 또는 어느 매질 중에 회절 격자를 도입하는 방법은 광취출 효율의 향상 효과가 높다는 특징이 있다. 이 방법은 회절 격자가 1차인 회절이나, 2차인 회절 등의, 소위 브래그 회절에 의해, 광의 방향을 굴절과는 다른 특정한 방향으로 바꿀 수 있는 성질을 이용하여, 발광층으로부터 발생한 광 중, 층간에서의 전반사 등에 의해 밖으로 나올 수 없는 광을, 어느 층간, 혹은 매질 중(투명 기판 내나 투명 전극 내)에 회절 격자를 도입함으로써 광을 회절시켜, 광을 밖으로 취출하려고 하는 것이다.

도입하는 회절 격자는 이차원적인 주기 굴절률을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이것은, 발광층에서 발광하는 광은 모든 방향으로 랜덤하게 발생하므로, 어떤 방향으로만 주기적인 굴절률 분포를 갖고 있는 일반적인 일차원 회절 격자에서는, 특정한 방향으로 진행하는 광밖에 회절되지 않아, 광의 취출 효율이 그다지 상승하지 않는다.

그러나, 굴절률 분포를 이차원적인 분포로 함으로써, 모든 방향으로 진행하는 광이 회절되어, 광의 취출 효율이 상승한다.

회절 격자를 도입하는 위치로서는, 어느 층간, 혹은 매질 중(투명 기판 내나 투명 전극 내)이어도 되지만, 광이 발생하는 장소인 유기 발광층의 근방이 바람직하다. 이때, 회절 격자의 주기는 매질 중의 광의 파장의 약 1/2 내지 3배 정도의 범위 내가 바람직하다. 회절 격자의 배열은 정사각형의 래티스형, 삼각형의 래티스형, 하니컴 래티스형 등, 이차원적으로 배열이 반복되는 것이 바람직하다.

《집광 시트》

본 발명의 유기 EL 소자는 지지 기판(기판)의 광취출측에, 예를 들어 마이크로렌즈 어레이 상의 구조를 마련하도록 가공하거나, 또는 소위 집광 시트와 조합함으로써, 특정 방향, 예를 들어 소자 발광면에 대하여 정면 방향으로 집광함으로써, 특정 방향상의 휘도를 높일 수 있다.

마이크로렌즈 어레이의 예로서는, 기판의 광취출측에 한 변이 30㎛이고 그 꼭지각이 90도가 되는 사각뿔을 2차원으로 배열한다. 한 변은 10 내지 100㎛인 범위 내가 바람직하다. 이것보다 작아지면 회절의 효과가 발생하여 색을 띠고, 지나치게 크면 두께가 두꺼워져 바람직하지 않다.

집광 시트로서는, 예를 들어 액정 표시 장치의 LED 백라이트에서 실용화되고 있는 것을 사용하는 것이 가능하다. 이와 같은 시트로서, 예를 들어 스미토모 쓰리엠사제 휘도 상승 필름(BEF) 등을 사용할 수 있다. 프리즘 시트의 형상으로서는, 예를 들어 기재에 꼭지각 90도, 피치 50㎛의 Δ형의 스트라이프가 형성된 것이어도 되고, 꼭지각이 라운딩된 형상, 피치를 랜덤하게 변화시킨 형상, 그 밖의 형상이어도 된다.

또한, 유기 EL 소자로부터의 광방사각을 제어하기 위해 광 확산판ㆍ필름을, 집광 시트와 병용해도 된다. 예를 들어, (주)기모토제 확산 필름(라이트 업) 등을 사용할 수 있다.

《용도》

본 발명의 유기 EL 소자는 표시 디바이스, 디스플레이, 각종 발광 광원으로서 사용할 수 있다.

발광 광원으로서, 예를 들어 조명 장치(가정용 조명, 차내 조명), 시계나 액정용 백라이트, 간판 광고, 신호기, 광 기억 매체의 광원, 전자 사진 복사기의 광원, 광통신 처리기의 광원, 광센서의 광원 등을 들 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니지만, 특히 액정 표시 장치의 백라이트, 조명용 광원으로서의 용도로 유효하게 사용할 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는, 필요에 따라 성막 시에 메탈 마스크나 잉크젯 프린팅법 등으로 패터닝을 실시해도 된다. 패터닝하는 경우는, 전극만을 패터닝해도 되고, 전극과 발광층을 패터닝해도 되고, 소자 전체층을 패터닝해도 되고, 소자의 제작에 있어서는, 종래 공지의 방법을 사용할 수 있다.

《표시 장치》

이하, 본 발명의 유기 EL 소자를 갖는 표시 장치의 일례를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 유기 EL 소자로 구성되는 표시 장치의 구성의 일례를 나타낸 개략 사시도이며, 유기 EL 소자의 발광에 의해 화상 정보의 표시를 행하는, 예를 들어 휴대 전화 등의 디스플레이의 모식도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 디스플레이(1)는 복수의 화소를 갖는 표시부 A, 화상 정보에 기초하여 표시부 A의 화상 주사를 행하는 제어부 B 등을 포함한다.

제어부 B는 표시부 A와 전기적으로 접속되어 있다. 제어부 B는 복수의 화소 각각에 대하여, 외부로부터의 화상 정보에 기초하여 주사 신호와 화상 데이터 신호를 보낸다. 그 결과, 각 화소가 주사 신호에 의해 주사선마다 화상 데이터 신호에 따라 순차 발광하여, 화상 정보가 표시부 A에 표시된다.

도 2는 도 1에 기재된 표시부 A의 모식도이다.

표시부 A는 기판 상에, 복수의 주사선(5) 및 데이터선(6)을 포함하는 배선부와, 복수의 화소(3) 등을 갖는다.

표시부 A의 주요한 부재의 설명을 이하에 행한다.

도 2에 있어서는, 화소(3)의 발광한 광이 백색 화살표 방향(하측 방향)으로 취출되는 경우를 나타내고 있다. 배선부의 주사선(5) 및 복수의 데이터선(6)은 각각 도전 재료로 구성되어 있다. 주사선(5)과 데이터선(6)은 서로 격자형으로 직교하고, 그 직교하는 위치에서 화소(3)에 접속되어 있다(상세는 도시하고 있지 않음).

화소(3)는 주사선(5)으로부터 주사 신호가 송신되면, 데이터선(6)으로부터 화상 데이터 신호를 수취하고, 수취한 화상 데이터에 따라 발광한다.

발광의 색이 적색 영역의 화소, 녹색 영역의 화소, 청색 영역의 화소를 적절히 동일 기판 상에 병렬 배치함으로써, 풀컬러 표시가 가능해진다.

《조명 장치》

본 발명의 유기 EL 소자를 구비한, 본 발명의 조명 장치의 일 형태에 대하여 설명한다.

본 발명의 유기 EL 소자의 비발광면을 유리 케이스로 덮고, 두께 300㎛의 유리 기판을 밀봉용 기판으로서 사용하고, 주위에 시일재로서, 에폭시계 광경화형 접착제(도아 고세사제 럭스트랙 LC0629B)를 적용하고, 이것을 음극 위에 겹쳐 투명 지지 기판과 밀착시키고, 유리 기판측으로부터 UV광을 조사하고, 경화시키고, 밀봉하여, 도 3, 도 4에 나타낸 바와 같은 조명 장치를 형성할 수 있다.

도 3은 조명 장치의 개략도를 나타내고, 본 발명의 유기 EL 소자 101는 유리 커버(102)로 덮여 있다(또한, 유리 커버에서의 밀봉 작업은 유기 EL 소자 101을 대기에 접촉시키지 않고 질소 분위기 하의 글로브 박스(순도 99.999％ 이상의 고순도 질소 가스의 분위기 하)에서 행하였음).

도 4는 조명 장치의 단면도를 도시하고, 도 4에 있어서, 부호 105는 음극, 부호 106은 유기 EL층, 부호 107은 투명 전극을 갖는 유리 기판을 나타낸다. 또한, 유리 커버(102) 내에는 질소 가스(108)가 충전되고, 포수제(109)가 설치되어 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에 있어서 「부」또는 「％」라는 표시를 사용하는데, 특별히 언급이 없는 한 「체적％」를 나타낸다.

《실시예에 사용한 화합물》

〔실시예 1〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 101의 제작

50㎜×50㎜, 두께 0.7㎜의 유리 기판 상에, 양극으로서 ITO(인듐ㆍ주석 산화물)를 150㎚의 두께로 제막하고, 패터닝을 행한 후, 이 ITO 투명 전극을 구비한 투명 기판을 이소프로필알코올로 초음파 세정하고, 건조 질소 가스로 건조하고, UV 오존 세정을 5분간 행한 후, 이 투명 기판을 시판의 진공 증착 장치의 기판 홀더에 고정했다.

진공 증착 장치 내의 증착용 저항 가열 보트의 각각에, 각 층의 구성 재료를, 각각 소자 제작에 최적인 양을 충전했다. 상기 저항 가열 보트는 몰리브덴제 또는 텅스텐제를 사용했다.

진공도 1×10^-4㎩까지 감압한 후, HI-1이 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 증착 속도 0.1㎚/초로 ITO 투명 전극 상에 증착하여, 층 두께 15㎚의 정공 주입층을 형성했다.

계속해서, HT-1을 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 30㎚의 정공 수송층을 형성했다.

계속해서, 비교의 호스트 화합물인 비교 화합물 1과 GD-1이 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 각각 증착 속도 0.1㎚/초, 0.010㎚/초로 상기 정공 수송층 상에 공증착하여, 층 두께 40㎚의 발광층을 형성했다.

계속해서, HB-1을 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 5㎚의 제1 전자 수송층을 형성했다.

또한, 그 위에 ET-1을 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 45㎚의 제2 전자 수송층을 형성했다.

그 후, 불화리튬을 두께 0.5㎚가 되도록 증착한 후에, 알루미늄 100㎚를 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자 101을 제작했다.

제작 후, 유기 EL 소자 101의 비발광면을, 순도 99.999％ 이상의 고순도 질소 가스의 분위기 하에서 유리 케이스로 덮고, 두께 300㎛의 유리 기판을 밀봉용 기판으로서 사용하고, 주위에 시일재로서 에폭시계 광경화형 접착제(도아 고세사제 럭스트랙 LC0629B)를 적용하고, 이것을 상기 음극 위에 겹쳐 투명 지지 기판과 밀착시키고, 유리 기판측으로부터 UV광을 조사하고, 경화시키고, 밀봉하고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 102 내지 111의 제작》

유기 EL 소자 101의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 1에 기재된 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 102 내지 111을 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 101 내지 111의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

(1) 외부 취출 양자 효율

유기 EL 소자를 실온(약 23℃), 2.5㎃/㎠의 정전류 조건 하에 의한 통전을 행하고, 발광 개시 직후의 발광 휘도(L0)[cd/㎡]를 측정함으로써, 외부 취출 양자 효율(η)을 산출했다.

여기서, 발광 휘도의 측정은 CS-2000(코니카 미놀타(주)제)을 사용하여 행하고, 외부 취출 양자 효율은 유기 EL 소자 101을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

또한, 값이 큰 쪽이 발광 효율이 우수한 것을 나타낸다.

(2) 반감 수명

하기 측정법에 따라, 반감 수명의 평가를 행하였다.

각 유기 EL 소자를 초기 휘도 4000cd/㎡를 부여하는 전류로 정전류 구동하여, 초기 휘도의 1/2이 되는 시간을 구하고, 이것을 반감 수명의 척도로 했다. 또한, 반감 수명은 유기 EL 소자 101을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

또한, 값이 큰 쪽이 비교에 비해 내구성이 우수한 것을 나타낸다.

(3) 고온 보존 안정성 평가

유기 EL 소자를 고온 조건 하(약 50±5℃)의 항온조에 넣고, 상기 (2) 반감 수명의 측정법과 동일한 조건에서 반감 수명의 평가를 행하고, 하기 식을 사용하여 내열성을 산출했다.

내열성(％)＝(고온 조건 하에서의 반감 수명)/(실온에서의 반감 수명)×100

표 1에는 유기 EL 소자 101을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다. 내열성의 값이 큰 쪽이 비교에 비해 온도 변화에 대한 내구성이 높은, 즉 고온 보존 안정성이 우수한 것을 나타낸다.

표 1로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 102 내지 111은 비교의 유기 EL 소자 101에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 2〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 201의 제작

진공도 1×10^-4㎩까지 감압한 후, HI-2가 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 증착 속도 0.1㎚/초로 ITO 투명 전극 상에 증착하여, 층 두께 10㎚의 정공 주입층을 형성했다.

계속해서, HT-2를 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 30㎚의 정공 수송층을 형성했다.

계속해서, 비교의 호스트 화합물인 비교 화합물 2와 GD-2가 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 각각 증착 속도 0.1㎚/초, 0.010㎚/초로 상기 정공 수송층 상에 공증착하여, 층 두께 30㎚의 발광층을 형성했다.

계속해서, HB-2를 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 5㎚의 제1 전자 수송층을 형성했다.

또한 그 위에, ET-2를 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 45㎚의 제2 전자 수송층을 형성했다.

그 후, 불화리튬을 두께 0.5㎚가 되도록 증착한 후에, 알루미늄 100㎚를 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자 201을 제작했다.

제작 후, 유기 EL 소자 201의 비발광면을, 순도 99.999％ 이상의 고순도 질소 가스의 분위기 하에서 유리 케이스로 덮고, 두께 300㎛의 유리 기판을 밀봉용 기판으로서 사용하고, 주위에 시일재로서 에폭시계 광경화형 접착제(도아 고세사제 럭스트랙 LC0629B)를 적용하고, 이것을 상기 음극 위에 겹쳐 투명 지지 기판과 밀착시키고, 유리 기판측으로부터 UV광을 조사하고, 경화시키고, 밀봉하고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 202 내지 212의 제작》

유기 EL 소자 201의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 2에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 202 내지 212를 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 201 내지 212의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 201의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 202 내지 212는 비교의 유기 EL 소자 201에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 3〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 301의 제작

진공도 1×10^-4㎩까지 감압한 후, HI-2가 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 증착 속도 0.1㎚/초로 ITO 투명 전극 상에 증착하여, 층 두께 20㎚의 정공 주입층을 형성했다.

계속해서, HT-1을 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 20㎚의 정공 수송층을 형성했다.

계속해서, 비교의 호스트 화합물인 비교 화합물 3과 GD-3이 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 각각 증착 속도 0.1㎚/초, 0.010㎚/초로 상기 정공 수송층 상에 공증착하여, 층 두께 30㎚의 발광층을 형성했다.

계속해서, HB-3을 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 10㎚의 제1 전자 수송층을 형성했다.

또한 그 위에, ET-2를 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 40㎚의 제2 전자 수송층을 형성했다.

그 후, 불화리튬을 두께 0.5㎚가 되도록 증착한 후에, 알루미늄 100㎚를 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자 301을 제작했다.

제작 후, 유기 EL 소자 301의 비발광면을, 순도 99.999％ 이상의 고순도 질소 가스의 분위기 하에서 유리 케이스로 덮고, 두께 300㎛의 유리 기판을 밀봉용 기판으로서 사용하고, 주위에 시일재로서 에폭시계 광경화형 접착제(도아 고세사제 럭스트랙 LC0629B)를 적용하고, 이것을 상기 음극 위에 겹쳐 투명 지지 기판과 밀착시키고, 유리 기판측으로부터 UV광을 조사하고, 경화시키고, 밀봉하고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 302 내지 312의 제작》

유기 EL 소자 301의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 3에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 302 내지 312를 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 301 내지 312의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 301의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3으로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 302 내지 312는 비교의 유기 EL 소자 301에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 4〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 401의 제작

50㎜×50㎜, 두께 0.7㎜의 유리 기판 상에, 양극으로서 ITO(인듐ㆍ주석 산화물)를 120㎚의 두께로 제막하고, 패터닝을 행한 후, 이 ITO 투명 전극을 구비한 투명 기판을 이소프로필알코올로 초음파 세정하고, 건조 질소 가스로 건조하고, UV 오존 세정을 5분간 행하였다.

이 투명 지지 기판 상에, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술포네이트(PEDOT/PSS, Bayer사제, Baytron P Al 4083)를 순수로 70％로 희석한 용액을 사용하고, 3000rpm, 30초의 조건에서 스핀 코트법에 의해 박막을 형성한 후, 200℃에서 1시간 건조하고, 층 두께 20㎚의 정공 주입층을 형성했다.

이어서, 이 투명 기판을 시판의 진공 증착 장치의 기판 홀더에 고정했다.

진공 증착 장치 내의 증착용 저항 가열 보트의 각각에, 각 층의 구성 재료를, 각각 소자 제작에 최적인 양을 충전했다. 증착용 저항 가열 보트는 몰리브덴제 또는 텅스텐제를 사용했다.

진공도 1×10^-4㎩까지 감압한 후, HT-2가 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 증착 속도 0.1㎚/초로 정공 주입층 상에 증착하여, 층 두께 20㎚의 정공 수송층을 형성했다.

계속해서, 비교의 호스트 화합물인 비교 화합물 4와 GD-1이 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 각각 증착 속도 0.1㎚/초, 0.010㎚/초로 상기 정공 수송층 상에 공증착하여, 층 두께 40㎚의 발광층을 형성했다.

계속해서, ET-1을 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 40㎚의 전자 수송층을 형성했다.

그 위에 불화리튬을 두께 0.5㎚가 되도록 증착한 후에, 알루미늄 100㎚를 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자 401을 제작했다.

제작 후, 유기 EL 소자 401의 비발광면을, 순도 99.999％ 이상의 고순도 질소 가스의 분위기 하에서 유리 케이스로 덮고, 두께 300㎛의 유리 기판을 밀봉용 기판으로서 사용하고, 주위에 시일재로서 에폭시계 광경화형 접착제(도아 고세사제 럭스트랙 LC0629B)를 적용하고, 이것을 상기 음극 위에 겹쳐 투명 지지 기판과 밀착시키고, 유리 기판측으로부터 UV광을 조사하고, 경화시키고, 밀봉하고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 402 내지 412의 제작》

유기 EL 소자 401의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 4에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 402 내지 412를 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 401 내지 412의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 401의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 402 내지 412는 비교의 유기 EL 소자 401에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 5〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 501의 제작

진공도 1×10^-4㎩까지 감압한 후, HT-4가 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 증착 속도 0.1㎚/초로 정공 주입층 상에 증착하여, 층 두께 20㎚의 정공 수송층을 형성했다.

또한 그 위에, ET-3을 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 30㎚의 제2 전자 수송층을 형성했다.

그 후, 불화리튬을 두께 0.5㎚가 되도록 증착한 후에, 알루미늄 100㎚를 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자 501을 제작했다.

제작 후, 유기 EL 소자 501의 비발광면을, 순도 99.999％ 이상의 고순도 질소 가스의 분위기 하에서 유리 케이스로 덮고, 두께 300㎛의 유리 기판을 밀봉용 기판으로서 사용하고, 주위에 시일재로서 에폭시계 광경화형 접착제(도아 고세사제 럭스트랙 LC0629B)를 적용하고, 이것을 상기 음극 위에 겹쳐 투명 지지 기판과 밀착시키고, 유리 기판측으로부터 UV광을 조사하고, 경화시키고, 밀봉하고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 502 내지 512의 제작》

유기 EL 소자 501의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 5에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 502 내지 512를 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 501 내지 512의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 501의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 5에 나타낸다.

표 1로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 502 내지 512는 비교의 유기 EL 소자 501에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 6〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 601의 제작

계속해서, HT-3을 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 30㎚의 정공 수송층을 형성했다.

계속해서, 비교의 호스트 화합물인 비교 화합물 2와 GD-2가 들어간 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 각각 증착 속도 0.1㎚/초, 0.010㎚/초로 상기 정공 수송층 상에 공증착하여, 층 두께 40㎚의 발광층을 형성했다.

계속해서, ET-2를 증착 속도 0.1㎚/초로 증착하여, 층 두께 40㎚의 제2 전자 수송층을 형성했다.

또한 그 위에, 불화리튬을 두께 0.5㎚가 되도록 증착한 후에, 알루미늄 100㎚를 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자 601을 제작했다.

제작 후, 유기 EL 소자 601의 비발광면을, 순도 99.999％ 이상의 고순도 질소 가스의 분위기 하에서 유리 케이스로 덮고, 두께 300㎛의 유리 기판을 밀봉용 기판으로서 사용하고, 주위에 시일재로서 에폭시계 광경화형 접착제(도아 고세사제 럭스트랙 LC0629B)를 적용하고, 이것을 상기 음극 위에 겹쳐 투명 지지 기판과 밀착시키고, 유리 기판측으로부터 UV광을 조사하고, 경화시키고, 밀봉하고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 602 내지 611의 제작》

유기 EL 소자 601의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 6에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 602 내지 611을 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 601 내지 611의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 601의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 6에 나타낸다.

표 6으로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 602 내지 611은 비교의 유기 EL 소자 601에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 7〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 701의 제작

실시예 6에 기재된 유기 EL 소자 601의 제작에 있어서, HT-3 대신에 HT-2를 사용하고, 비교 화합물 2 대신에 비교 화합물 3을 사용하고, GD-2 대신에 GD-4를 사용하고, ET-2 대신에 ET-3을 사용한 것 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 701을 제작했다. 제작 후, 실시예 1과 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 702 내지 711의 제작》

유기 EL 소자 701의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 7에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 702 내지 711을 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 701 내지 711의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 701의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 7에 나타낸다.

표 7로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 702 내지 711은 비교의 유기 EL 소자 701에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 8〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 801의 제작

실시예 2에 기재된 유기 EL 소자 201의 제작에 있어서, HT-2 대신에 HT-3을 사용하고, 비교 화합물 2 대신에 비교 화합물 4를 사용하고, GD-2 대신에 GD-3을 사용하고, HB-2 대신에 HB-3을 사용하고, ET-2 대신에 ET-3을 사용한 것 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 801을 제작했다. 제작 후, 실시예 1과 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 802 내지 811의 제작》

유기 EL 소자 801의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 8에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 802 내지 811을 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 801 내지 811의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 801의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 8에 나타낸다.

표 8로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 802 내지 811은 비교의 유기 EL 소자 801에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 9〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 901의 제작

실시예 2에 기재된 유기 EL 소자 201의 제작에 있어서, HT-2 대신에 HT-4를 사용하고, 비교 화합물 2 대신에 비교 화합물 1을 사용하고, GD-2 대신에 GD-4를 사용하고, HB-2 대신에 HB-3을 사용하고, ET-2 대신에 ET-4를 사용한 것 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 901을 제작했다. 제작 후, 실시예 1과 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 902 내지 911의 제작》

유기 EL 소자 901의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 9에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 902 내지 911을 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 901 내지 911의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 901의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 9에 나타낸다.

표 9로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 902 내지 911은 비교의 유기 EL 소자 901에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 10〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 1001의 제작

실시예 4에 기재된 유기 EL 소자 401의 제작에 있어서, HT-2 대신에 HT-3을 사용하고, 비교 화합물 4 대신에 비교 화합물 2를 사용하고, ET-1 대신에 ET-4를 사용한 것 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 1001을 제작했다. 제작 후, 실시예 1과 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 1002 내지 1013의 제작》

유기 EL 소자 1001의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 10에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 1002 내지 1013을 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 1001 내지 1013의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 1001의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 10에 나타낸다.

표 10으로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 1002 내지 1013은 비교의 유기 EL 소자 1001에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 11〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 1101의 제작

실시예 5에 기재된 유기 EL 소자 501의 제작에 있어서, HT-4 대신에 HT-1을 사용하고, 비교 화합물 1 대신에 비교 화합물 3을 사용하고, GD-1 대신에 GD-4를 사용하고, ET-3 대신에 ET-2를 사용한 것 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 1101을 제작했다. 제작 후, 실시예 1과 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 1102 내지 1112의 제작》

유기 EL 소자 1101의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 11에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 1102 내지 1112를 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 1101 내지 1112의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 1101의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 11에 나타낸다.

표 11로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 1102 내지 1112는 비교의 유기 EL 소자 1101에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 12〕

《유기 EL 소자의 제작》

(1) 유기 EL 소자 1201의 제작

실시예 1에 기재된 유기 EL 소자 101의 제작에 있어서, HT-1 대신에 HT-4를 사용하고, 비교 화합물 1 대신에 비교 화합물 4를 사용하고, GD-1 대신에 GD-3을 사용하고, HB-1 대신에 HB-2를 사용하고, ET-1 대신에 ET-3을 사용한 것 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 1201을 제작했다. 제작 후, 실시예 1과 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 1202 내지 1214의 제작》

유기 EL 소자 1201의 제작에 있어서, 호스트 화합물을 표 12에 기재된 호스트 화합물로 변경했다. 그 이외는 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자 1202 내지 1214를 제작했다. 제작 후, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 제작하고, 이것을 샘플로 했다.

《유기 EL 소자 1201 내지 1214의 평가》

각 샘플에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

외부 취출 양자 효율, 반감 수명, 고온 보존 안정성 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하고, 유기 EL 소자 1201의 각 특성값을 100으로 하는 상대값으로 나타냈다.

평가 결과를 표 12에 나타낸다.

표 12로부터, 본 발명의 유기 EL 소자 1202 내지 1214는 비교의 유기 EL 소자 1201에 비해, 외부 취출 양자 효율, 반감 수명 및 고온 보존 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

〔실시예 13〕

《풀컬러 표시 장치의 제작》

(1) 청색 발광 소자의 제작

《유기 EL 소자 1301의 제작》

100㎜×100㎜×1.1㎜의 유리 기판 상에, 양극으로서 ITO(인듐ㆍ주석 산화물)를 두께 100㎚로 성막한 기판(NH 테크노 글라스사제 NA45)에 패터닝을 행한 후, 이 ITO 투명 전극을 설치한 투명 지지 기판을 이소프로필알코올로 초음파 세정하고, 건조 질소 가스로 건조하고, UV 오존 세정을 5분간 행하였다.

이 투명 지지 기판을, 시판의 진공 증착 장치의 기판 홀더에 고정하고, 한편, 몰리브덴제 저항 가열 보트에 HT-1을 200㎎ 넣고, 별도의 몰리브덴제 저항 가열 보트에 호스트 화합물로서 mCP(1,3-비스-N카르바졸릴벤젠)를 200㎎ 넣고, 별도의 몰리브덴제 저항 가열 보트에 HB-2를 200㎎ 넣고, 별도의 몰리브덴제 저항 가열 보트에 발광 도펀트로서 BD-1을 100㎎ 넣고, 또한 별도의 몰리브덴제 저항 가열 보트에 ET-2를 200㎎ 넣고, 진공 증착 장치에 설치했다.

이어서, 진공조를 4×10^-4㎩까지 감압한 후, HT-1이 들어간 상기 몰리브덴제 저항 가열 보트에 통전하여 가열하고, 증착 속도 0.1㎚/초로 투명 지지 기판 상에 증착하여, 층 두께 40㎚의 정공 수송층을 형성했다.

또한, mCP(1,3-비스-N카르바졸릴벤젠)와 BD-1이 들어간 상기 몰리브덴제 저항 가열 보트를 통전하여 가열하고, 각각 증착 속도 0.2㎚/초, 0.012㎚/초로, 상기 정공 수송층 상에 공증착하여, 두께 40㎚의 발광층을 설치했다. 또한, 증착 시의 기판 온도는 실온으로 했다.

또한, HB-2가 들어간 상기 몰리브덴제 저항 가열 보트를 통전하여 가열하고, 증착 속도 0.1㎚/초로, 상기 발광층 상에 증착하여, 두께 10㎚의 정공 저지층을 형성했다.

또한, ET-2가 들어간 상기 저항 가열 보트를 통전하여 가열하고, 증착 속도 0.1㎚/초로, 상기 정공 저지층 상에 증착하여, 두께 40㎚의 전자 수송층을 형성했다. 또한, 증착 시의 기판 온도는 실온으로 했다.

계속해서 불화리튬 0.5㎚ 및 알루미늄 110㎚를 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자 1301을 제작했다.

제작 후, 유기 EL 소자 1301의 비발광면을 유리 케이스로 덮고, 두께 300㎛의 유리 기판을 밀봉용 기판으로서 사용하고, 주위에 시일재로서 에폭시계 광경화형 접착제(도아 고세사제 럭스트랙 LC0629B)를 적용하고, 이것을 상기 음극 위에 겹쳐 투명 지지 기판과 밀착시키고, 유리 기판측으로부터 UV광을 조사하고, 경화시키고, 밀봉하고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 포함하는 조명 장치를 구성하고, 이것을 샘플로 했다.

(2) 녹색 발광 소자의 제작

실시예 5의 유기 EL 소자 508을 녹색 발광 소자로서 사용했다.

(3) 적색 발광 소자의 제작

《유기 EL 소자 1302의 제작》

녹색 발광 소자인 실시예 5의 유기 EL 소자 508에 있어서, 발광 도펀트를 GD-1로부터 RD-1로 변경했다. 그 이외는 청색 발광 소자 1301과 마찬가지로 하여, 적색 발광 소자인 유기 EL 소자 1302를 제작했다.

(4) 표시 장치의 제작

상기에서 제작한 적색, 녹색, 청색 발광 유기 EL 소자를 동일 기판 상에 병렬 배치하고, 도 1에 나타낸 바와 같은 형태를 갖는 액티브 매트릭스 방식 풀컬러 표시 장치를 제작했다.

도 2에는 제작한 상기 표시 장치의 표시부 A의 모식도만을 나타냈다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 표시부 A는 동일 기판 상에 복수의 주사선(5) 및 데이터선(6)을 포함하는 배선부와 병렬 배치한 복수의 화소(3)(발광의 색이 적색 영역의 화소, 녹색 영역의 화소, 청색 영역의 화소 등)를 갖고 있다. 배선부의 주사선(5) 및 복수의 데이터선(6)은 각각 도전 재료로 구성되어 있다. 주사선(5)과 데이터선(6)은 격자형으로 직교하고, 직교하는 위치에서 화소(3)에 접속되어 있다(상세는 도시하지 않음).

복수의 화소(3)는 각각의 발광색에 대응한 유기 EL 소자, 능동 소자인 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터 각각이 설치된 액티브 매트릭스 방식으로 구동되어 있고, 주사선(5)으로부터 주사 신호가 송신되면 데이터선(6)으로부터 화상 데이터 신호를 수취하고, 수취한 화상 데이터에 따라 발광한다. 이와 같이 적색, 녹색, 청색의 화소(3)를 적절히 병렬 배치함으로써, 풀컬러 표시 장치를 제작했다.

얻어진 풀컬러의 표시 장치는 구동함으로써, 휘도가 높고, 고내구성을 갖고, 또한 고온 시에서의 보존성이 우수한 풀컬러 동화상 표시가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명의 신규의 방향족 복소환 유도체를 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자는 발광 효율이 높고, 발광 수명이 길고, 고온 하에서의 사용에 있어서도 경시 변화가 작은 특징을 갖고, 표시 장치 및 조명 장치에 적합하게 구비할 수 있다.

1 : 디스플레이
3 : 화소
5 : 주사선
6 : 데이터선
A : 표시부
B : 제어부
101 : 유기 EL 소자
102 : 유리 커버
105 : 음극
106 : 유기 EL층
107 : 투명 전극을 갖는 유리 기판
108 : 질소 가스
109 : 포수제

Claims

하기, 일반식 (3), (4), (A1), (A2), (A3), (A4), (B1), (B3), (B4), (C1), (C2), (C4), (D1), (D3), (I1), (I2), (I3), (J1), (J3), (J4), (K1), (K2), (K3), (K4), (L1), (L2) 또는 (L3)으로 표현되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 유도체.

(일반식 (3), (4), (A1), (A2), (A3), (A4), (B1), (B3), (B4), (C1), (C2), (C4), (D1), (D3), (I1), (I2), (I3), (J1), (J3), (J4), (K1), (K2), (K3), (K4), (L1), (L2) 및 (L3) 중,
Y₁, Y₂ 및 Y₃은 각각 독립적으로, CR' 또는 질소 원자를 나타내고, Y₁, Y₂ 또는 Y₃의 적어도 하나는 질소 원자를 나타냄.
R', Ar₁ 및 Ar₂는,
수소 원자,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 또는,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타냄.
R', Ar₁ 및 Ar₂가 모두 동시에 수소 원자인 경우는 없음.
X는 산소 원자 또는 황 원자를 나타냄.
Ra 및 Rb는 각각 독립적으로, 치환기를 나타냄.
L₁은,
단결합,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 또는
이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타냄.
L₂는,
단결합,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴렌기, 또는 이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타냄.
R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 시아노기, 할로겐 원자, 또는 비치환 혹은 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로부터 선택되는 구조를 치환기로서 갖는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타냄.
R₃은,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는,
치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기를 나타냄.
n1은 0 내지 3의 정수를 나타내고, n2, n3 및 n4는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수를 나타냄.
na2는 0 내지 2의 정수를 나타내고, nb2는 0 내지 4의 정수를 나타냄.
또한, n1 내지 n4, na2 및 nb2가 각각 2 이상인 경우, 복수의 R₁, R₂, Ra 및 Rb는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Ra 및 Rb끼리는 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 됨.

일반식 (A-1) 및 (A-2) 중,
A₁ 내지 A₅ 및 A₁₁ 내지 A₁₈은 각각 독립적으로, CRc 또는 질소 원자를 나타내고,
Rc는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기 또는 결합손을 나타냄.
A₁ 내지 A₅ 중 하나 및 A₁₁ 내지 A₁₈ 중 하나는 CRc이고, 또한 Rc는 R₁ 또는 R₂로 표현되는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기와 직접 결합하는 결합손을 나타냄.
다른 Rc는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Rc끼리가 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 됨.
X₁₁은 산소 원자 또는 황 원자를 나타냄.
하기, 일반식 (C3) 또는 (D2)로 표현되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 유도체.

(일반식 (C3), (D2) 중,
Y₁, Y₂ 및 Y₃은 각각 독립적으로, CR' 또는 질소 원자를 나타내고, Y₁, Y₂ 또는 Y₃의 적어도 하나는 질소 원자를 나타냄.
R', Ar₁ 및 Ar₂는,
수소 원자,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 또는,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타냄.
R', Ar₁ 및 Ar₂가 모두 동시에 수소 원자를 나타내는 경우는 없음.
X는 산소 원자를 나타냄.
Ra 및 Rb는 각각 독립적으로, 치환기를 나타냄.
L₁은,
단결합,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 또는
이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타냄.
L₂는,
단결합,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴렌기, 또는 이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타냄.
R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 시아노기, 할로겐 원자, 또는 비치환 혹은 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로부터 선택되는 구조를 치환기로서 갖는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타냄.
R₃은,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는,
치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기를 나타냄.
복수의 R₁, R₂, Ra 및 Rb는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Ra 및 Rb끼리는 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 됨.

일반식 (A-1) 및 (A-2) 중,
A₁ 내지 A₅ 및 A₁₁ 내지 A₁₈은 각각 독립적으로, CRc 또는 질소 원자를 나타내고,
Rc는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기 또는 결합손을 나타냄.
A₁ 내지 A₅ 중 하나 및 A₁₁ 내지 A₁₈ 중 하나는 CRc이고, 또한 Rc는 R₁ 또는 R₂로 표현되는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기와 직접 결합하는 결합손을 나타냄.
다른 Rc는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Rc끼리가 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 됨.
X₁₁은 산소 원자 또는 황 원자를 나타냄.
하기, 일반식 (1) 또는 (2)로 표현되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 유도체.

(일반식 (1) 및 (2) 중,
Y₁, Y₂ 및 Y₃은 각각 독립적으로, CR' 또는 질소 원자를 나타내고, Y₁, Y₂ 또는 Y₃의 적어도 하나는 질소 원자를 나타냄.
R', Ar₁ 및 Ar₂는,
수소 원자,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 또는,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타냄.
X는 산소 원자 또는 황 원자를 나타냄.
Ra 및 Rb는 각각 독립적으로, 치환기를 나타냄.
L₁은,
단결합,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 또는
이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타냄.
L₂는,
단결합,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴렌기, 또는 이들 조합을 포함하는 2가의 연결기를 나타냄.
R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 시아노기, 할로겐 원자, 또는, 비치환 혹은 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로부터 선택되는 구조를 치환기로서 갖는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기를 나타냄.
R₃은,
치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기,
치환 혹은 비치환의 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는,
치환 혹은 비치환의 환 형성 원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기를 나타냄.
n1은 0 내지 3의 정수를 나타내고, n2, n3 및 n4는 각각 독립적으로, 0 내지 4의 정수를 나타냄.
na1, nb1은 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수를 나타냄.
단, na1 또는 nb1의 적어도 한쪽이 1 이상의 정수를 나타내는 경우는, 상기 R', 상기 Ar₁ 및 Ar₂가 모두 동시에 수소 원자를 나타내는 경우는 없음. na1 및 nb1이 0인 경우는, 상기 Ar₁ 및 Ar₂는 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, 동시에 수소 원자를 나타내는 경우는 없음.
또한, n1 내지 n4, na1 및 nb1이 각각 2 이상인 경우, 복수의 R₁, R₂, Ra 및 Rb는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Ra 및 Rb끼리는 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 됨.

일반식 (A-1) 및 (A-2) 중,
A₁ 내지 A₅ 및 A₁₁ 내지 A₁₈은 각각 독립적으로, CRc 또는 질소 원자를 나타내고,
Rc는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기 또는 결합손을 나타냄.
A₁ 내지 A₅ 중 하나 및 A₁₁ 내지 A₁₈ 중 하나는 CRc이고, 또한 Rc는 R₁ 또는 R₂로 표현되는 환 형성 탄소수 6 내지 30의 아릴기와 직접 결합하는 결합손을 나타냄.
다른 Rc는 각각 동일해도 되고 달라도 되고, 인접하는 Rc끼리가 서로 결합하여, 환 구조를 형성해도 됨.
X₁₁은 산소 원자 또는 황 원자를 나타냄.)
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 방향족 복소환 유도체를 사용한 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
제1항 또는 제2항에 기재된 방향족 복소환 유도체를 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자이며, L₁이 단결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 탄소수 2 이하의 알킬렌기를 나타내는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
제1항 또는 제2항에 기재된 방향족 복소환 유도체를 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자이며, L₂가 단결합, 페닐렌기, 헤테로아릴렌기 또는 탄소수 2 이하의 알킬렌기를 나타내는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
제1항 또는 제2항에 기재된 방향족 복소환 유도체를 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자이며, L₁ 또는 L₂의 적어도 한쪽이 식 (I)로 표현되는 상기 방향족 복소환 유도체의 X를 포함하는 축합환의 2위 또는 4위의 어느 위치에 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 방향족 복소환 유도체를 사용한 유기 일렉트로루미네센스 소자이며, 방향족 복소환 유도체는 호스트 화합물로서 발광층에 포함되고, 상기 방향족 복소환 유도체와는 다른 구조를 갖는 호스트 화합물을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.