KR20180016328A - 화합물, 유기 전기발광 소자용 재료, 유기 전기발광 소자 및 전자 기기 - Google Patents

화합물, 유기 전기발광 소자용 재료, 유기 전기발광 소자 및 전자 기기 Download PDF

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KR20180016328A
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마사히로 가와무라
유미코 미즈키
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

발광 효율이 높은 유기 EL 소자 및 이것을 실현할 수 있는 유기 EL 소자용 재료 등을 제공한다. 보다 구체적으로는, 하기 식(1)로 표시되는 화합물, 해당 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자용 재료, 해당 화합물을 이용한 유기 전기발광 소자, 및 해당 유기 전기발광 소자를 탑재한 전자 기기를 제공한다.
Figure pct00114

(식 중, Ar은, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 기를 나타낸다. R1∼R9는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9는, 결합하여 벤젠환을 형성해도 된다.)

Description

화합물, 유기 전기발광 소자용 재료, 유기 전기발광 소자 및 전자 기기{COMPOUND, MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT, ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은, 화합물, 해당 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자용 재료, 해당 화합물을 이용한 유기 전기발광 소자, 및 해당 유기 전기발광 소자를 탑재한 전자 기기에 관한 것이다.
유기 물질을 사용한 유기 전기발광 소자(이하, 유기 EL 소자라 약기하는 경우가 있다.)는, 고체 발광형의 염가인 대면적 풀컬러 표시 소자로서의 용도가 유망시되어, 많은 개발이 행해지고 있다. 일반적으로 유기 EL 소자는, 발광층 및 해당 발광층을 끼운 한 쌍의 대향 전극으로 구성되어 있다. 양 전극 사이에 전계가 인가되면, 음극측으로부터 전자가 주입되고, 양극측으로부터 정공이 주입된다. 추가로, 이 전자가 발광층에서 정공과 재결합하여, 여기 상태를 생성하고, 여기 상태가 기저 상태로 돌아올 때에 에너지를 광으로서 방출한다.
또한, 유기 EL 소자는, 발광층에 여러 가지 발광 재료를 이용하는 것에 의해, 다양한 발광색을 얻는 것이 가능하기 때문에, 디스플레이 등으로의 실용화 연구가 활발하다. 특히 적색, 녹색, 청색의 삼원색의 발광 재료의 연구가 가장 활발하고, 특성 향상을 목표로 하여 예의 연구가 이루어지고 있다.
이와 같은 유기 EL 소자용의 재료로서, 특허문헌 1에는, 플루오란텐 골격에 비치환의 벤젠환을 통하여 비치환의 카바졸릴기를 갖는 화합물 등이 개시되고, 특허문헌 2에는, 플루오란텐 골격을 구성하는 7위 및/또는 10위의 탄소 원자를 질소 원자로 치환한 화합물을 유기 EL 소자에 이용하는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 3에는, 플루오란텐 골격에 피리딜기 또는 퀴놀릴기를 갖는 아세나프토피리딘 유도체가 개시되고, 특허문헌 4에는, 플루오란텐 골격을 가질 수 있는 아자인데노크라이센 유도체가 개시되어 있다.
한국 공개특허 제2012-044523호 공보 일본 특허공개 2005-68367호 공보 일본 특허공개 2009-256348호 공보 일본 특허공개 2010-111635호 공보
그렇지만, 유기 EL 소자의 분야에 있어서는, 보다 더 소자 성능의 향상을 목표로 하기 때문에, 유기 EL 소자에 유용한 재료의 더한 개발이 요구되고 있다.
그래서, 본 발명은, 발광 효율이 높은 유기 EL 소자 및 이것을 실현할 수 있는 유기 EL 소자용 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 플루오란텐 골격의 2위에 특정 치환기를 갖고 있으면, 발광 효율이 높은 유기 EL 소자를 얻을 수 있다는 것을 발견했다.
즉, 본 발명의 일 태양에 의하면, 하기 [1]∼[4]가 제공된다.
[1] 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물.
Figure pct00001
(화학식(1) 중, Ar은, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 기를 나타낸다.
R1∼R9는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9는, 결합하여 벤젠환을 형성해도 된다.)
[2] 상기 [1]에 기재된 화합물을 함유하는, 유기 전기발광 소자용 재료.
[3] 음극, 양극, 및 음극과 양극으로 협지된 1층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층을 갖는 유기 전기발광 소자로서, 해당 유기 박막층은 발광층을 포함하고, 해당 유기 박막층의 적어도 1층이, 상기 [1]에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
[4] 상기 [3]에 기재된 유기 전기발광 소자를 탑재한, 전자 기기.
본 발명의 화합물을 유기 EL 소자용 재료로서 이용하는 것에 의해, 발광 효율이 높은 유기 EL 소자가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
본 명세서에 있어서, 「치환 또는 비치환된 탄소수 XX∼YY의 ZZ기」라고 하는 표현에 있어서의 「탄소수 XX∼YY」는, ZZ기가 비치환인 경우의 탄소수를 나타내는 것이고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수는 포함시키지 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「치환 또는 비치환된 원자수 XX∼YY의 ZZ기」라고 하는 표현에 있어서의 「원자수 XX∼YY」는, ZZ기가 비치환인 경우의 원자수를 나타내는 것이고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수는 포함시키지 않는다.
본 명세서에 있어서, 환형성 탄소수란, 원자가 환상으로 결합한 구조의 화합물(예를 들어, 단환 화합물, 축합환 화합물, 가교 화합물, 탄소환 화합물, 헤테로환 화합물)의 당해 환 자체를 구성하는 원자 중 탄소 원자의 수를 나타낸다. 당해 환이 치환기에 의해 치환되는 경우, 치환기에 포함되는 탄소는 환형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에서 기재되는 「환형성 탄소수」에 대해서는, 특필하지 않는 한 마찬가지로 한다. 예를 들어, 벤젠환은 환형성 탄소수가 6이고, 나프탈렌환은 환형성 탄소수가 10이며, 피리딘일기는 환형성 탄소수 5이고, 퓨란일기는 환형성 탄소수 4이다. 또한, 벤젠환이나 나프탈렌환에 치환기로서 예를 들어 알킬기가 치환하고 있는 경우, 당해 알킬기의 탄소수는, 환형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다. 또한, 플루오렌환에 치환기로서 예를 들어 플루오렌환이 결합하고 있는 경우(스파이로플루오렌환을 포함한다), 치환기로서의 플루오렌환의 탄소수는 환형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, 환형성 원자수란, 원자가 환상으로 결합한 구조(예를 들어 단환, 축합환, 환집합)의 화합물(예를 들어 단환 화합물, 축합환 화합물, 가교 화합물, 탄소환 화합물, 헤테로환 화합물)의 당해 환 자체를 구성하는 원자의 수를 나타낸다. 환을 구성하지 않는 원자(예를 들어 환을 구성하는 원자의 결합손을 종단하는 수소 원자)나, 당해 환이 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 환형성 원자수에는 포함시키지 않는다. 이하에서 기재되는 「환형성 원자수」에 대해서는, 특필하지 않는 한 마찬가지로 한다. 예를 들어, 피리딘환의 환형성 원자수는 6이고, 퀴나졸린환의 환형성 원자수는 10이며, 퓨란환의 환형성 원자수는 5이다. 피리딘환이나 퀴나졸린환의 탄소 원자에 각각 결합하고 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 대해서는, 환형성 원자수의 수에 포함하지 않는다. 또한, 플루오렌환에 치환기로서 예를 들어 플루오렌환이 결합하고 있는 경우(스파이로플루오렌환을 포함한다), 치환기로서의 플루오렌환의 원자수는 환형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「수소 원자」란, 중성자수가 상이한 동위체, 즉, 경수소(protium), 중수소(deuterium) 및 삼중수소(tritium)를 포함한다.
본 명세서 중에 있어서, 「헤테로아릴기」 및 「헤테로아릴렌기」는, 환형성 원자로서 적어도 1개의 헤테로원자를 포함하는 기이며, 해당 헤테로원자로서는, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자 및 셀레늄 원자로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 명세서 중에 있어서, 「치환 또는 비치환된 카바졸릴기」는, 하기의 카바졸릴기,
Figure pct00002
및 상기의 기에 대하여, 추가로 임의의 치환기를 갖는 치환 카바졸릴기를 나타낸다.
한편, 당해 치환 카바졸릴기는, 임의의 치환기끼리가 서로 결합하여 축환해도 되고, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자 및 셀레늄 원자 등의 헤테로원자를 포함해도 되며, 또한, 결합 위치는 1위∼9위의 어느 것이어도 된다. 이와 같은 치환 카바졸릴기의 구체예로서, 예를 들어, 하기에 나타내는 기를 들 수 있다.
Figure pct00003
본 명세서에 있어서, 「치환 또는 비치환된 다이벤조퓨란일기」 및 「치환 또는 비치환된 다이벤조싸이오펜일기」는, 하기의 다이벤조퓨란일기 및 다이벤조싸이오펜일기,
Figure pct00004
및 상기의 기에 대하여, 추가로 임의의 치환기를 갖는 치환 다이벤조퓨란일기 및 치환 다이벤조싸이오펜일기를 나타낸다.
한편, 당해 치환 다이벤조퓨란일기 및 치환 다이벤조싸이오펜일기는, 임의의 치환기끼리가 서로 결합하여 축환해도 되고, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자 및 셀레늄 원자 등의 헤테로원자를 포함해도 되며, 또한 결합 위치는 1위∼8위의 어느 것이어도 된다.
이와 같은 치환 다이벤조퓨란일기 및 치환 다이벤조싸이오펜일기의 구체예로서, 예를 들어, 하기에 나타내는 기를 들 수 있다.
Figure pct00005
[상기 식 중, X는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, Y는 산소 원자, 황 원자, NH, NRa(Ra는 알킬기 또는 아릴기이다.), CH2, 또는 CRb2(Rb는 알킬기 또는 아릴기이다.)를 나타낸다.]
또한, 치환기로서는, 또는 「치환 또는 비치환」이라고 하는 기재에 있어서의 치환기로서는, 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기; 환형성 탄소수 3∼50(바람직하게는 3∼10, 보다 바람직하게는 3∼8, 더 바람직하게는 5 또는 6)의 사이클로알킬기; 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기; 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기를 갖는 탄소수 7∼51(바람직하게는 7∼30, 보다 바람직하게는 7∼20)의 아르알킬기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기를 갖는 알콕시기; 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기를 갖는 아릴옥시기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 다이치환 아미노기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 모노치환, 다이치환 또는 트라이치환 실릴기; 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼24, 보다 바람직하게는 5∼13)의 헤테로아릴기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 할로알킬기; 할로젠 원자(불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자); 사이아노기; 나이트로기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 설폰일기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 다이치환 포스포릴기; 알킬설폰일옥시기; 아릴설폰일옥시기; 알킬카보닐옥시기; 아릴카보닐옥시기; 붕소 함유기; 아연 함유기; 주석 함유기; 규소 함유기; 마그네슘 함유기; 리튬 함유기; 하이드록시기; 알킬 치환 또는 아릴 치환 카보닐기; 카복실기; 바이닐기; (메트)아크릴로일기; 에폭시기; 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기인 것이 바람직하다.
이들 치환기는, 전술한 임의의 치환기에 의해 더 치환되어 있어도 된다. 또한, 이들 치환기는, 복수의 치환기가 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
또한, 「치환 또는 비치환」이라는 기재에 있어서의 「비치환」이란, 이들 치환기로 치환되어 있지 않고, 수소 원자가 결합하고 있다는 것을 의미한다.
상기 치환기 중에서도, 보다 바람직하게는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼24, 보다 바람직하게는 5∼13)의 헤테로아릴기, 할로젠 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼5)의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼5)의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼5)의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼12)의 아릴옥시기, 또는, 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 다이치환 아미노기, 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 트라이치환 실릴기이다.
상기 치환기 중에서도, 더 바람직하게는, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼24, 보다 바람직하게는 5∼13)의 헤테로아릴기, 할로젠 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼5)의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼5)의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼5)의 플루오로알콕시기, 또는, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼12)의 아릴옥시기이다.
＜상기 치환기의 구체예＞
상기 탄소수 1∼50의 알킬기로서는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기, t-뷰틸기, 펜틸기(이성체기를 포함한다), 헥실기(이성체기를 포함한다), 헵틸기(이성체기를 포함한다), 옥틸기(이성체기를 포함한다), 노닐기(이성체기를 포함한다), 데실기(이성체기를 포함한다), 운데실기(이성체기를 포함한다), 및 도데실기(이성체기를 포함한다) 등을 들 수 있다.
상기 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기로서는, 예를 들어, 페닐기, 나프틸페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기, 바이페닐렌일기, 나프틸기, 페닐나프틸기, 아세나프틸렌일기, 안트릴기, 벤즈안트릴기, 아세안트릴기, 페난트릴기, 벤조페난트릴기, 페날렌일기, 플루오렌일기, 9,9-다이메틸플루오렌일기, 7-페닐-9,9-다이메틸플루오렌일기, 펜타센일기, 피센일기, 펜타페닐기, 피렌일기, 크라이센일기, 벤조크라이센일기, s-인다센일기, as-인다센일기 및 페릴렌일기 등을 들 수 있다.
상기 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기는, 적어도 1개, 바람직하게는 1∼3개의 동일 또는 상이한 헤테로원자(예를 들어, 질소 원자, 황 원자, 및 산소 원자)를 포함한다.
해당 헤테로아릴기로서는, 예를 들어, 피롤릴기, 퓨릴기, 싸이엔일기, 피리딜기, 피리다진일기, 피리미딘일기, 피라진일기, 트라이아진일기, 이미다졸릴기, 옥사졸릴기, 싸이아졸릴기, 피라졸릴기, 아이속사졸릴기, 아이소싸이아졸릴기, 옥사다이아졸릴기, 싸이아다이아졸릴기, 트라이아졸릴기, 인돌릴기, 아이소인돌릴기, 벤조퓨란일기, 아이소벤조퓨란일기, 벤조싸이오펜일기, 인돌리진일기, 퀴놀리진일기, 퀴놀릴기, 아이소퀴놀릴기, 신놀릴기, 프탈라진일기, 퀴나졸린일기, 퀴녹살린일기, 벤즈이미다졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤조싸이아졸릴기, 인다졸릴기, 벤즈아이속사졸릴기, 벤즈아이소싸이아졸릴기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 카바졸릴기, 페난트리딘일기, 아크리딘일기, 페난트롤린일기, 페나진일기, 페노싸이아진일기, 페녹사진일기, 및 잔텐일기 등을 들 수 있다.
상기 탄소수 1∼50의 플루오로알킬기로서는, 예를 들어, 전술한 탄소수 1∼50의 알킬기의 적어도 1개의 수소 원자, 바람직하게는 1∼7개의 수소 원자 또는 모든 수소 원자를 불소 원자로 치환하여 얻어지는 기를 들 수 있다.
구체적인 플루오로알킬기로서는, 예를 들어, 헵타플루오로프로필기, 펜타플루오로에틸기, 2,2,2-트라이플루오로에틸기, 및 트라이플루오로메틸기를 들 수 있다.
상기 탄소수 1∼50의 알콕시기는, -ORX로 표시되는 기이며, RX는, 전술한 탄소수 1∼50의 알킬기를 나타낸다.
구체적인 알콕시기로서는, 예를 들어, t-뷰톡시기, 프로폭시기, 에톡시기, 및 메톡시기를 들 수 있다.
상기 탄소수 1∼50의 플루오로알콕시기는, -ORY로 표시되는 기이며, RY는, 전술한 탄소수 1∼50의 플루오로알킬기를 나타낸다.
구체적인 플루오로알콕시기로서는, 예를 들어, 헵타플루오로프로폭시기, 펜타플루오로에톡시기, 2,2,2-트라이플루오로에톡시기, 및 트라이플루오로메톡시기를 들 수 있다.
상기 환형성 탄소수 6∼50의 아릴옥시기는, -ORZ로 표시되는 기이며, RZ는 전술한 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기를 나타낸다.
구체적인 아릴옥시기로서는, 예를 들어, 페닐옥시기, 1-나프틸옥시기, 2-나프틸옥시기, 4-바이페닐릴옥시기, p-터페닐-4-일옥시기, p-톨릴옥시기를 들 수 있다.
탄소수 1∼50의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 다이치환 아미노기의 알킬기 및 아릴기로서는, 전술한 탄소수 1∼50의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기를 들 수 있다.
해당 다이치환 아미노기로서는, 예를 들어, 다이메틸아미노기, 다이에틸아미노기, 다이아이소프로필아미노기, 다이-t-뷰틸아미노기 등의 다이알킬아미노기; 다이페닐아미노기, 다이(메틸페닐)아미노기, 다이나프틸아미노기, 다이바이페닐릴아미노기 등을 들 수 있다.
상기 탄소수 1∼50의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 트라이치환 실릴기의 알킬기 및 아릴기로서는, 전술한 탄소수 1∼50의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기를 들 수 있다.
해당 트라이치환 실릴기로서는, 트라이알킬실릴기(알킬기는 상기한 대로이다.), 트라이아릴실릴기(아릴기는 상기한 대로이다.)가 바람직하다. 트라이알킬실릴기로서는, 예를 들어, 트라이메틸실릴기, 트라이에틸실릴기, 트라이아이소프로필 실릴기, 트라이t-뷰틸실릴기, 트라이n-뷰틸실릴기를 들 수 있다. 트라이아릴실릴기로서는, 예를 들어, 트라이페닐실릴기, 트라이(메틸페닐)실릴기를 들 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
한편, 본 명세서 중, 바람직하다고 하는 규정은 각각 임의로 선택할 수 있고, 임의로 조합할 수 있다.
[화합물]
본 발명의 일 태양에 있어서, 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물(1)」이라고도 한다)이 제공된다. 당해 화합물은, 유기 전기발광 소자용 재료로서 유용하다.
Figure pct00006
(화학식(1) 중, Ar은, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 기를 나타낸다.
R1∼R9는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9는, 결합하여 벤젠환을 형성해도 된다.)
＜화학식(1) 중의 R1∼R9에 대해＞
R1∼R9가 나타내는 치환기는, 전술한 대로이며, 바람직한 것도 동일하다.
한편, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9는, 결합하여 벤젠환을 형성해도 된다. 예를 들어, R3과 R4가 결합하여 벤젠환을 형성한 화합물은, 하기 화학식(1-1)로 표시된다.
Figure pct00007
(화학식(1-1) 중, Ar, R1, R2, R5∼R9는 상기 정의 대로이다.)
R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9는, 발광 효율의 관점에서, 결합하여 벤젠환을 형성하고 있지 않는 것이 바람직하다.
R1∼R9로서는, 발광 효율의 관점에서, 모두 수소 원자인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 화합물은, 발광 효율의 관점에서, 1분자 중에 갖는 플루오란텐 골격이 1개뿐인 것이 바람직하다. 단, 여기에서 말하는 플루오란텐 골격이란, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R6과 R7, R7과 R8, 또는 R8과 R9가 결합하여 벤젠환을 형성하고 있는 구조도 포함한다. 환언하면, Ar 및 R1∼R9는 모두, 플루오란텐 골격을 갖고 있지 않는 것이 바람직하다.
＜화학식(1) 중의 Ar에 대해＞
Ar은, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 기를 나타낸다.
Ar이 나타내는 아릴기로서는, 예를 들어, 페닐기, 나프틸기(1-나프틸기, 2-나프틸기), 안트릴기(1-안트릴기, 2-안트릴기 등), 벤즈안트릴기, 페난트릴기(1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 9-페난트릴기 등), 벤조페난트릴기, 플루오렌일기, 9,9-다이치환 플루오렌일기(9,9-다이메틸-2-플루오렌일기, 9,9-다이페닐-2-플루오렌일기 등), 스파이로바이플루오렌일기, 벤조플루오렌일기, 다이벤조플루오렌일기, 피센일기, 테트라센일기, 펜타센일기, 피렌일기, 크라이센일기, 벤조크라이센일기, s-인다센일기, as-인다센일기, 트라이페닐렌일기, 벤조트라이페닐렌일기, 페릴렌일기, 코로넨일기, 다이벤즈안트릴기 등을 들 수 있다. 해당 아릴기로서는, 발광 효율의 관점에서, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼40의 아릴기가 바람직하고, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기가 보다 바람직하다.
Ar이 나타내는 헤테로아릴기로서는, 예를 들어, 피롤릴기, 퓨릴기, 싸이엔일기, 피리딜기, 이미다조피리딜기, 피리다진일기, 피리미딘일기, 피라진일기, 트라이아진일기, 이미다졸릴기, 옥사졸릴기, 싸이아졸릴기, 피라졸릴기, 아이속사졸릴기, 아이소싸이아졸릴기, 옥사다이아졸릴기, 싸이아다이아졸릴기, 트라이아졸릴기, 테트라졸릴기, 인돌릴기, 아이소인돌릴기, 벤조퓨란일기, 아이소벤조퓨란일기, 벤조싸이오펜일기, 아이소벤조싸이오펜일기, 인돌리진일기, 퀴놀리진일기, 퀴놀릴기, 아이소퀴놀릴기, 신놀릴기, 프탈라진일기, 퀴나졸린일기, 퀴녹살린일기, 벤즈이미다졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤조싸이아졸릴기, 인다졸릴기, 벤즈아이속사졸릴기, 벤즈아이소싸이아졸릴기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 카바졸릴기, 페난트리딘일기, 아크리딘일기, 페난트롤린일기, 페나진일기, 페노싸이아진일기, 페녹사진일기 및 잔텐일기를 들 수 있다. 해당 헤테로아릴기로서는, 발광 효율 및 수명의 관점에서, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기가 바람직하고, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기가 보다 바람직하다.
해당 헤테로아릴기로서는, 발광 효율 및 수명의 관점에서, 구체적으로는, 치환 또는 비치환된, 퓨릴기, 싸이엔일기, 피리딜기, 이미다조피리딜기, 피리다진일기, 피리미딘일기, 피라진일기, 트라이아진일기, 벤즈이미다졸릴기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 카바졸릴기, 페난트롤린일기 등이 바람직하고, 치환 또는 비치환된 피리미딘일기, 치환 또는 비치환된 트라이아진일기, 치환 또는 비치환된 카바졸릴기가 보다 바람직하고, 치환 피리미딘일기, 치환 트라이아진일기, 치환 카바졸릴기가 더 바람직하고, 다이치환 피리미딘일기, 다이치환 트라이아진일기, 모노치환 카바졸릴기, 다이치환 카바졸릴기가 특히 바람직하다. 카바졸릴기로서는, N-카바졸릴기, N-아릴-2-카바졸릴기(해당 아릴기의 환형성 탄소수는, 바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10, 특히 바람직하게는 6이다.), N-아릴-3-카바졸릴기(해당 아릴기의 환형성 탄소수는, 바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10, 특히 바람직하게는 6이다.)가 바람직하다.
Ar로서는, 발광 효율의 관점에서, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기와 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기의 조합으로 이루어지는 기인 것도 바람직하다. 해당 아릴기와 해당 헤테로아릴기에 대해서는 전술한 대로이다. 한편, 이들 조합으로 이루어지는 기의 경우, 말단 기 이외에는 2가 이상의 기가 된다. 예를 들어, 「-아릴기-헤테로아릴기」이면, 엄밀하게는, 「-아릴렌기-헤테로아릴기」가 되고, 「-헤테로아릴기-아릴기」이면, 엄밀하게는, 「-헤테로아릴렌기-아릴기」가 된다. 해당 아릴렌기는, 상기 아릴기로부터 수소 원자가 1개 이탈하여 얻어지는 기에 상당하고, 해당 헤테로아릴렌기는, 상기 헤테로아릴기로부터 수소 원자가 1개 이탈하여 얻어지는 기에 상당한다.
상기 조합으로 이루어지는 기로서는, 예를 들어, 「-아릴렌기-헤테로아릴기」, 「-헤테로아릴렌기-아릴기」, 「-아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴기」, 「-헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴기」, 「-아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴기」, 「-헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴기」 등을 들 수 있다. 해당 아릴기 및 아릴렌기의 환형성 탄소수는, 각각, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼18, 특히 바람직하게는 6∼12이다. 또한, 해당 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기의 환형성 원자수는, 각각, 바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼13이다.
여기에서, 아릴렌기의 구체예로서는, 예를 들어, 페닐렌기(1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기), 나프틸렌기(1,4-나프틸렌기, 1,5-나프틸렌기 등), 바이페닐릴렌기, 플루오렌일렌기(2,7-플루오렌일렌기 등), 9,9-다이치환 플루오렌일렌기(9,9-다이메틸-2,7-플루오렌일렌기, 9,9-다이페닐-2,7-플루오렌일렌기 등), 벤조플루오렌일렌기, 다이벤조플루오렌일렌기, 피센일렌기, 테트라센일렌기, 펜타센일렌기, 피렌일렌기, 크라이센일렌기, 벤조크라이센일렌기, s-인다센일렌기, as-인다센일렌기, 트라이페닐렌일렌기, 벤조트라이페닐렌일렌기, 페릴렌일렌기, 코로넨일렌기, 다이벤즈안트릴렌기 등을 들 수 있다.
또한, 헤테로아릴렌기의 구체예로서는, 예를 들어, 피롤릴렌기, 퓨릴렌기, 싸이엔일렌기, 피리딜렌기, 이미다조피리딜렌기, 피리다진일렌기, 피리미딘일렌기, 피라진일렌기, 트라이아진일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 싸이아졸릴렌기, 피라졸릴렌기, 아이속사졸릴렌기, 아이소싸이아졸릴렌기, 옥사다이아졸릴렌기, 싸이아다이아졸릴렌기, 트라이아졸릴렌기, 테트라졸릴렌기, 인돌릴렌기, 아이소인돌릴렌기, 벤조퓨란일렌기, 아이소벤조퓨란일렌기, 벤조싸이오펜일렌기, 아이소벤조싸이오펜일렌기, 인돌리진일렌기, 퀴놀리진일렌기, 퀴놀릴렌기, 아이소퀴놀릴렌기, 신놀릴렌기, 프탈라진일렌기, 퀴나졸린일렌기, 퀴녹살린일렌기, 벤즈이미다졸릴렌기, 벤즈옥사졸릴렌기, 벤조싸이아졸릴렌기, 인다졸릴렌기, 벤즈아이속사졸릴렌기, 벤즈아이소싸이아졸릴렌기, 다이벤조퓨란일렌기, 다이벤조싸이오펜일렌기, 카바졸다이일기, 페난트리딘일렌기, 아크리딘일렌기, 페난트롤린일렌기, 페나진일렌기, 페노싸이아진일렌기, 페녹사진일렌기 및 잔텐일렌기를 들 수 있다. 여기에서, 카바졸다이일기는, 2위와 N(9위)에서 결합하고 있는 것도 바람직하고, 3위와 N(9위)에서 결합하고 있는 것도 바람직하다.
〔화합물(1)의 바람직한 태양〕
발광 효율의 관점에서, 화합물(1)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(2)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00008
(화학식(2) 중, R1∼R9는, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하다.
L1은, 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼18의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴렌기를 나타낸다.
Ra1 및 Rb1은 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. m1은 0∼4의 정수를 나타낸다. m2는 0∼3의 정수를 나타낸다. Ra1, Rb1을 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Ra1 및 복수의 Rb1은 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Ra1 및 복수의 Rb1은 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)
L1이 나타내는 아릴렌기로서는, 예를 들어, 페닐렌기(1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기), 나프틸렌기(1,4-나프틸렌기, 1,5-나프틸렌기 등), 바이페닐릴렌기, 플루오렌일렌기(2,7-플루오렌일렌기 등), 9,9-다이치환 플루오렌일렌기(9,9-다이메틸-2,7-플루오렌일렌기, 9,9-다이페닐-2,7-플루오렌일렌기 등), 벤조플루오렌일렌기, 테트라센일렌기, 피렌일렌기, 크라이센일렌기, s-인다센일렌기, as-인다센일렌기 및 트라이페닐렌일렌기 등을 들 수 있다. 해당 아릴렌기의 환형성 탄소수는, 바람직하게는 6∼14, 보다 바람직하게는 6∼12, 더 바람직하게는 6∼10이다.
L1이 나타내는 헤테로아릴렌기로서는, 예를 들어, 피롤릴렌기, 퓨릴렌기, 싸이엔일렌기, 피리딜렌기, 이미다조피리딜렌기, 피리다진일렌기, 피리미딘일렌기, 피라진일렌기, 트라이아진일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 싸이아졸릴렌기, 피라졸릴렌기, 아이속사졸릴렌기, 아이소싸이아졸릴렌기, 옥사다이아졸릴렌기, 싸이아다이아졸릴렌기, 트라이아졸릴렌기, 테트라졸릴렌기, 인돌릴렌기, 아이소인돌릴렌기, 벤조퓨란일렌기, 아이소벤조퓨란일렌기, 벤조싸이오펜일렌기, 아이소벤조싸이오펜일렌기, 인돌리진일렌기, 퀴놀리진일렌기, 퀴놀릴렌기, 아이소퀴놀릴렌기, 신놀릴렌기, 프탈라진일렌기, 퀴나졸린일렌기, 퀴녹살린일렌기, 벤즈이미다졸릴렌기, 벤즈옥사졸릴렌기, 벤조싸이아졸릴렌기, 인다졸릴렌기, 벤즈아이속사졸릴렌기, 벤즈아이소싸이아졸릴렌기, 페난트리딘일렌기, 아크리딘일렌기, 페난트롤린일렌기, 페나진일렌기, 페노싸이아진일렌기, 페녹사진일렌기 및 잔텐일렌기를 들 수 있다. 해당 헤테로아릴렌기의 환형성 탄소수는, 바람직하게는 5∼14, 보다 바람직하게는 5∼12, 더 바람직하게는 5∼10이다.
L1로서는, 발광 효율의 관점에서, 바람직하게는, 단일결합, 아릴렌기이고, 보다 바람직하게는, 단일결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 바이페닐릴렌기이며, 더 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기이고, 특히 바람직하게는 단일결합이다. 해당 페닐렌기로서는, 1,3-페닐렌기여도 되고, 1,4-페닐렌기여도 되지만, 1,4-페닐렌기가 바람직하다.
Ra1 및 Rb1이 나타내는 치환기는, 상기 정의대로이며, 바람직한 것도 동일하다. 그들 중에서도, 특히 바람직하게는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼8의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼18(보다 바람직하게는 6∼12)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼13의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10(보다 바람직하게는 1∼5)의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼12의 아릴옥시기이고, 가장 바람직하게는, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼18(보다 바람직하게는 6∼12)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼13의 헤테로아릴기이며, 구체적으로는, 페닐기, 바이페닐릴기, 나프틸기, 카바졸릴기이다. 카바졸릴기로서는, N-카바졸릴기, N-아릴-2-카바졸릴기(해당 아릴기의 환형성 탄소수는, 바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10, 특히 바람직하게는 6이다.), N-아릴-3-카바졸릴기(해당 아릴기의 환형성 탄소수는, 바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10, 특히 바람직하게는 6이다.)가 바람직하다.
m1은, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1이며, 0이어도 되고, 1이어도 된다. m2는, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1이며, 0이어도 되고, 1이어도 된다.
Ra1, Rb1을 각각 복수 갖는 경우, 전술한 대로, 복수의 Ra1 및 복수의 Rb1은, 각각, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, 환을 형성하고 있지 않는 화합물도 바람직하다. 형성되는 환으로서는, 일부가 불포화인 탄화수소환, 및 방향족환을 들 수 있다. 해당 방향족환으로서는, 환형성 탄소수 6∼10의 방향족환이 바람직하고, 벤젠환이 보다 바람직하다. 복수의 Ra1 또는 복수의 Rb1이 서로 결합하여 환을 형성한 화합물로서는, 예를 들어, 하기 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00009
(식 중의 각 기의 정의는, 화학식(2) 중의 것과 동일하다.)
발광 효율의 관점에서, 상기 화합물(2)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(2-1)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00010
(화학식(2-1) 중, R1∼R9 및 L1은, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하다. Ra1, Rb1, m1 및 m2는, 상기 화학식(2) 중의 것과 동일하다.
Rc1 및 Rd1은 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. m3은 0∼3의 정수를 나타낸다. m4는 0∼4의 정수를 나타낸다. Rc1, Rd1을 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Rc1 및 복수의 Rd1은 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Rc1 및 복수의 Rd1은 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.
X1은 -N(RA1)-, -C(RB1)(RC1)-, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 해당 RA1은, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기를 나타낸다. 해당 RB1 및 해당 RC1은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 또는 사이아노기를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 환 구조를 형성한다.)
본 발명에 있어서는, X1이 -N(RA1)-인 화합물도 바람직하고, X1이 -C(RB1)(RC1)-인 화합물도 바람직하고, X1이 산소 원자인 화합물도 바람직하고, X1이 황 원자인 화합물도 바람직하다.
해당 RA1이 나타내는 탄소수 1∼20의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기, t-뷰틸기, 펜틸기(이성체기를 포함한다), 헥실기(이성체기를 포함한다), 헵틸기(이성체기를 포함한다), 옥틸기(이성체기를 포함한다), 노닐기(이성체기를 포함한다), 데실기(이성체기를 포함한다), 운데실기(이성체기를 포함한다), 및 도데실기(이성체기를 포함한다) 등을 들 수 있다. 해당 알킬기로서는, 바람직하게는 탄소수 1∼10의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼8의 알킬기, 더 바람직하게는 탄소수 1∼5의 알킬기, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼3의 알킬기이다.
RA1이 나타내는 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기로서는, 상기 화학식(1) 중의 Ar의 아릴기와 동일한 것을 들 수 있다. 그들 중에서도, 바람직하게는 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 보다 바람직하게는 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 더 바람직하게는 환형성 탄소수 6∼13의 아릴기이고, 특히 바람직하게는, 페닐기, 바이페닐릴기(3-바이페닐릴기, 4-바이페닐릴기 등), 나프틸기, 9,9-다이메틸플루오렌일기이며, 가장 바람직하게는 페닐기, 바이페닐릴기(3-바이페닐릴기, 4-바이페닐릴기 등)이다.
RA1이 나타내는 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기로서는, 상기 화학식(1) 중의 Ar의 헤테로아릴기와 동일한 것을 들 수 있다. 그들 중에서도, 바람직하게는 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 보다 바람직하게는 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기, 더 바람직하게는 환형성 원자수 5∼13의 헤테로아릴기, 특히 바람직하게는, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기이다.
RA1이 나타내는 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기로서는, 상기 치환기의 설명에 있어서의 플루오로알킬기 중의 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기를 들 수 있다.
이들 중에서도, RA1로서는, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기이고, 바이페닐릴기(예를 들어 3-바이페닐릴기, 4-바이페닐릴기 등)가 보다 바람직하며, 페닐기, 3-바이페닐릴기가 보다 바람직하고, 페닐기가 더 바람직하다.
상기 RB1 및 상기 RC1이 나타내는 탄소수 1∼20의 알킬기, 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 사이아노기는, 상기 RA1과 동일하게 설명되지만, 특히, 해당 알킬기로서는 메틸기가 바람직하고, 해당 아릴기로서는 페닐기가 바람직하다. RB1 및 상기 RC1로서는, 모두, 바람직하게는 탄소수 1∼20의 알킬기, 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기이다.
또한, -C(RB1)(RC1)-의 RB1 및 RC1이 서로 결합하여 환 구조를 형성하는 경우, 예를 들어, 이하의 환 구조를 들 수 있다.
Figure pct00011
Rc1 및 Rd1이 나타내는 치환기는, 상기 정의대로이며, 바람직한 것도 동일하다. 그들 중에서도, 특히 바람직한 치환기로서는, 상기 Ra1 및 상기 Rb1의 경우와 동일한 것을 들 수 있다.
m3은, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다. m4는, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다.
Rc1, Rd1을 각각 복수 갖는 경우, 전술대로, 복수의 Rc1 및 복수의 Rd1은, 각각, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, 환을 형성하고 있지 않는 화합물도 바람직하다. 형성되는 환으로서는, 일부가 불포화인 탄화수소환, 및 방향족환을 들 수 있다. 해당 방향족환으로서는, 환형성 탄소수 6∼10의 방향족환이 바람직하고, 벤젠환이 보다 바람직하다. 한편, 복수의 Rc1은 서로 결합하여 환을 형성하지 않는 것이 바람직하다. 복수의 Rd1이 서로 결합하여 환을 형성한 화합물로서는, 예를 들어, 하기 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00012
(식 중의 각 기의 정의는, 화학식(2-1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.)
Figure pct00013
(식 중의 각 기의 정의는, 화학식(2-1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.)
Figure pct00014
(식 중의 각 기의 정의는, 화학식(2-1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.)
발광 효율의 관점에서, 화합물(2-1)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(2-1-1)∼(2-1-3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00015
(화학식(2-1-1)∼(2-1-3) 중, R1∼R9 및 L1은, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다. Ra1, Rb1, m1 및 m2는, 상기 화학식(2) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다. Rc1, Rd1, m3, m4 및 X1은, 상기 화학식(2-1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.)
발광 효율의 관점에서, 화합물(2)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(2-2)로 표시되는 화합물도 들 수 있다.
Figure pct00016
(화학식(2-2) 중, R1∼R9 및 L1은, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다. Ra1, Rb1, m1 및 m2는, 상기 화학식(2) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.
Re1 및 Rf1은, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. m5 및 m6은, 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타낸다. Re1, Rf1을 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Re1 및 복수의 Rf1은 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Re1 및 복수의 Rf1은 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)
Re1 및 Rf1이 나타내는 치환기는, 상기 정의대로이며, 바람직한 것도 동일하다. 그들 중에서도, 특히 바람직한 치환기로서는, 상기 Ra1 및 상기 Rb1의 경우와 동일한 것과, 추가로 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼13의 헤테로아릴기(예를 들어, 카바졸릴기 등)를 들 수 있다.
m5는, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다. m6은, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다.
Re1, Rf1을 각각 복수 갖는 경우, 전술대로, 복수의 Re1 및 복수의 Rf1은, 각각, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, 환을 형성하고 있지 않는 화합물도 바람직하다. 형성되는 환으로서는, 일부가 불포화인 탄화수소환, 및 방향족환을 들 수 있다. 해당 방향족환으로서는, 환형성 탄소수 6∼10의 방향족환이 바람직하고, 벤젠환이 보다 바람직하다. 복수의 Re1 또는 복수의 Rd1이 서로 결합하여 환을 형성한 화합물로서는, 예를 들어, 하기 화합물을 들 수 있고, 어느 것을 선택하는 것도 가능하다.
Figure pct00017
(식 중의 각 기의 정의는, 화학식(2-2) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.)
발광 효율의 관점에서, 화합물(1)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(3)으로 표시되는 화합물도 들 수 있다.
Figure pct00018
(화학식(3) 중, R1∼R9 및 L1은, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.
X2는, -N(RA2)-, -C(RB2)(RC2)-, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 해당 RA2는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기를 나타낸다. 해당 RB2 및 해당 RC2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 또는 사이아노기를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 환 구조를 형성한다.
Ra2 및 Rb2는, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. n1 및 n2는 각각 독립적으로 0∼3의 정수를 나타낸다. Ra2, Rb2를 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Ra2 및 복수의 Rb2는, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Ra2 및 복수의 Rb2는, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, 이 경우, 해당 환 쪽에서 L1과 결합하고 있어도 된다.)
본 발명에 있어서는, X2가 -N(RA2)-인 화합물도 바람직하고, X2가 -C(RB2)(RC2)-인 화합물도 바람직하고, X2가 산소 원자인 화합물도 바람직하고, X2가 황 원자인 화합물도 바람직하다.
RA2에 대해서는, 상기 RA1과 동일하게 설명된다(상기 화학식(2-1) 중의 X1에 관한 설명 참조.). RB2 및 RC2에 대해서는, 각각, 상기 RB1 및 RC1과 동일하게 설명된다(상기 화학식(2-1) 중의 X1에 관한 설명 참조.).
Ra2 및 Rb2가 나타내는 치환기는, 상기 정의대로이며, 바람직한 것도 동일하다. 그들 중에서도, 특히 바람직한 치환기로서는, 상기 Ra1 및 상기 Rb1의 경우와 동일한 것을 들 수 있다.
n1은, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다. n2는, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다.
Ra2, Rb2를 각각 복수 갖는 경우, 전술대로, 복수의 Ra2 및 복수의 Rb2는, 각각, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, 환을 형성하고 있지 않는 화합물도 바람직하다. 형성되는 환으로서는, 일부가 불포화인 탄화수소환, 및 방향족환을 들 수 있다. 해당 방향족환으로서는, 환형성 탄소수 6∼10의 방향족환이 바람직하고, 벤젠환이 보다 바람직하다. 복수의 Ra2 또는 복수의 Rb2가 서로 결합하여 환을 형성한 화합물로서는, 예를 들어, 하기 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00019
(식 중의 각 기의 정의는, 화학식(3) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다. 한편, 상기 식에 있어서, L1은, 나프탈렌환의 임의의 위치와 결합하고 있다는 것을 나타낸다.)
발광 효율의 관점에서, 화합물(3)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(3-1)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00020
(화학식(3-1) 중, R1∼R9 및 L1은, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다. Ra2, Rb2, X2, n1 및 n2는, 화학식(3) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.
X3은, -N(RA3)-, -C(RB3)(RC3)-, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 해당 RA3은, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기를 나타낸다. 해당 RB3 및 해당 RC3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 또는 사이아노기를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 환 구조를 형성한다.
Rc2 및 Rd2는, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. n3은, 0∼3의 정수를 나타낸다. n4는, 0∼4의 정수를 나타낸다. Rc2, Rd2를 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Rc2 및 복수의 Rd2는, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Rc2 및 복수의 Rd2는, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)
본 발명에 있어서는, X3이 -N(RA3)-인 화합물도 바람직하고, X3이 -C(RB3)(RC3)-인 화합물도 바람직하고, X3이 산소 원자인 화합물도 바람직하고, X3이 황 원자인 화합물도 바람직하다.
RA3에 대해서는, 상기 RA1과 동일하게 설명된다(상기 화학식(2-1) 중의 X1에 관한 설명 참조.). RB3 및 RC3에 대해서는, 각각, 상기 RB1 및 RC1과 동일하게 설명된다(상기 화학식(2-1) 중의 X1에 관한 설명 참조.).
Rc2 및 Rd2가 나타내는 치환기는, 상기 정의대로이며, 바람직한 것도 동일하다. 그들 중에서도, 특히 바람직한 치환기로서는, 상기 Ra1 및 상기 Rb1의 경우와 동일한 것을 들 수 있다.
n3은, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다. n4는, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다.
Rc2, Rd2를 각각 복수 갖는 경우, 전술대로, 복수의 Rc2 및 복수의 Rd2는, 각각, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, 환을 형성하고 있지 않는 화합물도 바람직하다. 형성되는 환으로서는, 일부가 불포화인 탄화수소환, 및 방향족환을 들 수 있다. 해당 방향족환으로서는, 환형성 탄소수 6∼10의 방향족환이 바람직하고, 벤젠환이 보다 바람직하다. 한편, 복수의 Rc2는, 서로 결합하여 환을 형성하고 있지 않는 것이 바람직하다. 복수의 Rd2가 서로 결합하여 환을 형성한 화합물로서는, 예를 들어, 하기 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00021
(식 중의 각 기의 정의는, 화학식(3-1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.)
발광 효율의 관점에서, 화합물(3)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(3-2)로 표시되는 화합물도 들 수 있다.
Figure pct00022
(화학식(3-2) 중, R1∼R9 및 L1은, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다. Ra2, Rb2, X2, n1 및 n2는, 상기 화학식(3) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.
Re2 및 Rf2는, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. n5 및 n6은, 각각 독립적으로, 0∼4의 정수를 나타낸다. Re2, Rf2를 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Re2 및 복수의 Rf2는, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Re2 및 복수의 Rf2는, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)
Re2 및 Rf2가 나타내는 치환기는, 상기 정의대로이며, 바람직한 것도 동일하다. 그들 중에서도, 특히 바람직한 치환기로서는, 상기 Ra1 및 상기 Rb1의 경우와 동일한 것을 들 수 있다.
n5는, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다. n6은, 바람직하게는 0∼2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다.
Re2, Rf2를 각각 복수 갖는 경우, 전술대로, 복수의 Re2 및 복수의 Rf2는, 각각, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, 환을 형성하고 있지 않는 화합물도 바람직하다. 형성되는 환으로서는, 일부가 불포화인 탄화수소환, 및 방향족환을 들 수 있다. 해당 방향족환으로서는, 환형성 탄소수 6∼10의 방향족환이 바람직하고, 벤젠환이 보다 바람직하다. 복수의 Re2 또는 복수의 Rd2가 서로 결합하여 환을 형성한 화합물로서는, 예를 들어, 하기 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00023
(식 중의 각 기의 정의는, 화학식(3-2) 중의 것과 동일하다.)
발광 효율의 관점에서, 화합물(1)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(4)로 표시되는 화합물도 들 수 있다.
Figure pct00024
(화학식(4) 중, R1∼R9는, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하다.
Ar1은, 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 나타내고, Ar2는, 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, 또한, Ar1의 아릴렌기와 Ar2의 아릴기의 환형성 탄소수의 합계는 12∼50이다.)
Ar1이 나타내는 아릴렌기와 Ar2가 나타내는 아릴기는, 환형성 탄소수의 합계가 12∼50(바람직하게는 12∼40, 보다 바람직하게는 12∼30, 더 바람직하게는 12∼20)이면 특별히 제한은 없지만, Ar1이 환형성 탄소수 6∼18의 아릴렌기인 것이 바람직하다. 또한 Ar2가 환형성 탄소수 6∼40의 아릴기인 것이 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것이 보다 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기인 것이 더 바람직하다.
아릴렌기로서는, 예를 들어, 페닐렌기(1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기), 나프틸렌기(1,4-나프틸렌기, 1,5-나프틸렌기 등), 바이페닐릴렌기, 플루오렌일렌기(2,7-플루오렌일렌기 등), 9,9-다이치환 플루오렌일렌기(9,9-다이메틸-2,7-플루오렌일렌기, 9,9-다이페닐-2,7-플루오렌일렌기 등), 벤조플루오렌일렌기, 다이벤조플루오렌일렌기, 피센일렌기, 테트라센일렌기, 펜타센일렌기, 피렌일렌기, 크라이센일렌기, 벤조크라이센일렌기, s-인다센일렌기, as-인다센일렌기, 트라이페닐렌일렌기, 벤조트라이페닐렌일렌기, 페릴렌일렌기, 코로넨일렌기, 다이벤즈안트릴렌기 등을 들 수 있다.
아릴기로서는, 예를 들어, 페닐기, 나프틸기(1-나프틸기, 2-나프틸기), 안트릴기(1-안트릴기, 2-안트릴기 등), 벤즈안트릴기, 페난트릴기(1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 9-페난트릴기 등), 벤조페난트릴기, 플루오렌일기, 9,9-다이치환 플루오렌일기(9,9-다이메틸-2-플루오렌일기, 9,9-다이페닐-2-플루오렌일기 등), 스파이로바이플루오렌일기, 벤조플루오렌일기, 다이벤조플루오렌일기, 피센일기, 테트라센일기, 펜타센일기, 피렌일기, 크라이센일기, 벤조크라이센일기, s-인다센일기, as-인다센일기, 트라이페닐렌일기, 벤조트라이페닐렌일기, 페릴렌일기, 코로넨일기, 다이벤즈안트릴기 등을 들 수 있다.
Ar1과 Ar2의 조합의 구체예로서는, 예를 들어, (Ar1, Ar2)=(페닐렌기, 페닐기), (페닐렌기, 나프틸기), (페닐렌기, 페난트릴기), (페닐렌기, 트라이페닐렌일기), (페닐렌기, 벤조[c]페난트릴기), (페닐렌기, 9,9-다이메틸플루오렌일기), (페닐렌기, 9,9-다이페닐플루오렌일기), (나프틸렌기, 페난트릴기), (나프틸렌기, 벤조[c]페난트릴기), (안트릴렌기, 나프틸기) 등을 들 수 있다.
발광 효율의 관점에서, 화합물(1)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(5)로 표시되는 화합물도 들 수 있다.
Figure pct00025
(화학식(5) 중, R1∼R9는, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.
Ar3 및 Ar4는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 나타내고, Ar5는, 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, 또한, Ar3 및 Ar4의 아릴렌기와 Ar5의 아릴기의 환형성 탄소수의 합계는 18∼50이다.)
Ar3 및 Ar4가 나타내는 아릴렌기와 Ar5가 나타내는 아릴기는, 환형성 탄소수의 합계가 18∼50(바람직하게는 18∼40, 보다 바람직하게는 18∼30)이면 특별히 제한은 없지만, Ar3 및 Ar4가 각각 독립적으로 환형성 탄소수 6∼10의 아릴렌기인 것이 바람직하다. 또한 Ar5가 환형성 탄소수 6∼40의 아릴기인 것이 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것이 보다 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기인 것이 더 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼14의 아릴기인 것이 특히 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼10의 아릴기인 것이 가장 바람직하다. 해당 아릴렌기 및 아릴기의 구체예로서는, 각각, Ar1이 나타내는 아릴렌기 및 Ar2가 나타내는 아릴기와 동일한 것을 들 수 있다.
Ar3, Ar4 및 Ar5의 조합의 구체예로서는, 예를 들어, (Ar3, Ar4, Ar5)=(페닐렌기, 페닐렌기, 페닐기), (페닐렌기, 안트릴렌기, 나프틸기), (페닐렌기, 나프틸렌기, 페닐기), (페닐렌기, 페닐렌기, 나프틸기), (페닐렌기, 나프틸렌기, 나프틸기), (페닐렌기, 나프틸렌기, 9,9-다이메틸플루오렌일기), (페닐렌기, 나프틸렌기, 9,9-다이페닐플루오렌일기), (페닐렌기, 페닐렌기, 벤조[c]페난트릴기), (페닐렌기, 페닐렌기, 트라이페닐렌일기), (페닐렌기, 페닐렌기, 9,9-다이메틸플루오렌일기), (페닐렌기, 페닐렌기, 9,9-다이페닐플루오렌일기), (나프틸렌기, 안트릴렌기, 나프틸기), (나프틸렌기, 나프틸렌기, 나프틸기), (나프틸렌기, 페닐렌기, 페닐기), (나프틸렌기, 페닐렌기, 트라이페닐릴기), (나프틸렌기, 페닐렌기, 페난트릴기), (나프틸렌기, 페닐렌기, 9,9-다이메틸플루오렌일기), (나프틸렌기, 페닐렌기, 9,9-다이페닐플루오렌일기), (안트릴렌기, 페닐렌기, 페닐기) 등을 들 수 있다.
발광 효율의 관점에서, 화합물(1)의 바람직한 일 태양으로서는, 하기 화학식(6)으로 표시되는 화합물도 들 수 있다.
Figure pct00026
(화학식(6) 중, R1∼R9는, 상기 화학식(1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 것도 동일하다.
Ar6∼Ar8은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 나타내고, Ar9는, 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, 또한, Ar6∼Ar8의 아릴렌기와 Ar9의 아릴기의 환형성 탄소수의 합계는 24∼50이다.)
Ar6∼Ar8이 나타내는 아릴렌기와 Ar9가 나타내는 아릴기는, 환형성 탄소수의 합계가 24∼50(바람직하게는 24∼40, 보다 바람직하게는 24∼35)이면 특별히 제한은 없지만, Ar6∼Ar8이 각각 독립적으로 환형성 탄소수 6∼14의 아릴렌기인 것이 바람직하다. 또한 Ar9가 환형성 탄소수 6∼40의 아릴기인 것이 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것이 보다 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기인 것이 더 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼14의 아릴기인 것이 특히 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼10의 아릴기인 것이 가장 바람직하다. 해당 아릴렌기 및 아릴기의 구체예로서는, Ar1이 나타내는 아릴렌기와 Ar2가 나타내는 아릴기와 동일한 것을 들 수 있다.
Ar6, Ar7, Ar8 및 Ar9의 조합의 구체예로서는, 예를 들어, (Ar6, Ar7, Ar8, Ar9)=(페닐렌기, 페닐렌기, 페닐렌기, 페닐기), (페닐렌기, 페닐렌기, 나프틸렌기, 페닐기), (페닐렌기, 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴기), (나프틸렌기, 안트릴렌기, 페닐렌기, 페닐기), (나프틸렌기, 페닐렌기, 페닐렌기, 페닐기) 등을 들 수 있다.
화합물(1)의 일 태양으로서는, 발광 효율의 관점에서, 하기 군으로부터 선택되는 화합물도 바람직하다.
Figure pct00027
이하에 본 발명의 일 태양의 화합물의 구체예를 나타내지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
Figure pct00044
Figure pct00045
Figure pct00046
Figure pct00047
Figure pct00048
Figure pct00049
Figure pct00050
Figure pct00051
Figure pct00052
Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
Figure pct00062
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
Figure pct00071
Figure pct00072
Figure pct00073
Figure pct00074
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
Figure pct00078
Figure pct00079
[유기 EL 소자용 재료]
본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자용 재료는, 전술한 상기 화합물(1)을 함유하는 것이고, 상기 화합물(1)의 함유량은 바람직하게는 50질량% 이상, 보다 바람직하게는 70질량% 이상, 더 바람직하게는 80질량% 이상, 특히 바람직하게는 90질량% 이상이다. 본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자용 재료는, 전술한 상기 화합물(1)만으로 구성되어 있어도 된다. 바람직한 화합물로서는 전술대로이다. 이하, 화합물(1)에 관한 기재는, 전술한 바람직한 화합물로 치환하여 읽을 수 있다.
본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자용 재료는, 예를 들어, 유기 EL 소자의 음극과 양극으로 협지된 1층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층의 재료로서 유용하고, 특히, 정공 수송층의 재료 또는 정공 주입층의 재료, 또는 발광층의 호스트 재료(특히 인광 호스트 재료)로서 보다 유용하다.
[유기 EL 소자]
다음에, 본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자에 대해 설명한다.
본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자는, 음극, 양극, 및 음극과 양극으로 협지된 1층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층을 갖는 유기 전기발광 소자로서, 해당 유기 박막층은 발광층을 포함하고, 해당 유기 박막층의 적어도 1층이, 상기 화학식(1)로 표시되는 화합물(화합물(1))[화합물(1)의 하위 개념도 포함한다. 이하, 동일하다.]을 함유하는 유기 전기발광 소자이다.
본 발명의 일 태양에 있어서, 유기 EL 소자는, 형광 또는 인광 발광형의 단색 발광 소자여도, 형광/인광 하이브리드형의 백색 발광 소자여도 되고, 단독의 발광 유닛을 갖는 심플형이어도, 복수의 발광 유닛을 갖는 탠덤형이어도 되며, 그 중에서도, 인광 발광형인 것이 바람직하다. 여기서, 「발광 유닛」이란, 1층 이상의 유기층을 포함하고, 그 중의 1층이 발광층이며, 주입된 정공과 전자가 재결합하는 것에 의해 발광할 수 있는 최소 단위를 말한다.
심플형 유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로서는, 이하의 (1)∼(13)을 들 수 있지만, 특별히 이들로 한정되는 것은 아니다. 한편, (8)의 소자 구성이 바람직하게 이용된다.
(1) 양극/발광층/음극
(2) 양극/정공 주입층/발광층/음극
(3) 양극/발광층/전자 주입층/음극
(4) 양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극
(5) 양극/유기 반도체층/발광층/음극
(6) 양극/유기 반도체층/전자 장벽층/발광층/음극
(7) 양극/유기 반도체층/발광층/부착 개선층/음극
(8) 양극(/정공 주입층)/정공 수송층/발광층/전자 수송층(/전자 주입층)/음극
(9) 양극/절연층/발광층/절연층/음극
(10) 양극/무기 반도체층/절연층/발광층/절연층/음극
(11) 양극/유기 반도체층/절연층/발광층/절연층/음극
(12) 양극/절연층(/정공 주입층)/정공 수송층/발광층/절연층/음극
(13) 양극/절연층(/정공 주입층)/정공 수송층/발광층/전자 수송층(/전자 주입층)/음극
도 1에, 본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 나타낸다.
유기 EL 소자(1)는, 기판(2), 양극(3), 음극(4), 및 해당 양극(3)과 음극(4) 사이에 배치된 발광 유닛(10)을 갖는다. 발광 유닛(10)은, 호스트 재료와 도펀트(발광 재료)를 포함하는 발광층(5)을 갖는다. 발광 유닛(10) 중, 발광층(5)과 양극(3) 사이에 정공 주입·수송층(6)(양극측 유기 박막층(6)) 등, 발광층(5)과 음극(4) 사이에 전자 주입·수송층(7)(음극측 유기 박막층(7)) 등을 갖고 있어도 된다. 또한, 발광층(5)의 양극(3)측에는 전자 장벽층을, 발광층(5)의 음극(4)측에는 정공 장벽층을 각각 설치해도 된다. 이것에 의해, 전자나 정공을 발광층(5)에 가두어, 발광층(5)에 있어서의 여기자의 생성 확률을 높일 수 있다.
상기 화합물(1)이 포함되는 유기 박막층으로서는, 양극과 발광층 사이에 설치되는 양극측 유기 박막층(정공 수송층, 정공 주입층 등), 발광층, 음극과 발광층 사이에 설치되는 음극측 유기 박막층(전자 수송층, 전자 주입층 등), 스페이스층, 장벽층 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
상기 화합물(1)은, 유기 EL 소자의 어느 유기 박막층에 이용해도 되지만, 발광 효율의 관점에서, 정공 주입층 또는 정공 수송층, 전자 주입층 또는 전자 수송층, 또는 발광층에 이용하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자로서는, 상기 발광층이, 상기 화합물(1)을 포함하는 유기 EL 소자인 것이 보다 바람직하다. 상기 발광층이, 상기 화합물(1)을 포함하는 유기 EL 소자일 때, 해당 발광층이, 추가로 후술하는 인광 발광 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자로서는, 정공 수송층 또는 전자 수송층이 상기 화합물(1)을 포함하는 것도 바람직하다.
발광층이 상기 화합물(1)을 포함하는 경우, 발광층 중의 상기 화합물(1)의 함유량은, 발광층의 성분의 전량에 대해서, 바람직하게는 30∼100질량%, 보다 바람직하게는 50∼100질량%, 더 바람직하게는 80∼100질량%이며, 보다 더 바람직하게는 90∼99질량%이다.
또한, 발광층 이외의 유기 박막층이 상기 화합물(1)을 포함하는 경우, 그 유기 박막층(바람직하게는 정공 수송층 또는 전자 수송층) 중의 상기 화합물(1)의 함유량은, 그 유기 박막층의 성분의 전량에 대해서, 바람직하게는 30∼100질량%, 보다 바람직하게는 50∼100질량%, 더 바람직하게는 80∼100질량%이며, 보다 더 바람직하게는 95∼100질량%이다.
또한 본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자로서는, 적색 발광하는 유기 EL 소자를 바람직하게 들 수 있다.
(기판)
기판은, 발광 소자의 지지체로서 이용된다. 기판으로서는, 예를 들어, 유리, 석영, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 또한, 가요성 기판을 이용해도 된다. 가요성 기판이란, 절곡할 수 있는(플렉시블) 기판으로, 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에터설폰, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리불화바이닐, 폴리염화바이닐로 이루어지는 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또한, 무기 증착 필름을 이용할 수도 있다.
(양극)
기판 상에 형성되는 양극에는, 일함수가 큰(구체적으로는 4.0eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 산화인듐-산화주석(ITO: Indium Tin Oxide), 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐, 그라펜 등을 들 수 있다. 이 밖에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크로뮴(Cr), 몰리브데넘(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 타이타늄(Ti), 또는 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화타이타늄) 등을 들 수 있다.
이들 재료는, 통상, 스퍼터링법에 의해 성막된다. 예를 들어, 산화인듐-산화아연은, 산화인듐에 대해 1∼10질량%의 산화아연을 가한 타겟을, 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐은, 산화인듐에 대해 산화텅스텐을 0.5∼5질량%, 산화아연을 0.1∼1질량% 함유한 타겟을 이용하는 것에 의해, 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 밖에, 진공 증착법, 도포법, 잉크젯법, 스핀 코팅법 등에 의해 제작해도 된다.
양극 상에 형성되는 EL층 중, 양극에 접하여 형성되는 정공 주입층은, 양극의 일함수에 관계없이 정공(홀) 주입이 용이한 복합 재료를 이용하여 형성되기 때문에, 전극 재료로서 가능한 재료(예를 들어, 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물, 그 밖에 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소도 포함한다)를 이용할 수 있다.
일함수가 작은 재료인, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리 토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(예를 들어, MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 이용할 수도 있다. 한편, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금을 이용하여 양극을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
(정공 주입층)
정공 주입층은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다.
정공 주입성이 높은 물질로서는, 몰리브데넘 산화물, 타이타늄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크로뮴 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈럼 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물, 망가니즈 산화물 등을 이용할 수 있다.
저분자의 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-다이페닐아미노)트라이페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트라이페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)바이페닐(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B), 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등도 들 수 있다.
고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 폴리(N-바이닐카바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-바이닐트라이페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-다이페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아마이드](약칭: PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-뷰틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)/폴리(스타이렌설폰산)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스타이렌설폰산)(PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.
(정공 수송층)
정공 수송층은, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다.
본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자는, 정공 수송층에, 본 발명의 일 태양의 상기 화합물(1)을 단독으로 또는 하기의 화합물과 조합하여 포함하는 것이어도 된다.
정공 수송층에는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 안트라센 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: NPB), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(약칭: TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: BAFLP), 4,4'-비스[N-(9,9-다이메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: DFLDPBi), 4,4',4''-트리스(N,N-다이페닐아미노)트라이페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트라이페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다. 여기에서 기술한 물질은, 주로 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다.
정공 수송층에는, CBP, CzPA, PCzPA와 같은 카바졸 유도체나, t-BuDNA, DNA, DPAnth와 같은 안트라센 유도체를 이용해도 된다. 폴리(N-바이닐카바졸)(약칭: PVK)이나 폴리(4-바이닐트라이페닐아민)(약칭: PVTPA) 등의 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.
단, 전자보다도 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 이용해도 된다.
한편, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은, 단층의 것뿐만이 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 것으로 해도 된다.
본 발명의 일 실시태양의 유기 EL 소자에서는, 정공 수송층 또는 제 1 정공 수송층의 양극측에 전자 수용성 화합물(억셉터 재료라고도 칭한다.)을 함유하는 층(억셉터층)을 접합해도 된다. 이것에 의해 구동 전압의 저하 및 제조 비용의 저감이 기대된다.
전자 수용성 화합물로서는, 하기 식(A) 또는 (B)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00080
(상기 식(A) 중, R311∼R316은 서로 동일해도 상이해도 되고, 각각 독립적으로, 사이아노기, -CONH2, 카복실기, 또는 -COOR317(R317은 탄소수 1∼20의 알킬기 또는 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기를 나타낸다)을 나타낸다. 단, R311 및 R312, R313 및 R314, 및 R315 및 R316의 1 또는 2 이상의 쌍이 하나로 되어 -CO-O-CO-로 표시되는 기를 형성해도 된다.)
R317로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.
Figure pct00081
상기 화학식(B) 중, R41∼R44는, 각각 서로 동일해도 상이해도 되고, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로환기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6∼50의 아릴옥시기, 또는 사이아노기이다. R41∼R44 중 서로 인접하는 것은 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.
Y1∼Y4는 서로 동일해도 상이해도 되고, -N=, -CH=, 또는 C(R45)=이며, R45는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로환기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6∼50의 아릴옥시기, 또는 사이아노기이다.
Ar10은, 환형성 탄소수 6∼24의 축합환 또는 환형성 원자수 6∼24의 헤테로환이다. ar1 및 ar2는, 각각 독립적으로, 하기 화학식(i) 또는 (ii)의 환을 나타낸다.
Figure pct00082
{식 중, X11 및 X12는 서로 동일해도 상이해도 되고, 하기 (a)∼(g)에 나타내는 2가의 기 중 하나이다.
Figure pct00083
(식 중, R51∼R54는, 각각 서로 동일해도 상이해도 되고, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6∼50의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로환기이며, R52와 R53은 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)}
R41∼R44 및 R51∼R54의 각 기의 예로서는 이하와 같다.
알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, tert-뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.
아릴기로서는, 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다.
헤테로환기로서는, 피리딘, 피라진, 퓨란, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 싸이오펜 등의 잔기를 들 수 있다.
할로젠 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자를 들 수 있다.
알콕시기로서는, 메톡시기, 에톡시기 등을 들 수 있다.
아릴옥시기의 예로서는, 페닐옥시기 등을 들 수 있다.
(발광층의 게스트 재료)
발광층은, 발광성이 높은 물질을 포함하는 층으로, 여러 가지 재료를 이용할 수 있다. 예를 들어, 발광성이 높은 물질로서는, 형광을 발광하는 형광성 화합물이나 인광을 발광하는 인광성 화합물을 이용할 수 있다. 형광성 화합물은 일중항 여기 상태로부터 발광 가능한 화합물이며, 인광성 화합물은 삼중항 여기 상태로부터 발광 가능한 화합물이다.
발광층에 이용할 수 있는 청색계의 형광 발광 재료로서, 피렌 유도체, 스타이릴아민 유도체, 크라이센 유도체, 플루오란텐 유도체, 플루오렌 유도체, 다이아민 유도체, 트라이아릴아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, N,N'-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N,N'-다이페닐스틸벤-4,4'-다이아민(약칭: YGA2S), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: YGAPA), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBAPA) 등을 들 수 있다.
발광층에 이용할 수 있는 녹색계의 형광 발광 재료로서, 방향족 아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, N-(9,10-다이페닐-2-안트릴)-N,9-다이페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-다이페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCABPhA), N-(9,10-다이페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트라이페닐-1,4-페닐렌다이아민(약칭: 2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트라이페닐-1,4-페닐렌다이아민(약칭: 2DPABPhA), N-[9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)]-N-[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭: 2YGABPhA), N,N,9-트라이페닐안트라센-9-아민(약칭: DPhAPhA) 등을 들 수 있다.
발광층에 이용할 수 있는 적색계의 형광 발광 재료로서, 테트라센 유도체, 다이아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-다이아민(약칭: p-mPhTD), 7,14-다이페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-다이아민(약칭: p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 태양에서는, 형광 발광 재료가, 안트라센 유도체, 플루오란텐 유도체, 스타이릴아민 유도체 및 아릴아민 유도체로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다.
발광층에 이용할 수 있는 청색계의 인광 발광 재료로서, 이리듐 착체, 오스뮴 착체, 백금 착체 등의 금속 착체가 사용된다. 구체적으로는, 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C2']이리듐(III) 테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭: FIr6), 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C2']이리듐(III) 피콜리네이트(약칭: FIrpic), 비스[2-(3',5'비스 트라이플루오로메틸페닐)피리디네이토-N,C2']이리듐(III) 피콜리네이트(약칭: Ir(CF3ppy)2(pic)), 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C2']이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: FIracac) 등을 들 수 있다.
발광층에 이용할 수 있는 녹색계의 인광 발광 재료로서, 이리듐 착체 등이 사용된다. 트리스(2-페닐피리디네이토-N,C2')이리듐(III)(약칭: Ir(ppy)3), 비스(2-페닐피리디네이토-N,C2')이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: Ir(ppy)2(acac)), 비스(1,2-다이페닐-1H-벤즈이미다졸레이토)이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: Ir(pbi)2(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리네이토)이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: Ir(bzq)2(acac)) 등을 들 수 있다.
발광층에 이용할 수 있는 적색계의 인광 발광 재료로서, 이리듐 착체, 백금 착체, 터븀 착체, 유로퓸 착체 등의 금속 착체가 사용된다. 구체적으로는, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]싸이엔일)피리디네이토-N,C3']이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: Ir(btp)2(acac)), 비스(1-페닐아이소퀴놀리네이토-N,C2')이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: Ir(piq)2(acac)), (아세틸아세토네이토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리네이토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)2(acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린백금(II)(약칭: PtOEP) 등의 유기 금속 착체를 들 수 있다.
또한, 트리스(아세틸아세토네이토)(모노페난트롤린)터븀(III)(약칭: Tb(acac)3(Phen)), 트리스(1,3-다이페닐-1,3-프로페인다이오네이토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(DBM)3(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트라이플루오로아세토네이토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(TTA)3(Phen)) 등의 희토류 금속 착체는, 희토류 금속 이온으로부터의 발광(상이한 다중도간의 전자 전이)이기 때문에, 인광성 화합물로서 이용할 수 있다.
본 발명의 일 태양으로서는, 상기 인광 발광 재료가, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 및 백금(pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오쏘메탈화 착체인 것이 바람직하다.
이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오쏘메탈화 착체인 인광 발광 재료는, 하기 식(V), (X), (Y) 또는 (Z)로 표시되는 착체인 것이 바람직하다.
Figure pct00084
식(V), (X), (Y) 또는 (Z)에 있어서, R50∼R54는, 수소 원자 또는 치환기이고, k는 1∼4의 정수이며, l은 1∼4의 정수이고, m은 1∼2의 정수이다. M은, Ir, Os, 또는 Pt이다.
R50∼R54가 나타내는 치환기로서는, 상기 식(1)의 R1에서 예시한 치환기와 마찬가지의 것을 들 수 있다.
식(V)는 하기 식(V-1)로 표시되는 것이 바람직하고, 식(X)은 하기 식(X-1) 또는 식(X-2)로 표시되는 것이 바람직하다. 하기 식(X-1), (X-1), 및 (X-1)에 있어서, R50, k 및 M은, 상기의, R50, k 및 M과 동일하다.
Figure pct00085
이하, 바람직한 금속 착체의 구체예를 이하에 나타내지만, 특별히 이들에 제한되는 것은 아니다.
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
Figure pct00089
(발광층의 호스트 재료)
발광층으로서는, 전술한 발광성이 높은 물질(게스트 재료)을 다른 물질(호스트 재료)에 분산시킨 구성으로 해도 된다. 발광성이 높은 물질을 분산시키기 위한 물질로서는, 각종의 것을 이용할 수 있고, 발광성이 높은 물질보다도 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 높고, 최고 점유 분자 궤도 준위(HOMO 준위)가 낮은 물질을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자의 일 태양으로서는, 발광층의 호스트 재료로서 본 발명의 화합물(1)을 이용할 수도 있다.
발광성이 높은 물질을 분산시키기 위한 물질(호스트 재료)로서는,
(1) 알루미늄 착체, 리튬 착체, 베릴륨 착체, 아연 착체 등의 금속 착체,
(2) 옥사다이아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등의 헤테로환 화합물,
(3) 카바졸 유도체, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 피렌 유도체, 크라이센 유도체 등의 축합 방향족 화합물,
(4) 트라이아릴아민 유도체, 축합 다환 방향족 아민 유도체 등의 방향족 아민 화합물
이 사용된다.
구체적으로는, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Almq3), 8-퀴놀리놀레이토리튬(Liq), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이토)베릴륨(II)(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)(4-페닐페놀레이토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 비스(8-퀴놀리놀레이토)아연(II)(약칭: Znq), 비스[2-(2-벤즈옥사졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnPBO), 비스[2-(2-벤조싸이아졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 금속 착체, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,2,4-트라이아졸(약칭: TAZ), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트라이일)트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP) 등의 헤테로환 화합물이나, 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA), 3,6-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: DPCzPA), 9,10-비스(3,5-다이페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 2-tert-뷰틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 9,9'-바이안트릴(약칭: BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-다이일)다이페난트렌(약칭: DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-다이일)다이페난트렌(약칭: DPNS2), 3,3',3''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이피렌(약칭: TPB3), 9,10-다이페닐안트라센(약칭: DPAnth), 6,12-다이메톡시-5,11-다이페닐크라이센 등의 축합 방향족 화합물, N,N-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: CzA1PA), 4-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: DPhPA), N,9-다이페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPA), N,9-다이페닐-N-{4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]페닐}-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPBA), N-(9,10-다이페닐-2-안트릴)-N,9-다이페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), NPB(또는 α-NPD), TPD, DFLDPBi, BSPB 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다. 또한, 발광성이 높은 물질(게스트 재료)을 분산시키기 위한 물질(호스트 재료)은 복수종 이용할 수 있다.
(전자 수송층)
전자 수송층은, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송층에는,
(1) 알루미늄 착체, 베릴륨 착체, 아연 착체 등의 금속 착체,
(2) 이미다졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 아진 유도체, 카바졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등의 헤테로방향족 화합물,
(3) 고분자 화합물을 사용할 수 있다.
구체적으로는 저분자의 유기 화합물로서, Alq, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이토)베릴륨(약칭: BeBq2), BAlq, Znq, ZnPBO, ZnBTZ 등의 금속 착체 등을 이용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(ptert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-tert-뷰틸페닐)-4-페닐-5-(4-바이페닐릴)-1,2,4-트라이아졸(약칭: TAZ), 3-(4-tert-뷰틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-바이페닐릴)-1,2,4-트라이아졸(약칭: p-EtTAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP), 4,4'-비스(5-메틸벤즈옥사졸-2-일)스틸벤(약칭: BzOs) 등의 헤테로방향족 화합물도 이용할 수 있다. 여기에서 기술한 물질은, 주로 10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 한편, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이면, 상기 이외의 물질을 전자 수송층으로서 이용해도 된다. 또한, 전자 수송층은, 단층의 것뿐만이 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 것으로 해도 된다.
또한, 전자 수송층에는, 고분자 화합물을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 폴리[(9,9-다이헥실플루오렌-2,7-다이일)-co-(피리딘-3,5-다이일)](약칭: PF-Py), 폴리[(9,9-다이옥틸플루오렌-2,7-다이일)-co-(2,2'-바이피리딘-6,6'-다이일)](약칭: PF-BPy) 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 태양에 있어서는, 전자 수송층이 상기 헤테로방향족 화합물을 함유하는 것이 바람직하고, 카바졸 유도체를 함유하는 것이 보다 바람직하다.
(전자 주입층)
전자 주입층은, 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입층에는, 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2), 리튬 산화물(LiOx) 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 그들의 화합물을 이용할 수 있다. 그 밖에, 전자 수송성을 갖는 물질에 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 그들의 화합물을 함유시킨 것, 구체적으로는 Alq 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 것 등을 이용해도 된다. 한편, 이 경우에는, 음극으로부터의 전자 주입을 보다 효율 좋게 행할 수 있다.
또는, 전자 주입층에, 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 이용해도 된다. 이와 같은 복합 재료는, 전자 공여체에 의해 유기 화합물에 전자가 발생하기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로서는, 발생한 전자의 수송에 우수한 재료인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어 전술한 전자 수송층을 구성하는 물질(금속 착체나 헤테로방향족 화합물 등)을 이용할 수 있다. 전자 공여체로서는, 유기 화합물에 대해 전자 공여성을 나타내는 물질이면 된다. 구체적으로는, 알칼리 금속이나 알칼리 토류 금속이나 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 에르븀, 이터븀 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 금속 산화물이나 알칼리 토류 금속 산화물이 바람직하고, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 산화마그네슘과 같은 루이스 염기를 이용할 수도 있다. 또한, 테트라싸이아풀발렌(약칭: TTF) 등의 유기 화합물을 이용할 수도 있다.
(음극)
음극에는, 일함수가 작은(구체적으로는 3.8eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 음극 재료의 구체예로서는, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리 토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(예를 들어, MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다.
한편, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 이들을 포함하는 합금을 이용하여 음극을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
한편, 전자 주입층을 설치하는 것에 의해, 일함수의 대소에 관계없이, Al, Ag, ITO, 그라펜, 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석 등 여러 가지 도전성 재료를 이용하여 음극을 형성할 수 있다. 이들 도전성 재료는, 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코팅법 등을 이용하여 성막할 수 있다.
유기 EL 소자의 각 층의 형성에는, 진공 증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온 도금 등의 건식 성막법이나 스핀 코팅, 디핑, 플로우 코팅 등의 습식 성막법의 어느 방법을 이용할 수 있다.
습식 성막법의 경우, 각 층을 형성하는 재료를, 에탄올, 클로로폼, 테트라하이드로퓨란, 다이옥세인 등의 적절한 용매에 용해 또는 분산시킨 용액 또는 분산액을 이용하여 박막을 형성한다. 또한, 해당 용액 또는 분산액은 성막성 향상, 막의 핀홀 방지 등을 위해서 수지나 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 해당 수지로서는, 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 셀룰로스 등의 절연성 수지 및 그들의 공중합체, 폴리-N-바이닐카바졸, 폴리실레인 등의 광도전성 수지, 폴리싸이오펜, 폴리피롤 등의 도전성 수지를 들 수 있다. 또한, 첨가제로서는, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 가소제 등을 들 수 있다.
각 층의 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니고, 양호한 소자 성능이 얻어지도록 선택하면 된다. 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 일정한 광 출력을 얻기 위해서 큰 인가 전압이 필요해져 효율이 나빠진다. 막 두께가 지나치게 얇으면 핀홀 등이 발생하여, 전계를 인가해도 충분한 발광 휘도가 얻어지지 않는다. 막 두께는 통상 5nm∼10μm이며, 10nm∼0.2μm가 보다 바람직하다. 특히, 발광층의 막 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 5nm∼100nm, 보다 바람직하게는 7nm∼70nm, 더 바람직하게는 10nm∼50nm이다. 또한, 정공 수송층의 막 두께는, 10nm∼300nm인 것이 바람직하다.
[전자 기기]
본 발명의 일 태양의 전자 기기는, 전술한 본 발명의 일 태양의 유기 EL 소자를 탑재한 것이다.
이와 같은 전자 기기로서는, 예를 들어, 유기 EL 패널 모듈 등의 표시 부품, 텔레비전, 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치, 및 조명, 차량용 등구의 발광 장치 등을 들 수 있다.
실시예
다음에, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예의 기재 내용에 전혀 제한되는 것은 아니다.
한편, 이하의 합성 반응을 참조하여, 목적물에 맞춘 공지의 대체 반응이나 원료를 이용하는 것에 의해, 본원의 특허청구범위에서 규정하는 화합물을 합성하는 것이 가능하다.
합성예 1(화합물 1의 합성)
Figure pct00090
아르곤 분위기하, 3-브로모플루오란텐(1.0g), 황산암모늄(706 mg), 비스[트리스(2-메틸페닐)포스핀]팔라듐(5.0mg), 1-다이사이클로헥실포스피노-2-다이-t-뷰틸포스피노에틸페로센(4.0mg), 나트륨-t-뷰톡사이드(1.54g), 다이옥세인(35mL)을 80℃에서 5시간 교반했다. 얻어진 혼합물을 셀라이트 여과하여, 3-아미노플루오란텐을 적갈색의 유상물로서 얻었다(754mg, 수율 99%).
3-아미노플루오란텐(6.06g)을 DMF(140mL)에 용해시키고, 빙랭하 DMF(50mL)에 용해시킨 NBS(4.73g)를 적하했다. 그 후 실온까지 승온시키고 5시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액에 빙랭하, 탄산수소나트륨 수용액, 물을 적하하고 다이클로로메테인으로 추출했다. 유기층을 농축 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 2-브로모-3-아미노플루오란텐을 갈색 고체로서 얻었다(5.45g, 수율 66%).
2-브로모-3-아미노플루오란텐(7.94g)을 에탄올(270mL)에 용해시키고, 빙랭하 황산(7.2mL)을 30분에 걸쳐 적하했다. 그 후, 빙랭하, 13M 아질산나트륨 수용액(44mL)을 30분에 걸쳐 적하하고, 동 온도에서 30분 교반했다. 반응 혼합액에 빙랭하 구리(1.71g)를 투입 후, 황산(15.7mL)을 적하하고 1시간 가열 환류했다. 혼합물을 다이클로로메테인으로 추출하고 유기층을 농축 후, 실리카 겔 크로마토그래피로 정제하여, 중간체 A를 적색 고체로서 얻었다(6.28g, 수율 83%). 매스 스펙트럼 분석의 결과, 중간체 A의 분자량 383에 대해, m/e=383이었다.
다음에, 아르곤 분위기하, 중간체 B(3.4g), 중간체 A(2.34g), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0)(150mg), 테트라플루오로붕산 트라이-t-뷰틸포스핀(190mg), 톨루엔(60mL)을 가하고 7시간 가열 환류에서 교반했다. 석출한 결정을 여과분별하고, 재결정을 행하여 정제하여, 화합물 1을 황색 고체로서 얻었다(5.03g, 99%). 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 1의 분자량 608에 대해, m/e=608이었다.
또한, 얻어진 화합물 1의 쌍극자 모멘트를 시간 의존 밀도 범함수법에 의해 계산한 바, 0.927데바이였다.
합성예 2(화합물 2의 합성)
Figure pct00091
합성예 1에 있어서, 중간체 B 대신에 상기 중간체 C를 이용하여 마찬가지의 방법으로 화합물 2를 합성했다. 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 2의 분자량 684에 대해, m/e=684였다.
합성예 3(화합물 3의 합성)
Figure pct00092
합성예 1에 있어서, 중간체 B 대신에 상기 중간체 D를 이용하여 마찬가지의 방법으로 화합물 3을 합성했다. 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 3의 분자량 658에 대해, m/e=658이었다.
합성예 4(화합물 4의 합성)
Figure pct00093
합성예 1에 있어서, 중간체 B 대신에 상기 중간체 E를 이용하여 마찬가지의 방법으로 화합물 4를 합성했다. 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 4의 분자량 658에 대해, m/e=658이었다.
합성예 5(화합물 5의 합성)
Figure pct00094
합성예 1에 있어서, 중간체 B 대신에 상기 중간체 F를 이용하여 마찬가지의 방법으로 화합물 5를 합성했다. 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 5의 분자량 658에 대해, m/e=658이었다.
합성예 6(화합물 6의 합성)
Figure pct00095
합성예 1에 있어서, 중간체 B 대신에 상기 중간체 G를 이용하여 마찬가지의 방법으로 화합물 6을 합성했다. 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 6의 분자량 658에 대해, m/e=658이었다.
합성예 7(화합물 7의 합성)
Figure pct00096
합성예 1에 있어서, 중간체 B 대신에 상기 중간체 H를 이용하여 마찬가지의 방법으로 화합물 7을 합성했다. 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 7의 분자량 608에 대해, m/e=608이었다.
합성예 8(화합물 8의 합성)
Figure pct00097
합성예 1에 있어서, 중간체 B 대신에 상기 중간체 I를 이용하여 마찬가지의 방법으로 화합물 8을 합성했다. 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 8의 분자량 519에 대해, m/e=519였다.
합성예 9(화합물 9의 합성)
Figure pct00098
우선, 중간체 A(3.0g), 4-클로로페닐보론산(1.84g), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0)(618 mg), 탄산칼륨(2.96g), 톨루엔(100mL)을 반응 용기에 넣어 8시간 가열 환류에서 교반했다. 셀라이트 여과를 행하고, 얻어진 혼합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 중간체 J를 얻었다(2.54g, 수율 76%). 매스 스펙트럼 분석의 결과, 중간체 J의 분자량 312에 대해, m/e=312였다.
그 다음에, 합성예 1에 있어서, 중간체 A 대신에 상기 중간체 J를 이용하여 마찬가지의 방법으로 화합물 9를 합성했다. 매스 스펙트럼 분석의 결과, 화합물 9의 분자량 684에 대해, m/e=684였다.
실시예 1(유기 EL 소자의 제작)
25mm×75mm×1.1mm의 ITO 투명 전극 라인 부착 유리 기판(지오마틱사제)을 아이소프로필알코올 중에서 5분간 초음파 세정하고, 추가로 30분간 UV(Ultraviolet) 오존 세정했다. ITO 투명 전극의 두께는 130nm로 했다.
세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 면 상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 하기 억셉터 재료(HA)를 증착하여, 막 두께 5nm의 억셉터층을 성막했다. 이 억셉터층 상에, 하기 방향족 아민 화합물(HT)을 증착하여, 막 두께 210nm의 정공 수송층을 성막했다.
다음에, 정공 수송층 상에, 합성예 1에서 얻은 화합물 1(호스트 재료)과 하기 화합물 RD-1(도펀트 재료)을 공증착하여, 막 두께 40nm의 공증착막을 성막했다. 화합물 RD-1의 농도는 2.0질량%였다. 이 공증착막은 발광층으로서 기능한다.
그리고, 이 발광층 상에, 하기 화합물(ET)(50질량%) 및 전자 공여성 도펀트인 Liq(50질량%)를 2원 증착하여 막 두께 30nm의 전자 수송층을 형성했다.
다음에, 이 전자 수송층 상에, Liq를 성막 속도 0.1옴스트롬/min으로 증착하여 막 두께 1nm의 Liq막을 성막하여, 전자 주입성 전극(음극)을 형성했다.
그리고, 이 Liq막 상에 금속 Al을 증착하여 막 두께 80nm의 금속 Al막을 성막하여, 금속 Al 음극을 형성하여, 유기 EL 소자를 제조했다.
(유기 EL 소자의 평가)
이상과 같이 하여 제작한 유기 EL 소자를 직류 전류 구동에 의해 발광시켜, 전류 밀도 10mA/cm2에 있어서의 외부 양자 효율(%) 및 색도(x, y)를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00099
비교예 1∼2(유기 EL 소자의 제작)
호스트 재료로서 표 1에 기재된 비교 화합물 1 또는 비교 화합물 2를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 비교예 1∼2의 각 유기 EL 소자를 제작하여, 외부 양자 효율을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
한편, 비교 화합물 1의 쌍극자 모멘트를 시간 의존 밀도 범함수법에 의해 계산한 바, 0.571데바이였다.
Figure pct00100
Figure pct00101
표 1의 결과로부터, 화합물 1을 호스트 재료로서 이용하는 것에 의해, 외부 양자 효율, 나아가서는 발광 효율이 높은 유기 EL 소자가 얻어진다는 것을 알 수 있다. 한편, 플루오란텐 골격의 3위에 치환하고 있는 비교 화합물 1을 이용한 비교예 1에서는, 외부 양자 효율이 실시예 1의 유기 EL 소자의 경우보다도 낮아졌다. 또한, 플루오란텐 골격을 갖지 않는 비교 화합물 2를 이용한 비교예 2에서도, 외부 양자 효율이 실시예 1의 유기 EL 소자의 경우보다도 낮아졌다.
이와 같은 결과가 얻어진 정확한 이유는 불명하지만, 플루오란텐 골격의 2위에 결합하고 있는 본원 발명의 화합물은, 비교 화합물 1과 같이 플루오란텐 골격의 3위에 결합하고 있는 화합물에 비해 쌍극자 모멘트가 크고, 캐리어의 주입성이 향상되어, 그에 따라 캐리어 밸런스가 최적화됨으로써, 외부 양자 효율(발광 효율)이 보다 향상된 것이라고 추측된다.
한편, 색도 좌표의 결과로부터, 실시예 1에서 얻은 유기 EL 소자는 적색 발광한다는 것을 알 수 있다.
1: 유기 EL 소자
2: 기판
3: 양극
4: 음극
5: 발광층
6: 양극측 유기 박막층
7: 음극측 유기 박막층
10: 발광 유닛

Claims (30)

  1. 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00102

    (화학식(1) 중, Ar은, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 기를 나타낸다.
    R1∼R9는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9는, 결합하여 벤젠환을 형성해도 된다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식(2)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00103

    (화학식(2) 중, R1∼R9는, 제 1 항에 기재된 대로이다.
    L1은, 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼18의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴렌기를 나타낸다.
    Ra1 및 Rb1은, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. m1은, 0∼4의 정수를 나타낸다. m2는, 0∼3의 정수를 나타낸다. Ra1, Rb1을 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Ra1 및 복수의 Rb1은, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Ra1 및 복수의 Rb1은, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)
  3. 제 2 항에 있어서,
    하기 화학식(2-1)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00104

    (화학식(2-1) 중, R1∼R9 및 L1은, 제 1 항에 기재된 대로이다. Ra1, Rb1, m1 및 m2는, 제 2 항에 기재된 대로이다.
    Rc1 및 Rd1은, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. m3은 0∼3의 정수를 나타낸다. m4는, 0∼4의 정수를 나타낸다. Rc1, Rd1을 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Rc1 및 복수의 Rd1은, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Rc1 및 복수의 Rd1은, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.
    X1은, -N(RA1)-, -C(RB1)(RC1)-, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 해당 RA1은, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기를 나타낸다. 해당 RB1 및 해당 RC1은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 또는 사이아노기를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 환 구조를 형성한다.)
  4. 제 2 항에 있어서,
    하기 화학식(2-2)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00105

    (화학식(2-2) 중, R1∼R9 및 L1은, 제 1 항에 기재된 대로이다. Ra1, Rb1, m1 및 m2는, 제 2 항에 기재된 대로이다.
    Re1 및 Rf1은, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. m5 및 m6은, 각각 독립적으로, 0∼4의 정수를 나타낸다. Re1, Rf1을 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Re1 및 복수의 Rf1은, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Re1 및 복수의 Rf1은, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)
  5. 제 3 항에 있어서,
    하기 화학식(2-1-1)∼(2-1-3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물.
    Figure pct00106

    (화학식(2-1-1)∼(2-1-3) 중, R1∼R9 및 L1은, 제 1 항에 기재된 대로이다. Ra1, Rb1, m1 및 m2는, 제 2 항에 기재된 대로이다. Rc1, Rd1, m3, m4 및 X1은, 제 3 항에 기재된 대로이다.)
  6. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식(3)으로 표시되는 화합물.
    Figure pct00107

    (화학식(3) 중, R1∼R9 및 L1은, 제 1 항에 기재된 대로이다.
    X2는, -N(RA2)-, -C(RB2)(RC2)-, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 해당 RA2는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기를 나타낸다. 해당 RB2 및 해당 RC2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 또는 사이아노기를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 환 구조를 형성한다.
    Ra2 및 Rb2는, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. n1 및 n2는, 각각 독립적으로, 0∼3의 정수를 나타낸다. Ra2, Rb2를 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Ra2 및 복수의 Rb2는, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Ra2 및 복수의 Rb2는, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, 이 경우, 해당 환 쪽에서 L1과 결합하고 있어도 된다.)
  7. 제 6 항에 있어서,
    하기 화학식(3-1)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00108

    (화학식(3-1) 중, R1∼R9 및 L1은, 제 1 항에 기재된 대로이다. Ra2, Rb2, X2, n1 및 n2는, 제 6 항에 기재된 대로이다.
    X3은, -N(RA3)-, -C(RB3)(RC3)-, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 해당 RA3은, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기를 나타낸다. 해당 RB3 및 해당 RC3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 또는 사이아노기를 나타내거나, 또는 서로 결합하여 환 구조를 형성한다.
    Rc2 및 Rd2는, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. n3은, 0∼3의 정수를 나타낸다. n4는, 0∼4의 정수를 나타낸다. Rc2, Rd2를 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Rc2 및 복수의 Rd2는, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Rc2 및 복수의 Rd2는, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)
  8. 제 6 항에 있어서,
    하기 화학식(3-2)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00109

    화학식(3-2) 중, R1∼R9 및 L1은, 제 1 항에 기재된 대로이다. Ra2, Rb2, X2, n1 및 n2는, 제 6 항에 기재된 대로이다.
    Re2 및 Rf2는, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. n5 및 n6은, 각각 독립적으로, 0∼4의 정수를 나타낸다. Re2, Rf2를 각각 복수 갖는 경우, 복수의 Re2 및 복수의 Rf2는, 각각 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 복수의 Re2 및 복수의 Rf2는, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    L1이 단일결합인 화합물.
  10. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    L1이 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 바이페닐릴렌기인 화합물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식(4)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00110

    (화학식(4) 중, R1∼R9는, 제 1 항에 기재된 대로이다.
    Ar1은, 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 나타내고, Ar2는, 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, 또한, Ar1의 아릴렌기와 Ar2의 아릴기의 환형성 탄소수의 합계는 12∼50이다.)
  12. 제 11 항에 있어서,
    Ar1이 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼18의 아릴렌기인 화합물.
  13. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식(5)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00111

    (화학식(5) 중, R1∼R9는, 제 1 항에 기재된 대로이다.
    Ar3 및 Ar4는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 나타내고, Ar5는, 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, 또한, Ar3 및 Ar4의 아릴렌기와 Ar5의 아릴기의 환형성 탄소수의 합계는 18∼50이다.)
  14. 제 13 항에 있어서,
    Ar3 및 Ar4가, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼10의 아릴렌기인 화합물.
  15. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식(6)으로 표시되는 화합물.
    Figure pct00112

    (화학식(6) 중, R1∼R9는, 제 1 항에 기재된 대로이다.
    Ar6∼Ar8은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 나타내고, Ar9는, 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, 또한, Ar6∼Ar8의 아릴렌기와 Ar9의 아릴기의 환형성 탄소수의 합계는 24∼50이다.)
  16. 제 1 항에 있어서,
    Ar이, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기와 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기의 조합으로 이루어지는 기인 화합물.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9가, 모두, 결합하여 벤젠환을 형성하고 있지 않는 화합물.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R1∼R9가 모두 수소 원자인 화합물.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    1분자 중에 갖는 플루오란텐 골격이 1개뿐인 화합물.
  20. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R3과 R4, 또는 R7과 R8이, 결합하여 벤젠환을 형성하고 있는 화합물.
  21. 제 1 항에 있어서,
    하기 군으로부터 선택되는 화합물.
    Figure pct00113
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는, 유기 전기발광 소자용 재료.
  23. 음극, 양극, 및 음극과 양극으로 협지된 1층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층을 갖는 유기 전기발광 소자로서, 해당 유기 박막층은 발광층을 포함하고, 해당 유기 박막층의 적어도 1층이, 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 발광층이, 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 발광층이 인광 발광 재료를 함유하는 유기 전기발광 소자.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 인광 발광 재료가, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오쏘메탈화 착체인 유기 전기발광 소자.
  27. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 발광층이 형광 발광 재료를 함유하는 유기 전기발광 소자.
  28. 제 23 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    음극과 발광층 사이에 전자 수송층을 갖고, 해당 전자 수송층이 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자.
  29. 제 23 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    양극과 발광층 사이에 정공 수송층을 갖고, 해당 정공 수송층이 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자.
  30. 제 23 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전기발광 소자를 탑재한, 전자 기기.
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