KR20180097573A - 신규 화합물, 유기 전기발광 소자용 재료 및 유기 전기발광 소자 - Google Patents

신규 화합물, 유기 전기발광 소자용 재료 및 유기 전기발광 소자 Download PDF

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Abstract

하기 식(1)로 표시되는 화합물.
Figure pct00080

Description

신규 화합물, 유기 전기발광 소자용 재료 및 유기 전기발광 소자
본 발명은, 신규 화합물, 그것을 이용한 유기 전기발광 소자 및 전자 기기에 관한 것이다.
유기 전기발광(EL) 소자는, 고체 발광형의 염가의 대면적 풀컬러 표시 소자로서의 용도가 유망시되어, 많은 개발이 행해지고 있다. 일반적으로 유기 EL 소자는, 발광층 및 해당 층을 끼운 한 쌍의 대향 전극으로 구성되어 있다. 양 전극 사이에 전계가 인가되면, 음극측으로부터 전자가 주입되고 양극측으로부터 정공이 주입된다. 또한, 이 전자가 발광층에서 정공과 재결합하여, 여기 상태를 생성하고, 여기 상태가 기저 상태로 돌아올 때에 에너지를 광으로서 방출한다.
근년, 여러 가지 유기 EL 소자용 재료가 제안되고 있지만(예를 들어, 특허문헌 1 및 2), 유기 EL 소자에 있어서는 구동 전압, 발광 효율, 수명, 색재현성 등의 더한 향상이 요구되고 있다. 특히, 구동 전압의 저감은, 실용화한 제품의 소비 전력으로 연결되는 중요한 과제로, 종래의 유기 EL 소자용 재료보다 구동 전압을 저감할 수 있는 유기 EL 소자용 재료가 요구되고 있다.
특허문헌 1은, 벤조크라이센환이 링커를 개재하여 또는 개재하지 않고 함질소 헤테로환기와 결합한 함질소 헤테로환 유도체를 유기 EL 소자용 재료로서 사용할 수 있음을 기재하고 있다.
특허문헌 2는, 벤조페난트렌환이 링커를 개재하여 또는 개재하지 않고 함질소 헤테로환기와 결합한 함질소 헤테로환 유도체를 유기 EL 소자용 재료로서 사용할 수 있음을 기재하고 있다.
국제 공개 제2011/086935호 팸플릿 국제 공개 제2010/083869호 팸플릿
본 발명의 목적은, 유기 EL 소자용 재료로서 유용한, 신규 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 구동 전압을 저감할 수 있는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 벤조크라이센과 트라이아진의 양방을 갖는 유기 EL 소자용 재료를 포함하는 유기 EL 소자의 구동 전압이, 종래의 유기 EL 소자용 재료를 포함하는 유기 EL 소자의 구동 전압보다 저감됨을 발견했다.
본 발명에 의하면, 이하의 화합물, 유기 EL 소자용 재료, 전자 수송 재료, 유기 EL 소자 및 전자 기기가 제공된다.
1. 하기 식(1)로 표시되는 화합물.
Figure pct00001
(식(1) 중,
R1∼R14 중 어느 1개는 단일결합으로서 L1과 결합하고 있고, 나머지는 각각 독립하여, 수소 원자, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 8∼30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴싸이오기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴아미노기이다.
L1은, 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴렌기이다.
Ar1 및 Ar2는, 각각 독립하여, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기이다.)
2. 상기 1에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자용 재료.
3. 상기 1에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자의 전자 수송 재료.
4. 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 1 이상의 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이 상기 1에 기재된 화합물을 단독 또는 혼합물의 성분으로서 함유하는 유기 전기발광 소자.
5. 상기 4에 기재된 유기 전기발광 소자를 탑재한 전자 기기.
본 발명에 의하면, 유기 EL 소자용 재료로서 유용한, 신규 화합물을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 및 비교예에서 제작한 유기 EL 소자의 층 구성을 나타내는 모식도이다.
[신규 화합물]
본 발명의 일 태양에 따른 화합물은 하기 식(1)로 표시된다.
Figure pct00002
(식(1) 중,
R1∼R14 중 어느 1개는 단일결합으로서 L1과 결합하고 있고, 나머지는 각각 독립하여, 수소 원자, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 8∼30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴싸이오기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴아미노기이다.
L1은, 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴렌기이다.
Ar1 및 Ar2는, 각각 독립하여, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기이다.)
여기에서, L1과 단일결합하지 않는 R1∼R14는, 인접하는 기끼리가 서로 결합하여 환을 형성하는 경우는 없다.
특허문헌 1에는, 벤조크라이센환이 링커를 개재하여 또는 개재하지 않고 트라이아진환과 결합한 구체적인 화합물은 기재되어 있지 않다.
본 발명의 일 태양에 따른 화합물은, 상기 구조를 갖는 것에 의해, 유기 EL 소자에 이용했을 경우에 구동 전압을 저감할 수 있다.
식(1)에 있어서, R3, R4, R7, R8, R11, R12, R13 또는 R14가, L1과 결합하는 단일결합인 것이 바람직하고, R14가 특히 바람직하다.
일 실시형태에서는, 식(1)로 표시되는 화합물은, 하기 식(2)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00003
(식(2) 중, R1∼R13, L1, Ar1 및 Ar2는, 상기 식(1)에서 정의한 대로이다.)
L1은, 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 안트라센일렌기, 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 크라이센일렌기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트릴렌기, 치환 또는 비치환된 벤조크라이센일렌기, 치환 또는 비치환된 플루오렌일렌기, 치환 또는 비치환된 플루오란텐일렌기, 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨란일렌기, 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조싸이오펜일렌기인 것이 바람직하다.
다른 실시형태에서는, 식(1)로 표시되는 화합물은, 하기 식(3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00004
[식(3) 중,
R1∼R13, Ar1 및 Ar2는, 상기 식(1)에서 정의한 대로이다.
L1은, 단일결합, 또는 하기 군으로부터 선택되는 기이다.
Figure pct00005
(식 중,
*는 트라이아진환과의 단일결합을 나타내고, **는 벤조크라이센환과의 단일결합을 나타낸다.
R은 치환기를 나타내고, R이 치환하는 환의 어느 위치에 결합해도 된다.
m은 0∼4의 정수를 나타내고, m이 2 이상인 경우, 인접하는 R이 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)]
L1은, 보다 바람직하게는 하기 군으로부터 선택되는 기이다.
Figure pct00006
Ar1 및 Ar2는, 각각 독립하여, 하기 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
Figure pct00007
(식(a)∼(m) 중,
*는 트라이아진환과의 단일결합을 나타낸다.
R은 치환기를 나타내고, R이 치환하는 환의 어느 위치에 결합해도 된다.
k는 0∼5의 정수를 나타내고, m은 0∼4의 정수를 나타내고, n은 0∼3의 정수를 나타낸다.
k, m 및 n이 2 이상인 경우, 인접하는 R이 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.
Ra 및 Rb는, 각각 독립하여, 수소 원자, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼8의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기를 나타낸다.
Rc는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼8의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기를 나타낸다.)
Ar1 및 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기인 것이 바람직하다.
R1∼R13은 수소 원자인 것이 바람직하다.
상기의 화합물은, 합성예에 기재하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 이 반응을 따라서, 목적물에 맞춘 기지의 대체 반응이나 원료를 이용함으로써, 본 발명의 화합물을 합성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 수소 원자란, 중성자수가 상이한 동위체, 즉, 경수소(protium), 중수소(deuterium), 삼중수소(tritium)를 포함한다.
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.
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 원자나, 당해 환이 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 환형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에서 기재되는 「환형성 원자수」에 대해서는, 특필하지 않는 한 마찬가지로 한다. 예를 들어, 피리딘환은 환형성 원자수는 6이고, 퀴나졸린환은 환형성 원자수가 10이며, 퓨란환의 환형성 원자수가 5이다. 피리딘환이나 퀴나졸린환의 탄소 원자에 각각 결합하고 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 대해서는, 환형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 또한, 플루오렌환에 치환기로서 예를 들어 플루오렌환이 결합하고 있는 경우(스파이로플루오렌환을 포함한다), 치환기로서의 플루오렌환의 원자수는 환형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다.
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.
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, 「치환 또는 비치환된 것」이라고 하는 경우에 있어서의 「비치환」이란 상기 치환기로 치환되어 있지 않고, 수소 원자가 결합하고 있는 것을 의미한다.
상기 각 식에서 나타나는 각 기에 대하여, 이하에 상세하게 기술한다.
아릴기로서는, 예를 들어, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 나프타센일기, 피렌일기, 크라이센일기, 벤조[c]페난트릴기, 벤조[g]크라이센일기, 트라이페닐렌일기, 플루오렌일기, 벤조플루오렌일기, 다이벤조플루오렌일기, 바이페닐릴기, o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기, 플루오란텐일기 등을 들 수 있다. 또한, 스파이로플루오렌일기를 들 수 있다.
아릴기는, 환형성 탄소수가 6∼20인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6∼12이다. 아릴기의 바람직한 일 태양으로서는, 페닐기, 나프틸기, 페난트릴기를 들 수 있다.
아릴렌기는, 상기의 아릴기의 예시에 대응하는 2가의 기를 들 수 있다.
헤테로아릴기로서는, 예를 들어, 피롤릴기, 트라이아진일기, 피라진일기, 피리미딘일기, 피리딘일기, 인돌릴기, 아이소인돌릴기, 이미다졸릴기, 퓨릴기, 벤조퓨란일기, 아이소벤조퓨란일기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 퀴놀릴기, 아이소퀴놀릴기, 퀴녹살린일기, 카바졸릴기, 페난트리딘일기, 아크리딘일기, 페난트롤린일기, 페나진일기, 페노싸이아진일기, 페녹사진일기, 옥사졸릴기, 옥사다이아졸릴기, 퓨라잔일기, 싸이엔일기, 벤조싸이오펜일기 등을 들 수 있다. 또한, 벤즈이미다졸릴기, 퀴나졸린일기를 들 수 있다.
헤테로아릴기의 환형성 원자수는, 5∼20이 바람직하고, 5∼14가 더 바람직하다. 헤테로아릴기의 바람직한 일 태양으로서는, 트라이아진일기, 피리미딘일기, 피리딘일기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 카바졸릴기를 들 수 있다.
헤테로아릴렌기는, 상기의 헤테로아릴기의 예시에 대응하는 2가의 기를 들 수 있다.
할로젠 원자로서, 불소, 염소, 브로민, 아이오딘 등을 들 수 있고, 바람직하게는 불소 원자이다.
알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, s-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기 등을 들 수 있다.
알킬기의 탄소수는, 1∼10이 바람직하고, 1∼6이 더 바람직하다. 그 중에서도 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, s-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, n-펜틸기, n-헥실기가 바람직하다.
사이클로알킬기로서, 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 4-메틸사이클로헥실기, 아다만틸기, 노보닐기 등을 들 수 있다.
사이클로알킬기의 환형성 탄소수는, 3∼10이 바람직하고, 3∼8이 더 바람직하고, 환형성 탄소수 3∼6이 특히 바람직하다.
알킬실릴기는, 1∼3개의 알킬기에 의해 치환된 실릴기이며, 알킬기의 예로서 각각 상기의 알킬기의 예를 들 수 있다.
알킬실릴기로서는, 트라이메틸실릴기, 트라이에틸실릴기, t-뷰틸다이메틸실릴기, 바이닐다이메틸실릴기, 프로필다이메틸실릴기, 트라이아이소프로필실릴기 등을 들 수 있다.
아릴실릴기는, 1∼3개의 아릴기에 의해 치환된 실릴기이며, 아릴기의 예로서 각각 상기의 아릴기의 예를 들 수 있다. 아릴기 외에 상기의 알킬기가 치환해도 된다. 아릴실릴기로서는, 트라이페닐실릴기, 페닐다이메틸실릴기 등을 들 수 있다.
알콕시기는, -OY로 표시되고, Y의 예로서 상기의 알킬기의 예를 들 수 있다.
알콕시기는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기이다.
아릴옥시기는, -OZ로 표시되고, Z의 예로서 상기의 아릴기의 예를 들 수 있다. 아릴옥시기는, 예를 들어 페녹시기이다.
알킬싸이오기는, -SY로 표시되고, Y의 예로서 상기의 알킬기의 예를 들 수 있다.
아릴싸이오기는, -SZ로 표시되고, Z의 예로서 상기의 아릴기의 예를 들 수 있다.
아릴아미노기는, 1 또는 2개의 아릴기에 의해 치환된 아미노기이며, 아릴기의 예로서 각각 상기의 아릴기의 예를 들 수 있다.
「치환 또는 비치환된···」에 있어서의 치환기, 및 치환기 R의 예로서는, 상기에서 설명한 기 외에, 사이아노기, 아미노기, 카복실기 등을 들 수 있다. 또한, 포스포릴기를 들 수 있다. 바람직하게는, 탄소수 1∼10의 알킬기, 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 또는 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기, 사이아노기 등이다.
Ar1 및 Ar2가 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기인 경우의 치환기는, 바람직하게는, 탄소수 1∼10의 알킬기, 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 함질소 헤테로환기를 제외한 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기, 사이아노기 등이다. 함질소 헤테로환기를 제외한 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기로서는, 예를 들어, 함산소 헤테로환기, 함황 헤테로환기를 들 수 있다.
이들 치환기는, 상기의 치환기에 의해 추가로 치환되어도 된다.
본 발명의 일 태양에 따른 화합물의 예를 이하에 나타낸다.
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
[유기 EL 소자용 재료]
상기의 화합물은, 유기 전기발광(EL) 소자용 재료, 바람직하게는 전자 수송 재료로서 이용할 수 있다.
[유기 EL 소자]
본 발명의 일 태양에 따른 유기 EL 소자는, 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 1 이상의 유기 박막층이 협지되어 있고, 당해 유기 박막층의 적어도 1층이 상기 식(1)로 표시되는 화합물을 단독 또는 혼합물의 성분으로서 함유하고 있다.
본 발명의 일 태양에 따른 유기 EL 소자는, 바람직하게는, 발광층과 음극 사이에 전자 수송 대역을 갖고, 당해 전자 수송 대역이 1 이상의 유기 박막층을 가지며, 당해 유기 박막층의 적어도 1층이 식(1)로 표시되는 화합물을 포함한다. 당해 적어도 1층은, 바람직하게는 전자 수송층이다.
본 발명의 일 태양에 따른 유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로서는, 기판 상에 이하의 (1)∼(4) 등의 구조를 적층한 구조가 예시된다.
(1) 양극/발광층/음극
(2) 양극/정공 수송 대역/발광층/음극
(3) 양극/발광층/전자 수송 대역/음극
(4) 양극/정공 수송 대역/발광층/전자 수송 대역/음극
(「/」는 각 층이 인접하여 적층되어 있는 것을 나타낸다.)
전자 수송 대역은, 통상, 전자 주입층 및 전자 수송층으로부터 선택되는 1 이상의 층으로 이루어진다. 정공 수송 대역은, 통상, 정공 주입층 및 정공 수송층으로부터 선택되는 1 이상의 층으로 이루어진다.
본 발명의 일 태양에 따른 유기 EL 소자에 있어서는, 상기 (3) 또는 (4)에 있어서의 전자 수송 대역에 상기 식(1)로 표시되는 화합물을 함유하는 층이 설치되는 것이 바람직하다.
전자 수송 대역이, 추가로 8-퀴놀리놀레이토 리튬(Liq)을 포함하는 것이 바람직하다. Liq는, 식(1)로 표시되는 화합물을 포함하는 층에 포함되어 있어도 되고, 다른 전자 수송 대역에 있는 층에 포함되어 있어도 된다.
전자 수송 대역은, 전자 주입층과, 적어도 2개의 전자 수송층을 갖고, 해당 적어도 2개의 전자 수송층 중, 전자 주입층과 인접하지 않는 전자 수송층이 상기 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 전자 주입층에 인접하는 전자 수송층에 식(1)로 표시되는 화합물을 포함하는 경우, 당해 전자 수송층에 8-퀴놀리놀레이토 리튬(Liq)을 도핑하는 것도 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따른 유기 EL 소자의 전자 수송 대역으로부터 음극의 영역은, 다음의 구성을 갖는 것이 바람직하다.
(a) 식(1)의 화합물을 포함하는 제 1 전자 수송층/제 2 전자 수송층/전자 주입층/음극
(b) 식(1)의 화합물을 포함하고, Liq가 도핑된 전자 수송층/전자 주입층/음극
(c) 식(1)의 화합물을 포함하는 제 1 전자 수송층/Liq가 도핑된 제 2 전자 수송층/전자 주입층/음극
(d) 제 1 전자 수송층/식(1)의 화합물을 포함하고, Liq가 도핑된 제 2 전자 수송층/전자 주입층/음극
상기 (a)의 구성이 특히 바람직하다.
이하, 유기 EL 소자의 각 층에 대하여 설명한다.
(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, 폴리염화바이닐로 이루어지는 플라스틱 기판 등을 들 수 있다.
(양극)
기판 상에 형성되는 양극에는, 일 함수가 큰(구체적으로는 4.0eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 산화 인듐-산화 주석(ITO: Indium Tin Oxide), 규소 또는 산화 규소를 함유한 산화 인듐-산화 주석, 산화 인듐-산화 아연, 산화 텅스텐, 및 산화 아연을 함유한 산화 인듐, 그라펜 등을 들 수 있다. 이 외에, 금(Au), 백금(Pt), 또는 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄) 등을 들 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, 방향족 아민 화합물, 또는 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등도 사용할 수 있다.
정공 주입층에 사용되는 물질의 바람직한 일 태양으로서, 억셉터성의 화합물을 들 수 있다. 억셉터성의 화합물로서, 전자 흡인기가 치환된 헤테로환 유도체, 전자 흡인기가 치환된 퀴논 유도체, 아릴보레인 유도체, 또는 헤테로아릴보레인 유도체 등이 적합하게 이용되고, 그 중에서도, 헥사사이아노헥사아자트라이페닐렌, F4TCNQ(2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라사이아노퀴노다이메테인), 또는 1,2,3-트리스[(사이아노)(4-사이아노-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)메틸렌]사이클로프로페인 등이 바람직하게 이용된다.
억셉터성의 화합물을 포함하는 층은, 추가로 매트릭스 재료를 함유하는 형태여도 바람직하다. 매트릭스 재료로서는, 유기 EL용의 재료를 폭넓게 사용할 수 있다. 억셉터성의 화합물과 함께 사용하는 매트릭스 재료로서, 도너성 화합물을 이용하는 것이 바람직하고, 방향족 아민 화합물을 이용하는 것이 더 바람직하다.
(정공 수송층)
정공 수송층은, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송층에는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 안트라센 유도체 등을 사용할 수 있다. 폴리(N-바이닐카바졸)(약칭: PVK)이나 폴리(4-바이닐트라이페닐아민)(약칭: PVTPA) 등의 고분자 화합물을 이용할 수도 있다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 이용해도 된다. 한편, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은, 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 것으로 해도 된다.
정공 수송 재료는, 바람직하게는, 하기 화학식(H)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00026
상기 화학식(H) 중, Q1∼Q3은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로환기 또는, 치환 또는 비치환된 아릴기와 치환 또는 비치환된 헤테로환기의 조합으로 구성되는 기를 나타낸다.
아릴기로서는, 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 플루오렌일기, 스파이로바이플루오렌일기, 인데노플루오렌일기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트릴기, 트라이페닐렌일기 등의 치환기가 바람직하고, 헤테로환기로서는, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 카바졸릴기 등이 바람직하다. 아릴기와 헤테로환기의 조합으로 구성되는 기로서는, 다이벤조퓨란 치환된 아릴기, 다이벤조싸이오펜 치환된 아릴기, 카바졸 치환된 아릴기 등이 바람직하다. 이들 치환기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다.
바람직한 하나의 태양으로서, 상기 화학식(H)의 Q1∼Q3 중 적어도 1개가, 아릴아미노기에 의해 추가로 치환되어 있는 화합물인 것이 바람직하고, 다이아민 유도체, 트라이아민 유도체, 또는 테트라아민 유도체인 것도 바람직하다. 다이아민 유도체로서, 테트라아릴 치환 벤지딘 유도체, 및 TPTE(4,4'-비스[N-페닐-N-[4'-다이페닐아미노-1,1'-바이페닐-4-일]아미노]-1,1'-바이페닐] 등이 바람직하게 이용된다.
(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. 발광층에 이용할 수 있는 녹색계의 형광 발광 재료로서, 방향족 아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 발광층에 이용할 수 있는 적색계의 형광 발광 재료로서, 테트라센 유도체, 다이아민 유도체 등을 사용할 수 있다.
발광층에 이용할 수 있는 형광 발광 재료로서는, 그 중에서도, 축합다환 방향족 유도체, 스타이릴아민 유도체, 축합환 아민 유도체, 붕소 함유 화합물, 피롤 유도체, 인돌 유도체, 및 카바졸 유도체 등이 바람직하다. 발광층에 이용할 수 있는 형광 발광 재료로서는, 더 바람직하게는, 축합환 아민 유도체, 및 붕소 함유 화합물을 들 수 있다. 축합환 아민 유도체는, 바람직하게는, 하기 화학식(J)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00027
상기 화학식(J) 중, Q4∼Q7은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기를 나타낸다.
상기 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기로서는, 환형성 탄소수 6∼12의 방향족 탄화수소기가 더 바람직하고, 페닐기가 특히 바람직하다. 상기 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기로서는, 카바졸릴기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기 등을 들 수 있고, 다이벤조퓨란일기 등이 바람직하다.
Q8은, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 2가의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 2가의 아릴기를 나타낸다. 상기 환형성 탄소수 6∼50의 2가의 아릴기로서는, 피렌일기, 크라이센일기, 안트라센일기, 플루오렌일기 등을 들 수 있고, 피렌일기가 바람직하다. 상기 환형성 탄소수 6∼50의 2가의 아릴기로서는, 벤조퓨로 골격이 1개 이상 축환된 플루오렌일기가 바람직하다.
붕소 함유 화합물로서는, 예를 들어, 피로메텐 유도체, 및 트라이페닐보레인 유도체 등을 들 수 있다. 여기에서 유도체란, 당해 골격을 부분 구조로서 포함하는 화합물을 나타내는 말이며, 추가로 축합환을 형성하는 화합물, 및 치환기끼리 환을 형성하는 화합물도 포함한다. 예를 들어, 축합다환 방향족 유도체의 경우는, 축합다환 방향족 골격을 부분 구조로서 포함하는 화합물이며, 당해 축합다환 방향족 골격에 추가로 축합환을 형성하는 화합물, 및 당해 축합다환 방향족 골격의 치환기끼리 환을 형성하는 화합물도 포함한다.
발광층에 이용할 수 있는 청색계의 인광 발광 재료로서, 이리듐 착체, 오스뮴 착체, 백금 착체 등의 금속 착체를 들 수 있다. 발광층에 이용할 수 있는 녹색계의 인광 발광 재료로서, 이리듐 착체 등을 들 수 있다. 발광층에 이용할 수 있는 적색계의 인광 발광 재료로서, 이리듐 착체, 백금 착체, 테르븀 착체, 유로퓸 착체 등의 금속 착체를 들 수 있다.
이리듐, 오스뮴, 및 백금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 원자의 오쏘메탈화 착체인, 발광층에 이용할 수 있는 인광 발광 재료는, 하기 식(K)로 표시되는 착체인 것이 바람직하다.
Figure pct00028
상기 화학식(K) 중, Q9는, 오스뮴, 이리듐 및 백금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 나타내고, t는 해당 금속의 가수를 나타내고, u는 1 이상이다.
환 Q10은, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼24의 아릴기 또는 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타내고, 환 Q11은, 질소를 헤테로환 형성 원자로서 함유하는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다. Q12∼Q14는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기이다.
u가 2 이상일 때, 복수 존재하는 환 Q10, 환 Q11은 각각 동일해도 상이해도 된다. (t-u)가 2 이상일 때, 복수 존재하는 Q12∼Q14는 각각 동일해도 상이해도 된다.
(t-u)가 제로(0)일 때, 상기 화학식(K)는 하기 화학식(G)로 표시되고, Q9, 환 Q10, 환 Q11, Q12∼Q14, t는 상기 화학식(K)와 동일하다.
Figure pct00029
(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 물질보다 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 높고, 최고 피점유궤도 준위(HOMO 준위)가 낮은 물질을 이용하는 것이 바람직하다.
발광성이 높은 물질을 분산시키기 위한 물질(호스트 재료)로서는, 1) 알루미늄 착체, 베릴륨 착체, 또는 아연 착체 등의 금속 착체, 2) 옥사다이아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 또는 페난트롤린 유도체 등의 헤테로환 화합물, 3) 카바졸 유도체, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 피렌 유도체, 또는 크라이센 유도체 등의 축합 방향족 화합물, 4) 트라이아릴아민 유도체, 또는 축합다환 방향족 아민 유도체 등의 방향족 아민 화합물이 사용된다.
형광 발광 재료의 호스트 재료로서는, 그 중에서도, 축합다환 방향족 유도체를 주골격에 가지는 화합물인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는, 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 크라이센 유도체, 및 나프타센 유도체 등을 들 수 있다. 청색 호스트 재료(청색 형광 발광 재료와 함께 이용되는 호스트 재료), 및 녹색 호스트 재료(녹색 형광 발광 재료와 함께 이용되는 호스트 재료)로서 특히 적합한 호스트는, 하기 화학식(E)로 표시되는 안트라센 유도체이다.
Figure pct00030
상기 화학식(E)에 있어서, ArX1 및 ArX2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기를 나타낸다. ArX1 및 ArX2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타내는 것이 바람직하다. ArX1 및 ArX2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 바이페닐기, 페난트릴기, 플루오렌일기, 다이벤조퓨란일기, 나프토벤조퓨란일기, 카바졸릴기인 것이 더 바람직하다. RX1∼RX8은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기이다.
인광 발광 재료의 호스트 재료로서는, 카바졸 유도체, 카바졸이 치환된 카바졸 유도체, 벤조 골격이 축환된 카바졸 유도체, 인데노 골격이 축환된 카바졸 유도체, 인돌로 골격이 축환된 카바졸 유도체, 벤조퓨로 골격이 축환된 카바졸 유도체, 트라이아진 유도체, 피리미딘 유도체, 퀴나졸린 유도체, 플루오란텐 유도체, 트라이페닐렌 유도체가 바람직하다.
(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.
전자 수송층에 이용하는 재료는, 바람직하게는, 이미다졸 유도체(예를 들어 벤즈이미다졸 유도체, 이미다조피리딘 유도체, 벤즈이미다조페난트리딘 유도체), 아진 유도체(예를 들어, 피리미딘 유도체, 트라이아진 유도체, 퀴놀린 유도체, 아이소퀴놀린 유도체, 페난트롤린 유도체를 들 수 있고, 이들이 갖는 헤테로환은 포스핀 옥사이드계의 치환기로 치환되어 있어도 된다.), 및 방향족 탄화수소 유도체(예를 들어, 안트라센 유도체, 플루오란텐 유도체를 들 수 있다)이다. 바람직한 하나의 형태는, 전자 수송 대역이 2 이상의 전자 수송층을 포함하고, 전자 수송층 중 1개가 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물을 함유하고, 전자 수송층 중 다른 1개가 상기 전자 수송층에 이용하는 재료를 함유하는 것이다. 또한, 다른 바람직한 하나의 형태는, 하나의 전자 수송층이 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물과 상기 전자 수송층에 이용하는 재료의 양방을 함유하는 것이다. 상기 전자 수송층에 이용하는 재료의 구체예를 이하에 나타내지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00031
(전자 주입층)
알칼리 토류 금속, 또는 그들의 화합물을 이용할 수 있다.
전자 주입층에는, 8-퀴놀리놀레이토 리튬(Liq)을 이용할 수도 있다.
전자 수송 대역은, 추가로 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착체로부터 선택되는 1 이상을 함유하면 바람직하다.
전자 공여성 도펀트로서는, 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 알칼리 토류 금속 화합물, 희토류 금속, 및 희토류 금속 화합물 등으로부터 선택된 적어도 1종류를 들 수 있다.
유기 금속 착체로서는, 알칼리 금속을 포함하는 유기 금속 착체, 알칼리 토류 금속을 포함하는 유기 금속 착체, 및 희토류 금속을 포함하는 유기 금속 착체 등으로부터 선택된 적어도 1종류를 들 수 있다.
알칼리 금속으로서는, 리튬(Li)(일 함수: 2.93eV), 나트륨(Na)(일 함수: 2.36eV), 칼륨(K)(일 함수: 2.28eV), 루비듐(Rb)(일 함수: 2.16eV), 세슘(Cs)(일 함수: 1.95eV) 등을 들 수 있다.
알칼리 토류 금속으로서는, 칼슘(Ca)(일 함수: 2.9eV), 스트론튬(Sr)(일 함수: 2.0eV 이상 2.5eV 이하), 바륨(Ba)(일 함수: 2.52eV) 등을 들 수 있다.
희토류 금속으로서는, 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 세륨(Ce), 테르븀(Tb), 이테르븀(Yb) 등을 들 수 있다.
알칼리 금속 화합물로서는, 산화 리튬(Li2O), 산화 세슘(Cs2O), 산화 칼륨(K2O) 등의 알칼리 산화물, 불화 리튬(LiF), 불화 나트륨(NaF), 불화 세슘(CsF), 불화 칼륨(KF) 등의 알칼리 할로젠화물 등을 들 수 있고, 불화 리튬(LiF), 산화 리튬(Li2O), 불화 나트륨(NaF)이 바람직하다.
알칼리 토류 금속 화합물로서는, 산화 바륨(BaO), 산화 스트론튬(SrO), 산화칼슘(CaO) 및 이들을 혼합한 스트론튬산 바륨(BaxSr1-xO)(0＜x＜1), 칼슘산 바륨(BaxCa1-xO)(0＜x＜1) 등을 들 수 있고, BaO, SrO, CaO가 바람직하다.
희토류 금속 화합물로서는, 불화 이테르븀(YbF3), 불화 스칸듐(ScF3), 산화 스칸듐(ScO3), 산화 이트륨(Y2O3), 산화 세륨(Ce2O3), 불화 가돌리늄(GdF3), 불화 테르븀(TbF3) 등을 들 수 있고, YbF3, ScF3, TbF3이 바람직하다.
유기 금속 착체로서는, 상기대로, 각각 금속 이온으로서 알칼리 금속 이온, 알칼리 토류 금속 이온, 희토류 금속 이온의 적어도 1개를 함유하는 것이면 특별히 한정은 없다. 또한, 배위자에는 퀴놀린올, 벤조퀴놀린올, 아크리딘올, 페난트리딘올, 하이드록시페닐옥사졸, 하이드록시페닐싸이아졸, 하이드록시다이아릴옥사다이아졸, 하이드록시다이아릴싸이아다이아졸, 하이드록시페닐피리딘, 하이드록시페닐벤즈이미다졸, 하이드록시벤조트라이아졸, 하이드록시플루보레인, 바이피리딜, 페난트롤린, 프탈로사이아닌, 포르피린, 사이클로펜타다이엔, β-다이케톤류, 아조메틴류, 및 그들의 유도체 등이 바람직하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
유기 금속 착체로서는, 8-퀴놀리놀레이토 리튬 등을 들 수 있다.
전자 수송층이 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 중 적어도 어느 하나를 함유하는 경우, 전자 수송층 중의 함유 비율은, 바람직하게는 0.1∼50질량%, 보다 바람직하게는 0.1∼20질량%, 더 바람직하게는 1∼10질량%이며, 전자 수송층이 알칼리 금속을 포함하는 유기 금속 착체 및 알칼리 토류 금속을 포함하는 유기 금속 착체 중 적어도 어느 하나를 함유하는 경우, 전자 수송층 중의 함유 비율은, 바람직하게는 1∼99질량%, 보다 바람직하게는 10∼90질량%이다.
(음극)
음극에는, 일 함수가 작은(구체적으로는 3.8eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 음극 재료의 구체예로서는, 원소 주기표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg) 등의 알칼리 토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(예를 들어, MgAg, AlLi) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다.
상기의 유기 EL 소자는, 다양한 전자 기기에 사용할 수 있고, 예를 들어 벽걸이 텔레비전의 플랫 패널 디스플레이 등의 평면 발광체, 복사기, 프린터, 액정 디스플레이의 백라이트 또는 계기류 등의 광원, 표시판, 표지등 등에 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물은, 유기 EL 소자뿐만 아니라, 전자 사진 감광체, 광전 변환 소자, 태양 전지, 이미지 센서 등의 분야에 있어서도 사용할 수 있다.
실시예
합성예 1: 화합물 A-1의 합성
화합물 A-1의 합성 스킴을 다음에 나타낸다.
Figure pct00032
아르곤 분위기하, 10-브로모벤조[g]크라이센(2.50g, 7.00mmol), 2,4-다이페닐-6-[3-[3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인-2-일)페닐]페닐]-1,3,5-트라이아진(3.58g, 7.00mmol), [1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센]팔라듐(II) 다이클로라이드 다이클로로메테인 부가물(0.229g, 0.280mmol), 탄산 나트륨(2.23g, 21.0mmol)의 혼합물에, 1,4-다이옥세인(85mL), 물(10.5mL)을 가하고 100℃에서 17시간 교반했다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고, 톨루엔(200mL), 물(200mL)을 가하고 분액한 후에, 유기층을 감압 농축했다. 감압 농축한 유기층을 톨루엔에 용해하여, 실리카 겔의 컬럼 크로마토그래피에 통과시켰다. 얻어진 용액을 감압 농축하고, 톨루엔, 메탄올 혼합 용매를 이용하여 재결정법에 의해 정제하여, 화합물 A-1(2.21g, 3.31mmol)을 얻었다. 화합물 A-1의 수율은, 47%였다. 본 화합물은, 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-1(Exact mass: 661.25)로 동정했다.
합성예 2: 화합물 A-2의 합성
화합물 A-2의 합성 스킴을 다음에 나타낸다.
Figure pct00033
아르곤 분위기하, 벤조[g]크라이센-10-일보론산(3.44g, 10.7mmol), 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진(4.15g, 10.7mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0)(0.247g, 0.214mmol), 탄산 나트륨(3.39g, 32.0mmol)의 혼합물에, 톨루엔(18mL), 1,4-다이메톡시에테인(53mL), 물(16mL)을 가하고, 100℃에서 7시간 교반했다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고, 석출된 결정을 여별했다. 여별한 결정을 톨루엔에 용해하고, 실리카 겔의 컬럼 크로마토그래피에 통과시켰다. 얻어진 용액을 감압 농축하고, 톨루엔을 이용하여 재결정법에 의해 정제하여, 화합물 A-2(3.45g, 5.89mmol)를 얻었다. 화합물 A-2의 수율은, 55%였다. 본 화합물은, 질량 분석의 결과, m/e=585이며, 상기 화합물 A-2(Exact mass: 585.22)로 동정했다.
합성예 3: 화합물 A-3의 합성
Figure pct00034
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 2-(4-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-3을 얻었다. 수율은 86%였다. 질량 분석의 결과, m/e=585이며, 상기 화합물 A-3(Exact mass: 585.22)으로 동정했다.
합성예 4: 화합물 A-4의 합성
Figure pct00035
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-4를 얻었다. 수율은 70%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-4(Exact mass: 661.25)로 동정했다.
합성예 5: 화합물 A-5의 합성
(5-1): 중간체(5-1)의 합성
Figure pct00036
아르곤 분위기하, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진(20.6g, 60.0mmol), 3-브로모페닐보론산(12.0g, 60.0mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀) 팔라듐(0)(1.39g, 1.2mmol), 탄산 칼륨(24.9g, 180mmol)의 혼합물에, 1,4-다이메톡시에테인(300mL), 물(60mL)을 가하고 80℃에서 7시간 교반했다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고, 분액한 후에, 유기층을 감압 농축했다. 감압 농축한 유기층을 다이클로로메테인에 용해하고, 실리카 겔의 컬럼 크로마토그래피에 통과시켰다. 얻어진 용액을 감압 농축하여, 중간체 5-1(12.5g, 27.0mmol)을 얻었다. 중간체 5-1의 수율은, 45%였다.
(5-2): 화합물 A-5의 합성
Figure pct00037
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 5-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-5를 얻었다. 수율은 85%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-5(Exact mass: 661.25)로 동정했다.
합성예 6: 화합물 A-6의 합성
(6-1): 중간체(6-1)의 합성
Figure pct00038
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4-페닐-6-(3-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 6-1을 얻었다. 수율은 40%였다.
(6-2): 화합물 A-6의 합성
Figure pct00039
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 6-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-6을 얻었다. 수율은 81%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-6(Exact mass: 661.25)으로 동정했다.
합성예 7: 화합물 A-7의 합성
(7-1): 중간체(7-1)의 합성
Figure pct00040
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4-페닐-6-(2-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 7-1을 얻었다. 수율은 45%였다.
(7-2): 화합물 A-7의 합성
Figure pct00041
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 7-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-7을 얻었다. 수율은 75%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-7(Exact mass: 661.25)로 동정했다.
합성예 8: 화합물 A-8의 합성
(8-1): 중간체(8-1)의 합성
Figure pct00042
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진을 이용하고 3-브로모페닐보론산 대신에 2-브로모페닐보론산을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 8-1을 얻었다. 수율은 51%였다.
(8-2): 화합물 A-8의 합성
Figure pct00043
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 8-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-8을 얻었다. 수율은 75%였다. 질량 분석의 결과, m/e=585이며, 상기 화합물 A-8(Exact mass: 585.22)로 동정했다.
합성예 9: 화합물 A-9의 합성
Figure pct00044
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 2-(4-브로모페닐)-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-9를 얻었다. 수율은 85%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-9(Exact mass: 661.25)로 동정했다.
합성예 10: 화합물 A-10의 합성
(10-1): 중간체(10-1)의 합성
Figure pct00045
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4-페닐-6-(3-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진을 이용하고 3-브로모페닐보론산 대신에 4-브로모페닐보론산을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 10-1을 얻었다. 수율은 45%였다.
(10-2): 화합물 A-10의 합성
Figure pct00046
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 10-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-10을 얻었다. 수율은 82%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-10(Exact mass: 661.25)으로 동정했다.
합성예 11: 화합물 A-11의 합성
(11-1): 중간체(11-1)의 합성
Figure pct00047
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4-페닐-6-(2-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진을 이용하고 3-브로모페닐보론산 대신에 4-브로모페닐보론산을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 11-1을 얻었다. 수율은 40%였다.
(11-2): 화합물 A-11의 합성
Figure pct00048
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 11-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-11을 얻었다. 수율은 70%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-11(Exact mass: 661.25)로 동정했다.
합성예 12: 화합물 A-12의 합성
Figure pct00049
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 2-(3-브로모-5-페닐페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-12를 얻었다. 수율은 80%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-12(Exact mass: 661.25)로 동정했다.
합성예 13: 화합물 A-13의 합성
(13-1): 중간체(13-1)의 합성
Figure pct00050
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진을 이용하고 3-브로모페닐보론산 대신에 (8-브로모 다이벤조퓨란-2-일)보론산을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 13-1을 얻었다. 수율은 65%였다.
(13-2): 화합물 A-13의 합성
Figure pct00051
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 13-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-13을 얻었다. 수율은 71%였다. 질량 분석의 결과, m/e=675이며, 상기 화합물 A-13(Exact mass: 675.23)으로 동정했다.
합성예 14: 화합물 A-14의 합성
(14-1): 중간체(14-1)의 합성
Figure pct00052
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4,6-비스(1-나프틸)-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 14-1을 얻었다. 수율은 44%였다.
(14-2): 화합물 A-14의 합성
Figure pct00053
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 14-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-14를 얻었다. 수율은 58%였다. 질량 분석의 결과, m/e=685이며, 상기 화합물 A-14(Exact mass: 685.25)로 동정했다.
합성예 15: 화합물 A-15의 합성
(15-1): 중간체(15-1)의 합성
Figure pct00054
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4,6-비스(2-나프틸)-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 15-1을 얻었다. 수율은 51%였다.
(15-2): 화합물 A-15의 합성
Figure pct00055
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 15-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-15를 얻었다. 수율은 73%였다. 질량 분석의 결과, m/e=685이며, 상기 화합물 A-15(Exact mass: 685.25)로 동정했다.
합성예 16: 화합물 A-16의 합성
(16-1): 중간체(16-1)의 합성
Figure pct00056
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4-(9,9-다이페닐플루오렌-4-일)-6-페닐-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 16-1을 얻었다. 수율은 62%였다.
(16-2): 화합물 A-16의 합성
Figure pct00057
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 16-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-16을 얻었다. 수율은 73%였다. 질량 분석의 결과, m/e=825이며, 상기 화합물 A-16(Exact mass: 825.31)으로 동정했다.
합성예 17: 화합물 A-17의 합성
(17-1): 중간체(17-1)의 합성
Figure pct00058
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4-(9,9-다이페닐플루오렌-2-일)-6-페닐-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 17-1을 얻었다. 수율은 58%였다.
(17-2): 화합물 A-17의 합성
Figure pct00059
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 17-1을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-17을 얻었다. 수율은 73%였다. 질량 분석의 결과, m/e=825이며, 상기 화합물 A-17(Exact mass: 825.31)로 동정했다.
합성예 18: 화합물 A-18의 합성
(18-1): 중간체(18-1)의 합성
Figure pct00060
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 2,4-다이클로로-6-페닐-1,3,5-트라이아진을 이용하고 3-브로모페닐보론산 대신에 다이벤조퓨란-1-일보론산을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 18-1을 얻었다. 수율은 42%였다.
(18-2): 중간체(18-2)의 합성
Figure pct00061
중간체 5-1의 합성에 있어서, 2-클로로-4-페닐-6-(4-페닐페닐)-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 18-1을 이용한 것 외에는 중간체 5-1의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 18-2를 얻었다. 수율은 51%였다.
(18-3): 화합물 A-18의 합성
Figure pct00062
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 중간체 18-2를 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-18을 얻었다. 수율은 73%였다. 질량 분석의 결과, m/e=675이며, 상기 화합물 A-18(Exact mass: 675.23)로 동정했다.
합성예 19: 화합물 A-19의 합성
Figure pct00063
화합물 A-2의 합성에 있어서, 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 대신에 2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-19를 얻었다. 수율은 53%였다. 질량 분석의 결과, m/e=509이며, 상기 화합물 A-19(Exact mass: 509.19)로 동정했다.
합성예 20: 화합물 A-20의 합성
Figure pct00064
아르곤 분위기하, 3-클로로벤조[a]트라이페닐렌(2.19g, 7.00mmol), 2,4-다이페닐-6-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인-2-일)페닐]-1,3,5-트라이아진(3.05g, 7.00mmol), 아세트산 팔라듐(0.079g, 0.350mmol), SPhos(0.287g, 0.700mmol), 인산 칼륨(4.46g, 21.0mmol)의 혼합물에, 자일렌(80mL)을 가하고 100℃에서 12시간 교반했다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고, 석출된 결정을 여별했다. 여별한 결정을 톨루엔에 용해하고, 실리카 겔의 컬럼 크로마토그래피에 통과시켰다. 얻어진 용액을 감압 농축하고, 톨루엔을 이용하여 재결정법에 의해 정제하여, 화합물 A-20(2.66g, 4.55mmol)을 얻었다. 화합물 A-20의 수율은, 65%였다. 본 화합물은, 질량 분석의 결과, m/e=585이며, 상기 화합물 A-20(Exact mass: 585.22)으로 동정했다. 3-클로로벤조[a]트라이페닐렌은 일본 특허공개 2014-19679호 공보에 기재된 방법을 이용하여 합성했다.
합성예 21: 화합물 A-21의 합성
Figure pct00065
화합물 A-20의 합성에 있어서, 2,4-다이페닐-6-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인-2-일)페닐]-1,3,5-트라이아진 대신에 2,4-다이페닐-6-[3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인-2-일)페닐]-1,3,5-트라이아진을 이용한 것 외에는 화합물 A-20의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-21을 얻었다. 수율은 60%였다. 질량 분석의 결과, m/e=585이며, 상기 화합물 A-21(Exact mass: 585.22)로 동정했다.
합성예 22: 화합물 A-22의 합성
(22-1): 중간체(22-1)의 합성
Figure pct00066
.
아르곤 분위기하, 3-클로로벤조[a]트라이페닐렌(15.6g, 50.0mmol), N-브로모석신이미드(10.7g, 60.2mmol)의 혼합물에, N,N-다이메틸폼아마이드(170mL)를 가하고 100℃에서 12시간 교반했다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고, 반응 용액을 물에 붓고, 석출된 결정을 여별했다. 여별한 결정을 물, 메탄올로 세정하여, 중간체 22-1(10.8g, 27.5mmol)을 얻었다. 중간체 22-1의 수율은, 55%였다.
(22-2): 중간체(22-2)의 합성
Figure pct00067
화합물 A-1의 합성에 있어서, 2,4-다이페닐-6-[3-[3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인-2-일)페닐]페닐]-1,3,5-트라이아진 대신에 페닐보론산을 이용한 것 외에는 화합물 A-2의 합성과 마찬가지로 합성하여, 중간체 22-2를 얻었다. 수율은 90%였다.
(22-3): 화합물 A-22
Figure pct00068
화합물 A-20의 합성에 있어서, 3-클로로벤조[a]트라이페닐렌 대신에 중간체 22-2를 이용한 것 외에는 화합물 A-20의 합성과 마찬가지로 합성하여, 화합물 A-22를 얻었다. 수율은 62%였다. 질량 분석의 결과, m/e=661이며, 상기 화합물 A-22(Exact mass: 661.25)로 동정했다.
[유기 EL발광 소자의 제작·평가]
실시예 1
25mm×75mm×1.1mm 두께의 ITO 투명 전극(양극) 부착 유리 기판(지오마텍사제)을 아이소프로필 알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행했다. ITO 투명 전극의 막 두께는, 130nm로 했다.
세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 상에 투명 전극을 덮도록 하여 하기 화합물 HI를 증착하여, 막 두께 5nm의 화합물 HI막을 형성했다. HI막은 정공 주입층으로서 기능한다.
이 화합물 HI막 상에, 제 1 정공 수송 재료로서 하기 방향족 아민 유도체(화합물 HT-1)를 증착하여, 막 두께 80nm의 제 1 정공 수송층을 성막했다.
제 1 정공 수송층의 성막에 이어, 제 2 정공 수송 재료로서 하기 방향족 아민 유도체(화합물 HT-2)를 증착하여, 막 두께 10nm의 제 2 정공 수송층을 성막했다.
추가로, 이 제 2 정공 수송층 상에, 호스트 재료로서 하기 화합물 BH와, 인광 발광 도펀트 재료로서의 하기 화합물 BD를 공증착하여, 막 두께 25nm의 발광층을 성막했다. 발광층 내에 있어서의 화합물 BD의 농도는 4.0질량%였다. 이 공증착막은 발광층으로서 기능한다.
그리고, 이 발광층 성막에 이어 하기 화합물 A-1을 막 두께 10nm로 성막했다. 이 화합물 A-1막은 제 1 전자 수송층으로서 기능한다.
이 제 1 전자 수송층 상에, 하기 화합물 ET-1을 증착하여, 막 두께 15nm의 제 2 전자 수송층을 성막했다.
다음에, 제 2 전자 수송층 상에 LiF를 증착하여, 막 두께 1nm의 LiF막을 형성했다.
이 LiF막 상에 금속 Al을 증착시켜, 금속 음극을 막 두께 80nm로 형성했다.
실시예 1의 유기 EL 소자는, 도 1에 나타내는 층 구성을 갖고, 각 층은 하기 구성을 갖고 있다.
ITO(130nm)/HI(5nm)/HT-1(80nm)/HT-2(10nm)/BH:BD(25nm:4질량%)/화합물 A-1(10nm)/ET-1(15nm)/LiF(1nm)/Al(80nm)
Figure pct00069
제작한 유기 EL 소자에 대해, 이하와 같이 구동 전압, 외부 양자 효율(EQE)을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
· 구동 전압
전류 밀도가 10mA/cm2가 되도록 ITO 투명 전극과 금속 Al 음극 사이에 흐르게 했을 때의 전압(단위: V)을 계측했다.
· 외부 양자 효율(EQE)
분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 람바시안 방사를 행했다고 가정하여 외부 양자 효율 EQE(단위: %)를 산출했다.
비교예 1, 3 및 4
화합물 A-1을, 비교예 화합물 B-1, B-2 또는 B-3으로 치환한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 소자를 제작하여, 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00070
Figure pct00071
표 1로부터, 본 발명의 일 형태에 따른 화합물을 전자 수송 재료로서 이용하면, 구동 전압이 저하됨을 알 수 있다.
실시예 2
실시예 1에 있어서, 제 1 전자 수송층, 제 2 전자 수송층 및 금속 음극의 구성을 하기와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 소자를 제작하여, 구동 전압, 외부 양자 효율(EQE) 및 소자 수명(LT95)을 측정하여 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
화합물 A-1:Liq(25:50%)/Liq(1nm)/Al(80)
Figure pct00072
· 소자 수명(LT95)
전류 밀도가 50mA/cm2에서, 초기 휘도가 3% 저하될 때까지의 시간을 측정했다.
실시예 3
실시예 2에 있어서의 화합물 A-1을 화합물 A-2로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 소자를 제작하여, 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
화합물 A-2:Liq(25:50%)/Liq(1nm)/Al(80)
비교예 2
실시예 2에 있어서의 화합물 A-1을 비교 화합물 B-1로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 소자를 제작하여, 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
화합물 B-1:Liq(25:50%)/Liq(1nm)/Al(80)
실시예 4∼23, 및 비교예 5 및 6
실시예 2에 있어서의 화합물 A-1을 표 2에 나타내는 화합물로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 소자를 제작하여, 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
사용한 각 화합물은 이하와 같다.
Figure pct00073
Figure pct00074
표 2로부터, 본 발명의 일 형태에 따른 화합물을 포함하고, Liq가 도핑된 전자 수송층을 갖는 소자는, 구동 전압이 저하되고, 외부 양자 효율이 향상되며, 소자 수명이 현저하게 향상됨을 알 수 있다.
상기에 본 발명의 실시형태 및/또는 실시예를 몇 가지 상세하게 설명했지만, 당업자는, 본 발명의 신규 교시 및 효과로부터 실질적으로 벗어나지 않고, 이들 예시인 실시형태 및/또는 실시예에 많은 변경을 가하는 것이 용이하다. 따라서, 이들 많은 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본원의 파리 우선의 기초가 되는 일본 출원 명세서의 내용을 모두 여기에 원용한다.

Claims (19)

  1. 하기 식(1)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00075

    (식(1) 중,
    R1∼R14 중 어느 1개는 단일결합으로서 L1과 결합하고 있고, 나머지는 각각 독립하여, 수소 원자, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼10의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 8∼30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼10의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴싸이오기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴아미노기이다.
    L1은, 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴렌기이다.
    Ar1 및 Ar2는, 각각 독립하여, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기이다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    R3, R4, R7, R8, R11, R12, R13 또는 R14가, L1과 결합하는 단일결합인 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하기 식(2)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00076

    (식(2) 중, R1∼R13, L1, Ar1 및 Ar2는, 상기 식(1)에서 정의한 대로이다.)
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    L1이, 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 안트라센일렌기, 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 크라이센일렌기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트릴렌기, 치환 또는 비치환된 벤조크라이센일렌기, 치환 또는 비치환된 플루오렌일렌기, 치환 또는 비치환된 플루오란텐일렌기, 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨란일렌기, 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조싸이오펜일렌기인 화합물.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 식(3)으로 표시되는 화합물.
    Figure pct00077

    [식(3) 중,
    R1∼R13, Ar1 및 Ar2는, 상기 식(1)에서 정의한 대로이다.
    L1은, 단일결합, 또는 하기 군으로부터 선택되는 기이다.
    Figure pct00078

    (식 중,
    *는 트라이아진환과의 단일결합을 나타내고, **는 벤조크라이센환과의 단일결합을 나타낸다.
    R은 치환기를 나타내고, R이 치환하는 환의 어느 위치에 결합해도 된다.
    m은 0∼4의 정수를 나타내고, m이 2 이상인 경우, 인접하는 R이 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.)]
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2가, 각각 독립하여, 하기 군으로부터 선택되는 기인 화합물.
    Figure pct00079

    (식(a)∼(m) 중,
    *는 트라이아진환과의 단일결합을 나타낸다.
    R은 치환기를 나타내고, R이 치환하는 환의 어느 위치에 결합해도 된다.
    k는 0∼5의 정수를 나타내고, m은 0∼4의 정수를 나타내고, n은 0∼3의 정수를 나타낸다.
    k, m 및 n이 2 이상인 경우, 인접하는 R이 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.
    Ra 및 Rb는, 각각 독립하여, 수소 원자, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼8의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기를 나타낸다.
    Rc는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼8의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기를 나타낸다.)
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2가 치환 또는 비치환된 페닐기인 화합물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2가 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기인 경우의 치환기가, 탄소수 1∼10의 알킬기, 환형성 탄소수 6∼20의 아릴기, 함질소 헤테로환기를 제외한 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기 및 사이아노기로부터 선택되는 화합물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 함질소 헤테로환기를 제외한 환형성 원자수 5∼20의 헤테로아릴기가, 함산소 헤테로환기 및 함황 헤테로환기로부터 선택되는 화합물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R1∼R13이 수소 원자인 화합물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자용 재료.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자의 전자 수송 재료.
  13. 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 1 이상의 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 단독 또는 혼합물의 성분으로서 함유하는 유기 전기발광 소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 발광층과 상기 음극 사이에 전자 수송 대역을 갖고, 상기 전자 수송 대역이 1 이상의 유기 박막층을 가지며, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이 상기 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전자 수송 대역의 유기 박막층의 적어도 1층이, 전자 수송층인 유기 전기발광 소자.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 전자 수송 대역이, 추가로 8-퀴놀리놀레이토 리튬을 포함하는 유기 전기발광 소자.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 수송 대역이, 전자 주입층과, 적어도 2층의 전자 수송층을 갖고, 해당 적어도 2층의 전자 수송층 중, 해당 전자 주입층과 인접하지 않는 상기 전자 수송층이 상기 화합물을 포함하는 유기 전기발광 소자.
  18. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양극과 상기 발광층 사이에 정공 수송층을 갖는 유기 전기발광 소자.
  19. 제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전기발광 소자를 탑재한 전자 기기.
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