KR20180099657A - 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
양극과 발광층과 음극을 가지고, 상기 발광층은 지연 형광성의 제1 화합물, 형광 발광성의 제2 화합물, 및 Cz-Az로 표시되는 제3 화합물을 포함하고, 상기 제2 화합물은 메인 피크 파장이 430 nm 이상 540 nm 이하의 발광을 보이고, Az는 치환 혹은 무치환의 피리딘환, 치환 혹은 무치환의 피리미딘환, 치환 혹은 무치환의 트리아진환, 및 치환 혹은 무치환의 피라진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이고, Cz는 하기 일반식(3B)으로 표시되는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
Description
본 발명은 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기에 관한 것이다.
유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있음)에 전압을 인가하면, 양극에서 발광층으로 정공이 주입되고, 음극에서 발광층으로 전자가 주입된다. 그리고, 발광층에 있어서, 주입된 정공과 전자가 재결합하여 여기자가 형성된다. 이 때, 전자 스핀의 통계칙에 의해, 일중항 여기자가 25%의 비율로 생성되고, 삼중항 여기자가 75%의 비율로 생성된다.
일중항 여기자로부터의 발광을 이용하는 형광형의 유기 EL 소자는 휴대전화나 텔레비전 등의 풀 컬러 디스플레이에 응용되고 있지만, 내부 양자 효율 25%가 한계라고 여겨지고 있다. 일중항 여기자에 더하여 삼중항 여기자를 이용하여 유기 EL 소자를 더욱 효율적으로 발광시킬 것이 기대되고 있다.
이러한 배경에서, 지연 형광을 이용한 고효율의 형광형 유기 EL 소자가 제안되어 연구가 이루어지고 있다.
예컨대 TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence, 열활성화 지연 형광) 기구가 연구되고 있다. 이 TADF 기구는, 일중항 준위와 삼중항 준위의 에너지차(ΔST)가 작은 재료를 이용한 경우에, 삼중항 여기자에서 일중항 여기자로의 역항간(逆項間) 교차가 열적으로 생기는 현상을 이용하는 기구이다. 열활성화 지연 형광에 관해서는 예컨대 『아다치 치하야(安達 千波矢) 편, 「유기 반도체의 디바이스 물성」, 고단샤, 2012년 4월 1일 발행, 261-262 페이지』에 기재되어 있다. 이 TADF 기구를 이용한 유기 EL 소자가 예컨대 특허문헌 1이나 비특허문헌에 개시되어 있다.
특허문헌 1에 개시된 유기 EL 소자는, TADF 화합물, 발광 재료로서의 루브렌, 및 매트릭스 재료를 포함한 발광층을 구비한다. 이 발광층은 오렌지색으로 발광한다.
비특허문헌 1에 개시된 유기 EL 소자는, 어시스트 도펀트로서의 TADF 화합물, 발광 재료로서의 페릴렌 유도체(TBPe; 2,5,8,11-테트라-tert-부틸페릴렌) 및 호스트 재료로서의 DPEPO(비스-(2-(디페닐포스피노)페닐)에테르 옥시드)를 포함한 발광층을 구비한다. 이 발광층은 청색으로 발광한다.
비특허문헌 1: Hajime Nakanotani et al, High-efficiency organic light-emitting diodes with fluorescent emitters", NATURE COMMUNICATIONS, 5,4016,2014
청색에서부터 녹색의 파장 영역의 빛을 발하고, 발광 성능이 우수한 고성능의 유기 일렉트로루미네센스 소자가 요망되고 있다.
본 발명의 목적은, 청색에서부터 녹색의 파장 영역의 빛을 발하며, 고성능인 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 당해 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 양극과 발광층과 음극을 가지고, 상기 발광층은 지연 형광성의 제1 화합물, 형광 발광성의 제2 화합물, 및 하기 일반식(3A)으로 표시되는 제3 화합물을 포함하고, 상기 제2 화합물은 메인 피크 파장이 430 nm 이상 540 nm 이하의 발광을 보이는 유기 일렉트로루미네센스 소자가 제공된다.
Cz-Az
(3A)
(상기 일반식(3A)에서,
Az는 치환 혹은 무치환의 피리딘환, 치환 혹은 무치환의 피리미딘환, 치환 혹은 무치환의 트리아진환, 및 치환 혹은 무치환의 피라진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이고,
Cz는 하기 일반식(3B)으로 표시된다.)
[화학식 1]
(상기 일반식(3B)에서,
X31∼X38은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고,
Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 포스포릴기,
치환 실릴기,
시아노기,
니트로기 및
카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고,
복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
X31∼X38 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
*는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.)
본 발명의 일 양태에 의하면, 전술한 본 발명의 일 양태에 따른 유기 EL 발광 장치를 구비하는 전자 기기가 제공된다.
본 발명에 의하면, 청색에서부터 녹색의 파장 영역의 빛을 발하며, 고성능의 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공할 수 있고, 그리고 당해 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네센스 소자의 일례의 개략 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 과도 PL을 측정하는 장치의 개략도이다.
도 3은 과도 PL의 감쇠 곡선의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 발광층에 있어서의 제1 화합물, 제2 화합물, 및 제3 화합물의, 에너지 준위 및 에너지 이동의 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 과도 PL을 측정하는 장치의 개략도이다.
도 3은 과도 PL의 감쇠 곡선의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 발광층에 있어서의 제1 화합물, 제2 화합물, 및 제3 화합물의, 에너지 준위 및 에너지 이동의 관계를 도시한 도면이다.
〔제1 실시형태〕
(유기 EL 소자의 소자 구성)
본 실시형태에 따른 유기 EL 소자는 한 쌍의 전극 사이에 유기층을 구비한다. 이 유기층은 유기 화합물로 구성되는 적어도 1층으로 이루어진다. 혹은 이 유기층은 유기 화합물로 구성되는 복수의 층이 적층되어 이루어진다. 유기층은 무기 화합물을 추가로 포함하고 있어도 좋다. 본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서 유기층 중 적어도 1층은 발광층이다. 그러므로, 유기층은 예컨대 하나의 발광층으로 구성되어 있어도 좋고, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층 및 장벽층 등의 유기 EL 소자에서 채용될 수 있는 층을 포함하고 있어도 좋다.
유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로서는 예컨대 다음 (a)∼(f) 등의 구성을 들 수 있다.
(a) 양극/발광층/음극
(b) 양극/정공 주입·수송층/발광층/음극
(c) 양극/발광층/전자 주입·수송층/음극
(d) 양극/정공 주입·수송층/발광층/전자 주입·수송층/음극
(e) 양극/정공 주입·수송층/발광층/장벽층/전자 주입·수송층/음극
(f) 양극/정공 주입·수송층/장벽층/발광층/장벽층/전자 주입·수송층/음극
상기한 것 중에서 (d)의 구성이 바람직하게 이용된다. 단, 본 발명은 이들 구성에 한정되지 않는다. 또한, 상기 「발광층」이란 발광 기능을 갖는 유기층이다. 상기 「정공 주입·수송층」은 「정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 어느 하나」를 의미한다. 상기 「전자 주입·수송층」은 「전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 어느 하나」를 의미한다. 유기 EL 소자가 정공 주입층 및 정공 수송층을 갖는 경우에는, 정공 수송층과 양극의 사이에 정공 주입층이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 유기 EL 소자가 전자 주입층 및 전자 수송층을 갖는 경우에는, 전자 수송층과 음극의 사이에 전자 주입층이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층의 각각은 1층으로 구성되어 있어도 좋고, 복수의 층으로 구성되어 있어도 좋다.
도 1에 본 실시형태에 따른 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 도시한다.
유기 EL 소자(1)는 투광성의 기판(2), 양극(3), 음극(4), 양극(3)과 음극(4) 사이에 배치된 유기층(10)을 포함한다. 유기층(10)은 양극(3) 측에서부터 순차로 정공 주입층(6), 정공 수송층(7), 발광층(5), 전자 수송층(8) 및 전자 주입층(9)이 이 순서로 적층되어 구성된다.
(발광층)
유기 EL 소자(1)의 발광층(5)은 제1 화합물, 제2 화합물, 및 제3 화합물을 포함한다. 발광층(5)은 금속 착체를 포함하여도 좋다. 발광층(5)은 인광 발광성의 금속 착체를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
제1 화합물 및 제3 화합물은 호스트 재료(매트릭스 재료라고 부르는 경우도 있음)인 것도 바람직하고, 제2 화합물이 도펀트 재료(게스트 재료, 에미터 또는 발광 재료라고 부르는 경우도 있음)인 것도 바람직하다.
<제1 화합물>
제1 화합물은 지연 형광성의 화합물이다.
제1 화합물은 하기 일반식(1)으로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 2]
상기 일반식(1)에 있어서,
A는 하기 일반식(a-1)∼일반식(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이며, A가 복수 존재하는 경우, 복수의 A는 상호 동일하거나 또는 상이하고, A끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
B는 하기 일반식(b-1)∼일반식(b-6)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이며, B가 복수 존재하는 경우, 복수의 B는 상호 동일하거나 또는 상이하고, B끼리 결합하다 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
a, b 및 d는 각각 독립적으로 1∼5의 정수이고,
c는 0∼5의 정수이고,
c가 0일 때, A와 B는 단결합 또는 스피로 결합으로 결합하고,
c가 1∼5의 정수일 때, L은
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되는 연결기이며, L이 복수 존재하는 경우, 복수의 L은 상호 동일하거나 또는 상이하고, L끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않는다.
[화학식 3]
[화학식 4]
상기 일반식(b-1)∼일반식(b-6)에 있어서,
R은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R은
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기 및
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되며, R이 복수 존재하는 경우, 복수의 R은 상호 동일하거나 또는 상이하고, R끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않는다.
상기 일반식(a-1)∼일반식(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기로서는, 예컨대 상기 일반식(a-3)의 부분 구조를 갖는 기로서 하기 일반식(a-3-1)으로 표시되는 기를 들 수 있다.
[화학식 5]
상기 일반식(a-3-1)에 있어서, Xa는 단결합, 산소 원자, 황 원자 또는 상기 일반식(1) 중의 L 혹은 B와 결합하는 탄소 원자이다.
또한, 상기 일반식(b-1)∼일반식(b-6)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기로서는, 예컨대 상기 일반식(b-2)의 부분 구조를 갖는 기로서 하기 일반식(b-2-1)으로 표시되는 기를 들 수 있다.
[화학식 6]
상기 일반식(b-2-1)에 있어서, Xb는 단결합, 산소 원자, 황 원자, CRb1Rb2 또는 상기 일반식(1) 중의 L 혹은 A와 결합하는 탄소 원자이다.
Rb1 및 Rb2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rb1 및 Rb2는 각각 독립적으로 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어지는 군에서 선택된다.
Rb1 및 Rb2는 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하고, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식(1)으로 표시되는 화합물의 결합 양식의 일례로서, 예컨대 하기 표 1에 나타내는 결합 양식을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(1)에서의 B가 하기 일반식(100)으로 표시되는 것이 바람직하다.
[화학식 7]
상기 일반식(100)에 있어서,
R101∼R108은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R101∼R108은 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 실릴기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 2∼30의 알킬아미노기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼60의 아릴아미노기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬티오기, 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기로 이루어지는 군에서 선택되며, 단, R101과 R102의 조합, R102와 R103의 조합, R103과 R104의 조합, R105와 R106의 조합, R106과 R107의 조합, 및 R107과 R108의 조합 중 어느 조합이 포화 또는 불포화의 고리 구조를 형성하거나 또는 고리 구조를 형성하지 않고,
L100은 하기 일반식(111)∼일반식(117)에서 선택되는 어느 연결기이고,
s는 1∼3의 정수이며, s가 2 또는 3인 경우, 복수의 L100은 상호 동일하거나 또는 상이하고,
X100은 하기 일반식(121)∼일반식(125)에서 선택되는 어느 연결기이다.
[화학식 8]
상기 일반식(113)∼일반식(117)에 있어서, R109는 각각 독립적으로 상기 일반식(100)에 있어서의 R101∼R108과 같은 의미이다.
단, 상기 일반식(100)에 있어서, R101∼R108 중 하나 또는 R109 중 하나는 상기 일반식(1) 중의 L 또는 A에 대하여 결합하는 단결합이다.
R109와 상기 일반식(100) 중의 R104 또는 R105는 상호 결합하여 포화 또는 불포화의 고리 구조를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않는다.
복수의 R109가 존재하는 경우는 상호 동일하거나 또는 상이하다.
[화학식 9]
상기 일반식(123)∼일반식(125)에 있어서,
R110은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R110은
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기 및
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되며, 복수의 R110이 존재하는 경우는 상호 동일하거나 또는 상이하다.
R110과 상기 일반식(100) 중의 R101 또는 R108은 상호 결합하여 포화 또는 불포화의 고리 구조를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않는다.
본 실시형태에 있어서, L100은 상기 일반식(111)∼일반식(114) 중 어느 것으로 표시되는 것이 바람직하고, 상기 일반식(113) 또는 일반식(114)으로 표시되는 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, X100은 상기 일반식(121)∼일반식(124) 중 어느 것으로 표시되는 것이 바람직하고, 상기 일반식(123) 또는 일반식(124)으로 표시되는 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식(1)으로 표시되는 화합물로서는 예컨대 하기 일반식(10)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 10]
상기 일반식(10)에 있어서,
a1은 0 또는 1이고,
a2는 0 또는 1이고,
단, a1+a2≥1이고,
m1은 1∼5의 정수이고,
a2가 0일 때, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기이며, 치환기로서의 R1 및 R2는 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 및
치환 실릴기로 이루어지는 군에서 선택되고,
a2가 1일 때, R1 및 R2는 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 및
치환 실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 연결기이고,
m1이 2 이상인 경우, 복수의 R1은 상호 동일하거나 또는 상이하며, 복수의 R2는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 상기 일반식(a-1)∼일반식(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이며, m 1이 2 이상인 경우, 복수의 A2는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
a1가 0일 때, L2는 수소 원자 또는 1가의 치환기이고, 1가의 치환기로서의 L2는
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되고,
a1이 1일 때, L2는 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L2는
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되고,
L1은 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L1은
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되며, m1이 2 이상인 경우, 복수의 L1은 상호 동일하거나 또는 상이하다.
본 실시형태에 있어서, a2가 0일 때, R1 및 R2는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기 및 치환 실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하고, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, a2가 1일 때, R1 및 R2는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기, 및 치환 실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 연결기인 것이 바람직하고, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되는 연결기인 것이 보다 바람직하다.
또한, 예컨대 상기 일반식(1)으로 표시되는 화합물로서는 하기 일반식(10')으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 11]
상기 일반식(10')에 있어서,
m2는 2이고,
a2는 0 또는 1이며, 복수의 a2는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
m 1은 1∼5의 정수이며, 복수의 m1은 상호 동일하거나 또는 상이하고,
a2가 0일 때, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기이며, 치환기로서의 R1 및 R2는 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 및
치환 실릴기로 이루어지는 군에서 선택되고,
a2가 1일 때, R1 및 R2는 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 및
치환 실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 연결기이고,
복수의 R1은 상호 동일하거나 또는 상이하며, 복수의 R2는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 상기 일반식(a-1)∼일반식(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이며, 복수의 A2는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
L2는 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L2는
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되며, 복수의 L2는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
L1은 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L1은
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되며, 복수의 L1은 상호 동일하거나 또는 상이하다.
상기 일반식(10)으로 표시되는 화합물로서는 예컨대 하기 일반식(10A)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 12]
상기 일반식(10A)에 있어서, a1, m1, A1, A2, L1 및 L2는 상기 일반식(10)에 있어서의 a1, m1, A1, A2, L1 및 L2와 각각 같은 의미이다.
예컨대, 상기 일반식(10) 또는 상기 일반식(10')으로 표시되는 화합물로서는 하기 일반식(10B)∼일반식(10E)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 13]
[화학식 14]
상기 일반식(10D)에 있어서, ZA는 =N-L1-L2-A1, 산소 원자, 황 원자 및 셀레늄 원자로 이루어지는 군에서 선택된다. 상기 일반식(10B), 일반식(10C), 일반식(10D) 및 일반식(10E)에 있어서, R1, R2, A1, A2, L1 및 L2는 상기 일반식(10)에 있어서의 R1, R2, A1, A2, L1 및 L2와 각각 같은 의미이다.
제1 화합물은 하기 일반식(110)으로 표시되는 것도 바람직하다.
[화학식 15]
상기 일반식(110)에서,
X는 산소 원자, 황 원자 또는 셀레늄 원자이고,
Y1부터 Y8은 각각 독립적으로 CR1a(R1a와 결합하는 탄소 원자), CR1b(R1b와 결합하는 탄소 원자) 또는 질소 원자이고,
단, Y1부터 Y8의 적어도 2개는 질소 원자이며 또한 Y1부터 Y8의 적어도 하나는 CR1a이고,
R1a는 각각 독립적으로 하기 일반식(A)∼일반식(L)으로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 기이며, R1a가 복수 존재하는 경우, 복수의 R1a는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
R1b는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며,
치환기로서의 R1b는 각각 독립적으로
할로겐 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 5∼30의 아랄킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 5∼30의 아릴알콕시기,
치환 혹은 무치환의 아미노기,
치환 혹은 무치환의 실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼30의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3∼30의 시클로알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼30의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3∼30의 시클로알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,
치환 혹은 무치환의 카르보닐기,
치환 혹은 무치환의 알콕시카르보닐기,
치환 혹은 무치환의 카르복시기,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 술파닐기,
치환 술피닐기,
치환 술포닐기, 및
치환 혹은 무치환의 포스포릴기로 이루어지는 군에서 선택되고,
치환기로서의 R1b가 복수 존재하는 경우, 치환기로서의 복수의 R1b는 상호 동일하거나 또는 상이하다.
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
[화학식 19]
상기 일반식(A)∼일반식(L)에서,
X1∼X20은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 CRz(Rz와 결합하는 탄소 원자)이고,
단,
상기 일반식(B)에 있어서, X5∼X8 중 어느 것은 X9∼X12 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이며, X9∼X12 중 어느 것은 X5∼X8 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(C)에 있어서, X5∼X8 중 어느 것은 X9∼X12 및 X13∼X16을 포함하는 축합환에 있어서의 5원환 중의 질소 원자와 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(E)에 있어서, X5∼X8 및 X18 중 어느 것은 X9∼X12 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이며, X9∼X12 중 어느 것은 X5∼X8 및 X18 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(F)에 있어서, X5∼X8 및 X18 중 어느 것은 X9∼X12 및 X19 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고, X9∼X12 및 X19 중 어느 것은 X5∼X8 및 X18 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(G)에 있어서, X5∼X8 중 어느 것은 X9∼X12 및 X19 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고, X9∼X12 및 X19 중 어느 것은 X5∼X8 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(H)에 있어서, X5∼X8 및 X18 중 어느 것은 X9∼X12 및 X13∼X16을 포함하는 축합환에 있어서의 5원환 중의 질소 원자와 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(I)에 있어서, X5∼X8 및 X18 중 어느 것은 X9∼X12 및 X19를 포함하는 고리와 X13∼X16 및 X20을 포함하는 고리를 연결하는 질소 원자와 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(J)에 있어서, X5∼X8 중 어느 것은 X9∼X12 및 X19를 포함하는 고리와 X13∼X16 및 X20을 포함하는 고리를 연결하는 질소 원자와 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(K)에 있어서, X5∼X8 중 어느 것은 Y1∼Y8 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(L)에 있어서, X5∼X8 및 X18 중 어느 것은 Y1∼Y8 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고,
Rz는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며,
치환기로서의 Rz는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 혹은 무치환의 포스포릴기,
치환 혹은 무치환의 실릴기,
시아노기,
니트로기, 및
치환 혹은 무치환의 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되고,
치환기로서의 Rz가 복수 존재하는 경우, 치환기로서의 복수의 Rz는 상호 동일하거나 또는 상이하며, 치환기로서의 복수의 Rz는 상호 직접 결합하여 고리를 형성하거나 혹은 고리를 형성하지 않고, 또는 헤테로 원자를 통해 고리를 형성하거나 혹은 고리를 형성하지 않고,
Ara는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 혹은 무치환의 포스포릴기, 및
치환 혹은 무치환의 실릴기로 이루어지는 군에서 선택되고,
*는 Y1∼Y8 중 어느 것과의 결합 부위이다.
본 실시형태에 있어서, X1∼X20은 CRz인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 복수의 Rz끼리 직접 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하는 것이 바람직하다. Rz끼리 결합하여 고리를 형성하는 경우, 축합환이라도 좋고, 비축합환이라도 좋다.
본 실시형태에 있어서, Rz끼리 고리를 형성하지 않는 것도 바람직하다.
상기 제1 화합물은 하기 일반식(150)으로 표시되는 것도 바람직하다.
[화학식 20]
상기 일반식(150)에 있어서,
A51은 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 1∼30의 함질소 복소환기이고,
A52는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 1∼30의 함질소 복소환기이고,
X51 및 X52는 각각 독립적으로 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 X51 및 X52는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 10∼30의 축합 방향족 탄화수소기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 2∼30의 방향족 복소환기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 2∼30의 축합 방향족 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되고,
Y51∼Y54는 각각 독립적으로
수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Y51∼Y54는 각각 독립적으로
불소 원자, 시아노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼20의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼20의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼20의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼20의 할로알콕시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼10의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 6∼30의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되고,
pa는 1∼4의 정수이고, qa는 1∼4의 정수이고, ra는 1∼3의 정수이며, sa는 1∼3의 정수이고,
복수의 Y51은 상호 동일하거나 또는 상이하며, Y51끼리 상호 결합을 형성하여, 고리 구조를 형성하거나 또는 고리 구조를 형성하지 않고,
복수의 Y52는 상호 동일하거나 또는 상이하며, Y52끼리 상호 결합을 형성하여, 고리 구조를 형성하거나 또는 고리 구조를 형성하지 않고,
복수의 Y53은 상호 동일하거나 또는 상이하며, Y53끼리 상호 결합을 형성하여, 고리 구조를 형성하거나 또는 고리 구조를 형성하지 않고,
복수의 Y54는 상호 동일하거나 또는 상이하며, Y54끼리 상호 결합을 형성하여, 고리 구조를 형성하거나 또는 고리 구조를 형성하지 않는다.
상기 일반식(150)으로 표시되는 제1 화합물은 하기 일반식(151)으로 표시되는 것도 바람직하다.
[화학식 21]
상기 일반식(151)에 있어서 A51, A52, X51, X52, Y51∼Y54, pa, qa, ra 및 sa는 각각 상기 일반식(150)에 있어서의 A51, A52, X51, X52, Y51∼Y54, pa, qa, ra 및 sa와 같은 의미이다.
A51은 치환 혹은 무치환의 피리딘환, 치환 혹은 무치환의 피리미딘환, 및 치환 혹은 무치환의 트리아진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 피리미딘환 및 치환 혹은 무치환의 트리아진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 보다 바람직하다.
A51은 치환 또는 무치환의 피리미딘환인 것도 바람직하다.
A51은 치환 또는 무치환의 트리아진환인 것도 바람직하다.
상기 일반식(150)으로 표시되는 제1 화합물은 하기 일반식(152)으로 표시되는 것도 바람직하다.
[화학식 22]
상기 일반식(152)에 있어서 A52, X51, X52, Y51∼Y54, pa, qa, ra 및 sa는 각각 상기 일반식(151)에 있어서의 A52, X51, X52, Y51∼Y54, pa, qa, ra 및 sa와 동의이고,
Y55는 상기 일반식(150)에 있어서의 Y51∼Y54와 동의이고,
ta는 1∼3의 정수이며, 복수의 Y55는 상호 동일하거나 또는 상이하다.
·지연 형광성
지연 형광(열활성화 지연 형광)에 관해서는 「유기 반도체의 디바이스 물성」(아다치 치하야(安達 千波矢) 편, 고단샤 발행)의 261∼268 페이지에서 해설되어 있다. 그 문헌 중에서, 형광 발광 재료의 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태의 에너지차 ΔE13를 작게 할 수 있으면, 통상은 천이 확률이 낮은 여기 삼중항 상태로부터 여기 일중항 상태로의 역에너지 이동이 고효율로 생겨, 열활성화 지연 형광(Thermally Activated delayed Fluorescence, TADF)이 발현된다고 설명되어 있다. 또한, 당해 문헌 중 도 10.38에서 지연 형광의 발생 메카니즘이 설명되어 있다. 본 실시형태에 있어서의 제1 화합물은 이러한 메카니즘으로 발생하는 열활성화 지연 형광을 보이는 화합물이다.
지연 형광의 발광은 과도 PL(Photo Luminescence) 측정에 의해 확인할 수 있다.
과도 PL 측정으로부터 얻은 감쇠 곡선에 기초하여 지연 형광의 거동을 해석할 수도 있다. 과도 PL 측정이란, 시료에 펄스 레이저를 조사하여 여기시키고, 조사를 멈춘 후의 PL 발광의 감쇠 거동(과도 특성)을 측정하는 수법이다. TADF 재료에 있어서의 PL 발광은, 최초의 PL 여기에서 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분과, 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분으로 분류된다. 최초의 PL 여기에서 생성되는 일중항 여기자의 수명은 나노초 오더로, 매우 짧다. 그 때문에, 당해 일중항 여기자로부터의 발광은 펄스 레이저를 조사한 후, 신속히 감쇠된다.
한편, 지연 형광은, 수명이 긴 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 때문에 완만히 감쇠한다. 이와 같이 최초의 PL 여기에서 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광과, 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광에서는 시간적으로 큰 차가 있다. 그 때문에, 지연 형광 유래의 발광 강도를 구할 수 있다.
도 2에는 과도 PL을 측정하기 위한 예시적 장치의 개략도가 도시되어 있다.
본 실시형태의 과도 PL 측정 장치(100)는, 소정 파장의 빛을 조사할 수 있는 펄스 레이저부(101)와, 측정 시료를 수용하는 시료실(102)과, 측정 시료로부터 방사된 빛을 분광하는 분광기(103)와, 2차원 상을 결상하기 위한 스트리크 카메라(104)와, 2차원 상을 받아들여 해석하는 퍼스널 컴퓨터(105)를 구비한다. 또한, 과도 PL의 측정은 본 실시형태에서 설명하는 장치에 한정되지 않는다.
시료실(102)에 수용되는 시료는, 매트릭스 재료에 대하여, 도핑 재료가 12 질량%의 농도로 도핑된 박막을 석영 기판에 성막함으로써 얻어진다.
시료실(102)에 수용된 박막 시료에 대하여, 펄스 레이저부(101)로부터 펄스 레이저를 조사하여, 도핑 재료를 여기시킨다. 여기광의 조사 방향에 대하여 90도의 방향으로 발광을 취출하고, 취출한 빛을 분광기(103)로 분광하여, 스트리크 카메라(104) 내에서 2차원 상을 결상한다. 그 결과, 종축이 시간에 대응하고, 횡축이 파장에 대응하고, 휘점이 발광 강도에 대응하는 2차원 화상을 얻을 수 있다. 이 2차원 화상을 소정의 시간축으로 잘라내면, 종축이 발광 강도이고, 횡축이 파장인 발광 스펙트럼을 얻을 수 있다. 또한, 당해 2차원 화상을 파장축으로 잘라내면, 종축이 발광 강도의 대수이고, 횡축이 시간인 감쇠 곡선(과도 PL)을 얻을 수 있다.
예컨대, 매트릭스 재료로서 하기 참고 화합물 H1을 이용하고, 도핑 재료로서 하기 참고 화합물 D1을 이용하여, 상술한 것과 같은 식으로 박막 시료 A를 제작하고, 과도 PL을 측정했다.
[화학식 23]
여기서는, 전술한 박막 시료 A 및 박막 시료 B를 이용하여 감쇠 곡선을 해석했다. 박막 시료 B는, 매트릭스 재료로서 하기 참고 화합물 H2를 이용하고, 도핑 재료로서 상기 참고 화합물 D1을 이용하여, 상술한 것과 같은 식으로 박막 시료를 제작했다.
도 3에는 박막 시료 A 및 박막 시료 B에 관해서 측정한 과도 PL로부터 얻은 감쇠 곡선이 도시되어 있다.
[화학식 24]
상기한 것과 같이 과도 PL 측정에 의해서, 종축을 발광 강도로 하고, 횡축을 시간으로 하는 발광 감쇠 곡선을 얻을 수 있다. 이 발광 감쇠 곡선에 기초하여, 빛의 여기에 의해 생성된 일중항 여기 상태로부터 발광하는 형광과, 삼중항 여기 상태를 경유하고, 역에너지 이동에 의해 생성되는 일중항 여기 상태로부터 발광하는 지연 형광의, 형광 강도비를 어림할 수 있다. 지연 형광성의 재료에서는, 신속히 감쇠하는 형광의 강도에 대하여, 완만히 감쇠하는 지연 형광의 강도의 비율이 어느 정도 크다.
본 실시형태에 있어서의 지연 형광 발광량은 도 2의 장치를 이용하여 구할 수 있다. 상기 제1 화합물은, 당해 제1 화합물이 흡수하는 파장의 펄스광(펄스 레이저로부터 조사되는 빛)으로 여기된 후, 당해 여기 상태로부터 곧바로 관찰되는 Prompt 발광(즉시 발광)과, 당해 여기 후, 곧바로는 관찰되지 않고, 그 후에 관찰되는 Delay 발광(지연 발광)이 존재한다. 본 실시형태에서는, Delay 발광(지연 발광)의 양이 Prompt 발광(즉시 발광)의 양에 대하여 5% 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, Prompt 발광(즉시 발광)의 양을 XP로 하고, Delay 발광(지연 발광)의 양을 XD로 했을 때에, XD/XP의 값이 0.05 이상인 것이 바람직하다.
Prompt 발광과 Delay 발광의 양은 "Nature 492, 234-238, 2012"에 기재된 방법과 같은 방법에 의해 구할 수 있다. 또한, Prompt 발광과 Delay 발광의 양의 산출에 사용되는 장치는 상기한 문헌에 기재된 장치에 한정되지 않는다.
또한, 지연 형광성의 측정에 이용되는 시료는, 예컨대 제1 화합물과 하기 화합물 TH-2를, 제1 화합물의 비율이 12 질량%가 되도록 석영 기판 상에 공증착하여, 막 두께 100 nm의 박막을 형성한 시료를 사용할 수 있다.
[화학식 25]
제1 화합물의 일중항 에너지 S1(M1)는 제2 화합물의 일중항 에너지 S1(M2)보다도 큰 것이 바람직하다. 즉, 제1 화합물의 일중항 에너지 S1(M1)와 상기 제2 화합물의 일중항 에너지 S1(M2)가 하기 수식(수 1)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
S1(M1)>S1(M2) … (수 1)
제1 화합물의 77[K]에 있어서의 에너지 갭 T77K(M1)은 제2 화합물의 77[K]에 있어서의 에너지 갭 T77K(M2)보다도 큰 것이 바람직하다.
·삼중항 에너지와 77[K]에 있어서의 에너지 갭의 관계
여기서, 삼중항 에너지와 77[K]에 있어서의 에너지 갭의 관계에 관해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 77[K]에 있어서의 에너지 갭은 통상 정의되는 삼중항 에너지와는 다른 점이 있다.
삼중항 에너지는 다음과 같은 식으로 측정된다. 우선, 측정 대상이 되는 화합물을 적절한 용매 중에 용해한 용액을 석영 유리관 내에 봉입한 시료를 제작한다. 이 시료에 관해서, 저온(77[K])에서 인광 스펙트럼(종축: 인광 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축과의 교점의 파장값에 기초하여, 소정의 환산식으로부터 삼중항 에너지를 산출한다.
여기서, 본 실시형태에 이용하는 지연 형광성 화합물로서는 ΔST가 작은 화합물인 것이 바람직하다. ΔST가 작으면, 저온(77[K]) 상태에서도 항간 교차 및 역항간 교차가 일어나기 쉬워, 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태가 혼재된다. 그 결과, 상기와 같은 식으로 측정되는 스펙트럼은 여기 일중항 상태 및 여기 삼중항 상태 양자로부터의 발광을 포함하고 있어, 어느 상태에서 발광한 것인지에 관해서 준별하기는 곤란하지만, 기본적으로는 삼중항 에너지의 값이 지배적이라고 생각된다.
그 때문에, 본 실시형태에서는, 통상의 삼중항 에너지 T와 측정 수법은 같지만, 그 엄밀한 의미에 있어서 다른 것을 구별하기 위해서, 다음과 같이 하여 측정되는 값을 에너지 갭 T77K이라고 부른다. 측정 대상이 되는 화합물을 EPA(디에틸에테르:이소펜탄:에탄올=5:5:2(용적비)) 중에, 농도가 10 μmol/L가 되도록 용해하고, 이 용액을 석영 셀 중에 넣어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료에 관해서, 저온(77[K])에서 인광 스펙트럼(종축: 인광 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축과의 교점의 파장값 λedge[nm]에 기초하여, 다음 환산식(F1)으로부터 산출되는 에너지량을 77[K]에 있어서의 에너지 갭 T77K으로 한다.
환산식(F1): T77K[eV]=1239.85/λedge
인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선은 다음과 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장 측에서부터 스펙트럼의 극대값 중 가장 단파장 측의 극대값까지 스펙트럼 곡선 위를 이동할 때에, 장파장 측을 향해 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라서(즉 종축이 증가함에 따라서) 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대값을 취하는 점에 있어서 그은 접선(즉 변곡점에 있어서의 접선)을, 당해 인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15% 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 상술한 가장 단파장 측의 극대값에는 포함시키지 않고, 가장 단파장 측의 극대값에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을 당해 인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선으로 한다.
인광의 측정에는, (주)히타치하이테크놀로지 제조의 F-4500형 분광 형광 광도계 본체를 이용할 수 있다. 또한, 측정 장치는 이것만이 아니라, 냉각 장치 및 저온용 용기와 여기 광원과 수광 장치를 조합함으로써 측정하여도 좋다.
·일중항 에너지 S1
일중항 에너지 S1의 측정 방법으로서는 박막을 형성하여 측정하는 방법(박막법이라고 부르는 경우가 있음)을 들 수 있다.
측정 대상이 되는 화합물을 석영 기판 상에 막 두께 100 nm로 증착하여 시료를 제작하고, 상온(300 K)에서 이 시료의 발광 스펙트럼(종축: 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정한다. 이 발광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축과의 교점의 파장값 λedge[nm]에 기초하여, 다음에 나타내는 환산식(F2)으로부터 산출된다.
환산식(F2): S1[eV]=1239.85/λedge
흡수 스펙트럼은 분광광도계로 측정한다. 예컨대 히타치사 제조의 분광광도계(장치명: U3310) 등을 이용할 수 있다.
발광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선은 다음과 같이 긋는다. 발광 스펙트럼의 단파장 측에서부터 스펙트럼의 극대값 중 가장 단파장 측의 극대값까지 스펙트럼 곡선 위를 이동할 때에, 장파장 측을 향해 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라서(즉 종축이 증가함에 따라서) 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대값을 취하는 점에 있어서 그은 접선(즉 변곡점에 있어서의 접선)을, 당해 발광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15% 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 상술한 가장 단파장 측의 극대값에는 포함시키지 않고, 가장 단파장 측의 극대값에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을 당해 발광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 석영 기판 상에 증착한 시료를 이용한 측정 결과와 용액을 이용한 측정 결과가 크게 다른 경우에는, 그 원인으로서 분자의 회합체의 형성이나 용매와의 강한 상호 작용 등을 생각할 수 있다. 그 때문에, 측정 대상이 되는 화합물과, 에너지 갭이 크고 엑시플렉스를 형성하지 않는 적절한 다른 재료를, 석영 기판 상에 공증착한 시료를 이용하여 상기한 측정을 행할 수도 있다.
용액을 이용한 일중항 에너지 S1의 측정 방법(용액법이라고 부르는 경우가 있음)으로서는 하기의 방법을 들 수 있다.
측정 대상이 되는 화합물의 10 μmol/L 톨루엔 용액을 조제하여 석영 셀에 넣고, 상온(300 K)에서 이 시료의 흡수 스펙트럼(종축: 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정한다. 이 흡수 스펙트럼의 장파장 측의 하강에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축과의 교점의 파장값 λedge[nm]를 다음에 나타내는 환산식(F3)에 대입하여 일중항 에너지를 산출한다.
환산식(F3): S1[eV]=1239.85/λedge
흡수 스펙트럼 측정 장치로서는 예컨대 히타치사 제조의 분광광도계(장치명: U3310)를 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
흡수 스펙트럼의 장파장 측의 하강에 대한 접선은 다음과 같이 긋는다. 흡수 스펙트럼의 극대값 중 가장 장파장 측의 극대값에서부터 장파장 방향으로 스펙트럼 곡선 위를 이동할 때에, 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 하강함에 따라서(즉 종축의 값이 감소함에 따라서) 기울기가 감소하고, 그 후 증가하는 것을 반복한다. 기울기의 값이 가장 장파장 측(단, 흡광도가 0.1 이하가 되는 경우는 제외함)에서 극소값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을 당해 흡수 스펙트럼의 장파장 측의 하강에 대한 접선으로 한다.
이 때, 흡광도의 값이 0.2 이하인 극대점은 상기 가장 장파장 측의 극대값에는 포함시키지 않는다.
·제1 화합물의 제조 방법
제1 화합물은 예컨대 Chemical Communications p. 10385-10387(2013) 및 NATURE Photonics p. 326-332(2014)에 기재한 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 예컨대 국제공개 제2013/180241호, 국제공개 제2014/092083호 및 국제공개 제2014/104346호 등에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 실시형태에 따른 제1 화합물의 구체예를 이하에 나타낸다. 또한, 본 발명에 있어서의 제1 화합물은 이들 구체예에 한정되지 않는다.
[화학식 26]
[화학식 27]
[화학식 28]
[화학식 29]
[화학식 30]
[화학식 31]
[화학식 32]
[화학식 33]
[화학식 34]
[화학식 35]
[화학식 36]
[화학식 37]
[화학식 38]
[화학식 39]
[화학식 40]
[화학식 41]
[화학식 42]
[화학식 43]
<제2 화합물>
제2 화합물은 형광 발광성의 화합물이다.
본 실시형태에 따른 제2 화합물은, 메인 피크 파장이 430 nm 이상 540 nm 이하의 발광을 보이는 화합물이다. 제2 화합물의 메인 피크 파장은 520 nm 이하인 것이 바람직하고, 480 nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 제2 화합물의 메인 피크 파장은 445 nm 이상인 것이 바람직하다. 제2 화합물의 메인 피크 파장의 범위는 430 nm 이상 480 nm 이하인 것이 바람직하고, 445 nm 이상 480 nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 명세서에 있어서 메인 피크 파장이란, 측정 대상 화합물이 10-6 몰/리터 이상 10-5 몰/리터 이하의 농도로 용해되어 있는 톨루엔 용액에 관해서, 측정한 발광 스펙트럼에 있어서의 발광 강도가 최대가 되는 발광 스펙트럼의 피크 파장을 말한다.
제2 화합물은 청색의 형광 발광 또는 녹색의 형광 발광을 보이는 것이 바람직하고, 청색의 형광 발광을 보이는 것이 보다 바람직하다.
제2 화합물은 발광 양자 수율이 높은 재료인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 제2 화합물은 하기 일반식(20)으로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 44]
상기 일반식(20)에서,
R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며,
치환기로서의 R21 및 R22는 각각 독립적으로 할로겐 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 혹은 무치환의 포스포릴기, 치환 혹은 무치환의 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 치환 혹은 무치환의 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되고,
치환기로서의 R21 및 R22는 상호 직접 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
X21∼X28은 각각 독립적으로 CR23 또는 질소 원자이고,
R23은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며,
치환기로서의 R23은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 혹은 무치환의 포스포릴기, 치환 혹은 무치환의 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 치환 혹은 무치환의 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되고,
치환기로서의 R23이 복수 존재하는 경우, 치환기로서의 복수의 R23은 상호 동일하거나 또는 상이하며, 치환기로서의 복수의 R23은 상호 직접 결합하여 고리를 형성하거나 혹은 고리를 형성하지 않고, 또는 헤테로 원자를 통해 고리를 형성하거나 혹은 고리를 형성하지 않는다.
치환기로서의 R21 및 R22가 결합하여 형성되는 고리 및 치환기로서의 복수의 R23이 결합하여 형성되는 고리는, 5원환, 6원환 또는 7원환인 것이 바람직하다. 치환기로서의 R21 및 R22가 결합하여 형성되는 고리 및 치환기로서의 복수의 R23이 결합하여 형성되는 고리는, 지방족환이거나 방향족환이거나 또는 복소환이다. 치환기로서의 R21 및 R22가 결합하여 형성되는 고리 및 치환기로서의 복수의 R23이 결합하여 형성되는 고리는, 추가로 치환기를 갖거나 또는 치환기를 갖지 않는다. 치환기로서의 R21 및 R22가 결합하여 형성되는 고리 및 치환기로서의 복수의 R23이 결합하여 형성되는 고리는, 상호 동일하거나 또는 상이하다.
본 실시형태에 있어서, X21∼X28은 각각 독립적으로 R23과 결합하는 탄소 원자인 것도 바람직하다. 이 경우, 제2 화합물은 하기 일반식(20A)으로 표시된다. 하기 일반식(20A)에서, R231∼R238은 각각 독립적으로 전술한 R23과 동의이고, R21 및 R22는 전술한 R21 및 R22와 같은 의미이다.
[화학식 45]
본 실시형태에 있어서, R231∼R234 중 어느 것은 치환기이며, 치환기끼리 결합하여 고리를 형성하고 있거나, 또는 R235∼R238 중 어느 것은 치환기이며, 치환기끼리 결합하여 고리를 형성하고 있는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, R231∼R234 중 어느 치환기끼리 결합하여 고리를 형성하고, 또한 R235∼R238 중 어느 치환기끼리 결합하여 고리를 형성하고 있는 것도 바람직하다. 이 치환기끼리 결합하여 형성하는 고리는 방향족 6원환인 것이 바람직하다. 이 방향족 6원환은 추가로 치환기를 갖거나 치환기를 갖지 않는다.
본 실시형태에 있어서, 제2 화합물은 하기 일반식(20B)으로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 46]
상기 일반식(20B)에서, R233∼R236 및 R241∼R248은 각각 독립적으로 전술한 R23과 동의이고, R21 및 R22는 전술한 R21 및 R22와 같은 의미이다.
상기 일반식(20B)에서, R241, R242, R244, R245, R247 및 R248은 수소 원자이고, R243 및 R246은 치환기인 것이 바람직하다.
치환기로서의 R243 및 R246은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 혹은 무치환의 포스포릴기, 치환 혹은 무치환의 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 치환 혹은 무치환의 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택된다.
치환기로서의 R243 및 R246은 할로겐 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, R21 및 R22는 각각 독립적으로 할로겐 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하며, 할로겐 원자인 것이 보다 바람직하고, 불소 원자인 것이 보다 바람직하다.
제2 화합물은 축합환 구조를 갖는 화합물인 것도 바람직하다.
제2 화합물이 갖는 축합환 구조는 하기 일반식(2)으로 표시되는 구조이며 또한 고리의 총수가 8환 이내인 것도 바람직하다.
[화학식 47]
상기 일반식(2)에 있어서, a, c, d, e, f, h, i 및 j의 위치의 적어도 어느 위치에 있어서 단환 또는 축합환이 축합하고 있어도 좋으며, b 및 g의 위치의 적어도 어느 위치에 있어서 5원환(단환) 또는 5원환을 갖는 축합환이 축합하고 있어도 좋고, 단,
i 및 j의 위치에 6원환이 축합할 때, d 및 e의 위치에도 단환 또는 축합환이 축합하고,
d 및 e의 위치에 6원환이 축합할 때, i 및 j의 위치에도 단환 또는 축합환이 축합하고,
b의 위치에 5원환을 갖는 축합환이 축합할 때, 이 축합환 중의 5원환이 b의 위치에 직접 축합하고,
g의 위치에 5원환을 갖는 축합환이 축합할 때, 이 축합환 중의 5원환이 g의 위치에 직접 축합한다.
또한, b 및 g의 위치에는 6원환(단환) 및 축합환 중의 6원환의 어느 것도 직접 축합하지 않는다. 더욱이, a, c, f 및 h의 위치의 적어도 어느 위치에 있어서 고리가 축합할 때, 단환이 축합하는 것이 바람직하고, 축합환이 축합할 때는, 당해 축합환에 5원환을 갖고 있는 것이 바람직하다.
상기 축합환 구조는 고리의 총수가 6환 이내인 것이 바람직하고, 5환 이내인 것이 보다 바람직하고, 4환 이내인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식(2)으로 표시되는 구조를 가지며, 또한 고리의 총수가 8환 이내인 축합환 구조의 일례로서, 이하의 축합환 구조를 들 수 있다.
예컨대, 상기 일반식(2)에 있어서, a의 위치에 6원환(예컨대, 벤젠환)이 축합한 경우는, 하기 일반식(2A)으로 표시되는 축합환 구조가 된다.
[화학식 48]
또한, 예컨대 상기 일반식(2)에 있어서, i 및 j의 위치에 6원환이 축합하고, e 및 d의 위치에도 6원환이 축합한 경우는, 하기 일반식(2B)으로 표시되는 축합환 구조가 된다.
[화학식 49]
또한, 예컨대 상기 일반식(2)에 있어서, i 및 j의 위치에 5원환이 축합한 경우는 하기 일반식(2C)으로 표시되는 축합환 구조가 된다. 또한, 예컨대 i 및 j의 위치에 5원환이 직접 축합하고, 추가로 10원환(예컨대, 나프탈렌환)이 축합한 경우는 하기 일반식(2D)으로 표시되는 축합환 구조가 된다. 혹은 b의 위치에 5원환을 갖는 축합환으로서 아세나프텐환이 축합하는 경우로서, 이 아세나프텐환 중의 5원환이 b의 위치에 직접 축합한 경우는, 하기 일반식(2D)으로 표시되는 축합환 구조가 된다.
[화학식 50]
또한, 예컨대 상기 일반식(2)에 있어서, c의 위치에 5원환이 직접 축합하고, 추가로 6원환이 축합한 경우는, 하기 일반식(2E)으로 표시되는 축합환 구조가 된다.
[화학식 51]
또한, 예컨대 상기 일반식(2)에 있어서, a의 위치에 10원환이 축합한 경우는, 하기 일반식(2F)으로 표시되는 축합환 구조가 된다.
[화학식 52]
또한, 예컨대 상기 일반식(2)에 있어서, a 및 c의 위치의 각각에 6원환이 축합한 경우는, 하기 일반식(2G)으로 표시되는 축합환 구조가 된다.
[화학식 53]
본 실시형태에 있어서 「고리의 총수」란, 주골격이 되는 축합환 구조를 구성하는 5원환 및 6원환의 총수를 의미한다.
예컨대, 상기 일반식(2A)으로 표시되는 축합환 구조 및 상기 일반식(2C)으로 표시되는 축합환 구조의 경우, 고리의 총수는 3환이고, 상기 일반식(2B)으로 표시되는 축합환 구조, 상기 일반식(2E)으로 표시되는 축합환 구조, 상기 일반식(2F)으로 표시되는 축합환 구조, 및 상기 일반식(2G)으로 표시되는 축합환 구조의 경우, 고리의 총수는 4환이고, 상기 일반식(2D)으로 표시되는 축합환 구조의 경우, 고리의 총수는 5환이다.
제2 화합물이 갖는 축합환 구조로서는, 청색 영역에 있어서 발광 가능한 에너지를 가지며 또한 지연 형광성 재료인 제1 화합물의 여기 일중항 상태로부터 제2 화합물의 여기 일중항 상태로의 에너지 이동 효율이 높아지는 구조가 바람직하다. 지연 형광성 재료(제1 화합물)의 여기 일중항 상태로부터 제2 화합물의 여기 일중항 상태로의 에너지 이동 효율을 높이기 위해서는, 경합하는 지연 형광성 재료(제1 화합물)의 여기 삼중항 상태로부터 제2 화합물의 여기 삼중항 상태로의 에너지 이동을 억제하는 것이 바람직하다. 지연 형광성 재료(제1 화합물)로부터 제2 화합물의 여기 삼중항 상태로의 에너지 이동은 열실활에 의한 효율 저하가 요인이 되기 때문이다.
여기서, 여기 삼중항 상태 사이의 에너지 이동은, 지연 형광성 재료인 제1 화합물과 제2 화합물의 전자 구름의 겹침의 대소에 크게 의존한다.
그 때문에, 예컨대 제2 화합물의 주골격 상의 분자 궤도의 확대를 작게 함으로써 에너지 이동을 억제할 수 있다.
즉, 제2 화합물은, 주골격을 구성하는 축합환 중, 상기 일반식(2)으로 표시되는 구조를 가지고, 그리고 주골격의 5원환 및 6원환의 총수가 8환 이내로 함으로써, 상기 일반식(2)으로 표시되는 구조의 위치 b나 위치 g에 6원환이 직접 축합하고, 3개 이상의 6원환이 직선적으로 축합한 구조(예컨대, 안트라센환, 나프타센환 등)를 갖는 화합물이나, 5원환 및 6원환의 총수가 9환 이상인 구조를 갖는 화합물과 비교하여, 주골격 상의 분자 궤도의 확대가 작아, 여기 삼중항 상태로의 에너지 이동을 억제할 수 있다고 생각된다.
그 결과, 지연 형광성 재료인 제1 화합물의 여기 일중항 상태로부터 제2 화합물의 여기 일중항 상태로의 에너지 이동 효율이 높아져 발광 효율이 향상된다고 추측된다.
본 실시형태에 있어서, 주골격의 측쇄로서 디벤조푸라닐기나 디벤조티에닐기 등을 갖는 경우, 또한 전자 구름의 겹침을 억제하여 발광 효율이 더욱 향상된다고 추측된다.
본 실시형태에 있어서, 제2 화합물은, 하기 일반식(20C)으로 표시되는 부분 구조를 가지며, 또한 하기 일반식(20C)에 있어서의 X-Y축에 대하여 비대칭의 구조를 갖는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 54]
상기 일반식(20C)에 있어서, Z는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 또는 6의 고리 구조이다.
본 실시형태에 있어서, 제2 화합물이 치환기로서 축합환 구조를 갖는 경우, 당해 치환기로서의 축합환 구조가, 상기 일반식(2)으로 표시되는 구조 중 b 및 g의 위치에, 6원환(단환) 및 축합환 중의 6원환의 어느 것도 직접 축합하지 않은 구조인 것이 바람직하다. 또한, 당해 치환기로서의 축합환 구조가, 상기 일반식(2)으로 표시되는 구조 중의 b의 위치에만, g의 위치에만, 또는 b 및 g의 2개의 위치에만 단환 및 축합환이 축합한 구조가 아닌 것이 바람직하다. 또한, 당해 치환기로서의 축합환 구조는, i 및 j의 2개의 위치에만 또는 d 및 e의 2개의 위치에만 6원환이 축합한 구조가 아닌 것이 바람직하다. 또한, 당해 치환기로서의 축합환 구조는, 고리의 총수가 8환 이내인 것이 바람직하고, 6환 이내인 것이 보다 바람직하고, 5환 이내인 것이 더욱 바람직하고, 4환 이내인 것이 더욱 더 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(2)으로 표시되는 구조를 가지며 또한 고리의 총수가 8환 이내인 축합환 구조로서는, 벤조플루오렌(벤조[a]플루오렌, 벤조[b]플루오렌, 벤조[c]플루오렌), 플루오란텐, 벤조플루오란텐(벤조[b]플루오란텐, 벤조[k]플루오란텐), 피렌, 벤조[a]피렌, 크리센, 벤조[a]안트라센 및 트리페닐렌 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 제2 화합물은 77[K]에 있어서의 에너지 갭 T77K(M2)이 1.9 eV 이상인 것이 바람직하고, 2.0 eV 이상인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 발광 효율을 향상시킨다는 관점에서, 제2 화합물은 벤조플루오렌 골격, 플루오란텐 골격, 피렌 골격, 또는 크리센 골격을 갖는 화합물인 것도 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 제2 화합물은 하기 일반식(21)으로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 55]
상기 일반식(21)에 있어서,
n1은 1 이상의 정수이고,
Ar0은 벤조플루오렌 골격, 플루오란텐 골격, 피렌 골격, 또는 크리센 골격을 갖는 기이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 및 치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이며, Ar1과 Ar2가 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, n1이 2 이상인 경우, 복수의 Ar1은 상호 동일하거나 또는 상이하며, 복수의 Ar2는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
L0은 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L0은 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되고,
n1이 2 이상인 경우, 복수의 L0은 상호 동일하거나 또는 상이하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 Ar0은 피렌 골격 또는 크리센 골격을 갖는 기인 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 n1이 2이고, L0이 모두 단결합인 것도 바람직하다.
Ar0이 피렌 골격이고, n1이 2이며, L0이 단결합인 경우, 상기 일반식(21) 중의 질소 원자는 피렌 골격의 1 위치 및 6 위치에 결합하는 것이 바람직하고, Ar0이 크리센 골격이고, n1이 2이며, L0이 단결합인 경우, 상기 일반식(21) 중의 질소 원자는 크리센 골격의 6 위치 및 12 위치에 결합하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 Ar0은 벤조플루오렌 골격을 갖는 기인 것도 바람직하고, 상기 Ar0으로서의 벤조플루오렌 골격을 갖는 기는 하기 일반식(Ar-1)으로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 56]
상기 일반식(Ar-1)에 있어서,
R211 및 R212는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, R211 및 R212가 치환기인 경우의 치환기는, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어지는 군에서 선택되고,
R213, R214, R215, R216, R217, R218, R219, R220, R221 및 R222는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기, 또는 L0과 결합하는 단결합이며, 단, R213, R214, R215, R216, R217, R218, R219, R220, R221 및 R222의 적어도 하나는 L0과 결합하는 단결합이고,
치환기로서의 R213, R214, R215, R216, R217, R218, R219, R220, R221 및 R222는 각각 독립적으로 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 실릴기, 카르복실기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬아미노기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴아미노기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기, 및 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시카르보닐기로 이루어지는 군에서 선택되며, R213과 R214의 조합, R214와 R215의 조합, R215와 R216의 조합, R217과 R218의 조합, R218과 R219의 조합, R219와 R220의 조합, R220과 R221의 조합, 및 R221과 R222의 조합 중 어느 1 조 이상이 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않는다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(Ar-1)으로 표시되는 기는, 하기 일반식(Ar-2)으로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 57]
상기 일반식(Ar-2)에 있어서,
R211, R212, RA 및 RB는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R211, R212, RA 및 RB는 각각 독립적으로 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어지는 군에서 선택되고,
R213, R216, R217, R218, R219, R220, R221, R222, R223, R224, R225 및 R226은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기 또는 L0과 결합하는 단결합이며, 단, R213, R216, R217, R218, R219, R220, R221, R222, R223, R224, R225 및 R226의 적어도 하나는 L0과 결합하는 단결합이고, 치환기로서의 R213, R216, R217, R218, R219, R220, R221, R222, R223, R224, R225 및 R226은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 실릴기, 카르복실기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬아미노기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴아미노기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기, 및 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시카르보닐기로 이루어지는 군에서 선택되며, R217과 R218의 조합, R218과 R219의 조합, R219와 R220의 조합, R220과 R221의 조합, R221과 R222의 조합, R223과 R224의 조합, R224와 R225의 조합, 및 R225와 R226의 조합 중 어느 1 조 이상이 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않는다.
본 실시형태에 있어서, 상기 R221 및 상기 R225의 적어도 하나는 L0과 결합하는 단결합인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 R211, 상기 R212, 상기 RA 및 상기 RB는 각각 독립적으로 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 상기 Ar1 및 상기 Ar2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하고, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 상기 Ar1 및 상기 Ar2의 적어도 하나는 하기 일반식(22)으로 표시되는 기인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 일반식(21) 중의 Ar0은 피렌 골격 또는 크리센 골격을 갖는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 58]
상기 일반식(22)에 있어서,
x는 0∼3의 정수이고,
y는 0∼7의 정수이고,
Z5는 산소 원자, 황 원자 또는 셀레늄 원자이고,
x가 0일 때, 상기 일반식(22)으로 표시되는 기와 상기 일반식(21) 중의 질소 원자는 단결합으로 결합하고,
x가 1∼3의 정수일 때, Ar5는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기이고, x가 2 이상인 경우, 복수의 Ar5는 상호 동일하거나 또는 상이하며, Ar5끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
R5는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 실릴기, 카르복실기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬아미노기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴아미노기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기, 및 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시카르보닐기로 이루어지는 군에서 선택되고, y가 2이상인 경우, 복수의 R5는 상호 동일하거나 또는 상이하며, R5끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않는다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(22) 중의 상기 Z5는 산소 원자 또는 황 원자인 것이 바람직하고, 산소 원자인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 상기 Ar1은 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하고, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 보다 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 터페닐기, 및 플루오레닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 상기 Ar2는, 상기 일반식(22)으로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 상기 Ar1 및 상기 Ar2의 적어도 하나는, 상기 일반식(Ar-1)으로 표시되는 기인 것도 바람직하고, 상기 일반식(Ar-2)으로 표시되는 기인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 상기 일반식(21) 중의 Ar0이 벤조플루오렌 골격을 갖는 기인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(21) 중의 n1은 1 또는 2인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 제2 화합물은 하기 일반식(23)으로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 59]
상기 일반식(23)에 있어서,
p는 0∼5의 정수이고,
q 및 r은 각각 독립적으로 1∼5의 정수이고,
Ar10은 벤조플루오렌 골격, 플루오란텐 골격, 피렌 골격, 또는 크리센 골격을 갖는 기이고,
R10은 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 및 치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이며, R10이 복수 존재하는 경우, 복수의 R10은 상호 동일하거나 또는 상이하고, R10끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
p가 0일 때, Ar10과 R10은 단결합으로 결합하고,
p가 1∼5의 정수일 때, L10은 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되는 연결기이고, L10이 복수 존재하는 경우, 복수의 L10은 상호 동일하거나 또는 상이하며, L10끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않는다.
상기 일반식(23)으로 표시되는 화합물의 결합 양식의 일례로서 예컨대 하기표 2에 나타내는 결합 양식을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식(23) 중의 Ar10은 플루오란텐 골격을 갖는 기인 것이 바람직하고, 벤젠환이 축합한 플루오란텐 골격(벤조플루오란텐 골격)을 갖는 기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 제2 화합물은, 페릴렌 골격을 갖는 화합물 또는 안트라센 골격을 갖는 화합물인 것도 바람직하다.
·제2 화합물의 제조 방법
제2 화합물은 국제공개 제2008/059713호 및 국제공개 제2010/122810호 등에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 실시형태에 따른 제2 화합물의 구체예를 이하에 나타낸다. 또한, 본 발명에 있어서의 제2 화합물은 이들 구체예에 한정되지 않는다.
[화학식 60]
[화학식 61]
[화학식 62]
[화학식 63]
[화학식 64]
[화학식 65]
<제3 화합물>
제3 화합물은 하기 일반식(3A)으로 표시되는 화합물이다.
Cz-Az
(3A)
상기 일반식(3A)에서, Az는 치환 혹은 무치환의 피리딘환, 치환 혹은 무치환의 피리미딘환, 치환 혹은 무치환의 트리아진환, 및 치환 혹은 무치환의 피라진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이고, Cz는 하기 일반식(3B)으로 표시된다.
[화학식 66]
상기 일반식(3B)에서, X31∼X38은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고, Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이며, 복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고, X31∼X38 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, *는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
X31∼X38은 C-Rx인 것도 바람직하다.
상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz는 하기 일반식(a), 일반식(b) 또는 일반식(c)으로 표시되는 것도 바람직하다.
[화학식 67]
[화학식 68]
[화학식 69]
상기 일반식(a), 일반식(b) 및 일반식(c)에서, X31∼X38 및 X41∼X48은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고, 단, 상기 일반식(a)에서, X35∼X38 중 적어도 하나는 X41∼X44 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고, X41∼X44 중 적어도 하나는 X35∼X38 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고, 상기 일반식(b)에서, X35∼X38 중 적어도 하나는 X41∼X48을 함유하는 함질소 축합환의 5원환 중의 질소 원자와 결합하는 탄소 원자이고, 상기 일반식(c)에서, *a 및 *b는 각각 X31∼X38 중 어느 것과의 결합 부위를 나타내고, X35∼X38 중 적어도 하나는 *a로 표시되는 결합 부위이고, X35∼X38 중 적어도 하나는 *b로 표시되는 결합 부위이고, n은 1 이상 4 이하의 정수이고, Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고, 복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고, X31∼X38 중 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, X41∼X48 중 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, Z31은 산소 원자, 황 원자, NR30 및 C(R31)2로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1종이고, R30 및 R31은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R30 및 R31은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고, 복수의 R30은 상호 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R31은 상호 동일하거나 또는 상이하며, 복수의 R31이 치환기인 경우, R31끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, *는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz는, 하기 일반식(a1), 일반식(a2) 또는 일반식(b1)으로 표시되는 것도 바람직하다.
[화학식 70]
[화학식 71]
상기 일반식(a1), 일반식(a2) 및 일반식(b1)에서, X31∼X38 및 X41∼X48은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고, Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고, 복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고, X31∼X38 중 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, X41∼X48 중 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, Z31은 산소 원자, 황 원자, NR30 및 C(R31)2로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1종이고, R30 및 R31은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R30 및 R31은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고, 복수의 R30은 상호 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R31은 상호 동일하거나 또는 상이하며, 복수의 R31이 치환기인 경우, R31끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, *는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
상기 일반식(a1)으로 표시되는 Cz는, 상기 일반식(a)에서, X35가, X43과 결합하는 탄소 원자이고, X43이, X35와 결합하는 탄소 원자인 경우의 예시이다.
상기 일반식(a2)으로 표시되는 Cz는, 상기 일반식(a)에서, X36이, X44와 결합하는 탄소 원자이고, X44가, X36과 결합하는 탄소 원자인 경우의 예시이다.
상기 일반식(b1)으로 표시되는 Cz는, 상기 일반식(b)에서, X36이, X41∼X48을 함유하는 함질소 축합환의 5원환 중의 질소 원자와 결합하는 탄소 원자인 경우의 예시이다.
Z31은 NR30인 것이 바람직하다.
Z31이 NR30인 경우, R30은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것이 바람직하다.
상기 일반식(3B)으로 표시되는 고리 구조와 결합하는 탄소 원자 이외의 X41∼X48은 C-Rx인 것이 바람직하다.
상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz는 상기 일반식(c)으로 표시되고, n은 1인 것도 바람직하다.
상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz는 하기 일반식(c1)으로 표시되는 것도 바람직하다. 하기 일반식(c1)으로 표시되는 화합물은, 상기 일반식(c) 중의 X36이 *a로 표시되는 결합 부위이고, X37이 *b로 표시되는 결합 부위인 경우를 예시한 화합물이다.
[화학식 72]
상기 일반식(c1)에서, X31∼X35, X38 및 X41∼X44는 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고, Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고, 복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고, X31∼X35 및 X38 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, X41∼X44 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, Z31은 산소 원자, 황 원자, NR30 및 C(R31)2로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1종이고, R30 및 R31은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R30 및 R31은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고, 복수의 R30은 상호 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R31은 상호 동일하거나 또는 상이하며, 복수의 R31이 치환기인 경우, R31끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고, *는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
상기 일반식(c1) 중의 Z31은 C(R31)2인 것도 바람직하다.
상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz가 상기 일반식(c)으로 표시되며, 또한 n이 2인 경우, Cz는 예컨대 하기 일반식(c2)으로 표시된다. n이 2인 경우, 첨자 n이 붙여진 괄호 안의 구조가 2개 상기 일반식(3B)으로 표시되는 고리 구조에 축합한다. 하기 일반식(c2)으로 표시되는 Cz는, 상기 일반식(c) 중의 X32가 *b로 표시되는 결합 부위이고, X33이 *a로 표시되는 결합 부위이고, X36이 *a로 표시되는 결합 부위이고, X37이 *b로 표시되는 결합 부위인 경우의 예시이다.
[화학식 73]
상기 일반식(c2)에서, X31, X34, X35, X38, X41∼X44, Z31, 그리고 *은 각각 상기 일반식(c1) 중의 X31, X34, X35, X38, X41∼X44, Z31, 그리고 *과 같은 의미이다. 복수의 X41은 상호 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 X42는 상호 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 X43은 상호 동일하거나 또는 상이하며, 복수의 X44는 상호 동일하거나 또는 상이하다. 복수의 Z31은 상호 동일하거나 또는 상이하다.
상기 일반식(3A)에서, Az는 치환 혹은 무치환의 피리미딘환 및 치환 혹은 무치환의 트리아진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조인 것이 바람직하다.
상기 일반식(3A)에서, Az는 치환기를 갖는 피리미딘환 및 치환기를 갖는 트리아진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이고, 이들 피리미딘환 및 트리아진환이 갖는 치환기는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기인 것이 보다 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것이 더욱 바람직하다.
Az로서의 피리미딘환 및 트리아진환이 치환 혹은 무치환의 아릴기를 치환기로서 갖는 경우, 당해 아릴기의 고리 형성 탄소수는 6∼20인 것이 바람직하고, 6∼14인 것이 보다 바람직하고, 6∼12인 것이 더욱 바람직하다.
Az가 치환 혹은 무치환의 아릴기를 치환기로서 갖는 경우, 당해 치환기는 치환 혹은 무치환의 페닐기, 치환 혹은 무치환의 비페닐기, 치환 혹은 무치환의 나프틸기, 치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 치환 혹은 무치환의 터페닐기, 및 치환 혹은 무치환의 플루오레닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 치환 혹은 무치환의 비페닐기, 및 치환 혹은 무치환의 나프틸기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 보다 바람직하다.
Az가 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기를 치환기로서 갖는 경우, 당해 치환기는 치환 혹은 무치환의 카르바졸릴기, 치환 혹은 무치환의 디벤조푸라닐기, 및 치환 혹은 무치환의 디벤조티에닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하다.
Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하다.
치환기로서의 Rx가 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 경우, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 페닐기, 치환 혹은 무치환의 비페닐기, 치환 혹은 무치환의 나프틸기, 치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 치환 혹은 무치환의 터페닐기, 및 치환 혹은 무치환의 플루오레닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 치환 혹은 무치환의 비페닐기, 및 치환 혹은 무치환의 나프틸기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 보다 바람직하다.
치환기로서의 Rx가 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기인 경우, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 카르바졸릴기, 치환 혹은 무치환의 디벤조푸라닐기, 및 치환 혹은 무치환의 디벤조티에닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하다.
치환기로서의 R30 및 R31은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 및 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하다.
제3 화합물의 일중항 에너지 S1(M3)는 제1 화합물의 일중항 에너지 S1(M1)보다도 큰 것이 바람직하다. 즉, 제1 화합물의 일중항 에너지 S1(M1)와 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(M3)가 하기 수식(수 2)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
S1(M3)>S1(M1) … (수 2)
제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물은 상기 수식(수 1) 및 상기 수식(수 2)의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
제3 화합물의 77[K]에 있어서의 에너지 갭 T77K(M3)은 제1 화합물의 77[K]에 있어서의 에너지 갭 T77K(M1)보다도 큰 것이 바람직하다.
제3 화합물은 지연 형광성을 보이는 화합물이라도 좋고, 지연 형광성을 보이지 않는 화합물이라도 좋다.
·제3 화합물의 제조 방법
제3 화합물은 국제공개 제2013/024872호에 기재된 방법 등에 의해 제조할 수 있다.
본 실시형태에 따른 제3 화합물의 구체예를 이하에 나타낸다. 또한, 본 발명에 있어서의 제3 화합물은 이들 구체예에 한정되지 않는다.
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[화학식 76]
[화학식 77]
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[화학식 81]
[화학식 82]
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[화학식 84]
[화학식 85]
[화학식 86]
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·발광층에 있어서의 화합물의 함유율
본 실시형태에 따른 유기 EL 소자(1)에서는, 발광층(5)에 있어서, 제1 화합물의 함유율은 10 질량% 이상 80 질량% 이하인 것이 바람직하고, 20 질량% 이상 80 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 질량% 이상 60 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
제2 화합물의 함유율은 0.01 질량% 이상 10 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.01 질량% 이상 5 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.01 질량% 이상 1 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
제3 화합물의 함유율은 10 질량% 이상 80 질량% 이하인 것이 바람직하다.
발광층(5)에 있어서의 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물의 합계 함유율의 상한은 100 질량%이다. 또한, 본 실시형태는 발광층(5)에 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물 이외의 재료가 포함되는 것을 제외하지 않는다.
·발광층의 막 두께
본 실시형태의 유기 EL 소자(1)에 있어서의 발광층(5)의 막 두께는, 바람직하게는 5 nm 이상 50 nm 이하, 보다 바람직하게는 7 nm 이상 50 nm 이하, 더욱 바람직하게는 10 nm 이상 50 nm 이하이다. 5 nm 이상이면 발광층(5)의 형성이 용이하게 되고, 색도의 조정도 용이하게 된다. 또한, 50 nm 이하라면 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다.
도 4는 발광층에 있어서의 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물의 에너지 준위의 관계의 일례를 도시한 도면이다. 도 4에 있어서 S0은 기저 상태를 나타낸다. S1(M1)은 제1 화합물의 최저 여기 일중항 상태를 나타내고, T1(M1)은 제1 화합물의 최저 여기 삼중항 상태를 나타낸다. S1(M2)은 제2 화합물의 최저 여기 일중항 상태를 나타내고, T1(M2)은 제2 화합물의 최저 여기 삼중항 상태를 나타낸다. S1(M3)은 제3 화합물의 최저 여기 일중항 상태를 나타내고, T1(M3)은 제3 화합물의 최저 여기 삼중항 상태를 나타낸다. 도 4 중의 S1(M1)에서 S1(M2)로 향하는 파선의 화살표는, 제1 화합물의 최저 여기 일중항 상태로부터 제2 화합물로의 펠스터형 에너지 이동을 나타낸다.
도 4에 도시한 것과 같이, 제1 화합물로서 ΔST(M1)이 작은 화합물을 이용하면, 최저 여기 삼중항 상태 T1(M1)는 열에너지에 의해 최저 여기 일중항 상태 S1(M1)로 역항간 교차가 가능하다. 그리고, 제1 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M1)로부터 제2 화합물로의 펠스터형 에너지 이동이 생겨, 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)가 생성된다. 이 결과, 제2 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)로부터의 형광 발광을 관측할 수 있다. 이 TADF 기구에 의한 지연 형광을 이용함에 의해서도 이론적으로 내부 효율을 100%까지 높일 수 있다고 생각되고 있다.
(기판)
기판(2)은 유기 EL 소자(1)의 지지체로서 이용된다. 기판(2)으로서는 예컨대 유리, 석영 및 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 또한, 가요성 기판을 이용하여도 좋다. 가요성 기판이란 접어 구부릴 수 있는(플렉시블) 기판을 말하며, 예컨대 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 플라스틱 기판을 형성하는 재료로서는 예컨대 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리불화비닐, 폴리염화비닐, 폴리이미드 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 들 수 있다. 또한, 무기 증착 필름을 이용할 수도 있다.
(양극)
기판(2) 상에 형성되는 양극(3)에는, 일 함수가 큰(구체적으로는 4.0 eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예컨대 산화인듐-산화주석(ITO: Indium Tin Oxide), 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐, 그리고 그래핀 등을 들 수 있다. 이 밖에 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti) 및 이들 금속 재료의 질화물(예컨대 질화티탄) 등을 들 수 있다.
이들 재료는 통상 스퍼터링법에 의해 성막된다. 예컨대 산화인듐-산화아연은 산화인듐에 대하여 1 질량% 이상 10 질량% 이하의 산화아연을 가한 타겟을 이용함으로써 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 또한, 예컨대 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐은, 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5 질량% 이상 5 질량% 이하, 산화아연을 0.1 질량% 이상 1 질량% 이하 함유한 타겟을 이용함으로써 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 밖에, 진공증착법, 도포법, 잉크젯법 및 스핀코트법 등에 의해 제작하여도 좋다.
양극(3) 상에 형성되는 유기층 중, 양극(3)에 접하여 형성되는 정공 주입층(6)은, 양극(3)의 일 함수에 관계없이 정공(홀) 주입이 용이한 복합 재료를 이용하여 형성된다. 그 때문에, 그 밖에 전극 재료로서 사용할 수 있는 재료(예컨대, 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물, 그 밖에, 원소 주기표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소도 포함함)를 양극(3)으로서 이용할 수도 있다.
일 함수가 작은 재료인, 원소 주기표의 제1족에 속하는 원소, 원소 주기표의 제2족에 속하는 원소, 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 양극(3)으로서 이용할 수도 있다. 원소 주기표의 제1족에 속하는 원소로서는 알칼리 금속을 들 수 있다. 원소 주기표의 제2족에 속하는 원소로서는 알칼리 토류 금속을 들 수 있다. 알칼리 금속으로서는 예컨대 리튬(Li) 및 세슘(Cs) 등을 들 수 있다. 알칼리 토류 금속으로서는 예컨대 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등을 들 수 있다. 희토류 금속으로서는 예컨대 유로피움(Eu) 및 이테르븀(Yb) 등을 들 수 있다. 이들 금속을 포함하는 합금으로서는 예컨대 MgAg 및 AlLi 등을 들 수 있다.
또한, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 및 이들을 포함하는 합금을 이용하여 양극(3)을 형성하는 경우에는 진공증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
(정공 주입층)
정공 주입층(6)은 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는, 예컨대 몰리브덴 산화물, 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물 및 망간 산화물 등을 이용할 수 있다.
또한, 정공 주입성이 높은 물질로서는 예컨대 저분자의 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B), 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCA2) 및 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등, 그리고 디피라지노[2,3-f:20,30-h]퀴녹살린-2,3,6,7,10,11-헥사카르보니트릴(HAT-CN) 등도 들 수 있다.
또한, 정공 주입성이 높은 물질로서는 고분자 화합물을 이용할 수도 있다. 고분자 화합물로서는 예컨대 올리고머, 덴드리머 및 폴리머 등을 들 수 있다. 구체적으로는 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭: PTPDMA) 및 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌술폰산)(PEDOT/PSS) 및 폴리아닐린/폴리(스티렌술폰산)(PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.
(정공 수송층)
정공 수송층(7)은 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송층(7)에는 예컨대 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체 및 안트라센 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭: TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭: BAFLP), 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: DFLDPBi), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA) 및 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다. 여기에 나열한 물질은 주로 10-6 ㎠/(V·s) 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다.
정공 수송층(7)에는 CBP, 9-[4-(N-카르바졸릴)]페닐-10-페닐안트라센(CzPA) 및 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(PCzPA)과 같은 카르바졸 유도체, 그리고 t-BuDNA, DNA 및 DPAnth와 같은 안트라센 유도체 등을 이용하여도 좋다. 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭: PVK) 및 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭: PVTPA) 등의 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.
단, 전자보다도 정공의 수송성이 높은 물질이라면 이들 이외의 물질을 이용하여도 좋다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은, 단층뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 층으로 하여도 좋다.
정공 수송층을 2층 이상 배치하는 경우, 에너지 갭이 보다 큰 재료를 포함하는 층을 발광층(5)에 가까운 쪽에 배치하는 것이 바람직하다.
(전자 수송층)
전자 수송층(8)은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송층(8)에는 1) 알루미늄 착체, 베릴륨 착체 및 아연 착체 등의 금속 착체, 2) 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 아진 유도체, 카르바졸 유도체 및 페난트롤린 유도체 등의 복소 방향족 화합물, 그리고 3) 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 저분자의 유기 화합물로서 Alq, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭: BeBq2), BAlq, Znq, ZnPBO 및 ZnBTZ 등의 금속 착체 등을 이용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(ptert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭: p-EtTAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP) 및 4,4'-비스(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤(약칭: BzOs) 등의 복소 방향족 화합물도 이용할 수 있다. 본 실시형태에서는 벤조이미다졸 화합물을 적합하게 이용할 수 있다. 여기에 나열한 물질은 주로 10-6 ㎠/(V·s) 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 정공 수송성보다도 전자 수송성이 높은 물질이라면, 상기한 것 이외의 물질을 전자 수송층(8)으로서 이용하여도 좋다. 또한, 전자 수송층(8)은, 단층뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 층으로 하여도 좋다.
또한, 전자 수송층(8)에는 고분자 화합물을 이용할 수도 있다. 예컨대 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)](약칭: PF-Py) 및 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭: PF-BPy) 등을 이용할 수 있다.
(전자 주입층)
전자 주입층(9)은 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입층(9)에는 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2) 및 리튬산화물(LiOx) 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 또는 이들의 화합물을 이용할 수 있다. 그 밖에, 전자 수송성을 갖는 물질에 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 또는 이들의 화합물을 함유시킨 물질, 구체적으로는 Alq 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 물질 등을 이용하여도 좋다. 또한, 이 경우에는 음극(4)으로부터의 전자 주입을 보다 효율적으로 행할 수 있다.
혹은 전자 주입층(9)에 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 이용하여도 좋다. 이러한 복합 재료는, 전자 공여체에 의해서 유기 화합물에 전자가 발생하기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로서는, 발생한 전자의 수송에 우수한 재료인 것이 바람직하고, 구체적으로는 예컨대 상술한 전자 수송층(8)을 구성하는 물질(금속 착체나 복소 방향족 화합물 등)을 이용할 수 있다. 전자 공여체로서는 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 보이는 물질이면 된다. 구체적으로는 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 또는 희토류 금속이 바람직하고, 예컨대 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 에르븀 및 이테르븀 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 금속 산화물 또는 알칼리 토류 금속 산화물을 전자 공여체로서 이용하는 것도 바람직하며, 예컨대 리튬 산화물, 칼슘 산화물 및 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 산화마그네슘과 같은 루이스 염기를 이용할 수도 있다. 또한, 테트라티아풀바렌(약칭: TTF) 등의 유기 화합물을 이용할 수도 있다.
(음극)
음극(4)에는 일 함수가 작은(구체적으로는 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 음극 재료의 구체예로서는, 원소 주기표의 제1족에 속하는 원소, 원소 주기표의 제2족에 속하는 원소, 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다. 원소 주기표의 제1족에 속하는 원소로서는 알칼리 금속을 들 수 있다. 원소 주기표의 제2족에 속하는 원소로서는 알칼리 토류 금속을 들 수 있다. 알칼리 금속로서는 예컨대 리튬(Li) 및 세슘(Cs) 등을 들 수 있다. 알칼리 토류 금속으로서는 예컨대 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr) 등을 들 수 있다. 희토류 금속으로서는 예컨대 유로피움(Eu) 및 이테르븀(Yb) 등을 들 수 있다. 이들 금속을 포함하는 합금으로서는 예컨대 MgAg 및 AlLi 등을 들 수 있다.
또한, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 및 이들을 포함하는 합금을 이용하여 음극(4)을 형성하는 경우에는 진공증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
또한, 전자 주입층(9)을 마련함으로써, 일 함수의 대소에 상관없이, Al, Ag, ITO, 그래핀 및 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석 등, 다양한 도전성 재료를 이용하여 음극(4)을 형성할 수 있다. 이들 도전성 재료는 스퍼터링법, 잉크젯법 및 스핀코트법 등을 이용하여 성막할 수 있다.
(층 형성 방법)
본 실시형태의 유기 EL 소자(1)의 각 층의 형성 방법으로서는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않으며, 건식 성막법 및 습식 성막법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다. 건식 성막법으로서는 진공증착법, 스퍼터링법, 플라즈마법, 이온플레이팅법 등을 들 수 있다. 습식 성막법으로서는 스핀코팅법, 디핑법, 플로우코팅법, 잉크젯법 등을 들 수 있다.
(막 두께)
본 실시형태의 유기 EL 소자(1)의 각 유기층의 막 두께는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않는다. 일반적으로, 핀홀 등의 결함을 생기기 어렵게 하기 위해서, 또한 높은 인가 전압이 필요하게 됨으로 인한 효율의 악화를 방지하기 위해서, 통상 막 두께는 수 nm에서 1 ㎛의 범위가 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 고리 형성 탄소수란, 원자가 환상으로 결합한 구조의 화합물(예컨대, 단환 화합물, 축합환 화합물, 가교 화합물, 탄소환 화합물, 복소환 화합물)의 당해 고리 자체를 구성하는 원자 중의 탄소 원자의 수를 나타낸다. 당해 고리가 치환기에 의해서 치환되는 경우, 치환기에 포함되는 탄소는 고리 형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 탄소수」에 관해서는 특별히 기재하지 않는 한 같은 것으로 한다. 예컨대, 벤젠환은 고리 형성 탄소수가 6이고, 나프탈렌환은 고리 형성 탄소수가 10이고, 피리디닐기는 고리 형성 탄소수가 5이고, 푸라닐기는 고리 형성 탄소수 4이다. 또한, 벤젠환이나 나프탈렌환에 치환기로서 예컨대 알킬기가 치환되어 있는 경우, 당해 알킬기의 탄소수는 고리 형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다. 또한, 플루오렌환에 치환기로서 예컨대 플루오렌환이 결합하고 있는 경우(스피로플루오렌환을 포함함), 치환기로서의 플루오렌환의 탄소수는 고리 형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다.
본 명세서에 있어서, 고리 형성 원자수란, 원자가 환상으로 결합한 구조(예컨대 단환, 축합환, 환 집합)의 화합물(예컨대 단환 화합물, 축합환 화합물, 가교 화합물, 탄소환 화합물, 복소환 화합물)의 당해 고리 자체를 구성하는 원자의 수를 나타낸다. 고리를 구성하지 않는 원자나 당해 고리가 치환에 의해서 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 고리 형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 원자수」에 관해서는 특별히 기재하지 않는 한 같은 것으로 한다. 예컨대, 피리딘환은 고리 형성 원자수가 6이고, 퀴나졸린환은 고리 형성 원자수가 10이고, 푸란환은 고리 형성 원자수가 5이다. 피리딘환이나 퀴나졸린환의 탄소 원자에 각각 결합하고 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 관해서는 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 또한, 플루오렌환에 치환기로서 예컨대 플루오렌환이 결합하고 있는 경우(스피로플루오렌환을 포함함), 치환기로서의 플루오렌환의 원자수는 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다.
이어서 상기 일반식에 기재한 각 치환기에 관해서 설명한다.
본 명세서에 있어서의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기(방향족 탄화수소기라고 부루는 경우가 있음)로서는 예컨대 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 플루오란테닐기, 벤조[a]안트릴기, 벤조[c]페난트릴기, 트리페닐레닐기, 벤조[k]플루오란테닐기, 벤조[g]크리세닐기, 벤조[b]트리페닐레닐기, 피세닐기 및 페릴레닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 아릴기로서는, 고리 형성 탄소수가 6∼20인 것이 바람직하고, 6∼14인 것이 보다 바람직하고, 6∼12인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아릴기 중에서도 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 터페닐기, 플루오레닐기가더욱 더 바람직하다. 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기 및 4-플루오레닐기에 관해서는, 9 위치의 탄소 원자에, 후술하는 본 명세서에 있어서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기나, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼18의 아릴기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기(복소환기, 헤테로방향족환기 또는 방향족 복소환기라고 불리는 경우가 있음)는, 헤테로 원자로서 질소, 황, 산소, 규소, 셀레늄 원자 및 게르마늄 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 원자를 포함하는 것이 바람직하고, 질소, 황 및 산소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 원자를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로서는 예컨대 피리딜기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀리닐기, 나프틸리디닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기, 인돌릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인다졸릴기, 이미다조피리디닐기, 벤즈트리아졸릴기, 카르바졸릴기, 푸릴기, 티에닐기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이속사졸릴기, 이소티아졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조이속사졸릴기, 벤조이소티아졸릴기, 벤조옥사디아졸릴기, 벤조티아디아졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 피페리디닐기, 피롤리디닐기, 피페라지닐기, 모르폴릴기, 페나지닐기, 페노티아지닐기 및 페녹사지닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 복소환기의 고리 형성 원자수는 5∼20인 것이 바람직하고, 5∼14인 것이 보다 바람직하다. 상기 복소환기 중에서도 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티에닐기, 2-디벤조티에닐기, 3-디벤조티에닐기, 4-디벤조티에닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기 및 9-카르바졸릴기가 더욱 더 바람직하다. 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기 및 4-카르바졸릴기에 관해서는, 9 위치의 질소 원자에, 본 명세서에 있어서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기나, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서 복소환기는 예컨대 하기 일반식(XY-1)∼일반식(XY-18)으로 표시되는 부분 구조로부터 유도되는 기라도 좋다.
[화학식 88]
[화학식 89]
[화학식 90]
상기 일반식(XY-1)∼일반식(XY-18)에서, XA 및 YA는 각각 독립적으로 헤테로 원자이고, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, 규소 원자 또는 게르마늄 원자인 것이 바람직하다. 상기 일반식(XY-1)∼일반식(XY-18)으로 표시되는 부분 구조는 임의의 위치에서 결합수를 가져 복소환기로 되고, 이 복소환기는 치환기를 갖고 있어도 좋다.
또한, 본 명세서에 있어서 치환 혹은 무치환의 카르바졸릴기로서는, 예컨대 하기 식으로 표시되는 것과 같은, 카르바졸환에 대하여 추가로 고리가 축합된 기도 포함할 수 있다. 이러한 기도 치환기를 갖고 있어도 좋다. 또한, 결합수의 위치도 적절하게 변경될 수 있다.
[화학식 91]
본 명세서에 있어서의 탄소수 1∼30의 알킬기로서는 직쇄, 분기쇄 또는 환상의 어느 것이라도 좋다. 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기로서는 예컨대 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, 네오펜틸기, 아밀기, 이소아밀기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-펜틸헥실기, 1-부틸펜틸기, 1-헵틸옥틸기 및 3-메틸펜틸기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 탄소수는 1∼10인 것이 바람직하고, 1∼6인 것이 더욱 바람직하다. 상기 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기 중에서도 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 아밀기, 이소아밀기 및 네오펜틸기가 더욱 더 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기로서는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 아다만틸기 및 노르보르닐기 등을 들 수 있다. 시클로알킬기의 고리 형성 탄소수는 3∼10인 것이 바람직하고, 5∼8인 것이 더욱 바람직하다. 상기 시클로알킬기 중에서도 시클로펜틸기나 시클로헥실기가 더욱 더 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 알킬기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화알킬기로서는 예컨대 상기 탄소수 1∼30의 알킬기가 1 이상의 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있다. 구체적으로는 플루오로메틸기, 디플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 플루오로에틸기, 트리플루오로메틸메틸기, 트리플루오로에틸기, 펜타플루오로에틸기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 실릴기로서는 탄소수 3∼30의 알킬실릴기 및 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 3∼30의 알킬실릴기로서는 상기 탄소수 1∼30의 알킬기에서 예시한 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기를 들 수 있으며, 구체적으로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리-n-부틸실릴기, 트리-n-옥틸실릴기, 트리이소부틸실릴기, 디메틸에틸실릴기, 디메틸이소프로필실릴기, 디메틸-n-프로필실릴기, 디메틸-n-부틸실릴기, 디메틸-t-부틸실릴기, 디에틸이소프로필실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기 및 트리이소프로필실릴기 등을 들 수 있다. 트리알킬실릴기에 있어서의 3개의 알킬기는 상호 동일하거나 또는 상이하다.
본 명세서에 있어서의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기로서는 예컨대 디알킬아릴실릴기, 알킬디아릴실릴기 및 트리아릴실릴기를 들 수 있다.
디알킬아릴실릴기는, 예컨대 상기 탄소수 1∼30의 알킬기에서 예시한 알킬기를 2개 가지고, 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 하나 갖는 디알킬아릴실릴기를 들 수 있다. 디알킬아릴실릴기의 탄소수는 8∼30인 것이 바람직하다.
알킬디아릴실릴기는 예컨대 상기 탄소수 1∼30의 알킬기에서 예시한 알킬기를 하나 가지고, 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 2개 갖는 알킬디아릴실릴기를 들 수 있다. 알킬디아릴실릴기의 탄소수는 13∼30인 것이 바람직하다.
트리아릴실릴기는 예컨대 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 3개 갖는 트리아릴실릴기를 들 수 있다. 트리아릴실릴기의 탄소수는 18∼30인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 아랄킬기(아릴알킬기라고 부르는 경우가 있음)에 있어서의 아릴기는 방향족 탄화수소기라도 좋고, 복소환기라도 좋다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 5∼30의 아랄킬기로서는 고리 형성 탄소수 6∼30의 아랄킬기가 바람직하며, -Z3-Z4로 표시된다. 이 Z3의 예로서 상기 탄소수 1∼30의 알킬기에 대응하는 알킬렌기 등을 들 수 있다. 이 Z4의 예로서 예컨대 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기의 예를 들 수 있다. 이 아랄킬기는, 탄소수 7∼30의 아랄킬기(아릴 부분은 탄소수 6∼30, 바람직하게는 6∼20, 보다 바람직하게는 6∼12), 알킬 부분은 탄소수 1∼30(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더욱 바람직하게는 1∼6)인 것이 바람직하다. 이 아랄킬기로서는 예컨대 벤질기, 2-페닐프로판-2-일기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기, 2-페닐이소프로필기, 페닐-t-부틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸이소프로필기, 2-α-나프틸이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸이소프로필기 및 2-β-나프틸이소프로필기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 포스포릴기는 하기 일반식(P)으로 표시된다.
[화학식 92]
상기 일반식(P)에서, ArP1 및 ArP2는 각각 독립적으로 치환기이며, 탄소수 1∼30의 알킬기 및 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 바람직하고, 탄소수 1∼10의 알킬기 및 고리 형성 탄소수 6∼20의 아릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1∼6의 알킬기 및 고리 형성 탄소수 6∼14의 아릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 1∼30의 알콕시기는 -OZ1로 표시된다. 이 Z1의 예로서 상기 탄소수 1∼30의 알킬기를 들 수 있다. 알콕시기는 예컨대 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기 및 헥실옥시기 등을 들 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 1∼20인 것이 바람직하다.
알콕시기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화알콕시기로서는 예컨대 상기 탄소수 1∼30의 알콕시기가 1 이상의 불소 원자로 치환된 기를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴알콕시기(아릴옥시기라고 부르는 경우가 있음)에 있어서의 아릴기는 방향족 탄화수소기라도 좋고, 복소환기라도 좋다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 5∼30의 아릴알콕시기는 -OZ2로 표시된다. 이 Z2의 예로서 예컨대 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기 등을 들 수 있다. 아릴알콕시기의 고리 형성 탄소수는 6∼20인 것이 바람직하다. 이 아릴알콕시기로서는 예컨대 페녹시기를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 아미노기는 -NHRV 또는 -N(RV)2으로 표시된다. 이 RV의 예로서 예컨대 상기 탄소수 1∼30의 알킬기 및 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기 등을 들 수 있다. 치환 아미노기로서는 알킬아미노기 및 아릴아미노기를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 2∼30의 알케닐기로서는 직쇄 또는 분기쇄의 어느 것이라도 좋으며, 예컨대 비닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 올레일기, 에이코사펜타에닐기, 도코사헥사에닐기, 스티릴기, 2,2-디페닐비닐기, 1,2,2-트리페닐비닐기 및 2-페닐-2-프로페닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 3∼30의 시클로알케닐기로서는 예컨대 시클로펜타디에닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기 및 시클로헥사디에닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 2∼30의 알키닐기로서는 직쇄 또는 분기쇄의 어느 것이라도 좋으며, 예컨대 에티닐, 프로피닐 및 2-페닐에티닐 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 3∼30의 시클로알키닐기로서는 예컨대 시클로펜티닐기 및 시클로헥시닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 술파닐기로서는 예컨대 메틸술파닐기, 페닐술파닐기, 디페닐술파닐기, 나프틸술파닐기 및 트리페닐술파닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 술피닐기로서는 예컨대 메틸술피닐기, 페닐술피닐기, 디페닐술피닐기, 나프틸술피닐기 및 트리페닐술피닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 술포닐기로서는 예컨대 메틸술포닐기, 페닐술포닐기, 디페닐술포닐기, 나프틸술포닐기 및 트리페닐술포닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 포스파닐기로서는 예컨대 페닐포스파닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 카르보닐기로서는 예컨대 메틸카르보닐기, 페닐카르보닐기, 디페닐카르보닐기, 나프틸카르보닐기 및 트리페닐카르보닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 2∼30의 알콕시카르보닐기는 -COOY'로 표시된다. 이 Y'의 예로서 상기 알킬기를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 치환 카르복시기로서는 예컨대 벤조일옥시기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서의 탄소수 1∼30의 알킬티오기 및 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기는 -SRV로 표시된다. 이 RV의 예로서 상기 탄소수 1∼30의 알킬기 및 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 들 수 있다. 알킬티오기의 탄소수는 1∼20인 것이 바람직하고, 아릴티오기의 고리 형성 탄소수는 6∼20인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 할로겐 원자로서는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자가 바람직하다.
본 명세서에 있어서 「고리 형성 탄소」란, 포화 고리, 불포화 고리 또는 방향환을 구성하는 탄소 원자를 의미한다. 「고리 형성 원자」란, 헤테로환(포화 고리, 불포화 고리 및 방향환을 포함함)을 구성하는 탄소 원자 및 헤테로 원자를 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 수소 원자란, 중성자의 수가 다른 동위체, 즉 경수소(Protium), 중수소(Deuterium), 삼중수소(Tritium)를 포함한다.
또한, 「치환 혹은 무치환의」 또는 「치환 또는 무치환의」라고 하는 경우 에 있어서의 치환기로서는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼30의 알킬기(직쇄 또는 분기쇄의 알킬기), 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 탄소수 1∼30의 할로겐화알킬기, 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기, 탄소수 1∼30의 알콕시기, 탄소수 5∼30의 아릴옥시기, 치환 아미노기, 탄소수 1∼30의 알킬티오기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기, 탄소수 5∼30의 아랄킬기, 탄소수 2∼30의 알케닐기, 탄소수 2∼30의 알키닐기, 할로겐 원자, 시아노기, 히드록실기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서 「치환 혹은 무치환의」 또는 「치환 또는 무치환의」라고 하는 경우에 있어서의 치환기로서는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼30의 알킬기(직쇄 또는 분기쇄의 알킬기), 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 탄소수 1∼30의 할로겐화알킬기, 할로겐 원자, 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기 및 시아노기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기가 바람직하고, 나아가서는 각 치환기의 설명에서 바람직하다고 한 구체적인 치환기가 바람직하다.
본 명세서에 있어서 「치환 혹은 무치환의」 또는 「치환 또는 무치환의」라고 하는 경우에 있어서의 치환기는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼30의 알킬기(직쇄 또는 분기쇄의 알킬기), 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 탄소수 1∼30의 할로겐화알킬기, 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기, 탄소수 1∼30의 알콕시기, 탄소수 5∼30의 아릴옥시기, 치환 아미노기, 탄소수 1∼30의 알킬티오기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기, 탄소수 5∼30의 아랄킬기, 탄소수 2∼30의 알케닐기, 탄소수 2∼30의 알키닐기, 할로겐 원자, 시아노기, 히드록실기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기에 의해서 더 치환되더라도 좋다. 또한, 이들 치환기는 복수가 상호 결합하여 고리를 형성하여도 좋다.
본 명세서에 있어서 「치환 혹은 무치환의」 또는 「치환 또는 무치환의」라고 하는 경우에 있어서의 치환기에, 추가로 치환하는 치환기로서는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼30의 알킬기(직쇄 또는 분기쇄의 알킬기), 할로겐 원자 및 시아노기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기인 것이 바람직하고, 각 치환기의 설명에 있어서 바람직하다고 한 구체적인 치환기에서 선택되는 적어도 1종의 기인 것이 더욱 바람직하다.
「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우에 있어서의 「무치환」이란 상기 치환기로 치환되어 있지 않고, 수소 원자가 결합하고 있음을 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서 「치환 혹은 무치환의 탄소수 XX∼YY의 ZZ기」라고 하는 표현에 있어서의 「탄소수 XX∼YY」는 ZZ기가 무치환인 경우의 탄소수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수는 포함시키지 않는다.
본 명세서에 있어서 「치환 혹은 무치환의 원자수 XX∼YY의 ZZ기」라고 하는 표현에 있어서의 「원자수 XX∼YY」는 ZZ기가 무치환인 경우의 원자수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수는 포함시키지 않는다.
이하에 설명하는 화합물 또는 그 부분 구조에 있어서 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우에 관해서도 상기와 마찬가지다.
본 명세서에 있어서, 치환기끼리 상호 결합하여 고리 구조가 구축되는 경우, 고리 구조는 포화 고리, 불포화 고리, 방향족 탄화수소환 또는 복소환이다.
본 명세서에 있어서 연결기에 있어서의 아릴기 등으로서는, 상술한 1가의 기에서 하나 이상의 원자를 제외하여 얻어지는 2가 이상의 기를 들 수 있다.
본 실시형태의 유기 EL 소자(1)를 발광시켰을 때에, 발광층(5)에 있어서 주로 제2 화합물이 발광하고 있는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 의하면, 청색에서부터 녹색의 파장 영역의 빛을 발하며, 고성능의 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공할 수 있다.
(전자 기기)
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 소자(1)는 표시 장치나 발광 장치 등의 전자 기기에 사용할 수 있다. 표시 장치로서는 예컨대 표시 부품(유기 EL 패널 모듈 등), 텔레비전, 휴대전화, 태블릿 및 퍼스널 컴퓨터 등을 들 수 있다. 발광 장치로서는 예컨대 조명 및 차량용 등기구 등을 들 수 있다.
〔실시형태의 변형〕
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변경, 개량 등은 본 발명에 포함된다.
예컨대, 발광층은 1층에 한정되지 않고, 복수의 발광층이 적층되어 있어도 좋다. 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 적어도 하나의 발광층이 상기 실시형태에서 설명한 조건을 만족하고 있으면 된다. 예컨대, 그 밖의 발광층이 형광 발광형의 발광층이라도, 삼중항 여기 상태로부터 직접 기저 상태로의 전자 천이에 의한 발광을 이용한 인광 발광형의 발광층이라도 좋다.
또한, 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 이들 발광층이 상호 인접하여 형성되어 있어도 좋고, 중간층을 통해 복수의 발광 유닛이 적층된, 소위 탠덤형의 유기 EL 소자라도 좋다.
또한, 예컨대 발광층의 양극측 및 음극측의 적어도 한쪽에 장벽층을 인접시켜 형성하여도 좋다. 장벽층은 발광층에 접하여 배치되며, 정공, 전자 및 여기자의 적어도 어느 하나를 저지하는 것이 바람직하다.
예컨대, 발광층의 음극측에서 접하여 장벽층이 배치된 경우, 당해 장벽층은 전자를 수송하며 또한 정공이 당해 장벽층보다도 음극측의 층(예컨대 전자 수송층)에 도달하는 것을 저지한다. 유기 EL 소자가 전자 수송층을 포함하는 경우는, 발광층과 전자 수송층의 사이에 당해 장벽층을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 발광층의 양극측에서 접하여 장벽층이 배치된 경우, 당해 장벽층은 정공을 수송하며 또한 전자가 당해 장벽층보다도 양극측의 층(예컨대 정공 수송층)에 도달하는 것을 저지한다. 유기 EL 소자가 정공 수송층을 포함하는 경우는, 발광층과 정공 수송층의 사이에 당해 장벽층을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 여기 에너지가 발광층에서 그 주변층으로 새어나오지 않도록 장벽층을 발광층에 인접시켜 형성하여도 좋다. 발광층으로부터 생성된 여기자가 당해 장벽층보다도 전극측의 층(예컨대 전자 수송층이나 정공 수송층)으로 이동하는 것을 저지한다.
발광층과 장벽층은 접합되어 있는 것이 바람직하다.
그 밖에, 본 발명의 실시에 있어서의 구체적인 구조 및 형상 등은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 하여도 좋다.
실시예
이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 의해 하등 한정되지 않는다.
유기 EL 소자의 제조에 이용한 화합물을 이하에 나타낸다.
[화학식 93]
[화학식 94]
[화학식 95]
[화학식 96]
[화학식 97]
[화학식 98]
<화합물의 평가>
화합물의 성질을 측정하는 방법을 이하에 나타낸다.
·지연 형광성
지연 형광성은 도 2에 도시하는 장치를 이용하여 과도 PL을 측정함으로써 확인했다. 상기 화합물 H1과 상기 화합물 TH-2를, 화합물 H1의 비율이 12 질량%가 되도록 석영 기판 상에 공증착하고, 막 두께 100 nm의 박막을 형성하여 시료를 제작했다. 상기 화합물 H1이 흡수하는 파장의 펄스광(펄스 레이저로부터 조사되는 빛)으로 여기된 후, 당해 여기 상태로부터 곧바로 관찰되는 Prompt 발광(즉시 발광)과 당해 여기 후 곧바로는 관찰되지 않고, 그 후에 관찰되는 Delay 발광(지연 발광)이 존재한다. 본 실시예에 있어서의 지연 형광 발광이란, Delay 발광(지연 발광)의 양이 Prompt 발광(즉시 발광)의 양에 대하여 5% 이상인 것을 의미한다. 구체적으로는 Prompt 발광(즉시 발광)의 양을 XP로 하고, Delay 발광(지연 발광)의 양을 XD로 했을 때에, XD/XP의 값이 0.05 이상인 것을 의미한다.
화합물 H1에 관해서, Delay 발광(지연 발광)의 양이 Prompt 발광(즉시 발광)의 양에 대하여 5% 이상임이 확인되었다. 구체적으로는 화합물 H1에 관해서 XD/XP의 값이 0.05 이상인 것이 확인되었다.
화합물 H2에 관해서도 화합물 H1과 마찬가지로 과도 PL을 측정하여, 화합물 H2가 지연 형광성을 갖는 화합물임이 확인되었다.
Prompt 발광과 Delay 발광의 양은 "Nature 492, 234-238, 2012"에 기재된 방법과 같은 방법에 의해 구할 수 있다. 또한, Prompt 발광과 Delay 발광의 양의 산출에 사용되는 장치는 도 2의 장치나 문헌에 기재된 장치에 한정되지 않는다.
·일중항 에너지 S1
화합물 CH1, 화합물 CH2, 화합물 CH3, 화합물 CH4, 화합물 H1 및 화합물 H2의 일중항 에너지 S1는 전술한 박막법에 의해 측정했다.
화합물 BD의 일중항 에너지 S1는 전술한 용액법에 의해 측정했다.
측정 결과를 표 3에 나타낸다.
·화합물의 메인 피크 파장
화합물 BD가 10-6 몰/리터 이상 10-5 몰/리터 이하의 농도로 용해되어 있는 톨루엔 용액을 조제하여, 이 톨루엔 용액에 관해서 발광 스펙트럼을 측정했다. 발광 스펙트럼에 있어서, 발광 강도가 최대가 되는 발광 스펙트럼의 피크 파장을 메인 피크 파장으로 했다. 화합물 BD의 메인 피크 파장은 449 nm였다.
<유기 EL 소자의 제작 및 평가>
유기 EL 소자를 다음과 같이 제작하여 평가했다.
(실시예 1)
25 mm×75 mm×1.1 mm 두께의 ITO 투명 전극(양극)을 가진 유리 기판(디오마틱스사 제조)을 이소프로필알코올 중에서 5분간 초음파 세정을 행했다. 이 초음파 세정 후, UV 오존 세정을 30분간 행했다. ITO의 막 두께는 130 nm로 했다.
이들 세정 후의 상기 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 위에 투명 전극을 덮도록 하여 화합물 HI를 증착하여, 막 두께 5 nm의 정공 주입층을 형성했다.
이어서, 정공 주입층 위에 화합물 HT1을 증착하여, 막 두께 80 nm의 제1 정공 수송층을 형성했다.
이어서, 이 제1 정공 수송층 위에 화합물 HT2을 증착하여, 막 두께 10 nm의 제2 정공 수송층을 형성했다.
이어서, 이 제2 정공 수송층 위에 화합물 mCP를 증착하여, 막 두께 5 nm의 전자 장벽층을 형성했다.
이어서, 이 전자 장벽층 위에 제1 화합물로서의 화합물 H1과 제2 화합물로서의 화합물 BD와 제3 화합물로서의 화합물 CH1을 공증착하여, 막 두께 25 nm의 발광층을 형성했다. 발광층에 있어서의 화합물 BD의 농도를 1 질량%로 하고, 화합물 H1의 농도를 24 질량%로 하고, 화합물 CH1의 농도를 75 질량%로 했다.
이어서, 이 발광층 위에 화합물 HB를 증착하여, 막 두께 5 nm의 정공 장벽층을 형성했다.
이어서, 이 정공 장벽층 위에 화합물 ET를 증착하여, 막 두께 20 nm의 전자 수송층을 형성했다.
이어서, 이 전자 수송층 위에 불화리튬(LiF)을 증착하여, 막 두께 1 nm의 전자 주입성 전극(음극)을 형성했다.
그리고, 이 전자 주입성 전극 위에 금속 알루미늄(Al)을 증착하여, 막 두께 80 nm의 금속 Al 음극을 형성했다.
실시예 1의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH1:H1:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
여기서, 괄호 안의 숫자는 막 두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 마찬가지로 괄호 안에서 퍼센트 표시된 숫자는 앞에 표시되어 있는 것이 발광층에 있어서의 제1 화합물의 비율(질량%)이고, 뒤에 표시되어 있는 것이 제2 화합물의 비율(질량%)이다.
(실시예 2)
실시예 2의 유기 EL 소자는, 실시예 1의 발광층에 있어서의 화합물 CH1 대신에 화합물 CH2를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 제작했다.
실시예 2의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH2:H1:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(실시예 3)
실시예 3의 유기 EL 소자는, 실시예 1의 발광층에 있어서의 화합물 CH1 대신에 화합물 CH3을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 제작했다.
실시예 3의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH3:H1:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 1)
비교예 1의 유기 EL 소자는, 실시예 1의 발광층에 있어서의 화합물 CH1 대신에 화합물 DPEPO를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 제작했다.
비교예 1의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/DPEPO:H1:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 이하의 평가를 했다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
·구동 전압
전류 밀도가 0.1 mA/㎠가 되도록 ITO 투명 전극과 금속 Al 음극의 사이에 통전했을 때의 전압(단위: V)을 계측했다.
·CIE1931 색도, 메인 피크 파장 λp
전류 밀도가 0.1 mA/㎠가 되도록 유기 EL 소자에 전압을 인가했을 때의 CIE1931 색도 좌표(x,y)를 분광 방사 휘도계 CS-1000(코니카미놀타가부시키가이샤 제조)를 이용하여 계측했다. 메인 피크 파장 λp은 얻어진 상기 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 구했다.
·외부 양자 효율 EQE
전류 밀도가 0.1 mA/㎠가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-1000(코니카미놀타사 제조)로 계측했다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 램버트 방사를 행했다고 가정하여 외부 양자 효율 EQE(단위: %)을 산출했다.
·수명 LT50
초기 전류 밀도를 10 mA/㎠로 설정하여 직류의 연속 통전 시험을 행하여, 시험 개시시의 휘도에 대하여 휘도가 50%까지 감소하는 시간을 수명(LT50)으로 했다.
실시예 1∼3의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이고, 비교예 1의 유기 EL 소자에 비해서 긴 수명이며, 비교예 1의 유기 EL 소자와 동등한 높은 효율로 발광했다.
(실시예 4)
실시예 4의 유기 EL 소자는, 실시예 1의 발광층에 있어서의 화합물 H1 대신에 화합물 H2를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 제작했다.
실시예 4의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH1:H2:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(실시예 5)
실시예 5의 유기 EL 소자는, 실시예 2의 발광층에 있어서의 화합물 H1 대신에 화합물 H2를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 같은 식으로 제작했다.
실시예 5의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH2:H2:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 2)
비교예 2의 유기 EL 소자는, 비교예 1의 발광층에 있어서의 화합물 H1 대신에 화합물 H2를 이용한 것 이외에는 비교예 1과 같은 식으로 제작했다.
비교예 2의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/DPEPO:H2:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같은 평가를 행했다. 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 4∼5의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이고, 비교예 2의 유기 EL 소자에 비해서 긴 수명이며, 비교예 2의 유기 EL 소자와 동등한 높은 효율로 발광했다.
(실시예 6)
실시예 6의 유기 EL 소자는, 실시예 1의 발광층에 있어서의 화합물 BD의 농도를 1 질량%로 하고, 화합물 H1의 농도를 49 질량%로 하고, 화합물 CH1의 농도를 50 질량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 제작했다.
실시예 6의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH1:H1:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(실시예 7)
실시예 7의 유기 EL 소자는, 실시예 6의 발광층에 있어서의 화합물 CH1 대신에 화합물 CH2를 이용한 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 제작했다.
실시예 7의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH2:H1:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(실시예 8)
실시예 8의 유기 EL 소자는, 실시예 6의 발광층에 있어서의 화합물 CH1 대신에 화합물 CH3을 이용한 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 제작했다.
실시예 8의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH3:H1:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 3)
비교예 3의 유기 EL 소자는, 실시예 6의 발광층에 있어서의 화합물 CH1 대신에 화합물 DPEPO를 이용한 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 제작했다.
비교예 3의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/DPEPO:H1:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같은 평가를 행했다. 평가 결과를 표 6에 나타낸다.
실시예 6∼8의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이고, 비교예 3의 유기 EL 소자에 비해서 긴 수명이며, 비교예 3의 유기 EL 소자와 동등한 높은 효율로 발광했다.
(실시예 9)
실시예 9의 유기 EL 소자는, 실시예 6의 발광층에 있어서의 화합물 H1 대신에 화합물 H2를 이용한 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 제작했다.
실시예 9의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH1:H2:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(실시예 10)
실시예 10의 유기 EL 소자는, 실시예 7의 발광층에 있어서의 화합물 H1 대신에 화합물 H2를 이용한 것 이외에는 실시예 7과 같은 식으로 제작했다.
실시예 10의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH2:H2:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 4)
비교예 4의 유기 EL 소자는, 비교예 3의 발광층에 있어서의 화합물 H1 대신에 화합물 H2를 이용한 것 이외에는 비교예 3과 같은 식으로 제작했다.
비교예 4의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/DPEPO:H2:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같은 평가를 행했다. 평가 결과를 표 7에 나타낸다.
실시예 9∼10의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이고, 비교예 4의 유기 EL 소자에 비교해 긴 수명이며, 비교예 4의 유기 EL 소자와 동등한 높은 효율로 발광했다.
(실시예 11)
실시예 11의 유기 EL 소자는, 실시예 1의 발광층에 있어서의 화합물 CH1 대신에 화합물 CH4를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 제작했다.
실시예 11의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH4:H1:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같은 평가를 행했다. 평가 결과를 표 8에 나타낸다.
실시예 11의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이고, 또한 비교예 1∼4의 유기 EL 소자에 비해서 긴 수명이었다.
(비교예 5)
비교예 5의 유기 EL 소자는, 실시예 11의 발광층에 있어서의 화합물 BD 대신에 화합물 YD를 이용한 것 이외에는 실시예 11과 같은 식으로 제작했다.
비교예 5의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH4:H1:YD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 6)
비교예 6의 유기 EL 소자는, 비교예 5의 발광층에 있어서의 화합물 CH4 대신에 화합물 CH1을 이용한 것 이외에는 비교예 5와 같은 식으로 제작했다.
비교예 6의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH1:H1:YD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 7)
비교예 7의 유기 EL 소자는, 비교예 5의 발광층에 있어서의 화합물 CH4 대신에 화합물 CH2를 이용한 것 이외에는 비교예 5와 같은 식으로 제작했다.
비교예 7의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH2:H1:YD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같이 하여 메인 피크 파장 λp의 평가를 행했다. 평가 결과를 표 9에 나타낸다.
비교예 5∼7의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이지 않았다.
(실시예 12)
실시예 12의 유기 EL 소자는, 실시예 11의 발광층에 있어서의 화합물 H1 대신에 화합물 H2를 이용한 것 이외에는 실시예 11과 같은 식으로 제작했다.
실시예 12의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH4:H2:BD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같은 평가를 행했다. 평가 결과를 표 10에 나타낸다.
실시예 12의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이고, 또한 비교예 1∼4의 유기 EL 소자에 비해서 긴 수명이었다.
(비교예 8)
비교예 8의 유기 EL 소자는, 실시예 12의 발광층에 있어서의 화합물 BD 대신에 화합물 YD를 이용한 것 이외에는 실시예 12와 같은 식으로 제작했다.
비교예 8의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH4:H2:YD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 9)
비교예 9의 유기 EL 소자는, 비교예 8의 발광층에 있어서의 화합물 CH4 대신에 화합물 CH1을 이용한 것 이외에는 비교예 8과 같은 식으로 제작했다.
비교예 9의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH1:H2:YD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 10)
비교예 10의 유기 EL 소자는, 비교예 8의 발광층에 있어서의 화합물 CH4 대신에 화합물 CH2를 이용한 것 이외에는 비교예 8과 같은 식으로 제작했다.
비교예 10의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH2:H2:YD(25,24%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같이 하여 메인 피크 파장 λp의 평가를 행했다. 평가 결과를 표 11에 나타낸다.
비교예 8∼10의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이지 않았다.
(실시예 13)
실시예 13의 유기 EL 소자는, 실시예 11의 발광층에 있어서의 화합물 BD의 농도를 1 질량%로 하고, 화합물 H1의 농도를 49 질량%로 하고, 화합물 CH4의 농도를 50 질량%로 한 것 이외에는 실시예 11과 같은 식으로 제작했다.
실시예 13의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH4:H1:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같은 평가를 행했다. 평가 결과를 표 12에 나타낸다.
실시예 13의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이고, 또한 비교예 1∼4의 유기 EL 소자에 비해서 긴 수명이었다.
(비교예 11)
비교예 11의 유기 EL 소자는, 실시예 13의 발광층에 있어서의 화합물 BD 대신에 화합물 YD를 이용한 것 이외에는 실시예 13과 같은 식으로 제작했다.
비교예 11의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH4:H1:YD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 12)
비교예 12의 유기 EL 소자는, 비교예 11의 발광층에 있어서의 화합물 CH4 대신에 화합물 CH1을 이용한 것 이외에는 비교예 11과 같은 식으로 제작했다.
비교예 12의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH1:H1:YD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 13)
비교예 13의 유기 EL 소자는, 비교예 11의 발광층에 있어서의 화합물 CH4 대신에 화합물 CH2를 이용한 것 이외에는 비교예 11과 같은 식으로 제작했다.
비교예 13의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH2:H1:YD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같이 하여 메인 피크 파장 λp의 평가를 행했다. 평가 결과를 표 13에 나타낸다.
비교예 11∼13의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이지 않았다.
(실시예 14)
실시예 14의 유기 EL 소자는, 실시예 13의 발광층에 있어서의 화합물 H1 대신에 화합물 H2를 이용한 것 이외에는 실시예 13과 같은 식으로 제작했다.
실시예 14의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH4:H2:BD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
〔유기 EL 소자의 평가〕
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같은 평가를 행했다. 평가 결과를 표 14에 나타낸다.
실시예 14의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이고, 또한 비교예 1∼4의 유기 EL 소자에 비해서 긴 수명이었다.
(비교예 14)
비교예 14의 유기 EL 소자는, 실시예 14의 발광층에 있어서의 화합물 BD 대신에 화합물 YD를 이용한 것 이외에는 실시예 14와 같은 식으로 제작했다.
비교예 14의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH4:H2:YD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 15)
비교예 15의 유기 EL 소자는, 비교예 14의 발광층에 있어서의 화합물 CH4 대신에 화합물 CH1을 이용한 것 이외에는 비교예 14와 같은 식으로 제작했다.
비교예 15의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH1:H2:YD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
(비교예 16)
비교예 16의 유기 EL 소자는, 비교예 14의 발광층에 있어서의 화합물 CH4 대신에 화합물 CH2를 이용한 것 이외에는 비교예 14와 같은 식으로 제작했다.
비교예 16의 유기 EL 소자의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT1(80)/HT2(10)/mCP(5)/CH2:H2:YD(25,49%,1%)/HB(5)/ET(20)/LiF(1)/Al(80)
제작한 유기 EL 소자에 관해서 전술한 것과 같이 하여 메인 피크 파장 λp의 평가를 행했다. 평가 결과를 표 15에 나타낸다.
비교예 14∼16의 유기 EL 소자는 청색의 발광을 보이지 않았다.
1: 유기 EL 소자, 3: 양극, 4: 음극, 5: 발광층.
Claims (23)
- 양극과 발광층과 음극을 가지고,
상기 발광층은,
지연 형광성의 제1 화합물,
형광 발광성의 제2 화합물, 및
하기 일반식(3A)으로 표시되는 제3 화합물을 포함하고,
상기 제2 화합물은 메인 피크 파장이 430 nm 이상 540 nm 이하의 발광을 보이는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
Cz-Az (3A)
(상기 일반식(3A)에서,
Az는 치환 혹은 무치환의 피리딘환, 치환 혹은 무치환의 피리미딘환, 치환 혹은 무치환의 트리아진환, 및 치환 혹은 무치환의 피라진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이고,
Cz는 하기 일반식(3B)으로 표시된다.)
[화학식 1]
(상기 일반식(3B)에서,
X31∼X38은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고,
Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 포스포릴기,
치환 실릴기,
시아노기,
니트로기, 및
카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고,
복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
X31∼X38 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
*는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.) - 제1항에 있어서, 상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz는 하기 일반식(a), 일반식(b) 또는 일반식(c)으로 표시되는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
(상기 일반식(a), 일반식(b) 및 일반식(c)에서,
X31∼X38 및 X41∼X48은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고,
단, 상기 일반식(a)에서, X35∼X38 중 적어도 하나는 X41∼X44 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이며, X41∼X44 중 적어도 하나는 X35∼X38 중 어느 것과 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(b)에서, X35∼X38 중 적어도 하나는 X41∼X48을 함유하는 함질소 축합환의 5원환 중의 질소 원자와 결합하는 탄소 원자이고,
상기 일반식(c)에서, *a 및 *b는 각각 X31∼X38 중 어느 것과의 결합 부위를 나타내고, X35∼X38 중 적어도 하나는 *a로 표시되는 결합 부위이고, X35∼X38 중 적어도 하나는 *b로 표시되는 결합 부위이며, n은 1 이상 4 이하의 정수이고,
Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고,
복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
X31∼X38 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
X41∼X48 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
Z31은 산소 원자, 황 원자, NR30 및 C(R31)2로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1종이고,
R30 및 R31은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R30 및 R31은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고,
복수의 R30은 상호 동일하거나 또는 상이하고,
복수의 R31은 상호 동일하거나 또는 상이하고,
복수의 R31이 치환기인 경우, R31끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
*는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.) - 제2항에 있어서, 상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz는 하기 일반식(a1), 일반식(a2) 또는 일반식(b1)으로 표시되는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
[화학식 5]
[화학식 6]
(상기 일반식(a1), 일반식(a2) 및 일반식(b1)에서,
X31∼X38 및 X41∼X48은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고,
Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고,
복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
X31∼X38 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
X41∼X48 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
Z31은 산소 원자, 황 원자, NR30 및 C(R31)2로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1종이고,
R30 및 R31은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R30 및 R31은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고,
복수의 R30은 상호 동일하거나 또는 상이하고,
복수의 R31은 상호 동일하거나 또는 상이하고,
복수의 R31이 치환기인 경우, R31끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
*는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.) - 제2항 또는 제3항에 있어서, Z31은 NR30인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, R30은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일반식(3B)으로 표시되는 고리 구조와 결합하는 탄소 원자 이외의 X41∼X48은 C-Rx인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz는 상기 일반식(c)으로 표시되고, n은 1인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제7항에 있어서, 상기 일반식(3A)에 있어서의 Cz는 하기 일반식(c1)으로 표시되는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
[화학식 7]
(상기 일반식(c1)에서, X31∼X35, X38 및 X41∼X44는 각각 독립적으로 질소 원자 또는 C-Rx이고,
Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고,
복수의 Rx는 상호 동일하거나 또는 상이하고,
X31∼X35 및 X38 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
X41∼X44 중, 복수가 C-Rx이며, Rx가 치환기인 경우, Rx끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
Z31은 산소 원자, 황 원자, NR30 및 C(R31)2로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1종이고,
R30 및 R31은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R30 및 R31은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기, 치환 포스포릴기, 치환 실릴기, 시아노기, 니트로기, 및 카르복시기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기이고,
복수의 R30은 상호 동일하거나 또는 상이하고,
복수의 R31은 상호 동일하거나 또는 상이하고,
복수의 R31이 치환기인 경우, R31끼리 결합하여 고리를 형성하거나 또는 고리를 형성하지 않고,
*는 Az로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.) - 제8항에 있어서, 상기 일반식(c1) 중의 Z31은 C(R31)2인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일반식(3A)에서, Az는 치환 혹은 무치환의 피리미딘환 및 치환 혹은 무치환의 트리아진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일반식(3A)에서, Az는 치환기를 갖는 피리미딘환 및 치환기를 갖는 트리아진환으로 이루어지는 군에서 선택되는 고리 구조이고,
이들 피리미딘환 및 트리아진환이 갖는 치환기는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기인 유기 일렉트로루미네센스 소자. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, Az가 치환 혹은 무치환의 아릴기를 치환기로서 갖는 경우, 당해 치환기는 치환 혹은 무치환의 페닐기, 치환 혹은 무치환의 비페닐기, 치환 혹은 무치환의 나프틸기, 치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 치환 혹은 무치환의 터페닐기, 및 치환 혹은 무치환의 플루오레닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, Az가 치환 혹은 무치환의 아릴기를 치환기로서 갖는 경우, 당해 치환기는 치환 혹은 무치환의 페닐기, 치환 혹은 무치환의 비페닐기, 및 치환 혹은 무치환의 나프틸기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, Az가 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기를 치환기로서 갖는 경우, 당해 치환기는 치환 혹은 무치환의 카르바졸릴기, 치환 혹은 무치환의 디벤조푸라닐기, 및 치환 혹은 무치환의 디벤조티에닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, X31∼X38은 C-Rx인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, Rx는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고, 치환기로서의 Rx는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 치환기인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 화합물은 메인 피크 파장이 430 nm 이상 480 nm 이하의 발광을 보이는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 화합물은 메인 피크 파장이 445 nm 이상 480 nm 이하의 발광을 보이는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 화합물의 일중항 에너지 S1(M1)와 상기 제2 화합물의 일중항 에너지 S1(M2)가 하기 수식(수 1)의 관계를 만족하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
S1(M1)>S1(M2) … (수 1) - 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 화합물의 일중항 에너지 S1(M1)와 상기 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(M3)가 하기 수식(수 2)의 관계를 만족하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
S1(M3)>S1(M1) … (수 2) - 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극과 상기 발광층의 사이에 정공 수송층을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음극과 상기 발광층의 사이에 전자 수송층을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
- 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재한 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 전자 기기.
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2022
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