KR20180111850A - 유기 전기발광 소자 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20180111850A
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substituted
unsubstituted
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ring
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료타 다카하시
도모키 가토
히로카쓰 이토
마사히로 가와무라
마사카즈 후나하시
히로유키 사이토
유이치로 가와무라
요시아키 다카하시
데쓰야 마스다
히토시 구마
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

하기 식(1)로 표시되는 화합물이고, 저전압이고 발광 효율이 한층 더 높고, 수명이 긴 유기 전기발광(EL) 소자 및 해당 유기 EL 소자를 구비한 전자 기기, 및 상기 유기 EL 소자를 제공할 수 있는 화합물을 제공한다.
Figure pct00201

(상기 식 중, A, B, R1 및 R2는 명세서 중에서 정의한 대로이다.)

Description

유기 전기발광 소자 및 전자 기기
본 발명은 유기 전기발광 소자 및 해당 유기 전기발광 소자를 구비한 전자 기기에 관한 것이다. 더욱이, 유기 전기발광 소자용 재료로서 사용할 수 있는 화합물에 관한 것이다.
일반적으로 유기 전기발광(EL) 소자는 양극, 음극, 및 양극과 음극으로 협지된 1층 이상의 유기 박막층으로 구성되어 있다. 양 전극 사이에 전압이 인가되면, 음극측으로부터 전자, 양극측으로부터 정공이 발광 영역에 주입되고, 주입된 전자와 정공은 발광 영역에 있어서 재결합하여 여기 상태를 생성하고, 여기 상태가 기저 상태로 돌아올 때에 광을 방출한다.
또한, 유기 EL 소자는 발광층에 여러 가지의 발광 재료를 이용하는 것에 의해 다양한 발광색을 얻는 것이 가능하기 때문에, 디스플레이 등으로의 실용화 연구가 왕성하다. 특히 적색, 녹색, 청색의 삼원색의 발광 재료의 연구가 가장 활발하고, 특성 향상을 목표로 해서 예의 연구가 이루어지고 있다.
유기 EL 소자에 있어서의 최대의 과제 중 하나는 고발광효율을 얻는 것이다. 발광 효율이 높은 발광 소자를 얻는 수단으로서는, 호스트 재료에 도펀트 재료를 수 % 도핑하는 것에 의해 발광층을 형성하는 방법이 알려져 있다.
이와 같은 유기 EL 소자용의 재료로서, 예를 들면 특허문헌 1∼5에 기재된 화합물 등이 알려져 있다.
한국 특허 제10-2014-0115636호 공보 중국 특허 제101104676호 공보 미국 특허 제2012/0181520호 공보 국제 공개 제2015/041358호 미국 특허 제7838130호 공보
본원 발명자들의 더한층의 검토에 의해, 특허문헌 1∼4에 개시된 화합물에는, 전압, 발광 효율 및 수명의 점에서 더한층의 개선의 여지가 있는 것이 판명되었다.
그래서, 본 발명의 과제는 저전압이고 발광 효율이 높고 수명이 긴 유기 EL 소자 및 해당 유기 EL 소자를 구비한 전자 기기, 및 상기 유기 EL 소자를 제공할 수 있는 화합물을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 스파이로 결합을 갖는 다이벤조플루오렌환을 모골격으로 하는 화합물에, 특정한 치환기를 도입한 하기 식(1)로 표시되는 화합물을 유기 EL 소자의 재료로서 이용함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견했다.
본 발명의 일 태양은 하기 [1]∼[4]와 같다.
[1] 하기 식(1)로 표시되는 화합물.
Figure pct00001
[식(1)에 있어서, A 및 B는 각각 치환 또는 비치환된 나프탈렌환, 또는 치환 또는 비치환된 페난트렌환을 나타낸다. 해당 나프탈렌환, 또는 페난트렌환 상의 치환기는 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기, 또는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
A 및 B가 나타내는 나프탈렌환 및 페난트렌환 상의 치환기가 복수 있는 경우, 해당 치환기는 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 5∼30의 헤테로아릴기, 또는 -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기이다.
R1, R2를 복수 갖는 경우, 해당 복수의 R1, R2는 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, R1, R2끼리가 각각 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
Z는 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴렌기, 또는 이들이 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 연결기를 나타낸다.
Z가 복수 존재하는 경우에는, 각각이 동일해도 상이해도 된다.
Ra는 -N(R104)(R105)로 표시되는 기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
Ra가 복수 존재하는 경우에는, 각각이 동일해도 상이해도 된다.
R101∼R105는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기를 나타낸다.
단, A 및 B 상의 치환기 중 적어도 1개는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
또한, -Z-Ra가 복수 존재할 때, 각각의 -Z-Ra는 동일해도 상이해도 된다.
n1 및 n2는 각각 0∼4의 정수이다.]
[2] 상기 [1]에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자용 재료.
[3] 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서, 해당 유기 박막층의 적어도 1층이 상기 [1]에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
[4] 상기 [3]에 기재된 유기 전기발광 소자를 구비한 전자 기기.
본 발명의 유기 EL 소자는 저전압이고 높은 발광 효율을 갖고 장수명이다. 본 발명의 유기 EL 소자의 재료로서 이용하는 본 발명의 화합물은 캐리어 이동도가 높고, 발광층의 호스트 재료 외, 전자 수송 재료나 정공 수송 재료 등으로서도 유용하다. 특히, 본 발명의 화합물은 발광층의 도펀트 재료로서 이용하면, 저전압이고 높은 발광 효율이 얻어지고 장수명이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 유기 전기발광 소자의 일례의 구성을 나타내는 개략도이다.
본 명세서에 있어서, 「치환 또는 비치환된 탄소수 XX∼YY의 ZZ기」라는 표현에 있어서의 「탄소수 XX∼YY」는, ZZ기가 비치환인 경우의 탄소수를 나타내는 것이고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수는 포함시키지 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「치환 또는 비치환된 원자수 XX∼YY의 ZZ기」라는 표현에 있어서의 「원자수 XX∼YY」는, ZZ기가 비치환인 경우의 원자수를 나타내는 것이고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수는 포함시키지 않는다.
본 명세서에 있어서, 환형성 탄소수란, 원자가 환상으로 결합한 구조의 화합물(예를 들면 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. 이하에 기록되는 「환형성 탄소수」에 대해서는, 특필하지 않는 한 마찬가지로 한다. 예를 들면, 벤젠환은 환형성 탄소수가 6이고, 나프탈렌환은 환형성 탄소수가 10이고, 피리딘일기는 환형성 탄소수 5이며, 퓨란일기는 환형성 탄소수 4이다. 또한, 벤젠환이나 나프탈렌환에 치환기로서 예를 들면 알킬기가 치환되어 있는 경우, 당해 알킬기의 탄소수는 환형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다. 또한, 플루오렌환에 치환기로서 예를 들면 플루오렌환이 결합하고 있는 경우(스파이로플루오렌환을 포함함), 치환기로서의 플루오렌환의 탄소수는 환형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, 환형성 원자수란, 원자가 환상으로 결합한 구조(예를 들면 단환, 축합환, 환 집합)의 화합물(예를 들면 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. 이하에 기록되는 「환형성 원자수」에 대해서는, 특필하지 않는 한 마찬가지로 한다. 예를 들면, 피리딘환의 환형성 원자수는 6이고, 퀴나졸린환의 환형성 원자수는 10이며, 퓨란환의 환형성 원자수는 5이다. 피리딘환이나 퀴나졸린환의 탄소 원자에 각각 결합하고 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 대해서는, 환형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 또한, 플루오렌환에 치환기로서 예를 들면 플루오렌환이 결합하고 있는 경우(스파이로플루오렌환을 포함함), 치환기로서의 플루오렌환의 원자수는 환형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「수소 원자」란, 중성자수가 상이한 동위체, 즉 경수소(protium), 중수소(deuterium) 및 삼중수소(tritium)를 포함한다.
본 명세서 중에 있어서, 「헤테로아릴기」, 「헤테로아릴렌기」 및 「헤테로환기」는, 환형성 원자로서, 적어도 1개의 헤테로원자를 포함하는 기이고, 해당 헤테로 원자로서는, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자 및 셀레늄 원자로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 명세서 중에 있어서, 「치환 또는 비치환된 카바졸릴기」는, 하기의 카바졸릴기,
Figure pct00002
및 상기의 기에 대해서, 추가로 임의의 치환기를 갖는 치환 카바졸릴기를 나타낸다.
한편, 당해 치환 카바졸릴기는, 임의의 치환기끼리가 서로 결합하여 축환해도 되고, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자 및 셀레늄 원자 등의 헤테로원자를 포함해도 되고, 또한 결합 위치는 1위∼9위 중 어느 것이어도 된다. 이와 같은 치환 카바졸릴기의 구체예로서, 예를 들면, 하기에 나타내는 기를 들 수 있다.
Figure pct00003
본 명세서에 있어서, 「치환 또는 비치환된 다이벤조퓨란일기」 및 「치환 또는 비치환된 다이벤조싸이오펜일기」는, 하기의 다이벤조퓨란일기 및 다이벤조싸이오펜일기,
Figure pct00004
및 상기의 기에 대해서, 추가로 임의의 치환기를 갖는 치환 다이벤조퓨란일기 및 치환 다이벤조싸이오펜일기를 나타낸다.
한편, 당해 치환 다이벤조퓨란일기 및 치환 다이벤조싸이오펜일기는, 임의의 치환기끼리가 서로 결합하여 축환해도 되고, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자 및 셀레늄 원자 등의 헤테로원자를 포함해도 되고, 또한 결합 위치는 1위∼8위 중 어느 것이어도 된다.
이와 같은 치환 다이벤조퓨란일기 및 치환 다이벤조싸이오펜일기의 구체예로서, 예를 들면, 하기에 나타내는 기를 들 수 있다.
Figure pct00005
[상기 식 중, X는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, Y는 산소 원자, 황 원자, NH, NRa(Ra는 알킬기 또는 아릴기이다), CH2, 또는 CRb 2(Rb는 알킬기 또는 아릴기이다)를 나타낸다.]
또한, 「치환기」 또는 「치환 또는 비치환」이라는 기재에 있어서의 치환기로서는, 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기; 환형성 탄소수 3∼50(바람직하게는 3∼10, 보다 바람직하게는 3∼8, 더 바람직하게는 5 또는 6)의 사이클로알킬기; 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기; 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기를 갖는 탄소수 7∼51(바람직하게는 7∼30, 보다 바람직하게는 7∼20)의 아르알킬기; 아미노기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 모노치환 또는 다이치환 아미노기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기를 갖는 알콕시기; 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기를 갖는 아릴옥시기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 모노치환, 다이치환 또는 트라이치환 실릴기; 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼24, 보다 바람직하게는 5∼13)의 헤테로아릴기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 할로알킬기; 할로젠 원자(불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자); 사이아노기; 나이트로기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 설폰일기; 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 다이치환 포스포릴기; 알킬설폰일옥시기; 아릴설폰일옥시기; 알킬카보닐옥시기; 아릴카보닐옥시기; 붕소 함유기; 아연 함유기; 주석 함유기; 규소 함유기; 마그네슘 함유기; 리튬 함유기; 하이드록시기; 알킬 치환 또는 아릴 치환 카보닐기; 카복실기; 바이닐기; (메트)아크릴로일기; 에폭시기; 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개가 바람직하지만, 특별히 이들로 제한되는 것은 아니다.
이들 치환기는 추가로 전술의 임의의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다. 또한, 이들 치환기는 복수의 치환기가 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
「치환 또는 비치환된」이라고 하는 경우에 있어서의 「비치환」이란 상기 치환기로 치환되어 있지 않고, 수소 원자가 결합하고 있는 것을 의미한다.
상기 치환기 중에서도, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼50(바람직하게는 3∼10, 보다 바람직하게는 3∼8, 더 바람직하게는 5 또는 6)의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼18, 보다 바람직하게는 1∼8)의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼25, 보다 바람직하게는 6∼18)의 아릴기로부터 선택되는 치환기를 갖는 모노치환 또는 다이치환 아미노기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼24, 보다 바람직하게는 5∼13)의 헤테로아릴기, 할로젠 원자, 사이아노기이다.
본 명세서 중, 바람직하다고 하는 태양(예를 들면 화합물, 각종 기, 수치 범위 등)은 다른 모든 태양(예를 들면 화합물, 각종 기, 수치 범위 등)과 임의로 조합할 수 있고, 또한 바람직하다고 하는 태양(보다 바람직한 태양, 더 바람직한 태양, 특히 바람직한 태양을 포함한다)의 조합은 보다 바람직하다고 말할 수 있다.
본 발명의 화합물은 하기 식(1)로 표시된다.
Figure pct00006
[식(1)에 있어서, A 및 B는 각각 치환 또는 비치환된 나프탈렌환, 또는 치환 또는 비치환된 페난트렌환을 나타낸다. 해당 나프탈렌환, 또는 페난트렌환 상의 치환기는 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기, 또는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
A 및 B가 나타내는 나프탈렌환 및 페난트렌환 상의 치환기가 복수 있는 경우, 해당 치환기는 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 5∼30의 헤테로아릴기, 또는 -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기이다.
R1, R2를 복수 갖는 경우, 해당 복수의 R1, R2는 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, R1, R2끼리가 각각 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
Z는 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴렌기, 또는 이들이 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 연결기를 나타낸다.
Z가 복수 존재하는 경우에는, 각각이 동일해도 상이해도 된다.
Ra는 -N(R104)(R105)로 표시되는 기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
Ra가 복수 존재하는 경우에는, 각각이 동일해도 상이해도 된다.
R101∼R105는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기를 나타낸다.
단, A 및 B 상의 치환기 중 적어도 1개는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
또한, -Z-Ra가 복수 존재할 때, 각각의 -Z-Ra는 동일해도 상이해도 된다.
n1 및 n2는 각각 0∼4의 정수이다.]
식(1) 중, R1 및 R2, A 및 B의 치환기, 및 R101∼R105가 나타내는 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 알킬기로서는, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기, t-뷰틸기, 펜틸기(이성체기를 포함함), 헥실기(이성체기를 포함함), 헵틸기(이성체기를 포함함), 옥틸기(이성체기를 포함함), 노닐기(이성체기를 포함함), 데실기(이성체기를 포함함), 운데실기(이성체기를 포함함), 및 도데실기(이성체기를 포함함) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기, t-뷰틸기 및 펜틸기(모두 이성체기를 포함함)가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기 및 t-뷰틸기가 보다 바람직하며, 메틸기, 에틸기, 아이소프로필기 및 t-뷰틸기가 특히 바람직하다.
R1 및 R2, A 및 B의 치환기, 및 R101∼R105가 나타내는 환형성 탄소수 3∼20(바람직하게는 3∼6, 보다 바람직하게는 5 또는 6)의 사이클로알킬기로서는, 예를 들면, 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로헵틸기, 사이클로옥틸기, 아다만틸기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기가 바람직하다.
R1 및 R2, A 및 B의 치환기가 나타내는 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 알콕시기로서는, 알킬기 부위가 상기 탄소수 1∼20의 알킬기인 알콕시기를 들 수 있다. 바람직한 알콕시기의 구체예로서는, 알킬기 부위가 상기 바람직한 알킬기인 것을 들 수 있다.
R1 및 R2, A 및 B의 치환기가 나타내는 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 플루오로알킬기로서는, 상기 알킬기의 수소 원자가 불소로 치환된 기를 들 수 있고, 그 경우의 바람직한 알킬기로서는 상기와 동일하다.
R1 및 R2, A 및 B의 치환기가 나타내는 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 플루오로알콕시기로서는, 상기 알콕시기의 수소 원자가 불소로 치환된 기를 들 수 있고, 그 경우의 바람직한 알콕시기로서는 상기와 동일하다.
R1 및 R2, A 및 B의 치환기가 나타내는 환형성 탄소수 6∼30(바람직하게는 6∼24, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10)의 아릴옥시기로서는, 아릴기 부위가 후술하는 R1 및 R2, R101∼R105의 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것을 들 수 있다. 바람직한 아릴옥시기의 구체예로서는, 아릴기 부위가 후술의 바람직한 아릴기인 것을 들 수 있다.
R1 및 R2, A 및 B의 치환기가 나타내는 탄소수 1∼20(바람직하게는 탄소수 1∼10, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼6)의 알킬싸이오기로서는, 알킬기 부위가 상기 탄소수 1∼20의 알킬기인 알콕시기를 들 수 있다. 바람직한 알킬싸이오기의 구체예로서는, 알킬기 부위가 상기 바람직한 알킬기인 것을 들 수 있다.
R1 및 R2, A 및 B의 치환기가 나타내는 환형성 탄소수 6∼30(바람직하게는 6∼24, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10)의 아릴싸이오기로서는, 아릴기 부위가 후술하는 R1 및 R2, R101∼R105의 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것을 들 수 있다. 바람직한 아릴싸이오기의 구체예로서는, 아릴기 부위가 후술의 바람직한 아릴기인 것을 들 수 있다.
R1 및 R2, A 및 B의 치환기가 나타내는 「-Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기」로서는, 구체적으로는, 모노알킬실릴기, 다이알킬실릴기, 트라이알킬실릴기; 모노아릴실릴기, 다이아릴실릴기, 트라이아릴실릴기; 모노알킬다이아릴실릴기, 다이알킬모노아릴실릴기를 들 수 있다.
이들 치환 실릴기에 있어서, 알킬기 부위의 탄소수는 각각, 바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼6이다. 아릴기 부위의 환형성 탄소수는 각각, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼24, 더 바람직하게는 6∼18, 특히 바람직하게는 6∼10이다.
이들 중에서도, 트라이알킬실릴기, 트라이아릴실릴기가 바람직하고, 트라이메틸실릴기, 트라이에틸실릴기, 트라이아이소프로필실릴기, t-뷰틸다이메틸실릴기, 트라이페닐실릴기, 트라이톨릴실릴기가 보다 바람직하다.
식(1) 중, Ra가 나타내는 「-N(R104)(R105)로 표시되는 기」로서는, 구체적으로는, 모노알킬아미노기, 다이알킬아미노기, 모노아릴아미노기, 다이아릴아미노기, 모노헤테로아릴아미노기, 다이헤테로아릴아미노기, 모노알킬모노아릴아미노기, 모노알킬모노헤테로아릴아미노기, 모노아릴모노헤테로아릴아미노기를 들 수 있다. 이들 치환 아미노기 중의 아릴기 부위는 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 알킬기 등이 치환되어 있어도 된다.
이들 치환 아미노기에 있어서, 알킬기 부위의 탄소수는 각각, 바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼6이다. 아릴기 부위의 환형성 탄소수는 각각, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼24, 더 바람직하게는 6∼18, 특히 바람직하게는 6∼10이다. 헤테로아릴기 부위의 환형성 원자수는 각각, 바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼24, 더 바람직하게는 5∼12이다.
이들 중에서도, 다이알킬아미노기, 다이아릴아미노기, 다이헤테로아릴아미노기, 모노아릴모노헤테로아릴아미노기가 바람직하고, 다이메틸아미노기, 다이에틸아미노기, 다이아이소프로필아미노기, 다이페닐아미노기, 비스(알킬 치환 페닐)아미노기, 비스(아릴 치환 페닐)아미노기가 보다 바람직하다.
한편, 식(1) 중, -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 이들은 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 식(1) 중, -N(R104)(R105)로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 이들은 서로 동일해도 상이해도 된다.
R1 및 R2, R101∼R105가 나타내는 환형성 탄소수 6∼30(바람직하게는 6∼24, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10)의 아릴기는 축합환이어도 비축합환이어도 된다. 해당 아릴기로서는, 예를 들면, 페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기, 나프틸기, 아세나프틸렌일기, 안트릴기, 벤즈안트릴기, 아세안트릴기, 페난트릴기, 벤조[c]페난트릴기, 페날렌일기, 플루오렌일기, 피센일기, 펜타페닐기, 피렌일기, 크라이센일기, 벤조[g]크라이센일기, s-인다센일기, as-인다센일기, 플루오란텐일기, 벤조[k]플루오란텐일기, 트라이페닐렌일기, 벤조[b]트라이페닐렌일기 및 페릴렌일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기, 나프틸기, 안트릴기, 피렌일기, 플루오란텐일기가 바람직하고, 페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기가 보다 바람직하며, 페닐기가 더 바람직하다.
R1 및 R2, R101∼R105가 나타내는 환형성 원자수 5∼30(바람직하게는 5∼24, 보다 바람직하게는 5∼12)의 헤테로아릴기는 적어도 1개, 바람직하게는 1∼5개, 보다 바람직하게는 1∼4개, 더 바람직하게는 1∼3개의 헤테로원자를 포함한다. 해당 헤테로 원자로서는, 예를 들면, 질소 원자, 황 원자 및 산소 원자를 들 수 있고, 질소 원자, 산소 원자가 바람직하다.
해당 헤테로아릴기로서는, 예를 들면, 피롤릴기, 퓨릴기, 싸이엔일기, 피리딜기, 이미다조피리딜기, 피리다진일기, 피리미딘일기, 피라진일기, 트라이아진일기, 이미다졸릴기, 옥사졸릴기, 싸이아졸릴기, 피라졸릴기, 아이속사졸릴기, 아이소싸이아졸릴기, 옥사다이아졸릴기, 싸이아다이아졸릴기, 트라이아졸릴기, 테트라졸릴기, 인돌릴기, 아이소인돌릴기, 벤조퓨란일기, 아이소벤조퓨란일기, 벤조싸이오펜일기, 아이소벤조싸이오펜일기, 인돌리진일기, 퀴놀리진일기, 퀴놀릴기, 아이소퀴놀릴기, 신놀릴기, 프탈라진일기, 퀴나졸린일기, 퀴녹살린일기, 벤즈이미다졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤조싸이아졸릴기, 인다졸릴기, 벤즈아이속사졸릴기, 벤즈아이소싸이아졸릴기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 카바졸릴기, 9-페닐카바졸릴기, 페난트리딘일기, 아크리딘일기, 페난트롤린일기, 페나진일기, 페노싸이아진일기, 페녹사진일기 및 잔텐일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 피리딜기, 이미다조피리딜기, 피리다진일기, 피리미딘일기, 피라진일기, 트라이아진일기, 벤즈이미다졸릴기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 카바졸릴기, 9-페닐카바졸릴기, 페난트롤린일기, 퀴나졸린일기가 바람직하다.
식(1) 중, Z가 나타내는 환형성 탄소수 6∼30(바람직하게는 6∼24, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10)의 아릴렌기로서는, 상기 아릴기로부터 수소 원자를 1개 제거해서 이루어지는 2가의 기를 들 수 있다. 이들 중에서도, 페닐렌기, 나프틸렌기, 안트릴렌기, 페난트릴렌기, 피렌일렌기, 9위에 치환기를 2개 갖는 플루오렌일렌기가 바람직하고, 1,4-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,2-페닐렌기, 1,4-나프틸렌기, 2,6-나프틸렌기, 9,9-다이메틸-2,7-플루오렌일렌기, 9,9-다이페닐-2,7-플루오렌일렌기가 보다 바람직하다.
Z가 나타내는 환형성 원자수 5∼30(바람직하게는 5∼24, 보다 바람직하게는 5∼12)의 헤테로아릴렌기로서는, 상기 헤테로아릴기로부터 수소 원자를 1개 제거해서 이루어지는 2가의 기를 들 수 있다. 이들 중에서도, 피리딘일렌기, 피리미딘일렌기, 피라진일렌기, 피리다진일렌기, 트라이아진일렌기, 페난트롤린일렌기, 다이벤조퓨란일렌기, 다이벤조싸이오펜일렌기가 바람직하고, 피리딘일렌기, 피리미딘일렌기, 트라이아진일렌기, 다이벤조퓨란일렌기, 다이벤조싸이오펜일렌기가 보다 바람직하다. 한편, 해당 헤테로아릴렌기의 치환기로서는, 상기 치환기 중에서도, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기가 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼24의 아릴기가 보다 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼12의 아릴기가 더 바람직하며, 페닐기가 특히 바람직하다.
Z는 해당 아릴렌기 및 해당 헤테로아릴렌기가 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 기여도 된다. 해당 아릴렌기 및 해당 헤테로아릴렌기가 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 기로서는, -아릴렌기-헤테로아릴렌기-, -헤테로아릴렌기-아릴렌기-, -아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴렌기, -헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴렌기-, -아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴렌기-, -헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴렌기- 등을 들 수 있다.
식(1) 중, Ra가 나타내는, 아릴기, 헤테로아릴기의 예로서는, 모두 R1 및 R2와 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 것도 동일하다.
상기 식(1)로 표시되는 화합물로서는, 바람직하게는 하기 식(2-1)∼(2-10) 중 어느 하나로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00007
[식(2-1)∼(2-10)에 있어서, R1, R2, n1, n2는 상기 식(1)과 동일하다.
R11∼R16, R21∼R26, R31∼R38, R41∼R48은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기, 또는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
R101∼R103, Z 및 Ra는 상기와 동일하다.
단, 상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 및 R21∼R26 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이고, 식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 및 R31∼R38 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이고, 식(2-10)에 있어서, R41∼R48 및 R31∼R38 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
R1, R2를 복수 갖는 경우, 해당 복수의 R1, R2는 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, R1, R2끼리가 각각 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
R11∼R16, R21∼R26, R31∼R38, R41∼R48 중 인접하는 것은 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.]
상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이거나, 또는 R21∼R26 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이면 바람직하다.
식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이거나, 또는 R31∼R38 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이면 바람직하다.
식(2-10)에 있어서, R41∼R48 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이거나, 또는 R31∼R38 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이면 바람직하다.
상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이고, 또한 R21∼R26 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이면 바람직하다.
식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이고, 또한 R31∼R38 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이면 바람직하다.
식(2-10)에 있어서, R41∼R48 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이고, 또한 R31∼R38 중 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이면 바람직하다.
상기 식(2-1)∼(2-10)에 있어서, R1, R2는 식(1) 중의 것과 동일하고, 바람직한 기도 동일하다.
또한, R11∼R16, R21∼R26, R31∼R38, R41∼R48의 각 기의 예로서는, 전술의 A 및 B의 치환기와 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 기도 동일하다.
또한, 상기 -Z-Ra로 표시되는 기가 하기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이면 바람직하다.
Figure pct00008
(식(a)∼(c)에 있어서, Z1∼Z3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴렌기 또는 해당 아릴렌기 및 해당 헤테로아릴렌기가 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 연결기를 나타낸다.
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴렌기, 또는 해당 아릴렌기 및 해당 헤테로아릴렌기가 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 연결기를 나타낸다.
Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
HAr은 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
Ar1은 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 14∼30의 아릴기를 나타낸다.)
여기에서, 식(a)∼(c) 중의 Z1∼Z3은 모두 상기 식(1) 중의 Z의 정의와 동일하고, 바람직한 것도 동일하다. 특히, 식(a)에 있어서, Z1은 단일결합 또는 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기가 바람직하고, 단일결합이 보다 바람직하다. 식(b)에 있어서, Z2는 단일결합 또는 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기가 바람직하다. 식(c)에 있어서, Z3은 단일결합 또는 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기가 바람직하고, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기가 보다 바람직하다.
식(a) 중의 L1 및 L2가 나타내는 환형성 탄소수 6∼30(바람직하게는 6∼24, 보다 바람직하게는 6∼18, 더 바람직하게는 6∼10)의 아릴렌기 및 환형성 원자수 5∼30(바람직하게는 5∼24, 보다 바람직하게는 5∼12)의 헤테로아릴렌기의 구체예로서는, 식(1) 중의 Z가 나타내는 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 것도 동일하다. L1 및 L2가 나타내는 「해당 아릴렌기 및 해당 헤테로아릴렌기가 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 기」로서는, -아릴렌기-헤테로아릴렌기-, -헤테로아릴렌기-아릴렌기-, -아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴렌기, -헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴렌기-, -아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴렌기-, -헤테로아릴렌기-아릴렌기-헤테로아릴렌기-아릴렌기- 등을 들 수 있다.
식(a) 중의 Ar2 및 Ar3이 나타내는 환형성 탄소수 6∼30(바람직하게는 6∼20, 보다 바람직하게는 6∼14)의 아릴기로서는, 예를 들면, 페닐기, 바이페닐릴기(2-바이페닐릴기, 4-바이페닐릴기), 터페닐릴기, 나프틸기, 아세나프틸렌일기, 안트릴기, 벤즈안트릴기, 아세안트릴기, 페난트릴기, 벤조[c]페난트릴기, 페날렌일기, 플루오렌일기, 피센일기, 펜타페닐기, 피렌일기, 크라이센일기, 벤조[g]크라이센일기, s-인다센일기, as-인다센일기, 플루오란텐일기, 벤조[k]플루오란텐일기, 트라이페닐렌일기, 벤조[b]트라이페닐렌일기 및 페릴렌일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 발광 효율, 소자 수명 및 구동 전압의 관점에서, 페닐기, 바이페닐릴기(2-바이페닐릴기, 4-바이페닐릴기), 터페닐릴기, 나프틸기, 안트릴기가 바람직하고, 페닐기, 바이페닐릴기(2-바이페닐릴기, 4-바이페닐릴기)가 보다 바람직하고, 바이페닐릴기(2-바이페닐릴기, 4-바이페닐릴기)가 더 바람직하며, 4-바이페닐릴기가 특히 바람직하다.
특히, 소자 수명의 관점에서 해당 아릴기는 치환기를 갖고 있는 것이 바람직하고, 특히 해당 아릴기가 페닐기인 경우에는, 치환기(바람직하게는 탄소수 1∼20의 알킬기, 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 탄소수 1∼30의 알콕시기 등)를 갖는 것에 의해, 소자 수명이 크게 개선되는 경향이 있어 바람직하다.
Ar2 및 Ar3이 나타내는 환형성 원자수 5∼30(바람직하게는 5∼20, 보다 바람직하게는 5∼14)의 헤테로아릴기로서는, 상기 식(1) 중의 R1이 나타내는 헤테로아릴기와 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 것도 동일하다.
식(a)에 있어서, Ar2 및 Ar3으로서는, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기가 바람직하다.
또한, L1 및 L2가 모두 단일결합이고, Ar2 및 Ar3이 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 플루오렌일기, 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨란일기 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조싸이오펜일기이면 바람직하다.
L1 및 L2로서는, 모두 단일결합이 바람직하고, 즉 식(a)로서는, 하기 식(a')가 바람직하다.
Figure pct00009
[식(a') 중, Z1, Ar2 및 Ar3은 식(a) 중의 것과 동일하다.]
또한, 식(b) 중의 HAr이 나타내는 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기로서는, 상기 식(1) 중의 R1 및 R2가 나타내는 헤테로아릴기와 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 것도 동일하다. HAr로서는, 보다 바람직하게는 피리딘일기, 피리미딘일기 및 트라이아진일기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기이다.
식(c) 중의 Ar1이 나타내는 환형성 탄소수 14∼30의 아릴기로서는, 상기 식(1) 중의 R1 및 R2가 나타내는 아릴기 중, 환형성 탄소수가 14∼30인 것과 동일한 것을 들 수 있다. 바람직하게는 환형성 탄소수 14∼25의 아릴기, 보다 바람직하게는 환형성 탄소수 14∼20의 아릴기이다. 해당 아릴기로서는, 구체적으로는, 바람직하게는 안트릴기, 페난트릴기, 피렌일기, 플루오란텐일기, 벤조[k]플루오란텐일기, 보다 바람직하게는 안트릴기이다. 한편, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 해당 Ar1은 치환기를 갖고 있는 것이 바람직하고, 특히 상기 Z3이 단일결합인 경우에는 해당 Ar1은 치환기를 갖고 있는 것이 보다 바람직하고, 그 경우, 환형성 탄소수 6∼25의 아릴기를 치환기로서 갖고 있는 것이 바람직하며, 페닐기, 나프틸기, 바이페닐릴기 등의 환형성 탄소수 6∼12의 아릴기를 치환기로서 갖고 있는 것이 보다 바람직하다.
식(b) 중의 -HAr로서는, 구체적으로는, 하기의 군으로부터 선택되는 기 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
Figure pct00010
(Rc는 각각 독립적으로 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 갖는 치환 또는 비치환된 탄소수 7∼30의 아르알킬기, 아미노기, 탄소수 1∼20의 알킬기를 갖는 모노 또는 다이알킬아미노기, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 갖는 모노 또는 다이아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, 탄소수 1∼20의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기로부터 선택되는 기를 갖는 모노, 다이 또는 트라이치환 실릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 할로젠 원자, 사이아노기 또는 나이트로기를 나타낸다.
각 기에 있어서 Rc가 복수 존재하는 경우에는, 각각이 동일해도 상이해도 된다.
Rd는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
p1은 각각 독립적으로 0∼4의 정수, p2는 각각 독립적으로 0∼3의 정수, p3은 0∼2의 정수, p4는 0∼7의 정수, p5는 0∼5의 정수이다.)
상기의 어느 기에 있어서의 결합손 「-」는 Z2를 형성하는 임의의 원자에 결합될 수 있다. 또한, 상기 Rc는 어느 기에 있어서도, 환 상의 임의의 탄소 원자로 치환될 수 있다.
상기 Rc 및 Rd가 나타내는 각 기의 구체예로서는, 모두 식(1) 중의 R1 및 R2가 나타내는 것과 동일한 것을 들 수 있고, 바람직한 것도 동일하다.
p1∼p5는, 모두 바람직하게는 0∼2의 정수이다.
식(b) 중의 -HAr로서는, 상기 중에서도 하기의 기인 것이 바람직하다.
Figure pct00011
(식 중, Rc 및 p3은 상기 정의와 같다.)
상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이거나, 또는 R21∼R26 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이면 바람직하다.
식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이거나, 또는 R31∼R38 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이면 바람직하다.
식(2-10)에 있어서, R41∼R48 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이거나, 또는 R31∼R38 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이면 바람직하다.
상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이고, 또한 R21∼R26 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이면 바람직하다.
식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이고, 또한 R31∼R38 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이면 바람직하다.
식(2-10)에 있어서, R41∼R48 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이고, 또한 R31∼R38 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이면 바람직하다.
본 발명의 화합물의 구체예를 이하에 들지만, 특별히 이들로 제한되는 것은 아니다.
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상기 본 발명의 화합물은 유기 EL 소자용 재료로서 유용하다.
한편, 본 발명의 화합물의 제조 방법에 특별히 제한은 없고, 본 명세서의 실시예 등을 참조하면서, 공지의 합성 반응을 적절히 이용 및 변경하여 용이하게 제조할 수 있다.
[유기 EL 소자]
다음으로, 본 발명의 유기 EL 소자에 대하여 설명한다.
본 발명의 유기 EL 소자는 음극과 양극 사이에 발광층을 함유하는 유기 박막층을 갖고, 이 유기 박막층 중 적어도 1층이 전술한 본 발명의 화합물을 포함한다. 본 발명의 유기 EL 소자에는, 저전압 구동이 가능한 것이 포함되고, 또한 소자 수명이 긴 것도 포함된다. 또한, 해당 유기 EL 소자에는, 청색 순도가 높은 발광이 가능한 것도 포함된다.
전술의 본 발명의 화합물이 포함되는 유기 박막층의 예로서는, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 스페이스층 및 장벽층 등을 들 수 있지만, 특별히 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 화합물 중에서도, 특히 발광 효율 및 소자 수명의 관점에서, 아미노기를 함유하는 화합물은 발광층에 포함되는 것이 바람직하고, 특히 도펀트 재료로서 발광층에 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 헤테로아릴기, 특히 함질소 헤테로아릴기를 함유하는 화합물은, 특히, 전자 수송층이나, 발광층과 전자 수송층 사이의 장벽층에 포함되는 것이 바람직하다. 또, 특히 구동 전압 및 발광 효율의 관점에서, 안트라센 골격을 갖는 화합물은 발광층에 포함되는 것이 바람직하고, 호스트 재료, 특히 형광 호스트 재료로서 발광층에 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자는 형광 또는 인광 발광형의 단색 발광 소자여도, 형광/인광 하이브리드형의 백색 발광 소자여도 되고, 단독의 발광 유닛을 갖는 심플형이어도, 복수의 발광 유닛을 갖는 탠덤형이어도 된다. 여기에서, 「발광 유닛」이란, 일층 이상의 유기층을 포함하고, 그 중의 일층이 발광층이며, 주입된 정공과 전자가 재결합하는 것에 의해 발광할 수 있는 최소 단위를 말한다.
따라서, 심플형 유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로서는, 이하의 소자 구성을 들 수 있다.
(1) 양극/발광 유닛/음극
또한, 상기 발광 유닛은 인광 발광층이나 형광 발광층을 복수 갖는 적층형이어도 되고, 그 경우, 각 발광층 사이에, 인광 발광층에서 생성된 여기자가 형광 발광층으로 확산되는 것을 막을 목적으로, 스페이스층을 갖고 있어도 된다. 발광 유닛의 대표적인 층 구성을 이하에 나타낸다.
(a) 정공 수송층/발광층(/전자 수송층)
(b) 정공 수송층/제 1 형광 발광층/제 2 형광 발광층(/전자 수송층)
(c) 정공 수송층/인광 발광층/스페이스층/형광 발광층(/전자 수송층)
(d) 정공 수송층/제 1 인광 발광층/제 2 인광 발광층/스페이스층/형광 발광층(/전자 수송층)
(e) 정공 수송층/제 1 인광 발광층/스페이스층/제 2 인광 발광층/스페이스층/형광 발광층(/전자 수송층)
(f) 정공 수송층/인광 발광층/스페이스층/제 1 형광 발광층/제 2 형광 발광층(/전자 수송층)
상기 각 인광 또는 형광 발광층은 각각 서로 상이한 발광색을 나타내는 것으로 할 수 있다. 구체적으로는, 상기 적층 발광층(d)에 있어서, 정공 수송층/제 1 인광 발광층(적색 발광)/제 2 인광 발광층(녹색 발광)/스페이스층/형광 발광층(청색 발광)/전자 수송층과 같은 층 구성을 들 수 있다.
한편, 각 발광층과 정공 수송층 또는 스페이스층 사이에는, 적절히 전자 장벽층을 설치해도 된다. 또한, 각 발광층과 전자 수송층 사이에는, 적절히 정공 장벽층을 설치해도 된다. 전자 장벽층이나 정공 장벽층을 설치함으로써, 전자 또는 정공을 발광층 내에 가두어, 발광층에 있어서의 전하의 재결합 확률을 높여, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
탠덤형 유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로서는, 이하의 소자 구성을 들 수 있다.
(2) 양극/제 1 발광 유닛/중간층/제 2 발광 유닛/음극
여기에서, 상기 제 1 발광 유닛 및 제 2 발광 유닛으로서는, 예를 들면, 각각 독립적으로 전술의 발광 유닛과 마찬가지의 것을 선택할 수 있다.
상기 중간층은 일반적으로 중간 전극, 중간 도전층, 전하 발생층, 전자 인발층, 접속층, 중간 절연층이라고도 불리고, 제 1 발광 유닛에 전자를, 제 2 발광 유닛에 정공을 공급하는 공지의 재료 구성을 이용할 수 있다.
도 1에 본 발명의 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 나타낸다. 유기 EL 소자(1)는 기판(2), 양극(3), 음극(4), 및 해당 양극(3)과 음극(4) 사이에 배치된 발광 유닛(유기 박막층)(10)을 갖는다. 발광 유닛(10)은 형광 호스트 재료와 형광 도펀트 재료를 포함하는 적어도 1개의 형광 발광층을 포함하는 발광층(5)을 갖는다. 발광층(5)과 양극(3) 사이에 정공 주입층/정공 수송층(6) 등, 발광층(5)과 음극(4) 사이에 전자 주입층/전자 수송층(7) 등을 형성해도 된다. 또한, 발광층(5)의 양극(3)측에 전자 장벽층을, 발광층(5)의 음극(4)측에 정공 장벽층을 각각 설치해도 된다. 이에 의해, 전자나 정공을 발광층(5)에 가두어, 발광층(5)에 있어서의 여기자의 생성 확률을 높일 수 있다.
한편, 본 명세서에 있어서, 형광 도펀트 재료와 조합된 호스트 재료를 형광 호스트 재료로 칭하고, 인광 도펀트 재료와 조합된 호스트 재료를 인광 호스트 재료로 칭한다. 형광 호스트 재료와 인광 호스트 재료는 분자 구조만에 의해 구분되는 것은 아니다. 즉, 형광 호스트 재료란, 형광 도펀트 재료를 함유하는 형광 발광층을 구성하는 재료를 의미하고, 인광 발광층을 구성하는 재료로서 이용할 수 없는 것을 의미하는 것은 아니다. 인광 호스트 재료에 대해서도 마찬가지이다.
(기판)
본 발명의 유기 EL 소자는 투광성 기판 상에 제작한다. 투광성 기판은 유기 EL 소자를 지지하는 기판이고, 400nm∼700nm의 가시 영역의 광의 투과율이 50% 이상으로 평활한 기판이 바람직하다. 구체적으로는, 유리판, 폴리머판 등을 들 수 있다. 유리판으로서는, 특히 소다 석회 유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리, 석영 등을 원료로서 이용해서 이루어지는 것을 들 수 있다. 또한 폴리머판으로서는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에터 설파이드, 폴리설폰 등을 원료로서 이용해서 이루어지는 것을 들 수 있다.
(양극)
유기 EL 소자의 양극은 정공을 정공 수송층 또는 발광층에 주입하는 역할을 담당하는 것이고, 4.5eV 이상의 일함수를 갖는 것을 이용하는 것이 효과적이다. 양극 재료의 구체예로서는, 산화 인듐 주석 합금(ITO), 산화 주석(NESA), 산화 인듐 아연 산화물, 금, 은, 백금, 구리 등을 들 수 있다. 양극은 이들 전극 물질을 증착법이나 스퍼터링법 등의 방법으로 박막을 형성시키는 것에 의해 제작할 수 있다. 발광층으로부터의 발광을 양극으로부터 취출하는 경우, 양극의 가시 영역의 광의 투과율을 10%보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 양극의 시트 저항은 수백 Ω/□ 이하가 바람직하다. 양극의 막 두께는 재료에도 따르지만, 통상 10nm∼1μm, 바람직하게는 10nm∼200nm의 범위에서 선택된다.
(음극)
음극은 전자 주입층, 전자 수송층 또는 발광층에 전자를 주입하는 역할을 담당하는 것이고, 일함수가 작은 재료에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 음극 재료는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 인듐, 알루미늄, 마그네슘, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 알루미늄-리튬 합금, 알루미늄-스칸듐-리튬 합금, 마그네슘-은 합금 등을 사용할 수 있다. 음극도 양극과 마찬가지로 증착법이나 스퍼터링법 등의 방법으로 박막을 형성시키는 것에 의해 제작할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 음극측으로부터 발광을 취출해도 된다.
이하, 각 층에 대하여, 본 발명의 화합물 이외에 사용할 수 있는 재료에 대하여 설명한다.
(발광층)
발광 기능을 갖는 유기층이고, 도핑 시스템을 채용하는 경우, 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함하고 있다. 이때, 호스트 재료는 주로 전자와 정공의 재결합을 촉진하여, 여기자를 발광층 내에 가두는 기능을 갖고, 도펀트 재료는 재결합으로 얻어진 여기자를 효율적으로 발광시키는 기능을 갖는다.
인광 소자의 경우, 호스트 재료는 주로 도펀트 재료로 생성된 여기자를 발광층 내에 가두는 기능을 갖는다.
여기에서, 상기 발광층은, 예를 들면, 전자 수송성의 호스트 재료와 정공 수송성의 호스트 재료를 조합하는 등 해서, 발광층 내의 캐리어 밸런스를 조정하는 더블 호스트(호스트·코호스트라고도 함) 재료를 채용해도 된다.
또한, 양자 수율이 높은 도펀트 재료를 2종류 이상 넣는 것에 의해, 각각의 도펀트 재료가 발광하는 더블 도펀트 재료를 채용해도 된다. 구체적으로는, 호스트 재료, 적색 도펀트 재료 및 녹색 도펀트 재료를 공증착하는 것에 의해, 발광층을 공통화해서 황색 발광을 실현하는 태양을 들 수 있다.
상기 발광층은 복수의 발광층을 적층한 적층체로 함으로써, 발광층 계면에 전자와 정공을 축적시키고, 재결합 영역을 발광층 계면에 집중시켜, 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
발광층에 대한 정공의 주입 용이성과 전자의 주입 용이성은 상이해도 되고, 또한 발광층 중에서의 정공과 전자의 이동도로 표시되는 정공 수송능과 전자 수송능이 상이해도 된다.
발광층은, 예를 들면 증착법, 스핀 코팅법, LB법 등의 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 수지 등의 결착제와 재료 화합물을 용제에 녹인 용액을 스핀 코팅법 등에 의해 박막화하는 것에 의해서도, 발광층을 형성할 수 있다.
발광층은 분자 퇴적막인 것이 바람직하다. 분자 퇴적막이란, 기상 상태의 재료 화합물로부터 침착되어 형성된 박막이나, 용액 상태 또는 액상 상태의 재료 화합물로부터 고체화되어 형성된 막이고, 통상 이 분자 퇴적막은 LB법에 의해 형성된 박막(분자 누적막)과는 응집 구조, 고차 구조의 상위나, 그것에 기인하는 기능적인 상위에 의해 구분할 수 있다.
발광층의 막 두께는, 바람직하게는 5∼50nm, 보다 바람직하게는 7∼50nm, 더 바람직하게는 10∼50nm이다. 5nm 이상이면 발광층의 형성이 용이하고, 50nm 이하이면 구동 전압의 상승이 피해진다.
(도펀트 재료)
발광층을 형성하는 형광 도펀트 재료(형광 발광 재료)는 일중항 여기 상태로부터 발광할 수 있는 화합물이고, 일중항 여기 상태로부터 발광하는 한 특별히 한정되지 않지만, 플루오란텐 유도체, 스타이릴아릴렌 유도체, 피렌 유도체, 아릴아세틸렌 유도체, 플루오렌 유도체, 붕소 착체, 페릴렌 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 안트라센 유도체, 스타이릴아민 유도체, 아릴아민 유도체 등을 들 수 있고, 바람직하게는 안트라센 유도체, 플루오란텐 유도체, 스타이릴아민 유도체, 아릴아민 유도체, 스타이릴아릴렌 유도체, 피렌 유도체, 붕소 착체, 보다 바람직하게는 안트라센 유도체, 플루오란텐 유도체, 스타이릴아민 유도체, 아릴아민 유도체, 붕소 착체 화합물이다.
형광 도펀트 재료의 발광층에 있어서의 함유량은 특별히 제한은 없고 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 예를 들면, 0.1∼70질량%가 바람직하고, 1∼30질량%가 보다 바람직하고, 1∼20질량%가 더 바람직하며, 1∼10질량%가 보다 더 바람직하다. 형광 도펀트 재료의 함유량이 0.1질량% 이상이면 충분한 발광이 얻어지고, 70질량% 이하이면 농도 소광을 피할 수 있다.
(호스트 재료)
발광층의 호스트 재료로서는, 안트라센 유도체나 다환 방향족 골격 함유 화합물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 안트라센 유도체이다.
청색 발광층의 호스트 재료로서, 예를 들면, 하기 식(5)로 표시되는 안트라센 유도체를 사용할 수 있다.
Figure pct00160
식(5)에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 단환기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 8∼50의 축합환기이다. R101∼R108은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 단환기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 8∼50(바람직하게는 8∼30, 보다 바람직하게는 8∼20, 더 바람직하게는 8∼14)의 축합환기, 상기 단환기와 상기 축합환기의 조합으로 구성되는 기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼6)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼50(바람직하게는 3∼20, 보다 바람직하게는 3∼10, 더 바람직하게는 5∼8)의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼6)의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7∼50(바람직하게는 7∼20, 보다 바람직하게는 7∼14)의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼20, 보다 바람직하게는 6∼12)의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 할로젠 원자, 사이아노기로부터 선택되는 기이고, R101∼R108 모두가 수소 원자이거나, R101과 R108 중 한쪽, R104와 R105 중 한쪽, R101과 R105의 양쪽, R108과 R104의 양쪽이 환형성 원자수 5∼50의 단환기(바람직하게는 페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기), 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50의 알킬기(바람직하게는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기, t-뷰틸기), 및 치환 실릴기(바람직하게는 트라이메틸실릴기)로부터 선택되는 기인 것이 바람직하고, R101∼R108 모두가 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
식(5)에 있어서의 단환기란, 축합환 구조를 가지지 않는 환 구조만으로 구성되는 기이다.
환형성 원자수 5∼50의 단환기의 구체예로서는, 페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기, 쿼터페닐릴기 등의 방향족기와, 피리딜기, 피라질기, 피리미딜기, 트라이아진일기, 퓨릴기, 싸이엔일기 등의 헤테로환기가 바람직하다.
상기 단환기로서는, 그 중에서도 페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기가 바람직하다.
식(5)에 있어서의 축합환기란, 2환 이상의 환 구조가 축환한 기이다.
상기 환형성 원자수 8∼50의 축합환기로서 구체적으로는, 나프틸기, 페난트릴기, 안트릴기, 크라이센일기, 벤즈안트릴기, 벤조페난트릴기, 트라이페닐렌일기, 벤조크라이센일기, 인덴일기, 플루오렌일기, 9,9-다이메틸플루오렌일기, 벤조플루오렌일기, 다이벤조플루오렌일기, 플루오란텐일기, 벤조플루오란텐일기 등의 축합 방향족환기나, 벤조퓨란일기, 벤조싸이오펜일기, 인돌릴기, 다이벤조퓨란일기, 다이벤조싸이오펜일기, 카바졸릴기, 퀴놀릴기, 페난트롤린일기 등의 축합 헤테로환기가 바람직하다.
상기 축합환기로서는, 그 중에서도 나프틸기, 페난트릴기, 안트릴기, 9,9-다이메틸플루오렌일기, 플루오란텐일기, 벤즈안트릴기, 다이벤조싸이오펜일기, 다이벤조퓨란일기, 카바졸릴기가 바람직하다.
한편, Ar11 및 Ar12의 치환기는 전술의 단환기 또는 축합환기가 바람직하다.
식(5)에 있어서의, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 아르알킬기의 알킬 부위와 아릴 부위, 아릴옥시기, 치환 실릴기(알킬실릴기, 아릴실릴기)의 구체예는, 전술의 식(1)에 있어서의 R1 및 R2에 관해서 든 것과 마찬가지이고, 할로젠 원자로서는 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자 등을 들 수 있다.
식(5)에 있어서, R101∼R108 모두가 수소 원자이거나, R101과 R108 중 한쪽, R104와 R105 중 한쪽, R101과 R105의 양쪽, 또는 R108과 R104의 양쪽은, 환형성 원자수 5∼50의 단환기(바람직하게는 페닐기, 바이페닐릴기, 터페닐릴기), 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50의 알킬기(바람직하게는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기, t-뷰틸기), 및 치환 실릴기(바람직하게는 트라이메틸실릴기)로부터 선택되는 기인 것이 바람직하고, R101∼R108 모두가 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
식(5)로 표시되는 안트라센 유도체는 하기 안트라센 유도체(A), (B) 및 (C) 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 적용하는 유기 EL 소자의 구성이나 요구하는 특성에 따라 선택된다.
안트라센 유도체(A)
당해 안트라센 유도체는, 식(5)에 있어서의 Ar11 및 Ar12가 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 8∼50의 축합환기로 되어 있다. 당해 안트라센 유도체로서는, Ar11 및 Ar12는 동일해도 상이해도 된다.
식(5)에 있어서의 Ar11 및 Ar12가 상이한(안트라센환이 결합하는 위치의 차이를 포함함) 치환 또는 비치환된 축합환기인 안트라센 유도체가 특히 바람직하고, 축합환의 바람직한 구체예는 전술한 대로이다. 그 중에서도 나프틸기, 페난트릴기, 벤즈안트릴기, 9,9-다이메틸플루오렌일기, 다이벤조퓨란일기가 바람직하다.
안트라센 유도체(B)
당해 안트라센 유도체는, 식(5)에 있어서의 Ar11 및 Ar12 중 한쪽이 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 단환기이고, 다른 쪽이 또는 비치환된 환형성 원자수 8∼50의 축합환기로 되어 있다.
바람직한 형태로서, Ar12가 나프틸기, 페난트릴기, 벤즈안트릴기, 9,9-다이메틸플루오렌일기, 다이벤조퓨란일기이고, Ar11이 비치환 페닐기, 또는 단환기 또는 축합환기(예를 들면 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 9,9-다이메틸플루오렌일기, 다이벤조퓨란일기)로 치환된 페닐기이다.
바람직한 단환기, 축합환기의 구체적인 기는 전술한 대로이다.
다른 바람직한 형태로서, Ar12가 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 8∼50의 축합환기이고, Ar11이 비치환된 페닐기이다. 이 경우, 축합환기로서, 페난트릴기, 9,9-다이메틸플루오렌일기, 다이벤조퓨란일기, 벤즈안트릴기가 특히 바람직하다.
안트라센 유도체(C)
당해 안트라센 유도체는, 식(5)에 있어서의 Ar11 및 Ar12가 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 단환기로 되어 있다.
바람직한 형태로서, Ar11, Ar12 모두 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
더 바람직한 형태로서, Ar11이 비치환된 페닐기이고, Ar12가 단환기 또는 축합환기로 치환된 페닐기인 경우와, Ar11, Ar12가 각각 독립적으로 단환기 또는 축합환기로 치환된 페닐기인 경우가 있다.
상기 치환기로서의 바람직한 단환기, 축합환기의 구체예는 전술한 대로이다. 더 바람직하게는, 치환기로서의 단환기로서 페닐기, 바이페닐기, 축합환기로서 나프틸기, 페난트릴기, 9,9-다이메틸플루오렌일기, 다이벤조퓨란일기, 벤즈안트릴기이다.
식(5)로 표시되는 안트라센 유도체의 구체예로서는, 이하에 나타내는 것을 들 수 있다.
Figure pct00161
Figure pct00162
Figure pct00163
Figure pct00164
(전자 공여성 도펀트 재료)
본 발명의 유기 EL 소자는 음극과 발광 유닛의 계면 영역에 전자 공여성 도펀트 재료를 갖는 것도 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장수명화가 도모된다. 여기에서, 전자 공여성 도펀트 재료란, 일함수 3.8eV 이하의 금속을 함유하는 것을 말하고, 그 구체예로서는, 알칼리 금속, 알칼리 금속 착체, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 알칼리 토류 금속 착체, 알칼리 토류 금속 화합물, 희토류 금속, 희토류 금속 착체, 및 희토류 금속 화합물 등으로부터 선택된 적어도 1종류를 들 수 있다.
알칼리 금속으로서는, Na(일함수: 2.36eV), K(일함수: 2.28eV), Rb(일함수: 2.16eV), Cs(일함수: 1.95eV) 등을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하인 것이 특히 바람직하다. 알칼리 토류 금속으로서는, Ca(일함수: 2.9eV), Sr(일함수: 2.0eV∼2.5eV), Ba(일함수: 2.52eV) 등을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하인 것이 특히 바람직하다. 희토류 금속으로서는, Sc, Y, Ce, Tb, Yb 등을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하인 것이 특히 바람직하다.
알칼리 금속 화합물로서는, Li2O, Cs2O, K2O 등의 알칼리 산화물, LiF, NaF, CsF, KF 등의 알칼리 할로젠화물 등을 들 수 있고, LiF, Li2O, NaF가 바람직하다. 알칼리 토류 금속 화합물로서는, BaO, SrO, CaO 및 이들을 혼합한 BaxSr1-xO(0<x<1), BaxCa1-xO(0<x<1) 등을 들 수 있고, BaO, SrO, CaO가 바람직하다. 희토류 금속 화합물로서는, YbF3, ScF3, ScO3, Y2O3, Ce2O3, GdF3, TbF3 등을 들 수 있고, YbF3, ScF3, TbF3이 바람직하다.
알칼리 금속 착체, 알칼리 토류 금속 착체, 희토류 금속 착체로서는, 각각 금속 이온으로서 알칼리 금속 이온, 알칼리 토류 금속 이온, 희토류 금속 이온 중 적어도 하나를 함유하는 것이면 특별히 한정은 없다. 또한, 배위자에는 퀴놀린올, 벤조퀴놀린올, 아크리딘올, 페난트리딘올, 하이드록시페닐옥사졸, 하이드록시페닐싸이아졸, 하이드록시다이아릴옥사다이아졸, 하이드록시다이아릴싸이아다이아졸, 하이드록시페닐피리딘, 하이드록시페닐벤즈이미다졸, 하이드록시벤조트라이아졸, 하이드록시풀보레인, 바이피리딜, 페난트롤린, 프탈로사이아닌, 포르피린, 사이클로펜타다이엔, β-다이케톤류, 아조메틴류, 및 그들의 유도체 등을 들 수 있다.
전자 공여성 도펀트 재료의 첨가 형태로서는, 계면 영역에 층상 또는 섬상으로 형성하면 바람직하다. 형성 방법으로서는, 저항 가열 증착법에 의해 전자 공여성 도펀트 재료를 증착하면서, 계면 영역을 형성하는 유기 화합물(발광 재료나 전자 주입 재료)을 동시에 증착시키고, 유기 화합물에 전자 공여성 도펀트 재료를 분산시키는 방법이 바람직하다. 분산 농도는 몰비로 유기 화합물:전자 공여성 도펀트 재료=100:1∼1:100이다.
전자 공여성 도펀트 재료를 층상으로 형성하는 경우는, 계면의 유기층인 발광 재료나 전자 주입 재료를 층상으로 형성한 후에, 환원 도펀트 재료를 단독으로 저항 가열 증착법에 의해 증착하여, 바람직하게는 층의 두께 0.1nm∼15nm로 형성한다. 전자 공여성 도펀트 재료를 섬상으로 형성하는 경우는, 계면의 유기층인 발광 재료나 전자 주입 재료를 섬상으로 형성한 후에, 전자 공여성 도펀트 재료를 단독으로 저항 가열 증착법에 의해 증착하여, 섬의 두께 0.05nm∼1nm로 형성한다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서의, 주성분과 전자 공여성 도펀트 재료의 비율은, 몰비로 주성분:전자 공여성 도펀트 재료=5:1∼1:5이면 바람직하다.
(전자 수송층)
발광층과 음극 사이에 형성되는 유기층이고, 전자를 음극으로부터 발광층으로 수송하는 기능을 갖는다. 전자 수송층이 복수층으로 구성되는 경우, 음극에 가까운 유기층을 전자 주입층이라고 정의하는 경우가 있다. 전자 주입층은 음극으로부터 전자를 효율적으로 유기층 유닛에 주입하는 기능을 갖는다.
전자 수송층에 이용하는 전자 수송성 재료로서는, 분자 내에 헤테로원자를 1개 이상 함유하는 방향족 헤테로환 화합물이 바람직하게 이용되고, 특히 함질소환 유도체가 바람직하다. 또한, 함질소환 유도체로서는, 함질소 6원환 또는 5원환 골격을 갖는 방향족환, 또는 함질소 6원환 또는 5원환 골격을 갖는 축합 방향족환 화합물이 바람직하다.
이 함질소환 유도체로서는, 예를 들면, 하기 식(A)로 표시되는 함질소환 금속 킬레이트 착체가 바람직하다.
Figure pct00165
식(A)에 있어서의 R2∼R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로젠 원자, 옥시기, 아미노기, 탄소수 1∼40(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼6)의 탄화수소기, 탄소수 1∼40(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼6)의 알콕시기, 환형성 탄소수 6∼40(바람직하게는 6∼20, 보다 바람직하게는 6∼12)의 아릴옥시기, 탄소수 2∼40(바람직하게는 2∼20, 보다 바람직하게는 2∼10, 더 바람직하게는 2∼5)의 알콕시카보닐기 또는 환형성 원자수 9∼40(바람직하게는 9∼30, 보다 바람직하게는 9∼20)의 방향족 헤테로환기이고, 이들은 치환되어 있어도 된다.
M은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 또는 인듐(In)이고, In이면 바람직하다.
L은 하기 식(A') 또는 (A")로 표시되는 기이다.
Figure pct00166
상기 식(A') 중, R8∼R12는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼40(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼6)의 탄화수소기이고, 서로 인접하는 기가 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 또한, 상기 식(A") 중, R13∼R27은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼40(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더 바람직하게는 1∼6)의 탄화수소기이고, 서로 인접하는 기가 환상 구조를 형성하고 있어도 된다.
상기 식(A') 및 식(A")의 R8∼R12 및 R13∼R27이 나타내는 탄소수 1∼40의 탄화수소기로서는, 상기 식(A) 중의 R2∼R7의 구체예와 마찬가지의 것을 들 수 있다.
또한, R8∼R12 및 R13∼R27의 서로 인접하는 기가 환상 구조를 형성한 경우의 2가의 기로서는, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 다이페닐메테인-2, 2'-다이일기, 다이페닐에테인-3,3'-다이일기, 다이페닐프로페인-4,4'-다이일기 등을 들 수 있다.
전자 수송층에 이용되는 전자 전달성 화합물로서는, 8-하이드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체, 옥사다이아졸 유도체, 함질소 헤테로환 유도체가 적합하다.
이들 전자 전달성 화합물은 박막 형성성이 양호한 것이 바람직하게 이용된다. 그리고, 이들 전자 전달성 화합물의 구체예로서는, 하기의 것을 들 수 있다.
Figure pct00167
전자 전달성 화합물로서의 함질소 헤테로환 유도체로서는, 금속 착체가 아닌 함질소 화합물을 들 수 있다. 예를 들면, 이하의 식으로 표시되는 함질소 헤테로환기를 갖는 화합물을 바람직하게 들 수 있다.
Figure pct00168
(상기 식 중, R은 탄소수 6∼40의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기, 탄소수 3∼40의 방향족 헤테로환기 또는 축합 방향족 헤테로환기, 탄소수 1∼20의 알킬기, 또는 탄소수 1∼20의 알콕시기이고, n은 0∼5의 정수이며, n이 2 이상의 정수일 때, 복수의 R은 서로 동일 또는 상이해도 된다.)
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 수송층은 하기 식(60)∼(62)로 표시되는 함질소 헤테로환 유도체를 적어도 1종 포함하는 것이 특히 바람직하다.
Figure pct00169
(식 중, Z11, Z12 및 Z13은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 탄소 원자이다.
RA 및 RB는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 헤테로환기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 할로알킬기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 알콕시기이다.
n은 0∼5의 정수이며, n이 2 이상의 정수일 때, 복수의 RA는 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, 인접하는 2개의 RA끼리가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소환을 형성하고 있어도 된다.
Ar11은 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 헤테로환기이다.
Ar12는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20(바람직하게는 1∼10, 보다 바람직하게는 1∼6)의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 헤테로환기이다.
단, Ar11, Ar12 중 어느 한쪽은 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 10∼50(바람직하게는 10∼30, 보다 바람직하게는 10∼20, 더 바람직하게는 10∼14)의 축합 방향족 탄화수소환기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 9∼50(바람직하게는 9∼30, 보다 바람직하게는 9∼20, 더 바람직하게는 9∼14)의 축합 방향족 헤테로환기이다.
Ar13은 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 헤테로아릴렌기이다.
L11, L12 및 L13은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 9∼50(바람직하게는 9∼30, 보다 바람직하게는 9∼20, 더 바람직하게는 9∼14)의 2가의 축합 방향족 헤테로환기이다.)
상기 식(60)∼(62)로 표시되는 함질소 헤테로환 유도체의 구체예로서는, 이하에 나타내는 것을 들 수 있다.
Figure pct00170
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 수송층은 제 1 전자 수송층(양극측)과 제 2 전자 수송층(음극측)의 2층 구조로 해도 된다.
전자 수송층의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1nm∼100nm이다. 유기 EL 소자의 전자 수송층은 제 1 전자 수송층(양극측)과 제 2 전자 수송층(음극측)의 2층 구조인 경우, 제 1 전자 수송층의 막 두께는, 바람직하게는 5∼60nm, 보다 바람직하게는 10∼40nm이고, 제 2 전자 수송층의 막 두께는, 바람직하게는 1∼20nm, 보다 바람직하게는 1∼10nm이다.
또한, 전자 수송층에 인접해서 설치할 수 있는 전자 주입층의 구성 성분으로서, 함질소환 유도체 외에 무기 화합물로서, 절연체 또는 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 전자 주입층이 절연체나 반도체로 구성되어 있으면, 전류의 리크를 유효하게 방지하여, 전자 주입성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 절연체로서는, 알칼리 금속 칼코게나이드, 알칼리 토류 금속 칼코게나이드, 알칼리 금속의 할로젠화물 및 알칼리 토류 금속의 할로젠화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 전자 주입층이 이들 알칼리 금속 칼코게나이드 등으로 구성되어 있으면, 전자 주입성을 더 향상시킬 수 있다는 점에서 바람직하다. 구체적으로, 바람직한 알칼리 금속 칼코게나이드로서는, 예를 들면, Li2O, K2O, Na2S, Na2Se 및 Na2O를 들 수 있고, 바람직한 알칼리 토류 금속 칼코게나이드로서는, 예를 들면, CaO, BaO, SrO, BeO, BaS 및 CaSe를 들 수 있다. 또한, 바람직한 알칼리 금속의 할로젠화물로서는, 예를 들면, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl 및 NaCl 등을 들 수 있다. 또한, 바람직한 알칼리 토류 금속의 할로젠화물로서는, 예를 들면, CaF2, BaF2, SrF2, MgF2 및 BeF2 등의 불화물이나, 불화물 이외의 할로젠화물을 들 수 있다.
또한, 반도체로서는, Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Li, Na, Cd, Mg, Si, Ta, Sb 및 Zn 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 산화물, 질화물 또는 산화 질화물 등의 1종 단독 또는 2종 이상의 조합을 들 수 있다. 또한, 전자 주입층을 구성하는 무기 화합물이 미결정 또는 비정질의 절연성 박막인 것이 바람직하다. 전자 주입층이 이들 절연성 박막으로 구성되어 있으면, 보다 균질한 박막이 형성되기 때문에, 다크 스폿 등의 화소 결함을 감소시킬 수 있다. 한편, 이와 같은 무기 화합물로서는, 알칼리 금속 칼코게나이드, 알칼리 토류 금속 칼코게나이드, 알칼리 금속의 할로젠화물 및 알칼리 토류 금속의 할로젠화물 등을 들 수 있다.
이와 같은 절연체 또는 반도체를 사용하는 경우, 그 층의 바람직한 두께는 0.1nm∼15nm 정도이다. 또한, 본 발명에 있어서의 전자 주입층은 전술의 전자 공여성 도펀트 재료를 함유하고 있어도 바람직하다.
(정공 수송층)
발광층과 양극 사이에 형성되는 유기층이고, 정공을 양극으로부터 발광층으로 수송하는 기능을 갖는다. 정공 수송층이 복수층으로 구성되는 경우, 양극에 가까운 유기층을 정공 주입층이라고 정의하는 경우가 있다. 정공 주입층은 양극으로부터 정공을 효율적으로 유기층 유닛에 주입하는 기능을 갖는다.
정공 수송층을 형성할 수 있는 재료로서는, 방향족 아민 화합물, 예를 들면, 하기 식(I)로 표시되는 방향족 아민 유도체가 적합하게 이용된다.
Figure pct00171
상기 식(I)에 있어서, Ar1∼Ar4는 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 방향족 탄화수소기 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 축합 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 방향족 헤테로환기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 축합 방향족 헤테로환기, 또는 그들 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기와 방향족 헤테로환기 또는 축합 방향족 헤테로환기가 결합한 기를 나타낸다.
Ar1과 Ar2, Ar3과 Ar4로 환을 형성해도 된다.
또한, 상기 식(I)에 있어서, L은 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 방향족 탄화수소기 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 환형성 탄소수 6∼50(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼20, 더 바람직하게는 6∼12)의 축합 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 방향족 헤테로환기 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50(바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼20, 더 바람직하게는 5∼12)의 축합 방향족 헤테로환기를 나타낸다.
식(I)의 화합물의 구체예를 이하에 기재한다.
Figure pct00172
Figure pct00173
또한, 하기 식(II)의 방향족 아민도 정공 수송층의 형성에 적합하게 이용된다.
Figure pct00174
상기 식(II)에 있어서, Ar1∼Ar3의 정의는 상기 식(I)의 Ar1∼Ar4의 정의와 마찬가지이다. 이하에 식(II)의 화합물의 구체예를 기재하지만 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00175
Figure pct00176
본 발명의 유기 EL 소자의 정공 수송층은 제 1 정공 수송층(양극측)과 제 2 정공 수송층(음극측)의 2층 구조로 해도 된다.
정공 수송층의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 10∼200nm인 것이 바람직하다. 정공 수송층이 제 1 정공 수송층(양극측)과 제 2 정공 수송층(음극측)의 2층 구조인 경우, 제 1 정공 수송층의 막 두께는, 바람직하게는 50∼150nm, 보다 바람직하게는 50∼110nm이고, 제 2 정공 수송층의 막 두께는, 바람직하게는 5∼50nm, 보다 바람직하게는 5∼30nm이다.
본 발명의 유기 EL 소자에서는, 정공 수송층 또는 제 1 정공 수송층의 양극 측에 억셉터 재료를 함유하는 층을 접합해도 된다. 이에 의해 구동 전압의 저하 및 제조 비용의 저감이 기대된다.
상기 억셉터 재료로서는 하기 식으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00177
억셉터 재료를 함유하는 층의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5∼20nm인 것이 바람직하다.
-n/p 도핑-
전술의 정공 수송층이나 전자 수송층에 있어서는, 일본 특허 제3695714호 명세서에 기재되어 있는 바와 같이, 도너성 재료의 도핑(n)이나 억셉터성 재료의 도핑(p)에 의해, 캐리어 주입능을 조정할 수 있다.
n 도핑의 대표예로서는, 전자 수송 재료에 Li나 Cs 등의 금속을 도핑하는 방법을 들 수 있고, p 도핑의 대표예로서는, 정공 수송 재료에 F4TCNQ 등의 억셉터 재료를 도핑하는 방법을 들 수 있다.
(스페이스층)
상기 스페이스층이란, 예를 들면, 형광 발광층과 인광 발광층을 적층하는 경우에, 인광 발광층에서 생성되는 여기자를 형광 발광층에 확산시키지 않거나, 또는 캐리어 밸런스를 조정할 목적으로, 형광 발광층과 인광 발광층 사이에 설치되는 층이다. 또한, 스페이스층은 복수의 인광 발광층 사이에 설치할 수도 있다.
스페이스층은 발광층 사이에 설치되기 때문에, 전자 수송성과 정공 수송성을 겸비하는 재료인 것이 바람직하다. 또한, 인접하는 인광 발광층 내의 삼중항 에너지의 확산을 막기 위해, 삼중항 에너지가 2.6eV 이상인 것이 바람직하다. 스페이스층에 이용되는 재료로서는, 전술의 정공 수송층에 이용되는 것과 마찬가지의 것을 들 수 있다.
(장벽층)
본 발명의 유기 EL 소자는, 발광층에 인접하는 부분에, 전자 장벽층, 정공 장벽층, 트리플렛 장벽층과 같은 장벽층을 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 전자 장벽층이란, 발광층으로부터 정공 수송층으로 전자가 새는 것을 막는 층이고, 발광층과 정공 수송층 사이에 설치되는 층이다. 또한, 정공 장벽층이란, 발광층으로부터 전자 수송층으로 정공이 새는 것을 막는 층이고, 발광층과 전자 수송층 사이에 설치되는 층이다.
트리플렛 장벽층은, 후술하는 바와 같이, 발광층에서 생성되는 삼중항 여기자가 주변의 층으로 확산되는 것을 방지하여, 삼중항 여기자를 발광층 내에 가두는 것에 의해 삼중항 여기자의 발광 도펀트 재료 이외의 전자 수송층의 분자 상에서의 에너지 실활을 억제하는 기능을 갖는다.
전자 주입층은, 전계 강도 0.04∼0.5MV/cm의 범위에 있어서, 10-6cm2/Vs 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해 음극으로부터의 전자 수송층으로의 전자 주입이 촉진되고, 나아가서는 인접하는 장벽층, 발광층으로의 전자 주입도 촉진하여, 보다 저전압에서의 구동을 가능하게 하기 위함이다.
[전자 기기]
본 발명의 화합물을 이용하여 얻어지는 유기 EL 소자는 발광 효율이 더 개선되어 있다. 이 때문에, 유기 EL 패널 모듈 등의 표시 부품; 텔레비전, 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치; 조명, 차량용 등구의 발광 장치 등의 전자 기기에 사용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.
합성 실시예 1(방향족 헤테로환 유도체(E1)의 제조)
(1) 중간체 1의 합성
아르곤 분위기하, 1-브로모나프탈렌 110.5g(533.6mmol)을 테트라하이드로퓨란 용액 1L에 녹이고, 마그네슘 14.0g(576.0mmol)에 적하했다. 그 용액을 25℃에서 1시간 교반한 후, 1-나프트알데하이드 113.1g(724.2mmol)의 테트라하이드로퓨란 용액 100mL를 실온에서 적하해서 가하고, 20℃에서 1.5시간 교반했다. 반응 종료 후, 2N 염산 300mL를 가하여 30분 교반하고, 톨루엔 800mL로 추출했다. 유기층을 모으고, 농축하여 얻어진 고체를 에탄올로 세정하여, 백색 고체 91.3g을 얻었다. FD-MS 분석(전계 탈리 질량 분석)에 의해, 하기 중간체 1로 동정했다. 분자량 284.35에 대해, m/e=284였다. (수율 60%)
Figure pct00178
(2) 중간체 2의 합성
150℃로 가열한 인산 1.65L에 대해, 중간체 1 87.8g(308.8mmol)을 조금씩 가하고, 40시간 가열 교반했다. 반응 종료 후 실온까지 방랭하고, 반응액을 빙수 1L에 붓고, 톨루엔으로 추출했다. 유기층을 농축하여 얻어진 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 백색 고체 36.9g을 얻었다. FD-MS 분석에 의해, 하기 중간체 2로 동정했다. 분자량 266.34에 대해, m/e=266이었다. (수율 45%)
Figure pct00179
(3) 중간체 3의 합성
중간체 2 15.0g(56.3mmol)을 피리딘 1L에 녹이고, 벤질트라이메틸암모늄 하이드록사이드(Triton-B)(40% 메탄올 용액) 60mL를 실온에서 적하했다. 30시간 교반한 후, 빙랭하, 진한 염산에 천천히 붓고, 다이클로로메테인으로 추출했다. 유기층을 농축하고, 얻어진 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 갈색 고체 9.3g을 얻었다. FD-MS 분석에 의해, 하기 중간체 3으로 동정했다. 분자량 280.32에 대해, m/e=280이었다. (수율 59%)
Figure pct00180
(4) 중간체 4의 합성
아르곤 분위기하, 2-바이페닐마그네슘 브로마이드 0.5M 다이에틸 에터 용액 60.8mL(30.4mmol)를 -20℃로 냉각했다. 중간체 3 6.0g(21.4mmol)을 조금씩 가하고, 반응 용액을 서서히 실온까지 승온시켜, 실온에서 5시간 교반했다. 다시 5시간 가열 환류 교반했다. 반응 종료 후, 실온으로 냉각하고, 포화 염화 암모늄 수용액을 가하고, 아세트산 에틸로 추출했다. 유기층을 농축하고, 얻어진 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 백색 고체 6.5g을 얻었다. FD-MS 분석에 의해, 하기 중간체 4로 동정했다. 분자량 434.53에 대해, m/e=434였다. (수율 58%)
Figure pct00181
(5) 중간체 5의 합성
중간체 4 5.0g(11.5mmol)에 아세트산 500mL를 가하고, 140℃에서 가열 교반하면서, 진한 염산 10mL를 적하해서 가하고, 140℃에서 8시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 실온까지 방랭하고, 석출된 고체를 여과 채취했다. 얻어진 고체를 에탄올로 세정하여, 백색 고체 2.8g을 얻었다. FD-MS 분석에 의해, 하기 중간체 5로 동정했다. 분자량 416.51에 대해, m/e=416이었다. (수율 58%)
Figure pct00182
(6) 중간체 6의 합성
아르곤 분위기하, 중간체 5 2.8g(6.7mmol)을 다이클로로메테인(22mL)에 용해시키고, 빙랭하, 브로민 0.90g(5.6mmol)의 다이클로로메테인(18mL) 용액을 적하하고, 하룻밤 동안 반응을 행했다. 얻어진 반응 혼합물에 중조수를 가하고, 다이클로로메테인으로 추출을 행하고 감압하에서 용매를 증류 제거했다. 얻어진 잔사를 재결정으로 정제하여, 백색 고체 1.33g을 얻었다. FD-MS 분석에 의해, 하기 중간체 6으로 동정했다. 분자량 495.41에 대해, m/e=495였다. (수율 40%)
Figure pct00183
(7) 중간체 7의 합성
아르곤 분위기하, 중간체 6 0.99g(2.0mmol)에 무수 THF 20밀리리터를 가하고, -40℃에서 교반 중에, 1.6M 농도의 n-뷰틸리튬의 헥세인 용액 3.2mL(2.0mmol)를 가했다. 반응 용액을 0℃까지 가온하면서 1시간 교반했다. 반응 용액을 다시 -78℃까지 냉각하고, 붕산 트라이메틸 0.52g(5.0mmol)의 건조 THF의 5mL 용액을 적하했다. 반응 용액을 실온에서 5시간 교반했다. 1N 염산 20밀리리터를 가하고, 1시간 교반 후, 수층을 제거했다.
유기층을 황산마그네슘으로 건조시키고, 용매를 감압 증류 제거했다. 얻어진 고체를 톨루엔으로 세정하여, 백색 고체 0.66g을 얻었다. (수율 72%)
Figure pct00184
(8) 방향족 헤테로환 유도체(E1)의 제조
아르곤 분위기하, 중간체 7 0.66g(1.4mmol), 2-클로로-4,6-다이페닐트라이아진 0.40g(1.5mmol), Pd[PPh3]4(테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐) 0.033g(0.029mmol)에 톨루엔 5mL, 다이메톡시에테인 5mL, 2M Na2CO3 수용액 5mL(10.0mmol)를 가하고, 10시간 가열 환류 교반했다.
반응 종료 후, 실온으로 냉각하고, 시료를 분액 깔때기로 옮겨 다이클로로메테인으로 추출했다. 유기층을 MgSO4로 건조 후, 여과, 농축했다. 농축 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 0.66g의 백색 고체를 얻었다. FD-MS 분석(전계 탈리 질량 분석)에 의해, 하기 방향족 헤테로환 유도체(E1)로 동정했다. 분자량 647.76에 대해, m/e=647이었다. (수율 71%)
Figure pct00185
합성 실시예 2(방향족 아민 유도체(B1)의 제조)
(1) 중간체 8의 합성
아르곤 분위기하, 중간체 5 2.8g(6.7mmol)을 다이클로로메테인(22mL)에 용해시키고, 빙랭하, 브로민 1.8g(11.2mmol)의 다이클로로메테인(36mL) 용액을 적하하고, 하룻밤 동안 반응을 행했다. 얻어진 반응 혼합물에 중조수를 가하고, 다이클로로메테인으로 추출을 행하고 감압하에서 용매를 증류 제거했다. 얻어진 잔사를 재결정으로 정제하여, 백색 고체 1.1g을 얻었다. FD-MS 분석에 의해, 하기 중간체 8로 동정했다. 분자량 574.30에 대해, m/e=574였다. (수율 29%)
Figure pct00186
(2) 방향족 아민 유도체(B1)의 제조
아르곤 분위기하, 비스(4-tert-뷰틸페닐)아민 1.1g(4.0mmol), 중간체 8 1.1g(2.0mmol), Pd2(dba)3 0.028g(0.03mmol), P(tBu)3HBF4 0.017g(0.06mmol), t-뷰톡시나트륨 0.38g(4.0mmol)에, 무수 자일렌 10ml를 가하고 8시간 가열 환류했다.
반응 종료 후, 반응액을 50℃로 냉각하고, 셀라이트/실리카 겔을 통과시켜 여과를 행하고, 여과액을 농축했다. 얻어진 농축 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 백색 고체를 얻었다. 조(粗)생성물을 톨루엔으로 재결정하여, 1.3g의 백색 결정을 얻었다. FD-MS의 분석에 의해, 하기 방향족 아민 유도체(B1) 로 동정했다. 분자량 975.35에 대해, m/e=975였다. (수율 65%)
Figure pct00187
실시예 1
25mm×75mm×두께 1.1mm의 ITO 투명 전극 부착 유리 기판(지오마틱주식회사제)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 상기 투명 전극을 덮도록 해서 하기 전자 수용성(억셉터) 화합물 HI를 증착하여, 막 두께 5nm의 화합물 HI막을 성막했다.
이 화합물 HI막 상에, 제 1 정공 수송 재료로서 하기 방향족 아민 유도체(화합물 HT-1)를 증착하여, 막 두께 100nm의 제 1 정공 수송층을 성막했다.
제 1 정공 수송층의 성막에 이어서, 제 2 정공 수송 재료로서 하기 방향족 아민 유도체(화합물 HT-2)를 증착하여, 막 두께 5nm의 제 2 정공 수송층을 성막했다.
추가로, 이 제 2 정공 수송층 상에, 호스트 재료로서 하기 화합물 BH와 형광 발광 도펀트 재료로서의 하기 화합물 BD를 공증착하여, 막 두께 15nm의 발광층을 성막했다. 발광층 내에 있어서의 화합물 BD의 농도는 3.0질량%였다. 이 공증착막은 발광층으로서 기능한다.
그리고, 이 발광층 성막에 이어서 상기 화합물 E1을 막 두께 5nm로 성막했다. 이 화합물 E1막은 제 1 전자 수송층으로서 기능한다.
이 제 1 전자 수송층 상에, 하기 화합물 ET-2와 하기 화합물 Liq를 공증착하여, 막 두께 25nm의 제 2 전자 수송층을 성막했다. 제 2 전자 수송층 내에 있어서의 화합물 Liq의 농도는 50질량%였다.
다음으로, 화합물 Liq를 전자 주입성 전극(음극)으로서 성막 속도 0.1옹스트롬/min으로 막 두께를 1nm로 했다. 이 Liq막 상에 금속 Al을 증착시켜, 금속 음극을 막 두께 80nm로 형성했다.
실시예 1의 유기 EL 소자는 하기 층 구성을 갖고 있다.
ITO(130nm)/HI(5nm)/HT-1(100nm)/HT-2(5nm)/BH:BD(15nm: 3질량%)/E1(5nm)/ET-2:Liq(25nm: 50질량%)/Liq(1nm)/Al(80nm)
Figure pct00188
<소자 성능의 평가>
얻어진 유기 EL 소자에 대하여, 하기 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(1) 구동 전압(V)
전류 밀도가 10mA/cm2가 되도록 ITO 투명 전극과 금속 Al 음극 사이에 통전했을 때의 전압(단위: V)을 계측했다.
(2) 외부 양자 효율(EQE; ％)
전류 밀도가 10mA/cm2가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 「CS-1000」(제품명, 코니카미놀타사제)으로 계측했다.
얻어진 상기 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 램버시안 방사를 행했다고 가정하고, 외부 양자 효율(EQE)(단위: ％)을 산출했다.
비교예 1∼2
화합물 1 대신에, 표 1에 기재된 비교 화합물 1, 2를 이용하여 제 1 전자 수송층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작하고, 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00189
Figure pct00190
비교 화합물 1 또는 2를 전자 수송층에 이용한 유기 EL 소자는 종래 기술 중에서도 저전압이고 또한 고효율이지만, E1을 전자 수송층에 이용한 유기 EL 소자는 더 저전압이고 또한 고효율이다.
실시예 2
25mm×75mm×두께 1.1mm의 ITO 투명 전극 부착 유리 기판(지오마틱주식회사제)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 상기 투명 전극을 덮도록 해서 상기 전자 수용성(억셉터) 화합물 HI를 증착하여, 막 두께 5nm의 화합물 HI막을 성막했다.
이 화합물 HI막 상에, 제 1 정공 수송 재료로서 하기 방향족 아민 유도체(화합물 HT-3)를 증착하여, 막 두께 100nm의 제 1 정공 수송층을 성막했다.
제 1 정공 수송층의 성막에 이어서, 제 2 정공 수송 재료로서 상기 방향족 아민 유도체(화합물 HT-2)를 증착하여, 막 두께 5nm의 제 2 정공 수송층을 성막했다.
추가로, 이 제 2 정공 수송층 상에, 호스트 재료로서 상기 화합물 BH와 형광 발광 도펀트 재료로서의 상기 화합물 B1을 공증착하여, 막 두께 25nm의 발광층을 성막했다. 발광층 내에 있어서의 화합물 B1의 농도는 4.0질량%였다. 이 공증착막은 발광층으로서 기능한다.
그리고, 이 발광층 성막에 이어서 하기 화합물 ET-3을 막 두께 10nm로 성막했다. 이 화합물 ET-3막은 제 1 전자 수송층으로서 기능한다.
이 제 1 전자 수송층 상에, 하기 화합물 ET-4를 증착하여, 막 두께 15nm의 제 2 전자 수송층을 성막했다.
다음으로, 화합물 LiF를 전자 주입성 전극(음극)으로서 성막 속도 0.1옹스트롬/min으로 막 두께를 1nm로 했다. 이 LiF막 상에 금속 Al을 증착시켜, 금속 음극을 막 두께 80nm로 형성했다.
실시예 2의 유기 EL 소자는 하기 층 구성을 갖고 있다.
ITO(130nm)/HI(5nm)/HT-3(100nm)/HT-2(5nm)/BH:B1(25nm: 4질량%)/ET-3(10nm)/ET-4(15nm)/LiF(1nm)/Al(80nm)
Figure pct00191
<소자 성능의 평가>
얻어진 유기 EL 소자에 대하여, 하기 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(1) 외부 양자 효율(EQE; ％)
전류 밀도가 10mA/cm2가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 「CS-1000」(제품명, 코니카미놀타사제)으로 계측했다.
얻어진 상기 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 램버시안 방사를 행했다고 가정하고, 외부 양자 효율(EQE)(단위: ％)을 산출했다.
(2) 수명(LT95)
초기 전류 밀도를 50mA/cm2로 설정하여 직류의 연속 통전 시험을 행하고, 시험 개시 시의 휘도에 대해서, 휘도가 95%까지 감소하는 시간을 측정하여, 그 측정 시간을 수명(LT95)으로 했다.
비교예 3
도펀트 재료를 화합물 B1 대신에 비교 화합물 3을 이용하여 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작하고, 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00192
Figure pct00193
도펀트로서 화합물 B1을 이용한 유기 EL 소자는 비교 화합물 3을 이용한 소자보다 고효율이고 또한 장수명이다.
1: 유기 전기발광 소자
2: 기판
3: 양극
4: 음극
5: 발광층
6: 정공 주입층/정공 수송층
7: 전자 주입층/전자 수송층
10: 발광 유닛

Claims (23)

  1. 하기 식(1)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00194

    [식(1)에 있어서, A 및 B는 각각 치환 또는 비치환된 나프탈렌환, 또는 치환 또는 비치환된 페난트렌환을 나타낸다. 해당 나프탈렌환, 또는 페난트렌환 상의 치환기는 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기, 또는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
    A 및 B가 나타내는 나프탈렌환 및 페난트렌환 상의 치환기가 복수 있는 경우, 해당 치환기는 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 5∼30의 헤테로아릴기, 또는 -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기이다.
    R1, R2를 복수 갖는 경우, 해당 복수의 R1, R2는 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, R1, R2끼리가 각각 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
    Z는 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴렌기, 또는 이들이 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 연결기를 나타낸다.
    Z가 복수 존재하는 경우에는, 각각이 동일해도 상이해도 된다.
    Ra는 -N(R104)(R105)로 표시되는 기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
    Ra가 복수 존재하는 경우에는, 각각이 동일해도 상이해도 된다.
    R101∼R105는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기를 나타낸다.
    단, A 및 B 상의 치환기 중 적어도 1개는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
    또한, -Z-Ra가 복수 존재할 때, 각각의 -Z-Ra는 동일해도 상이해도 된다.
    n1 및 n2는 각각 0∼4의 정수이다.]
  2. 제 1 항에 있어서,
    하기 식(2-1)∼(2-10) 중 어느 하나로 표시되는 화합물.
    Figure pct00195

    [식(2-1)∼(2-10)에 있어서, R1, R2, n1, n2는 상기 식(1)과 동일하다.
    R11∼R16, R21∼R26, R31∼R38, R41∼R48은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기, 또는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
    R101∼R103, Z 및 Ra는 상기와 동일하다.
    단, 상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 및 R21∼R26 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이고, 식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 및 R31∼R38 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이고, 식(2-10)에 있어서, R41∼R48 및 R31∼R38 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
    R1, R2를 복수 갖는 경우, 해당 복수의 R1, R2는 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, R1, R2끼리가 각각 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
    R11∼R16, R21∼R26, R31∼R38, R41∼R48 중 인접하는 것은 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.]
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하기 식(2-1)∼(2-6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물.
    Figure pct00196

    [식(2-1)∼(2-6)에 있어서, R1, R2, n1, n2는 상기 식(1)과 동일하다.
    R11∼R16, R21∼R26은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기, 또는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
    R101∼R103, Z 및 Ra는 상기와 동일하다.
    단, 상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 및 R21∼R26 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
    R1, R2를 복수 갖는 경우, 해당 복수의 R1, R2는 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, R1, R2끼리가 각각 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
    R11∼R16, R21∼R26 중 인접하는 것은 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.]
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하기 식(2-7)∼(2-10) 중 어느 하나로 표시되는 화합물.
    Figure pct00197

    [식(2-7)∼(2-10)에 있어서, R1, R2, n1, n2는 상기 식(1)과 동일하다.
    R11∼R16, R31∼R38, R41∼R48은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 플루오로알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, -Si(R101)(R102)(R103)으로 표시되는 기, 또는 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
    R101∼R103, Z 및 Ra는 상기와 동일하다.
    단, 상기 식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 및 R31∼R38 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이고, 식(2-10)에 있어서, R41∼R48 및 R31∼R38 중 적어도 1개가 -Z-Ra로 표시되는 기이다.
    R1, R2를 복수 갖는 경우, 해당 복수의 R1, R2는 서로 동일해도 상이해도 된다. 또한, R1, R2끼리가 각각 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
    R11∼R16, R31∼R38, R41∼R48 중 인접하는 것은 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.]
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 -Z-Ra로 표시되는 기가 하기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기인 화합물.
    Figure pct00198

    (식(a)∼(c)에 있어서, Z1∼Z3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴렌기 또는 해당 아릴렌기 및 해당 헤테로아릴렌기가 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 연결기를 나타낸다.
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴렌기, 또는 해당 아릴렌기 및 해당 헤테로아릴렌기가 2∼4개 연결되어 구성되는 2가의 연결기를 나타낸다.
    Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
    HAr은 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
    Ar1은 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 14∼30의 아릴기를 나타낸다.)
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 식(b) 중의 -HAr이 하기의 군으로부터 선택되는 기 중 어느 하나인 화합물.
    Figure pct00199

    (Rc는 각각 독립적으로 불소 원자, 사이아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 갖는 치환 또는 비치환된 탄소수 7∼30의 아르알킬기, 아미노기, 탄소수 1∼20의 알킬기를 갖는 모노 또는 다이알킬아미노기, 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 갖는 모노 또는 다이아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴싸이오기, 탄소수 1∼20의 알킬기 및 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기로부터 선택되는 기를 갖는 모노, 다이 또는 트라이치환 실릴기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 할로젠 원자, 사이아노기 또는 나이트로기를 나타낸다.
    각 기에 있어서 Rc가 복수 존재하는 경우에는, 각각이 동일해도 상이해도 된다.
    Rd는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기를 나타낸다.
    p1은 각각 독립적으로 0∼4의 정수, p2는 각각 독립적으로 0∼3의 정수, p3은 0∼2의 정수, p4는 0∼7의 정수, p5는 0∼5의 정수이다.)
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이거나, 또는 R21∼R26 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기인 화합물.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이거나, 또는 R31∼R38 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기인 화합물.
  9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    식(2-10)에 있어서, R41∼R48 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이거나, 또는 R31∼R38 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기인 화합물.
  10. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3), 식(2-4), 식(2-5), 식(2-6)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이고, 또한 R21∼R26 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기인 화합물.
  11. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    식(2-7), 식(2-8), 식(2-9)에 있어서, R11∼R16 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이고, 또한 R31∼R38 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기인 화합물.
  12. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    식(2-10)에 있어서, R41∼R48 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기이고, 또한 R31∼R38 중 1개가 상기 식(a)∼(c) 중 어느 하나로 표시되는 기인 화합물.
  13. 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Z1이 단일결합인 화합물.
  14. 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar2 및 Ar3이 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 화합물.
  15. 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    L1 및 L2가 모두 단일결합이고, Ar2 및 Ar3이 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 플루오렌일기, 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨란일기 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조싸이오펜일기인 화합물.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자용 재료.
  17. 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서, 해당 유기 박막층의 적어도 1층이 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 발광층이 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 적어도 1층이 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물과 하기 식(5)로 표시되는 안트라센 유도체를 함유하는 유기 전기발광 소자.
    Figure pct00200

    (식(5)에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 단환기, 또는 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 8∼50의 축합환기이고, R101∼R108은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 5∼50의 단환기, 치환 또는 비치환된 환형성 원자수 8∼50의 축합환기, 상기 단환기와 상기 축합환기의 조합으로 구성되는 기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50의 알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 3∼50의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1∼50의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7∼50의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 환형성 탄소수 6∼50의 아릴옥시, 치환 또는 비치환된 실릴기, 할로젠 원자, 사이아노기로부터 선택되는 기이다.)
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 해당 유기 박막층이 전자 수송층을 함유하고, 해당 전자 수송층이 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 해당 유기 박막층이 정공 수송층을 함유하고, 해당 정공 수송층이 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 해당 유기 박막층이 전자 수송층을 함유하고, 해당 전자 수송층과 발광층 사이에 장벽층을 추가로 갖고, 해당 장벽층이 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
  23. 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전기발광 소자를 구비한 전자 기기.
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