KR20200123105A - 신규 화합물 및 그것을 이용한 유기 일렉트로루미네센스 소자 - Google Patents

신규 화합물 및 그것을 이용한 유기 일렉트로루미네센스 소자 Download PDF

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KR20200123105A
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요시나오 시라사키
테츠야 마스다
타쿠시 시오미
마사토시 사이토
케이 요시다
마사토 나카무라
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

하기 식 (1)로 표시되는 화합물(X1은 O 또는 S이고, Y1, Y2 및 Y3 중 2개 이상은 N이다. 단, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4의 어느 한쪽 또는 양쪽이, p-터페닐-3-일기인 경우를 제외한다.).
Figure pct00250

Description

신규 화합물 및 그것을 이용한 유기 일렉트로루미네센스 소자
본 발명은 신규 화합물 및 그것을 이용한 유기 일렉트로루미네센스 소자에 관한 것이다.
유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있음)에 전압을 인가하면, 양극으로부터 정공이, 또한 음극으로부터 전자가, 각각 발광층에 주입된다. 그리고, 발광층에 있어서, 주입된 정공과 전자가 재결합하여 여기자가 형성된다.
특허문헌 1 및 2에는, 유기 EL 소자용 재료로서, 아진 고리와 디벤조티오펜 고리가, 연결기를 통해 또는 통하지 않고 결합한 화합물, 및 그것을 이용한 유기 EL 소자가 개시되어 있다.
특허문헌 1 : WO2007/069569 특허문헌 2 : WO2013/077352
본 발명의 목적은, 발광 효율이 높은 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공할 수 있는 신규 화합물, 및 그것을 이용한 발광 효율이 높은 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 이하의 신규 화합물, 유기 일렉트로루미네센스 소자용 전자 수송 재료, 유기 일렉트로루미네센스 및 전자 기기가 제공된다.
1. 하기 식 (1)로 표시되는 화합물.
Figure pct00001
(식 (1) 중,
X1은 O 또는 S이다.
Y1, Y2 및 Y3은 각각 독립적으로 CH 또는 N이다.
단, Y1, Y2 및 Y3 중 2개 이상은 N이다.
Ar1 및 Ar3은, 각각 독립적으로,
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 페닐렌기,
치환 혹은 무치환의 나프틸렌기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴렌기이다.
Ar2 및 Ar4는, 각각 독립적으로,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴기이다.
Ar1과 Ar2 및 Ar3과 Ar4는, 각각 독립적으로, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 6원환만으로 구성되는 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.
단, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4의 어느 한쪽 또는 양쪽이 하기 기인 경우를 제외한다.
Figure pct00002
)
2. 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자용 전자 수송 재료.
3. 양극, 유기층, 및 음극을 이 순서로 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자로서,
상기 유기층이, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는
유기 일렉트로루미네센스 소자.
4. 양극, 발광층, 전자 수송 대역, 및 음극을 이 순서로 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자로서,
상기 전자 수송 대역이, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는
유기 일렉트로루미네센스 소자.
5. 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 전자 기기.
본 발명에 의하면, 발광 효율이 높은 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공할 수 있는 신규 화합물, 및 그것을 이용한 발광 효율이 높은 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 관한 유기 EL 소자의 모식도이다.
[정의]
본 명세서에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한, 수소 원자는, 중성자수가 상이한 동위체, 즉, 경수소(protium), 중수소(deuterium), 삼중수소(tritium)를 포함한다.
본 명세서에서 고리 형성 탄소수란, 원자가 고리형으로 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 의해 치환되는 경우, 치환기에 포함되는 탄소는 고리 형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 탄소수」에 관해서는, 특별히 기재하지 않는 한 동일하다. 예컨대, 벤젠 고리는 고리 형성 탄소수가 6이고, 나프탈렌 고리는 고리 형성 탄소수가 10이고, 피리딘 고리는 고리 형성 탄소수 5이고, 푸란 고리는 고리 형성 탄소수 4이다. 또한 예컨대, 9,9-디페닐플루오레닐기의 고리 형성 탄소수는 13이고, 9,9'-스피로비플루오레닐기의 고리 형성 탄소수는 25이다.
또한, 벤젠 고리나 나프탈렌 고리에 치환기로서 예컨대 알킬기가 치환하고 있는 경우, 당해 알킬기의 탄소수는, 고리 형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다.
본 명세서에서 고리 형성 원자수란, 원자가 고리형으로 결합한 구조(예컨대 단환, 축합환, 고리 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 원자(예컨대 고리를 구성하는 원자의 결합손을 종단하는 수소 원자)나, 당해 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 고리 형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 원자수」에 관해서는, 특별히 기재하지 않는 한 동일하다. 예컨대, 피리딘 고리의 고리 형성 원자수는 6이고, 퀴나졸린 고리의 고리 형성 원자수는 10이고, 푸란 고리의 고리 형성 원자수는 5이다. 피리딘 고리나 퀴나졸린 고리의 탄소 원자에 각각 결합하고 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 관해서는, 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다.
본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의 탄소수 XX∼YY의 ZZ기」라는 표현에서의 「탄소수 XX∼YY」는, ZZ기가 무치환인 경우의 탄소수를 나타내는 것이며, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수는 포함시키지 않는다. 여기서, 「YY」는 「XX」보다 크고, 「XX」와 「YY」는 각각 1 이상의 정수를 의미한다.
본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의 원자수 XX∼YY의 ZZ기」라는 표현에서의 「원자수 XX∼YY」는, ZZ기가 무치환인 경우의 원자수를 나타내는 것이며, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수는 포함시키지 않는다. 여기서, 「YY」는 「XX」보다 크고, 「XX」와 「YY」는 각각 1 이상의 정수를 의미한다.
「치환 혹은 무치환의 ZZ기」라는 경우의 「무치환」이란, ZZ기가 치환기로 치환되어 있지 않고, 수소 원자가 결합하고 있는 것을 의미한다. 혹은, 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」라는 경우의 「치환」이란, ZZ기에서의 하나 이상의 수소 원자가, 치환기와 치환되어 있는 것을 의미한다. 「AA기로 치환된 BB기」라는 경우의 「치환」도 마찬가지로, BB기에서의 하나 이상의 수소 원자가 AA기와 치환되어 있는 것을 의미한다.
이하, 본 명세서에 기재된 치환기에 관해 설명한다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 아릴기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 6∼50이며, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼18이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 복소환기」의 고리 형성 원자수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 5∼50이며, 바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼18이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 알킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼6이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 알케닐기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 2∼50이며, 바람직하게는 2∼20, 보다 바람직하게는 2∼6이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 알키닐기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 2∼50이며, 바람직하게는 2∼20, 보다 바람직하게는 2∼6이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 시클로알킬기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 3∼50이며, 바람직하게는 3∼20, 보다 바람직하게는 3∼6이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 아릴렌기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 6∼50이며, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼18이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 2가의 복소환기」의 고리 형성 원자수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 5∼50이며, 바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼18이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 알킬렌기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼6이다.
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」의 구체예(구체예군 G1)로서는, 이하의 무치환의 아릴기 및 치환의 아릴기 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 아릴기란 「치환 혹은 무치환의 아릴기」가 「무치환의 아릴기」인 경우를 가리키고, 치환의 아릴기란 「치환 혹은 무치환의 아릴기」가 「치환의 아릴기」인 경우를 가리킨다.) 이하, 단순히 「아릴기」라고 하는 경우는, 「무치환의 아릴기」와 「치환의 아릴기」를 모두 포함한다.
「치환의 아릴기」는 「무치환의 아릴기」가 치환기를 갖는 경우이며, 하기의 「무치환의 아릴기」가 치환기를 갖는 기나, 치환의 아릴기의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 아릴기」의 예나 「치환의 아릴기」의 예는 일례에 불과하고, 본 명세서에 기재된 「치환의 아릴기」에는, 「무치환의 아릴기」가 치환기를 갖는 기 등이 치환기를 더 갖는 기나, 「치환의 아릴기」가 치환기를 더 갖는 기도 포함된다.
무치환의 아릴기:
페닐기,
p-비페닐기,
m-비페닐기,
o-비페닐기,
p-터페닐-4-일기,
p-터페닐-3-일기,
p-터페닐-2-일기,
m-터페닐-4-일기,
m-터페닐-3-일기,
m-터페닐-2-일기,
o-터페닐-4-일기,
o-터페닐-3-일기,
o-터페닐-2-일기,
1-나프틸기,
2-나프틸기,
안트릴기,
벤조안트릴기,
페난트릴기,
벤조페난트릴기,
페날레닐기,
피레닐기,
크리세닐기,
벤조크리세닐기,
트리페닐레닐기,
벤조트리페닐레닐기,
테트라세닐기,
펜타세닐기,
플루오레닐기,
9,9'-스피로비플루오레닐기,
벤조플루오레닐기,
디벤조플루오레닐기,
플루오란테닐기,
벤조플루오란테닐기,
페릴레닐기
치환의 아릴기:
o-톨릴기,
m-톨릴기,
p-톨릴기,
파라-크실릴기,
메타-크실릴기,
오르토-크실릴기,
파라-이소프로필페닐기,
메타-이소프로필페닐기,
오르토-이소프로필페닐기,
파라-t-부틸페닐기,
메타-t-부틸페닐기,
오르토-t-부틸페닐기,
3,4,5-트리메틸페닐기,
9,9-디메틸플루오레닐기,
9,9-디페닐플루오레닐기
9,9-디(4-메틸페닐)플루오레닐기,
9,9-디(4-이소프로필페닐)플루오레닐기,
9,9-디(4-t 부틸페닐)플루오레닐기,
시아노페닐기,
트리페닐실릴페닐기,
트리메틸실릴페닐기,
페닐나프틸기,
나프틸페닐기
본 명세서에 기재된 「복소환기」는, 고리 형성 원자에 헤테로 원자를 적어도 하나 포함하는 고리형의 기이다. 헤테로 원자의 구체예로서는, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자 및 붕소 원자를 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 「복소환기」는, 단환의 기여도 좋고 축합환의 기여도 좋다.
본 명세서에 기재된 「복소환기」는, 방향족 복소환기여도 좋고 지방족 복소환기여도 좋다.
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」의 구체예(구체예군 G2)로서는, 이하의 무치환의 복소환기 및 치환의 복소환기 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 복소환기란 「치환 혹은 무치환의 복소환기」가 「무치환의 복소환기」인 경우를 가리키고, 치환의 복소환기란 「치환 혹은 무치환의 복소환기」가 「치환의 복소환기」인 경우를 가리킨다.) 이하, 단순히 「복소환기」라고 하는 경우는, 「무치환의 복소환기」와 「치환의 복소환기」를 모두 포함한다.
「치환의 복소환기」는 「무치환의 복소환기」가 치환기를 갖는 경우이며, 하기의 「무치환의 복소환기」가 치환기를 갖는 기나, 치환의 복소환기의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 복소환기」의 예나 「치환의 복소환기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 복소환기」에는, 「무치환의 복소환기」가 치환기를 갖는 기 등이 치환기를 더 갖는 기나, 「치환의 복소환기」가 치환기를 더 갖는 기도 포함된다.
질소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기:
피롤릴기,
이미다졸릴기,
피라졸릴기,
트리아졸릴기,
테트라졸릴기,
옥사졸릴기,
이소옥사졸릴기,
옥사디아졸릴기,
티아졸릴기,
이소티아졸릴기,
티아디아졸릴기,
피리딜기,
피리다지닐기,
피리미디닐기,
피라지닐기,
트리아지닐기,
인돌릴기,
이소인돌릴기,
인돌리디닐기,
퀴놀리디닐기,
퀴놀릴기,
이소퀴놀릴기,
신놀릴기,
프탈라지닐기,
퀴나졸리닐기,
퀴녹살리닐기,
벤조이미다졸릴기,
인다졸릴기,
페난트롤리닐기,
페난트리디닐기,
아크리디닐기,
페나지닐기,
카르바졸릴기,
벤조카르바졸릴기,
모르폴리노기,
페녹사지닐기,
페노티아지닐기,
아자카르바졸릴기,
디아자카르바졸릴기
산소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기:
푸릴기,
옥사졸릴기,
이소옥사졸릴기,
옥사디아졸릴기,
크산테닐기,
벤조푸라닐기,
이소벤조푸라닐기,
디벤조푸라닐기,
나프토벤조푸라닐기,
벤조옥사졸릴기,
벤조이속사졸릴기,
페녹사지닐기,
모르폴리노기,
디나프토푸라닐기,
아자디벤조푸라닐기,
디아자디벤조푸라닐기,
아자나프토벤조푸라닐기,
디아자나프토벤조푸라닐기
황 원자를 포함하는 무치환의 복소환기:
티에닐기,
티아졸릴기,
이소티아졸릴기,
티아디아졸릴기,
벤조티오페닐기,
이소벤조티오페닐기,
디벤조티오페닐기,
나프토벤조티오페닐기,
벤조티아졸릴기,
벤조이소티아졸릴기,
페노티아지닐기,
디나프토티오페닐기,
아자디벤조티오페닐기,
디아자디벤조티오페닐기,
아자나프토벤조티오페닐기,
디아자나프토벤조티오페닐기
질소 원자를 포함하는 치환의 복소환기:
(9-페닐)카르바졸릴기,
(9-비페닐릴)카르바졸릴기,
(9-페닐)페닐카르바졸릴기,
(9-나프틸)카르바졸릴기,
디페닐카르바졸-9-일기,
페닐카르바졸-9-일기,
메틸벤조이미다졸릴기,
에틸벤조이미다졸릴기,
페닐트리아지닐기,
비페닐릴트리아지닐기,
디페닐트리아지닐기,
페닐퀴나졸리닐기,
비페닐릴퀴나졸리닐기
산소 원자를 포함하는 치환의 복소환기:
페닐디벤조푸라닐기,
메틸디벤조푸라닐기,
t-부틸디벤조푸라닐기,
스피로[9H-크산텐-9,9'-[9H]플루오렌]의 1가의 잔기
황 원자를 포함하는 치환의 복소환기:
페닐디벤조티오페닐기,
메틸디벤조티오페닐기,
t-부틸디벤조티오페닐기,
스피로[9H-티옥산텐-9,9'-[9H]플루오렌]의 1가의 잔기
질소 원자, 산소 원자 및 황 원자 중 적어도 하나를 포함하는 하기 무치환의 복소환으로 형성되는 1가의 기, 및 하기 무치환의 복소환으로 형성되는 1가의 기가 치환기를 갖는 기:
Figure pct00003
식 (XY-1)∼(XY-18)에 있어서, XA 및 YA는, 각각 독립적으로, 산소 원자, 황 원자, NH, CH2이다. 단, XA 및 YA 중 적어도 하나는 산소 원자, 황 원자 또는 NH이다.
상기 식 (XY-1)∼(XY-18)로 표시되는 복소환은, 임의의 위치에서 결합손을 갖고 1가의 복소환기가 된다.
상기 식 (XY-1)∼(XY-18)로 표시되는 무치환의 복소환으로 형성되는 1가의 기가 치환기를 갖는다는 것은, 이들 식 중의 골격의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있는 경우, 혹은, XA나 YA가 NH 혹은 CH2이며, 이들 NH 혹은 CH2에서의 수소 원자가 치환기와 치환되어 있는 상태를 가리킨다.
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」의 구체예(구체예군 G3)로서는, 이하의 무치환의 알킬기 및 치환의 알킬기를 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알킬기란 「치환 혹은 무치환의 알킬기」가 「무치환의 알킬기」인 경우를 가리키고, 치환의 알킬기란 「치환 혹은 무치환의 알킬기」가 「치환의 알킬기」인 경우를 가리킨다.) 이하, 단순히 「알킬기」라고 하는 경우는, 「무치환의 알킬기」와 「치환의 알킬기」를 모두 포함한다.
「치환의 알킬기」는 「무치환의 알킬기」가 치환기를 갖는 경우이며, 하기의 「무치환의 알킬기」가 치환기를 갖는 기나, 치환의 알킬기의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 알킬기」의 예나 「치환의 알킬기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 알킬기」에는, 「무치환의 알킬기」가 치환기를 갖는 기 등이 치환기를 더 갖는 기나, 「치환의 알킬기」가 치환기를 더 갖는 기도 포함된다.
무치환의 알킬기:
메틸기,
에틸기,
n-프로필기,
이소프로필기,
n-부틸기,
이소부틸기,
s-부틸기,
t-부틸기
치환의 알킬기:
헵타플루오로프로필기(이성체를 포함),
펜타플루오로에틸기,
2,2,2-트리플루오로에틸기,
트리플루오로메틸기
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」의 구체예(구체예군 G4)로서는, 이하의 무치환의 알케닐기 및 치환의 알케닐기 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알케닐기란 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」가 「무치환의 알케닐기」인 경우를 가리키고, 「치환의 알케닐기」란 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」가 「치환의 알케닐기」인 경우를 가리킨다.) 이하, 단순히 「알케닐기」라고 하는 경우는, 「무치환의 알케닐기」와 「치환의 알케닐기」를 모두 포함한다.
「치환의 알케닐기」는 「무치환의 알케닐기」가 치환기를 갖는 경우이며, 하기의 「무치환의 알케닐기」가 치환기를 갖는 기나, 치환의 알케닐기의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 알케닐기」의 예나 「치환의 알케닐기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 알케닐기」에는, 「무치환의 알케닐기」가 치환기를 갖는 기 등이 치환기를 더 갖는 기나, 「치환의 알케닐기」가 치환기를 더 갖는 기도 포함된다.
무치환의 알케닐기 및 치환의 알케닐기:
비닐기,
알릴기,
1-부테닐기,
2-부테닐기,
3-부테닐기,
1,3-부탄디에닐기,
1-메틸비닐기,
1-메틸알릴기,
1,1-디메틸알릴기,
2-메틸알릴기,
1,2-디메틸알릴기
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알키닐기」의 구체예(구체예군 G5)로서는, 이하의 무치환의 알키닐기 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알키닐기란, 「치환 혹은 무치환의 알키닐기」가 「무치환의 알키닐기」인 경우를 가리킨다.) 이하, 단순히 「알키닐기」라고 하는 경우는, 「무치환의 알키닐기」와 「치환의 알키닐기」를 모두 포함한다.
「치환의 알키닐기」는 「무치환의 알키닐기」가 치환기를 갖는 경우이며, 하기의 「무치환의 알키닐기」가 치환기를 갖는 기 등을 들 수 있다.
무치환의 알키닐기:
에티닐기
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」의 구체예(구체예군 G6)로서는, 이하의 무치환의 시클로알킬기 및 치환의 시클로알킬기 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 시클로알킬기란 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」가 「무치환의 시클로알킬기」인 경우를 가리키고, 치환의 시클로알킬기란 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」가 「치환의 시클로알킬기」인 경우를 가리킨다.) 이하, 단순히 「시클로알킬기」라고 하는 경우는, 「무치환의 시클로알킬기」와 「치환의 시클로알킬기」를 모두 포함한다.
「치환의 시클로알킬기」는 「무치환의 시클로알킬기」가 치환기를 갖는 경우이며, 하기의 「무치환의 시클로알킬기」가 치환기를 갖는 기나, 치환의 시클로알킬기의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 시클로알킬기」의 예나 「치환의 시클로알킬기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 시클로알킬기」에는, 「무치환의 시클로알킬기」가 치환기를 갖는 기 등이 치환기를 더 갖는 기나, 「치환의 시클로알킬기」가 치환기를 더 갖는 기도 포함된다.
무치환의 지방족 고리기:
시클로프로필기,
시클로부틸기,
시클로펜틸기,
시클로헥실기,
1-아다만틸기,
2-아다만틸기,
1-노르보닐기,
2-노르보닐기
치환의 시클로알킬기:
4-메틸시클로헥실기
본 명세서에 기재된 -Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기의 구체예(구체예군 G7)로서는,
-Si(G1)(G1)(G1)
-Si(G1)(G2)(G2)
-Si(G1)(G1)(G2)
-Si(G2)(G2)(G2)
-Si(G5)(G5)(G5)
-Si(G6)(G6)(G6)
을 들 수 있다.
여기서,
G1은 구체예군 G1에 기재된 「아릴기」이다.
G2는 구체예군 G2에 기재된 「복소환기」이다.
G3은 구체예군 G3에 기재된 「알킬기」이다.
G6은 구체예군 G6에 기재된 「시클로알킬기」이다.
본 명세서에 기재된 -O-(R904)로 표시되는 기의 구체예(구체예군 G8)로서는,
-O(G1)
-O(G2)
-O(G3)
-O(G6)
을 들 수 있다.
여기서,
G1은 구체예군 G1에 기재된 「아릴기」이다.
G2는 구체예군 G2에 기재된 「복소환기」이다.
G3은 구체예군 G3에 기재된 「알킬기」이다.
G6은 구체예군 G6에 기재된 「시클로알킬기」이다.
본 명세서에 기재된 -S-(R905)로 표시되는 기의 구체예(구체예군 G9)로서는,
-S(G1)
-S(G2)
-S(G3)
-S(G6)
을 들 수 있다.
여기서,
G1은 구체예군 G1에 기재된 「아릴기」이다.
G2는 구체예군 G2에 기재된 「복소환기」이다.
G3은 구체예군 G3에 기재된 「알킬기」이다.
G6은 구체예군 G6에 기재된 「시클로알킬기」이다.
본 명세서에 기재된 -N(R906)(R907)로 표시되는 기의 구체예(구체예군 G10)로서는,
-N(G1)(G1)
-N(G2)(G2)
-N(G1)(G2)
-N(G3)(G3)
-N(G6)(G6)
을 들 수 있다.
여기서,
G1은 구체예군 G1에 기재된 「아릴기」이다.
G2는 구체예군 G2에 기재된 「복소환기」이다.
G3은 구체예군 G3에 기재된 「알킬기」이다.
G6은 구체예군 G6에 기재된 「시클로알킬기」이다.
본 명세서에 기재된 「할로겐 원자」의 구체예(구체예군 G11)로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 「알콕시기」의 구체예로서는, -O(G3)으로 표시되는 기이며, 여기서, G3은 구체예군 G3에 기재된 「알킬기」이다. 「무치환의 알콕시기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼30, 보다 바람직하게는 1∼18이다.
본 명세서에 기재된 「알킬티오기」의 구체예로서는, -S(G3)으로 표시되는 기이며, 여기서, G3은 구체예군 G3에 기재된 「알킬기」이다. 「무치환의 알킬티오기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼30, 보다 바람직하게는 1∼18이다.
본 명세서에 기재된 「아릴옥시기」의 구체예로서는, -O(G1)로 표시되는 기이며, 여기서, G1은 구체예군 G1에 기재된 「아릴기」이다. 「무치환의 아릴옥시기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 6∼50이며, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼18이다.
본 명세서에 기재된 「아릴티오기」의 구체예로서는, -S(G1)로 표시되는 기이며, 여기서, G1은 구체예군 G1에 기재된 「아릴기」이다. 「무치환의 아릴티오기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 6∼50이며, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼18이다.
본 명세서에 기재된 「아랄킬기」의 구체예로서는, -(G3)-(G1)로 표시되는 기이며, 여기서, G3은 구체예군 G3에 기재된 「알킬기」이며, G1은 구체예군 G1에 기재된 「아릴기」이다. 따라서, 「아랄킬기」는, 「아릴기」가 치환한 「치환의 알킬기」의 일 양태이다. 「무치환의 아릴기」가 치환한 「무치환의 알킬기」인 「무치환의 아랄킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 7∼50이며, 바람직하게는 7∼30, 보다 바람직하게는 7∼18이다.
「아랄킬기」의 구체예로서는, 예컨대, 벤질기, 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, 2-β-나프틸이소프로필기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 아릴기는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 바람직하게는 페닐기, p-비페닐기, m-비페닐기, o-비페닐기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-터페닐-4-일기, o-터페닐-3-일기, o-터페닐-2-일기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 크리세닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 9,9'-스피로비플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기 등이다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 복소환기는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 벤조이미다졸릴기, 페난트롤리닐기, 카르바졸릴기, 벤조카르바졸릴기, 아자카르바졸릴기, 디아자카르바졸릴기, 디벤조푸라닐기, 나프토벤조푸라닐기, 아자디벤조푸라닐기, 디아자디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 나프토벤조티오페닐기, 아자디벤조티오페닐기, 디아자디벤조티오페닐기, (9-페닐)카르바졸릴기, (9-비페닐릴)카르바졸릴기, (9-페닐)페닐카르바졸릴기, 디페닐카르바졸-9-일기, 페닐카르바졸-9-일기, 페닐트리아지닐기, 비페닐릴트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 페닐디벤조푸라닐기, 페닐디벤조티오페닐기 등이다.
상기 디벤조푸라닐기 및 디벤조티오페닐기는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 구체적으로는 이하의 어느 기이다.
Figure pct00004
식 (XY-76)∼(XY-79) 중, XB는 산소 원자 또는 황 원자이다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 알킬기는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기 등이다.
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴렌기」는, 별도의 기재가 없는 한, 상기 「아릴기」를 2가로 한 기를 말한다. 「치환 혹은 무치환의 아릴렌기」의 구체예(구체예군 G12)로서는, 구체예군 G1에 기재된 「아릴기」를 2가로 한 기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기」의 구체예(구체예군 G13)로서는, 구체예군 G2에 기재된 「복소환기」를 2가로 한 기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬렌기」의 구체예(구체예군 G14)로서는, 구체예군 G3에 기재된 「알킬기」를 2가로 한 기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 아릴렌기는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 바람직하게는 이하의 어느 기이다.
Figure pct00005
식 (XY-20)∼(XY-29) 중 R908은 치환기이다.
m901은 0∼4의 정수이며, m901이 2 이상일 때, 복수 존재하는 R908은 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Figure pct00006
식 (XY-30)∼(XY-40) 중, R909는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기이다. 2개의 R909는, 단일 결합을 통해 서로 결합하여 고리를 형성해도 좋다.
Figure pct00007
식 (XY-41)∼(XY-46) 중 R910은 치환기이다.
m902는 0∼6의 정수이다. m902가 2 이상일 때, 복수 존재하는 R910은 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기는, 본 명세서에 별도의 기재가 없는 한, 바람직하게는 이하의 어느 기이다.
Figure pct00008
식 (XY-50)∼(XY-64) 중 R911은 수소 원자 또는 치환기이다.
Figure pct00009
상기 식 (XY-65)∼(XY-75) 중 XB는 산소 원자 또는 황 원자이다.
본 명세서에 있어서, 「인접하는 2개 이상의 1조 이상이, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하는」경우에 관해, 모골격이 안트라센 고리인 하기 식 (XY-80)으로 표시되는 안트라센 화합물의 경우를 예로서 설명한다.
Figure pct00010
예컨대, R921∼R930 중의 「인접하는 2개 이상의 1조 이상이, 서로 결합하여 고리를 형성하는」경우의 1조가 되는 인접하는 2개란, R921과 R922, R922와 R923, R923과 R924, R924와 R930, R930과 R925, R925와 R926, R926과 R927, R927과 R928, R928과 R929 및 R929와 R921이다.
상기 「1조 이상」이란, 상기 인접하는 2개의 2조 이상이 동시에 고리를 형성해도 좋은 것을 의미한다. 예컨대, R921과 R922가 서로 결합하여 고리 A를 형성하고, 동시에 R925와 R926이 서로 결합하여 고리 B를 형성한 경우는, 하기 식 (XY-81)로 표시된다.
Figure pct00011
「인접하는 2개 이상」이 고리를 형성하는 경우란, 예컨대, R921과 R922가 서로 결합하여 고리 A를 형성하고, R922와 R923이 서로 결합하여 고리 C를 형성하고, R921∼R923의 서로 인접하는 3개로 안트라센 모골격에 축합하는, R922를 공유하는 고리 A 및 고리 C를 형성한 경우는, 하기 식 (XY-82)로 표시된다.
Figure pct00012
상기 식 (XY-81) 및 (XY-82)에 있어서 형성된 고리 A∼C는 포화 또는 불포화의 고리이다.
「불포화의 고리」란, 방향족 탄화수소환 또는 방향족 복소환을 의미한다. 「포화의 고리」란, 지방족 탄화수소환 또는 지방족 복소환을 의미한다.
예컨대, 상기 식 (XY-81)에 나타내는, R921과 R922가 서로 결합하여 형성된 고리 A는, R921이 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, R922가 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, 1 이상의 임의의 원소로 형성하는 고리를 의미한다. 구체예로서는, R921과 R922로 고리 A를 형성하는 경우에 있어서, R921이 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, R922가 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, 4개의 탄소 원자로 불포화의 고리를 형성하는 경우, R921과 R922로 형성하는 고리는 벤젠 고리가 된다. 또한, 포화의 고리를 형성하는 경우에는 시클로헥산 고리가 된다.
여기서, 「임의의 원소」는, 바람직하게는 C 원소, N 원소, O 원소, S 원소이다. 임의의 원소에 있어서(예컨대 C 원소 또는 N 원소의 경우), 고리를 형성하지 않는 결합손은, 수소 원자 등으로 종단되어도 좋고, 임의의 치환기로 치환되어도 좋다. C 원소 이외의 임의의 원소를 포함하는 경우, 형성되는 고리는 복소환이 된다.
포화 또는 불포화의 고리를 구성하는 「1 이상의 임의의 원소」는, 바람직하게는 2개 이상 15개 이하, 보다 바람직하게는 3개 이상 12개 이하, 더욱 바람직하게는 3개 이상 5개 이하이다.
상기 「포화 또는 불포화의 고리」가 치환기를 갖는 경우의 치환기는 전술한 바와 같다.
본 명세서에서의 일 실시형태에서는, 상기 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기(이하, 「임의의 치환기」로 부르는 경우가 있음)는,
무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903),
-O-(R904),
-S-(R905),
-N(R906)(R907)
(여기서,
R901∼R907은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다. R901∼R907이 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R901∼R907의 각각은 동일해도 좋고 상이해도 좋다.),
할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 및
무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기
로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
일 실시형태에서는, 상기 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기는,
탄소수 1∼50의 알킬기,
고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 및
고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기
로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
일 실시형태에서는, 상기 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기는,
탄소수 1∼18의 알킬기,
고리 형성 탄소수 6∼18의 아릴기, 및
고리 형성 원자수 5∼18의 1가의 복소환기
로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
상기 임의의 치환기의 각 기의 구체예는 전술한 바와 같다.
본 명세서에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한, 인접하는 임의의 치환기끼리, 포화 또는 불포화의 고리(바람직하게는 치환 혹은 무치환의 포화 혹은 불포화의, 5원환 또는 6원환, 보다 바람직하게는 벤젠 고리)를 형성해도 좋다.
본 명세서에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한, 임의의 치환기는 치환기를 더 가져도 좋다. 임의의 치환기가 더 갖는 치환기로서는, 상기 임의의 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
[식 (1)로 표시되는 화합물]
본 발명의 일 양태의 신규 화합물은 하기 식 (1)로 표시된다.
Figure pct00013
(식 (1) 중,
X1은 O 또는 S이다.
Y1, Y2 및 Y3은 각각 독립적으로 CH 또는 N이다.
단, Y1, Y2 및 Y3 중 2개 이상은 N이다.
Ar1 및 Ar3은, 각각 독립적으로,
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 페닐렌기,
치환 혹은 무치환의 나프틸렌기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴렌기이다.
Ar2 및 Ar4는, 각각 독립적으로,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴기이다.
Ar1과 Ar2 및 Ar3과 Ar4는, 각각 독립적으로, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 6원환만으로 구성되는 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.
단, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4의 어느 한쪽 또는 양쪽이 하기 기인 경우를 제외한다.
Figure pct00014
)
상기 식 (1)로 표시되는 화합물은, 용매에 대한 용해성이 우수하고, 합성이나 정제가 용이하기 때문에, 순도가 높은 화합물이 얻어진다. 용해성이 낮은 화합물에서는, 재료의 순도를 충분히 높이는 것이 어렵고, 순도가 낮은 재료를 이용한 유기 EL 소자는 열화하기 쉽고 효율이 저하되기 쉽다. 이것에 대하여 용해성이 높은, 식 (1)로 표시되는 화합물을 유기 EL 소자용의 재료로서 사용하면, 효율이 높고, 양호한 소자 성능을 발휘하기 쉽다.
여기서, 「6원환만으로 구성되는 고리」란, 하나의 고리의 고리 형성 원자수가 6개인 고리를 의미하고, 3∼5원환 및 7원환 이상의 고리는 제외되는 것을 의미한다. 포화의 6원환이란 시클로헥산이며, 불포화의 6원환으로서는 벤젠 고리 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 벤젠 고리 외에 5원환을 포함하는 플루오렌 고리로부터 유도되는 기 등은 제외된다.
「6원환만으로 구성되는 고리」는, 6원환의 단환, 및 2 이상의 6원환이 축합한 고리를 포함한다.
또한, 6원환만으로 구성되는 고리에는, 임의의 치환기가 치환하고 있어도 좋다.
일 실시형태에서는,
Ar2 및 Ar4는, 각각 독립적으로,
무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴기이다.
일 실시형태에서는,
Ar1 및 Ar3이 무치환의 페닐렌기인 경우, Ar2 및 Ar4는, 각각 독립적으로,
무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴기이다.
일 실시형태에서는,
Ar1 및 Ar3 중의 한쪽이 단일 결합이고,
다른 한쪽이, 치환 혹은 무치환의 페닐렌기,
치환 혹은 무치환의 나프틸렌기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴렌기이다.
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (2)로 표시되는 화합물이다. 즉, X1이 S이다.
Figure pct00015
(식 (2) 중, Y1∼Y3 및 Ar1∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이, 하기 식 (3A)로 표시되는 화합물 및 하기 식 (3B)로 표시되는 화합물에서 선택되는 1 이상이며, 하기 식 (3A)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 즉, Y1∼Y3이 N이다.
Figure pct00016
(식 (3A) 및 (3B) 중, X1 및 Ar1∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.)
상기 식 (3A)에 있어서는, Y1∼Y3이 N이고, 상기 식 (3B)에 있어서는, Y1이 CH이고, Y2 및 Y3이 N이다.
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (4)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00017
(식 (4) 중, Ar1∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.)
상기 식 (4)는, 상기 식 (3A)에 있어서, X1이 S이다.
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (5)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00018
(식 (5) 중, Ar2∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.)
일 실시형태에서는, Ar1과 Ar2 및 Ar3과 Ar4는, 각각 독립적으로, 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는다.
일 실시형태에서는, Ar1∼Ar4가 치환되어 있는 경우의 치환기가,
무치환의 페닐기,
무치환의 나프틸기,
무치환의 페난트릴기,
무치환의 안트릴기,
무치환의 비페닐기,
무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
일 실시형태에서는, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4가, 각각 독립적으로, 하기 식 (a1)∼(a11)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택된다.
Figure pct00019
(식 (a1)∼(a11) 중,
Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
m은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이다.
n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
q는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다.
r은 0 또는 1의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
또한, 상기 식 (a10)에서의 (Ra)r은, r이 1일 때에는 Ra를 나타내고, r이 0일 때에는 수소 원자를 나타낸다.
일 실시형태에서는, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4가, 각각 독립적으로, 하기 식 (aa1)∼(aa8)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택된다.
Figure pct00020
(식 (aa1)∼(aa8) 중,
Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
m은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이다.
n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
q는 0∼2의 정수이다.
r은 0 또는 1의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
또한, 상기 식 (aa7)에서의 (Ra)r은, r이 1일 때에는 Ra를 나타내고, r이 0일 때에는 수소 원자를 나타낸다.
일 실시형태에서는, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4가, 각각 독립적으로, 하기 식 (ab1)∼(ab7)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택된다.
Figure pct00021
(식 (ab1)∼(ab7) 중,
Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
m은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이다.
n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
p는 0∼3의 정수이다.
q는 0∼2의 정수이다.
r은 0 또는 1의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
또한, 상기 식 (ab6)에서의 (Ra)r은, r이 1일 때에는 Ra를 나타내고, r이 0일 때에는 수소 원자를 나타낸다.
일 실시형태에서는, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4가, 각각 독립적으로, 하기 식 (ac1)∼(ac93)으로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택된다.
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
(식 (ac1)∼(ac93) 중,
Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
m은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이다.
n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
q는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다.
r은 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
또한, 상기 식 (ab6)에서의 (Ra)r은, r이 1일 때에는 Ra를 나타내고, r이 0일 때에는 수소 원자를 나타낸다.
상기 식 (a1)∼(a11), (aa1)∼(aa8), (ab1)∼(ab7) 및 (ac1)∼(ac93)에서의 Ra는, 상기 식 (1)에서의 Ar1∼Ar4가 치환되어 있는 경우의 치환기 또는 상기 치환기가 임의의 치환기로 더 치환되어 있는 경우의 치환기이며, 일 실시형태에서는, Ra는, 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기인 것이 바람직하다.
일 실시형태에서는, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra가 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는다.
일 실시형태에서는, m, n, p, q 및 r이 0이다. 이것은, 상기 식 (1)에서의 Ar1∼Ar4에는 치환기가 치환되지 않은 것을 의미한다.
일 실시형태에서는, Ar2 및 Ar4가, 각각 독립적으로,
무치환의 페닐기,
무치환의 나프틸기,
무치환의 안트릴기, 또는
무치환의 페난트릴기이다.
일 실시형태에서는, Ar1 및 Ar3이, 각각 독립적으로,
단일 결합,
무치환의 p-페닐렌기, 또는
무치환의 1,4-나프틸렌기이다.
상기 식 (1), (2), (3A), (3B), (4), (5), (a1)∼(a11), (aa1)∼(aa8) 및 (ab1)∼(ab7)에서의 각 치환기, 및 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기의 상세한 것은, 본 명세서의 [정의]의 란에 기재된 바와 같다.
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물로부터 하기 화합물은 제외된다.
Figure pct00029
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (6)으로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00030
(상기 식 (6) 중, X1, Y1∼Y3, Ar1, Ar2 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar3A는, 적어도 오르토 위치에 Ar4가 치환한 벤젠 고리를 포함하여 구성되는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴렌기 또는 안트릴렌기이며, Ar4 이외에 하나 이상의 치환기를 갖고 있어도 좋다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (6-1)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00031
[식 (6-1) 중, X1, Y1∼Y3, Ar2 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar3A는 상기 식 (6)에서 정의한 바와 같다.
Ar1a는 하기 군에서 선택되는 2가의 기이다.
Figure pct00032
(식 중, Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
q는 0∼2의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)]
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (6-2)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00033
(식 (6-2) 중, X1, Y1∼Y3, Ar2 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar3A는 상기 식 (6)에서 정의한 바와 같다.
Ar1A는, 적어도 오르토 위치에 Ar2가 치환한 벤젠 고리를 포함하여 구성되는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴렌기 또는 안트릴렌기이며, Ar2 이외에 하나 이상의 치환기를 갖고 있어도 좋다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (7)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00034
(식 (7) 중, X1, Y1 및 Ar1∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
단, Ar1∼Ar4 중의 적어도 하나는, 치환 혹은 무치환의 나프탈렌 고리 또는 페난트렌 고리를 포함하는 1가 또는 2가의 기인, 청구항 1에 기재된 화합물.
일 실시형태에서는, 상기 식 (7)에서의 Ar1∼Ar4 중의 적어도 하나가, 치환 혹은 무치환의 나프탈렌 고리로 이루어진 하기 1가 또는 2가의 기이다.
Figure pct00035
(식 중, *1은, 함질소 복소환 또는 Ar1 혹은 Ar3과의 결합손이다.
*2는, Ar2 또는 Ar4와의 결합손이다.
Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
q는 0∼2의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (7-1)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00036
(식 (7-1) 중, X1, Y1, Ar2, Ar3 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다. Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
n은 0∼4의 정수이다.
p는 0∼3의 정수이다.
단, n+p는 6 이하이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (7-2)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00037
(식 (7-2) 중, X1, Y1∼Y3, Ar2, Ar3 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
n은 0∼4의 정수이다.
p는 0∼3의 정수이다.
단, n+p는 6 이하이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (7)로 표시되는 화합물이 하기 식 (7-3)으로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00038
(식 (7-3) 중, X1, Y1, Ar2∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar1B는, 하기 군에서 선택되는 2가의 기이다.
Figure pct00039
(식 중, Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
n은 0∼4의 정수이다.
p는, 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
r은 0 또는 1의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (7-4)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00040
(식 (7-4) 중, X1, Y1, Ar2 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar1C는 하기 군에서 선택되는 2가의 기이다.
Figure pct00041
(식 중, Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
n은 0∼4의 정수이다.
p는, 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
r은 0 또는 1의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.
Ar3A는, 적어도 오르토 위치에 Ar4가 치환한 벤젠 고리를 포함하여 구성되는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴렌기 또는 안트릴렌기이며, Ar4 이외에 하나 이상의 치환기를 갖고 있어도 좋다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (8)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00042
(식 (8) 중, X1, Y1, Ar2 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar1D 및 Ar3D는, 각각 독립적으로, 하기 군에서 선택되는 2가의 기이다.
Figure pct00043
(식 중, Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
q는 0∼2의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (9)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00044
(식 (9) 중, X1, Y1, Ar3 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar1E는, 적어도 메타 위치에 페닐기가 치환한 벤젠 고리를 포함하여 구성되는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴렌기 또는 안트릴렌기이며, 상기 메타 위치에 치환한 페닐기 이외에 하나 이상의 치환기를 갖고 있어도 좋다.
Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
n은 0∼4의 정수이다.
Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (9)로 표시되는 화합물이 하기 식 (9-1)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00045
(식 (9-1) 중, X1, Y1 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar1E, Ra 및 n은, 상기 식 (9)에서 정의한 바와 같다.
q는 0∼2의 정수이다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (9-2)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00046
(식 (9-2) 중, X1, Y1, Ar1 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar1E, Ra 및 n은, 상기 식 (9)에서 정의한 바와 같다.
Ar3B는,
치환 혹은 무치환의 나프틸렌기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴렌기이다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (10)으로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00047
(식 (10) 중, X1, Y1 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar1E는, 적어도 메타 위치에 Ar2A가 치환한 벤젠 고리를 포함하여 구성되는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴렌기 또는 안트릴렌기이며, Ar2A 이외에 하나 이상의 치환기를 갖고 있어도 좋다.
Ar2A는,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴기이다.
Ar3B는, 치환 혹은 무치환의 나프틸렌기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴렌기이다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (10-1)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00048
(식 (9-1) 중, X1, Y1 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
Ar1E는, 적어도 메타 위치에 Ar2A가 치환한 벤젠 고리를 포함하여 구성되는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴렌기 또는 안트릴렌기이며, Ar2A 이외에 하나 이상의 치환기를 갖고 있어도 좋다.
Ar2A는,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 안트릴기이다.
Ra는,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
q는 0∼2의 정수이다.
Ra가 2개인 경우, 2개의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.)
이하에, 식 (1)로 표시되는 화합물의 구체예를 기재하지만, 이들은 예시에 불과하고, 식 (1)로 표시되는 화합물은 하기 구체예에 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00049
Figure pct00050
Figure pct00051
Figure pct00052
Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
Figure pct00062
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
Figure pct00071
Figure pct00072
Figure pct00073
Figure pct00074
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
Figure pct00078
Figure pct00079
Figure pct00080
Figure pct00081
Figure pct00082
Figure pct00083
Figure pct00084
Figure pct00085
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
Figure pct00092
Figure pct00093
Figure pct00094
Figure pct00095
Figure pct00096
Figure pct00097
Figure pct00098
Figure pct00099
Figure pct00100
Figure pct00101
Figure pct00102
Figure pct00103
Figure pct00104
Figure pct00105
Figure pct00106
Figure pct00107
Figure pct00108
Figure pct00109
Figure pct00110
Figure pct00111
Figure pct00112
Figure pct00113
Figure pct00114
Figure pct00115
Figure pct00116
Figure pct00117
Figure pct00118
Figure pct00119
Figure pct00120
Figure pct00121
Figure pct00122
Figure pct00123
Figure pct00124
Figure pct00125
Figure pct00126
Figure pct00127
Figure pct00128
Figure pct00129
Figure pct00130
Figure pct00131
Figure pct00132
Figure pct00133
Figure pct00134
Figure pct00135
Figure pct00136
Figure pct00137
Figure pct00138
Figure pct00139
Figure pct00140
Figure pct00141
Figure pct00142
Figure pct00143
Figure pct00144
Figure pct00145
Figure pct00146
Figure pct00147
Figure pct00148
Figure pct00149
Figure pct00150
Figure pct00151
Figure pct00152
Figure pct00153
Figure pct00154
Figure pct00155
Figure pct00156
Figure pct00157
Figure pct00158
Figure pct00159
Figure pct00160
Figure pct00161
Figure pct00162
Figure pct00163
Figure pct00164
Figure pct00165
Figure pct00166
Figure pct00167
Figure pct00168
Figure pct00169
Figure pct00170
Figure pct00171
Figure pct00172
상기 식 (1)로 표시되는 화합물은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 따라, 목적물에 맞춘 기지의 대체 반응이나 원료를 이용함으로써 제조할 수 있다.
[유기 EL 소자용 전자 수송 재료]
본 발명의 일 양태의 상기 식 (1)로 표시되는 화합물은, 유기 EL 소자용 재료로서 유용하며, 특히, 전자 수송 재료나 인광 호스트로서 유용하다.
본 발명의 일 양태의 유기 일렉트로루미네센스 소자용 전자 수송 재료는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함한다.
[유기 일렉트로루미네센스 소자]
본 발명의 일 양태의 유기 일렉트로루미네센스 소자는,
양극, 유기층, 및 음극을 이 순서로 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자로서,
상기 유기층이 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함한다.
상기 식 (1)로 표시되는 화합물은, 복수의 유기층을 갖는 경우, 어느 층에 포함되어 있어도 좋다. 유기층의 종류에 관해서는 후술한다.
또한, 본 발명의 일 양태의 유기 일렉트로루미네센스 소자는,
양극, 발광층, 전자 수송 대역, 및 음극을 이 순서로 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자로서,
상기 전자 수송 대역이 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함한다.
일 실시형태에서는, 상기 전자 수송 대역이, 상기 발광층, 제1 전자 수송층, 제2 전자 수송층 및 상기 음극의 순서로 상기 제1 전자 수송층 및 제2 전자 수송층을 포함하고,
상기 제1 전자 수송층 및 제2 전자 수송층 중의 적어도 1층이, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함한다.
제1 전자 수송층 또는 제2 전자 수송층의 어느 한쪽 또는 양쪽에 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 포함되어 있는 것에 의해, 발광 효율이 높은 유기 EL 소자가 얻어진다.
본 발명의 일 양태에 관한 유기 EL 소자의 개략 구성을, 도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 양태에 관한 유기 EL 소자(1)는, 기판(2)과, 양극(3), 유기 박막층(4), 발광층(5), 유기 박막층(6) 및 음극(10)을 이 순서로 갖는다. 양극(3)과 발광층(5)의 사이에 위치하는 유기 박막층(4)은 정공 수송 대역으로서 기능하고, 발광층(5)과 음극(10)의 사이에 위치하는 유기 박막층(6)은 전자 수송 대역으로서 기능한다.
유기 박막층(6)은, 발광층(5)측에 위치하는 제1 전자 수송층(6a)과 음극(10)측에 위치하는 제2 전자 수송층(6b)을 포함한다.
제1 전자 수송층(6a) 또는 제2 전자 수송층(6b)의 어느 한쪽 또는 양쪽은, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함한다. 제1 전자 수송층(6a) 또는 제2 전자 수송층(6b)이 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 것에 의해, 발광 효율이 향상된 유기 EL 소자가 얻어진다.
일 실시형태에서는, 상기 발광층이 하기 식 (11)로 표시되는 화합물을 포함한다.
Figure pct00173
(식 (11)에 있어서,
R11∼R18은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903),
-O-(R904),
-S-(R905),
-N(R906)(R907),
할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
R901∼R907은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
R901∼R907이 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R901∼R907의 각각은 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
R11∼R14 중의 인접하는 2개 이상, 및 R15∼R18 중의 인접하는 2개 이상은, 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는다.
L11 및 L12는, 각각 독립적으로,
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이다.
Ar11 및 Ar12는, 각각 독립적으로,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.)
발광층이 상기 식 (11)로 표시되는 화합물을 포함하는 것에 의해, 발광 효율이 더욱 향상된 유기 EL 소자가 얻어진다.
일 실시형태에서는, 상기 식 (11)로 표시되는 화합물이 하기 식 (12)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00174
[식 (12) 중, R11∼R18, L11 및 L12는 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
Ar11a 및 Ar12a 중 적어도 하나는 하기 식 (20)으로 표시되는 1가의 기이다.
Figure pct00175
(식 (20) 중,
R21∼R28 중의 하나는 L11 또는 L12와 결합하는 결합손이며,
L11 또는 L12와 결합하는 결합손이 아닌 R21∼R28은,
각각 독립적으로, 수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903),
-O-(R904),
-S-(R905),
-N(R906)(R907),
할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
R901∼R907은 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
L11 또는 L12와 결합하는 결합손이 아닌 R21∼R28 중의 인접하는 2 이상은, 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는다.)
상기 식 (20)으로 표시되는 1가의 기가 아닌 Ar11a 또는 Ar12a는,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
상기 식 (20)으로 표시되는 1가의 기 이외의, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.]
일 실시형태에서는, 상기 식 (12)로 표시되는 화합물이 하기 식 (12-1)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00176
(식 (12-1) 중, R11∼R18, L11 및 L12는, 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
Ar12a는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
상기 식 (20)으로 표시되는 1가의 기 이외의, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
R21 및 R23∼R28은, 각각 독립적으로, 수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903),
-O-(R904),
-S-(R905),
-N(R906)(R907),
할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
R901∼R907은 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (11)로 표시되는 화합물이 하기 식 (13)으로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00177
(식 (13)에 있어서, R11∼R18, L1 및 L2는, 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
Ar11b 및 Ar12b는, 각각 독립적으로,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 벤젠 고리만으로 구성되는 아릴기이다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (13)으로 표시되는 화합물이 하기 식 (13-1)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00178
(식 (13-1) 중, R11∼R18 및 L12는 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
Ar11b 및 Ar12b는, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 벤젠 고리만으로 구성되는 아릴기이다.)
여기서, 「벤젠 고리만으로 구성되는」아릴기란, 벤젠 고리 이외의 고리를 포함하는 아릴기는 제외되는 것을 의미한다. 구체적으로는, 벤젠 고리 외에 5원환을 포함하는 플루오렌 고리로부터 유도되는 기 등은 제외된다.
「벤젠 고리만으로 구성되는」아릴기는, 벤젠 고리 단환으로 이루어진 기(즉, 페닐기), 2 이상의 벤젠 고리가 단일 결합을 통해 연속하여 결합한 기(예컨대, 비페닐일기 등), 및 벤젠 고리의 축합환으로 이루어진 기(예컨대, 나프틸기 등)를 포함한다.
또한, 벤젠 고리만으로 구성되는 아릴기에는, 임의의 치환기가 치환하고 있어도 좋다.
일 실시형태에서는, Ar11b 및 Ar12b가, 각각 독립적으로,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 비페닐일기,
치환 혹은 무치환의 터페닐일기,
치환 혹은 무치환의 안트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 페난트릴기이다.
일 실시형태에서는, 상기 식 (11)로 표시되는 화합물이 하기 식 (14)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00179
[식 (14) 중, R11∼R18, L11 및 L12는, 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다. Ar11c 및 Ar12c 중 적어도 하나는 하기 식 (30)으로 표시되는 1가의 기이다.
Figure pct00180
식 (30) 중,
R31∼R34 중의 인접하는 2개 또는 R35∼R38 중의 인접하는 2개는, 서로 결합하여 하기 식 (40)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성한다.
Figure pct00181
식 (40) 중,
*은, R31∼R34 중의 인접하는 2개 또는 R35∼R38 중의 인접하는 2개와의 결합 위치이다.
상기 식 (40)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않는 R31∼R38 및 R41∼R44 중의 인접하는 2개 이상은, 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는다.
상기 식 (40)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않는 R31∼R38 및 R41∼R44 중의 하나는 L11 또는 L12와 결합하는 결합손이며,
상기 식 (40)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않고, 또한 L11 또는 L12와 결합하는 결합손이 아닌 R31∼R38, 및 L11 또는 L12와 결합하는 결합손이 아닌 R41∼R44는, 각각 독립적으로,
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903),
-O-(R904),
-S-(R905),
-N(R906)(R907),
할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
R901∼R907은 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.]
일 실시형태에서는, 상기 식 (30)으로 표시되는 1가의 기가, 하기 식 (30A)∼(30F)로 표시되는 1가의 기에서 선택된다.
Figure pct00182
(식 (30A)∼(30C) 중, R31∼R38 및 R41∼R44는, 상기 식 (14)에서 정의한 바와 같다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (11)로 표시되는 화합물이 하기 식 (15)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00183
[식 (15)에 있어서, R11∼R18, L11 및 L12는, 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
Ar11d 및 Ar12d 중의 적어도 하나는, 하기 식 (50)으로 표시되는 1가의 기이다.
하기 식 (50)으로 표시되는 1가의 기가 아닌 Ar11d 및 Ar12d는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
Ar11d 및 Ar12d가 모두 하기 식 (50)으로 표시되는 1가의 기인 경우, 하기 식 (50)으로 표시되는 1가의 기인 Ar11d 및 Ar12d는, 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
Figure pct00184
(식 (50) 중,
R51 및 R52는, 각각 독립적으로,
수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
R51 및 R52는, 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는다.
R53∼R60 중의 인접하는 2개의 1조 이상이, 서로 결합하여 하기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 하기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.
Figure pct00185
식 (60) 중, ***은, R53∼R60 중의 인접하는 2개와의 결합 위치이다.
R53∼R60 중의 인접하는 2개의 1조 이상이, 서로 결합하여 상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하는 경우, 상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않는 R53∼R60, 및 R61∼R64 중의 하나는 L11 또는 L12와 결합하는 단일 결합이다.
상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리가 2개 이상 형성되는 경우, 복수 존재하는 R61∼R64는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
R53∼R60 중의 인접하는 2개의 1조 이상이, 서로 결합하여 상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않는 경우, R53∼R60 중의 하나는 L11 또는 L12와 결합하는 단일 결합이다.
상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하는 경우, 및 상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않는 경우에 있어서, 상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않고, 또한 L11 또는 L12와 결합하는 단일 결합이 아닌 R53∼R60 중의 인접하는 2개의 1조 이상은, 서로 결합하여, 상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리 이외의, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 또는 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.
상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리를 형성하지 않고, 상기 식 (60)으로 표시되는 불포화의 고리 이외의 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않고, 또한 L11 또는 L12와 결합하는 단일 결합이 아닌 R53∼R60, 및 L11 또는 L12와 결합하는 단일 결합이 아닌 R61∼R64는, 각각 독립적으로,
수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903),
-O-(R904),
-S-(R905),
-N(R906)(R907),
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
R901∼R907은, 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.]
일 실시형태에서는, 상기 식 (15)로 표시되는 화합물이 하기 식 (15-1)로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00186
(식 (15-1) 중, R11∼R18, L11, L12 및 R51∼R60은, 상기 식 (15)에서 정의한 바와 같다.
Ar12e는, 상기 식 (50)으로 표시되는 1가의 기 이외의, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.)
일 실시형태에서는, 상기 식 (11)∼(15)에서의 R11∼R18이 수소 원자이다.
일 실시형태에서는, 상기 식 (11)∼(15)에서의 L11 및 L12가, 각각 독립적으로,
단일 결합,
무치환의 페닐렌기,
무치환의 나프틸렌기
무치환의 비페닐디일기, 또는
무치환의 터페닐디일기이다.
일 실시형태에서는, 상기 제1 전자 수송층 및 제2 전자 수송층의 어느 한쪽 또는 양쪽이, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토류 금속의 산화물, 알칼리 토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속을 함유하는 유기 착체, 알칼리 토류 금속을 함유하는 유기 착체, 및, 희토류 금속을 함유하는 유기 착체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유한다.
일 실시형태에서는, 상기 양극과 상기 발광층 사이에 정공 수송층을 갖는다.
이하, 본 발명의 일 양태에 관한 유기 EL 소자의 층구성에 관해 설명한다.
본 발명의 일 양태에 관한 유기 EL 소자는, 음극 및 양극으로 이루어진 1쌍의 전극 사이에 유기층을 구비하고 있다. 유기층은 유기 화합물을 포함하는 층을 적어도 1층 포함한다. 혹은 또한, 유기층은 유기 화합물을 포함하는 복수의 층이 적층되어 이루어진다. 유기층은, 하나 또는 복수의 유기 화합물만으로 이루어진 층을 가져도 좋다. 유기층은, 유기 화합물과 무기 화합물을 동시에 포함하는 층을 가져도 좋다. 유기층은, 하나 또는 복수의 무기 화합물만으로 이루어진 층을 가져도 좋다.
유기층이 포함하는 층 중의 적어도 1층이 발광층이다. 유기층은, 예컨대, 1층의 발광층으로서 구성되어 있어도 좋고, 또한, 유기 EL 소자의 층구성으로 채용될 수 있는 다른 층을 포함하고 있어도 좋다. 유기 EL 소자의 층구성으로 채용될 수 있는 층으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 양극과 발광층의 사이에 형성되는 정공 수송 대역(정공 수송층, 정공 주입층, 전자 저지층, 여기자 저지층 등), 발광층, 스페이스층, 음극과 발광층의 사이에 형성되는 전자 수송 대역(전자 수송층, 전자 주입층, 정공 저지층 등) 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 유기 EL 소자는, 예컨대, 형광 또는 인광 발광형의 단색 발광 소자여도 좋고, 형광/인광 하이브리드형의 백색 발광 소자여도 좋다. 또한, 단독의 발광 유닛을 갖는 심플형이어도 좋고, 복수의 발광 유닛을 갖는 탠덤형이어도 좋다.
또, 「발광 유닛」이란, 유기층을 포함하며, 상기 유기층 중의 적어도 1층이 발광층이고, 주입된 정공과 전자가 재결합하는 것에 의해 발광하는 최소 단위를 말한다.
또한, 본 명세서에 기재된 「발광층」이란, 발광 기능을 갖는 유기층이다. 발광층은, 예컨대, 인광 발광층, 형광 발광층 등이며, 또한, 1층이어도 좋고 복수층이어도 좋다.
발광 유닛은, 인광 발광층이나 형광 발광층을 복수 갖는 적층형이어도 좋고, 이 경우, 예컨대, 인광 발광층에서 생성된 여기자가 형광 발광층에 확산되는 것을 방지하기 위한 스페이스층을 각 발광층 사이에 갖고 있어도 좋다.
심플형 유기 EL 소자로서는, 예컨대, 양극/발광 유닛/음극과 같은 소자 구성을 들 수 있다.
발광 유닛의 대표적인 층구성을 이하에 나타낸다. 괄호 내의 층은 임의이다.
(a) (정공 주입층/)정공 수송층/형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(b) (정공 주입층/)정공 수송층/인광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(c) (정공 주입층/)정공 수송층/제1 형광 발광층/제2 형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(d) (정공 주입층/)정공 수송층/제1 인광 발광층/제2 인광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(e) (정공 주입층/)정공 수송층/인광 발광층/스페이스층/형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(f) (정공 주입층/)정공 수송층/제1 인광 발광층/제2 인광 발광층/스페이스층/형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(g) (정공 주입층/)정공 수송층/제1 인광 발광층/스페이스층/제2 인광 발광층/스페이스층/형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(h) (정공 주입층/)정공 수송층/인광 발광층/스페이스층/제1 형광 발광층/제2 형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(i) (정공 주입층/)정공 수송층/전자 저지층/형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(j) (정공 주입층/)정공 수송층/전자 저지층/인광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(k) (정공 주입층/)정공 수송층/여기자 저지층/형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(l) (정공 주입층/)정공 수송층/여기자 저지층/인광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(m) (정공 주입층/)제1 정공 수송층/제2 정공 수송층/형광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(n) (정공 주입층/)제1 정공 수송층/제2 정공 수송층/형광 발광층(/제1 전자 수송층/제2 전자 수송층/전자 주입층)
(o) (정공 주입층/)제1 정공 수송층/제2 정공 수송층/인광 발광층(/전자 수송층/전자 주입층)
(p) (정공 주입층/)제1 정공 수송층/제2 정공 수송층/인광 발광층(/제1 전자 수송층/제2 전자 수송층/전자 주입층)
(q) (정공 주입층/)정공 수송층/형광 발광층/정공 저지층(/전자 수송층/전자 주입층)
(r) (정공 주입층/)정공 수송층/인광 발광층/정공 저지층(/전자 수송층/전자 주입층)
(s) (정공 주입층/)정공 수송층/형광 발광층/여기자 저지층(/전자 수송층/전자 주입층)
(t) (정공 주입층/)정공 수송층/인광 발광층/여기자 저지층(/전자 수송층/전자 주입층)
단, 본 발명의 일 양태에 관한 유기 EL 소자의 층구성은, 이들에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 유기 EL 소자가 정공 주입층 및 정공 수송층을 갖는 경우에는, 정공 수송층과 양극 사이에 정공 주입층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 유기 EL 소자가 전자 주입층 및 전자 수송층을 갖는 경우에는, 전자 수송층과 음극의 사이에 전자 주입층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층의 각각은, 1층으로 구성되어 있어도 좋고, 복수의 층으로 구성되어 있어도 좋다.
복수의 인광 발광층, 및, 인광 발광층과 형광 발광층은, 각각 서로 다른 색의 발광층이어도 좋다. 예컨대, 상기 발광 유닛(f)은, 정공 수송층/제1 인광 발광층(적색 발광)/제2 인광 발광층(녹색 발광)/스페이스층/형광 발광층(청색 발광)/전자 수송층으로 할 수도 있다.
또, 각 발광층과, 정공 수송층 또는 스페이스층과의 사이에, 전자 저지층을 형성해도 좋다. 또한, 각 발광층과 전자 수송층의 사이에 정공 저지층을 형성해도 좋다. 전자 저지층이나 정공 저지층을 형성하는 것에 의해, 전자 또는 정공을 발광층 내에 가두어, 발광층에서의 전하의 재결합 확률을 높이고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
탠덤형 유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로서는, 예컨대, 양극/제1 발광 유닛/중간층/제2 발광 유닛/음극과 같은 소자 구성을 들 수 있다.
제1 발광 유닛 및 제2 발광 유닛은, 예컨대, 각각 독립적으로, 전술한 발광 유닛에서 선택할 수 있다.
중간층은, 일반적으로, 중간 전극, 중간 도전층, 전하 발생층, 전자 인발층, 접속층, 커넥터층 또는 중간 절연층이라고도 불린다. 중간층은, 제1 발광 유닛에 전자를, 제2 발광 유닛에 정공을 공급하는 층이며, 공지의 재료에 의해 형성할 수 있다.
이하, 본 명세서에 기재된 유기 EL 소자의 각 층의 기능이나 재료 등에 관해 설명한다.
(기판)
기판은, 유기 EL 소자의 지지체로서 이용된다. 기판은, 파장 400∼700 nm의 가시광 영역의 광의 투과율이 50% 이상인 것이 바람직하고, 또한, 평활한 기판이 바람직하다. 기판의 재료로서는, 예컨대 소다 라임 유리, 알루미노 실리케이트 유리, 석영 유리, 플라스틱 등을 들 수 있다. 또한, 기판으로서 가요성 기판을 이용할 수 있다. 가요성 기판이란 절곡할 수 있는(플렉시블한) 기판을 가리키며, 예컨대 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 플라스틱 기판을 형성하는 재료의 구체예로서는, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리불화비닐, 폴리염화비닐, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 들 수 있다. 또한, 무기 증착 필름을 이용할 수도 있다.
(양극)
양극으로서는, 예컨대, 금속, 합금, 도전성 화합물 및 이들의 혼합물 등이며, 일함수가 큰(구체적으로는 4.0 eV 이상) 것을 이용하는 것이 바람직하다. 양극의 재료의 구체예로서는, 산화인듐-산화주석(ITO : Indium Tin Oxide), 규소 혹은 산화규소를 함유하는 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐, 산화아연을 함유하는 산화인듐, 그래핀 등을 들 수 있다. 또한, 금, 은, 백금, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 티탄 및 이들 금속의 질화물(예컨대 질화티탄) 등을 들 수 있다.
양극은, 통상, 이들 재료를 스퍼터링법에 의해 기판 상에 성막하는 것에 의해 형성된다. 예컨대, 산화인듐-산화아연은, 산화인듐에 대하여 1∼10 질량%의 산화아연을 첨가한 타겟을 이용하여 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 예컨대, 산화텅스텐, 또는 산화아연을 함유하는 산화인듐은, 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5∼5 질량%, 또는 산화아연을 0.1∼1 질량% 첨가한 타겟을 이용하여 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다.
양극의 다른 형성 방법으로서는, 예컨대, 진공 증착법, 도포법, 잉크젯법, 스핀코트법 등을 들 수 있다. 예컨대, 은페이스트 등을 이용하는 경우는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
또, 양극에 접하여 형성되는 정공 주입층은, 양극의 일함수에 관계없이 정공 주입이 용이한 재료를 이용하여 형성된다. 이 때문에, 양극에는, 일반적인 전극 재료, 예컨대, 금속, 합금, 도전성 화합물, 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 리튬, 세슘 등의 알칼리 금속; 마그네슘; 칼슘, 스트론튬 등의 알칼리 토류 금속; 이들 금속을 포함하는 합금(예컨대, 마그네슘-은, 알루미늄-리튬); 유로피움, 이테르븀 등의 희토류 금속; 희토류 금속을 포함하는 합금 등의 일함수가 작은 재료를 양극에 이용할 수도 있다.
(정공 주입층)
정공 주입층은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이며, 양극으로부터 유기층에 정공을 주입하는 기능을 갖는다. 정공 주입성이 높은 물질로서는, 예컨대, 몰리브덴 산화물, 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물, 방향족 아민 화합물, 전자 흡인성(억셉터성)의 화합물, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 방향족 아민 화합물, 억셉터성의 화합물이 바람직하고, 보다 바람직하게는 억셉터성의 화합물이다.
방향족 아민 화합물의 구체예로서는, 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), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭 : PCzPCN1) 등을 들 수 있다.
억셉터성의 화합물로서는, 예컨대, 전자 흡인기를 갖는 복소환 유도체, 전자 흡인기를 갖는 퀴논 유도체, 아릴보란 유도체, 헤테로아릴보란 유도체 등이 바람직하고, 구체예로서는, 헥사시아노헥사아자트리페닐렌, 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(약칭 : F4TCNQ), 1,2,3-트리스[(시아노)(4-시아노-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)메틸렌]시클로프로판 등을 들 수 있다.
억셉터성의 화합물을 이용하는 경우, 정공 주입층은 또한 매트릭스 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 매트릭스 재료로서는, 유기 EL 소자용의 재료로서 공지된 재료를 이용할 수 있고, 예컨대 전자 공여성(도너성)의 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.
(정공 수송층)
정공 수송층은, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이며, 양극으로부터 유기층에 정공을 수송하는 기능을 갖는다.
정공 수송성이 높은 물질로서는, 10-6 ㎠/(Vㆍs) 이상의 정공 이동도를 갖는 물질인 것이 바람직하고, 예컨대, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 안트라센 유도체, 고분자 화합물 등을 들 수 있다.
방향족 아민 화합물의 구체예로서는, 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), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : BSPB) 등을 들 수 있다.
카르바졸 유도체의 구체예로서는, 4,4'-디(9-카르바졸릴)비페닐(약칭 : CBP), 9-[4-(9-카르바졸릴)페닐]-10-페닐안트라센(약칭 : CzPA), 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭 : PCzPA) 등을 들 수 있다.
안트라센 유도체의 구체예로서는, 2-t-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭 : t-BuDNA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭 : DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭 : DPAnth) 등을 들 수 있다.
고분자 화합물의 구체예로서는, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭 : PVK) 및 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭 : PVTPA) 등을 들 수 있다.
전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 화합물이라면, 정공 수송층에 이들 이외의 물질을 이용해도 좋다.
정공 수송층은, 단층이어도 좋고, 2층 이상이 적층되어 있어도 좋다. 이 경우, 발광층에 가까운 측에, 정공 수송성이 높은 물질 중, 에너지갭이 보다 큰 물질을 포함하는 층을 배치하는 것이 바람직하다.
(발광층)
발광층은, 발광성이 높은 물질(도펀트 재료)을 포함하는 층이다. 도펀트 재료로서는 여러가지 재료를 이용할 수 있고, 예컨대, 형광 발광성 화합물(형광 도펀트), 인광 발광성 화합물(인광 도펀트) 등을 이용할 수 있다. 형광 발광성 화합물이란, 일중항 여기 상태로부터 발광 가능한 화합물이며, 이것을 포함하는 발광층은 형광 발광층이라고 불린다. 또한, 인광 발광성 화합물이란, 삼중항 여기 상태로부터 발광 가능한 화합물이며, 이것을 포함하는 발광층은 인광 발광층이라고 불린다.
발광층은, 통상, 도펀트 재료 및 이것을 효율적으로 발광시키기 위한 호스트 재료를 함유한다. 또, 도펀트 재료는, 문헌에 따라서는, 게스트 재료, 에미터 또는 발광 재료로 칭하는 경우도 있다. 또한, 호스트 재료는, 문헌에 따라서는, 매트릭스 재료로 칭하는 경우도 있다.
하나의 발광층에, 복수의 도펀트 재료 및 복수의 호스트 재료를 포함해도 좋다. 또한, 발광층이 복수이어도 좋다.
본 명세서에서는, 형광 도펀트와 조합된 호스트 재료를 「형광 호스트」라고 칭하고, 인광 도펀트와 조합된 호스트 재료를 「인광 호스트」라고 칭한다. 또, 형광 호스트와 인광 호스트는 분자 구조만으로 구분되는 것은 아니다. 인광 호스트란, 인광 도펀트를 함유하는 인광 발광층을 형성하는 재료이지만, 형광 발광층을 형성하는 재료로서 이용할 수 없는 것을 의미하는 것은 아니다. 형광 호스트에 관해서도 동일하다.
발광층에서의 도펀트 재료의 함유량은, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 충분한 발광 및 농도 소광의 관점에서, 예컨대, 0.1∼70 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1∼30 질량%, 더욱 바람직하게는 1∼30 질량%, 보다 더 바람직하게는 1∼20 질량%, 특히 바람직하게는 1∼10 질량%이다.
<형광 도펀트>
형광 도펀트로서는, 예컨대, 축합 다환 방향족 유도체, 스티릴아민 유도체, 축합환 아민 유도체, 붕소 함유 화합물, 피롤 유도체, 인돌 유도체, 카르바졸 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 축합환 아민 유도체, 붕소 함유 화합물, 카르바졸 유도체가 바람직하다.
축합환 아민 유도체로서는, 예컨대, 디아미노피렌 유도체, 디아미노크리센 유도체, 디아미노안트라센 유도체, 디아미노플루오렌 유도체, 벤조플로 골격이 하나 이상 축환한 디아미노플루오렌 유도체 등을 들 수 있다.
붕소 함유 화합물로서는, 예컨대, 피로메텐 유도체, 트리페닐보란 유도체 등을 들 수 있다.
청색계의 형광 도펀트로서는, 예컨대, 피렌 유도체, 스티릴아민 유도체, 크리센 유도체, 플루오란텐 유도체, 플루오렌 유도체, 디아민 유도체, 트리아릴아민 유도체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, N,N'-비스[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약칭 : YGA2S), 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭 : YGAPA), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPA) 등을 들 수 있다.
녹색계의 형광 도펀트로서는, 예컨대 방향족 아민 유도체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N, 9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭 : 2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐2-일)-2-안트릴]-N, 9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭 : 2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭 : 2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭 : 2DPABPhA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐2-일)]-N-[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭 : 2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭 : DPhAPhA) 등을 들 수 있다.
적색계의 형광 도펀트로서는, 테트라센 유도체, 디아민 유도체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭 : p-mPhTD), 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭 : p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
<인광 도펀트>
인광 도펀트로서는, 예컨대, 인광 발광성의 중금속 착체, 인광 발광성의 희토류 금속 착체를 들 수 있다.
중금속 착체로서는, 예컨대, 이리듐 착체, 오스뮴 착체, 백금 착체 등을 들 수 있다. 중금속 착체는, 이리듐, 오스뮴 및 백금에서 선택되는 금속의 오르토메탈화 착체가 바람직하다.
희토류 금속 착체로서는, 예컨대, 테르븀 착체, 유로피움 착체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 트리스(아세틸아세토나토)(모노페난트롤린)테르븀(III)(약칭 : Tb(acac)3(Phen)), 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트롤린)유로피움(III)(약칭 : Eu(DBM)3(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트롤린)유로피움(III)(약칭 : Eu(TTA)3(Phen)) 등을 들 수 있다. 이들 희토류 금속 착체는, 상이한 다중도간의 전자 천이에 의해 희토류 금속 이온이 발광하기 때문에, 인광 도펀트로서 바람직하다.
청색계의 인광 도펀트로서는, 예컨대, 이리듐 착체, 오스뮴 착체, 백금 착체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭 : FIr6), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭 : FIrpic), 비스[2-(3',5'-비스트리플루오로메틸페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭 : Ir(CF3ppy)2(pic)), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)아세틸아세토나토(약칭 : FIracac) 등을 들 수 있다.
녹색계의 인광 도펀트로서는, 예컨대 이리듐 착체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)(약칭 : Ir(ppy)3), 비스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토나토(약칭 : Ir(ppy)2(acac)), 비스(1,2-디페닐-1H-벤조이미다졸라토)이리듐(III)아세틸아세토나토(약칭 : Ir(pbi)2(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)아세틸아세토나토(약칭 : Ir(bzq)2(acac)) 등을 들 수 있다.
적색계의 인광 도펀트로서는, 예컨대, 이리듐 착체, 백금 착체, 테르븀 착체, 유로피움 착체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]티에닐)피리디나토-N,C3']이리듐(III)아세틸아세토나토(약칭 : Ir(btp)2(acac)), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토나토(약칭 : Ir(piq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭 : Ir(Fdpq)2(acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린 백금(II)(약칭 : PtOEP) 등을 들 수 있다.
<호스트 재료>
호스트 재료로서는, 예컨대, 알루미늄 착체, 베릴륨 착체, 아연 착체 등의 금속 착체; 인돌 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 트리아진 유도체, 퀴놀린 유도체, 이소퀴놀린 유도체, 퀴나졸린 유도체, 디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체, 옥사디아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등의 복소환 화합물; 나프탈렌 유도체, 트리페닐렌 유도체, 카르바졸 유도체, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 피렌 유도체, 크리센 유도체, 나프타센 유도체, 플루오란텐 유도체 등의 축합 방향족 화합물 ; 트리아릴아민 유도체, 축합 다환 방향족 아민 유도체 등의 방향족 아민 화합물 등을 들 수 있다. 호스트 재료는 복수종을 병용해도 좋다.
금속 착체의 구체예로서는, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭 : Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭 : Almq3), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(II)(약칭 : BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(약칭 : BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(II)(약칭 : Znq), 비스[2-(2-벤조옥사졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭 : ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭 : ZnBTZ) 등을 들 수 있다.
복소환 화합물의 구체예로서는, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭 : PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸2-일]벤젠(약칭 : OXD-7), 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭 : TAZ), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스(1-페닐-1H-벤조이미다졸)(약칭 : TPBI), 바소페난트롤린(약칭 : BPhen), 바소큐프로인(약칭 : BCP) 등을 들 수 있다.
축합 방향족 화합물의 구체예로서는, 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭 : CzPA), 3,6-디페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭 : DPCzPA), 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭 : DPPA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭 : DNA), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭 : t-BuDNA), 9,9'-비안트릴(약칭 : BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-디일)디페난트렌(약칭 : DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-디일)디페난트렌(약칭 : DPNS2), 3,3',3"-(벤젠-1,3,5-트리일)트리피렌(약칭 : TPB3), 9,10-디페닐안트라센(약칭 : DPAnth), 6,12-디메톡시-5,11-디페닐크리센 등을 들 수 있다.
방향족 아민 화합물의 구체예로서는, N,N-디페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸-3-아민(약칭 : CzA1PA), 4-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭 : DPhPA), N,9-디페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸-3-아민(약칭 : PCAPA), N,9-디페닐-N-{4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]페닐}-9H-카르바졸-3-아민(약칭 : PCAPBA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N, 9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭 : 2PCAPA), 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭 : TPD), 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : DFLDPBi, 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : BSPB) 등을 들 수 있다.
형광 호스트로서는, 형광 도펀트보다 높은 일중항 준위를 갖는 화합물이 바람직하고, 예컨대, 복소환 화합물, 축합 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 축합 방향족 화합물로서는, 예컨대, 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 크리센 유도체, 나프타센 유도체 등이 바람직하다.
인광 호스트로서는, 인광 도펀트보다 높은 삼중항 준위를 갖는 화합물이 바람직하고, 예컨대, 금속 착체, 복소환 화합물, 축합 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 상기 식 (1)로 표시되는 화합물도 들 수 있다. 이들 중에서도, 예컨대, 인돌 유도체, 카르바졸 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 트리아진 유도체, 퀴놀린 유도체, 이소퀴놀린 유도체, 퀴나졸린 유도체, 디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체, 나프탈렌 유도체, 트리페닐렌 유도체, 페난트렌 유도체, 플루오란텐 유도체 등이 바람직하다.
(전자 수송층)
전자 수송층은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송성이 높은 물질로서는, 10-6 ㎠/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질인 것이 바람직하고, 예컨대, 금속 착체, 방향족 복소환 화합물, 방향족 탄화수소 화합물, 고분자 화합물 등을 들 수 있다.
금속 착체로서는, 예컨대, 알루미늄 착체, 베릴륨 착체, 아연 착체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭 : Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭 : Almq3), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭 : BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(약칭 : BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(II)(약칭 : Znq), 비스[2-(2-벤조옥사졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭 : ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭 : ZnBTZ) 등을 들 수 있다.
방향족 복소환 화합물로서는, 예컨대, 벤즈이미다졸 유도체, 이미다조피리딘 유도체, 벤즈이미다조페난트리딘 유도체 등의 이미다졸 유도체; 피리미딘 유도체, 트리아진 유도체 등의 아진 유도체; 퀴놀린 유도체, 이소퀴놀린 유도체, 페난트롤린 유도체 등의 함질소 6원환 구조를 포함하는 화합물(복소환에 포스핀옥사이드계의 치환기를 갖는 것도 포함함) 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭 : PBD), 1,3-비스[5-(ptert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸2-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), 4,4'-비스(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤(약칭 : BzOs) 등을 들 수 있다.
방향족 탄화수소 화합물로서는, 예컨대, 안트라센 유도체, 플루오란텐 유도체 등을 들 수 있다.
고분자 화합물의 구체예로서는, 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)](약칭 : PF-Py), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭 : PF-BPy) 등을 들 수 있다.
정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 화합물이라면, 전자 수송층에 이들 이외의 물질을 이용해도 좋다.
전자 수송층은, 단층이어도 좋고, 2층 이상이 적층되어 있어도 좋다. 이 경우, 발광층에 가까운 측에, 전자 수송성이 높은 물질 중 에너지갭이 보다 큰 물질을 포함하는 층을 배치하는 것이 바람직하다.
전자 수송층에는, 예컨대, 알칼리 금속, 마그네슘, 알칼리 토류 금속, 이들 중의 2 이상의 금속을 포함하는 합금 등의 금속; 8-퀴놀리놀라토리튬(약칭 : Liq) 등의 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물 등의 금속 화합물이 포함되어 있어도 좋다. 알칼리 금속, 마그네슘, 알칼리 토류 금속, 또는 이들 중의 2 이상의 금속을 포함하는 합금 등의 금속이 전자 수송층에 포함되는 경우, 그 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.1∼50 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1∼20 질량%, 더욱 바람직하게는 1∼10 질량%이다.
알칼리 금속 화합물 또는 알칼리 토류 금속 화합물 등의 금속 화합물의 금속 화합물이 전자 수송층에 포함되는 경우, 그 함유량은 1∼99 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼90 질량%이다. 또, 전자 수송층이 복수층인 경우의 발광층측에 있는 층은, 이들 금속 화합물만으로 형성할 수도 있다.
(전자 주입층)
전자 주입층은 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이며, 음극으로부터 발광층에 효율적으로 전자 주입하는 기능을 갖는다. 전자 주입성이 높은 물질로서는, 예컨대, 알칼리 금속, 마그네슘, 알칼리 토류 금속, 이들의 화합물 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 리튬, 세슘, 칼슘, 불화리튬, 불화세슘, 불화칼슘, 리튬 산화물 등을 들 수 있다. 기타, 전자 수송성을 갖는 물질에, 알칼리 금속, 마그네슘, 알칼리 토류 금속, 또는 이들의 화합물을 함유시킨 것, 예컨대, Alq에 마그네슘을 함유시킨 것 등을 이용할 수도 있다.
또한, 전자 주입층에는, 유기 화합물 및 도너성의 화합물을 포함하는 복합 재료를 이용할 수도 있다. 유기 화합물이 도너성의 화합물로부터 전자를 수취하기 때문에, 이러한 복합 재료는 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다.
유기 화합물로서는, 수취한 전자의 수송성이 우수한 물질이 바람직하고, 예컨대, 전술한 전자 수송성이 높은 물질인 금속 착체나 방향족 복소환 화합물 등을 이용할 수 있다.
도너성의 화합물로서는, 유기 화합물에 전자를 공여할 수 있는 물질이면 되며, 예컨대, 알칼리 금속, 마그네슘, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 에르븀, 이테르븀 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 금속 산화물이나 알칼리 토류 금속 산화물이 바람직하고, 구체적으로는, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 산화마그네슘과 같은 루이스 염기를 이용할 수도 있다. 또한, 테트라티아풀발렌(약칭 : TTF) 등의 유기 화합물을 이용할 수도 있다.
(음극)
음극은, 금속, 합금, 도전성 화합물 및 이들의 혼합물 등이며, 일함수가 작은(구체적으로는, 3.8 eV 이하) 것을 이용하는 것이 바람직하다. 음극의 재료로서는, 예컨대, 리튬, 세슘 등의 알칼리 금속; 마그네슘; 칼슘, 스트론튬 등의 알칼리 토류 금속; 이들 금속을 포함하는 합금(예컨대, 마그네슘-은, 알루미늄-리튬); 유로피움, 이테르븀 등의 희토류 금속; 희토류 금속을 포함하는 합금 등을 들 수 있다.
음극은, 통상 진공 증착법이나 스퍼터링법으로 형성된다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
또한, 전자 주입층이 형성되는 경우, 일함수의 대소에 상관없이, 알루미늄, 은, ITO, 그래핀, 규소 혹은 산화규소를 함유하는 산화인듐-산화주석 등 여러가지 도전성 재료를 이용하여 음극을 형성할 수 있다. 이들 도전성 재료는, 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀코트법 등을 이용하여 성막할 수 있다.
(절연층)
유기 EL 소자는, 박막에 전계를 인가하기 때문에, 누설이나 쇼트에 의한 화소 결함이 생기기 쉽다. 이것을 방지하기 위해, 한쌍의 전극 사이에 박막 절연층을 삽입해도 좋다.
절연층에 이용되는 물질의 구체예로서는, 산화알루미늄, 불화리튬, 산화리튬, 불화세슘, 산화세슘, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 산화칼슘, 불화칼슘, 질화알루미늄, 산화티탄, 산화규소, 산화게르마늄, 질화규소, 질화붕소, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화바나듐 등을 들 수 있다. 절연층에는, 이들의 혼합물을 이용할 수도 있고, 또한, 이들 물질을 포함하는 복수의 층의 적층체로 할 수도 있다.
(스페이스층)
스페이스층은, 예컨대, 형광 발광층과 인광 발광층을 적층하는 경우에, 인광 발광층에서 생성되는 여기자의 형광 발광층으로의 확산의 방지나, 캐리어 밸런스의 조정을 위해, 양 층 사이에 형성된다. 스페이스층은, 복수의 인광 발광층 사이 등에 형성할 수도 있다.
스페이스층은 복수의 발광층 사이에 형성되기 때문에, 전자 수송성 및 정공 수송성을 겸비한 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 인접하는 인광 발광층 내의 삼중항 에너지의 확산을 방지하는 관점에서, 삼중항 에너지가 2.6 eV 이상인 것이 바람직하다.
스페이스층에 이용되는 물질로서는, 전술한 정공 수송층에 이용되는 물질과 동일한 것을 들 수 있다.
(전자 저지층, 정공 저지층, 여기자 저지층)
발광층에 인접하여, 전자 저지층, 정공 저지층, 여기자(트리플렛) 저지층 등을 형성해도 좋다.
전자 저지층이란, 발광층으로부터 정공 수송층으로 전자가 누출되는 것을 저지하는 기능을 갖는 층이다. 정공 저지층이란, 발광층으로부터 전자 수송층으로 정공이 누출되는 것을 저지하는 기능을 갖는 층이다. 여기자 저지층은, 발광층에서 생성된 여기자가 인접하는 층으로 확산되는 것을 저지하고, 여기자를 발광층 내에 가두는 기능을 갖는 층이다.
(캡핑층)
유기 EL 소자는, 취출되는 광의 강도를 광간섭 효과에 의해 조절하기 위해, 음극의 상부에 캡핑층을 구비할 수 있다.
캡핑층으로서는, 예컨대, 고분자 화합물, 금속 산화물, 금속 불화물, 금속 붕화물, 질화규소 및 실리콘 화합물(산화규소 등) 등을 이용할 수 있다.
또한, 방향족 아민 유도체, 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 플루오렌 유도체 또는 디벤조푸란 유도체를 캡핑층에 이용할 수도 있다.
또한, 이들 물질을 포함하는 층을 적층시킨 적층체도 캡핑층으로서 이용할 수 있다.
(중간층)
탠덤형 유기 EL 소자에서는 중간층이 형성된다.
(층형성 방법)
유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법은, 별도의 기재가 없는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다. 형성 방법으로서는, 건식 성막법, 습식 성막법 등의 공지의 방법을 이용할 수 있다. 건식 성막법의 구체예로서는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마법, 이온 플레이팅법 등을 들 수 있다. 습식 성막법의 구체예로서는, 스핀코팅법, 딥핑법, 플로우코팅법, 잉크젯법 등의 각종 도포법을 들 수 있다.
(막두께)
유기 EL 소자의 각 층의 막두께는, 별도의 기재가 없는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다. 막두께가 지나치게 작으면, 핀홀 등의 결함이 생기기 쉬워, 충분한 발광 휘도를 얻을 수 없다. 한편, 막두께가 지나치게 크면, 높은 구동 전압이 필요해져, 효율이 저하된다. 이러한 관점에서, 막두께는 통상 1 nm∼10 μm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 nm∼0.2 μm이다.
[전자 기기]
본 발명의 일 양태에 관한 전자 기기는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관한 유기 EL 소자를 구비하고 있다. 전자 기기의 구체예로서는, 유기 EL 패널 모듈 등의 표시 부품; 텔레비젼, 휴대전화, 스마트폰, 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치; 조명, 차량용 등기구의 발광 장치 등을 들 수 있다.
실시예
다음으로, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예의 기재 내용에 전혀 제한되지 않는다.
합성예 1(화합물 ET-1의 합성)
Figure pct00187
2,4-비스(4-비페닐-일)-6-클로로-1,3,5-트리아진(5.0 g)과, 디벤조티오펜-4-보론산(3.0 g)을 디메톡시에탄(200 mL)에 가하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.55 g)과 탄산나트륨 수용액(2M, 18 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 5시간 가열 환류 조건하에 교반했다. 실온으로 되돌려 석출된 고체를 여과하여 모으고, 메탄올과 물로 세정했다. 이 고체에 클로로벤젠 200 mL를 가하고 가열하여 용해시키고, 불용물을 셀라이트로 여과 제거했다. 감압 농축하여 석출된 고체를 톨루엔으로 재결정하는 것에 의해 화합물 ET-1을 얻었다(5.8 g, 수율 86%). 화합물 ET-1의 분자량은 567.71이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=567이기 때문에, 화합물 ET-1로 동정했다.
합성예 2(화합물 ET-2의 합성)
(1) 중간체 A의 합성
Figure pct00188
2-(4-비페닐릴)-4,6-디클로로-1,3,5-트리아진(2.0 g)과, 2-비페닐보론산(1.18 g)을 디메톡시에탄(90 mL)에 용해하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(15 mg)과 탄산칼륨 수용액(2M, 10 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 5시간 65℃로 가열했다. 반응 용액을 컬럼 크로마토그래피 분석하여 중간체 A를 얻었다(0.8 g, 수율 29%).
(2) 화합물 ET-2의 합성
Figure pct00189
중간체 A(0.8 g)와, 디벤조티오펜-4-보론산(0.65 g)을 디메톡시에탄(30 mL)에 가하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(4.0 mg)과 탄산칼륨 수용액(2M, 3.0 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 3시간 65℃로 가열했다. 반응 용액을 컬럼 크로마토그래피 분석하여 화합물 ET-2를 얻었다(0.70 g, 수율 65%). 화합물 ET-2의 분자량은 567.71이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=567이기 때문에, 화합물 ET-2로 동정했다.
합성예 3(화합물 ET-3의 합성)
(1) 중간체 B의 합성
Figure pct00190
2,4-디클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진(5.0 g)과 디벤조티오펜-4-보론산(4.5 g), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.5 g)을 디메톡시에탄(221 mL)에 용해시키고, 용기 내를 질소 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(33 mL)을 가하고, 질소 분위기하에 80℃로 가열하여 6시간 교반했다. 반응액에 물을 가하고, 석출된 고체를 여과하여 취했다. 고체를 아세톤으로 세정하여 중간체 B를 얻었다(5.0 g, 수율 60%).
(2) 중간체 C의 합성
Figure pct00191
9-([1,1'-비페닐]-2-일)-10-브로모안트라센(10.0 g)과, 4-클로로페닐보론산(3.8 g)을 디메톡시에탄(244 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.35 g)을 가하여 용기 내를 질소 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(37 mL)을 가하고, 질소 분위기하에 75℃로 가열하여 하룻밤 교반했다. 반응액을 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 중간체 C를 얻었다(10.1 g, 수율 94%).
(3) 중간체 D의 합성
Figure pct00192
중간체 C(12.6 g)와, 비스(피나콜라토)디보론(7.3 g), 아세트산칼륨(8.4 g), 2-디시클로헥실포스피노-2',4',6'-트리이소프로필비페닐(1.1 g), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(1.0 g)을, 1,4-디옥산(286 mL)에 가하고, 용기 내를 질소 치환했다. 그 후, 질소 분위기하에 100℃로 가열하여 6시간 교반했다. 반응액을 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 중간체 D를 얻었다(14.0 g, 수율 91%).
(4) 화합물 ET-3의 합성
Figure pct00193
중간체 B(4.6 g)와, 중간체 D(5.2 g)와, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.4 g)을, 디메톡시에탄(123 mL)에 가하고, 용기 내를 질소 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(18 mL)을 가하고, 질소 분위기하에 가열하여 가열 환류시켜 하룻밤 교반했다. 반응액에 메탄올을 가하고, 석출된 고체를 여과하여 취했다. 톨루엔으로 고체를 재결정하여 화합물 ET-3을 얻었다(7.7 g, 수율 84%). 화합물 ET-3의 분자량은 743.93이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=743이기 때문에, 화합물 ET-3으로 동정했다.
합성예 4(화합물 ET-4의 합성)
(1) 중간체 E의 합성
Figure pct00194
시아누르산클로라이드(5.0 g)와, 2-비페닐보론산(21 g)을 톨루엔(271 mL)에 용해하고, 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.04 g)을 가하여 반응 용기를 아르곤 치환했다. 그 후, 2M의 탄산칼륨 수용액(81 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 50℃로 가열하고, 12시간 교반했다. 반응액을 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 중간체 E를 얻었다(5.0 g, 수율 22%).
(2) 화합물 ET-4의 합성
Figure pct00195
중간체 E(5.0 g)와 디벤조티오펜-4-보론산(3.3 g)을 디메톡시에탄(120 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.55 g)을 가하여 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(18 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 5시간 가열 환류시켰다. 반응액을 농축하고 얻어진 고체를 톨루엔으로 재결정하여 화합물 ET-4를 얻었다(4.8 g, 수율 71%). 화합물 ET-4의 분자량은 567.71이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=567이기 때문에, 화합물 ET-4로 동정했다.
합성예 5(화합물 ET-5의 합성)
(1) 중간체 F의 합성
Figure pct00196
2-(4-비페닐릴)-4,6-디클로로-1,3,5-트리아진(0.5 g)과 [1,1':3',1''-터페닐]-3-일-보론산(일본 특허 5357150B2의 기재에 따라서 합성)(0.5 g), 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(1.1 mg)을 톨루엔(8 mL)에 용해시키고, 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(33 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 60℃로 가열하여 4시간 교반했다. 반응액에 물을 가하고, 석출된 고체를 여과하여 취했다. 고체를 톨루엔으로 재결정하여 중간체 F를 얻었다(0.46 g, 수율 57%).
(2) 화합물 ET-5의 합성
Figure pct00197
중간체 F(0.47 g)와 디벤조티오펜-4-보론산(0.32 g)을 디메톡시에탄(9.4 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(43 mg)을 가하여 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(1.2 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 3시간 가열 환류시켰다. 반응액을 농축하고 얻어진 고체를 톨루엔으로 재결정하여 화합물 ET-5를 얻었다(0.4 g, 수율 66%). 화합물 ET-5의 분자량은 643.81이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=643이기 때문에, 화합물 ET-5로 동정했다.
합성예 6(화합물 ET-6의 합성)
(1) 중간체 G의 합성
Figure pct00198
4-브로모디벤조티오펜(5.0 g)을 테트라히드로푸란(50 mL)에 용해했다. 아르곤 분위기하에 반응 용기를 -78℃로 냉각시키고, 이 용액에 1.6M의 n-부틸리튬 용액(14 mL)을 적하했다. 30분 교반후, 이 용액을, -78℃로 냉각시킨 시아누르산클로라이드(3.5 g)의 테트라히드로푸란(50 mL) 용액에 30분에 걸쳐 적하했다. 실온에서 하룻밤 교반후 감압하 용매를 증류 제거하고, 석출된 고체를 아세톤으로 세정하여 중간체 G를 얻었다(2.6 g, 수율 41%).
(2) 화합물 ET-6의 합성
Figure pct00199
중간체 G(2.5 g)와 4-(9-페난트레닐)페닐-보론산(미국 특허 8940412B2의 기재에 따라서 합성)(1.4 g)을 디메톡시에탄(40 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.1 g)을 가했다. 용기 내를 아르곤 치환한 후, 2M의 탄산칼륨 수용액(13 mL)을 가하여 4시간 가열 환류시키면서 교반했다. 반응액에 물을 가하고, 석출된 고체를 여과하여 취했다. 고체를 디클로로메탄으로 세정후 톨루엔으로 재결정하여 화합물 ET-6을 얻었다(0.9 g, 28%). 화합물 ET-6의 분자량은 767.95이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=767이기 때문에, 화합물 ET-6으로 동정했다.
합성예 7(화합물 ET-7의 합성)
Figure pct00200
중간체 B 대신에 2-클로로-4-(4-디벤조티에닐)-6-페닐트리아진(미국 특허 공보 20180006237A1에 기재된 방법으로 합성)을 이용한 것 외에는, 합성예 3과 동일하게 하여 ET-7을 합성했다. 화합물 ET-7의 분자량은 727.87이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=727이기 때문에, 화합물 ET-7로 동정했다.
합성예 8(화합물 ET-8의 합성)
Figure pct00201
2,4-비스(4-비페닐-일)-6-클로로-1,3,5-트리아진(5.0 g)과, 디벤조푸란-4-보론산(3.8 g)을 디메톡시에탄(200 mL)에 가하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.55 g)과 탄산나트륨 수용액(2M, 18 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 5시간 가열 환류 조건하에 교반했다. 실온으로 되돌려 석출된 고체를 여과하여 모으고, 메탄올과 물로 세정했다. 이 고체에 클로로벤젠 200 mL를 가하고 가열하여 용해시키고, 불용물을 셀라이트로 여과 제거했다. 감압 농축하여 석출한 고체를 톨루엔으로 재결정하는 것에 의해 화합물 ET-8을 얻었다(5.3 g, 수율 80%). 화합물 ET-8의 분자량은 551.65이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=551이기 때문에, 화합물 ET-8로 동정했다.
합성예 9(화합물 ET-9의 합성)
(1) 중간체 H의 합성
Figure pct00202
시아누르산클로라이드(9.3 g)와, 2-비페닐보론산(9.9 g)을 톨루엔(250 mL)에 용해하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(176 mg)과 탄산칼륨(28 g)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 4시간 60℃로 가열했다. 반응 용액을 컬럼 크로마토그래피 분석하여 중간체 H를 얻었다(3.4 g, 수율 23%).
(2) 중간체 I의 합성
Figure pct00203
중간체 H(4.4 g)와, 6-페닐-2-나프탈레닐보론산(일본 특허 공보 2010-241688 A에 따라서 합성)(4.0 g)을 톨루엔(73 mL)에 가하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(10 mg)과 탄산나트륨 수용액(2M, 22 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 밤새 65℃로 가열했다. 반응 용액을 컬럼 크로마토그래피 분석하여 중간체 I를 얻었다(2.9 g, 수율 42%).
(3) 화합물 ET-9의 합성
Figure pct00204
중간체 I(2.9 g)와 디벤조티오펜-4-보론산(2.1 g)을 디메톡시에탄(62 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(290 mg)을 가하여 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(9.3 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 3시간 가열 환류시켰다. 반응액을 방랭시킨 후 고체를 여과하여 취했다. 이 고체에 톨루엔 500 mL를 가하여 가열하여 용해시키고, 불용물을 실리카겔로 여과 제거했다. 감압 농축하여 석출한 고체를 톨루엔으로 재결정하는 것에 의해 화합물 ET-9를 얻었다(2.9 g, 수율 76%). 화합물 ET-9의 분자량은 617.77이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=617이기 때문에, 화합물 ET-9로 동정했다.
합성예 10(화합물 ET-10의 합성)
(1) 중간체 J의 합성
Figure pct00205
중간체 H(5.2 g)와, 4-1-(나프탈레닐)페닐-보론산(일본 특허 공보 2013-546171A에 따라서 합성)(4.7 g)을 톨루엔(86 mL)에 가하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(12 mg)과 탄산나트륨 수용액(2M, 21 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 밤새 60℃로 가열했다. 반응 용액을 컬럼 크로마토그래피 분석하여 중간체 J를 얻었다(7.1 g, 수율 81%).
(2) 화합물 ET-10의 합성
Figure pct00206
중간체 J(7.0 g)와 디벤조티오펜-4-보론산(5.1 g)을 디메톡시에탄(150 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(690 mg)을 가하여 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(19 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 3시간 가열 환류시켰다. 반응액을 방랭시킨 후 고체를 여과하여 취했다. 이 고체에 톨루엔 580 mL를 가하고 가열하여 용해시키고, 불용물을 실리카겔로 여과 제거했다. 감압 농축하여 석출한 고체를 톨루엔으로 재결정하는 것에 의해 화합물 ET-10을 얻었다(9.2 g, 수율 68%). 화합물 ET-10의 분자량은 617.77이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=617이기 때문에, 화합물 ET-10으로 동정했다.
합성예 11(화합물 ET-11의 합성)
(1) 중간체 K의 합성
Figure pct00207
시아누르산클로라이드(9.3 g)와 3-비페닐보론산(9.9 g)을 톨루엔(250 mL)에 용해하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(180 mg)과 탄산칼륨(28 g)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 4시간 60℃로 가열했다. 반응 용액을 여과하여 여과액을 농축했다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피 분석하여 중간체 K를 얻었다(5.9 g, 수율 40%).
(2) 중간체 L의 합성
Figure pct00208
중간체 K(4.5 g)와 나프탈렌-1-보론산(2.8 g)을 톨루엔(80 mL)에 가하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(10 mg)과 탄산나트륨 수용액(2M, 25 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 밤새 60℃로 가열했다. 반응 용액을 컬럼 크로마토그래피 분석하여 중간체 L을 얻었다(3.5 g, 수율 60%).
(3) 화합물 ET-11의 합성
Figure pct00209
중간체 L(3.5 g)과 디벤조티오펜-4-보론산(3.0 g)을 디메톡시에탄(80 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(310 mg)을 가하여 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(11 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 3시간 가열 환류시켰다. 반응액을 방랭시킨 후 고체를 여과하여 취했다. 이 고체에 톨루엔(700 mL)을 가하고 가열하여 용해시키고, 불용물을 실리카겔로 여과 제거했다. 감압 농축하여 석출한 고체를 톨루엔으로 재결정하는 것에 의해 화합물 ET-11을 얻었다(3.4 g, 수율 71%). 화합물 ET-11의 분자량은 541.67이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=541이기 때문에, 화합물 ET-11로 동정했다.
합성예 12(화합물 ET-12의 합성)
(1) 중간체 M의 합성
Figure pct00210
시아누르산클로라이드(9.5 g)와 4-페닐나프탈렌-1-보론산(12 g)을 톨루엔(200 mL)에 용해하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(190 mg)과 탄산칼륨(31 g)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 4시간 60℃로 가열했다. 반응 용액을 여과하여 여액을 농축했다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피 분석하여 중간체 M을 얻었다(10 g, 수율 55%).
(2) 중간체 N의 합성
Figure pct00211
중간체 M(8.2 g)과 3-(2-나프틸)페닐보론산(6.4 g)을 톨루엔(110 mL)에 가하고, 용액에 아르곤 가스를 5분간 통했다. 여기에 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(21 mg)과 탄산나트륨 수용액(2M, 20 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 교반하면서 밤새 60℃로 가열했다. 반응 용액을 컬럼 크로마토그래피 분석하여 중간체 N을 얻었다(8.9 g, 수율 73%).
(3) 화합물 ET-12의 합성
Figure pct00212
중간체 N(7.5 g)과 디벤조티오펜-4-보론산(4.9 g)을 디메톡시에탄(130 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(420 mg)을 가하여 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(20 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 5시간 가열 환류시켰다. 반응액을 방랭시킨 후 고체를 여과하여 취했다. 이 고체에 톨루엔(300 mL)을 가하고 가열하여 용해시키고, 불용물을 실리카겔로 여과 제거했다. 감압 농축하여 석출한 고체를 톨루엔으로 재결정하는 것에 의해 화합물 ET-12를 얻었다(4.1 g, 수율 43%). 화합물 ET-12의 분자량은 667.83이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=667이기 때문에, 화합물 ET-12로 동정했다.
합성예 13(화합물 ET-13의 합성)
(1) 중간체 O의 합성
Figure pct00213
2-(4-비페닐릴)-4,6-디클로로-1,3,5-트리아진(5.6 g)과 3-(1-나프틸)페닐보론산(4.5 g), 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(24 mg)을 톨루엔(90 mL)에 용해시키고, 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(15 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 60℃로 가열하여 밤새 교반했다. 반응액에 물을 가하고, 석출된 고체를 여과하여 취했다. 고체를 톨루엔에 용해하고, 여과하여 여액을 농축했다. 얻어진 고체를 톨루엔으로 재결정하여, 중간체 O를 얻었다(6.0 g, 수율 69%).
(2) 화합물 ET-13의 합성
Figure pct00214
중간체 O(5.3 g)와 디벤조티오펜-4-보론산(3.9 g)을 디메톡시에탄(200 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(450 mg)을 가하여 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(17 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 6시간 가열 환류시켰다. 반응액을 방랭시킨 후 고체를 여과하여 취했다. 이 고체에 톨루엔(620 mL)을 가하고 가열하여 용해시키고, 불용물을 실리카겔로 여과 제거했다. 감압 농축하여 석출한 고체를 톨루엔으로 재결정하는 것에 의해 화합물 ET-13을 얻었다(5.7 g, 수율 82%). 화합물 ET-13의 분자량은 617.77이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=617이기 때문에, 화합물 ET-13으로 동정했다.
합성예 14(화합물 ET-14의 합성)
(1) 중간체 P의 합성
Figure pct00215
중간체 H(6.3 g)와 3-(1-나프틸)페닐보론산(4.9 g), 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐(15 mg)을 톨루엔(84 mL)에 용해시키고, 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(14 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 60℃로 가열하여 4시간 교반했다. 반응액에 물을 가하고, 석출된 고체를 여과하여 취했다. 고체를 톨루엔에 용해하고, 여과하여 여액을 농축했다. 얻어진 고체를 톨루엔으로 재결정하여 중간체 P를 얻었다(6.3 g, 수율 65%).
(2) 화합물 ET-14의 합성
Figure pct00216
중간체 P(5.6 g)와 디벤조티오펜-4-보론산(4.1 g)을 디메톡시에탄(130 mL)에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(554 mg)을 가하여 용기 내를 아르곤 치환했다. 그 후 2M의 탄산나트륨 수용액(15 mL)을 가하고, 아르곤 분위기하에 4시간 가열 환류시켰다. 반응액을 방랭시킨 후 고체를 여과하여 취했다. 이 고체에 톨루엔(350 mL)을 가하고 가열하여 용해시키고, 불용물을 실리카겔로 여과 제거했다. 감압 농축하여 석출한 고체를 톨루엔으로 재결정하는 것에 의해 화합물 ET-14를 얻었다(6.5 g, 수율 88%). 화합물 ET-14의 분자량은 617.77이며, 얻어진 화합물의 매스 스펙트럼의 분석 결과는 m/z(질량과 전하의 비)=617이기 때문에, 화합물 ET-14로 동정했다.
실시예 1
(유기 EL 소자의 제작)
25 mm×75 mm×1.1 mm 두께의 ITO 투명 전극(양극) 부착 유리 기판(지오마테크 주식회사 제조)을 이소프로필알콜 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행했다. ITO의 막두께는 130 nm로 했다.
세정후의 투명 전극 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극이 형성되어 있는 측의 면 위에 투명 전극을 덮도록 하여 화합물 HI를 증착하여, 막두께 5 nm의 HI막을 형성했다. 이 HI막은 정공 주입층으로서 기능한다.
이 HI막의 성막에 이어서 화합물 HT-1을 증착하여, HI막 위에 막두께 80 nm의 HT-1막을 성막했다. 이 HT-1막은 정공 수송층(제1 정공 수송층)으로서 기능한다.
HT-1막의 성막에 이어서 화합물 HT-2를 증착하여, HT-1막 위에 막두께 10 nm의 HT-2막을 성막했다. 이 HT-2막은 전자 저지층(제2 정공 수송층)으로서 기능한다.
HT-2막 위에 화합물 BH-1(호스트 재료) 및 화합물 BD-1(도펀트 재료)을 화합물 BD-1의 비율이 4 질량%가 되도록 공증착하여, 막두께 25 nm의 BH-1:BD-1막을 성막했다. 이 BH-1:BD-1막은 발광층으로서 기능한다.
이 발광층 위에 화합물 ET-1 및 Liq를 Liq의 비율이 50 질량%가 되도록 공증착하여, 막두께 25 nm의 ET-1:Liq막을 성막했다. 이 ET-1:Liq막은 제1 전자 수송층(정공 장벽층)으로서 기능한다.
이 제1 전자 수송층 위에 Liq를 증착하여, 막두께 1 nm의 Liq막을 형성했다. 이 Liq막은 제2 전자 수송층으로서 기능한다.
이 제2 전자 수송층 위에 금속 Al을 증착하여, 막두께 80 nm의 금속 음극을 형성하여, 유기 EL 소자를 제작했다.
얻어진 유기 EL 소자의 층구성은 하기와 같다.
ITO(130)/HI(5)/HT-1(80)/HT-2(10)/BH-1:BD-1(25; 4 질량%)/ET-1:Liq(25; 50 질량%)/Liq(1)/Al(80)
괄호 내의 숫자는 막두께(단위 : nm)를 나타낸다.
(유기 EL 소자의 평가)
얻어진 유기 EL 소자의 초기 특성을, 실온하 DC(직류) 정전류 10 mA/㎠ 구동으로 측정했다. 구동 전압의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 전류 밀도가 10 mA/㎠가 되도록 유기 EL 소자에 전압을 인가하고, EL 발광 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-1000(코니카미놀타 주식회사 제조)으로 계측했다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 외부 양자 효율 EQE(%)를 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2∼8 및 비교예 1
제1 전자 수송층의 재료로서 표 1에 나타내는 화합물을 이용한 것 외에, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제작하여 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1∼8 및 비교예 1에서 이용한 화합물은 이하와 같다.
Figure pct00217
Figure pct00218
표 1의 결과로부터, 특정한 화합물을 제1 전자 수송층에 이용한 실시예 1∼8의 유기 EL 소자는, 비교예 1의 유기 EL 소자와 비교하여 높은 외부 양자 효율을 나타내는 것을 알 수 있다.
실시예 9
(유기 EL 소자의 제작)
25 mm×75 mm×1.1 mm 두께의 ITO 투명 전극(양극) 부착 유리 기판(지오마테크 주식회사 제조)을 이소프로필알콜 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행했다. ITO의 막두께는 130 nm로 했다.
세정후의 투명 전극 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극이 형성되어 있는 측의 면 위에 투명 전극을 덮도록 하여 화합물 HT-3과 HI-2를 화합물 HI-2의 비율(질량비)이 3%가 되도록 공증착하여, 막두께 5 nm의 HT-3:HI-2막을 형성했다. 이 HT-3:HI-2막은 정공 주입층으로서 기능한다.
이 HT-3:HI-2막의 성막에 이어서 화합물 HT-3을 증착하여, HT-3:HI-2막 위에 막두께 90 nm의 HT-3막을 성막했다. 이 HT-3막은 제1 정공 수송층으로서 기능한다.
HT-3막의 성막에 이어서 화합물 EB를 증착하여, HT-3막 위에 막두께 5 nm의 EB막을 성막했다. 이 EB막은 제2 정공 수송층으로서 기능한다.
EB막 위에 화합물 BH-2(호스트 재료) 및 화합물 BD-2(도펀트 재료)를 화합물 BD-2의 비율(질량비)이 4%가 되도록 공증착하여, 막두께 20 nm의 BH-2:BD-2막을 성막했다. 이 BH-2:BD-2막은 발광층으로서 기능한다.
이 발광층 위에 화합물 HB를 증착하여, 막두께 5 nm의 HB막을 성막했다. 이 HB막은 제1 전자 수송층으로서 기능한다. HB막의 성막에 이어서 화합물 ET-1 및 Liq를 Liq의 비율(질량비)이 50%가 되도록 공증착하여, 막두께 20 nm의 ET-1:Liq막을 성막했다. 이 ET-1:Liq막은 제2 전자 수송층으로서 기능한다. 이 ET-1:Liq막 위에 Liq를 증착하여, 막두께 1 nm의 Liq막을 형성했다. 이 Liq막 위에 금속 Al을 증착하여, 막두께 80 nm의 금속 음극을 형성하여, 유기 EL 소자를 제작했다.
얻어진 유기 EL 소자의 층구성은 하기와 같다.
ITO(130)/HT-3:HI-2(5; 3 질량%)/HT-3(90)/EB(5)/BH-2:BD-2(20; 4 질량%)/HB(5)/ET-1:Liq(20; 50 질량%)/Liq(1)/Al(80)
괄호 내의 숫자는 막두께(단위 : nm)를 나타낸다.
(유기 EL 소자의 평가)
전류 밀도가 10 mA/㎠가 되도록 얻어진 유기 EL 소자에 전압을 인가하고, EL 발광 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카미놀타 주식회사 제조)으로 계측했다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 외부 양자 효율 EQE(%)를 산출했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 10∼12
발광층의 호스트 재료로서, 표 2에 나타내는 화합물을 이용한 것 외에, 실시예 9와 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제작하여 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 9∼12에서 이용한 화합물은 이하와 같다.
Figure pct00219
Figure pct00220
표 1 및 표 2의 결과로부터, 아진 고리의 4위치에 디벤조티오펜 고리를 하나 결합시킨 화합물을 전자 수송 대역(실시예 1∼8에서는 제1 전자 수송층, 및 실시예 9∼12에서는 제2 전자 수송층)에 이용하는 것에 의해, 발광 효율이 향상되는 것을 알 수 있다.
또한, 표 2의 결과로부터, 실시예 1∼8의 소자에서 이용한 호스트 재료(화합물 BH-1)와는 상이한, 측쇄로서 디벤조푸란 고리를 갖는 호스트 재료(화합물 BH-2∼BH-5)를 이용한 경우(실시예 9∼12)에도, 높은 외부 양자 효율이 얻어지는 것을 알 수 있다.
상기에 본 발명의 몇 개의 실시형태 및/또는 실시예를 상세히 설명했지만, 당업자는, 본 발명의 신규한 교시 및 효과로부터 실질적으로 벗어나지 않고, 이들 예시인 실시형태 및/또는 실시예에 많은 변경을 가하는 것이 용이하다. 따라서, 이러한 많은 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이 명세서에 기재된 문헌 및 본원의 파리 조약에 의한 우선권의 기초가 되는 출원의 내용을 전부 원용한다.

Claims (35)

  1. 하기 식 (1)로 표시되는 화합물.
    Figure pct00221

    (식 (1) 중,
    X1은 O 또는 S이다.
    Y1, Y2 및 Y3은 각각 독립적으로 CH 또는 N이다.
    단, Y1, Y2 및 Y3 중 2개 이상은 N이다.
    Ar1 및 Ar3은, 각각 독립적으로,
    단일 결합,
    치환 혹은 무치환의 페닐렌기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸렌기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴렌기, 또는
    치환 혹은 무치환의 안트릴렌기이다.
    Ar2 및 Ar4는, 각각 독립적으로,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 안트릴기이다.
    Ar1과 Ar2 및 Ar3과 Ar4는, 각각 독립적으로, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 6원환만으로 구성되는 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.
    단, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4의 어느 한쪽 또는 양쪽이 하기 기인 경우를 제외한다.
    Figure pct00222
    )
  2. 제1항에 있어서,
    Ar2 및 Ar4는, 각각 독립적으로,
    무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 안트릴기인 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    Ar1 및 Ar3이 무치환의 페닐렌기인 경우, Ar2 및 Ar4는, 각각 독립적으로,
    무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 안트릴기인 화합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, Ar1과 Ar2 및 Ar3과 Ar4는, 각각 독립적으로, 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는 화합물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar1∼Ar4가 치환되어 있는 경우의 치환기가,
    무치환의 페닐기,
    무치환의 나프틸기,
    무치환의 페난트릴기,
    무치환의 안트릴기,
    무치환의 비페닐기,
    무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기인 화합물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4가, 각각 독립적으로, 하기 식 (a1)∼(a11)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
    Figure pct00223

    (식 (a1)∼(a11) 중,
    Ra는,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
    m은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이다.
    n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
    p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
    q는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다.
    r은 0 또는 1의 정수이다.
    Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4가, 각각 독립적으로, 하기 식 (aa1)∼(aa8)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
    Figure pct00224

    (식 (aa1)∼(aa8) 중,
    Ra는,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
    m은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이다.
    n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
    p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
    q는 0∼2의 정수이다.
    r은 0 또는 1의 정수이다.
    Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4가, 각각 독립적으로, 하기 식 (ab1)∼(ab7)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
    Figure pct00225

    (식 (ab1)∼(ab7) 중,
    Ra는,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
    m은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이다.
    n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
    p는 0∼3의 정수이다.
    q는 0∼2의 정수이다.
    r은 0 또는 1의 정수이다.
    Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, -Ar1-Ar2 및 -Ar3-Ar4가, 각각 독립적으로, 하기 식 (ac1)∼(ac93)으로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
    Figure pct00226

    Figure pct00227

    Figure pct00228

    Figure pct00229

    Figure pct00230

    Figure pct00231

    Figure pct00232

    (식 (ac1)∼(ac93) 중,
    Ra는,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
    m은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이다.
    n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
    p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
    q는 각각 독립적으로 0∼2의 정수이다.
    r은 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수이다.
    Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra가 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는 화합물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar2 및 Ar4가, 각각 독립적으로,
    무치환의 페닐기,
    무치환의 나프틸기,
    무치환의 안트릴기, 또는
    무치환의 페난트릴기인 화합물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, X1이 S인 화합물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, Y1∼Y3이 N인 화합물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (4)로 표시되는 화합물인 화합물.
    Figure pct00233

    (식 (4) 중, Ar1∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.)
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (5)로 표시되는 화합물인 화합물.
    Figure pct00234

    (식 (5) 중, Ar2∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.)
  16. 제1항에 있어서, 하기 화합물을 제외한 화합물.
    Figure pct00235
  17. 제1항에 있어서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (6)으로 표시되는 화합물인 화합물.
    Figure pct00236

    (상기 식 (6) 중, X1, Y1∼Y3, Ar1, Ar2 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
    Ar3A는, 적어도 오르토 위치에 Ar4가 치환한 벤젠 고리를 포함하여 구성되는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴렌기 또는 안트릴렌기이며, Ar4 이외에 하나 이상의 치환기를 갖고 있어도 좋다.)
  18. 제17항에 있어서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (6-1)로 표시되는 화합물인 화합물.
    Figure pct00237

    [식 (6-1) 중, X1, Y1∼Y3, Ar2 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
    Ar3A는 상기 식 (6)에서 정의한 바와 같다.
    Ar1a는 하기 군에서 선택되는 2가의 기이다.
    Figure pct00238

    (식 중, Ra는,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
    n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
    p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
    q는 0∼2의 정수이다.
    Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)]
  19. 제1항에 있어서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (7)로 표시되는 화합물인 화합물.
    Figure pct00239

    (식 (7) 중, X1, Y1 및 Ar1∼Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
    단, Ar1∼Ar4 중의 적어도 하나는, 치환 혹은 무치환의 나프탈렌 고리 또는 페난트렌 고리를 포함하는 1가 또는 2가의 기이다.)
  20. 제19항에 있어서, Ar1∼Ar4 중의 적어도 하나가, 치환 혹은 무치환의 나프탈렌 고리로 이루어진 하기 1가 또는 2가의 기인 화합물.
    Figure pct00240

    (식 중, *1은, 함질소 복소환 또는 Ar1 혹은 Ar3과의 결합손이다.
    *2는, Ar2 또는 Ar4와의 결합손이다.
    Ra는,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
    n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
    p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
    q는 0∼2의 정수이다.
    Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.)
  21. 제1항에 있어서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (8)로 표시되는 화합물인 화합물.
    Figure pct00241

    (식 (8) 중, X1, Y1, Ar2 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
    Ar1D 및 Ar3D는, 각각 독립적으로, 하기 군에서 선택되는 2가의 기이다.
    Figure pct00242

    (식 중,
    Ra는,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
    n은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다.
    p는 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다.
    q는 0∼2의 정수이다.
    Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하지 않는다.)
  22. 제1항에 있어서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 하기 식 (9)로 표시되는 화합물인 화합물.
    Figure pct00243

    (식 (9) 중, X1, Y1, Ar3 및 Ar4는 상기 식 (1)에서 정의한 바와 같다.
    Ar1E는, 적어도 메타 위치에 페닐기가 치환한 벤젠 고리를 포함하여 구성되는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트릴렌기 또는 안트릴렌기이며, 상기 메타 위치에 치환한 페닐기 이외에 하나 이상의 치환기를 갖고 있어도 좋다.
    Ra는,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기이다.
    n은 0∼4의 정수이다.
    Ra가 2 이상인 경우, 2 이상의 Ra는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    Ra가 2 이상인 경우, 인접하는 2 이상의 1조 이상의 Ra는, 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 혹은 고리를 형성하지 않는다.)
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자용 전자 수송 재료.
  24. 양극, 유기층, 및 음극을 이 순서로 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자로서, 상기 유기층이 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
  25. 양극, 발광층, 전자 수송 대역, 및 음극을 이 순서로 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자로서, 상기 전자 수송 대역이, 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 전자 수송 대역이, 상기 발광층, 제1 전자 수송층, 제2 전자 수송층 및 상기 음극의 순서로 상기 제1 전자 수송층 및 제2 전자 수송층을 포함하고,
    상기 제1 전자 수송층 및 제2 전자 수송층 중의 적어도 1층이, 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 발광층이, 하기 식 (11)로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
    Figure pct00244

    (식 (11)에 있어서,
    R11∼R18은, 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
    -Si(R901)(R902)(R903),
    -O-(R904),
    -S-(R905),
    -N(R906)(R907),
    할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
    R901∼R907은, 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
    R901∼R907이 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R901∼R907의 각각은 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
    R11∼R14 중의 인접하는 2개 이상, 및 R15∼R18 중의 인접하는 2개 이상은, 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는다.
    L11 및 L12는, 각각 독립적으로,
    단일 결합,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이다.
    Ar11 및 Ar12는, 각각 독립적으로,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.)
  28. 제27항에 있어서, 상기 식 (11)로 표시되는 화합물이 하기 식 (12)로 표시되는 화합물인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
    Figure pct00245

    [식 (12) 중, R11∼R18, L11 및 L12는 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
    Ar11a 및 Ar12a 중 적어도 하나는 하기 식 (20)으로 표시되는 1가의 기이다.
    Figure pct00246

    (식 (20) 중,
    R21∼R28 중의 하나는 L11 또는 L12와 결합하는 결합손이며,
    L11 또는 L12와 결합하는 결합손이 아닌 R21∼R28은,
    각각 독립적으로, 수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
    -Si(R901)(R902)(R903),
    -O-(R904),
    -S-(R905),
    -N(R906)(R907),
    할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
    R901∼R907은 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
    L11 또는 L12와 결합하는 결합손이 아닌 R21∼R28 중의 인접하는 2 이상은, 서로 결합하여 고리를 형성하지 않는다.)
    상기 식 (20)으로 표시되는 1가의 기가 아닌 Ar11a 또는 Ar12a는,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
    상기 식 (20)으로 표시되는 1가의 기 이외의, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.]
  29. 제28항에 있어서, 상기 식 (12)로 표시되는 화합물이 하기 식 (12-1)로 표시되는 화합물인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
    Figure pct00247

    (식 (12-1) 중, R11∼R18, L11 및 L12는, 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
    Ar12a는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
    상기 식 (20)으로 표시되는 1가의 기 이외의, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
    R21 및 R23∼R28은, 각각 독립적으로, 수소 원자,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
    -Si(R901)(R902)(R903),
    -O-(R904),
    -S-(R905),
    -N(R906)(R907),
    할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 1가의 복소환기이다.
    R901∼R907은 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.)
  30. 제27항에 있어서, 상기 식 (11)로 표시되는 화합물이 하기 식 (13)으로 표시되는 화합물인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
    Figure pct00248

    (식 (13) 중, R11∼R18, L1 및 L2는, 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
    Ar11b 및 Ar12b는, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 벤젠 고리만으로 구성되는 아릴기이다.)
  31. 제30항에 있어서, 상기 식 (13)으로 표시되는 화합물이 하기 식 (13-1)로 표시되는 화합물인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
    Figure pct00249

    (식 (13-1) 중, R11∼R18 및 L12는 상기 식 (11)에서 정의한 바와 같다.
    Ar11b 및 Ar12b는, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 벤젠 고리만으로 구성되는 아릴기이다.)
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서,
    Ar11b 및 Ar12b가, 각각 독립적으로,
    치환 혹은 무치환의 페닐기,
    치환 혹은 무치환의 나프틸기,
    치환 혹은 무치환의 비페닐일기,
    치환 혹은 무치환의 터페닐일기,
    치환 혹은 무치환의 안트릴기, 또는
    치환 혹은 무치환의 페난트릴기인 유기 일렉트로루미네센스 소자.
  33. 제26항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전자 수송층 및 제2 전자 수송층의 어느 한쪽 또는 양쪽이, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토류 금속의 산화물, 알칼리 토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속을 함유하는 유기 착체, 알칼리 토류 금속을 함유하는 유기 착체, 및, 희토류 금속을 함유하는 유기 착체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
  34. 제25항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양극과 상기 발광층 사이에 정공 수송층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
  35. 제25항 내지 제34항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 구비하는 전자 기기.
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