KR20220137704A

KR20220137704A - 조성물, 막, 유기 발광 소자, 발광 조성물을 제공하는 방법 및 프로그램

Info

Publication number: KR20220137704A
Application number: KR1020227030470A
Authority: KR
Inventors: 하야토 가키조에; 히로아키 오자와; 아야타카 엔도; 유석 양
Original assignee: 가부시키가이샤 큐럭스
Priority date: 2020-02-04
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2022-10-12
Also published as: WO2021157642A1; US20230113918A1; JPWO2021157642A1; US20230119624A1; KR20220137073A; EP4102588A1; CN115280534A; EP4102587A4; CN115280535A; EP4102588A4; EP4102587A1; WO2021157593A1; JPWO2021157593A1

Abstract

PBHT값이 0.730보다 큰 제1 화합물과, E_S1이 제1 화합물보다 작고 ΔE_ST가 0.20eV 미만인 제2 화합물을 모두 포함하는 발광 조성물을 이용한 유기 발광 소자는 내구성이 우수하다. E_S1은 최저 여기 일중항 에너지 준위, ΔE_ST는 최저 여기 일중항 에너지 준위와 최저 여기 삼중항 에너지 준위의 차이다.

Description

조성물, 막, 유기 발광 소자, 발광 조성물을 제공하는 방법 및 프로그램

본 발명은, 우수한 발광 특성을 갖는 조성물과, 그 조성물을 이용한 막과 유기 발광 소자에 관한 것이다. 또 본 발명은, 발광 조성물을 제공하는 방법과, 그 방법을 실행하는 프로그램에 관한 것이다.

유기 일렉트로 루미네선스 소자(유기 EL 소자) 등의 발광 소자의 발광 효율을 높이는 연구가 활발히 행해지고 있다. 특히, 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 구성하는 전자 수송 재료, 홀 수송 재료, 발광 재료 등을 새롭게 개발하여 조합함으로써, 발광 효율을 높이는 연구가 다양하게 이루어져 오고 있다. 그중에는, 지연 형광 재료를 이용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 관한 연구도 볼 수 있다.

지연 형광 재료는, 여기 상태에 있어서, 여기 삼중항 상태로부터 여기 일중항 상태로의 역항간 교차를 발생시킨 후, 그 여기 일중항 상태로부터 기저 상태로 되돌아갈 때에 형광을 방사하는 화합물이다. 이러한 경로에 의한 형광은, 기저 상태로부터 직접 발생한 여기 일중항 상태로부터의 형광(통상의 형광)보다 늦게 관측되기 때문에, 지연 형광이라고 칭해지고 있다. 여기에서, 예를 들면, 발광성 화합물을 캐리어의 주입에 의하여 여기한 경우, 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태의 발생 확률은 통계적으로 25%:75%이기 때문에, 직접 발생한 여기 일중항 상태로부터의 형광만으로는, 발광 효율의 향상에 한계가 있다. 한편, 지연 형광 재료에서는, 여기 일중항 상태뿐만 아니라, 여기 삼중항 상태도 상기의 역항간 교차를 통한 경로에 의하여 형광 발광에 이용할 수 있기 때문에, 통상의 지연 형광 재료에 비하여 높은 발광 효율이 얻어지게 된다.

이러한 지연 형광 재료로서, 특허문헌 1에는, 카바졸일기 등의 헤테로아릴기 또는 다이페닐아미노기와 적어도 2개의 사이아노기를 갖는 벤젠 유도체가 제안되고, 그 벤젠 유도체를 발광층에 이용한 유기 EL 소자로 높은 발광 효율이 얻어진 것이 확인되어 있다.

또, 비특허문헌 1에는, 하기 식으로 나타나는 카바졸일다이사이아노벤젠 유도체(이하, "4CzIPN"이라고 한다)가 열활성형 지연 형광 재료인 것, 또, 4CzIPN을 이용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자로, 높은 내부 EL 양자 효율을 달성한 것이 보고되어 있다. 또한, 비특허문헌 2에는, 4CzIPN을 이용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 구조를 최적화함으로써, 높은 발광 효율과 높은 내구성을 실현한 것이 보고되어 있다.

[화학식 1]

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2014-43541호

비특허문헌 1: H. Uoyama, et al., Nature 492, 234(2012) 비특허문헌 2: H. Nakanotani, et al., Scientific Reports, 3, 2127(2013)

상기와 같이, 지금까지의 연구는 지연 형광 재료로서 유용한 화합물을 발견하거나, 지연 형광 재료를 이용한 발광 소자의 구조를 최적화하거나 함으로써, 발광 소자의 특성을 개선하는 것이 주된 목적으로서 행해져 왔다. 이 때문에, 현재는 지연 형광 재료로서 많은 화합물이 제안되고, 또, 발광 소자의 구조로서 많은 개량이 제안되기에 이르고 있다. 한편, 지연 형광 재료를 이용하여 발광 소자를 제조할 때에는, 지연 형광 재료를 호스트 재료와 조합하여 제막하고 있지만, 이때 조합하는 호스트 재료에 대해서는 시행 착오 후 선택하고 있는 것이 현상(現狀)이다.

이와 같은 현상의 과제를 감안하여, 본 발명자들은, 지연 형광 재료와 조합하는 호스트 재료를 선택할 때에 유용한 지표를 제공하는 것을 목적으로 하여 예의 검토를 진행시켰다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 예의 검토를 진행시킨 결과, 본 발명자들은, PBHT값을 이용함으로써 내구성이 높은 유기 발광 소자를 제공할 수 있는 것을 발견했다. 본 발명은, 이러한 지견(知見)에 근거하여 제안된 것이며, 구체적으로, 이하의 구성을 갖는다.

[1]

하기 식 (1a)를 충족시키는 제1 화합물과, 하기 식 (2b)를 충족시키는 제2 화합물을 모두 포함하는 조성물[단, 제1 화합물과 제2 화합물은 하기 식 (A)를 충족시킨다].

[수학식 1]

[상기 식에 있어서, PBHT(1)은 상기 제1 화합물의 PBHT값이다. ΔE_ST(2)는, 상기 제2 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1(2)와 상기 제2 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1(2)의 차이다. E_S1(1)은 상기 제1 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위이다.]

[2]

상기 제1 화합물이 하기 식 (1c)도 충족시키는, [1]에 기재된 조성물.

[수학식 2]

[상기 식에 있어서, BDE(1)은 상기 제1 화합물의 양이온의 결합 에너지이다.]

[3]

상기 제2 화합물이 하기 식 (2a)도 충족시키는, [1]에 기재된 조성물.

[수학식 3]

[상기 식에 있어서, PBHT(2)는 상기 제2 화합물의 PBHT값이다.]

[4]

상기 제1 화합물이 하기 식 (1c)도 충족시키고, 또한, 상기 제2 화합물이 하기 식 (2a)도 충족시키는, [1]에 기재된 조성물.

[수학식 4]

[상기 식에 있어서, BDE(1)은 상기 제1 화합물의 양이온의 결합 에너지이다. PBHT(2)는 상기 제2 화합물의 PBHT값이다.]

[5]

상기 PBHT(1)이 0.910보다 큰, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[6]

상기 제2 화합물이 하기 식 (2d)를 충족시키는, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[수학식 5]

[상기 식에 있어서, τDELAY는 상기 제2 화합물의 지연 형광 수명이다.]

[7]

상기 제1 화합물이, 트라이아진 구조, 카바졸 구조, 풀발렌 구조 및 싸이오발렌 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 구조를 갖는, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[8]

상기 제1 화합물이, 다이벤조퓨란 구조나 다이벤조싸이오펜 구조 중 적어도 일방을 갖는, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[9]

상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 갖는, [8]에 기재된 조성물.

[화학식 2]

[상기 식에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. Y²¹~Y²⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R'을 나타내고, R'은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+p+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 0 이상의 정수를 나타낸다. n이 2 이상일 때, 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. p는 0 이상의 정수를 나타낸다. p가 2 이상일 때, 복수의 Y²¹~Y²⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. n+p는 1 이상이다.]

[10]

상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (2)로 나타나는 구조를 갖는, [8]에 기재된 조성물.

[화학식 3]

[상기 식에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 1 이상의 정수를 나타낸다. n이 2 이상일 때, 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]

[11]

상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (3)으로 나타나는 구조를 갖는, [8]에 기재된 조성물.

[화학식 4]

[상기 식에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹, Y², Y⁴~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 2 이상의 정수를 나타낸다. 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]

[12]

상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (4)로 나타나는 구조를 갖는, [8]에 기재된 조성물.

[화학식 5]

[상기 식에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹²~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 2 이상의 정수를 나타낸다. 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]

[13]

상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (5)로 나타나는 구조를 갖는, [8]에 기재된 조성물.

[화학식 6]

[상기 식에 있어서, X는 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. Y²¹~Y²⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R'을 나타내고, R'은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (p+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. p는 1 이상의 정수를 나타낸다. p가 2 이상일 때, 복수의 Y²¹~Y²⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]

[14]

L이, 벤젠환 및 피리딘환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 환을 연결한 구조를 갖는, [9] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[15]

L이, 연결쇄로서 1,3-페닐렌기 또는 2,6-피리딜렌기를 포함하는, [9] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[16]

L이, 연결쇄로서 1,4-페닐렌기 또는 2,6-피리딜렌기를 포함하는, [9] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[17]

n이 2인, [9] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[18]

R이 수소 원자 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기인, [9] 내지 [17] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[19]

상기 제1 화합물의 함유량을 100중량부로 했을 때, 상기 제2 화합물의 함유량이 0.01~70중량부인, [1] 내지 [18] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[20]

하기 식 (B)를 충족시키는 제3 화합물도 더 포함하는, [1] 내지 [19] 중 어느 하나에 기재된 조성물.

[수학식 6]

[상기 식에 있어서, E_S1(3)은 상기 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위이다.]

[21]

상기 제3 화합물이 하기 식 (3b)도 충족시키는, [20]에 기재된 조성물.

[수학식 7]

[ΔE_ST(3)은, 상기 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1(3)과 상기 제3 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1(3)의 차이다.]

[22]

[1] 내지 [21] 중 어느 하나에 기재된 조성물의 발광 조성물로서의 사용.

[23]

[1] 내지 [21] 중 어느 하나에 기재된 조성물을 포함하는 막.

[24]

[23]에 기재된 막의 발광막으로서의 사용.

[25]

[1] 내지 [21] 중 어느 하나에 기재된 조성물을 포함하는 유기 발광 소자.

[26]

지연 형광을 방사하는 [25]에 기재된 유기 발광 소자.

[27]

유기 일렉트로 루미네선스 소자인, [25] 또는 [26]에 기재된 유기 발광 소자.

[28]

상기 발광 소자에 포함되는 재료 중, 상기 제2 화합물로부터의 발광량이 가장 많은, [25] 내지 [27] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.

[29]

상기 조성물이 [20] 또는 [21]에 기재된 조성물이며, 상기 발광 소자에 포함되는 재료 중, 상기 제3 화합물로부터의 발광량이 가장 많은, [26] 내지 [28] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.

[30]

ΔE_ST(2)가 0.20eV 미만인 제2 화합물과 조합하는 제1 화합물을 설계하여, 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물을 포함하는 발광 조성물을 제공하는 방법으로서,

상기 제2 화합물을, E_S1(2)보다 E_S1(1)이 크고, PBHT(1)이 0.730보다 커지도록 설계하는 것을 포함하는 방법.

[31]

PBHT(1)이 커지도록 상기 제1 화합물을 설계하는 것을 포함하는, [30]에 기재된 방법.

[32]

복수의 후보 화합물 중에서, PBHT(1)이 보다 큰 화합물을 선택하여 상기 제1 화합물로 하는 것을 포함하는, [31]에 기재된 방법.

[33]

[30] 내지 [32] 중 어느 하나에 기재된 방법을 실행하는 프로그램.

본 발명의 조성물을 이용하면, 우수한 내구성을 갖는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다. 또, 본 발명의 방법에 의하면, 우수한 내구성을 갖는 유기 발광 소자의 제조에 유용한 조성물을 간편하게 설계할 수 있다.

도 1은 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 층 구성예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 제1 화합물의 PBHT값과 LT95의 측정 결과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 제1 화합물의 PBHT값과 LT95의 측정 결과의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하에 있어서, 본 발명의 내용에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태나 구체예에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태나 구체예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다. 또, 본 발명에 이용되는 화합물의 분자 내에 존재하는 수소 원자의 동위체종은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 분자 내의 수소 원자가 모두 ¹H여도 되며, 일부 또는 전부가 ²H(듀테륨 D)여도 된다.

(제1 화합물)

제1 화합물은, PBHT값이 0.730보다 큰 화합물이다. PBHT값은, Michael J. Peach, Peter Benfield, Trygve Helgaker, 및 David J. Tozer에 의하여 제창된 값이며, 4명의 성의 머리 글자를 나열하여 명명된 값이다. PBHT값은, 여기 상태의 궤도의 성질을 나타내는 수치이다. 일중항과 삼중항의 PBHT값이 있지만, 본 발명에서는 삼중항의 PBHT값을 채용한다. 작은 PBHT값은 여기 상태가 전하 이동성(CT성)인 것을 나타내고, 큰 PBHT값은 여기 상태가 국재 전자성(LE성)인 것을 나타내고 있다. PBHT값은, 하기 식에 의하여 산출되는 값 Λ이다.

[수학식 8]

상기 식에 있어서의 각 항의 정의는 하기와 같다.

[수학식 9]

PBHT값의 산출법에 대해서는, J. Chem. Phys. 128, 044118(2008) "Excitation energies in density functional theory: An evaluation and a diagnostic test"에 자세하게 기재되어 있고, 그 논문의 전체 페이지를 본 명세서의 일부로서 여기에 인용한다.

제1 화합물의 PBHT값은 0.730보다 큰 것이 바람직하고, 0.750보다 큰 것이 바람직하며, 0.800보다 큰 것이 바람직하고, 0.830보다 큰 것이 바람직하며, 0.850보다 큰 것이 바람직하고, 0.900보다 큰 것이 바람직하며, 0.920보다 큰 것이 바람직하고, 0.950보다 큰 것이 바람직하며, 0.980보다 큰 것이 바람직하고, 0.990보다 큰 것이 바람직하다.

제1 화합물은, 양이온의 결합 에너지 BDE(1)이 4.20eV보다 큰 화합물인 것이 바람직하다. 양이온의 결합 에너지 BDE(1)은, 4.40eV보다 큰 것이 바람직하고, 4.60eV보다 큰 것이 바람직하며, 4.80eV보다 큰 것이 바람직하고, 5.00eV보다 큰 것이 바람직하며, 5.20eV보다 큰 것이 바람직하고, 5.40eV보다 큰 것이 바람직하며, 5.60eV보다 큰 것이 바람직하고, 5.80eV보다 큰 것이 바람직하며, 6.00eV보다 큰 것이 바람직하고, 6.10eV보다 큰 것이 바람직하다.

양이온의 결합 에너지(bond dissociation energy)는, b3lyp/6-31gs를 이용하여 계산함으로써 구할 수 있다.

제1 화합물로서, 예를 들면 PBHT값이 0.80보다 크고, 양이온의 결합 에너지가 4.30eV보다 큰 화합물을 바람직하게 선택할 수 있다. PBHT값이 0.82보다 크고, 양이온의 결합 에너지가 4.35eV보다 큰 화합물도 바람직하게 선택할 수 있다. PBHT값이 0.85보다 크고, 양이온의 결합 에너지가 4.30eV보다 큰 화합물도 바람직하게 선택할 수 있다.

또한 제1 화합물로서, 예를 들면 PBHT값이 0.91보다 크고, 양이온의 결합 에너지가 4.30eV보다 큰 화합물을 바람직하게 선택할 수 있다. PBHT값이 0.91보다 크고, 양이온의 결합 에너지가 4.35eV보다 큰 화합물도 바람직하게 선택할 수 있다. PBHT값이 0.95보다 크고, 양이온의 결합 에너지가 4.30eV보다 큰 화합물도 바람직하게 선택할 수 있다.

제1 화합물의 구조는, 식 (1a)를 충족시키는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 바람직한 제1 화합물은, 트라이아진 구조, 카바졸 구조, 풀발렌 구조 및 싸이오발렌 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 구조를 갖는다. 이들 구조는 2개 이상 갖고 있어도 되고, 2개 이상 갖는 경우 그들은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 보다 바람직한 제1 화합물은, 다이벤조퓨란 구조나 다이벤조싸이오펜 구조 중 적어도 일방을 갖는다. 다이벤조퓨란 구조를 2개 이상 갖고 있어도 되고, 다이벤조싸이오펜 구조를 2개 이상 갖고 있어도 되며, 다이벤조퓨란 구조와 다이벤조싸이오펜 구조를 모두 갖고 있어도 된다.

바람직한 제1 화합물로서, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 화합물을 들 수 있다.

[화학식 7]

일반식 (1)에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. 화합물 중에 존재하는 X는, 모두 O여도 되고, 모두 S여도 되며, O와 S가 혼재하고 있어도 된다. 바람직한 화합물로서, 일반식 (1)의 우측의 3환 구조를 구성하는 n개의 X가 모두 O인 화합물을 들 수 있다. 또, 바람직한 화합물로서, 일반식 (1)의 우측의 3환 구조를 구성하는 n개의 X가 모두 S인 화합물을 들 수 있다.

일반식 (1)에 있어서, n은 0 이상의 정수를 나타내고, p는 0 이상의 정수를 나타낸다. n+p는 1 이상이다. n이 2 이상일 때, 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. p가 2 이상일 때, 복수의 Y²¹~Y²⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.

바람직한 화합물로서, n이 2 이상인 화합물을 들 수 있고, 보다 바람직한 화합물로서 n이 2인 화합물을 들 수 있다. 이때, p는 0~2 중 어느 하나의 정수인 것이 바람직하고, 예를 들면 p가 0인 것이나, p가 1인 것을 들 수 있다. n이 2 이상일 때, n개의 Y¹¹이 모두 동일하고, n개의 Y¹²가 모두 동일하며, n개의 Y¹³이 모두 동일하고, n개의 Y¹⁴가 모두 동일하며, n개의 Y¹⁵가 모두 동일하고, n개의 Y¹⁶이 모두 동일하며, n개의 Y¹⁷이 모두 동일하고, n개의 Y¹⁸이 모두 동일한 화합물이 바람직하다. 본 발명의 일 양태로서, n이 3인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, n이 1인 화합물도 들 수 있다.

또, 다른 바람직한 화합물로서, p가 1인 화합물을 들 수도 있다. 이때, p는 1~3 중 어느 하나의 정수인 것이 바람직하고, 1 또는 2인 것이 보다 바람직하다. n은 0 또는 1인 것이 바람직하고, 0으로 할 수도 있다.

일반식 (1)로 나타나는 화합물은, PBHT값이 0.91 이상인 화합물이 바람직하고, PBHT값이 0.91 이상이며 n이 2 이상인 화합물이 보다 바람직하고, PBHT값이 0.91 이상이며 n이 2인 화합물이 더 바람직하다. 또, PBHT값이 0.91 이상이고, p가 1이며, n이 0인 화합물이나, p가 1이고, n이 1인 화합물도 바람직하다.

일반식 (1)에 있어서, Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. R이 L로의 직접 결합을 나타내는 것은, Y¹~Y⁴ 중 하나만이며, 또, Y¹¹~Y¹⁴ 중 하나만이다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹이 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y²가 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y³이 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y⁴가 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹¹이 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹²가 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹³이 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹⁴가 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다.

n이 2 이상일 때, n개의 다이벤조퓨란환 또는 다이벤조싸이오펜환에 있어서 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 Y¹¹~Y¹⁴는, 동일해도 되고 상이해도 된다. 바람직한 것은 동일한 경우이다.

일반식 (1)에 있어서의 Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 모두 C-R이어도 된다. 또, Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸ 중 N을 나타내는 것은 분자 중에 1개 이상이어도 되고, 2개 이상이어도 되며, 3개 이상이어도 되고, 4개 이상이어도 되며, 6개 이상이어도 되고, 9개 이상이어도 된다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸ 중 N을 나타내는 것은 분자 중에 15개 이하여도 되고, 10개 이하여도 되며, 7개 이하여도 되고, 5개 이하여도 된다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y²가 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y³이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y⁴가 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y⁵가 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y⁶이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y⁷이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y⁸이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹¹이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹²가 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹³이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹⁴가 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹⁵가 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹⁶이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹⁷이 N인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹⁸이 N인 화합물을 들 수 있다.

일반식 (1)에 있어서, Y²¹~Y²⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R'을 나타낸다. R'은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Y²¹~Y²⁸ 중 N을 나타내는 것의 개수는, 0~3인 것이 바람직하고, 0~2인 것이 보다 바람직하며, 1이어도 된다. 또, Y²¹~Y²⁸ 모두 C-R'이어도 된다.

일반식 (1)에 있어서, Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸ 중 서로 인접하는 2개가 모두 C-R을 나타내고, 그 R이 서로 결합함으로써 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 또, 일반식 (1)에 있어서, Y²¹~Y²⁸ 중 서로 인접하는 2개가 모두 C-R'을 나타내고, 그 R'이 서로 결합함으로써 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 환상 구조는, 5~8원환인 것이 바람직하고, 5~7원환인 것이 보다 바람직하며, 5원환 또는 6원환인 것이 더 바람직하다. 형성되는 환상 구조는 단환이어도 되고, 또한 환이 축합된 다환이어도 된다. 또, 형성되는 환상 구조는 방향환이어도 되고 지방환이어도 되며, 또 탄화 수소환이어도 되고 복소환이어도 된다.

R 및 R'이 나타내는 치환기로서는, 예를 들면 하이드록시기, 할로젠 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 1~20의 알킬싸이오기, 탄소수 6~40의 아릴기, 탄소수 6~40의 아릴옥시기, 탄소수 6~40의 아릴싸이오기, 탄소수 3~40의 헤테로아릴기, 탄소수 3~40의 헤테로아릴옥시기, 탄소수 3~40의 헤테로아릴싸이오기, 탄소수 2~10의 알켄일기, 탄소수 2~10의 알카인일기, 탄소수 3~20의 트라이알킬실릴기, 사이아노기, 다이아릴아미노기(2개의 아릴기는 서로 결합하고 있지 않다), 다이아릴아미노기(2개의 아릴기는 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있다) 등을 들 수 있다. 이들 구체예 중, 추가로 치환기에 의하여 치환 가능한 것은 치환되어 있어도 되고, 치환되어 있지 않아도 된다. 추가로 치환되어 있을 때의 추가적인 치환기로서, 상기에 예시한 치환기를 들 수 있다. 보다 바람직한 치환기는, 탄소수 1~20의 치환 혹은 무치환의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 6~40의 치환 혹은 무치환의 아릴기, 탄소수 3~40의 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기이다. 더 바람직한 치환기는, 탄소수 1~10의 치환 혹은 무치환의 알킬기, 탄소수 1~10의 치환 혹은 무치환의 알콕시기, 탄소수 6~15의 치환 혹은 무치환의 아릴기, 탄소수 3~12의 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기이다. 예를 들면, 치환 혹은 무치환의 아릴기를 선택하여 채용할 수도 있다.

일반식 (1) 내에 존재하는 R은, L로의 직접 결합을 제외한 전부가 수소 원자여도 된다. 일반식 (1) 내에 존재하는 R 중 1개만이 치환기여도 되고, 2개가 치환기여도 되며, 3개가 치환기여도 되고, 4개 이상이 치환기여도 되며, 6개 이상이 치환기여도 되고, 9개 이상이 치환기여도 된다. 또, 일반식 (1) 내에 존재하는 R 중 15개 이하가 치환기여도 되고, 10개 이하가 치환기여도 되며, 7개 이하가 치환기여도 되고, 5개 이하여도 된다.

일반식 (1) 내에 존재하는 R'은, 모두 수소 원자여도 된다. 일반식 (1) 내에 존재하는 R' 중 1개만이 치환기여도 되고, 2개가 치환기여도 되며, 3개가 치환기여도 되고, 4개 이상이 치환기여도 된다. 또, 일반식 (1) 내에 존재하는 R 중 8개 이하가 치환기여도 되고, 6개 이하가 치환기여도 되며, 4개 이하가 치환기여도 되고, 5개 이하여도 된다.

일반식 (1)에 있어서, L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+p+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. 여기에서 말하는 공액 연결기란, 일반식 (1)의 좌측의 3환 구조와, 우측의 n개의 3환 구조와, 상측의 p개의 3환 구조를 연결하는 구조가 공액하고 있는 구조를 의미한다. 이들 3환 구조를 연결하는 구조는, 방향환 또는 복소 방향환만으로 이루어지는 것이어도 되고, 방향환 또는 복소 방향환과, 방향환, 복소 방향환, 알켄일렌기 및 알카인일렌기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 구조와의 조합으로 이루어지는 것이어도 된다. 2 이상의 구조를 조합하는 경우는, 동종의 구조(예를 들면 방향환과 방향환)를 조합해도 되고, 이종의 구조(예를 들면 방향환과 알켄일렌기)를 조합해도 된다. 조합하는 경우는, 방향환과 방향환, 방향환과 복소 방향환, 방향환과 알켄일렌기, 복소 방향환과 복소 방향환, 복소 방향환과 알켄일렌기의 조합을 예시할 수 있다. 여기에서 말하는 방향환, 복소 방향환 및 알켄일렌기는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 여기에서 말하는 치환기의 예로서는, 일반식 (1)의 R의 설명에서 예시한 치환기를 들 수 있다. 알켄일렌기의 예로서, 에틸렌기, 페닐에틸렌기, 다이페닐에틸렌기, 나프틸에틸렌기, 다이나프틸에틸렌기를 들 수 있다.

L의 구체예로서, (n+p+1)가의 벤젠환, (n+p+1)가의 나프탈렌환, (n+p+1)가의 안트라센환, (n+p+1)가의 페난트렌환, (n+p+1)가의 트라이페닐렌환, (n+p+1)가의 피렌환, (n+p+1)가의 크리센환, (n+p+1)가의 피리딘환을 들 수 있다. 또, L의 구체예로서, (n+p+1)가의 벤젠 구조, (n+p+1)가의 바이페닐 구조, (n+p+1)가의 o-터페닐 구조, (n+p+1)가의 m-터페닐 구조, (n+p+1)가의 p-터페닐 구조를 들 수도 있다. 바람직한 L의 구체예로서, (n+p+1)가의 벤젠 구조와 (n+p+1)가의 바이페닐 구조를 들 수 있고, (n+p+1)가의 벤젠 구조가 보다 바람직하다.

L이 바이페닐 구조일 때, 바람직한 실시형태에서는, 바이페닐 구조의 적어도 3위가 3환 구조로 치환되어 있다. 바람직한 실시형태에서는, 적어도 3위와 5위가 3환 구조로 치환되어 있다. 바람직한 실시형태에서는, 적어도 3위와 5위와 3'위가 3환 구조로 치환되어 있다. 바람직한 실시형태에서는, 적어도 3위와 5위와 4'위가 3환 구조로 치환되어 있다. 바람직한 실시형태에서는, 적어도 3위와 5위와 2'위가 3환 구조로 치환되어 있다. 또, 다른 바람직한 실시형태에서는 적어도 4'위가 3환 구조로 치환되어 있다. 바람직한 실시형태에서는, 적어도 3위와 4'위가 3환 구조로 치환되어 있다. 또, 다른 바람직한 실시형태에서는 적어도 2'위가 3환 구조로 치환되어 있다. 바람직한 실시형태에서는, 적어도 3위와 2'위가 3환 구조로 치환되어 있다.

L이 벤젠 구조일 때, 바람직한 실시형태에서는, 벤젠 구조에 결합하는 3환 구조 중 2개는 메타위 또는 파라위로 치환되어 있는 것이 바람직하고, 메타위로 치환되어 있는 것이 특히 바람직하다. L이 페닐렌기를 포함할 때, 페닐렌기는 1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기 중 어느 것이어도 되며, 1,3-페닐렌기 또는 1,4-페닐렌기인 것이 바람직하고, 1,3-페닐렌기인 것이 특히 바람직하다.

또, L이 피리딜렌기를 포함할 때, 2,3-피리딜렌기, 2,4-피리딜렌기, 2,5-피리딜렌기, 2,6-피리딜렌기, 3,4-피리딜렌기, 3,5-피리딜렌기 중 어느 것이어도 되고, 2,6-피리딜렌기인 것이 바람직하다.

바람직한 제1 화합물로서, 하기 일반식 (2)로 나타나는 구조를 갖는 화합물을 들 수도 있다.

[화학식 8]

일반식 (2)에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 1 이상의 정수를 나타낸다. 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.

X, Y¹~Y⁸, Y¹¹~Y¹⁸, L 및 n의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1)에 있어서의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 양태로서, 일반식 (2)의 n이 2 이상의 정수인 화합물을 들 수 있다. 예를 들면, 일반식 (2)의 n이 2인 화합물을 예시할 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 일 양태로서, 일반식 (2)의 n이 1이며, L이 헤테로아릴렌기인 화합물을 들 수 있다. 예를 들면, n1이 1이며, L이 2가의 피리딘환인 화합물을 예시할 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 일 양태로서, 일반식 (2)의 Y¹²가 C-R(R은 L로의 단결합)인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 일 양태로서, 일반식 (2)의 Y²가 C-R(R은 L로의 단결합)이며, Y¹²가 C-R(R은 L로의 단결합)인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 더 바람직한 일 양태로서, 일반식 (2)의 Y²가 C-R(R은 L로의 단결합)이고, Y¹²가 C-R(R은 L로의 단결합)이며, L이 피리딜렌기 등의 2가의 헤테로아릴렌기인 화합물을 들 수 있다.

바람직한 제1 화합물로서, 하기 일반식 (3)으로 나타나는 구조를 갖는 화합물을 들 수도 있다.

[화학식 9]

일반식 (3)에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹, Y², Y⁴~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 2 이상의 정수를 나타낸다. 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.

X, Y¹, Y², Y⁴~Y⁸, Y¹¹~Y¹⁸, L 및 n의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1)에 있어서의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 또한, Y³은 C-R이며, R이 L로의 직접 결합을 나타낸다.

본 발명의 바람직한 일 양태로서, 일반식 (3)의 Y¹¹이 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹²가 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹³이 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y¹⁴가 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다.

바람직한 제1 화합물로서, 하기 일반식 (4)로 나타나는 구조를 갖는 화합물을 들 수도 있다.

[화학식 10]

일반식 (4)에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹²~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 2 이상의 정수를 나타낸다. 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.

X, Y¹~Y⁸, Y¹²~Y¹⁸, L 및 n의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1)에 있어서의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 또한, Y¹¹은 C-R이며, R이 L로의 직접 결합을 나타낸다.

본 발명의 일 양태로서, 일반식 (4)의 Y¹이 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y²가 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 양태로서, Y³이 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 양태로서, Y⁴가 C-R이며 R이 L로의 직접 결합을 나타내는 화합물을 들 수 있다.

바람직한 제1 화합물로서, 하기 일반식 (5)로 나타나는 구조를 갖는 화합물을 들 수도 있다.

[화학식 11]

일반식 (5)에 있어서, X는 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. Y²¹~Y²⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R'을 나타낸다. R'은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (p+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. p는 1 이상의 정수를 나타낸다. p가 2 이상일 때, 복수의 Y²¹~Y²⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.

X, Y¹~Y⁸, Y²¹~Y²⁸, L 및 p의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1)에 있어서의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 일 양태로서, 일반식 (5)의 Y²가 C-R(R은 L로의 단결합)인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 일 양태로서, L이 페닐렌기, 보다 바람직하게는 1,3-페닐렌기인 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 일 양태로서, p가 1인 화합물을 들 수 있다.

일반식 (1)~(5)의 각각에 포함되는 다이벤조퓨란 구조 및 다이벤조싸이오펜 구조는, L에 1위로 결합하는 것, L에 2위로 결합하는 것, L에 3위로 결합하는 것, L에 4위로 결합하는 것 중 어느 것이어도 된다. L이 벤젠환(바람직하게는 메타페닐렌기와 같이 메타위로 결합하는 벤젠환)일 때는, 다이벤조퓨란 구조 및 다이벤조싸이오펜 구조는 L에 1위 또는 2위로 치환되는 화합물이 바람직하고, 2위로 치환되는 화합물이 보다 바람직하다. L이 바이페닐 구조일 때는, 다이벤조퓨란 구조 및 다이벤조싸이오펜 구조는 L에 2위 또는 4위로 치환되는 화합물이 바람직하고, 4위로 치환되는 화합물이 보다 바람직하다.

[화학식 12]

이하에 있어서, 제1 화합물의 구체예를 예시한다. 단, 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 제1 화합물은 이들 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

[화학식 13-1]

[화학식 13-2]

[화학식 14]

화합물 1~21의 PBHT값과 양이온의 결합 에너지는, 이하의 표에 나타내는 바와 같다.

[표 1]

(제2 화합물)

제2 화합물은, 최저 여기 일중항 에너지 준위가 제1 화합물보다 작고, ΔE_ST(2)가 0.20eV 미만인 화합물이다. 제2 화합물은, 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1(2)와 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1(2)가 가까움으로써, 여기 삼중항 상태로부터 여기 일중항 상태로의 역항간 교차를 일으키기 쉬운 경향이 있다. 제2 화합물이 역항간 교차를 일으키는 것이라는 것은, 역항간 교차에 의하여 발생한 여기 일중항 상태가 기저 일중항 상태로 복사 실활할 때에 방사하는 지연 형광을 관측함으로써 확인할 수 있다.

여기에서, 본 명세서 중에 있어서의 "지연 형광"이란, 형광 발광 수명(τ)이 200ns(나노초) 이상인 것을 의미한다. 또, 본 명세서 중에 있어서의 "형광 발광 수명(τ)"이란, 용액 혹은 증착막 시료에, 질소 분위기하나 진공하와 같은 산소 비존재하의 조건에서, 광 여기 종료 후의 발광 감쇠 측정을 행함으로써 구해지는 시간을 말한다. 여기에서, 형광 발광 수명이 상이한 2종류 이상의 형광 성분이 관측된 경우에는, 발광 수명이 가장 긴 형광 성분의 발광 수명이 "형광 발광 수명(τ)"인 것으로 한다. 또, 본 명세서에서는 형광 발광 수명이 200ns 이상인 발광 수명을 특히 지연 형광 수명(τDELAY)이라고 한다. 제2 화합물의 지연 형광 수명(τDELAY)은 10μs(마이크로초) 미만인 것이 바람직하다.

제2 화합물은, 여기 삼중항 상태로부터 여기 일중항 상태로의 역항간 교차를 일으키는 재료인 것이 바람직하고, 지연 형광을 방사하는 재료인 것이 보다 바람직하다. 제2 화합물이 역항간 교차를 일으키는 것임으로써, 여기 삼중항 상태가 여기 일중항 상태로 변환되게 되며, 그 여기 일중항 에너지를 제2 화합물이나 발광 재료(제3 화합물)의 발광에 유효하게 이용할 수 있다.

또, 제2 화합물의 ΔE_ST(2)는, 보다 낮은 것이 바람직하며, 구체적으로는 0.15eV 미만인 것이 바람직하고, 0.10eV 미만인 것이 보다 바람직하며, 0.05eV 미만인 것이 더 바람직하고, 0.01eV 미만인 것이 보다 더 바람직하며, 이상적으로는 0eV이다. 제2 화합물은, ΔE_ST(2)가 작은 것일수록, 역항간 교차를 일으키기 쉬운 경향이 있어, 여기 삼중항 상태를 여기 일중항 상태로 변환하는 작용을 효과적으로 발현할 수 있다.

제2 화합물은, PBHT값이 0.10보다 큰 화합물인 것이 바람직하고, 0.15보다 큰 화합물인 것이 보다 바람직하며, 0.20보다 큰 화합물인 것이 더 바람직하다. 또, 제2 화합물은, PBHT값이 0.50보다 작은 화합물인 것이 바람직하고, 0.45보다 작은 화합물인 것이 보다 바람직하며, 0.40보다 작은 화합물인 것이 더 바람직하다. 제2 화합물은, PBHT값이 0.20보다 크고, 0.40보다 작은 화합물인 것이 특히 바람직하다.

제2 화합물은, 식 (2b)를 충족시키는 단일의 화합물로 이루어지는 재료여도 되고, 엑시플렉스를 형성하는 바와 같은 2종 이상의 화합물로 이루어지며, 그 엑시플렉스의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1과 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1의 차가 0.20eV 미만인 것이어도 된다. 또한, 제2 화합물은, 상온(300K)에서 여기 삼중항 상태로부터 기저 일중항 상태로의 복사 실활을 발생시키기 쉬운 점에서, Ir이나 Pt와 같은 중금속 원소를 중심 금속으로 하는 금속 착체와 같은, 통상의 인광 재료가 아닌 것이 바람직하다. 즉, 제2 화합물은 금속 원소를 포함하지 않는 화합물인 것이 바람직하고, 중금속 원소를 포함하지 않는 화합물인 것이 바람직하며, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 및 규소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 이루어지는 화합물인 것이 바람직하고, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 이루어지는 화합물인 것이 바람직하며, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자 및 산소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 이루어지는 화합물인 것이 바람직하고, 탄소 원자, 수소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 이루어지는 화합물인 것이 바람직하다.

제2 화합물로서, 예를 들면 하기 일반식 (2A)로 나타나는 화합물을 들 수 있다.

일반식 (2A)

D-L-A

일반식 (2A)에 있어서, D는 치환 아미노기를 갖는 치환기를 나타내고, L은 치환 혹은 무치환의 아릴렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴렌기를 나타내며, A는 사이아노기, 또는 적어도 하나의 질소 원자를 환 골격 구성 원자로서 포함하는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기를 나타낸다.

L이 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기는, 단환이어도 되고, 2개 이상의 환이 축합된 축합환이어도 된다. L이 축합환인 경우, 축합되어 있는 환의 수는 2~6인 것이 바람직하고, 예를 들면 2~4 중에서 선택할 수 있다. L을 구성하는 환의 구체예로서, 벤젠환, 피리딘환, 피리미딘환, 트라이아진환, 나프탈렌환을 들 수 있다. L이 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기의 구체예로서, 1,4-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,2-페닐렌기, 1,8-나프틸렌기, 2,7-나프틸렌기, 2,6-나프틸렌기, 1,4-나프틸렌기, 1,3-나프틸렌기, 9,10-안트라센일렌기, 1,8-안트라센일렌기, 2,7-안트라센일렌기, 2,6-안트라센일렌기, 1,4-안트라센일렌기, 1,3-안트라센일렌기, 이들 기의 환 골격 구성 원자 중 1개가 질소 원자로 치환된 기, 이들 기의 환 골격 구성 원자 중 2개가 질소 원자로 치환된 기, 및 이들 기의 환 골격 구성 원자 중 3개가 질소 원자로 치환된 기를 들 수 있다. L이 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 무치환이어도 된다. 치환기를 2개 이상 갖는 경우, 복수의 치환기는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 치환기로서는, 예를 들면 하이드록시기, 할로젠 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 1~20의 알킬싸이오기, 탄소수 6~40의 아릴기, 탄소수 3~40의 헤테로아릴기, 탄소수 2~10의 알켄일기, 탄소수 2~10의 알카인일기, 탄소수 1~10의 할로알킬기, 탄소수 3~20의 트라이알킬실릴기, 탄소수 4~20의 트라이알킬실릴알킬기, 탄소수 5~20의 트라이알킬실릴알켄일기, 탄소수 5~20의 트라이알킬실릴알카인일기, 치환 아미노기를 갖는 치환기, 사이아노기 등을 들 수 있다. 이들 구체예 중, 추가로 치환기에 의하여 치환 가능한 것은 치환되어 있어도 된다. 보다 바람직한 치환기는, 탄소수 1~20의 치환 혹은 무치환의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 6~40의 치환 혹은 무치환의 아릴기, 탄소수 3~40의 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기이다. 더 바람직한 치환기는, 탄소수 1~10의 치환 혹은 무치환의 알킬기, 탄소수 1~10의 치환 혹은 무치환의 알콕시기, 탄소수 6~15의 치환 혹은 무치환의 아릴기, 탄소수 3~12의 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기이다.

A에 있어서의, 적어도 하나의 질소 원자를 환 골격 구성 원자로서 포함하는 헤테로아릴기에 있어서, 환 골격 구성 원자로서의 질소 원자의 수는 1~3개인 것이 바람직하다. 헤테로아릴기의 바람직한 범위와 구체예에 대해서는, 상기의 L이 나타내는 헤테로아릴렌기의 바람직한 범위와 구체예를 1가의 기로 대체하여 참조할 수 있다. 그중에서도, A에 있어서의 헤테로아릴기는, 1~3개의 질소 원소를 환 골격 구성 원자로서 포함하는 6원환으로 이루어지는 기인 것이 바람직하고, 피리딘일기, 피리미딘일기, 트라이아진일기인 것이 보다 바람직하며, 트라이아진일기인 것이 더 바람직하다. 헤테로아릴기는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 치환기의 바람직한 범위와 구체예에 대해서는, 상기의 L이 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기로 치환되어도 되는 치환기의 바람직한 범위와 구체예를 참조할 수 있다.

A는 이들 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기도 취할 수 있지만, 사이아노기인 것이 바람직하다. 특히 A가 사이아노기인 것은, A가 트라이아진일기인 것보다 바람직하다.

일반식 (2A)로 나타나는 화합물로서, 이하의 일반식 (2B)로 나타나는 사이아노벤젠 골격을 포함하는 화합물이나 일반식 (2C)로 나타나는 트라이아진 골격을 포함하는 화합물을 들 수 있다.

[화학식 15]

일반식 (2B)에 있어서, R¹~R⁵ 중 0~4개는 사이아노기를 나타내고, R¹~R⁵ 중 적어도 하나는 치환 아미노기를 갖는 치환기를 나타내며, 나머지 R¹~R⁵는 수소 원자, 또는 치환 아미노기를 갖는 치환기와 사이아노기 이외의 치환기를 나타낸다.

[화학식 16]

일반식 (2C)에 있어서, R⁶~R⁸ 중 적어도 하나는 치환 아미노기를 나타내고, 나머지 R⁶~R⁸은 수소 원자, 또는 치환 아미노기를 갖는 치환기와 사이아노기 이외의 치환기를 나타낸다.

일반식 (2A)~(2C)에서 말하는 치환 아미노기를 갖는 치환기는, 다이아릴아미노기를 갖는 치환기인 것이 바람직하고, 다이아릴아미노기를 구성하는 2개의 아릴기는 서로 연결되어 예를 들면 카바졸일기가 되어 있어도 된다. 또, 일반식 (2B)에 있어서의 치환 아미노기를 갖는 치환기는 R¹~R⁵ 중 어느 것이어도 되지만, 예를 들면 R², R³, R⁴, R¹과 R³, R¹과 R⁴, R¹과 R⁵, R²와 R³, R¹과 R³과 R⁵, R¹과 R²와 R³, R¹과 R³과 R⁴, R²와 R³과 R⁴, R¹과 R²와 R³과 R⁴, R¹과 R²와 R³과 R⁴와 R⁵ 등을 바람직하게 예시할 수 있다. 또, 일반식 (2C)에 있어서의 치환 아미노기를 갖는 치환기는 R⁶~R⁸ 중 어느 것이어도 되지만, 예를 들면 R⁶, R⁶과 R⁷, R⁶과 R⁷과 R⁸을 예시할 수 있다.

일반식 (2A)~(2C)에서 말하는 치환 아미노기를 갖는 치환기는, 이하의 일반식 (W1)로 나타나는 치환기인 것이 바람직하다. 일반식 (W1)로 나타나는 치환기는, 분자 내에 2개 이상 존재하고 있어도 되고, 3개 이상 존재하고 있어도 된다. 일반식 (2A) 또는 일반식 (2B)로 나타나는 화합물인 경우는, 일반식 (W1)로 나타나는 치환기는 분자 내에 4개 이상 존재하고 있어도 된다. 일반식 (W1)로 나타나는 치환기의 치환 위치는 특별히 제한되지 않는다.

[화학식 17]

일반식 (W1)에 있어서, Ar¹과 Ar²는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기를 나타낸다. L은 단결합, 치환 혹은 무치환의 아릴렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴렌기를 나타낸다. *는, 일반식 (2A)~(2C)에 있어서의 탄소 원자(C)에 대한 결합 위치를 나타낸다.

일반식 (W1)에 있어서의 Ar¹과 Ar²는, 서로 결합함으로써 일반식 (W1)의 질소 원자와 함께 환상 구조를 형성하고 있어도 된다.

Ar¹ 및 Ar²가 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기는, 단환이어도 되고, 2개 이상의 환이 축합된 축합환이어도 된다. 축합환인 경우, 축합되어 있는 환의 수는 2~6인 것이 바람직하고, 예를 들면 2~4 중에서 선택할 수 있다. Ar¹ 및 Ar²를 구성하는 환의 구체예로서, 벤젠환, 피리딘환, 피리미딘환, 트라이아진환, 나프탈렌환을 들 수 있다. Ar¹ 및 Ar²가 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기의 구체예로서, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라센일기, 2-안트라센일기, 9-안트라센일기, 2-피리딜기, 3-피리딜기, 4-피리딜기를 들 수 있다. Ar¹ 및 Ar²가 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 무치환이어도 된다. 치환기를 2개 이상 갖는 경우, 복수의 치환기는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 치환기로서는, 하이드록시기, 할로젠 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 1~20의 알킬싸이오기, 탄소수 1~20의 알킬 치환 아미노기, 탄소수 1~20의 아릴 치환 아미노기, 탄소수 6~40의 아릴기, 탄소수 3~40의 헤테로아릴기, 탄소수 2~10의 알켄일기, 탄소수 2~10의 알카인일기, 탄소수 2~20의 알킬아마이드기, 탄소수 7~21의 아릴아마이드기, 탄소수 3~20의 트라이알킬실릴기 등을 들 수 있다. 이들 구체예 중, 추가로 치환기에 의하여 치환 가능한 것은 치환되어 있어도 된다. 보다 바람직한 치환기는, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 1~20의 알킬싸이오기, 탄소수 1~20의 알킬 치환 아미노기, 탄소수 1~20의 아릴 치환 아미노기, 탄소수 6~40의 아릴기, 탄소수 3~40의 헤테로아릴기이다.

일반식 (W1)로 나타나는 치환기는, 이하의 일반식 (W2)로 나타나는 치환기인 것이 바람직하다.

[화학식 18]

일반식 (W2)에 있어서, R¹¹~R²⁰은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L은 단결합, 치환 혹은 무치환의 아릴렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴렌기를 나타낸다. R¹¹과 R¹², R¹²와 R¹³, R¹³과 R¹⁴, R¹⁴와 R¹⁵, R¹⁵와 R¹⁶, R¹⁶과 R¹⁷, R¹⁷과 R¹⁸, R¹⁸과 R¹⁹, R¹⁹와 R²⁰은 서로 결합하여 환상 구조를 형성하기 위하여 필요한 연결기를 형성해도 된다. 또, R¹⁵와 R¹⁶은 서로 결합하여 단결합 또는 연결기를 형성해도 된다. *는, 일반식 (2A)~(2C)에 있어서의 탄소 원자(C)에 대한 결합 위치를 나타낸다.

R¹¹~R²⁰이 취할 수 있는 치환기의 구체예와 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (2A)에 있어서의 Ar¹ 및 Ar²가 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기의 치환기의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.

R¹¹과 R¹², R¹²와 R¹³, R¹³과 R¹⁴, R¹⁴와 R¹⁵, R¹⁵와 R¹⁶, R¹⁶과 R¹⁷, R¹⁷과 R¹⁸, R¹⁸과 R¹⁹, R¹⁹와 R²⁰은, 서로 결합하여 형성하는 환상 구조가 방향환이어도 되고 지방환이어도 되며, 또 헤테로 원자를 포함하는 것이어도 되고, 또한 환상 구조는 2환 이상의 축합환이어도 된다. 여기에서 말하는 헤테로 원자로서는, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 것이 바람직하다. 형성되는 환상 구조의 예로서, 벤젠환, 나프탈렌환, 피리딘환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환, 피롤환, 이미다졸환, 피라졸환, 이미다졸린환, 옥사졸환, 아이소옥사졸환, 싸이아졸환, 아이소싸이아졸환, 사이클로헥사다이엔환, 사이클로헥센환, 사이클로펜타엔환, 사이클로헵타트라이엔환, 사이클로헵타다이엔환, 사이클로헵타엔환 등을 들 수 있다.

일반식 (W1) 및 (W2)에 있어서, L은, 단결합, 치환 혹은 무치환의 아릴렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴렌기를 나타낸다. L은, 단결합, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴렌기인 것이 바람직하다.

L이 나타내는 아릴렌기를 구성하는 방향환은, 단환이어도 되고, 2 이상의 방향환이 축합된 축합환이어도 되며, 2 이상의 방향환이 연결된 연결환이어도 된다. 2 이상의 방향환이 연결되어 있는 경우는, 직쇄상으로 연결된 것이어도 되고, 분기상으로 연결된 것이어도 된다. L이 나타내는 아릴렌기를 구성하는 방향환의 탄소수는, 6~22인 것이 바람직하고, 6~18인 것이 보다 바람직하며, 6~14인 것이 더 바람직하고, 6~10인 것이 보다 더 바람직하다. 아릴렌기의 구체예로서, 페닐렌기, 나프탈렌다이일기, 바이페닐렌기를 들 수 있다.

또, L이 나타내는 헤테로아릴렌기를 구성하는 복소환은, 단환이어도 되고, 1 이상의 복소환과 방향환 또는 복소환이 축합된 축합환이어도 되며, 1 이상의 복소환과 방향환 또는 복소환이 연결된 연결환이어도 된다. 복소환의 탄소수는 5~22인 것이 바람직하고, 5~18인 것이 보다 바람직하며, 5~14인 것이 더 바람직하고, 5~10인 것이 보다 더 바람직하다. 복소환을 구성하는 복소 원자는 질소 원자인 것이 바람직하다. 복소환의 구체예로서, 피리딘환, 피리다진환, 피리미딘환, 트라이아졸환, 벤조트라이아졸환을 들 수 있다.

L이 나타내는 보다 바람직한 기는 페닐렌기이다. L이 페닐렌기일 때, 페닐렌기는 1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기 중 어느 것이어도 되지만, 1,4-페닐렌기인 것이 바람직하다. 또, L은 치환기에 의하여 치환되어 있어도 된다. L의 치환기의 수 및 치환 위치는 특별히 제한되지 않는다. L에 도입할 수 있는 치환기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 상기의 R¹¹~R²⁰이 취할 수 있는 치환기의 설명과 바람직한 범위를 참조할 수 있다.

일반식 (W2)로 나타나는 치환기는, 하기의 일반식 (W3)~(W7) 중 어느 하나의 일반식으로 나타나는 치환기인 것이 바람직하다.

[화학식 19-1]

[화학식 19-2]

일반식 (W3)~(W7)에 있어서, R²¹~R²⁴, R²⁷~R³⁸, R⁴¹~R⁴⁸, R⁵¹~R⁵⁸, R⁶¹~R⁶⁵, R⁸¹~R⁹⁰은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 여기에서 말하는 치환기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 상기의 R¹¹~R²⁰의 치환기의 설명과 바람직한 범위를 참조할 수 있다. R²¹~R²⁴, R²⁷~R³⁸, R⁴¹~R⁴⁸, R⁵¹~R⁵⁸, R⁶¹~R⁶⁵, R⁷¹~R⁷⁹, R⁸¹~R⁹⁰은, 각각 독립적으로 상기 일반식 (W3)~(W7) 중 어느 하나로 나타나는 기인 것도 바람직하다. 또, 일반식 (W3)의 R²¹, R²³, R²⁸, R³⁰ 중 적어도 2개는 치환 혹은 무치환의 알킬기인 것이 바람직하고, R²¹, R²³, R²⁸, R³⁰ 모두가 치환 혹은 무치환의 알킬기이거나, R²¹과 R³⁰이 치환 혹은 무치환의 알킬기이거나, R²³과 R²⁸이 치환 혹은 무치환의 알킬기인 것이 보다 바람직하며, 그 치환 혹은 무치환의 알킬기는 탄소수 1~6의 치환 혹은 무치환의 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 일반식 (W7)의 R⁸⁹ 및 R⁹⁰은 치환 혹은 무치환의 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 1~6의 치환 혹은 무치환의 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 일반식 (W3)~(W7)에 있어서의 치환기의 수는 특별히 제한되지 않는다. 모두가 무치환(즉 수소 원자)인 경우도 바람직하다. 또, 일반식 (W3)~(W7)의 각각에 있어서 치환기가 2개 이상 존재하는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다. 일반식 (W3)~(W7)에 치환기가 존재하고 있는 경우, 그 치환기는 일반식 (W3)이면 R²²~R²⁴, R²⁷~R²⁹ 중 어느 하나인 것이 바람직하고, R²³ 및 R²⁸ 중 적어도 하나인 것이 보다 바람직하며, 일반식 (W4)이면 R³²~R³⁷ 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 일반식 (W5)이면 R⁴²~R⁴⁷ 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 일반식 (W6)이면 R⁵², R⁵³, R⁵⁶, R⁵⁷, R⁶²~R⁶⁴ 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 일반식 (W7)이면 R⁸²~R⁸⁷, R⁸⁹, R⁹⁰ 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

일반식 (W3)~(W7)에 있어서, R²¹과 R²², R²²와 R²³, R²³과 R²⁴, R²⁷과 R²⁸, R²⁸과 R²⁹, R²⁹와 R³⁰, R³¹과 R³², R³²와 R³³, R³³과 R³⁴, R³⁵와 R³⁶, R³⁶과 R³⁷, R³⁷과 R³⁸, R⁴¹과 R⁴², R⁴²와 R⁴³, R⁴³과 R⁴⁴, R⁴⁵와 R⁴⁶, R⁴⁶과 R⁴⁷, R⁴⁷과 R⁴⁸, R⁵¹과 R⁵², R⁵²와 R⁵³, R⁵³과 R⁵⁴, R⁵⁵와 R⁵⁶, R⁵⁶과 R⁵⁷, R⁵⁷과 R⁵⁸, R⁶¹과 R⁶², R⁶²와 R⁶³, R⁶³과 R⁶⁴, R⁶⁴와 R⁶⁵, R⁵⁴와 R⁶¹, R⁵⁵와 R⁶⁵, R⁸¹과 R⁸², R⁸²와 R⁸³, R⁸³과 R⁸⁴, R⁸⁵와 R⁸⁶, R⁸⁶과 R⁸⁷, R⁸⁷과 R⁸⁸, R⁸⁹와 R⁹⁰은, 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 환상 구조의 설명과 바람직한 예에 대해서는, 상기의 일반식 (W2)에 있어서, R¹¹과 R¹² 등이 서로 결합하여 형성하는 환상 구조의 설명과 바람직한 예를 참조할 수 있다.

일반식 (W3)~(W7)에 있어서, L¹~L⁵는, 단결합, 치환 혹은 무치환의 아릴렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴렌기를 나타낸다. *는, 일반식 (2A)~(2C)에 있어서의 탄소 원자(C)에 대한 결합 위치를 나타낸다. L¹~L⁵가 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기, 이들 기에 도입할 수 있는 치환기의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, L이 나타내는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기, 이들 기에 도입할 수 있는 치환기의 설명과 바람직한 범위를 참조할 수 있다. L¹~L⁵는, 단결합, 치환 혹은 무치환의 아릴렌기인 것이 바람직하다.

제2 화합물은, 지연 형광을 방사하는 화합물로서 알려져 있는 화합물이 많다. 그와 같은 화합물로서, WO2013/154064호의 단락 0008~0048 및 0095~0133, WO2013/011954호의 단락 0007~0047 및 0073~0085, WO2013/011955호의 단락 0007~0033 및 0059~0066, WO2013/081088호의 단락 0008~0071 및 0118~0133, 일본 공개특허공보 2013-256490호의 단락 0009~0046 및 0093~0134, 일본 공개특허공보 2013-116975호의 단락 0008~0020 및 0038~0040, WO2013/133359호의 단락 0007~0032 및 0079~0084, WO2013/161437호의 단락 0008~0054 및 0101~0121, 일본 공개특허공보 2014-9352호의 단락 0007~0041 및 0060~0069, 일본 공개특허공보 2014-9224호의 단락 0008~0048 및 0067~0076에 기재되는 일반식에 포함되는 화합물, 특히 예시 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 이들 공보는, 본 명세서의 일부로서 여기에 인용하고 있다.

또, 지연 형광을 방사하는 화합물(지연 형광체)로서, 일본 공개특허공보 2013-253121호, WO2013/133359호, WO2014/034535호, WO2014/115743호, WO2014/122895호, WO2014/126200호, WO2014/136758호, WO2014/133121호, WO2014/136860호, WO2014/196585호, WO2014/189122호, WO2014/168101호, WO2015/008580호, WO2014/203840호, WO2015/002213호, WO2015/016200호, WO2015/019725호, WO2015/072470호, WO2015/108049호, WO2015/080182호, WO2015/072537호, WO2015/080183호, 일본 공개특허공보 2015-129240호, WO2015/129714호, WO2015/129715호, WO2015/133501호, WO2015/136880호, WO2015/137244호, WO2015/137202호, WO2015/137136호, WO2015/146541호, WO2015/159541호에 기재되는 일반식에 포함되는 화합물, 특히 예시 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 이들 공보는, 본 명세서의 일부로서 여기에 인용하고 있다.

제2 화합물의 발광 파장은 특별히 제한되지 않고, 본 발명의 조성물의 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물을 화상 표시나 색 표시를 위한 유기 발광 소자의 발광층에 이용하는 경우에는, 제2 화합물은, 적색 영역(620~750nm)이나 녹색 영역(495~570nm), 청색 영역(450~495nm)에 발광 극대 파장을 갖는 것인 것이 바람직하다.

이하에 있어서, 제2 화합물의 구체예를 예시한다. 단, 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 제2 화합물은 이들 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

[화학식 20-1]

[화학식 20-2]

[화학식 20-3]

[화학식 20-4]

[화학식 20-5]

[화학식 20-6]

[화학식 20-7]

(제1 화합물과 제2 화합물을 포함하는 조성물)

본 발명의 조성물은 제1 화합물과 제2 화합물을 포함한다. 본 발명의 조성물에는, 제1 화합물과 제2 화합물만으로 이루어지는 것이어도 되고, 그 이외의 화합물을 포함하는 것이어도 된다.

제1 화합물과 제2 화합물은 상기 식 (A)의 관계를 충족시킨다. 이 때문에, 제1 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1(1)은, 제2 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1(2)보다 높다. 이로써, 제1 화합물로부터 제2 화합물로의 여기 일중항 에너지의 이동이 용이해진다. E_S1(1)과 E_S1(2)의 차[E_S1(1)-E_S1(2)]는, 예를 들면 0.1eV 이상, 0.2eV 이상, 0.3eV 이상, 0.5eV 이상으로 하거나, 1.2eV 이하, 1.0eV 이하, 0.8eV 이하, 0.6eV 이하로 하거나 해도 된다.

제1 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1(1)은, 제2 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1(2)보다 높은 것이 바람직하다. 이로써, 제2 화합물의 분자 중에 여기 삼중항 에너지가 구속되어, 그 여기 삼중항 상태로부터 여기 일중항 상태로의 역항간 교차의 발생 확률을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 발광 효율이 높은 조성물이 얻어진다.

최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1과 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1은 이하의 측정 방법에 의하여 구할 수 있다. 측정 시에는, 측정 대상 화합물을 톨루엔에 용해시킨 용액의 시료나, 측정 대상 화합물의 농도가 6중량%가 되도록 호스트 재료와 공증착한 막의 시료를 준비한다. 호스트 재료는, 측정 대상 화합물의 E_S1보다 최저 여기 일중항 에너지 준위가 높아, 측정 대상 화합물의 E_T1보다 최저 여기 삼중항 에너지 준위가 높은 것 중에서 선택한다. 또한, 본 명세서의 E_S1과 E_T1은, Si 기판 상에 측정 대상 화합물의 농도가 6중량%가 되도록 mCP와 공증착한 두께 100nm의 막의 시료를 이용하여 측정한 값이다.

(1) 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1

상온(300K)에서 시료의 형광 스펙트럼을 측정한다. 여기광 입사 직후부터 입사 후 100나노초까지의 발광을 적산함으로써, 세로축이 발광 강도, 가로축이 파장인 형광 스펙트럼을 얻는다. 형광 스펙트럼은, 세로축을 발광, 가로축을 파장으로 한다. 이 발광 스펙트럼의 단파 측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 가로축의 교점의 파장값 λedge[nm]를 구한다. 이 파장값을 다음에 나타내는 환산식에서 에너지값으로 환산한 값을 E_S1로 한다.

환산식: E_S1[eV]=1239.85/λedge

발광 스펙트럼의 측정에는, 예를 들면 여기 광원에 질소 레이저(Lasertechnik Berlin사제, MNL200)를 이용하여, 검출기에 스트리크 카메라(하마마쓰 포토닉스사제, C4334)를 이용할 수 있다.

(2) 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1

최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1과 동일한 시료를 77[K]로 냉각하고, 여기광(337nm)을 인광 측정용 시료에 조사하며, 스트리크 카메라를 이용하여, 인광 강도를 측정한다. 여기광 입사 후 1밀리초부터 입사 후 10밀리초의 발광을 적산함으로써, 세로축이 발광 강도, 가로축이 파장인 인광 스펙트럼을 얻는다. 이 인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 가로축의 교점의 파장값 λedge[nm]를 구한다. 이 파장값을 다음에 나타내는 환산식에서 에너지값으로 환산한 값을 E_T1로 한다.

환산식: E_T1[eV]=1239.85/λedge

인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장 측부터, 스펙트럼의 극댓값 중, 가장 단파장 측의 극댓값까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때에, 장파장 측을 향하여 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라(즉 세로축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극댓값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을, 당해 인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선으로 한다. 또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 10% 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 상술한 가장 단파장 측의 극댓값에는 포함시키지 않고, 가장 단파장 측의 극댓값에 가장 가까운, 기울기의 값이 극댓값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을 당해 인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대한 접선으로 한다.

본 발명의 조성물은, 제1 화합물이 식 (1a)를 충족시키고, 제2 화합물이 식 (2b)를 충족시키며, 제1 화합물과 제2 화합물이 식 (A)의 관계를 충족시키는 것인 것이 필요하게 된다.

바람직한 일 양태에서는, 본 발명의 조성물은, 제1 화합물이 식 (1a)와 식 (1c)를 충족시키고, 제2 화합물이 식 (2b)를 충족시키며, 제1 화합물과 제2 화합물이 식 (A)의 관계를 충족시킨다.

바람직한 다른 일 양태에서는, 본 발명의 조성물은, 제1 화합물이 식 (1a)를 충족시키고, 제2 화합물이 식 (2a)와 식 (2b)를 충족시키며, 제1 화합물과 제2 화합물이 식 (A)의 관계를 충족시킨다.

바람직한 다른 일 양태에서는, 본 발명의 조성물은, 제1 화합물이 식 (1a)와 식 (1c)를 충족시키고, 제2 화합물이 식 (2a)와 식 (2b)를 충족시키며, 제1 화합물과 제2 화합물이 식 (A)의 관계를 충족시킨다.

본 발명의 조성물에 포함되는 제1 화합물의 함유량을 100중량부로 했을 때, 제2 화합물의 함유량은 0.01중량부 이상인 것이 바람직하고, 예를 들면 0.1중량부 이상, 1중량부 이상, 3중량부 이상, 5중량부 이상, 9중량부 이상의 범위로부터 선택하는 것이 가능하다. 또, 제2 화합물의 함유량은, 제1 화합물의 함유량을 100중량부로 했을 때, 예를 들면 50중량부 미만, 30중량부 이하, 20중량부 이하, 15중량부 이하, 10중량부 이하, 6중량부 이하, 2중량부 이하, 0.5중량부 이하의 범위로부터 선택하는 것이 가능하다. 또, 예를 들면 30~70중량부의 범위 내로부터 선택하거나, 40~55중량부의 범위 내로부터 선택하거나 해도 된다.

본 발명의 조성물에 있어서의 제1 화합물의 함유량은, 30중량% 이상인 것이 바람직하고, 50중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 예를 들면 70중량% 이상, 80중량% 이상, 90중량% 이상, 95중량% 이상, 99중량% 이상의 범위로 하는 것이 가능하다. 본 발명의 조성물에 있어서의 제1 화합물의 함유량은, 99.99중량% 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면 99.9중량% 이하, 99중량% 이하, 95중량% 이하, 85중량% 이하, 75중량% 이하, 55중량% 이하, 35중량% 이하의 범위로 하는 것이 가능하다. 또, 예를 들면 50~90중량%의 범위 내로부터 선택하거나, 60~80중량%의 범위 내로부터 선택하거나 해도 된다.

본 발명의 조성물은, 금속 원소를 포함하지 않는 것이 바람직하고, 중금속 원소를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물은, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 및 규소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 구성되는 것이 바람직하고, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 구성되는 것이 바람직하며, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자 및 산소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 구성되는 것이 바람직하고, 탄소 원자, 수소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 조성물은, 본 발명의 조성물로부터의 발광 중, 제2 화합물로부터의 발광량이 최대이도록 조정하는 것이 가능하다. 이때, 제2 화합물로부터의 발광량은, 조성물로부터의 전체 발광량의 50% 이상인 것이 바람직하고, 70% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 99% 이상, 99.9% 이상, 100%로 조정하는 것도 가능하다.

또한, 본 명세서에 있어서 조성물로부터의 발광량을 언급하는 경우는, 조성물을 박막으로 하여 한 쌍의 전극 사이에 삽입한 소자를 전류 여기했을 때의 발광량을 나타내는 것으로 한다.

(제3 화합물)

본 발명의 조성물은, 제1 화합물과 제2 화합물 외에, 하기 식 (B)를 충족시키는 제3 화합물을 포함하고 있어도 된다.

[수학식 10]

식 (B)에 있어서, E_S1(1)은 제1 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위를 나타내고, E_S1(2)는 제2 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위를 나타내며, E_S1(3)은 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위를 나타낸다.

E_S1(2)와 E_S1(3)의 차[E_S1(2)-E_S1(3)]는, 예를 들면 0.1eV 이상, 0.2eV 이상, 0.3eV 이상, 0.5eV 이상으로 하거나, 1.2eV 이하, 1.0eV 이하, 0.8eV 이하, 0.6eV 이하로 하거나 해도 된다. 식 (B)를 충족시키는 제3 화합물을 채용함으로써, 제2 화합물의 여기 일중항 에너지가 제3 화합물로 이동하기 쉬워져, 제2 화합물의 역항간 교차로 발생한 여기 일중항 상태의 에너지를 제3 화합물의 발광에 효율적으로 이용할 수 있다.

제3 화합물은, 형광 재료인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의 "형광 재료"란, 톨루엔이나 다이클로로메테인과 같은 용액 시료 혹은 증착막 시료에, 20℃에서 여기광을 조사했을 때 형광을 방사하는 유기 재료를 의미한다. 여기에서, "형광"이란, 여기 일중항 상태로부터 기저 일중항 상태로의 실활 시에 방사되는 광이며, 최저 여기 일중항 에너지 준위 S_{1, q}와 최저 여기 삼중항 에너지 준위 T_{1, q}가, 형광 재료의 최저 여기 일중항 에너지 준위 S_{1, f}와 최저 여기 삼중항 에너지 준위 T_{1, f}에 대하여

S_{1, q}>S_{1, f}

T_{1, q}<T_{1, f}

인 삼중항 실활재나 산소의 도입에 의하여 소광(消光)하지 않음으로써 인광과 구별할 수 있다. 본 발명에 있어서의 형광 재료는, 형광과 함께 인광을 방사하는 것이어도 되지만, 그 경우의 형광 강도는 인광 강도의 9배 이상인 것이 바람직하다.

제3 화합물에는, 형광 발광 수명(τ)이 200ns(나노초) 미만인 것을 채용해도 되고, 형광 발광 수명(τ)이 200ns(나노초) 이상인 지연 형광 재료를 채용해도 된다. 형광 발광 수명(τ)의 설명에 대해서는, 제2 화합물의 형광 발광 수명(τ)에 대한 설명을 참조할 수 있다.

제3 화합물은, 하기 식 (3b)도 충족시키는 것인 것이 바람직하다.

[수학식 11]

식 (3b)에 있어서, ΔE_ST(3)은, 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1(3)과 제3 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1(3)의 차이다.

제3 화합물의 ΔE_ST(3)은, 예를 들면 0.15eV 미만, 0.10eV 미만, 0.05eV 미만, 0.01eV 미만의 범위 내로 하는 것이 가능하다. 제3 화합물은, ΔE_ST(3)이 작은 것일수록, 역항간 교차를 일으키기 쉬운 경향이 있어, 여기 삼중항 상태를 여기 일중항 상태로 변환하는 작용을 효과적으로 발현할 수 있다.

제3 화합물은, 식 (B)를 충족시키는 단일의 화합물로 이루어지는 재료여도 되고, 엑시플렉스를 형성하는 바와 같은 2종 이상의 화합물로 이루어지며, 그 엑시플렉스의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1이 식 (B)를 충족시키는 것이어도 된다. 또, 엑시플렉스를 형성하는 경우, 그 엑시플렉스의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1과 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1의 차가 0.20eV 미만인 것이 바람직하다. 제3 화합물은, 금속 원소를 포함하지 않는 화합물인 것이 바람직하고, 중금속 원소를 포함하지 않는 화합물인 것이 바람직하며, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 및 규소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 이루어지는 화합물인 것이 바람직하고, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 이루어지는 화합물인 것이 바람직하며, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자 및 산소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 이루어지는 화합물인 것이 바람직하고, 탄소 원자, 수소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 이루어지는 화합물인 것이 바람직하다.

본 발명의 조성물이 제3 화합물을 함유할 때, 제3 화합물의 함유량은 제1 화합물의 함유량보다 적은 것이 바람직하다. 또, 제3 화합물의 함유량은 제2 화합물의 함유량보다 적은 것이 바람직하다. 제3 화합물의 함유량은, 제1 화합물과 제2 화합물의 합계량을 100중량부로 했을 때, 0.01중량부 이상인 것이 바람직하고, 예를 들면 0.1중량부 이상, 1중량부 이상, 3중량부 이상, 5중량부 이상, 9중량부 이상의 범위로부터 선택하는 것이 가능하다. 또, 제3 화합물의 함유량은, 제1 화합물과 제2 화합물의 합계량을 100중량부로 했을 때, 예를 들면 30중량부 이하, 20중량부 이하, 15중량부 이하, 10중량부 이하, 6중량부 이하, 2중량부 이하, 0.5중량부 이하의 범위로부터 선택하는 것이 가능하다. 또, 예를 들면 0.01~5중량부의 범위 내로부터 선택하거나, 0.1~3중량%의 범위 내로부터 선택하거나 해도 된다.

본 발명의 조성물이 제3 화합물을 함유할 때, 본 발명의 조성물로부터의 발광 중, 제3 화합물로부터의 발광량이 최대이도록 조정할 수 있다. 이때, 제3 화합물로부터의 발광량은, 조성물로부터의 전체 발광량의 50% 이상인 것이 바람직하고, 70% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 99% 이상, 99.9% 이상, 100%로 조정하는 것도 가능하다.

본 발명의 조성물이 제3 화합물을 함유할 때이더라도, 본 발명의 조성물로부터의 발광 중, 제2 화합물로부터의 발광량이 최대이도록 조정하는 것도 가능하다. 이때, 제2 화합물로부터의 발광량은, 조성물로부터의 전체 발광량의 50% 이상, 70% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 99% 이상, 99.99% 이상이 되도록 조정해도 되고, 또, 제3 화합물로부터의 발광량은 0.01~50%의 범위 내, 0.01~30%의 범위 내, 0.01~10%의 범위 내, 0.01~5%의 범위 내, 0.01~1%의 범위 내가 되도록 조정해도 된다.

제2 화합물과 제3 화합물의 발광량은, 제2 화합물과 제3 화합물의 종류와 함유량을 조정함으로써 제어하는 것이 가능하다.

제3 화합물의 발광 파장은 특별히 제한되지 않고, 본 발명의 조성물의 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물을 화상 표시나 색 표시를 위한 유기 발광 소자의 발광층에 이용하는 경우에는, 제3 화합물은, 적색 영역(620~750nm)이나 녹색 영역(495~570nm), 청색 영역(450~495nm)에 발광 극대 파장을 갖는 것인 것이 바람직하다.

제3 화합물로서는, 안트라센 유도체, 테트라센 유도체, 나프타센 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 크리센 유도체, 루브렌 유도체, 쿠마린 유도체, 피란 유도체, 스틸벤 유도체, 플루오렌 유도체, 안트릴 유도체, 피로메텐 유도체, 터페닐 유도체, 터페닐렌 유도체, 플루오란텐 유도체, 아민 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 말로노나이트릴 유도체, 피란 유도체, 카바졸 유도체, 줄롤리딘 유도체, 싸이아졸 유도체, 다이아자보라나프토안트라센 등의 함불소 다환 방향족 골격을 갖는 화합물 등의 다중 공명 효과를 갖는 화합물 등을 이용하는 것이 가능하다. 이들 예시 골격에는 치환기를 가져도 되고, 치환기를 갖고 있지 않아도 된다. 또, 이들 예시 골격끼리를 조합해도 된다.

제3 화합물의 구체예로서는, 제2 화합물의 구체예로서 든 화합물을 들 수 있다. 단, 제2 화합물에 대하여 식 (B)의 관계를 충족시키도록 제3 화합물을 선택한다. 제3 화합물로서 이용되는 화합물은, 60% 이상의 PL 발광 양자 수율을 나타내는 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 제3 화합물로서 이용되는 화합물은, 50ns 이하의 순간 형광 수명을 나타내는 것이 바람직하고, 20ns 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 때의 순간 형광 수명이란, 열활성형 지연 형광을 나타내는 화합물에 대하여, 발광 수명 측정을 행했을 때에 관측되는 복수의 지수 감쇠 성분 중 가장 빨리 감쇠하는 성분의 발광 수명이다. 또, 제3 화합물로서 이용되는 화합물은, S1로부터 기저 상태로의 형광 방사 속도가 S1로부터 T1로의 항간 교차 속도보다 큰 것이 바람직하다. 화합물의 속도 상수의 산출 방법에 대해서는, 열활성형 지연 형광 재료에 관한 공지의 문헌(H. Uoyama, et al., Nature 492, 234(2012)나 K. Masui, et al., Org. Electron. 14, 2721(2013) 등)을 참조할 수 있다.

또, 제3 화합물에 이용할 수 있는 그 외의 화합물의 구체예로서, 이하에 기재된 화합물을 예시할 수도 있다. 예시 화합물의 구조 중, t-butyl 및 t-Bu는 모두 터셔리뷰틸기를 나타낸다. 단, 본 발명에 있어서 제3 화합물에 이용할 수 있는 화합물은 이들 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

[화학식 21-1]

[화학식 21-2]

[화학식 21-3]

[화학식 22-1]

[화학식 22-2]

[화학식 22-3]

[화학식 22-4]

[화학식 22-5]

[화학식 22-6]

[화학식 22-7]

[화학식 22-8]

[화학식 22-9]

[화학식 22-10]

[화학식 22-11]

(발광 조성물)

본 발명의 제1 화합물과 제2 화합물을 포함하는 조성물은, 발광 조성물로서 유용하다.

발광 조성물은, 용액 상태여도 되고, 고체 상태여도 된다. 용액 상태로 할 때에 이용하는 용매는, 조성물을 용해할 수 있는 것 중에서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면 톨루엔 등의 유기 용매를 들 수 있다. 고체 상태로 하는 경우는, 막(필름상, 박막상)으로 하는 것이 바람직하다. 박막 상태로 하는 경우는, 예를 들면 적층 구조를 갖는 발광 소자의 1층으로서 형성해도 된다.

일 실시형태에서는, 본 발명의 조성물을 포함하는 막은, 습식 공정에서 형성할 수 있다. 습식 공정에서는, 본 발명의 조성물을 용해한 용액을 면에 도포하여, 용매의 제거 후에 막을 형성한다. 습식 공정으로서, 스핀 코트법, 슬릿 코트법, 잉크젯법(스프레이법), 그라비어 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 플렉소 인쇄법을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 습식 공정에서는, 본 발명의 조성물을 용해할 수 있는 적절한 유기 용매를 선택하여 이용한다. 일 실시형태에서는, 조성물에 포함되는 화합물에, 유기 용매에 대한 용해성을 높이는 치환기(예를 들면 알킬기)를 도입할 수 있다.

일 실시형태에서는, 본 발명의 조성물을 포함하는 막은, 건식 공정에서 형성할 수 있다. 일 실시형태에서는, 건식 공정으로서 진공 증착법을 채용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 진공 증착법을 채용하는 경우는, 막을 구성하는 화합물을 개별의 증착원으로부터 공증착시켜도 되고, 화합물을 혼합한 단일의 증착원으로부터 공증착시켜도 된다. 단일의 증착원을 이용하는 경우는, 화합물의 분말을 혼합한 혼합 분말을 이용해도 되고, 그 혼합 분말을 압축한 압축 성형체를 이용해도 되며, 각 화합물을 가열 용융하여 냉각한 혼합물을 이용해도 된다. 일 실시형태에서는, 단일의 증착원에 포함되는 복수의 화합물의 증착 속도(중량 감소 속도)가 일치 내지 대략 일치하는 조건에서 공증착을 행함으로써, 증착원에 포함되는 복수의 화합물의 조성비에 대응하는 조성비의 막을 형성할 수 있다. 형성되는 막의 조성비와 동일한 조성비로 복수의 화합물을 혼합하여 증착원으로 하면, 원하는 조성비를 갖는 막을 간편하게 형성할 수 있다. 일 실시형태에서는, 공증착되는 각 화합물이 동일한 중량 감소율이 되는 온도를 특정하여, 그 온도를 공증착 시의 온도로서 채용할 수 있다.

(발광 조성물을 제공하는 방법)

본 발명은, 제1 화합물과 제2 화합물을 포함하는 발광 조성물을 제공하는 방법에도 관한 것이다.

본 발명의 발광 조성물을 제공하는 방법은, ΔE_ST(2)가 0.20eV 미만인 제2 화합물과 조합하는 제1 화합물을 설계하여, 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물을 포함하는 발광 조성물을 제공하는 방법이다. 그 방법의 특징은, 제2 화합물을, E_S1(2)보다 E_S1(1)이 크고, PBHT(1)이 0.730보다 커지도록 설계하는 것을 포함한다. 설계를 행할 때에는, 특정 분자 구조에 대하여 PBHT값과 E_S1을 구하고, 그 특정 분자 구조의 일부를 변경한 분자 구조에 대하여 PBHT값과 E_S1을 구하며, E_S1이 E_S1(1)과 동등한 것을 확인하면서, PBHT값이 보다 큰 구조를 선택하는 스텝을 1회 이상 행하는 것이 바람직하다. 스텝은 복수 회 반복하여, 분자 구조의 변경에 의하여 PBHT값의 향상이 예상되지 않게 될 때까지 행하는 것이 바람직하다. 분자 구조의 일부의 변경은, 분자 구조 중의 수소 원자를 치환기로 변경하거나, 분자 구조 중의 치환기를 다른 치환기로 변경하거나 함으로써 행할 수 있다. 여기에서 말하는 치환기로서는, 제1 화합물의 R이 나타내는 치환기로서 든 것을 예시할 수 있다. 또, 환 골격 구성 원자를 탄소 원자로부터 질소 원자로 변경하거나, 질소 원자로부터 탄소 원자로 변경하거나 할 수도 있다. 또한, 환 골격 구성 원자를 산소 원자로부터 황 원자로 변경하거나, 황 원자로부터 산소 원자로 변경하거나 할 수도 있다. 혹은, 치환기의 치환 위치를 변경하거나, 결합 위치를 변경하거나 할 수도 있다. 이들 변경을 행하면서, E_S1이 E_S1(1)과 동등한 것을 확인하면서, PBHT값이 보다 큰 구조를 선택할 수 있다.

예를 들면, 상기 일반식 (1)로 나타나는 특정 구조를 갖는 화합물에 대하여 PBHT값과 E_S1을 구하고, 그 구조의 일부를 변경한 화합물에 대하여 PBHT값과 E_S1을 구하여 비교함으로써, 본 발명의 방법을 실시할 수 있다. 변경 시에는, 일반식 (1)의 X를 변경하거나, Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸ 중 적어도 하나를 C-R로부터 N으로 변경하거나 N으로부터 C-R로 변경하거나, Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸ 중 적어도 하나의 C-R의 R을 변경하거나, n을 변경하거나, L의 치환기를 변경하거나, L의 골격을 변경하거나, L에 결합하는 Y¹~Y⁴를 변경하거나, L에 결합하는 Y¹¹~Y¹⁴를 변경하거나 할 수 있다. 이들 변경을 적절히 행하여, E_S1이 E_S1(1)과 동등한 것을 확인하면서, PBHT값이 보다 큰 구조를 선택할 수 있다.

본 발명의 방법에 있어서, PBHT값과 E_S1은 계산에 의하여 구해도 된다. 또, 본 발명의 방법을 실행하는 프로그램을 작성하고, 그 프로그램을 이용하여 방법을 실시해도 된다. 프로그램은 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터를 이용하여 작동시킬 수 있다.

(유기 발광 소자)

본 발명의 조성물은, 발광 조성물로서 유용하다. 이 때문에, 본 발명의 조성물을 이용함으로써, 유기 루미네선스 소자(유기 PL 소자)나 유기 일렉트로 루미네선스 소자(유기 EL 소자) 등의 우수한 유기 발광 소자를 제공할 수 있다. 유기 포토 루미네선스 소자는, 기재 상에 적어도 발광층을 형성한 구조를 갖는다. 또, 유기 일렉트로 루미네선스 소자는, 적어도 양극, 음극, 및 양극과 음극의 사이에 유기층을 형성한 구조를 갖는다. 유기층은, 적어도 발광층을 포함하는 것이며, 발광층만으로 이루어지는 것이어도 되고, 발광층 외에 1층 이상의 유기층을 갖는 것이어도 된다. 그와 같은 다른 유기층으로서, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 장벽층, 정공 장벽층, 전자 주입층, 전자 수송층, 여기자 장벽층 등을 들 수 있다. 정공 수송층은 정공 주입 기능을 가진 정공 주입 수송층이어도 되고, 전자 수송층은 전자 주입 기능을 가진 전자 주입 수송층이어도 된다. 구체적인 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 구조예를 도 1에 나타낸다. 도 1에 있어서, 1은 기재, 2는 양극, 3은 정공 주입층, 4는 정공 수송층, 5는 발광층, 6은 전자 수송층, 7은 음극을 나타낸다. 본 발명의 조성물은 발광층에 이용할 수 있다.

이하에 있어서, 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 각 부재 및 각층(各層)에 대하여 설명한다. 또한, 기재와 발광층의 설명은 유기 포토 루미네선스 소자의 기재와 발광층에도 해당한다.

기재:

몇 개의 실시형태에서는, 본 발명의 유기 일렉트로 루미네선스 소자는 기재에 의하여 지지되며, 당해 기재는 특별히 한정되지 않고, 유기 일렉트로 루미네선스 소자에서 일반적으로 이용되는, 예를 들면 유리, 투명 플라스틱, 쿼츠 및 실리콘에 의하여 형성된 어느 하나의 재료를 이용하면 된다.

양극:

몇 개의 실시형태에서는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치의 양극은, 금속, 합금, 도전성 화합물 또는 그들의 조합으로 제조된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기의 금속, 합금 또는 도전성 화합물은 높은 일 함수(4eV 이상)를 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 금속은 Au이다. 몇 개의 실시형태에서는, 도전성의 투명 재료는, CuI, 산화 인듐 주석(ITO), SnO₂ 및 ZnO로부터 선택된다. 몇 개의 실시형태에서는, IDIXO(In₂O₃-ZnO) 등의, 투명한 도전성 필름을 형성할 수 있는 어모퍼스 재료를 사용한다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 양극은 박막이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 박막은 증착 또는 스퍼터링에 의하여 제작된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 필름은 포토리소그래피 방법에 의하여 패턴화된다. 몇 개의 실시형태에서는, 패턴이 고정밀도일 필요가 없는(예를 들면 약 100μm 이상) 경우, 당해 패턴은, 전극 재료에 대한 증착 또는 스퍼터링에 적합한 형상의 마스크를 이용하여 형성해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 유기 도전성 화합물 등의 코팅 재료를 도포할 수 있을 때, 프린트법이나 코팅법 등의 습식 필름 형성 방법이 이용된다. 몇 개의 실시형태에서는, 방사광이 양극을 통과할 때, 양극은 10% 초과의 투과도를 갖고, 당해 양극은, 단위 면적당 수백 옴 이하의 시트 저항을 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 양극의 두께는 10~1,000nm이다. 몇 개의 실시형태에서는, 양극의 두께는 10~200nm이다. 몇 개의 실시형태에서는, 양극의 두께는 이용하는 재료에 따라 변동된다.

음극:

몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극은, 낮은 일 함수를 갖는 금속(4eV 이하)(전자 주입 금속이라고 칭해진다), 합금, 도전성 화합물 또는 그 조합 등의 전극 재료로 제작된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 전극 재료는, 나트륨, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘, 리튬, 마그네슘-구리 혼합물, 마그네슘-은 혼합물, 마그네슘-알루미늄 혼합물, 마그네슘-인듐 혼합물, 알루미늄-산화 알루미늄(Al₂O₃) 혼합물, 인듐, 리튬-알루미늄 혼합물 및 희토류 원소로부터 선택된다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 주입 금속과, 전자 주입 금속보다 높은 일 함수를 갖는 안정적인 금속인 제2 금속의 혼합물이 이용된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 혼합물은, 마그네슘-은 혼합물, 마그네슘-알루미늄 혼합물, 마그네슘-인듐 혼합물, 알루미늄-산화 알루미늄(Al₂O₃) 혼합물, 리튬-알루미늄 혼합물 및 알루미늄으로부터 선택된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 혼합물은 전자 주입 특성 및 산화에 대한 내성을 향상시킨다. 몇 개의 실시형태에서는, 음극은, 증착 또는 스퍼터링에 의하여 전극 재료를 박막으로 하여 형성시킴으로써 제조된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극은 단위 면적당 수백 옴 이하의 시트 저항을 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극의 두께는 10nm~5μm이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극의 두께는 50~200nm이다. 몇 개의 실시형태에서는, 방사광을 투과시키기 위하여, 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 양극 및 음극 중 어느 하나는 투명 또는 반투명이다. 몇 개의 실시형태에서는, 투명 또는 반투명의 일렉트로 루미네선스 소자는 광 방사 휘도를 향상시킨다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극을, 상기 양극에 관하여 상술한 도전성의 투명한 재료로 형성됨으로써, 투명 또는 반투명의 음극이 형성된다. 몇 개의 실시형태에서는, 소자는 양극과 음극을 포함하지만, 모두 투명 또는 반투명이다.

발광층:

몇 개의 실시형태에서는, 상기 발광층은, 양극 및 음극으로부터 각각 주입된 정공 및 전자가 재결합하여 여기자를 형성하는 층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 층은 광을 발한다.

발광층에, 본 발명의 조성물을 이용한다. 몇 개의 실시형태에서는, 방사광은 형광 및 지연 형광의 양방을 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 방사광은 인광을 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 방사광은, 제2 화합물로부터의 방사광을 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 방사광은, 제2 화합물로부터의 방사광과, 제1 화합물로부터의 방사광을 포함한다. 또, 제3 화합물을 이용하는 실시형태에서는, 방사광은, 제3 화합물로부터의 방사광을 포함한다. 제3 화합물을 이용하는 다른 실시형태에서는, 방사광은, 제3 화합물로부터의 방사광과, 제2 화합물로부터의 방사광을 포함한다. 제3 화합물을 이용하는 다른 실시형태에서는, 방사광은, 제3 화합물로부터의 방사광과, 제2 화합물로부터의 방사광과, 제1 화합물로부터의 방사광을 포함한다. 제3 화합물을 이용하는 몇 개의 실시형태에서는, 제2 화합물은 보조 도펀트이다.

주입층:

주입층은, 전극과 유기층의 사이의 층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 주입층은 구동 전압을 감소시켜, 광 방사 휘도를 증강시킨다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 주입층은, 정공 주입층과 전자 주입층을 포함한다. 상기 주입층은, 양극과 발광층 또는 정공 수송층의 사이, 및 음극과 발광층 또는 전자 수송층의 사이에 배치할 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 주입층이 존재한다. 몇 개의 실시형태에서는, 주입층이 존재하지 않는다.

정공 주입 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물예를 든다.

[화학식 23]

다음으로, 전자 주입 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물예를 든다.

[화학식 24]

장벽층:

장벽층은, 발광층에 존재하는 전하(전자 또는 정공) 및/또는 여기자가, 발광층의 외측으로 확산되는 것을 저지할 수 있는 층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 장벽층은, 발광층과 정공 수송층의 사이에 존재하고, 전자가 발광층을 통과하여 정공 수송층에 도달하는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 장벽층은, 발광층과 전자 수송층의 사이에 존재하고, 정공이 발광층을 통과하여 전자 수송층에 도달하는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 장벽층은, 여기자가 발광층의 외측으로 확산되는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 장벽층 및 정공 장벽층은 여기자 장벽층을 구성한다. 본 명세서에서 이용하는 용어 "전자 장벽층" 또는 "여기자 장벽층"에는, 전자 장벽층의, 및 여기자 장벽층의 기능의 양방을 갖는 층이 포함된다.

정공 장벽층:

정공 장벽층은, 전자 수송층으로서 기능한다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자의 수송 동안, 정공 장벽층은 정공이 전자 수송층에 도달하는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 장벽층은, 발광층에 있어서의 전자와 정공의 재결합의 확률을 높인다. 정공 장벽층에 이용하는 재료는, 전자 수송층에 대하여 상술한 것과 동일한 재료여도 된다.

다음으로, 정공 장벽층에 이용할 수 있는 바람직한 화합물예를 든다.

[화학식 25]

전자 장벽층:

전자 장벽층은, 정공을 수송한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공의 수송 동안, 전자 장벽층은 전자가 정공 수송층에 도달하는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 장벽층은, 발광층에 있어서의 전자와 정공의 재결합의 확률을 높인다. 전자 장벽층에 이용하는 재료는, 정공 수송층에 대하여 상술한 것과 동일한 재료여도 된다.

이하에 전자 장벽 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물의 구체예를 든다.

[화학식 26]

여기자 장벽층:

여기자 장벽층은, 발광층에 있어서의 정공과 전자의 재결합을 통하여 발생한 여기자가 전자 수송층까지 확산되는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층은, 발광층에 있어서의 여기자의 유효한 구속(confinement)을 가능하게 한다. 몇 개의 실시형태에서는, 장치의 광 방사 효율이 향상된다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층은, 양극 측과 음극 측 중 어느 하나에서, 및 그 양측의 발광층에 인접한다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층이 양극 측에 존재할 때, 당해 층은, 정공 수송층과 발광층의 사이에 존재하고, 당해 발광층에 인접해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층이 음극 측에 존재할 때, 당해 층은, 발광층과 음극의 사이에 존재하고, 당해 발광층에 인접해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 주입층, 전자 장벽층 또는 동일한 층은, 양극과, 양극 측의 발광층에 인접하는 여기자 장벽층의 사이에 존재한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 주입층, 전자 장벽층, 정공 장벽층 또는 동일한 층은, 음극과, 음극 측의 발광층에 인접하는 여기자 장벽층의 사이에 존재한다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층은, 여기 일중항 에너지와 여기 삼중항 에너지를 포함하고, 그 적어도 하나가, 각각, 발광 재료의 여기 일중항 에너지와 여기 삼중항 에너지보다 높다.

정공 수송층:

정공 수송층은, 정공 수송 재료를 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송층은 단층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송층은 복수의 층을 갖는다.

몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는, 정공의 주입 또는 수송 특성 및 전자의 장벽 특성 중 하나의 특성을 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는 유기 재료이다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는 무기 재료이다. 본 발명에서 사용할 수 있는 공지의 정공 수송 재료의 예로서는, 한정되지 않지만, 트라이아졸 유도체, 옥사다이아졸 유도제, 이미다졸 유도체, 카바졸 유도체, 인돌로카바졸 유도체, 폴리아릴알케인 유도제, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌다이아민 유도체, 알릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스타이릴안트라센 유도제, 플루오렌온 유도체, 하이드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라제인 유도체, 아닐린 코폴리머 및 도전성 폴리머 올리고머(특히 싸이오펜 올리고머), 또는 그 조합을 들 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는 포피린 화합물, 방향족 3급 아민 화합물 및 스타이릴아민 화합물로부터 선택된다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는 방향족 3급 아민 화합물이다.

이하에 정공 수송 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물의 구체예를 든다.

[화학식 27]

전자 수송층:

전자 수송층은, 전자 수송 재료를 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송층은 단층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송층은 복수의 층을 갖는다.

몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송 재료는, 음극으로부터 주입된 전자를 발광층에 수송하는 기능만 있으면 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송 재료는 또, 정공 장벽 재료로서도 기능한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 전자 수송층의 예로서는, 한정되지 않지만, 나이트로 치환 플루오렌 유도체, 다이페닐퀴논 유도체, 싸이오피란다이옥사이드 유도체, 카보다이이미드, 플루오렌일리덴메테인 유도체, 안트라퀴노다이메테인, 안트론 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 아졸 유도체, 아진 유도체 또는 그 조합, 또는 그 폴리머를 들 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송 재료는 싸이아다이아졸 유도제 또는 퀴녹살린 유도체이다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송 재료는 폴리머 재료이다.

이하에 전자 수송 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물의 구체예를 든다.

[화학식 28]

유기 일렉트로 루미네선스 소자에 이용할 수 있는 바람직한 재료를 구체적으로 예시했지만, 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 재료는, 상기의 예시 화합물에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 또, 특정 기능을 갖는 재료로서 예시한 화합물이더라도, 그 외의 기능을 갖는 재료로서 전용(轉用)하는 것도 가능하다.

디바이스:

몇 개의 실시형태에서는, 일반식 (1)로 나타나는 화합물은 디바이스 중에 포함된다. 예를 들면, 디바이스에는, OLED 밸브, OLED 램프, 텔레비전용 디스플레이, 컴퓨터용 모니터, 휴대 전화 및 태블릿이 포함되지만, 이들에 한정되지 않는다.

몇 개의 실시형태에서는, 전자 디바이스는, 양극, 음극, 및 당해 양극과 당해 음극의 사이의 발광층을 포함하는 적어도 하나의 유기층을 갖는 OLED를 포함하고, 상기 발광층은 호스트 재료와 발광 재료를 포함한다.

몇 개의 실시형태에서는, OLED의 발광층은, 삼중항을 일중항으로 변환하는 형광 재료를 더 포함한다.

몇 개의 실시형태에서는, 본원 명세서에 기재된 구성물은, OLED 또는 광전자 디바이스 등의, 다양한 감광성 또는 광활성화 디바이스에 포함될 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 구성물은 디바이스 내의 전하 이동 또는 에너지 이동의 촉진에, 및/또는 정공 수송 재료로서 유용할 수 있다. 상기 디바이스로서는, 예를 들면 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 집적 회선(OIC), 유기 전계 효과 트랜지스터(O-FET), 유기 박막 트랜지스터(O-TFT), 유기 발광 트랜지스터(O-LET), 유기 태양 전지(O-SC), 유기 광학 검출 장치, 유기 광 수용체, 유기 자장 ??칭(field-quench) 장치(O-FQD), 발광 연료 전지(LEC) 또는 유기 레이저 다이오드(O-레이저)를 들 수 있다.

밸브 또는 램프:

몇 개의 실시형태에서는, 전자 디바이스는, 양극, 음극, 당해 양극과 당해 음극의 사이의 발광층을 포함하는 적어도 하나의 유기층을 포함하는 OLED를 포함하고, 당해 발광층은, 호스트 재료와, 발광 재료와, OLED 드라이버 회로를 포함한다.

몇 개의 실시형태에서는, 디바이스는 색채가 상이한 OLED를 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 디바이스는 OLED의 조합을 포함하는 어레이를 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, OLED의 상기 조합은, 3색의 조합(예를 들면 RGB)이다. 몇 개의 실시형태에서는, OLED의 상기 조합은, 적색도 녹색도 청색도 아닌 색(예를 들면 오렌지색 및 황녹색)의 조합이다. 몇 개의 실시형태에서는, OLED의 상기 조합은, 2색, 4색 또는 그 이상의 색의 조합이다.

몇 개의 실시형태에서는, 디바이스는,

장착면을 갖는 제1 면과 그와 반대의 제2 면을 갖고, 적어도 하나의 개구부를 획정(劃定)하는 회로 기판과,

상기 장착면 상 중 적어도 하나의 OLED이며, 당해 적어도 하나의 OLED가, 양극, 음극, 및 당해 양극과 당해 음극의 사이의 발광층을 포함하는 적어도 하나의 유기층을 포함하고, 당해 발광층이 호스트 재료와 발광 재료를 포함하는, 발광하는 구성을 갖는 적어도 하나의 OLED와,

회로 기판용의 하우징과,

상기 하우징의 단부(端部)에 배치된 적어도 하나의 커넥터이며, 상기 하우징 및 상기 커넥터가 조명 설비에 대한 장착에 적합한 패키지를 획정하는, 적어도 하나의 커넥터를 구비하는 OLED 라이트이다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기 OLED 라이트는, 복수의 방향으로 광이 방사되도록 회로 기판에 장착된 복수의 OLED를 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 제1 방향으로 발해진 일부의 광은 편광되어 제2 방향으로 방사된다. 몇 개의 실시형태에서는, 반사기를 이용하여 제1 방향으로 발생된 광을 편광한다.

디스플레이 또는 스크린:

몇 개의 실시형태에서는, 식 (1)의 화합물은 스크린 또는 디스플레이에 있어서 사용할 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 식 (1)의 화합물은, 한정되지 않지만 진공 증발, 퇴적, 증착 또는 화학 증착(CVD) 등의 공정을 이용하여 기재 상으로 퇴적시킨다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 기재는, 독특한 애스펙트비의 픽셀을 제공하는 2면 에칭에 있어서 유용한 포토 플레이트 구조이다. 상기 스크린(또한 마스크라고도 불린다)은, OLED 디스플레이의 제조 공정에서 이용된다. 대응하는 아트 워크 패턴의 설계에 의하여, 수직 방향에서는 픽셀의 사이의 매우 가파르고 좁은 타이 바의, 및 수평 방향에서는 큰 광범위의 사각(斜角) 개구부의 배치를 가능하게 한다. 이로써, TFT 백 플레인 상으로의 화학 증착을 최적화하면서, 고해상도 디스플레이에 필요해지는 픽셀의 미세한 패턴 구성이 가능해진다.

픽셀의 내부 패터닝에 의하여, 수평 및 수직 방향에서의 다양한 애스펙트비의 3차원 픽셀 개구부를 구성하는 것이 가능해진다. 또한, 픽셀 영역 중 화상화된 "스트라이프" 또는 하프톤 원(圓)의 사용은, 이들 특정 패턴을 언더 컷하여 기재로부터 제거될 때까지, 특정 영역에 있어서의 에칭이 보호된다. 그때, 모든 픽셀 영역은 동일한 에칭 속도로 처리되지만, 그 깊이는 하프톤 패턴에 의하여 변화한다. 하프톤 패턴의 사이즈 및 간격을 변경함으로써, 픽셀 내에서의 보호율이 다양한 상이한 에칭이 가능해져, 가파른 수직 사각을 형성하는 데 필요한 국재화(局在化)된 깊은 에칭이 가능해진다.

증착 마스크용의 바람직한 재료는 인바(invar)이다. 인바는, 제철소에서 긴 박형 시트상으로 냉연(冷延)된 금속 합금이다. 인바는, 니켈 마스크로서 스핀 맨드릴 상으로 전착할 수 없다. 증착용 마스크 내에 개구 영역을 형성하기 위한 적절하고 또한 저비용의 방법은, 습식 화학 에칭에 의한 방법이다.

몇 개의 실시형태에서는, 스크린 또는 디스플레이 패턴은, 기재 상의 픽셀 매트릭스이다. 몇 개의 실시형태에서는, 스크린 또는 디스플레이 패턴은, 리소그래피(예를 들면 포토리소그래피 및 e빔 리소그래피)를 사용하여 가공된다. 몇 개의 실시형태에서는, 스크린 또는 디스플레이 패턴은, 습식 화학 에칭을 사용하여 가공된다. 가일층의 실시형태에서는, 스크린 또는 디스플레이 패턴은, 플라즈마 에칭을 사용하여 가공된다.

디바이스의 제조 방법:

OLED 디스플레이는, 일반적으로는, 대형의 마더 패널을 형성하고, 다음으로 당해 마더 패널을 셀 패널 단위로 절단함으로써 제조된다. 통상은, 마더 패널 상의 각 셀 패널은, 베이스 기재 상에, 활성층과 소스/드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하고, 상기 TFT에 평탄화 필름을 도포하여, 픽셀 전극, 발광층, 대전극 및 캡슐화층을 순서대로 경시적으로 형성하며, 상기 마더 패널로부터 절단함으로써 형성된다.

본 발명의 다른 양태에서는, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법을 제공하며, 당해 방법은,

마더 패널의 베이스 기재 상에 장벽층을 형성하는 공정과,

상기 장벽층 상에, 셀 패널 단위로 복수의 디스플레이 유닛을 형성하는 공정과,

상기 셀 패널의 디스플레이 유닛의 각각의 위에 캡슐화층을 형성하는 공정과,

상기 셀 패널 간의 인터페이스부에 유기 필름을 도포하는 공정을 포함한다.

몇 개의 실시형태에서는, 장벽층은, 예를 들면 SiNx로 형성된 무기 필름이며, 장벽층의 단부는 폴리이미드 또는 아크릴로 형성된 유기 필름으로 피복된다. 몇 개의 실시형태에서는, 유기 필름은, 마더 패널이 셀 패널 단위로 부드럽게 절단되도록 보조한다.

몇 개의 실시형태에서는, 박막 트랜지스터(TFT)층은, 발광층과, 게이트 전극과, 소스/드레인 전극을 갖는다. 복수의 디스플레이 유닛의 각각은, 박막 트랜지스터(TFT)층과, TFT층 상에 형성된 평탄화 필름과, 평탄화 필름 상에 형성된 발광 유닛을 가져도 되고, 상기 인터페이스부에 도포된 유기 필름은, 상기 평탄화 필름의 재료와 동일한 재료로 형성되어, 상기 평탄화 필름의 형성과 동시에 형성된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 발광 유닛은, 부동태화층과, 그 사이의 평탄화 필름과, 발광 유닛을 피복하여 보호하는 캡슐화층에 의하여 TFT층과 연결된다. 상기 제조 방법 중 몇 개의 실시형태에서는, 상기 유기 필름은, 디스플레이 유닛에도 캡슐화층에도 연결되지 않는다.

상기 유기 필름과 평탄화 필름의 각각은, 폴리이미드 및 아크릴 중 어느 하나를 포함해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 장벽층은 무기 필름이어도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 베이스 기재는 폴리이미드로 형성되어도 된다. 상기 방법은 또한, 폴리이미드로 형성된 베이스 기재의 하나의 표면에 장벽층을 형성하기 전에, 당해 베이스 기재의 또 하나의 표면에 유리 재료로 형성된 캐리어 기재를 장착하는 공정과, 인터페이스부를 따른 절단 전에, 상기 캐리어 기재를 베이스 기재로부터 분리하는 공정을 포함해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 OLED 디스플레이는 플렉시블한 디스플레이이다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기 부동태화층은, TFT층의 피복을 위하여 TFT층 상에 배치된 유기 필름이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 평탄화 필름은, 부동태화층 상에 형성된 유기 필름이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 평탄화 필름은, 장벽층의 단부에 형성된 유기 필름과 동일하게, 폴리이미드 또는 아크릴로 형성된다. 몇 개의 실시형태에서는, OLED 디스플레이의 제조 시, 상기 평탄화 필름 및 유기 필름은 동시에 형성된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 유기 필름은, 장벽층의 단부에 형성되어도 되고, 그로써, 당해 유기 필름의 일부가 직접 베이스 기재와 접촉하며, 당해 유기 필름의 나머지 부분이, 장벽층의 단부를 둘러싸면서, 장벽층과 접촉한다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기 발광층은, 픽셀 전극과, 대전극과, 당해 픽셀 전극과 당해 대전극의 사이에 배치된 유기 발광층을 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 픽셀 전극은, TFT층의 소스/드레인 전극에 연결되어 있다.

몇 개의 실시형태에서는, TFT층을 통하여 픽셀 전극에 전압이 인가될 때, 픽셀 전극과 대전극의 사이에 적절한 전압이 형성되며, 그로써 유기 발광층이 광을 방사하여, 그로써 화상이 형성된다. 이하, TFT층과 발광 유닛을 갖는 화상 형성 유닛을, 디스플레이 유닛이라고 칭한다.

몇 개의 실시형태에서는, 디스플레이 유닛을 피복하여, 외부의 수분의 침투를 방지하는 캡슐화층은, 유기 필름과 무기 필름이 교대로 적층되는 박막상의 캡슐화 구조에 형성되어도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 캡슐화층은, 복수의 박막이 적층된 박막상 캡슐화 구조를 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 인터페이스부에 도포되는 유기 필름은, 복수의 디스플레이 유닛의 각각과 간격을 두고 배치된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 유기 필름은, 일부의 유기 필름이 직접 베이스 기재와 접촉하며, 유기 필름의 나머지 부분이 장벽층의 단부를 둘러싸는 한편 장벽층과 접촉하는 양태로 형성된다.

일 실시형태에서는, OLED 디스플레이는 플렉시블이며, 폴리이미드로 형성된 유연한 베이스 기재를 사용한다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 베이스 기재는 유리 재료로 형성된 캐리어 기재 상에 형성되고, 다음으로 당해 캐리어 기재가 분리된다.

몇 개의 실시형태에서는, 장벽층은, 캐리어 기재의 반대 측의 베이스 기재의 표면에 형성된다. 일 실시형태에서는, 상기 장벽층은, 각 셀 패널의 사이즈에 따라 패턴화된다. 예를 들면, 베이스 기재가 마더 패널의 모든 표면 상에 형성되는 한편, 장벽층이 각 셀 패널의 사이즈에 따라 형성되고, 그로써, 셀 패널의 장벽층의 사이의 인터페이스부에 홈이 형성된다. 각 셀 패널은, 상기 홈을 따라 절단할 수 있다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기의 제조 방법은, 추가로 인터페이스부를 따라 절단하는 공정을 포함하고, 거기에는 홈이 장벽층에 형성되며, 적어도 일부의 유기 필름이 홈에서 형성되어, 당해 홈이 베이스 기재에 침투하지 않는다. 몇 개의 실시형태에서는, 각 셀 패널의 TFT층이 형성되며, 무기 필름인 부동태화층과 유기 필름인 평탄화 필름이, TFT층 상에 배치되어, TFT층을 피복한다. 예를 들면 폴리이미드 또는 아크릴제의 평탄화 필름이 형성됨과 동시에, 인터페이스부의 홈은, 예를 들면 폴리이미드 또는 아크릴제의 유기 필름으로 피복된다. 이것은, 각 셀 패널이 인터페이스부에서 홈을 따라 절단될 때, 발생한 충격을 유기 필름에 흡수시킴으로써 금이 발생하는 것을 방지한다. 즉, 모든 장벽층이 유기 필름 없이 완전히 노출되어 있는 경우, 각 셀 패널이 인터페이스부에서 홈을 따라 절단될 때, 발생한 충격이 장벽층에 전달되며, 그로써 금이 발생하는 리스크가 증가한다. 그러나, 일 실시형태에서는, 장벽층 간의 인터페이스부의 홈이 유기 필름으로 피복되어, 유기 필름이 없으면 장벽층에 전달될 수 있는 충격을 흡수하기 위하여, 각 셀 패널을 소프트하게 절단하여, 장벽층에서 금이 발생하는 것을 방지해도 된다. 일 실시형태에서는, 인터페이스부의 홈을 피복하는 유기 필름 및 평탄화 필름은, 서로 간격을 두고 배치된다. 예를 들면, 유기 필름 및 평탄화 필름이 하나의 층으로서 서로 접속되어 있는 경우에는, 평탄화 필름과 유기 필름이 남아 있는 부분을 통하여 디스플레이 유닛에 외부의 수분이 침입할 우려가 있기 때문에, 유기 필름 및 평탄화 필름은, 유기 필름이 디스플레이 유닛으로부터 간격을 두고 배치되는 것과 같이, 서로 간격을 두고 배치된다.

몇 개의 실시형태에서는, 디스플레이 유닛은, 발광 유닛의 형성에 의하여 형성되며, 캡슐화층은, 디스플레이 유닛을 피복하기 위하여 디스플레이 유닛 상에 배치된다. 이로써, 마더 패널이 완전히 제조된 후, 베이스 기재를 담지하는 캐리어 기재가 베이스 기재로부터 분리된다. 몇 개의 실시형태에서는, 레이저 광선이 캐리어 기재로 방사되면, 캐리어 기재는, 캐리어 기재와 베이스 기재의 사이의 열팽창률의 상위(相違)에 의하여, 베이스 기재로부터 분리된다.

몇 개의 실시형태에서는, 마더 패널은, 셀 패널 단위로 절단된다. 몇 개의 실시형태에서는, 마더 패널은, 커터를 이용하여 셀 패널 간의 인터페이스부를 따라 절단된다. 몇 개의 실시형태에서는, 마더 패널이 따라 절단되는 인터페이스부의 홈이 유기 필름으로 피복되어 있기 때문에, 절단 동안, 당해 유기 필름이 충격을 흡수한다. 몇 개의 실시형태에서는, 절단 동안, 장벽층에서 금이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기 방법은 제품의 불량률을 감소시켜, 그 품질을 안정시킨다.

다른 양태는, 베이스 기재 상에 형성된 장벽층과, 장벽층 상에 형성된 디스플레이 유닛과, 디스플레이 유닛 상에 형성된 캡슐화층과, 장벽층의 단부에 도포된 유기 필름을 갖는 OLED 디스플레이이다.

<정의>

본원 명세서 중에서 특별히 정의되지 않는 한, 본원에서 이용되는 과학적 및 전문적 용어는, 당업자에 의하여 일반적으로 이해되고 있는 의미를 갖는다. 전반적으로는, 본원 명세서에 기재된 화학 물질에 관한 명명법 및 기술은, 당해 기술분야에 있어서 주지이며, 일반적으로 이용되고 있다.

"알콕시"라는 용어는, 산소 원자가 결합한 알킬기를 가리킨다. 대표적인 알콕시기로서, 메톡시기, 트라이플루오로메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, tert-뷰톡시기 등을 들 수 있다.

본 발명에서 이용되는 "알켄일"이라는 용어는, 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 지방족기를 가리키며, "비치환 알켄일" 및 "치환 알켄일"이 포함되는 것으로 하고, 후자에 대해서는, 알켄일기의 1개 이상의 탄소 원자 상의 수소 원자를 치환하는 치환기를 갖는 알켄일 부분을 가리킨다. 전형적으로는, 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알켄일기는, 특별히 정의되지 않는 한, 1~약 20, 바람직하게는 1~약 10의 탄소 원자수이다. 그와 같은 치환기는, 1개 이상의 이중 결합에 포함되거나 혹은 포함되지 않는 1개 이상의 탄소 원자에 존재할 수 있다. 또한, 그와 같은 치환기에는, 안정성을 저해하지 않는 한에 있어서, 후술하는 바와 같이, 알킬기에 포함될 수 있는 전부가 포함된다. 예를 들면, 1개 이상의 알킬기, 카보사이크릴기, 아릴기, 헤테로사이크릴기 또는 헤테로아릴기에 의한 알켄일기의 치환이 포함되는 것으로 한다.

"알킬"은, 완전히 포화한, 직쇄상 혹은 분기쇄상의 비방향족 탄화 수소이다. 전형적으로는, 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬기는, 특별히 정의되지 않는 한, 1~약 20, 바람직하게는 1~약 10의 탄소 원자수이다. 몇 개의 실시형태에서는, 알킬기는, 1~8의 탄소 원자수, 1~6의 탄소 원자수, 1~4의 탄소 원자수, 또는 1~3의 탄소 원자수이다. 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬기의 예로서, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 펜틸기 및 옥틸기를 들 수 있다.

또한, 명세서, 실시예 및 특허청구의 범위 전체를 통하여 이용되는 "알킬"이라는 용어에는, "비치환 알킬" 및 "치환된 알킬"이 포함되는 것으로 하고, 후자에 대해서는, 탄화 수소 골격 중 하나 이상의 치환 가능한 탄소 원자 상의 수소를 치환하는 치환기를 갖는 알킬 부분을 가리킨다. 그와 같은 치환기로서는, 특정되지 않는 한, 예를 들면 할로젠(예를 들면 플루오로기), 하이드록실기, 카보닐기(예를 들면 카복실, 알콕시카보닐, 폼일 또는 아실기), 싸이오카보닐기(예를 들면 싸이오에스터, 싸이오아세테이트 또는 싸이오포메이트기), 알콕시기, 포스포릴기, 포스페이트기, 포스포네이트기, 포스피네이트기, 아미노기, 아마이드기, 아미딘기, 이민기, 사이아노기, 나이트로기, 아자이드기, 설프하이드릴기, 알킬싸이오기, 설페이트기, 설포네이트기, 설파모일기, 설폰아마이드기, 설폰일기, 헤테로사이크릴기, 아랄킬기 또는 방향족 혹은 복소환식 방향족 부분을 들 수 있다. 바람직한 실시형태에서는, 치환 알킬기 상의 치환기는, C_1-6 알킬기, C_3-6 사이클로알킬기, 할로젠, 카보닐기, 사이아노기 또는 하이드록시기로부터 선택된다. 보다 바람직한 실시형태에서는, 치환 알킬기 상의 치환기는, 플루오로기, 카보닐기, 사이아노기 또는 하이드록실기로부터 선택된다. 탄화 수소쇄 상의 치환된 부분이, 그 자체로 필요에 따라 치환될 수 있는 것은, 당업자에게 이해되는 바와 같다. 예를 들면, 치환 알킬의 치환기로서는, 치환된 및 비치환의 아미노기, 아자이드기, 이미노기, 아마이드기, 포스포릴기(포스포네이트기 및 포스피네이트기를 포함한다), 설폰일기(설페이트기, 설폰아마이드기, 설파모일기 및 설포네이트기를 포함한다) 및 실릴기, 및, 에터, 알킬싸이오기, 카보닐기(케톤기, 알데하이드기, 카복실레이트기 및 에스터를 포함한다), -CF₃, -CN 등을 들 수 있다. 전형적인 치환 알킬기에 대해서는 후술한다. 사이클로알킬기는 추가로, 알킬기, 알켄일기, 알콕시기, 알킬싸이오기, 아미노알킬기, 카보닐기로 치환된 알킬기, -CF₃, -CN 등으로 더 치환될 수 있다.

"C_x-y"라는 용어는, 화학기 부분(예를 들면 아실기, 아실옥시기, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기)에 관련하여 이용될 때는, 쇄 중에 x~y개의 탄소 원자를 포함하는 기를 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, "C_x-y 알킬기"라는 용어에는, 치환 혹은 비치환의 포화 탄화 수소기이고, 쇄 중에 x~y개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 알킬기 및 분기쇄상 알킬기가 포함되며, 또 할로알킬기가 포함된다. 바람직한 할로알킬기로서는, 트라이플루오로메틸기, 다이플루오로메틸기, 2,2,2-트라이플루오로에틸기 및 펜타플루오로에틸기를 들 수 있다. C₀ 알킬기란, 기가 말단의 위치에 존재하는 경우에는 수소 원자를, 내부에 존재하는 경우에는 결합을 나타낸다. 용어 "C_2-y 알켄일기" 및 "C_2-y 알카인일기"는, 길이 및 치환 가능성에 있어서 상기의 알킬기와 유사하거나, 치환 혹은 비치환의 불포화 지방족기이며, 단, 각각, 적어도 하나의 이중 또는 삼중 결합을 갖는 기를 가리킨다.

본 발명에서 이용되는 "알카인일"이라는 용어는, 적어도 하나의 삼중 결합을 포함하고 있는 지방족기를 가리키며, "비치환 알카인일" 및 "치환된 알카인일"이 포함되는 것으로 하고, 후자에 대해서는, 알카인일기의 하나 이상의 탄소 원자 상의 수소를 치환하는 치환기를 갖는 알카인일 부분을 가리킨다. 전형적으로는, 특별히 정의되지 않는 한, 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알카인일기는, 1~약 20, 바람직하게는 1~약 10의 탄소 원자수이다. 그와 같은 치환기는, 1개 이상의 삼중 결합에 포함되거나 혹은 포함되지 않는 1개 이상의 탄소 원자 상에 존재할 수 있다. 또한, 그와 같은 치환기에는, 안정성을 저해하지 않는 한에 있어서, 후술하는 바와 같이, 알킬기에 포함될 수 있는 전부가 포함된다. 예를 들면, 1개 이상의 알킬기, 카보사이크릴기, 아릴기, 헤테로사이크릴기 또는 헤테로아릴기에 의한 알카인일기의 치환이 포함되는 것으로 한다.

용어 "아민" 및 "아미노"는, 당해 기술분야에서 주지이며, 비치환의 및 치환된 아민 및 그 염을 가리키고, 예를 들면,

[화학식 29]

로 나타나는 부분을 가리키며, 식 중, R^A는 각각 독립적으로 수소 또는 하이드로카빌기를 나타내거나, 또는, 2개의 R^A는, 그들이 결합하는 N원자와 함께 환 구조 중에 4~8의 원자를 갖는 복소환을 형성한다.

본 발명에서 이용되는 "아릴"이라는 용어에는, 환의 각 원자가 탄소 원자인, 치환되었거나 혹은 비치환의 단환식 방향족기가 포함된다. 바람직하게는, 상기 환은 6 또는 20원환, 보다 바람직하게는 6원환이다. "아릴"이라는 용어에는 또, 2개 이상의 탄소 원자가 2개의 인접하는 환에 공유되는 2개 이상의 환식 환을 갖는 다환계가 포함되고, 당해 환 중 적어도 하나가 방향족이며, 다른 환이, 예를 들면 사이클로알킬기, 사이클로알켄일기, 사이클로알카인일기, 아릴기, 헤테로아릴기 및/또는 헤테로사이크릴기여도 된다. 아릴기로서는, 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌, 페놀, 아닐린 등을 들 수 있다.

본 발명에서 이용되는 용어 "할로" 및 "할로젠"은, 할로젠 원자를 의미하고, 염소, 불소, 브로민 및 아이오딘이 포함된다.

용어 "헤테로아릴" 및 "헤타릴"에는, 치환 혹은 비치환, 바람직하게는 5~20원환, 보다 바람직하게는 5~6원환의 방향족 단환 구조가 포함되고, 그 환 구조 중에는, 적어도 하나의 헤테로 원자, 바람직하게는 1~4개의 헤테로 원자, 보다 바람직하게는 1 또는 2개의 헤테로 원자가 포함된다. 용어 "헤테로아릴" 및 "헤타릴"에는 또, 2개 이상의 탄소 원자가 2개의 인접하는 환에 공유되는 2개 이상의 환식 환을 갖는 다환계가 포함되고, 환 중 적어도 하나는 복소환이며, 다른 환은, 예를 들면 사이클로알킬기, 사이클로알켄일기, 사이클로알카인일기, 아릴기, 헤테로아릴기 및/또는 헤테로사이크릴기여도 된다. 헤테로아릴기로서는, 예를 들면 피롤, 퓨란, 싸이오펜, 이미다졸, 옥사졸, 싸이아졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진 및 피리미딘 등을 들 수 있다.

본 발명에서 이용되는 "헤테로 원자"라는 용어는, 탄소 원자 또는 수소 원자 이외의 모든 원소의 원자를 의미한다. 바람직한 헤테로 원자는, 질소, 산소 및 황 원자이다.

용어 "헤테로사이크릴", "복소환" 및 "복소환식"은, 치환 혹은 비치환의, 바람직하게는 3~20원환, 보다 바람직하게는 3~7원환의 비방향환 구조를 가리키며, 그 환 구조에는, 적어도 하나의 헤테로 원자, 바람직하게는 1~4개의 헤테로 원자, 보다 바람직하게는 1 또는 2개의 헤테로 원자가 포함된다. 용어 "헤테로사이크릴" 및 "복소환"에는 또, 2개 이상의 탄소 원자가 인접하는 2개의 환에 공유된 2개 이상의 환식 환을 갖는 다환계가 포함되고, 환 중 적어도 하나는 복소환식이며, 다른 환은, 예를 들면 사이클로알킬기, 사이클로알켄일기, 사이클로알카인일기, 아릴기, 헤테로아릴기 및/또는 헤테로사이크릴기여도 된다. 헤테로사이크릴기로서는, 예를 들면 피페리딘, 피페라진, 피롤리딘, 모폴린, 락톤, 락탐 등을 들 수 있다.

"실릴"이라는 용어는, 3개의 하이드로카빌 부분이 결합한 실리콘 부분을 가리킨다.

"치환되었다"라는 용어는, 주쇄 중 하나 이상의 탄소 원자 상의 수소를 치환하는 치환기를 갖는 부분을 가리킨다. 당연히, "치환" 또는 "~로 치환되었다"라고 할 때는, 그와 같은 치환이, 치환되는 원자와 치환기의 가수에 따르는 것이며, 당해 치환에 의하여 화합물이 안정화되는(예를 들면, 전이, 환화, 제거 등의 변화가 자발적으로 발생하지 않는다) 것을 은연중에 포함하는 것이다. 치환되어도 되는 부분에는, 본 명세서에 기재된 모든 적절한 치환기가 포함되고, 예를 들면 아실기, 아실아미노기, 아실옥시기, 알콕시기, 알콕시알킬기, 알켄일기, 알킬기, 알킬아미노기, 알킬싸이오기, 아릴싸이오기, 알카인일기, 아마이드기, 아미노기, 아미노알킬기, 아랄킬기, 카바메이트기, 카보사이크릴기, 사이클로알킬기, 카보사이크릴알킬기, 카보네이트기, 에스터기, 에터기, 헤테로아랄킬기, 헤테로사이크릴기, 헤테로사이크릴알킬기, 하이드로카빌기, 실릴기, 설폰기 또는 싸이오에터기를 들 수 있다. 본 명세서에 있어서, "치환되었다"라는 용어는, 유기 화합물에 존재할 수 있는 모든 치환기가 포함되는 것으로 한다. 광의(廣義)로는, 상기의 존재할 수 있는 치환기에는, 비환식 및 환식의, 분기쇄상 및 비분기쇄상의, 탄소환식 및 복소환식의, 방향족 및 비방향족의, 유기 화합물의 치환기가 포함된다. 상기의 존재할 수 있는 치환기는, 적절한 유기 화합물에 대하여, 1 이상의, 동일한 또는 상이한 것 일수 있다. 본 발명의 목적에 있어서는, 질소 등의 헤테로 원자는, 수소 치환기, 및/또는, 본원 명세서에 기재된, 당해 헤테로 원자의 가수를 충족시키는, 유기 화합물에 존재할 수 있는 모든 치환기를 가져도 된다. 치환기에는, 본원 명세서에 기재된 모든 치환기가 포함되고, 예를 들면 할로젠, 하이드록실기, 카보닐기(예를 들면 카복실, 알콕시카보닐, 폼일 또는 아실기), 싸이오카보닐기(예를 들면 싸이오에스터, 싸이오아세테이트 또는 싸이오포메이트기), 알콕시기, 포스포릴기, 인산염기, 포스폰산염기, 포스피네이트기, 아미노기, 아마이드기, 아미딘기, 이민기, 사이아노기, 나이트로기, 아자이드기, 설프하이드릴기, 알킬싸이오기, 설페이트기, 설포네이트기, 설파모일기, 설폰아마이드기, 설폰일기, 헤테로사이크릴기, 아랄킬기 또는 방향족 혹은 복소환식 방향족 부분이 포함된다. 바람직한 실시형태에서는, 치환된 알킬기의 치환기는, C_1-6 알킬기, C_3-6 사이클로알킬기, 할로젠, 카보닐기, 사이아노기, 하이드록시기로부터 선택된다. 보다 바람직한 실시형태에서는, 치환된 알킬기의 치환기는, 플루오로기, 카보닐기, 사이아노기 또는 하이드록실기로부터 선택된다. 당업자이면, 당해 치환기는 그 자체로 적절히 치환될 수 있는 것을 이해할 것이다. "비치환의"로서 특별히 기재가 없는 한, 본원 명세서 중 화학기 부분에 관한 언급에는, 치환된 수식체가 포함되는 것으로서 이해된다. 예를 들면, "아릴"기 또는 부분에 관한 언급에는, 치환된 및 비치환의 수식체가 은연중에 포함된다.

본 발명의 화합물에 있어서, 특정 아이소토프로서 특정되지 않는 어떠한 원자도, 당해 원자의 어떠한 안정적인 아이소토프로서 포함된다. 특별히 명기하지 않는 한, "H" 또는 "수소"로서 상태가 특정될 때, 그 상태는, 그 천연에 있어서의 아이소토프 조성의 수소를 갖는 것으로서 이해된다. 또, 특별히 명기하지 않는 한, 상태가 "D" 또는 "중수소"로서 특정될 때, 그 상태는, 천연에 있어서의 중수소의 양 0.015%보다 적어도 3340배 높은 양의 중수소를 갖는(즉, 적어도 중수소의 함량이 50.1%의) 것으로서 이해된다.

본 발명에서 이용되는 "아이소토프 농축률"이라는 용어는, 아이소토프양과 천연에 있어서의 특정 아이소토프양의 비율을 의미한다.

다양한 실시형태에 있어서, 본 발명의 화합물은, 적어도 3500(중수소 원자 52.5%), 적어도 4000(60%의 중수소), 적어도 4500(67.5%의 중수소), 적어도 5000(75%의 중수소), 적어도 5500(82.5%의 중수소), 적어도 6000(90%의 중수소), 적어도 6333.3(95%의 중수소), 적어도 6466.7(97%의 중수소), 적어도 6600(99%의 중수소) 또는 적어도 6633.3(99.5%의 중수소)의 아이소토프 농축률(각 중수소 원자 함량마다)을 갖는다.

"동위체 치환체"라는 용어는, 아이소토프 조성만이 본 발명의 구체적 화합물과 상이한 종을 가리킨다.

본 발명의 화합물에 언급하는 경우, "화합물"이라는 용어는, 동일한 화학 구조를 갖는 분자의 모임을 가리키지만, 단, 분자의 구성 원자 간에 아이소토프 변동이 존재하는 경우가 있다. 그러므로, 당업자에게 자명한 바와 같이, 소정의 중수소 원자를 함유하는 특정 화학 구조로 나타나는 화합물은, 당해 구조 내의 소정의 중수소 중 하나 이상의 위치에 있어서 수소 원자를 갖는, 동위체 치환체를 약간 포함하는 경우도 있을 수 있다. 본 발명의 화합물에 있어서의 그와 같은 동위체 치환체의 상대량은, 화합물의 조제에 이용되는 중수소화 시약의 아이소토프 순도, 및 화합물을 조제하기 위한 다양한 합성 스텝에 있어서의 중수소의 투입 효율 등의 많은 요인에 의존한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 그와 같은 동위체 치환체의 상대량은, 전체적으로 화합물의 49.9% 미만이다. 다른 실시형태에서는, 그와 같은 동위체 치환체의 상대량은, 전체적으로 화합물의 47.5% 미만, 40% 미만, 32.5% 미만, 25% 미만, 17.5% 미만, 10% 미만, 5% 미만, 3% 미만, 1% 미만 또는 0.5% 미만이다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 재료, 처리 내용, 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다. 또한, 발광 특성의 평가는, 소스 미터(키슬리사제: 2400시리즈), 반도체 파라미터·애널라이저(애질런트·테크놀로지사제: E5273A), 광 파워미터 측정 장치(뉴 포트사제: 1930C), 광학 분광기(오션 옵틱스사제: USB2000), 분광 방사계(톱콘사제: SR-3) 및 스트리크 카메라(하마마쓰 포토닉스(주)제 C4334형)를 이용하여 행했다.

(청색 발광 소자의 내구성 시험 1)

제1 화합물로서, 화합물 20, PYD2Cz, Host2~4, 6, 7로부터 선택되는 어느 하나를 채용하고, 제2 화합물로서 청색 지연 형광 재료인 T58을 채용하여, 청색 발광 소자의 내구성 시험을 행했다.

제1 화합물과 제2 화합물의 발광층에 있어서의 함유량은 제1 화합물은 70질량%로 하고, 제2 화합물은 30질량%로 함으로써 청색 발광 소자를 제조했다.

막두께 50nm의 인듐·주석 산화물(ITO)로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에, 각 박막을 진공 증착법으로, 진공도 5.0×10^-5Pa로 적층했다. 먼저, ITO 상에 HAT-CN을 10nm의 두께로 형성하고, 그 위에, NPD를 30nm의 두께로 형성했다. 다음으로, Tris-PCz를 10nm의 두께로 형성하고, 그 위에 PYD2Cz를 5nm의 두께로 형성했다. 다음으로, 제1 화합물과 제2 화합물을 상이한 증착원으로부터 공증착하고, 30nm의 두께의 층을 형성하여 발광층으로 했다. 다음으로, SF3-TRZ를 10nm의 두께로 형성한 후, Liq와 SF3-TRZ를 상이한 증착원으로부터 공증착하여, 30nm의 두께의 층을 형성했다. 이 층에 있어서의 Liq와 SF3-TRZ의 함유량은 각각 30질량%와 70질량%로 했다. 또한 Liq를 2nm의 두께로 형성하고, 이어서 알루미늄(Al)을 100nm의 두께로 증착함으로써 음극을 형성하여, 유기 일렉트로 루미네선스 소자(EL 소자)로 했다.

1000cd/m²로 발광시킨 청색 발광 소자의 발광 강도가 초기 강도의 95%가 될 때까지의 시간을 측정하여 LT95로 했다. 제1 화합물의 PBHT값과 LT95의 측정 결과의 관계를 나타내는 그래프를 도 2에 나타낸다. 도 2의 그래프는 HOST3의 LT95를 1로 한 그래프이다. 도 2로부터 명확한 바와 같이, PBHT값이 높으면 LT95가 길어지는 경향이 있는 것이 확인되었다. 특히, PBHT값이 가장 높은 본 발명의 화합물 20을 이용한 소자는, Host3을 이용한 소자의 7.63배나 긴 LT95가 관측되어, 양호한 성능을 나타냈다.

제1 화합물로서, 화합물 13~19 및 21~26을 각각 이용한 점을 변경하고, 상기의 수순에 따라 각 청색 발광 소자를 제조하여 LT95를 측정한 결과, 제1 화합물로서 PYD2Cz(PBHT값은 0.671)를 이용한 청색 발광 소자보다 더 긴 LT95가 관측된다.

(청색 발광 소자의 내구성 시험 2)

제1 화합물로서 화합물 20, 제2 화합물로서 T58, 제3 화합물로서 T80을 이용하여, 발광층에 있어서의 함유량을 제1 화합물은 69질량%로 하고, 제2 화합물은 30질량%로 하며, 제3 화합물은 1질량%로 하기로 한 것 이외에는, 상기 동일한 수순에 따른 청색 발광 소자의 내구성 시험을 행한 결과, 상기와 동일하게 양호한 LT95가 관측되었다.

(녹색 발광 소자의 내구성 시험 1)

제1 화합물로서 Host1~5 및 화합물 13으로부터 선택되는 어느 하나를 채용하고, 제2 화합물로서 녹색 지연 형광 재료인 화합물 T8(4CzIPN)을 채용하여 녹색 발광 소자를 제조하며, 12.5mA/cm²로 발광시킨 녹색 발광 소자의 발광 강도가 초기 강도의 95%가 될 때까지의 시간을 측정하여 LT95로 했다.

녹색 발광 소자는, 막두께 50nm의 인듐·주석 산화물(ITO)로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에, 각 박막을 진공 증착법으로, 진공도 5.0×10^-5Pa로 적층함으로써 제조했다. 먼저, ITO 상에 NPD(95질량%)와 HI1(5질량%)을 5nm의 두께로 형성하고, 그 위에, NPD를 60nm의 두께로 형성했다. 다음으로 PTCz를 10nm의 두께로 형성했다. 다음으로, 제1 화합물(65질량%)과 제2 화합물(35질량%)을 상이한 증착원으로부터 공증착하고, 40nm의 두께의 층을 형성하여 발광층으로 했다. 다음으로, SF3-TRZ를 10nm의 두께로 형성한 후, Liq(30질량%)와 SF3-TRZ(70질량%)를 상이한 증착원으로부터 공증착하여, 30nm의 두께의 층을 형성했다. 또한 Liq를 2nm의 두께로 형성하고, 이어서 알루미늄(Al)을 100nm의 두께로 증착함으로써 음극을 형성하여, 유기 일렉트로 루미네선스 소자(EL 소자)로 했다.

제1 화합물의 PBHT값과 LT95의 측정 결과의 관계를 나타내는 그래프를 도 3에 나타낸다. 도 3의 그래프는 HOST3의 LT95를 1로 한 그래프이다. 도 3으로부터 명확한 바와 같이, PBHT값이 높으면 LT95가 길어지는 경향이 있는 것이 확인되었다. 또, HOST1의 PBHT값인 0.730보다 큰 PBHT를 갖는 화합물에 대하여 특히 긴 LT95가 관측되는 것이 확인되었다. 또한, 제1 화합물로서, 화합물 14~26을 각각 이용한 점을 변경하고, 상기의 수순에 따라 각 녹색 발광 소자를 제조하여 LT95를 측정한 결과, 제1 화합물로서 Host1을 이용한 녹색 발광 소자보다 긴 LT95가 관측된다.

(녹색 발광 소자의 내구성 시험 2)

제1 화합물로서 화합물 20, 화합물 21, 화합물 23으로부터 선택되는 어느 하나를 선택하며 제2 화합물로서 T69를 이용하여, 발광층에 있어서의 함유량을 제1 화합물은 65질량%로 하고, 제2 화합물은 35질량%로 한 것 이외에는, 상기 동일한 녹색 소자를 작성한 결과, 상기와 동일하게 양호한 LT95가 관측되었다.

(녹색 발광 소자의 내구성 시험 3)

또, 제1 화합물로서 화합물 20, 화합물 21, 화합물 23으로부터 선택되는 어느 하나를 선택하며, 제2 화합물로서 T67을 이용하여, 발광층에 있어서의 함유량을 제1 화합물은 65질량%로 하고, 제2 화합물은 35질량%로 한 것 이외에는, 상기 동일한 수순에 따라 녹색 발광 소자의 내구성 시험을 행한 결과, 상기와 동일하게 양호한 LT95가 관측되었다.

[화학식 30-1]

[화학식 30-2]

[화학식 30-3]

본 발명의 조건을 충족시키는 조성물을 이용하면, 우수한 내구성을 갖는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다. 또, 본 발명의 방법을 이용하면, 우수한 내구성을 갖는 유기 발광 소자의 제조에 유용한 조성물을 간편하게 설계할 수 있다. 이 때문에, 본 발명은 산업상 이용가능성이 높다.

1 기판
2 양극
3 정공 주입층
4 정공 수송층
5 발광층
6 전자 수송층
7 음극

Claims

하기 식 (1a)를 충족시키는 제1 화합물과, 하기 식 (2b)를 충족시키는 제2 화합물을 모두 포함하는 조성물[단, 제1 화합물과 제2 화합물은 하기 식 (A)를 충족시킨다].
[수학식 1]

[상기 식에 있어서, PBHT(1)은 상기 제1 화합물의 PBHT값이다. ΔE_ST(2)는, 상기 제2 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1(2)와 상기 제2 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1(2)의 차이다. E_S1(1)은 상기 제1 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위이다.]
청구항 1에 있어서, 상기 제1 화합물이 하기 식 (1c)도 충족시키는, 조성물.
[수학식 2]

[상기 식에 있어서, BDE(1)은 상기 제1 화합물의 양이온의 결합 에너지이다.]
청구항 1에 있어서, 상기 제2 화합물이 하기 식 (2a)도 충족시키는, 조성물.
[수학식 3]

[상기 식에 있어서, PBHT(2)는 상기 제2 화합물의 PBHT값이다.]
청구항 1에 있어서,
상기 제1 화합물이 하기 식 (1c)도 충족시키고, 또한, 상기 제2 화합물이 하기 식 (2a)도 충족시키는, 조성물.
[수학식 4]

[상기 식에 있어서, BDE(1)은 상기 제1 화합물의 양이온의 결합 에너지이다. PBHT(2)는 상기 제2 화합물의 PBHT값이다.]
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 PBHT(1)이 0.910보다 큰, 조성물.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 화합물이 하기 식 (2d)를 충족시키는, 조성물.
[수학식 5]

[상기 식에 있어서, τDELAY는 상기 제2 화합물의 지연 형광 수명이다.]
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 화합물이, 트라이아진 구조, 카바졸 구조, 풀발렌 구조 및 싸이오발렌 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 구조를 갖는, 조성물.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 화합물이, 다이벤조퓨란 구조나 다이벤조싸이오펜 구조 중 적어도 일방을 갖는, 조성물.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 갖는, 조성물.
[화학식 1]

[상기 식에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. Y²¹~Y²⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R'을 나타내고, R'은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+p+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 1 이상의 정수를 나타낸다. n이 2 이상일 때, 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. p는 0 이상의 정수를 나타낸다. p가 2 이상일 때, 복수의 Y²¹~Y²⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. n+p는 1 이상이다.]
청구항 8에 있어서,
상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (2)로 나타나는 구조를 갖는, 조성물.
[화학식 2]

[상기 식에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 1 이상의 정수를 나타낸다. n이 2 이상일 때, 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]
청구항 8에 있어서,
상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (3)으로 나타나는 구조를 갖는, 조성물.
[화학식 3]

[상기 식에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹, Y², Y⁴~Y⁸ 및 Y¹¹~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 2 이상의 정수를 나타낸다. 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]
청구항 8에 있어서,
상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (4)로 나타나는 구조를 갖는, 조성물.
[화학식 4]

[상기 식에 있어서, 복수의 X는 각각 독립적으로 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸ 및 Y¹²~Y¹⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (n+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. n은 2 이상의 정수를 나타낸다. 복수의 Y¹¹~Y¹⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]
청구항 8에 있어서,
상기 제1 화합물이, 하기 일반식 (5)로 나타나는 구조를 갖는, 조성물.
[화학식 5]

[상기 식에 있어서, X는 O 또는 S를 나타낸다. Y¹~Y⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R을 나타내고, R은 수소 원자, 치환기 또는 L로의 직접 결합을 나타낸다. Y²¹~Y²⁸은, 각각 독립적으로 N 또는 C-R'을 나타내고, R'은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L은, 적어도 하나의 방향환 또는 복소 방향환을 포함하는 (p+1)가의 공액 연결기를 나타낸다. p는 1 이상의 정수를 나타낸다. p가 2 이상일 때, 복수의 Y²¹~Y²⁸은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]
청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
L이, 벤젠환 및 피리딘환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 환을 연결한 구조를 갖는, 조성물.
청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
L이, 연결쇄로서 1,3-페닐렌기 또는 2,6-피리딜렌기를 포함하는, 조성물.
청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
L이, 연결쇄로서 1,4-페닐렌기 또는 2,6-피리딜렌기를 포함하는, 조성물.
청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
n이 2인, 조성물.
청구항 9 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
R이 수소 원자 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기인, 조성물.
청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 화합물의 함유량을 100중량부로 했을 때, 상기 제2 화합물의 함유량이 0.01~70중량부인, 조성물.
청구항 1 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
하기 식 (B)를 충족시키는 제3 화합물도 더 포함하는, 조성물.
[수학식 6]

[상기 식에 있어서, E_S1(3)은 상기 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위이다.]
청구항 20에 있어서,
상기 제3 화합물이 하기 식 (3b)도 충족시키는, 조성물.
[수학식 7]

[ΔE_ST(3)은, 상기 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 준위 E_S1(3)과 상기 제3 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 준위 E_T1(3)의 차이다.]
청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 조성물의 발광 조성물로서의 사용.
청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는 막.
청구항 23에 기재된 막의 발광막으로서의 사용.
청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는 유기 발광 소자.
청구항 25에 있어서,
지연 형광을 방사하는 유기 발광 소자.
청구항 25 또는 청구항 26에 있어서,
유기 일렉트로 루미네선스 소자인, 유기 발광 소자.
청구항 25 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 소자에 포함되는 재료 중, 상기 제2 화합물로부터의 발광량이 가장 많은, 유기 발광 소자.
청구항 26 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성물이 청구항 20 또는 청구항 21에 기재된 조성물이며, 상기 발광 소자에 포함되는 재료 중, 상기 제3 화합물로부터의 발광량이 가장 많은, 유기 발광 소자.
ΔE_ST(2)가 0.20eV 미만인 제2 화합물과 조합하는 제1 화합물을 설계하여, 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물을 포함하는 발광 조성물을 제공하는 방법으로서,
상기 제2 화합물을, E_S1(2)보다 E_S1(1)이 크고, PBHT(1)이 0.730보다 커지도록 설계하는 것을 포함하는 방법.
청구항 30에 있어서,
PBHT(1)이 커지도록 상기 제1 화합물을 설계하는 것을 포함하는, 방법.
청구항 31에 있어서,
복수의 후보 화합물 중에서, PBHT(1)이 보다 큰 화합물을 선택하여 상기 제1 화합물로 하는 것을 포함하는, 방법.
청구항 30 내지 청구항 32 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행하는 프로그램.