KR20220148837A - 유기 일렉트로 루미네선스 소자 - Google Patents

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KR20220148837A
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고우키 가세
다케시 야마모토
가즈유키 스루가
슈이치 하야시
노리마사 요코야마
순욱 차
성훈 주
병선 양
지환 김
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호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 본 발명의 목적은, 정공의 주입·수송 성능, 전자 저지 능력, 박막 상태에서의 안정성 및 내구성이 우수한 유기 EL 소자용의 재료를 제공하고, 나아가서는, 우수한 유기 EL 소자용의 각종 재료를, 각각의 재료가 갖는 특성을 효과적으로 발휘할 수 있도록 조합함으로써, 고효율, 저구동 전압, 장수명의 유기 EL 소자를 제공하는 것에 있다.
(해결 수단) 본 발명에 있어서의 특정한 구조를 갖는 트리아릴아민 화합물이, 정공의 주입·수송 능력, 박막의 안정성 및 내구성이 우수한 점에서, 이 특정한 구조를 갖는 트리아릴아민 화합물을 정공 수송층의 재료로서 선택하여, 양극측으로부터 주입된 정공을 효율적으로 수송할 수 있다. 또한, 특정한 구조를 갖는 발광 재료 등을 조합한 여러 가지 유기 EL 소자는 양호한 소자 특성을 나타낸다.

Description

유기 일렉트로 루미네선스 소자
본 발명은, 각종 표시 장치에 바람직한 자발광 소자인 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 관한 것으로, 상세하게는 특정한 아릴아민 화합물을 사용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자 (이하, 유기 EL 소자라고 약칭한다) 에 관한 것이다.
유기 EL 소자는 자기 발광성 소자이기 때문에, 액정 소자에 비해 밝아 시인성이 우수하고, 선명한 표시가 가능한 점에서, 활발한 연구가 이루어져 왔다.
1987년에 이스트먼·코닥사의 C.W.Tang 등은 각종 역할을 각 재료에 분담한 적층 구조 소자를 개발함으로써 유기 재료를 사용한 유기 EL 소자를 실용적인 것으로 하였다. 그들은 전자를 수송할 수 있는 형광체와 정공을 수송할 수 있는 유기물을 적층하고, 양방의 전하를 형광체의 층 중에 주입하여 발광시킴으로써, 10 V 이하의 전압으로 1000 cd/㎡ 이상의 고휘도가 얻어지게 되었다 (예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
현재까지, 유기 EL 소자의 실용화를 위해 많은 개량이 이루어졌으며, 적층 구조의 각종 역할을 더욱 세분화하여, 기판 상에 순차적으로, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 음극을 형성한 전계 발광 소자에 의해 고효율과 내구성이 달성되게 되었다 (예를 들어, 비특허문헌 1 참조).
또, 발광 효율의 가일층의 향상을 목적으로 하여 삼중항 여기자의 이용이 시도되었으며, 인광 발광성 화합물의 이용이 검토되어 있다 (예를 들어, 비특허문헌 2 참조).
그리고, 열 활성화 지연 형광 (TADF) 에 의한 발광을 이용하는 소자도 개발되어 있다. 2011년에 큐슈 대학의 아다치 등은, 열 활성화 지연 형광 재료를 사용한 소자에 의해 5.3 ％ 의 외부 양자 효율을 실현시켰다 (예를 들어, 비특허문헌 3 참조).
발광층은, 일반적으로 호스트 재료라고 칭해지는 전하 수송성의 화합물에, 형광성 화합물이나 인광 발광성 화합물 또는 지연 형광을 방사하는 재료를 도프하여 제조할 수도 있다. 상기 비특허문헌에 기재되어 있는 바와 같이, 유기 EL 소자에 있어서의 유기 재료의 선택은, 그 소자의 효율이나 내구성 등 제특성에 큰 영향을 준다 (예를 들어, 비특허문헌 1 ∼ 3 참조).
유기 EL 소자에 있어서는, 양 전극으로부터 주입된 전하가 발광층에서 재결합하여 발광이 얻어지는데, 정공, 전자의 양 전하를 어떻게 효율적으로 발광층에 전달할지가 중요하여, 캐리어 밸런스가 우수한 소자로 할 필요가 있다. 또, 정공 주입성을 높이고, 음극으로부터 주입된 전자를 블록하는 전자 저지성을 높임으로써, 정공과 전자가 재결합할 확률을 향상시키고, 나아가서는 발광층 내에서 생성된 여기자를 가둠으로써, 고발광 효율을 얻을 수 있다. 그 때문에, 정공 수송 재료가 하는 역할은 중요하며, 정공 주입성이 높고, 정공의 이동도가 크고, 전자 저지성이 높고, 나아가서는 전자에 대한 내구성이 높은 정공 수송 재료가 요구되고 있다.
또, 소자의 수명에 관해서는 재료의 내열성이나 아모르퍼스성도 중요하다. 내열성이 낮은 재료에서는, 소자 구동시에 발생하는 열에 의해, 낮은 온도에서도 열 분해가 일어나, 재료가 열화된다. 아모르퍼스성이 낮은 재료에서는, 짧은 시간으로도 박막의 결정화가 일어나, 소자가 열화되어 버린다. 그 때문에 사용하는 재료에는 내열성이 높고, 아모르퍼스성이 양호한 성질이 요구된다.
지금까지 유기 EL 소자에 사용되어 온 정공 수송 재료로는, N,N'-디페닐-N,N'-디(α-나프틸)벤지딘 (NPD) 이나 여러 가지 방향족 아민 유도체가 알려져 있었다 (예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조). NPD 는 양호한 정공 수송 능력을 갖고 있지만, 내열성의 지표가 되는 유리 전이점 (Tg) 이 96 ℃ 로 낮아, 고온 조건하에서는 결정화에 의한 소자 특성의 저하가 일어나 버린다 (예를 들어, 비특허문헌 4 참조). 또, 상기 특허문헌에 기재된 방향족 아민 유도체 중에는, 정공의 이동도가 10-3 ㎠/Vs 이상으로 우수한 이동도를 갖는 화합물이 알려져 있지만 (예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조), 전자 저지성이 불충분하기 때문에, 전자의 일부가 발광층을 빠져나가 버려, 발광 효율의 향상을 기대할 수 없는 등, 가일층의 고효율화를 위해, 보다 전자 저지성이 높고, 박막이 보다 안정적이고 내열성이 높은 재료가 요구되고 있었다. 또, 내구성이 높은 방향족 아민 유도체의 보고가 있지만 (예를 들어, 특허문헌 3 참조), 전자 사진 감광체에 사용되는 전하 수송 재료로서 사용한 것으로, 유기 EL 소자로서 사용한 예는 없었다.
내열성이나 정공 주입성 등의 특성을 개량한 화합물로서, 치환 카르바졸 구조를 갖는 아릴아민 화합물이 제안되어 있지만 (예를 들어, 특허문헌 4 및 특허문헌 5 참조), 이들 화합물을 정공 주입층 또는 정공 수송층에 사용한 소자에서는, 내열성이나 발광 효율 등의 개량은 되어 있지만, 아직 충분하다고는 할 수 없어, 가일층의 저구동 전압화나, 가일층의 고발광 효율화가 요구되고 있다.
유기 EL 소자의 소자 특성의 개선이나 소자 제조의 수율 향상을 위해, 정공 및 전자의 주입·수송 성능, 박막의 안정성이나 내구성이 우수한 재료를 조합함으로써, 정공 및 전자가 고효율로 재결합할 수 있는, 발광 효율이 높고, 구동 전압이 낮고, 장수명의 소자가 요구되고 있다.
또, 유기 EL 소자의 소자 특성을 개선시키기 위해, 정공 및 전자의 주입·수송 성능, 박막의 안정성이나 내구성이 우수한 재료를 조합함으로써, 캐리어 밸런스가 잡힌 고효율, 저구동 전압, 장수명의 소자가 요구되고 있다.
일본 공개특허공보 평8-048656호 일본 특허공보 제3194657호 일본 특허공보 제4943840호 일본 공개특허공보 2006-151979호 국제 공개 제2008/62636호 국제 공개 제2014/009310호
응용 물리학회 제 9 회 강습회 예고집 55 ∼ 61 페이지 (2001) 응용 물리학회 제 9 회 강습회 예고집 23 ∼ 31 페이지 (2001) Appl. Phys. Let., 98, 083302 (2011) 유기 EL 토론회 제 3 회 예회 예고집 13 ∼ 14 페이지 (2006)
본 발명의 목적은, 정공의 주입·수송 성능, 전자 저지 능력, 박막 상태에서의 안정성이나 내구성이 우수한 유기 EL 소자용의 재료를 제공하고, 나아가서는, 그 재료 및, 정공 및 전자의 주입·수송 성능, 전자 저지 능력, 박막 상태에서의 안정성, 내구성이 우수한 유기 EL 소자용의 각종 재료를, 각각의 재료가 갖는 특성을 효과적으로 발휘할 수 있도록 조합함으로써, 고효율, 저구동 전압, 장수명의 유기 EL 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 제공하고자 하는 유기 화합물이 구비해야 하는 물리적인 특성으로는, (1) 정공의 주입 특성이 양호한 것, (2) 정공의 이동도가 큰 것, (3) 전자 저지 능력이 우수한 것, (4) 박막 상태가 안정적인 것, (5) 내열성이 우수한 것, 을 들 수 있다.
또, 본 발명이 제공하고자 하는 유기 EL 소자가 구비해야 하는 물리적인 특성으로는, (1) 발광 효율 및 전력 효율이 높은 것, (2) 발광 개시 전압이 낮은 것, (3) 실용 구동 전압이 낮은 것, (4) 장수명인 것을 들 수 있다.
그래서 본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해, 특정한 구조를 갖는 트리아릴아민 화합물이, 정공의 주입·수송 능력, 박막의 안정성 및 내구성이 우수한 점에 주목하여, 여러 가지 트리아릴아민 화합물을 예의 검토하여, 제조한 유기 EL 소자의 특성 평가를 실시하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 특정한 구조를 갖는 트리아릴아민 화합물을 정공 수송층의 재료로서 사용하면, 양극측으로부터 주입된 정공을 효율적으로 수송할 수 있다는 지견을 얻었다. 또한, 특정한 구조를 갖는 발광 재료 등과 조합한 여러 가지 유기 EL 소자를 제조하여, 소자의 특성 평가를 실시하였다. 그 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명에 의하면, 이하의 유기 EL 소자가 제공된다.
1) 양극과 음극 사이에, 양극측으로부터 적어도 제 1 정공 수송층과 제 2 정공 수송층과 청색 발광층과 전자 수송층을 이 순서로 갖는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 제 2 정공 수송층, 또는 상기 제 1 정공 수송층과 상기 전자 수송층 사이에 배치된 적층막 중 적어도 1 층에, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
[화학식 1]
Figure pct00001
(식 중, A, B 및 C 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 하기 일반식 (2-1) 로 나타내는 파선부를 결합 부위로 하는 1 가 기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기, 또는 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기를 나타낸다. 단, A, B 및 C 전부가, 동시에 하기 일반식 (2-1) 로 나타내는 1 가 기가 되는 경우는 없는 것으로 한다.)
[화학식 2]
Figure pct00002
(식 중, 파선부는 결합 부위이다. R 은 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 니트로기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 2 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬옥시기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴옥시기를 나타내고, n 은 R 의 개수이고, 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. 여기서, n 이 2 또는 3 인 경우, 동일한 벤젠 고리에 복수개 결합하는 R 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자, 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L 은 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소의 2 가 기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리의 2 가 기, 또는 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족의 2 가 기를 나타내고, m 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. 여기서, m 이 2 또는 3 인 경우, L 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. Ar1, Ar2 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기, 또는 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기를 나타낸다.)
2) 상기 일반식 (2-1) 이 하기 일반식 (2-2) 로 나타내는 1 가 기인 것을 특징으로 하는, 상기 1) 에 기재된 유기 EL 소자.
[화학식 3]
Figure pct00003
(식 중, 파선부가 결합 부위이고, Ar1, Ar2, L, m, n 및 R 은, 상기 일반식 (2-1) 에서 정의하는 바와 같다.)
3) 상기 일반식 (2-1) 이 하기 일반식 (2-3) 으로 나타내는 1 가 기인 것을 특징으로 하는, 상기 1) 에 기재된 유기 EL 소자.
[화학식 4]
Figure pct00004
(식 중, 파선부가 결합 부위이고, Ar1, Ar2, n 및 R 은, 상기 일반식 (2-1) 에서 정의하는 바와 같다. p 는 0 또는 1 을 나타낸다.)
4) 상기 일반식 (2-1) 이 하기 일반식 (2-4) 로 나타내는 1 가 기인 것을 특징으로 하는, 상기 1) 에 기재된 유기 EL 소자.
[화학식 5]
Figure pct00005
(식 중, 파선부가 결합 부위이고, Ar1, Ar2 는, 상기 일반식 (2-1) 에서 정의하는 바와 같다. p 는 0 또는 1 을 나타낸다.)
5) 상기 청색 발광층이, 청색 발광성 도펀트를 함유하는 것을 특징으로 하는, 상기 1) ∼ 4) 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 소자.
6) 상기 청색 발광성 도펀트가, 하기 일반식 (3-1) 또는 일반식 (3-2) 로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는, 상기 5) 에 기재된 유기 EL 소자.
[화학식 6]
Figure pct00006
[화학식 7]
Figure pct00007
(일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중, Q1 ∼ Q3 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소, 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족, 또는 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리를 나타낸다. X 는 B, P, P=O, 또는 P=S 를 나타낸다. Y1 ∼ Y3 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, N-R4, CR5R6, O, S, Se 또는 SiR7R8 중에서 선택되는 어느 1 개이고, 그 R4 ∼ R8 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 니트로기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬옥시기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴옥시기를 나타낸다. 또, R5 와 R6, R7 과 R8 은 각각의 기끼리 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. 여기서, Y1 ∼ Y3 이 N-R4, CR5R6, 또는 SiR7R8 인 경우, R4 ∼ R8 은 각각 인접하는 Q1, Q2 또는 Q3 과, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자, 황 원자, 1 치환 아미노기 등의 연결기를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.)
7) 상기 청색 발광층이, 분자 중에 안트라센 골격을 갖는 안트라센 유도체를 함유하는 것을 특징으로 하는, 상기 1) ∼ 6) 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자.
8) 상기 청색 발광층이, 상기 분자 중에 안트라센 골격을 갖는 안트라센 유도체인 호스트 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는, 상기 7) 에 기재된 유기 EL 소자.
일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「방향족 탄화수소기」,「방향족 복소 고리기」, 또는「축합 다환 방향족 기」로는, 구체적으로, 페닐기, 비페닐릴기, 테르페닐릴기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 인데닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 푸릴기, 피롤릴기, 티에닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살리닐기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 나프티리디닐기, 페난트롤리닐기, 아크리디닐기, 및 카르볼리닐기 등 외에, 탄소수 6 내지 30 으로 이루어지는 아릴기, 또는 탄소수 2 내지 30 으로 이루어지는 헤테로아릴기에서 선택할 수 있다.
또, 이들 기가 동일한 벤젠 고리에 복수개 결합되어 있는 경우에는, 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고, 각각의 기가 결합되어 있는 벤젠 고리와 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 결합하여 고리를 형성해도 된다.
일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로는, 구체적으로, 중수소 원자, 시아노기, 니트로기 ; 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자 ; 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기 등의 실릴기 ; 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기 ; 메틸옥시기, 에틸옥시기, 프로필옥시기 등의 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기 ; 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기 ; 페닐옥시기, 톨릴옥시기 등의 아릴옥시기 ; 벤질옥시기, 페네틸옥시기 등의 아릴알킬옥시기 ; 페닐기, 비페닐릴기, 테르페닐릴기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 인데닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기 등의 방향족 탄화수소기 혹은 축합 다환 방향족 기 ; 피리딜기, 티에닐기, 푸릴기, 피롤릴기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살리닐기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 카르볼리닐기 등의 방향족 복소 고리기와 같은 기를 들 수 있고, 이들 치환기는 또한, 상기 예시한 치환기가 치환되어 있어도 된다.
또, 이들 치환기가 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 치환 혹은 무치환의 아미노기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」,「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬기」, 또는「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기」에 있어서의「탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」,「탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬기」, 또는「탄소 원자수 2 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기」로는, 구체적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 1-아다만틸기, 2-아다만틸기, 비닐기, 알릴기, 이소프로페닐기, 및 2-부테닐기 등을 들 수 있다.
또, 이들 기가 동일한 벤젠 고리에 복수개 결합되어 있는 경우에는, 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고, 각각의 기가 결합되어 있는 벤젠 고리와 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 결합하여 고리를 형성해도 된다.
일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환기를 갖는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」,「치환기를 갖는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬기」, 또는「치환기를 갖는 탄소 원자수 2 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기」에 있어서의「치환기」로는, 구체적으로, 중수소 원자, 시아노기, 니트로기 ; 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자 ; 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기 등의 실릴기 ; 메틸옥시기, 에틸옥시기, 프로필옥시기 등의 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기 ; 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기 ; 페닐옥시기, 톨릴옥시기 등의 아릴옥시기 ; 벤질옥시기, 페네틸옥시기 등의 아릴알킬옥시기 ; 페닐기, 비페닐릴기, 테르페닐릴기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 인데닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기 등의 방향족 탄화수소기 혹은 축합 다환 방향족 기 ; 피리딜기, 티에닐기, 푸릴기, 피롤릴기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살리닐기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 카르볼리닐기 등의 방향족 복소 고리기와 같은 기를 들 수 있고, 이들 치환기는 또한, 상기 예시한 치환기가 치환되어 있어도 된다.
또, 이들 치환기가 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 치환 혹은 무치환의 아미노기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기」, 또는「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬옥시기」에 있어서의「탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기」, 또는「탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬옥시기」로는, 구체적으로, 메틸옥시기, 에틸옥시기, n-프로필옥시기, 이소프로필옥시기, n-부틸옥시기, tert-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기, 시클로헵틸옥시기, 시클로옥틸옥시기, 1-아다만틸옥시기, 2-아다만틸옥시기 등을 들 수 있다.
또, 이들 기가 동일한 벤젠 고리에 복수개 결합되어 있는 경우에는, 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고, 각각의 기가 결합되어 있는 벤젠 고리와 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 결합하여 고리를 형성해도 된다.
일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환기를 갖는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기」, 또는「치환기를 갖는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬옥시기」에 있어서의「치환기」로는, 구체적으로, 중수소 원자, 시아노기, 니트로기 ; 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자 ; 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기 등의 실릴기 ; 메틸옥시기, 에틸옥시기, 프로필옥시기 등의 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기 ; 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기 ; 페닐옥시기, 톨릴옥시기 등의 아릴옥시기 ; 벤질옥시기, 페네틸옥시기 등의 아릴알킬옥시기 ; 페닐기, 비페닐릴기, 테르페닐릴기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 인데닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기 등의 방향족 탄화수소기 혹은 축합 다환 방향족 기 ; 피리딜기, 티에닐기, 푸릴기, 피롤릴기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살리닐기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 카르볼리닐기 등의 방향족 복소 고리기와 같은 기를 들 수 있고, 이들 치환기는 또한, 상기 예시한 치환기가 치환되어 있어도 된다.
또, 이들 치환기가 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 치환 혹은 무치환의 아미노기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 아릴옥시기」에 있어서의「아릴옥시기」로는, 구체적으로, 페닐옥시기, 비페닐릴옥시기, 테르페닐릴옥시기, 나프틸옥시기, 안트라세닐옥시기, 페난트레닐옥시기, 플루오레닐옥시기, 인데닐옥시기, 피레닐옥시기, 페릴레닐옥시기 등을 들 수 있다.
또, 이들 기가 동일한 벤젠 고리에 복수개 결합되어 있는 경우에는, 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고, 각각의 기가 결합되어 있는 벤젠 고리와 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 결합하여 고리를 형성해도 된다.
일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 아릴옥시기」에 있어서의「치환기」로는, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있고, 이들 치환기가 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 치환 혹은 무치환의 아미노기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (2-1) 중의 Ar1 및 Ar2 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「방향족 탄화수소기」,「방향족 복소 고리기」, 또는「축합 다환 방향족 기」로는, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「방향족 탄화수소기」,「방향족 복소 고리기」, 또는「축합 다환 방향족 기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있다.
일반식 (2-1) 중의 Ar1 및 Ar2 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로는, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있고, 이들 치환기가 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 치환 혹은 무치환의 아미노기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (1) 중의 A, B 및 C 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「방향족 탄화수소기」,「방향족 복소 고리기」, 또는「축합 다환 방향족 기」로는, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「방향족 탄화수소기」,「방향족 복소 고리기」, 또는「축합 다환 방향족 기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있다.
일반식 (1) 중의 A, B 및 C 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로는, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있고, 이들 치환기가 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 치환 혹은 무치환의 아미노기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (2-1) 중의 L 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소의 2 가 기」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리의 2 가 기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족의 2 가 기」에 있어서의「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족」의「방향족 탄화수소」,「방향족 복소 고리」, 또는「축합 다환 방향족」으로는, 구체적으로, 벤젠, 비페닐, 테르페닐, 테트라키스페닐, 스티렌, 나프탈렌, 안트라센, 아세나프탈렌, 플루오렌, 페난트렌, 인단, 피렌, 트리페닐렌, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 피롤, 푸란, 티오펜, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조푸란, 벤조티오펜, 인돌린, 카르바졸, 카르볼린, 벤조옥사졸, 벤조티아졸, 퀴녹살린, 벤조이미다졸, 피라졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 나프티리딘, 페난트롤린, 아크리딘 등을 들 수 있다.
그리고, 일반식 (2-1) 중의 L 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소의 2 가 기」,「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리의 2 가 기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족의 2 가 기」는, 상기「방향족 탄화수소」,「방향족 복소 고리」, 또는「축합 다환 방향족」으로부터 수소 원자를 2 개 제거하여 생성되는 2 가 기를 나타낸다.
일반식 (2-1) 중의 L 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소의 2 가 기」,「치환 방향족 복소 고리의 2 가 기」, 또는「치환 축합 다환 방향족의 2 가 기」에 있어서의「치환기」로는, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있고, 이들 치환기가 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 치환 혹은 무치환의 아미노기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물에 있어서, A, B 및 C 중, 적어도 1 개는 일반식 (2-1) 로 나타내는 1 가 기인 것이 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물에 있어서, 일반식 (2-1) 로 나타내는 1 가 기로는, 일반식 (2-2) 로 나타내는 1 가 기인 것이 바람직하고, 일반식 (2-3) 으로 나타내는 1 가 기인 것이 보다 바람직하고, 일반식 (2-4) 로 나타내는 1 가 기인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물에 있어서, 일반식 (2-1) ∼ (2-4) 에 있어서의 Ar1 또는/및 Ar2 로는,「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기」인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 나프틸기, 또는 비페닐릴기인 것이 보다 바람직하고, 무치환의 페닐기, 또는 나프틸기인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물에 있어서, 일반식 (2-1) ∼ (2-2) 에 있어서의 L 로는,「무치환의 방향족 탄화수소의 2 가 기」,「무치환의 방향족 복소 고리의 2 가 기」, 또는「무치환의 축합 다환 방향족의 2 가 기」인 것이 바람직하다. 그리고,「방향족 탄화수소」, 또는「축합 다환 방향족」으로부터 수소 원자를 2 개 제거하여 생성되는 2 가 기인 것이 바람직하고,「방향족 탄화수소」로부터 수소 원자를 2 개 제거하여 생성되는 2 가 기인 것이 보다 바람직하고, 벤젠으로부터 수소 원자를 2 개 제거하여 생성되는 2 가 기 (페닐렌기) 인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물에 있어서, 일반식 (2-1) 에 있어서의 치환기 R 의 개수 n 은, 제로 (0), 즉 치환기 R 을 갖지 않는 것이 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물에 있어서, 일반식 (2-1) 에 있어서의 2 가 기 L 의 개수 m 은, 1 또는 2 인 것이 바람직하다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중의 Q1 ∼ Q3 으로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소」,「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족」, 또는「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리」에 있어서의「방향족 탄화수소」,「축합 다환 방향족」, 또는「방향족 복소 고리」로는, 구체적으로, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 페난트렌, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 피롤, 푸란, 티오펜, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 인덴, 벤조푸란, 벤조티오펜, 인돌, 인돌린, 카르바졸, 카르볼린, 벤조옥사졸, 벤조티아졸, 퀴녹살린, 벤조이미다졸, 피라졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 나프티리딘, 페난트롤린, 아크리딘 등을 들 수 있다.
또, 이들은 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또, 이들 치환기끼리가 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중의 X 는 B, P, P=O, 또는 P=S 를 나타낸다. B 는 붕소 원자, P 는 인 원자, P=O 는 산소 원자가 이중 결합으로 결합한 인 원자, 또는 P=S 는 황 원자가 이중 결합으로 결합한 인 원자로 정의한다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중의 Y1 ∼ Y3 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, N-R4, CR5R6, O, S, Se 또는 SiR7R8 중에서 선택되는 어느 1 개이다. N-R4 는 R4 를 치환기로서 갖는 질소 원자, CR5R6 은 R5 및 R6 을 치환기로서 갖는 탄소 원자, O 는 산소 원자, S 는 황 원자, Se 는 셀렌 원자, 또 SiR7R8 은 R7 및 R8 을 치환기로서 갖는 실리콘 원자로 정의한다.
여기서, R4 ∼ R8 은 각각 인접하는 Q1, Q2 또는 Q3, 즉, Y1 이 N-R4, CR5R6, 또는 SiR7R8 인 경우에는 Q1 과, Y2 가 N-R4, CR5R6, 또는 SiR7R8 인 경우에는 Q2 혹은 Q3 과, Y3 이 N-R4, CR5R6, 또는 SiR7R8 인 경우에는 Q3 과, 각각이 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자, 황 원자, 1 치환 아미노기 등의 연결기를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.
또, R5 와 R6, R7 과 R8 은 각각의 기끼리 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.
또한, R4 ∼ R8 의 정의는 하기의 기재에서 더욱 상세하게 설명한다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중의 Y1 ∼ Y3 이 N-R4, CR5R6, 또는 SiR7R8 인 경우, R4 ∼ R8 로 나타내는「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」,「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬기」, 또는「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기」에 있어서의「탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」,「탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬기」, 또는「탄소 원자수 2 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기」로는, 구체적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 1-아다만틸기, 2-아다만틸기, 비닐기, 알릴기, 이소프로페닐기, 2-부테닐기 등을 들 수 있다.
또, 이들은 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환기를 갖는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」,「치환기를 갖는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬기」, 또는「치환기를 갖는 탄소 원자수 2 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중의 Y1 ∼ Y3 이 N-R4, CR5R6, 또는 SiR7R8 인 경우, R4 ∼ R8 로 나타내는「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기」, 또는「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬옥시기」에 있어서의「탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기」, 또는「탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬옥시기」로는, 구체적으로, 메틸옥시기, 에틸옥시기, n-프로필옥시기, 이소프로필옥시기, n-부틸옥시기, tert-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기, 시클로헵틸옥시기, 시클로옥틸옥시기, 1-아다만틸옥시기, 2-아다만틸옥시기 등을 들 수 있다.
또, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환기를 갖는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기」, 또는「치환기를 갖는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬옥시기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중의 Y1 ∼ Y3 이 N-R4, CR5R6, 또는 SiR7R8 인 경우, R4 ∼ R8 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「방향족 탄화수소기」, 또는「축합 다환 방향족 기」로는, 구체적으로, 페닐기, 비페닐릴기, 테르페닐릴기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기 등을 들 수 있다.
또, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중의 Y1 ∼ Y3 이 N-R4, CR5R6, 또는 Si-R7R8 인 경우, R4 ∼ R8 로 나타내는「치환 혹은 무치환의 아릴옥시기」에 있어서의「아릴옥시기」로는, 구체적으로, 페닐옥시기, 비페닐릴옥시기, 테르페닐릴옥시기, 나프틸옥시기, 안트라세닐옥시기, 페난트레닐옥시기, 플루오레닐옥시기, 인데닐옥시기, 피레닐옥시기, 페릴레닐옥시기 등을 들 수 있다.
또, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서, 상기 일반식 (2-1) 중의 R 로 나타내는「치환 방향족 탄화수소기」,「치환 방향족 복소 고리기」, 또는「치환 축합 다환 방향족 기」에 있어서의「치환기」로서 나타낸 것과 동일한 것을 들 수 있다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 에 있어서, Q1 ∼ Q3 의「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소」,「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족」또는「치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리」에 있어서의「방향족 탄화수소」,「축합 다환 방향족」또는「방향족 복소 고리」로는, 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌, 피리딘, 피리미딘, 인덴, 벤조푸란, 벤조티오펜, 인돌이 바람직하고, 벤젠, 나프탈렌이 보다 바람직하다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 에 있어서, Y1 ∼ Y3 이 N-R4, CR5R6 또는 SiR7R8 인 경우, R4 ∼ R8 은, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬옥시기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴옥시기인 것이 바람직하고, R4 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기인 것이 보다 바람직하다.
일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 에 있어서, Y1 로는, N-R4, O, S 가 바람직하고, O, S 가 보다 바람직하다. 또, 상기 일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 에 있어서, Y2 와 Y3 중 적어도 일방은 N-R4 인 것이 바람직하고, 양방 모두가 N-R4 인 것이 보다 바람직하다. R4 로는,「치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기」, 또는「치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기」가 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 비페닐릴기, 테르페닐릴기, 나프틸기가 보다 바람직하다.
본 발명에 관련된 상기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물은, (1) 정공의 주입 특성이 양호하고, (2) 정공의 이동도가 크고, (3) 전자 저지 능력이 우수하고, (4) 박막 상태가 안정적이고, (5) 내열성이 우수하다는 특성을 갖고 있기 때문에, 본 발명의 유기 EL 소자의 정공 수송층의 구성 재료로서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 상기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물을 정공 수송층의 구성 재료로서 사용한, 본 발명의 유기 EL 소자는, 종래의 정공 수송 재료보다 정공의 이동도가 크고, 우수한 전자의 저지 능력을 갖고, 우수한 아모르퍼스성을 갖고, 또한 박막 상태가 안정적인 트리아릴아민 화합물을 사용하고 있기 때문에, 고효율, 저구동 전압, 장수명의 유기 EL 소자를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 정공 수송층을 제 1 정공 수송층과 제 2 정공 수송층의 2 층 구조로 하고, 발광층측에 위치하는 제 2 정공 수송층을, 상기 일반식 (1) 의 트리아릴아민 화합물에 의해 형성함으로써, 그 트리아릴아민 화합물이 갖는 전자 저지 성능을 최대한 활용할 수 있어, 보다 고효율로 장수명의 유기 EL 소자를 실현할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 제 2 정공 수송층, 또는 상기 제 1 정공 수송층과 상기 전자 수송층 사이에 배치된 적층막 중 어느 것, 적어도 1 층에, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물을 그 구성 재료로서 사용한 본 발명의 유기 EL 소자는, 우수한 아모르퍼스성을 갖고, 또한 박막 상태가 안정적인 트리아릴아민 화합물을 사용하고 있기 때문에, 고효율, 저구동 전압, 장수명의 유기 EL 소자를 실현할 수 있다.
도 1 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-1 ∼ 1-12 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-13 ∼ 1-24 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 3 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-25 ∼ 1-36 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-37 ∼ 1-48 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 5 는, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-49 ∼ 1-60 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-61 ∼ 1-72 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-73 ∼ 1-84 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-85 ∼ 1-95 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 9 는, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-96 ∼ 1-107 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 10 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-108 ∼ 1-119 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 11 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-120 ∼ 1-131 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 12 는, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-132 ∼ 1-142 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 13 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-143 ∼ 1-154 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 14 는, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-155 ∼ 1-166 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 15 는, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-167 ∼ 1-178 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 16 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-179 ∼ 1-190 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 17 은, 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 예시로서, 화합물 1-191 ∼ 1-201 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 18 은, 일반식 (3-1) 로 나타내는 화합물의 예시로서, 화합물 3-1-1 ∼ 3-1-9 의 구조를 나타내는 도면이다.
도 19 는, 일반식 (3-1) 로 나타내는 화합물의 예시로서, 화합물 3-1-10 ∼ 3-1-24 의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 20 은, 일반식 (3-2) 로 나타내는 화합물의 예시로서, 화합물 3-2-1 ∼ 3-2-6 의 구조를 나타내는 도면이다.
도 21 은, 본 발명의 유기 EL 소자 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
본 발명의 유기 EL 소자에 바람직하게 사용되는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물 중에서, 바람직한 화합물의 구체예를 도 1 ∼ 도 17 에 나타내지만, 이들 화합물에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 EL 소자에 바람직하게 사용되는, 상기 일반식 (3-1), 또는 일반식 (3-2) 로 나타내는 화합물 중에서, 바람직한 화합물의 구체예를 각각 도 18 ∼ 도 19, 또는 도 20 에 나타내지만, 본 발명은, 이들 화합물에 한정되는 것은 아니다.
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물의 정제는 칼럼 크로마토그래프에 의한 정제, 실리카 겔, 활성탄, 활성 백토 등에 의한 흡착 정제, 용매에 의한 재결정이나 정석법, 승화 정제법 등에 의해 실시하였다. 화합물의 동정은, NMR 분석에 의해 실시하였다. 물성값으로서, 유리 전이점 (Tg) 과 일함수의 측정을 실시하였다. 유리 전이점 (Tg) 은 박막 상태의 안정성의 지표가 되고, 일함수는 정공 수송성이나 정공 저지성의 지표가 되는 것이다. 그 밖에, 본 발명의 유기 EL 소자에 사용되는 화합물은, 칼럼 크로마토그래프에 의한 정제, 실리카 겔, 활성탄, 활성 백토 등에 의한 흡착 정제, 용매에 의한 재결정이나 정석법 등에 의해 정제를 실시한 후, 마지막에 승화 정제법에 의해 정제한 것을 사용하였다.
유리 전이점 (Tg) 은, 분체를 사용하여 고감도 시차 주사 열량계 (브루커·AXS 제조, DSC3100SA) 에 의해 측정하였다.
일함수는, ITO 기판 상에 100 ㎚ 의 박막을 제조하여, 이온화 포텐셜 측정 장치 (스미토모 중기계 공업 주식회사 제조, PYS-202) 에 의해 구하였다.
본 발명의 유기 EL 소자의 구조로는, 기판 상에 순차적으로, 양극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극으로 이루어지는 것, 또, 양극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 갖는 것, 발광층과 전자 수송층 사이에 정공 저지층을 갖는 것, 전자 수송층과 음극 사이에 전자 주입층을 갖는 것을 들 수 있다. 이들 다층 구조에 있어서는 유기층을 몇 층인가 생략 혹은 겸하는 것이 가능하며, 예를 들어 정공 주입층과 정공 수송층을 겸한 구성으로 하는 것, 전자 주입층과 전자 수송층을 겸한 구성으로 하는 것 등도 할 수 있다. 또, 동일한 기능을 갖는 유기층을 2 층 이상 적층한 구성으로 하는 것이 가능하며, 정공 수송층을 2 층 적층한 구성, 발광층을 2 층 적층한 구성, 전자 수송층을 2 층 적층한 구성 등도 할 수 있다. 본 발명의 유기 EL 소자의 구조로서, 정공 수송층이 제 1 정공 수송층과 제 2 정공 수송층의 2 층 구조인 것이 바람직하고, 이 경우의 제 2 정공 수송층은 발광층에 인접해 있는 것이 바람직하고, 이 경우, 전자 저지층으로서 기능할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 양극으로는, ITO 나 금과 같은 일함수가 큰 전극 재료가 사용된다. 본 발명의 유기 EL 소자의 정공 주입층으로서, 스타버스트형의 트리페닐아민 유도체, 여러 가지 트리페닐아민 4 량체 등의 재료 ; 구리 프탈로시아닌으로 대표되는 포르피린 화합물 ; 헥사시아노아자트리페닐렌과 같은 억셉터성의 복소 고리 화합물이나 도포형의 고분자 재료 등을 사용할 수 있다. 이들 재료는 증착법 외에, 스핀 코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 박막 형성을 실시할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 정공 수송층으로서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물이 사용된다. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물과 혼합 혹은 동시에 사용할 수 있는, 정공 수송성의 재료로는, N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴)벤지딘 (TPD), N,N'-디페닐-N,N'-디(α-나프틸)벤지딘 (NPD), N,N,N',N'-테트라비페닐릴벤지딘 등의 벤지딘 유도체, 1,1-비스[4-(디-4-톨릴아미노)페닐]시클로헥산 (TAPC) 외에, 분자 중에 트리페닐아민 구조를 4 개, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하지 않는 2 가 기로 연결한 구조를 갖는 아릴아민 화합물, 또는 분자 중에 트리페닐아민 구조를 2 개, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하지 않는 2 가 기로 연결한 구조를 갖는 아릴아민 화합물 등의 여러 가지 트리페닐아민 유도체 등의 유기 아민 화합물을 사용할 수 있다. 이들은, 단독으로 성막해도 되지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 되고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 된다. 이들 재료는 증착법 외에, 스핀 코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 박막 형성을 실시할 수 있다.
또, 정공 주입층 혹은 정공 수송층에 있어서, 그 층에 통상적으로 사용되는 재료에 대해, 또한 트리스브로모페닐아민헥사클로르안티몬, 라디알렌 유도체 (예를 들어, 특허문헌 6 참조) 등을 P 도핑한 것이나, TPD 등의 벤지딘 유도체의 구조를 그 부분 구조에 갖는 고분자 화합물 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 정공 수송층이 제 1 정공 수송층과 제 2 정공 수송층의 2 층 구조를 갖는 경우, 발광층측에 위치하는 제 2 정공 수송층으로는, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물이 사용된다. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물과 혼합 혹은 동시에 사용할 수 있는, 정공 수송성의 재료로는, 4,4',4''-트리(N-카르바졸릴)트리페닐아민 (TCTA), 9,9-비스[4-(카르바졸-9-일)페닐]플루오렌, 1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠 (mCP), 2,2-비스(4-카르바졸-9-일페닐)아다만탄 (Ad-Cz) 등의 카르바졸 유도체, 9-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-9-[4-(트리페닐실릴)페닐]-9H-플루오렌으로 대표되는 트리페닐실릴기와 트리아릴아민 구조를 갖는 화합물 등의 전자 저지 작용을 갖는 화합물을 들 수 있다.
이들은, 단독으로 성막해도 되지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 되고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 된다. 이들 재료는 증착법 외에, 스핀 코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 박막 형성을 실시할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 발광층으로서, 상기 일반식 (3-1) 또는 일반식 (3-2) 로 나타내는 화합물이 바람직하게 사용된다. 그 밖에, Alq3 을 비롯한 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물 외에, 각종 금속 착물, 안트라센 유도체, 비스스티릴벤젠 유도체, 피렌 유도체, 옥사졸 유도체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체 등을 사용할 수 있다. 또, 발광층을 호스트 재료와 도펀트 재료로 구성해도 되고, 그 경우, 호스트 재료로서, 분자 중에 안트라센 골격을 갖는 안트라센 유도체가 바람직하게 사용되지만, 그 밖에, 각종 금속 착물, 비스스티릴벤젠 유도체, 피렌 유도체, 옥사졸 유도체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 인돌 고리를 축합 고리의 부분 구조로서 갖는 복소 고리 화합물, 카르바졸 고리를 축합 고리의 부분 구조로서 갖는 복소 고리 화합물, 카르바졸 유도체, 티아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 폴리디알킬플루오렌 유도체 등을 사용할 수 있다. 또, 도펀트 재료로는, 상기 일반식 (3-1) 또는 일반식 (3-2) 로 나타내는 화합물이 바람직하게 사용되지만, 그 밖에, 분자 중에 피렌 골격을 갖는 피렌 유도체, 인돌 고리를 축합 고리의 부분 구조로서 갖는 복소 고리 화합물, 카르바졸 고리를 축합 고리의 부분 구조로서 갖는 복소 고리 화합물, 카르바졸 유도체, 티아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 폴리디알킬플루오렌 유도체, 퀴나크리돈, 쿠마린, 루브렌, 페릴렌, 및 그들의 유도체, 벤조피란 유도체, 인데노페난트렌 유도체, 로다민 유도체, 아미노스티릴 유도체 등을 사용할 수 있다. 이들은, 단독으로 성막해도 되지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 되고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 된다.
또, 발광 재료로서 인광 발광체를 사용하는 것도 가능하다. 인광 발광체로는, 이리듐이나 백금 등의 금속 착물의 인광 발광체를 사용할 수 있다. Ir(ppy)3 등의 녹색의 인광 발광체, FIrpic, FIr6 등의 청색의 인광 발광체, Btp2Ir(acac) 등의 적색의 인광 발광체 등이 사용되고, 이 때의 호스트 재료로는 분자 중에 안트라센 골격을 갖는 안트라센 유도체가 바람직하게 사용된다. 그 밖에, 정공 주입·수송성의 호스트 재료로서 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐 (CBP) 이나 TCTA, mCP 등의 카르바졸 유도체 등을 사용할 수 있다. 전자 수송성의 호스트 재료로서, p-비스(트리페닐실릴)벤젠 (UGH2) 이나 2,2',2''-(1,3,5-페닐렌)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸) (TPBI) 등을 사용할 수 있고, 고성능의 유기 EL 소자를 제조할 수 있다.
인광성의 발광 재료의 호스트 재료에 대한 도프는 농도 소광을 피하기 위해, 발광층 전체에 대해 1 ∼ 30 중량퍼센트의 범위에서, 공증착에 의해 도프하는 것이 바람직하다.
또, 발광 재료로서 PIC-TRZ, CC2TA, PXZ-TRZ, 4CzIPN 등의 CDCB 유도체 등의 지연 형광을 방사하는 재료를 사용하는 것도 가능하다 (예를 들어, 비특허문헌 3 참조).
이들 재료는 증착법 외에, 스핀 코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 박막 형성을 실시할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 정공 저지층으로서, 바소쿠프로인 (BCP) 등의 페난트롤린 유도체나, 알루미늄 (III) 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이트)-4-페닐페놀레이트 (BAlq) 등의 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물 외에, 각종 희토류 착물, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 옥사디아졸 유도체 등, 정공 저지 작용을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 이들 재료는 전자 수송층의 재료를 겸해도 된다. 이들은, 단독으로 성막해도 되지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 되고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 된다. 이들 재료는 증착법 외에, 스핀 코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 박막 형성을 실시할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 수송층으로서, Alq3, BAlq 를 비롯한 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 각종 금속 착물, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 안트라센 유도체, 카르보디이미드 유도체, 퀴녹살린 유도체, 피리도인돌 유도체, 페난트롤린 유도체, 실롤 유도체 등을 사용할 수 있다. 이들은, 단독으로 성막해도 되지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 되고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 된다. 이들 재료는 증착법 외에, 스핀 코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 박막 형성을 실시할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 주입층으로서, 불화리튬, 불화세슘 등의 알칼리 금속염, 불화마그네슘 등의 알칼리 토금속염, 리튬퀴놀리놀 등의 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 산화알루미늄 등의 금속 산화물, 혹은 이테르븀 (Yb), 사마륨 (Sm), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr), 세슘 (Cs) 등의 금속 등을 사용할 수 있지만, 전자 수송층과 음극의 바람직한 선택에 있어서는, 이것을 생략할 수 있다.
또한, 전자 주입층 혹은 전자 수송층에 있어서, 그 층에 통상적으로 사용되는 재료에 대해, 또한 세슘 등의 금속을 N 도핑한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 음극으로서, 알루미늄과 같은 일함수가 낮은 전극 재료나, 마그네슘은 합금, 마그네슘인듐 합금, 알루미늄마그네슘 합금과 같은, 보다 일함수가 낮은 합금이 전극 재료로서 사용된다.
본 발명의 유기 EL 소자의 캡핑층으로서, 분자 중에 트리페닐아민 구조를 2 ∼ 6 개, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하지 않는 2 가 기로 연결한 구조를 갖는 아릴아민 화합물, 벤조아졸 고리 구조를 갖는 아민 화합물, 분자 중에 방향족 복소 고리기를 갖는 아민 화합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이들은, 단독으로 성막해도 되지만, 상이한 재료끼리 혼합하여 성막한 단층으로서 사용해도 되고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 해도 된다. 이들 재료는 증착법 외에, 스핀 코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 박막 형성을 실시할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
＜비스(4-나프탈렌-2-일-페닐)-(2',5'-디페닐-비페닐-4-일)아민 (화합물 1-4) 의 합성＞
반응 용기에, 비스(4-나프탈렌-2-일-페닐)아민 : 10.0 g, 4-브로모-2',5'-디페닐-비페닐 : 11.0 g, 아세트산팔라듐 (II) : 0.1 g, 트리(tert-부틸)포스핀 : 0.2 g, tert-부톡시나트륨 : 2.7 g 을 투입하고, 톨루엔 용매 중에서 3 시간 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 여과시켜 얻어진 여과액을 농축시켜 미정제 생성물을 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 톨루엔/아세톤의 혼합 용매에 의한 정석법에 의한 정제를 실시함으로써, 비스(4-나프탈렌-2-일-페닐)-(2',5'-디페닐-비페닐-4-일)아민 (화합물 1-4) 의 백색 분체 : 9.0 g (수율 : 52.3 ％) 을 얻었다.
[화학식 8]
Figure pct00008
얻어진 백색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 39 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00009
실시예 2
＜(2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-1-일-페닐)-페난트렌-9-일-아민 (화합물 1-58) 의 합성＞
반응 용기에, (2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-1-일-페닐)아민 : 8.5 g, 9-브로모-페난트렌 : 4.8 g, 아세트산팔라듐 (II) : 0.1 g, 트리(tert-부틸)포스핀 : 0.3 g, tert-부톡시나트륨 : 2.3 g 을 투입하고, 톨루엔 용매 중에서 3 시간 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 여과시켜 얻어진 여과액을 농축시켜 미정제 생성물을 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 톨루엔/아세톤의 혼합 용매에 의한 정석법에 의한 정제를 실시함으로써, (2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-1-일-페닐)-페난트렌-9-일-아민 (화합물 1-58) 의 백색 분체 : 8.3 g (수율 : 73.1 ％) 을 얻었다.
[화학식 9]
Figure pct00010
얻어진 백색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 37 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00011
실시예 3
＜(2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)-페난트렌-9-일-아민 (화합물 1-59) 의 합성＞
반응 용기에, (2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)아민 : 8.0 g, 9-브로모-페난트렌 : 4.5 g, 아세트산팔라듐 (II) : 0.1 g, 트리(tert-부틸)포스핀 : 0.2 g, tert-부톡시나트륨 : 2.2 g 을 투입하고, 톨루엔 용매 중에서 3 시간 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 여과시켜 얻어진 여과액을 농축시켜 미정제 생성물을 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 톨루엔/아세톤의 혼합 용매에 의한 정석법에 의한 정제를 실시함으로써, (2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)-페난트렌-9-일-아민 (화합물 1-59) 의 담황색 분체 : 6.6 g (수율 : 61.7 ％) 을 얻었다.
[화학식 10]
Figure pct00012
얻어진 담황색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 37 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00013
실시예 4
＜(2'',5''-디페닐-[1,1':4',1'']테르페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)-페닐아민 (화합물 1-69) 의 합성＞
반응 용기에, (4-나프탈렌-2-일-페닐)-페닐아민 : 6.0 g, 4-브로모-2'',5''-[1,1':4',1'']테르페닐 : 10.3 g, 아세트산팔라듐 (II) : 0.1 g, 트리(tert-부틸)포스핀 : 0.2 g, tert-부톡시나트륨 : 2.3 g 을 투입하고, 톨루엔 용매 중에서 하룻밤 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 여과시켜 얻어진 여과액을 농축시켜 미정제 생성물을 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 칼럼 크로마토그래프 (담체 : 실리카 겔, 용리액 : 디클로로메탄/n-헵탄) 에 의해 정제를 실시함으로써, (2'',5''-디페닐-[1,1':4',1'']테르페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)-페닐아민 (화합물 1-69) 의 백색 분체 : 7.1 g (수율 : 51.7 ％) 을 얻었다.
[화학식 11]
Figure pct00014
얻어진 백색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 37 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00015
실시예 5
＜(2'',5''-디페닐-[1,1':4',1'']테르페닐-4-일)-(4-페난트렌-9-일-페닐)-페닐아민 (화합물 1-83) 의 합성＞
반응 용기에, (4-페난트렌-9-일-페닐)-페닐아민 : 11.0 g, 4-브로모-2'',5''-[1,1':4',1'']테르페닐 : 16.2 g, 아세트산팔라듐 (II) : 0.1 g, 트리(tert-부틸)포스핀 : 0.3 g, tert-부톡시나트륨 : 3.7 g 을 투입하고, 톨루엔 용매 중에서 하룻밤 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 여과시켜 얻어진 여과액을 농축시켜 미정제 생성물을 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 칼럼 크로마토그래프 (담체 : 실리카 겔, 용리액 : 디클로로메탄/n-헵탄) 에 의해 정제를 실시함으로써, (2'',5''-디페닐-[1,1':4',1'']테르페닐-4-일)-(4-페난트렌-9-일-페닐)-페닐아민 (화합물 1-83) 의 백색 분체 : 11.2 g (수율 : 48.5 ％) 을 얻었다.
[화학식 12]
Figure pct00016
얻어진 백색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 39 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00017
실시예 6
＜(2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4'-나프탈렌-1-일-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)아민 (화합물 1-108) 의 합성＞
반응 용기에, 4-브로모페닐-(2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)아민 : 11.0 g, 4-나프탈렌-1-일-페닐보론산 : 4.8 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (0) : 0.4 g, 탄산칼륨 : 4.5 g 을 투입하고, 톨루엔/에탄올/H2O 의 혼합 용매 중에서 하룻밤 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 메탄올을 첨가하여 석출된 미정제 생성물을 여과시켜 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 톨루엔/아세톤의 혼합 용매에 의해 정석법에 의한 정제를 실시함으로써, (2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4'-나프탈렌-1-일-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)아민 (화합물 1-108) 의 백색 분체 : 11.0 g (수율 : 84.6 ％) 을 얻었다.
[화학식 13]
Figure pct00018
얻어진 백색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 43 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00019
실시예 7
＜(2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(3'-나프탈렌-2-일-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)아민 (화합물 1-112) 의 합성＞
반응 용기에, 4-브로모페닐-(2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)아민 : 12.0 g, 3-나프탈렌-2-일-페닐보론산 : 5.3 g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (0) : 0.4 g, 탄산칼륨 : 4.9 g 을 투입하고, 톨루엔/에탄올/H2O 의 혼합 용매 중에서 하룻밤 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 메탄올을 첨가하여 석출된 미정제 생성물을 여과시켜 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 톨루엔/아세톤의 혼합 용매에 의해 정석법에 의한 정제를 실시함으로써, (2',5'-디페닐-비페닐-4-일)-(3'-나프탈렌-2-일-비페닐-4-일)-(4-나프탈렌-2-일-페닐)아민 (화합물 1-112) 의 백색 분체 : 11.3 g (수율 : 79.7 ％) 을 얻었다.
[화학식 14]
Figure pct00020
얻어진 백색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 43 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00021
실시예 8
＜(9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-일)-(2'',5''-디페닐-[1,1':4',1'']테르페닐-4-일)-페닐아민 (화합물 1-145) 의 합성＞
반응 용기에, (2'',5''-디페닐-[1,1':4',1'']테르페닐-4-일)-페닐아민 : 11.0 g, 2-브로모-9,9-디페닐-9H-플루오렌 : 10.2 g, 아세트산팔라듐 (II) : 0.1 g, 트리(tert-부틸)포스핀 : 0.2 g, tert-부톡시나트륨 : 2.7 g 을 투입하고, 톨루엔 용매 중에서 하룻밤 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 여과시켜 얻어진 여과액을 농축시켜 미정제 생성물을 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 칼럼 크로마토그래프 (담체 : 실리카 겔, 용리액 : 디클로로메탄/n-헵탄) 에 의해 정제를 실시함으로써, (9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-일)-(2'',5''-디페닐-[1,1':4',1'']테르페닐-4-일)-페닐아민 (화합물 1-145) 의 백색 분체 : 15.0 g (수율 : 81.9 ％) 을 얻었다.
[화학식 15]
Figure pct00022
얻어진 백색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 43 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00023
실시예 9
＜비페닐-4-일-(5'-나프탈렌-2-일-[1,1':2',1'']테르페닐-4-일)-([1,1':4',1'']테르페닐-4-일)아민 (화합물 1-174) 의 합성＞
반응 용기에, 비페닐-4-일-(5'-나프탈렌-2-일-[1,1':2',1'']테르페닐-4-일)아민 : 10.0 g, 4-브로모-[1,1':4',1'']테르페닐 : 6.5 g, 아세트산팔라듐 (II) : 0.1 g, 트리(tert-부틸)포스핀 : 0.2 g, tert-부톡시나트륨 : 2.2 g 을 투입하고, 톨루엔 용매 중에서 하룻밤 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 여과시켜 얻어진 여과액을 농축시켜 미정제 생성물을 얻었다. 얻어진 미정제 생성물을 톨루엔/아세톤의 혼합 용매에 의해 정석법에 의한 정제를 실시함으로써, 비페닐-4-일-(5'-나프탈렌-2-일-[1,1':2',1'']테르페닐-4-일)-([1,1':4',1'']테르페닐-4-일)아민 (화합물 1-174) 의 백색 분체 : 10.4 g (수율 : 72.4 ％) 을 얻었다.
[화학식 16]
Figure pct00024
얻어진 백색 분체에 대해, 1H-NMR (CDCl3) 로 이하의 41 개의 수소 시그널을 검출하고, 구조를 동정하였다.
Figure pct00025
실시예 10
＜화합물 (3-1-11) 의 합성＞
반응 용기에 1-브로모벤젠 (D-치환) : 45.0 g, 4-tert-부틸아닐린 : 58.0 g, 아세트산팔라듐 (II) : 1.0 g, tert-부톡시나트륨 : 30.0 g, 비스(디페닐포스피노)-1,1'-비나프틸 : 2.0 g, 톨루엔 : 450 mL 를 첨가하여 24 시간 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 농축시켜 칼럼 크로마토그래프에 의해 정제를 실시함으로써, 하기 화합물 (3-1-11a) 의 분체 : 49.9 g (수율 78 ％) 을 얻었다.
[화학식 17]
Figure pct00026
반응 용기에 상기 화합물 (3-1-11a) : 20.0 g, 하기 화합물 (3-1-11b) : 18.4 g, 아세트산팔라듐 (II) : 0.5 g, tert-부톡시나트륨 : 18.9 g, 트리(tert-부틸)포스핀 : 0.8 g, 톨루엔 : 200 mL 를 첨가하여 24 시간 환류 교반하였다. 방랭시킨 후, 농축시켜 칼럼 크로마토그래프에 의해 정제를 실시함으로써, 하기 화합물 (3-1-11c) 의 분체 : 21.5 g (수율 84 ％) 을 얻었다.
[화학식 18]
Figure pct00027
[화학식 19]
Figure pct00028
반응 용기에 상기 화합물 (3-1-11c) : 12.0 g, tert-부틸벤젠 120 mL 를 첨가하고 -78 ℃ 에서 n-부틸리튬 42.5 mL 를 적하한 후, 60 ℃ 에서 3 시간 교반하면서 질소 가스를 통기시켰다. 다음으로, -78 ℃ 에서 보론트리브로마이드 11.3 g 을 적하한 후, 상온에서 1 시간 교반하고, 추가로 0 ℃ 에서 N,N-디이소프로필에틸아민 5.9 g 을 적하한 후, 120 ℃ 에서 2 시간 교반하였다. 방랭시킨 후, 아세트산나트륨 수용액을 넣어 교반하고, 아세트산에틸로 추출하여, 유기층을 농축시킨 후, 칼럼 크로마토그래프에 의해 정제를 실시함으로써, 하기 화합물 (3-1-11) 의 분체 : 1.7 g (수율 11 ％) 을 얻었다.
[화학식 20]
Figure pct00029
실시예 11
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물에 대해, 고감도 시차 주사 열량계 (브루커·AXS 제조, DSC3100SA) 에 의해 유리 전이점 (Tg) 을 측정하였다. 측정 결과를 하기에 나타냈다.
유리 전이점 (Tg)
실시예 1 의 화합물 107.1 ℃
실시예 2 의 화합물 131.2 ℃
실시예 3 의 화합물 129.7 ℃
실시예 4 의 화합물 110.0 ℃
실시예 5 의 화합물 127.9 ℃
실시예 6 의 화합물 121.4 ℃
실시예 7 의 화합물 109.5 ℃
실시예 8 의 화합물 136.2 ℃
실시예 9 의 화합물 116.1 ℃
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물은 100 ℃ 이상의 유리 전이점 (Tg) 을 갖고 있어, 박막 상태가 안정적인 것을 나타내는 것이다.
실시예 12
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물을 사용하여, ITO 기판 상에 막 두께 100 ㎚ 의 증착막을 제조하여, 이온화 포텐셜 측정 장치 (스미토모 중기계 공업 주식회사 제조, PYS-202) 에 의해 일함수를 측정하였다. 측정 결과를 하기에 나타냈다.
일함수
실시예 1 의 화합물 5.67 eV
실시예 2 의 화합물 5.72 eV
실시예 3 의 화합물 5.75 eV
실시예 4 의 화합물 5.72 eV
실시예 5 의 화합물 5.76 eV
실시예 6 의 화합물 5.69 eV
실시예 7 의 화합물 5.69 eV
실시예 8 의 화합물 5.68 eV
실시예 9 의 화합물 5.69 eV
일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물은 NPD, TPD 등의 일반적인 정공 수송 재료가 갖는 일함수 5.4 eV 와 비교하여, 바람직한 에너지 준위를 나타내고 있어, 양호한 정공 수송 능력을 갖고, 우수한 전자의 저지 능력을 갖는 것을 알 수 있다.
실시예 13
유기 EL 소자는, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 유리 기판 (1) 상에 투명 양극 (2) 으로서 반사 ITO 전극을 미리 형성한 것 위에, 정공 주입층 (3), 제 1 정공 수송층 (4), 제 2 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 전자 수송층 (7), 전자 주입층 (8), 음극 (9), 캡핑층 (10) 의 순서로 증착하여 제조하였다.
구체적으로는, 유리 기판 (1) 상에 투명 양극 (2) 으로서, 막 두께 50 ㎚ 의 ITO, 막 두께 100 ㎚ 의 은 합금의 반사막, 막 두께 5 ㎚ 의 ITO 를 순서대로 성막하고, 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 20 분간 실시한 후, 250 ℃ 로 가열한 핫 플레이트 상에서 10 분간 건조를 실시하였다. 그 후, UV 오존 처리를 15 분간 실시한 후, 이 ITO 부착 유리 기판을 진공 증착기 내에 장착하고, 0.001 Pa 이하까지 감압시켰다. 계속해서, 투명 양극 (2) 을 덮도록 정공 주입층 (3) 으로서, 하기 구조식의 전자 억셉터 (Acceptor-1) 와 하기 구조식의 화합물 (HTM-1) 을, 증착 속도비가 Acceptor-1 : 화합물 (HTM-1) = 3 : 97 이 되는 증착 속도로 이원 증착을 실시하여, 막 두께 10 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 이 정공 주입층 (3) 상에, 제 1 정공 수송층 (4) 으로서 하기 구조식의 화합물 (HTM-1) 을 막 두께 140 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 이 제 1 정공 수송층 (4) 상에, 제 2 정공 수송층 (5) 으로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 막 두께 5 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 이 제 2 정공 수송층 (5) 상에, 발광층 (6) 으로서 실시예 6 의 화합물 (3-1-11) 과 하기 구조식의 화합물 (EMH-1) 을, 증착 속도비가 화합물 (3-1-11) : 화합물 (EMH-1) = 5 : 95 가 되는 증착 속도로 이원 증착을 실시하여, 막 두께 20 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 이 발광층 (6) 상에, 전자 수송층 (7) 으로서 하기 구조식의 화합물 (ETM-1) 과 하기 구조식의 화합물 (ETM-2) 를, 증착 속도비가 화합물 (ETM-1) : 화합물 (ETM-2) = 50 : 50 이 되는 증착 속도로 이원 증착을 실시하여, 막 두께 30 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 이 전자 수송층 (7) 상에, 전자 주입층 (8) 으로서 불화리튬을 막 두께 1 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 이 전자 주입층 (8) 상에, 음극 (9) 으로서 마그네슘은 합금을 막 두께 12 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 마지막으로, 캡핑층 (10) 으로서 하기 구조식의 화합물 (CPL-1) 을 막 두께 60 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가한 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 21]
Figure pct00030
[화학식 22]
Figure pct00031
[화학식 23]
Figure pct00032
[화학식 24]
Figure pct00033
[화학식 25]
Figure pct00034
[화학식 26]
Figure pct00035
[화학식 27]
Figure pct00036
[화학식 28]
Figure pct00037
실시예 14
실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 실시예 2 의 화합물 (1-58) 을 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 29]
Figure pct00038
실시예 15
실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 실시예 3 의 화합물 (1-59) 를 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 30]
Figure pct00039
실시예 16
실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 실시예 4 의 화합물 (1-69) 를 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 31]
Figure pct00040
실시예 17
실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 실시예 5 의 화합물 (1-83) 을 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 32]
Figure pct00041
실시예 18
실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 실시예 6 의 화합물 (1-108) 을 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 33]
Figure pct00042
실시예 19
실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 실시예 7 의 화합물 (1-112) 를 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 34]
Figure pct00043
실시예 20
실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 실시예 8 의 화합물 (1-145) 를 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 35]
Figure pct00044
실시예 21
실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 실시예 9 의 화합물 (1-174) 를 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 36]
Figure pct00045
[비교예 1]
비교를 위해, 실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 하기 구조식의 화합물 (HTM-2) 를 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 37]
Figure pct00046
[비교예 2]
비교를 위해, 실시예 13 에 있어서, 제 2 정공 수송층 (5) 의 재료로서 실시예 1 의 화합물 (1-4) 를 대신하여 하기 구조식의 화합물 (HTM-3) 을 사용한 것 이외에는, 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다. 제조한 유기 EL 소자에 대해, 대기 중, 상온에서 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다.
[화학식 38]
Figure pct00047
실시예 및 비교예에서 제조한 유기 EL 소자를 사용하여, 소자 수명을 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 정리하여 나타냈다. 소자 수명은, 발광 개시시의 발광 휘도 (초기 휘도) 를 2000 cd/㎡ 로 하여 정전류 구동을 실시했을 때, 발광 휘도가 1900 cd/㎡ (초기 휘도를 100 ％ 로 했을 때의 95 ％ 에 상당 : 95 ％ 감쇠) 로 감쇠될 때까지의 시간으로 하였다.
Figure pct00048
표 1 에 나타내는 바와 같이, 전류 밀도 10 ㎃/㎠ 의 전류를 흐르게 했을 때의 발광 효율은, 비교예 1, 2 의 7.42 ∼ 8.97 cd/A 에 대해, 실시예 13 ∼ 21 에서는 9.57 ∼ 10.52 cd/A 로 분명하게 고효율이었다. 또, 전력 효율에 있어서도, 비교예 1, 2 의 6.75 ∼ 8.19 lm/W 에 대해, 실시예 13 ∼ 21 에서는 8.83 ∼ 9.75 lm/W 로 분명하게 고효율이었다. 또한, 소자 수명 (95 ％ 감쇠) 에 있어서는, 비교예 1, 2 의 223 ∼ 245 시간에 대해, 실시예 13 ∼ 21 에서는 303 ∼ 645 시간으로 대폭 장수명화된 것을 알 수 있다.
이상의 결과로부터 분명한 바와 같이, 일반식 (1) 로 나타내는 특정한 구조를 갖는 트리아릴아민 화합물은, 비교예의 소자에 사용한 종래의 트리아릴아민 화합물과 비교하여, 정공의 이동도가 크고, 우수한 전자의 저지 능력을 갖고 있기 때문에, 본 발명의 발광층에 사용되는 재료와 함께 사용한 유기 EL 소자에서는, 종래의 유기 EL 소자와 비교하여, 고발광 효율이고, 또한 장수명의 유기 EL 소자를 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의, 특정한 구조를 갖는 트리아릴아민 화합물을 사용한 유기 EL 소자는, 종래의 유기 EL 소자에 비해, 발광 효율이 향상됨과 함께, 유기 EL 소자의 내구성을 개선시킬 수 있는 점에서, 예를 들어, 가정 전화 제품이나 조명의 용도로의 전개를 실현할 수 있다.
1 : 유리 기판
2 : 투명 양극
3 : 정공 주입층
4 : 제 1 정공 수송층
5 : 제 2 정공 수송층
6 : 발광층
7 : 전자 수송층
8 : 전자 주입층
9 : 음극
10 : 캡핑층

Claims (7)

  1. 양극과 음극 사이에, 양극측으로부터 적어도 제 1 정공 수송층과 제 2 정공 수송층과 청색 발광층과 전자 수송층을 이 순서로 갖는 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 있어서, 상기 제 2 정공 수송층, 또는 상기 제 1 정공 수송층과 상기 전자 수송층 사이에 배치된 적층막 중 적어도 1 층에, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    Figure pct00049

    (식 중, A, B 및 C 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 하기 일반식 (2-1) 로 나타내는 파선부를 결합 부위로 하는 1 가 기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기, 또는 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기를 나타낸다. 단, A, B 및 C 전부가, 동시에 하기 일반식 (2-1) 로 나타내는 1 가 기가 되는 경우는 없는 것으로 한다.)
    Figure pct00050

    (식 중, 파선부는 결합 부위이다. R 은 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 니트로기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 2 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 1 내지 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기, 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 5 내지 10 의 시클로알킬옥시기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴옥시기를 나타낸다. n 은 R 의 개수이고, 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. 여기서, n 이 2 또는 3 인 경우, 동일한 벤젠 고리에 복수개 결합하는 R 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자, 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. L 은 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소의 2 가 기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리의 2 가 기, 또는 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족의 2 가 기를 나타낸다. m 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다. 여기서, m 이 2 또는 3 인 경우, L 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. Ar1, Ar2 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리기, 또는 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기를 나타낸다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (2-1) 이 하기 일반식 (2-2) 로 나타내는 1 가 기인 것을 특징으로 하는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    Figure pct00051

    (식 중, 파선부가 결합 부위이고, Ar1, Ar2, L, m, n 및 R 은, 상기 일반식 (2-1) 에서 정의하는 바와 같다.)
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (2-1) 이 하기 일반식 (2-3) 으로 나타내는 1 가 기인 것을 특징으로 하는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    Figure pct00052

    (식 중, 파선부가 결합 부위이고, Ar1, Ar2, n 및 R 은, 상기 일반식 (2-1) 에서 정의하는 바와 같다. p 는 0 또는 1 을 나타낸다.)
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (2-1) 이 하기 일반식 (2-4) 로 나타내는 1 가 기인 것을 특징으로 하는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    Figure pct00053

    (식 중, 파선부가 결합 부위이고, Ar1, Ar2 는, 상기 일반식 (2-1) 에서 정의하는 바와 같다. p 는 0 또는 1 을 나타낸다.)
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 청색 발광층이, 청색 발광성 도펀트를 함유하는 것을 특징으로 하는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 청색 발광성 도펀트가, 하기 일반식 (3-1) 또는 일반식 (3-2) 로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
    Figure pct00054

    Figure pct00055

    (일반식 (3-1) 및 일반식 (3-2) 중, Q1 ∼ Q3 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소, 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족, 또는 치환 혹은 무치환의 방향족 복소 고리를 나타낸다. X 는 B, P, P=O, 또는 P=S 를 나타낸다. Y1 ∼ Y3 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, N-R4, CR5R6, O, S, Se 또는 SiR7R8 중에서 선택되는 어느 1 개이고, 그 R4 ∼ R8 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 니트로기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬옥시기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ∼ 10 의 시클로알킬옥시기, 치환 혹은 무치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 축합 다환 방향족 기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴옥시기를 나타낸다. 또, R5 와 R6, R7 과 R8 은 각각의 기끼리 단결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다. 여기서, Y1 ∼ Y3 이 N-R4, CR5R6, 또는 SiR7R8 인 경우, R4 ∼ R8 은 각각 인접하는 Q1, Q2 또는 Q3 과, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자, 황 원자, 1 치환 아미노기 등의 연결기를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.)
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 청색 발광층이, 분자 중에 안트라센 골격을 갖는 안트라센 유도체를 함유하는 것을 특징으로 하는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
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