KR20230005801A

KR20230005801A - 화합물, 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20230005801A
Application number: KR1020227010710A
Authority: KR
Inventors: 히로미 나카노; 히사토 마츠모토; 유이치 니시마에
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2023-01-10
Also published as: EP4141011A1; JPWO2021215446A1; EP4141011A4; CN114466851A; US20230006138A1; WO2021215446A1

Abstract

본 발명은 하기 일반식 (1)로 표시되는 화합물을 제공한다. 일반식 (1)에 있어서, X₁은 CR₁ 또는 질소 원자이고, X₂는 CR₂ 또는 질소 원자이며, X₃은 CR₃ 또는 질소 원자이고, X₄는 CR₄ 또는 질소 원자이며, X₅는 CR₅ 또는 질소 원자이고, X₆은 CR₆ 또는 질소 원자이며, X₇은, CR₇, 질소 원자, 또는 X₈과 단일 결합으로 결합하는 탄소 원자이고, X₈은, CR₈, 질소 원자, 또는 X₇과 단일 결합으로 결합하는 탄소 원자이며, X₉는 CR₉ 또는 질소 원자이고, X₁₀은 CR₁₀ 또는 질소 원자이며, X₁₁은 CR₁₁ 또는 질소 원자이고, X₁₂는 CR₁₂ 또는 질소 원자이며, Q는 CR_Q 또는 질소 원자이고, Y는, NR_Y1, 산소 원자, 황 원자, C(R_Y2)(R_Y3) 또는 Si(R_Y4)(R_Y5)이고, 각 R은 수소 원자 또는 치환기이다.
[화학식 1]

Description

화합물, 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기

본 발명은 화합물, 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기에 관한 것이다.

유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있음)에 전압을 인가하면, 양극으로부터 정공이 발광층에 주입되고, 또한 음극으로부터 전자가 발광층에 주입된다. 그리고, 발광층에 있어서, 주입된 정공과 전자가 재결합하여 여기자가 형성된다. 이 때, 전자 스핀의 통계칙에 따라, 일중항 여기자가 25%의 비율로 생성되고, 삼중항 여기자가 75%의 비율로 생성된다.

일중항 여기자로부터의 발광을 이용하는 형광형의 유기 EL 소자는, 휴대전화 및 텔레비전 등의 풀컬러 디스플레이에 응용되고 있지만, 내부 양자 효율 25%가 한계라고 여겨지고 있다. 그 때문에, 유기 EL 소자의 성능을 향상시키기 위한 검토가 이루어지고 있다. 유기 EL 소자의 성능으로는, 예컨대 휘도, 발광 파장, 반치폭, 색도, 발광 효율, 구동 전압 및 수명을 들 수 있다.

예컨대, 일중항 여기자에 더하여 삼중항 여기자를 이용하여 유기 EL 소자를 더욱 효율적으로 발광시키는 것이 기대되고 있다. 이러한 배경에서, 열활성화 지연 형광(이하, 단순히 「지연 형광」이라고 하는 경우가 있음)을 이용한 고효율의 형광형 유기 EL 소자가 제안되어 연구가 이루어지고 있다.

TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence, 열활성화 지연 형광) 기구(메커니즘)는, 일중항 준위와 삼중항 준위의 에너지 차(ΔST)가 작은 재료를 이용한 경우에, 삼중항 여기자로부터 일중항 여기자로의 역항간 교차가 열적으로 생기는 현상을 이용하는 메커니즘이다. 열활성화 지연 형광에 관해서는, 예컨대 『아다치 치하야 편, 「유기 반도체의 디바이스 물성」, 고단샤, 2012년 4월 1일 발행, 261-268 페이지』에 기재되어 있다.

열활성화 지연 형광성(TADF성)을 나타내는 화합물(이하, TADF성 화합물이라고도 칭함)로는, 예컨대 분자 내에 도너 부위와 억셉터 부위가 결합한 화합물이 알려져 있다.

유기 EL 소자 및 유기 EL 소자에 이용하는 화합물에 관한 문헌으로서, 예컨대 특허문헌 1을 들 수 있다.

특허문헌 1 : 국제공개 제2015/102118호

본 발명의 목적은, 유기 EL 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 화합물, 해당 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료, 해당 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 해당 유기 일렉트로루미네센스 소자를 탑재한 전자 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 1양태에 의하면, 하기 일반식 (1)로 표시되는 화합물이 제공된다.

[화학식 1]

(상기 일반식 (1)에 있어서,

X₁은 CR₁ 또는 질소 원자이고,

X₂는 CR₂ 또는 질소 원자이고,

X₃은 CR₃ 또는 질소 원자이고,

X₄는 CR₄ 또는 질소 원자이고,

X₅는 CR₅ 또는 질소 원자이고,

X₆은 CR₆ 또는 질소 원자이고,

X₇은, CR₇이거나, 질소 원자이거나, 또는 X₈과 단일 결합으로 결합하는 탄소 원자이고,

X₈은, CR₈이거나, 질소 원자이거나, 또는 X₇과 단일 결합으로 결합하는 탄소 원자이고,

X₉는 CR₉ 또는 질소 원자이고,

X₁₀은 CR₁₀ 또는 질소 원자이고,

X₁₁은 CR₁₁ 또는 질소 원자이고,

X₁₂는 CR₁₂ 또는 질소 원자이고,

Q는 CR_Q 또는 질소 원자이고,

Y는, NR_Y1, 산소 원자, 황 원자, C(R_Y2)(R_Y3) 또는 Si(R_Y4)(R_Y5)이고,

R₁∼R₆ 및 R₉∼R₁₁ 중의 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이,

서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,

서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는

서로 결합하지 않고,

R₃, R₄ 및 R_Y1 중의 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이,

서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,

서로 결합하지 않고,

R₃, R₄ 및 R_Y1 중의 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이 서로 결합하여 형성된 단환 또는 축합환에서의 적어도 하나의 수소는,

탄소수 1∼50의 알킬기,

고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,

고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기,

-O-(R₉₂₀)로 표시되는 기, 및

-N(R₉₂₁)(R₉₂₂)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 치환기로 치환되어 있거나 혹은 치환되어 있지 않고,

해당 치환기에서의 적어도 하나의 수소는, 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기 또는 탄소수 1∼50의 알킬기로 치환되어 있거나 혹은 치환되어 있지 않고,

상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R₁∼R₁₁ 및 R₁₂∼R₁₃, 및 R_Q는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,

-Si(R₉₁₁)(R₉₁₂)(R₉₁₃)로 표시되는 기,

-O-(R₉₁₄)로 표시되는 기,

-S-(R₉₁₅)로 표시되는 기,

-N(R₉₁₆)(R₉₁₇)로 표시되는 기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,

-C(=O)R₉₁₈로 표시되는 기,

-COOR₉₁₉로 표시되는 기,

할로겐 원자,

시아노기,

니트로기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,

상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R_Y1은,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

R_Y2 및 R_Y3으로 이루어진 조가,

서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,

서로 결합하지 않고,

상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R_Y2 및 R_Y3, 및 R_Y4 및 R_Y5는 각각 독립적으로

수소 원자,

할로겐 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

R₉₁₁∼R₉₂₂는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

R₉₁₁이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₁은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₁₂가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₂는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₁₃이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₃은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₁₄가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₄는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₁₅가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₅는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₁₆이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₆은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₁₇이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₇은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₁₈이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₈은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₁₉가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₉는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₂₀이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₂₀은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₂₁이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₂₁은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₂₂가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₂₂는 서로 동일하거나 상이하다.)

본 발명의 1양태에 의하면, 본 발명의 1양태에 관한 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료가 제공된다.

본 발명의 1양태에 의하면, 음극과, 양극과, 상기 음극과 상기 양극의 사이에 포함되는 유기층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자로서, 상기 유기층이 발광층을 포함하고, 상기 유기층의 적어도 1층이 본 발명의 1양태에 관한 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자가 제공된다.

본 발명의 1양태에 의하면, 본 발명의 1양태에 관한 유기 일렉트로루미네센스 소자를 탑재한 전자 기기가 제공된다.

본 발명의 1양태에 의하면, 유기 EL 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 화합물을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 1양태에 의하면, 해당 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 1양태에 의하면, 해당 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 1양태에 의하면, 해당 유기 일렉트로루미네센스 소자를 탑재한 전자 기기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 유기 일렉트로루미네센스 소자의 일례의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 과도 PL을 측정하는 장치의 개략도이다.
도 3은 과도 PL의 감쇠 곡선의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 관한 유기 일렉트로루미네센스 소자의 일례의 발광층에서의 제1 화합물 및 제2 화합물의 에너지 준위, 및 에너지 이동의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 관한 유기 일렉트로루미네센스 소자의 일례의 발광층에서의 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물의 에너지 준위, 및 에너지 이동의 관계를 도시하는 도면이다.

[정의]

본 명세서에 있어서, 수소 원자란, 중성자수가 상이한 동위체, 즉, 경수소(protium), 중수소(deuterium) 및 삼중수소(tritium)를 포함한다.

본 명세서에 있어서, 화학 구조식 중 「R」 등의 기호나 중수소 원자를 나타내는 「D」가 명시되어 있지 않은 결합 가능 위치에는, 수소 원자, 즉, 경수소 원자, 중수소 원자 또는 삼중수소 원자가 결합하고 있는 것으로 한다.

본 명세서에 있어서, 고리 형성 탄소수란, 원자가 환형으로 결합한 구조의 화합물(예컨대, 단환 화합물, 축합환 화합물, 가교 화합물, 탄소환 화합물 및 복소환 화합물)의 해당 고리 자체를 구성하는 원자 중의 탄소 원자의 수를 나타낸다. 해당 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우, 치환기에 포함되는 탄소는 고리 형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 탄소수」에 관해서는, 별도 기재가 없는 한, 동일한 것으로 한다. 예컨대, 벤젠환은 고리 형성 탄소수가 6이고, 나프탈렌환은 고리 형성 탄소수가 10이고, 피리딘환은 고리 형성 탄소수 5이고, 푸란환은 고리 형성 탄소수 4이다. 또한, 예컨대 9,9-디페닐플루오레닐기의 고리 형성 탄소수는 13이고, 9,9'-스피로비플루오레닐기의 고리 형성 탄소수는 25이다.

또한, 벤젠환에 치환기로서, 예컨대 알킬기가 치환하고 있는 경우, 해당 알킬기의 탄소수는 벤젠환의 고리 형성 탄소수에 포함시키지 않는다. 그 때문에, 알킬기가 치환하고 있는 벤젠환의 고리 형성 탄소수는 6이다. 또한, 나프탈렌환에 치환기로서, 예컨대 알킬기가 치환하고 있는 경우, 해당 알킬기의 탄소수는 나프탈렌환의 고리 형성 탄소수에 포함시키지 않는다. 그 때문에, 알킬기가 치환하고 있는 나프탈렌환의 고리 형성 탄소수는 10이다.

본 명세서에 있어서, 고리 형성 원자수란, 원자가 환형으로 결합한 구조(예컨대, 단환, 축합환 및 환집합)의 화합물(예컨대, 단환 화합물, 축합환 화합물, 가교 화합물, 탄소환 화합물 및 복소환 화합물)의 해당 고리 자체를 구성하는 원자의 수를 나타낸다. 고리를 구성하지 않은 원자(예컨대, 고리를 구성하는 원자의 결합을 종단하는 수소 원자)나, 해당 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 고리 형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 원자수」에 관해서는, 별도 기재가 없는 한, 동일한 것으로 한다. 예컨대, 피리딘환의 고리 형성 원자수는 6이고, 퀴나졸린환의 고리 형성 원자수는 10이고, 푸란환의 고리 형성 원자수는 5이다. 예컨대, 피리딘환에 결합하고 있는 수소 원자, 또는 치환기를 구성하는 원자의 수는, 피리딘환 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 그 때문에, 수소 원자, 또는 치환기가 결합하고 있는 피리딘환의 고리 형성 원자수는 6이다. 또한, 예컨대 퀴나졸린환의 탄소 원자에 결합하고 있는 수소 원자, 또는 치환기를 구성하는 원자에 관해서는, 퀴나졸린환의 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 그 때문에, 수소 원자, 또는 치환기가 결합하고 있는 퀴나졸린환의 고리 형성 원자수는 10이다.

본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 탄소수 XX∼YY의 ZZ기」라고 하는 표현에서의 「탄소수 XX∼YY」는, ZZ기가 무치환인 경우의 탄소수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수를 포함시키지 않는다. 여기서, 「YY」는 「XX」보다 크고, 「XX」는 1 이상의 정수를 의미하고, 「YY」는 2 이상의 정수를 의미한다.

본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 원자수 XX∼YY의 ZZ기」라고 하는 표현에서의 「원자수 XX∼YY」는, ZZ기가 무치환인 경우의 원자수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수를 포함시키지 않는다. 여기서, 「YY」는 「XX」보다 크고, 「XX」는 1 이상의 정수를 의미하고, 「YY」는 2 이상의 정수를 의미한다.

본 명세서에 있어서, 무치환의 ZZ기란 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」가 「무치환의 ZZ기」인 경우를 나타내고, 치환의 ZZ기란 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」가 「치환의 ZZ기」인 경우를 나타낸다.

본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」라고 하는 경우의 「무치환」이란, ZZ기에서의 수소 원자가 치환기와 치환되지 않은 것을 의미한다. 「무치환의 ZZ기」에서의 수소 원자는, 경수소 원자, 중수소 원자 또는 삼중수소 원자이다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」라고 하는 경우의 「치환」이란, ZZ기에서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환되어 있는 것을 의미한다. 「AA기로 치환된 BB기」라고 하는 경우의 「치환」도 마찬가지로, BB기에서의 하나 이상의 수소 원자가 AA기와 치환되어 있는 것을 의미한다.

「본 명세서에 기재된 치환기」

이하, 본 명세서에 기재된 치환기에 관해 설명한다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 아릴기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 6∼50이고, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼18이다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 복소환기」의 고리 형성 원자수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 5∼50이고, 바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼18이다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 알킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이고, 바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼6이다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 알케닐기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 2∼50이고, 바람직하게는 2∼20, 보다 바람직하게는 2∼6이다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 알키닐기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 2∼50이고, 바람직하게는 2∼20, 보다 바람직하게는 2∼6이다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 시클로알킬기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 3∼50이고, 바람직하게는 3∼20, 보다 바람직하게는 3∼6이다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 아릴렌기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 6∼50이고, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼18이다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 2가의 복소환기」의 고리 형성 원자수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 5∼50이고, 바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼18이다.

본 명세서에 기재된 「무치환의 알킬렌기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이고, 바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼6이다.

·「치환 혹은 무치환의 아릴기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」의 구체예(구체예 군 G1)로는, 이하의 무치환의 아릴기(구체예 군 G1A) 및 치환의 아릴기(구체예 군 G1B) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 아릴기란 「치환 혹은 무치환의 아릴기」가 「무치환의 아릴기」인 경우를 가리키고, 치환의 아릴기란 「치환 혹은 무치환의 아릴기」가 「치환의 아릴기」인 경우를 가리킨다.) 본 명세서에 있어서, 단순히 「아릴기」라고 하는 경우는, 「무치환의 아릴기」와 「치환의 아릴기」를 모두 포함한다.

「치환의 아릴기」는, 「무치환의 아릴기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기를 의미한다. 「치환의 아릴기」로는, 예컨대 하기 구체예 군 G1A의 「무치환의 아릴기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기, 및 하기 구체예 군 G1B의 치환의 아릴기의 예 등을 들 수 있다. 한편, 여기에 열거한 「무치환의 아릴기」의 예 및 「치환의 아릴기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 아릴기」에는, 하기 구체예 군 G1B의 「치환의 아릴기」에서의 아릴기 자체의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기, 및 하기 구체예 군 G1B의 「치환의 아릴기」에서의 치환기의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기도 포함된다.

·무치환의 아릴기(구체예 군 G1A):

페닐기,

p-비페닐기,

m-비페닐기,

o-비페닐기,

p-터페닐-4-일기,

p-터페닐-3-일기,

p-터페닐-2-일기,

m-터페닐-4-일기,

m-터페닐-3-일기,

m-터페닐-2-일기,

o-터페닐-4-일기,

o-터페닐-3-일기,

o-터페닐-2-일기,

1-나프틸기,

2-나프틸기,

안트릴기,

벤조안트릴기,

페난트릴기,

벤조페난트릴기,

페날레닐기,

피레닐기,

크리세닐기,

벤조크리세닐기,

트리페닐레닐기,

벤조트리페닐레닐기,

테트라세닐기,

펜타세닐기,

플루오레닐기,

9,9'-스피로비플루오레닐기,

벤조플루오레닐기,

디벤조플루오레닐기,

플루오란테닐기,

벤조플루오란테닐기,

퍼릴레닐기, 및

하기 일반식 (TEMP-1)∼(TEMP-15)로 표시되는 고리 구조로부터 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 1가의 아릴기.

[화학식 2]

[화학식 3]

·치환의 아릴기(구체예 군 G1B):

o-톨릴기,

m-톨릴기,

p-톨릴기,

파라-크실릴기,

메타-크실릴기,

오르토-크실릴기,

파라-이소프로필페닐기,

메타-이소프로필페닐기,

오르토-이소프로필페닐기,

파라-t-부틸페닐기,

메타-t-부틸페닐기,

오르토-t-부틸페닐기,

3,4,5-트리메틸페닐기,

9,9-디메틸플루오레닐기,

9,9-디페닐플루오레닐기,

9,9-비스(4-메틸페닐)플루오레닐기,

9,9-비스(4-이소프로필페닐)플루오레닐기,

9,9-비스(4-t-부틸페닐)플루오레닐기,

시아노페닐기,

트리페닐실릴페닐기,

트리메틸실릴페닐기,

페닐나프틸기,

나프틸페닐기, 및

상기 일반식 (TEMP-1)∼(TEMP-15)로 표시되는 고리 구조로부터 유도되는 1가의 기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기.

·「치환 혹은 무치환의 복소환기」

본 명세서에 기재된 「복소환기」는, 고리 형성 원자에 헤테로 원자를 적어도 하나 포함하는 환형의 기이다. 헤테로 원자의 구체예로는, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자 및 붕소 원자를 들 수 있다.

본 명세서에 기재된 「복소환기」는, 단환의 기이거나 또는 축합환의 기이다.

본 명세서에 기재된 「복소환기」는, 방향족 복소환기이거나 또는 비방향족 복소환기이다.

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」의 구체예(구체예 군 G2)로는, 이하의 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A), 및 치환의 복소환기(구체예 군 G2B) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 복소환기란 「치환 혹은 무치환의 복소환기」가 「무치환의 복소환기」인 경우를 가리키고, 치환의 복소환기란 「치환 혹은 무치환의 복소환기」가 「치환의 복소환기」인 경우를 가리킨다.) 본 명세서에 있어서, 단순히 「복소환기」라고 하는 경우는, 「무치환의 복소환기」와 「치환의 복소환기」를 모두 포함한다.

「치환의 복소환기」는, 「무치환의 복소환기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기를 의미한다. 「치환의 복소환기」의 구체예는, 하기 구체예 군 G2A의 「무치환의 복소환기」의 수소 원자가 치환된 기, 및 하기 구체예 군 G2B의 치환의 복소환기의 예 등을 들 수 있다. 한편, 여기에 열거한 「무치환의 복소환기」의 예나 「치환의 복소환기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 복소환기」에는, 구체예 군 G2B의 「치환의 복소환기」에서의 복소환기 자체의 고리 형성 원자에 결합하는 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기, 및 구체예 군 G2B의 「치환의 복소환기」에서의 치환기의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기도 포함된다.

구체예 군 G2A는, 예컨대 이하의 질소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A1), 산소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A2), 황 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A3), 및 하기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)로 표시되는 고리 구조로부터 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 1가의 복소환기(구체예 군 G2A4)를 포함한다.

구체예 군 G2B는, 예컨대 이하의 질소 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B1), 산소 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B2), 황 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B3), 및 하기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)로 표시되는 고리 구조로부터 유도되는 1가의 복소환기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기(구체예 군 G2B4)를 포함하다.

·질소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A1):

피롤릴기,

이미다졸릴기,

피라졸릴기,

트리아졸릴기,

테트라졸릴기,

옥사졸릴기,

이소옥사졸릴기,

옥사디아졸릴기,

티아졸릴기,

이소티아졸릴기,

티아디아졸릴기,

피리딜기,

피리다지닐기,

피리미디닐기,

피라지닐기,

트리아지닐기,

인돌릴기,

이소인돌릴기,

인돌리디닐기,

퀴놀리디닐기,

퀴놀릴기,

이소퀴놀릴기,

신놀릴기,

프탈라지닐기,

퀴나졸리닐기,

퀴녹살리닐기,

벤조이미다졸릴기,

인다졸릴기,

페난트롤리닐기,

페난트리디닐기,

아크리디닐기,

페나지닐기,

카르바졸릴기,

벤조카르바졸릴기,

모르폴리노기,

페녹사지닐기,

페노티아지닐기,

아자카르바졸릴기, 및 디아자카르바졸릴기.

·산소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A2):

푸릴기,

옥사졸릴기,

이소옥사졸릴기,

옥사디아졸릴기,

크산테닐기,

벤조푸라닐기,

이소벤조푸라닐기,

디벤조푸라닐기,

나프토벤조푸라닐기,

벤조옥사졸릴기,

벤조이소옥사졸릴기,

페녹사지닐기,

모르폴리노기,

디나프토푸라닐기,

아자디벤조푸라닐기,

디아자디벤조푸라닐기,

아자나프토벤조푸라닐기, 및

디아자나프토벤조푸라닐기.

·황 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A3):

티에닐기,

티아졸릴기,

이소티아졸릴기,

티아디아졸릴기,

벤조티오페닐기(벤조티에닐기),

이소벤조티오페닐기(이소벤조티에닐기),

디벤조티오페닐기(디벤조티에닐기),

나프토벤조티오페닐기(나프토벤조티에닐기),

벤조티아졸릴기,

벤조이소티아졸릴기,

페노티아지닐기,

디나프토티오페닐기(디나프토티에닐기),

아자디벤조티오페닐기(아자디벤조티에닐기),

디아자디벤조티오페닐기(디아자디벤조티에닐기),

아자나프토벤조티오페닐기(아자나프토벤조티에닐기), 및

디아자나프토벤조티오페닐I(디아자나프토벤조티에닐기).

·하기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)로 표시되는 고리 구조로부터 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 1가의 복소환기(구체예 군 G2A4):

[화학식 4]

[화학식 5]

상기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)에 있어서, X_A 및 Y_A는 각각 독립적으로 산소 원자, 황 원자, NH 또는 CH₂이다. 다만, X_A 및 Y_A 중 적어도 하나는, 산소 원자, 황 원자 또는 NH이다.

상기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)에 있어서, X_A 및 Y_A의 적어도 어느 하나가 NH 또는 CH₂인 경우, 상기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)로 표시되는 고리 구조로부터 유도되는 1가의 복소환기에는, 이들 NH 또는 CH₂로부터 하나의 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 기가 포함된다.

·질소 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B1):

(9-페닐)카르바졸릴기,

(9-비페닐릴)카르바졸릴기,

(9-페닐)페닐카르바졸릴기,

(9-나프틸)카르바졸릴기,

디페닐카르바졸-9-일기,

페닐카르바졸-9-일기,

메틸벤조이미다졸릴기,

에틸벤조이미다졸릴기,

페닐트리아지닐기,

비페닐릴트리아지닐기,

디페닐트리아지닐기,

페닐퀴나졸리닐기, 및 비페닐릴퀴나졸리닐기.

·산소 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B2):

페닐디벤조푸라닐기,

메틸디벤조푸라닐기,

t-부틸디벤조푸라닐기, 및

스피로[9H-크산텐-9,9'-[9H]플루오렌]의 1가의 잔기.

·황 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B3):

페닐디벤조티오페닐기,

메틸디벤조티오페닐기,

t-부틸디벤조티오페닐기, 및

스피로[9H-티옥산텐-9,9'-[9H]플루오렌]의 1가의 잔기.

·상기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)로 표시되는 고리 구조로부터 유도되는 1가의 복소환기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기(구체예 군 G2B4):

상기 「1가의 복소환기의 하나 이상의 수소 원자」란, 그 1가의 복소환기의 고리 형성 탄소 원자에 결합하고 있는 수소 원자, X_A 및 Y_A의 적어도 어느 하나가 NH인 경우의 질소 원자에 결합하고 있는 수소 원자, 및 X_A 및 Y_A의 한쪽이 CH₂인 경우의 메틸렌기의 수소 원자에서 선택되는 하나 이상의 수소 원자를 의미한다.

·「치환 혹은 무치환의 알킬기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」의 구체예(구체예 군 G3)로는, 이하의 무치환의 알킬기(구체예 군 G3A) 및 치환의 알킬기(구체예 군 G3B)를 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알킬기란 「치환 혹은 무치환의 알킬기」가 「무치환의 알킬기」인 경우를 가리키고, 치환의 알킬기란 「치환 혹은 무치환의 알킬기」가 「치환의 알킬기」인 경우를 가리킨다.) 이하, 단순히 「알킬기」라고 하는 경우는, 「무치환의 알킬기」와 「치환의 알킬기」를 모두 포함한다.

「치환의 알킬기」는, 「무치환의 알킬기」에서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기를 의미한다. 「치환의 알킬기」의 구체예로는, 하기의 「무치환의 알킬기」(구체예 군 G3A)에서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기, 및 치환의 알킬기(구체예 군 G3B)의 예 등을 들 수 있다. 본 명세서에 있어서, 「무치환의 알킬기」에서의 알킬기는 쇄형의 알킬기를 의미한다. 그 때문에, 「무치환의 알킬기」는, 직쇄인 「무치환의 알킬기」 및 분기형인 「무치환의 알킬기」가 포함된다. 한편, 여기에 열거한 「무치환의 알킬기」의 예나 「치환의 알킬기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 알킬기」에는, 구체예 군 G3B의 「치환의 알킬기」에서의 알킬기 자체의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기, 및 구체예 군 G3B의 「치환의 알킬기」에서의 치환기의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기도 포함된다.

·무치환의 알킬기(구체예 군 G3A):

메틸기,

에틸기,

n-프로필기,

이소프로필기,

n-부틸기,

이소부틸기,

s-부틸기, 및

t-부틸기.

·치환의 알킬기(구체예 군 G3B):

헵타플루오로프로필기(이성체를 포함한다),

펜타플루오로에틸기,

2,2,2-트리플루오로에틸기, 및

트리플루오로메틸기.

·「치환 혹은 무치환의 알케닐기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」의 구체예(구체예 군 G4)로는, 이하의 무치환의 알케닐기(구체예 군 G4A), 및 치환의 알케닐기(구체예 군 G4B) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알케닐기란 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」가 「무치환의 알케닐기」인 경우를 가리키고, 「치환의 알케닐기」란 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」가 「치환의 알케닐기」인 경우를 가리킨다.) 본 명세서에 있어서, 단순히 「알케닐기」라고 하는 경우는, 「무치환의 알케닐기」와 「치환의 알케닐기」를 모두 포함한다.

「치환의 알케닐기」는, 「무치환의 알케닐기」에서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기를 의미한다. 「치환의 알케닐기」의 구체예로는, 하기의 「무치환의 알케닐기」(구체예 군 G4A)가 치환기를 갖는 기, 및 치환의 알케닐기(구체예 군 G4B)의 예 등을 들 수 있다. 한편, 여기에 열거한 「무치환의 알케닐기」의 예나 「치환의 알케닐기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 알케닐기」에는, 구체예 군 G4B의 「치환의 알케닐기」에서의 알케닐기 자체의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기, 및 구체예 군 G4B의 「치환의 알케닐기」에서의 치환기의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기도 포함된다.

·무치환의 알케닐기(구체예 군 G4A):

비닐기,

알릴기,

1-부테닐기,

2-부테닐기, 및

3-부테닐기.

·치환의 알케닐기(구체예 군 G4B):

1,3-부탄디에닐기,

1-메틸비닐기,

1-메틸알릴기,

1,1-디메틸알릴기,

2-메틸알릴기, 및

1,2-디메틸알릴기.

·「치환 혹은 무치환의 알키닐기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알키닐기」의 구체예(구체예 군 G5)로는, 이하의 무치환의 알키닐기(구체예 군 G5A) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알키닐기란, 「치환 혹은 무치환의 알키닐기」가 「무치환의 알키닐기」인 경우를 가리킨다.) 이하, 단순히 「알키닐기」라고 하는 경우는, 「무치환의 알키닐기」와 「치환의 알키닐기」를 모두 포함한다.

「치환의 알키닐기」는, 「무치환의 알키닐기」에서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기를 의미한다. 「치환의 알키닐기」의 구체예로는, 하기의 「무치환의 알키닐기」(구체예 군 G5A)에서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기 등을 들 수 있다.

·무치환의 알키닐기(구체예 군 G5A):

에티닐기.

·「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」의 구체예(구체예 군 G6)로는, 이하의 무치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6A), 및 치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6B) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 시클로알킬기란 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」가 「무치환의 시클로알킬기」인 경우를 가리키고, 치환의 시클로알킬기란 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」가 「치환의 시클로알킬기」인 경우를 가리킨다.) 본 명세서에 있어서, 단순히 「시클로알킬기」라고 하는 경우는, 「무치환의 시클로알킬기」와 「치환의 시클로알킬기」를 모두 포함한다.

「치환의 시클로알킬기」는, 「무치환의 시클로알킬기」에서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기를 의미한다. 「치환의 시클로알킬기」의 구체예로는, 하기의 「무치환의 시클로알킬기」(구체예 군 G6A)에서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기, 및 치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6B)의 예 등을 들 수 있다. 한편, 여기에 열거한 「무치환의 시클로알킬기」의 예나 「치환의 시클로알킬기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 시클로알킬기」에는, 구체예 군 G6B의 「치환의 시클로알킬기」에서의 시클로알킬기 자체의 탄소 원자에 결합하는 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기, 및 구체예 군 G6B의 「치환의 시클로알킬기」에서의 치환기의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기도 포함된다.

·무치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6A):

시클로프로필기,

시클로부틸기,

시클로펜틸기,

시클로헥실기,

1-아다만틸기,

2-아다만틸기,

1-노르보닐기, 및

2-노르보닐기.

·치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6B):

4-메틸시클로헥실기.

·「-Si(R₉₀₁)(R₉₀₂)(R₉₀₃)로 표시되는 기」

본 명세서에 기재된 -Si(R₉₀₁)(R₉₀₂)(R₉₀₃)로 표시되는 기의 구체예(구체예 군 G7)로는,

-Si(G1)(G1)(G1),

-Si(G1)(G2)(G2),

-Si(G1)(G1)(G2),

-Si(G2)(G2)(G2),

-Si(G3)(G3)(G3), 및

-Si(G6)(G6)(G6)

을 들 수 있다. 여기서,

G1은, 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다.

G2는, 구체예 군 G2에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」이다.

G3은, 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다.

G6은, 구체예 군 G6에 기재된 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」이다.

-Si(G1)(G1)(G1)에서의 복수의 G1은 서로 동일하거나 상이하다.

-Si(G1)(G2)(G2)에서의 복수의 G2는 서로 동일하거나 상이하다.

-Si(G1)(G1)(G2)에서의 복수의 G1은 서로 동일하거나 상이하다.

-Si(G2)(G2)(G2)에서의 복수의 G2는 서로 동일하거나 상이하다.

-Si(G3)(G3)(G3)에서의 복수의 G3은 서로 동일하거나 상이하다.

-Si(G6)(G6)(G6)에서의 복수의 G6은 서로 동일하거나 상이하다.

·「-O-(R₉₀₄)로 표시되는 기」

본 명세서에 기재된 -O-(R₉₀₄)로 표시되는 기의 구체예(구체예 군 G8)로는,

-O(G1),

-O(G2),

-O(G3), 및

-O(G6)

을 들 수 있다.

여기서,

·「-S-(R₉₀₅)로 표시되는 기」

본 명세서에 기재된 -S-(R₉₀₅)로 표시되는 기의 구체예(구체예 군 G9)로는,

-S(G1),

-S(G2),

-S(G3), 및

-S(G6)

을 들 수 있다.

여기서,

·「-N(R₉₀₆)(R₉₀₇)로 표시되는 기」

본 명세서에 기재된 -N(R₉₀₆)(R₉₀₇)로 표시되는 기의 구체예(구체예 군 G10)로는,

-N(G1)(G1),

-N(G2)(G2),

-N(G1)(G2),

-N(G3)(G3), 및

-N(G6)(G6)을 들 수 있다.

여기서,

-N(G1)(G1)에서의 복수의 G1은 서로 동일하거나 상이하다.

-N(G2)(G2)에서의 복수의 G2는 서로 동일하거나 상이하다.

-N(G3)(G3)에서의 복수의 G3은 서로 동일하거나 상이하다.

-N(G6)(G6)에서의 복수의 G6은 서로 동일하거나 상이하다.

·「할로겐 원자」

본 명세서에 기재된 「할로겐 원자」의 구체예(구체예 군 G11)로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자 등을 들 수 있다.

·「치환 혹은 무치환의 플루오로알킬기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 플루오로알킬기」는, 「치환 혹은 무치환의 알킬기」에서의 알킬기를 구성하는 탄소 원자에 결합하고 있는 적어도 하나의 수소 원자가 불소 원자와 치환된 기를 의미하고, 「치환 혹은 무치환의 알킬기」에서의 알킬기를 구성하는 탄소 원자에 결합하고 있는 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 기(퍼플루오로기)도 포함한다. 「무치환의 플루오로알킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이고, 바람직하게는 1∼30이고, 보다 바람직하게는 1∼18이다. 「치환의 플루오로알킬기」는, 「플루오로알킬기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기를 의미한다. 또한, 본 명세서에 기재된 「치환의 플루오로알킬기」에는, 「치환의 플루오로알킬기」에서의 알킬쇄의 탄소 원자에 결합하는 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기, 및 「치환의 플루오로알킬기」에서의 치환기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기도 포함된다. 「무치환의 플루오로알킬기」의 구체예로는, 상기 「알킬기」(구체예 군 G3)에서의 하나 이상의 수소 원자가 불소 원자와 치환된 기의 예 등을 들 수 있다.

·「치환 혹은 무치환의 할로알킬기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 할로알킬기」는, 「치환 혹은 무치환의 알킬기」에서의 알킬기를 구성하는 탄소 원자에 결합하고 있는 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자와 치환된 기를 의미하고, 「치환 혹은 무치환의 알킬기」에서의 알킬기를 구성하는 탄소 원자에 결합하고 있는 모든 수소 원자가 할로겐 원자로 치환된 기도 포함한다. 「무치환의 할로알킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이고, 바람직하게는 1∼30이고, 보다 바람직하게는 1∼18이다. 「치환의 할로알킬기」는, 「할로알킬기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 치환된 기를 의미한다. 또한, 본 명세서에 기재된 「치환의 할로알킬기」에는, 「치환의 할로알킬기」에서의 알킬쇄의 탄소 원자에 결합하는 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기, 및 「치환의 할로알킬기」에서의 치환기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기와 더 치환된 기도 포함된다. 「무치환의 할로알킬기」의 구체예로는, 상기 「알킬기」(구체예 군 G3)에서의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자와 치환된 기의 예 등을 들 수 있다. 할로알킬기를 할로겐화알킬기로 칭하는 경우가 있다.

·「치환 혹은 무치환의 알콕시기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알콕시기」의 구체예로는, -O(G3)로 표시되는 기이고, 여기서, G3은, 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다. 「무치환의 알콕시기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이고, 바람직하게는 1∼30이고, 보다 바람직하게는 1∼18이다.

·「치환 혹은 무치환의 알킬티오기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬티오기」의 구체예로는, -S(G3)로 표시되는 기이고, 여기서, G3은, 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다. 「무치환의 알킬티오기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이고, 바람직하게는 1∼30이고, 보다 바람직하게는 1∼18이다.

·「치환 혹은 무치환의 아릴옥시기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴옥시기」의 구체예로는, -O(G1)로 표시되는 기이고, 여기서, G1은, 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다. 「무치환의 아릴옥시기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 6∼50이고, 바람직하게는 6∼30이고, 보다 바람직하게는 6∼18이다.

·「치환 혹은 무치환의 아릴티오기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴티오기」의 구체예로는, -S(G1)로 표시되는 기이고, 여기서, G1은, 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다. 「무치환의 아릴티오기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 6∼50이고, 바람직하게는 6∼30이고, 보다 바람직하게는 6∼18이다.

·「치환 혹은 무치환의 트리알킬실릴기」

본 명세서에 기재된 「트리알킬실릴기」의 구체예로는, -Si(G3)(G3)(G3)로 표시되는 기이고, 여기서, G3은, 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다. -Si(G3)(G3)(G3)에서의 복수의 G3은 서로 동일하거나 상이하다. 「트리알킬실릴기」의 각 알킬기의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이고, 바람직하게는 1∼20이고, 보다 바람직하게는 1∼6이다.

·「치환 혹은 무치환의 아랄킬기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아랄킬기」의 구체예로는, -(G3)-(G1)로 표시되는 기이고, 여기서, G3은, 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이고, G1은, 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다. 따라서, 「아랄킬기」는, 「알킬기」의 수소 원자가 치환기로서의 「아릴기」와 치환된 기이며, 「치환의 알킬기」의 1양태이다. 「무치환의 아랄킬기」는, 「무치환의 아릴기」가 치환한 「무치환의 알킬기」이고, 「무치환의 아랄킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 7∼50이고, 바람직하게는 7∼30이고, 보다 바람직하게는 7∼18이다.

「치환 혹은 무치환의 아랄킬기」의 구체예로는, 벤질기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기, 2-페닐이소프로필기, 페닐-t-부틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸이소프로필기, 2-α-나프틸이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸이소프로필기 및 2-β-나프틸이소프로필기 등을 들 수 있다.

본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 아릴기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 페닐기, p-비페닐기, m-비페닐기, o-비페닐기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-터페닐-4-일기, o-터페닐-3-일기, o-터페닐-2-일기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 크리세닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 9,9'-스피로비플루오레닐기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 및 9,9-디페닐플루오레닐기 등이다.

본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 복소환기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 벤조이미다졸릴기, 페난트롤리닐기, 카르바졸릴기(1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 또는 9-카르바졸릴기), 벤조카르바졸릴기, 아자카르바졸릴기, 디아자카르바졸릴기, 디벤조푸라닐기, 나프토벤조푸라닐기, 아자디벤조푸라닐기, 디아자디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 나프토벤조티오페닐기, 아자디벤조티오페닐기, 디아자디벤조티오페닐기, (9-페닐)카르바졸릴기((9-페닐)카르바졸-1-일기, (9-페닐)카르바졸-2-일기, (9-페닐)카르바졸-3-일기, 또는 (9-페닐)카르바졸-4-일기), (9-비페닐릴)카르바졸릴기, (9-페닐)페닐카르바졸릴기, 디페닐카르바졸-9-일기, 페닐카르바졸-9-일기, 페닐트리아지닐기, 비페닐릴트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 페닐디벤조푸라닐기, 및 페닐디벤조티오페닐기 등이다.

본 명세서에 있어서, 카르바졸릴기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 구체적으로는 이하의 어느 하나의 기이다.

[화학식 6]

본 명세서에 있어서, (9-페닐)카르바졸릴기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 구체적으로는 이하의 어느 하나의 기이다.

[화학식 7]

상기 일반식 (TEMP-Cz1)∼(TEMP-Cz9) 중 *은 결합 위치를 나타낸다.

본 명세서에 있어서, 디벤조푸라닐기 및 디벤조티오페닐기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 구체적으로는 이하의 어느 하나의 기이다.

[화학식 8]

상기 일반식 (TEMP-34)∼(TEMP-41) 중 *은 결합 위치를 나타낸다.

본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 알킬기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기 및 t-부틸기 등이다.

·「치환 혹은 무치환의 아릴렌기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴렌기」는, 별도 기재가 없는 한, 상기 「치환 혹은 무치환의 아릴기」로부터 아릴환 상의 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 2가의 기이다. 「치환 혹은 무치환의 아릴렌기」의 구체예(구체예 군 G12)로는, 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」로부터 아릴환 상의 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 2가의 기 등을 들 수 있다.

·「치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기」는, 별도 기재가 없는 한, 상기 「치환 혹은 무치환의 복소환기」로부터 복소환 상의 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 2가의 기이다. 「치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기」의 구체예(구체예 군 G13)로는, 구체예 군 G2에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」로부터 복소환 상의 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 2가의 기 등을 들 수 있다.

·「치환 혹은 무치환의 알킬렌기」

본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬렌기」는, 별도 기재가 없는 한, 상기 「치환 혹은 무치환의 알킬기」로부터 알킬쇄 상의 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 2가의 기이다. 「치환 혹은 무치환의 알킬렌기」의 구체예(구체예 군 G14)로는, 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」로부터 알킬쇄 상의 하나의 수소 원자를 제거하는 것에 의해 유도되는 2가의 기 등을 들 수 있다.

본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 아릴렌기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 하기 일반식 (TEMP-42)∼(TEMP-68)의 어느 하나의 기이다.

[화학식 9]

[화학식 10]

상기 일반식 (TEMP-42)∼(TEMP-52) 중 Q₁∼Q₁₀은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.

상기 일반식 (TEMP-42)∼(TEMP-52) 중 *은 결합 위치를 나타낸다.

[화학식 11]

상기 일반식 (TEMP-53)∼(TEMP-62) 중 Q₁∼Q₁₀은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.

식 Q₉ 및 Q₁₀은 단일 결합을 통해 서로 결합하여 고리를 형성해도 좋다.

상기 일반식 (TEMP-53)∼(TEMP-62) 중 *은 결합 위치를 나타낸다.

[화학식 12]

상기 일반식 (TEMP-63)∼(TEMP-68) 중 Q₁∼Q₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환기이다.

상기 일반식 (TEMP-63)∼(TEMP-68) 중 *은 결합 위치를 나타낸다.

본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 하기 일반식 (TEMP-69)∼(TEMP-102)의 어느 하나의 기이다.

[화학식 13]

[화학식 14]

[화학식 15]

상기 일반식 (TEMP-69)∼(TEMP-82) 중 Q₁∼Q₉는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.

[화학식 16]

[화학식 17]

[화학식 18]

[화학식 19]

상기 일반식 (TEMP-83)∼(TEMP-102) 중 Q₁∼Q₈은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.

이상이 「본 명세서에 기재된 치환기」에 관한 설명이다.

·「결합하여 고리를 형성하는 경우」

본 명세서에 있어서, 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는 서로 결합하지 않고 」라고 하는 경우는, 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하는」 경우와, 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하는」 경우와, 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이 서로 결합하지 않는」 경우를 의미한다.

본 명세서에서의, 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하는」 경우, 및 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하는」 경우(이하, 이들 경우를 통합하여 「결합하여 고리를 형성하는 경우」로 칭하는 경우가 있다.)에 관해, 이하에 설명한다. 모골격이 안트라센환인 하기 일반식 (TEMP-103)로 표시되는 안트라센 화합물의 경우를 예로서 설명한다.

[화학식 20]

예컨대, R₉₂₁∼R₉₃₀ 중의 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 고리를 형성하는」 경우에 있어서, 1조가 되는 인접하는 2개로 이루어진 조란, R₉₂₁와 R₉₂₂의 조, R₉₂₂와 R₉₂₃의 조, R₉₂₃와 R₉₂₄의 조, R₉₂₄와 R₉₃₀의 조, R₉₃₀와 R₉₂₅의 조, R₉₂₅와 R₉₂₆의 조, R₉₂₆와 R₉₂₇의 조, R₉₂₇와 R₉₂₈의 조, R₉₂₈와 R₉₂₉의 조, 및 R₉₂₉와 R₉₂₁의 조이다.

상기 「1조 이상」이란, 상기 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 2조 이상이 동시에 고리를 형성해도 좋은 것을 의미한다. 예컨대, R₉₂₁와 R₉₂₂가 서로 결합하여 고리 Q_A를 형성하고, 동시에 R₉₂₅와 R₉₂₆가 서로 결합하여 고리 Q_B를 형성한 경우는, 상기 일반식 (TEMP-103)로 표시되는 안트라센 화합물은 하기 일반식 (TEMP-104)로 표시된다.

[화학식 21]

「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조」가 고리를 형성하는 경우란, 전술한 예와 같이 인접하는 「2개」로 이루어진 조가 결합하는 경우뿐만 아니라, 인접하는 「3개 이상」으로 이루어진 조가 결합하는 경우도 포함한다. 예컨대, R₉₂₁와 R₉₂₂가 서로 결합하여 고리 Q_A를 형성하고, 또한 R₉₂₂와 R₉₂₃가 서로 결합하여 고리 Q_C를 형성하고, 서로 인접하는 3개(R₉₂₁, R₉₂₂ 및 R₉₂₃)로 이루어진 조가 서로 결합하여 고리를 형성하여, 안트라센 모골격에 축합하는 경우를 의미하고, 이 경우, 상기 일반식 (TEMP-103)로 표시되는 안트라센 화합물은 하기 일반식 (TEMP-105)로 표시된다. 하기 일반식 (TEMP-105)에 있어서 고리 Q_A 및 고리 Q_C는 R₉₂₂를 공유한다.

[화학식 22]

형성되는 「단환」 또는 「축합환」은, 형성된 고리만의 구조로서, 포화의 고리이어도 좋고 불포화의 고리이어도 좋다. 「인접하는 2개로 이루어진 조의 1조」가 「단환」 또는 「축합환」을 형성하는 경우에도, 그 「단환」 또는 「축합환」은, 포화의 고리 또는 불포화의 고리를 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 일반식 (TEMP-104)에 있어서 형성된 고리 Q_A 및 고리 Q_B는 각각 「단환」 또는 「축합환」이다. 또한, 상기 일반식 (TEMP-105)에 있어서 형성된 고리 Q_A 및 고리 Q_C는 「축합환」이다. 상기 일반식 (TEMP-105)의 고리 Q_A와 고리 Q_C는 고리 Q_A와 고리 Q_C가 축합하는 것에 의해 축합환으로 되어 있다. 상기 일반식 (TMEP-104)의 고리 Q_A가 벤젠환이면, 고리 Q_A는 단환이다. 상기 일반식 (TMEP-104)의 고리 Q_A가 나프탈렌환이면, 고리 Q_A는 축합환이다.

「불포화의 고리」란 방향족 탄화수소환 또는 방향족 복소환을 의미한다. 「포화의 고리」란 지방족 탄화수소환 또는 비방향족 복소환을 의미한다.

방향족 탄화수소환의 구체예로는, 구체예 군 G1에 있어서 구체예로서 든 기가 수소 원자에 의해 종단된 구조를 들 수 있다.

방향족 복소환의 구체예로는, 구체예 군 G2에 있어서 구체예로서 든 방향족 복소환기가 수소 원자에 의해 종단된 구조를 들 수 있다.

지방족 탄화수소환의 구체예로는, 구체예 군 G6에 있어서 구체예로서 든 기가 수소 원자에 의해 종단된 구조를 들 수 있다.

「고리를 형성한다」란, 모골격의 복수의 원자만, 혹은 모골격의 복수의 원자와 1 이상의 임의의 원소로 고리를 형성하는 것을 의미한다. 예컨대, 상기 일반식 (TEMP-104)에 나타내는, R₉₂₁와 R₉₂₂가 서로 결합하여 형성된 고리 Q_A는, R₉₂₁가 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, R₉₂₂가 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, 1 이상의 임의의 원소로 형성하는 고리를 의미한다. 구체예로는, R₉₂₁와 R₉₂₂로 고리 Q_A를 형성하는 경우에 있어서, R₉₂₁가 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, R₉₂₂가 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, 4개의 탄소 원자로 단환의 불포화의 고리를 형성하는 경우, R₉₂₁와 R₉₂₂로 형성하는 고리는 벤젠환이다.

여기서, 「임의의 원소」는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 탄소 원소, 질소 원소, 산소 원소 및 황 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이다. 임의의 원소에 있어서(예컨대, 탄소 원소 또는 질소 원소의 경우), 고리를 형성하지 않은 결합은, 수소 원자 등으로 종단되어도 좋고, 후술하는 「임의의 치환기」로 치환되어도 좋다. 탄소 원소 이외의 임의의 원소를 포함하는 경우, 형성되는 고리는 복소환이다.

단환 또는 축합환을 구성하는 「1 이상의 임의의 원소」는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 2개 이상 15개 이하이고, 보다 바람직하게는 3개 이상 12개 이하이며, 더욱 바람직하게는 3개 이상 5개 이하이다.

본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 「단환」 및 「축합환」 중 바람직하게는 「단환」이다.

본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 「포화의 고리」 및 「불포화의 고리」중 바람직하게는 「불포화의 고리」이다.

본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 「단환」은, 바람직하게는 벤젠환이다.

본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 「불포화의 고리」는, 바람직하게는 벤젠환이다.

「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상」이, 「서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하는」 경우, 또는 「서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하는」 경우, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는, 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이 서로 결합하여, 모골격의 복수의 원자와, 1개 이상 15개 이하의 탄소 원소, 질소 원소, 산소 원소 및 황 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소로 이루어진 치환 혹은 무치환의 「불포화의 고리」를 형성한다.

상기 「단환」 또는 「축합환」이 치환기를 갖는 경우의 치환기는, 예컨대 후술하는 「임의의 치환기」이다. 상기 「단환」 또는 「축합환」이 치환기를 갖는 경우의 치환기의 구체예는, 전술한 「본 명세서에 기재된 치환기」의 항에서 설명한 치환기이다.

상기 「포화의 고리」 또는 「불포화의 고리」가 치환기를 갖는 경우의 치환기는, 예컨대 후술하는 「임의의 치환기」이다. 상기 「단환」 또는 「축합환」이 치환기를 갖는 경우의 치환기의 구체예는, 전술한 「본 명세서에 기재된 치환기」의 항에서 설명한 치환기이다.

이상이, 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하는」 경우, 및 「인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하는」 경우(「결합하여 고리를 형성하는 경우」)에 관한 설명이다.

·「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기

본 명세서에서의 일실시형태에 있어서는, 상기 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기(본 명세서에 있어서 「임의의 치환기」로 칭하는 경우가 있다.)는, 예컨대

무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,

무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,

무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,

-Si(R₉₀₁)(R₉₀₂)(R₉₀₃),

-O-(R₉₀₄),

-S-(R₉₀₅),

-N(R₉₀₆)(R₉₀₇),

할로겐 원자, 시아노기, 니트로기,

무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 및

무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기

로 이루어진 군에서 선택되는 기 등이며,

여기서, R₉₀₁∼R₉₀₇은 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.

R₉₀₁가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R₉₀₁은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₀₂가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R₉₀₂는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₀₃가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R₉₀₃은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₀₄가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R₉₀₄는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₀₅가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R₉₀₅는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₀₆가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R₉₀₆은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₀₇가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R₉₀₇은 서로 동일하거나 상이하다.

일실시형태에 있어서는, 상기 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기는,

탄소수 1∼50의 알킬기,

고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 및

고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기

로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.

탄소수 1∼18의 알킬기,

고리 형성 탄소수 6∼18의 아릴기, 및

고리 형성 원자수 5∼18의 복소환기

로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.

상기 임의의 치환기의 각 기의 구체예는, 전술한 「본 명세서에 기재된 치환기」의 항에서 설명한 치환기의 구체예이다.

본 명세서에 있어서 별도 기재가 없는 한, 인접하는 임의의 치환기끼리 「포화의 고리」 또는 「불포화의 고리」를 형성해도 좋고, 바람직하게는, 치환 혹은 무치환의 포화의 5원환, 치환 혹은 무치환의 포화의 6원환, 치환 혹은 무치환의 불포화의 5원환, 또는 치환 혹은 무치환의 불포화의 6원환을 형성하고, 보다 바람직하게는 벤젠환을 형성한다.

본 명세서에 있어서 별도 기재가 없는 한, 임의의 치환기는 치환기를 더 가져도 좋다. 임의의 치환기가 더 갖는 치환기로는 상기 임의의 치환기와 동일하다.

본 명세서에 있어서 「AA∼BB」를 이용하여 표시되는 수치 범위는, 「AA∼BB」의 전에 기재되는 수치 AA를 하한치로 하고, 「AA∼BB」의 후에 기재되는 수치 BB를 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다.

〔제1 실시형태〕

(화합물)

본 실시형태에 관한 화합물은 하기 일반식 (1)로 표시된다. 본 실시형태에 관한 화합물을 일반식 (1)로 표시되는 화합물로 칭하는 경우가 있다.

[화학식 23]

(상기 일반식 (1)에 있어서,

X₁은 CR₁ 또는 질소 원자이고,

X₂는 CR₂ 또는 질소 원자이고,

X₃은 CR₃ 또는 질소 원자이고,

X₄는 CR₄ 또는 질소 원자이고,

X₅는 CR₅ 또는 질소 원자이고,

X₆은 CR₆ 또는 질소 원자이고,

X₉는 CR₉ 또는 질소 원자이고,

X₁₀은 CR₁₀ 또는 질소 원자이고,

X₁₁은 CR₁₁ 또는 질소 원자이고,

X₁₂는 CR₁₂ 또는 질소 원자이고,

Q는 CR_Q 또는 질소 원자이고,

서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,

서로 결합하지 않고,

서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,

서로 결합하지 않고,

탄소수 1∼50의 알킬기,

고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,

고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기,

-O-(R₉₂₀)로 표시되는 기, 및

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,

-Si(R₉₁₁)(R₉₁₂)(R₉₁₃)로 표시되는 기,

-O-(R₉₁₄)로 표시되는 기,

-S-(R₉₁₅)로 표시되는 기,

-N(R₉₁₆)(R₉₁₇)로 표시되는 기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,

-C(=O)R₉₁₈로 표시되는 기,

-COOR₉₁₉로 표시되는 기,

할로겐 원자,

시아노기,

니트로기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

R_Y2 및 R_Y3으로 이루어진 조가,

서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,

서로 결합하지 않고,

수소 원자,

할로겐 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

R₉₁₁∼R₉₂₂는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

본 실시형태에 관한 화합물에 있어서, X₇가 X₈과 단일 결합으로 결합하는 탄소 원자이고, X₈가 X₇과 단일 결합으로 결합하는 탄소 원자인 경우, 예컨대 상기 일반식 (1)은 하기 일반식 (1A)로 표시된다.

[화학식 24]

(상기 일반식 (1A)에 있어서, X₁∼X₆, X₉∼X₁₂, Y, Q 및 R₁₃은 각각 독립적으로 상기 일반식 (1)에서 정의한 바와 같다.)

본 실시형태에 관한 화합물은 하기 일반식 (2)로 표시되는 것도 바람직하다.

[화학식 25]

(상기 일반식 (2)에 있어서, R₁∼R₁₃, R_Y1, R_Q는 각각 독립적으로 상기 일반식 (1)에서 정의한 바와 같다.)

본 실시형태에 관한 화합물은 하기 일반식 (2A)로 표시되는 것도 바람직하다.

[화학식 26]

(상기 일반식 (2A)에 있어서, R₁∼R₆, R₉∼R₁₃, R_Y1, R_Q는 각각 독립적으로 상기 일반식 (1)에서 정의한 바와 같다.)

본 실시형태에 관한 화합물은 하기 일반식 (3)으로 표시되는 것도 바람직하다.

[화학식 27]

(상기 일반식 (3)에 있어서,

R₁∼R₃, R₅∼R₁₃ 및 R_Q는 각각 독립적으로 상기 일반식 (1)에서 정의한 바와 같고,

R_x1∼R_x4 중의 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이,

서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,

서로 결합하지 않고,

상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R_x1∼R_x4는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,

-Si(R₉₃₁)(R₉₃₂)(R₉₃₃)로 표시되는 기,

-O-(R₉₃₄)로 표시되는 기,

-S-(R₉₃₅)로 표시되는 기,

-N(R₉₃₆)(R₉₃₇)로 표시되는 기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,

-C(=O)R₉₃₈로 표시되는 기,

-COOR₉₃₉로 표시되는 기,

할로겐 원자,

시아노기,

니트로기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

R₉₃₁∼R₉₃₉는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

R₉₃₁이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₁은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₃₂가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₂는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₃₃이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₃은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₃₄가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₄는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₃₅가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₅는 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₃₆이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₆은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₃₇이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₇은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₃₈이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₈은 서로 동일하거나 상이하고,

R₉₃₉가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₉는 서로 동일하거나 상이하다.)

한편, 상기 일반식 (3)에 있어서, 예컨대 R₅ 및 R₆로 이루어진 조가, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는 서로 결합하지 않는다.

본 실시형태에 관한 화합물은 하기 일반식 (3A)로 표시되는 것도 바람직하다.

[화학식 28]

(상기 일반식 (3A)에 있어서, R₁∼R₃, R₅∼R₆, R₉∼R₁₃ 및 R_Q는 각각 독립적으로 상기 일반식 (1)에서 정의한 바와 같고, R_x1∼R_x4는 각각 독립적으로 상기 일반식 (3)에서 정의한 바와 같다.)

본 실시형태에 관한 화합물에 있어서, R₁∼R₁₃ 및 R_Q는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기인 것도 바람직하다.

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는

치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 헤테로아릴기인 것도 바람직하다.

본 실시형태에 관한 화합물에 있어서, R₁∼R₃, R₅∼R₁₃, R_Q 및 R_x1∼R_x4는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는

본 실시형태에 관한 화합물에 있어서, R₁∼R₁₃, R_Q 및 R_x1∼R_x4는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는

치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기인 것이 바람직하다.

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는

치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 헤테로아릴기인 것이 바람직하다.

본 실시형태에 관한 화합물은 하기 일반식 (4)로 표시되는 것도 바람직하다.

[화학식 29]

(상기 일반식 (4)에 있어서, R₂, R₆, R₁₃, R_Q 및 R_x2는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼10의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼12의 아릴기, 또는

치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼18의 헤테로아릴기이다.)

본 실시형태에 관한 화합물은 하기 일반식 (5)로 표시되는 것도 바람직하다.

[화학식 30]

(상기 일반식 (5)에 있어서, R₂, R₆, R₁₃, R_Q 및 R_x2는 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼10의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼12의 아릴기, 또는

본 실시형태에 관한 화합물에 있어서, R₁₃ 및 R_Q는 각각 독립적으로

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼10의 알킬기,

치환 혹은 무치환의 페닐기,

치환 혹은 무치환의 나프틸기, 또는

치환 혹은 무치환의 디벤조푸라닐기인 것이 바람직하다.

R₆ 및 R_x2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼10의 알킬기인 것이 바람직하다.

본 실시형태에 관한 화합물에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기가,

무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,

무치환의 탄소수 2∼25의 알케닐기,

무치환의 탄소수 2∼25의 알키닐기,

무치환의 고리 형성 탄소수 3∼25의 시클로알킬기,

-Si(R₉₀₁)(R₉₀₂)(R₉₀₃)로 표시되는 기,

-O-(R₉₀₄)로 표시되는 기,

-S-(R₉₀₅)로 표시되는 기,

-N(R₉₀₆)(R₉₀₇)로 표시되는 기,

무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,

-C(=O)R₉₀₈로 표시되는 기,

-COOR₉₀₉로 표시되는 기,

-S(=O)₂R₉₄₁로 표시되는 기,

-P(=O)(R₉₄₂)(R₉₄₃)로 표시되는 기,

-Ge(R₉₄₄)(R₉₄₅)(R₉₄₆)로 표시되는 기,

할로겐 원자,

시아노기,

니트로기,

무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는

무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 복소환기이며,

R₉₀₁∼R₉₀₉ 및 R₉₄₁∼R₉₄₆은 각각 독립적으로

수소 원자,

무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,

무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는

무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 복소환기인 것이 바람직하다.

할로겐 원자,

무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,

무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는

무치환의 탄소수 1∼10의 알킬기,

무치환의 고리 형성 탄소수 6∼12의 아릴기, 또는

무치환의 고리 형성 원자수 5∼12의 복소환기인 것이 바람직하다.

본 실시형태에 관한 화합물에 있어서, 「치환 혹은 무치환」이라고 기재된 기는 모두 「무치환」의 기인 것도 바람직하다.

·화합물의 메인 피크 파장

본 실시형태에 관한 화합물의 메인 피크 파장은, 바람직하게는 500 nm 이상 560 nm 이하, 보다 바람직하게는 500 nm 이상 540 nm 이하, 더욱 바람직하게는 510 nm 이상 530 nm 이하이다.

본 명세서에 있어서, 화합물의 메인 피크 파장이란, 측정 대상 화합물이 10^-6 몰/리터 이상 10^-5 몰/리터 이하의 농도로 용해되어 있는 톨루엔 용액에 관해, 측정한 형광 스펙트럼에서의 발광 강도가 최대가 되는 형광 스펙트럼의 피크 파장을 말한다. 측정 장치로서 분광 형광 광도계(히타치사 제조, F-7000)를 이용할 수 있다.

·본 실시형태에 관한 화합물의 제조 방법

본 실시형태에 관한 화합물은, 후술하는 실시예에 기재된 합성 방법에 따라, 또는 해당 합성 방법에 유사하게 하여, 목적물에 맞춘 기지의 대체 반응 및 원료를 이용함으로써 제조할 수 있다.

·본 실시형태에 관한 화합물의 구체예

본 실시형태에 관한 화합물의 구체예로는, 예컨대 이하의 화합물을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다.

[화학식 31]

[화학식 32]

[화학식 33]

[화학식 34]

[화학식 35]

[화학식 36]

[화학식 37]

[화학식 38]

[화학식 39]

[화학식 40]

[화학식 41]

[화학식 42]

[화학식 43]

본 실시형태에 관한 화합물에 의하면, 유기 EL 소자의 성능을 향상시킬 수 있다. 일실시형태에 의하면, 구동 전압을 저하시키고, EQE를 향상시켜, 메인 피크 반치폭이 좁은 광을 소자로부터 방사시킬 수 있다.

〔제2 실시형태〕

(유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료)

본 실시형태에 관한 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료는 제1 실시형태에 관한 화합물을 함유한다. 1양태로는, 제1 실시형태에 관한 화합물만을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료를 들 수 있고, 별도의 1양태로는, 제1 실시형태에 관한 화합물과, 제1 실시형태에서의 화합물과는 상이한 다른 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료를 들 수 있다.

본 실시형태의 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료에 있어서, 제1 실시형태에 관한 화합물이 도펀트 재료인 것이 바람직하다. 이 경우, 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료는, 도펀트 재료로서의 제1 실시형태에 관한 화합물과, 예컨대 호스트 재료 등의 다른 화합물을 포함하고 있어도 좋다.

〔제3 실시형태〕

(유기 일렉트로루미네센스 소자)

본 실시형태에 관한 유기 EL 소자에 관해 설명한다.

본 실시형태에 관한 유기 EL 소자는, 음극과, 양극과, 상기 음극과 상기 양극의 사이에 포함되는 유기층을 갖는다. 이 유기층은, 유기 화합물로 구성되는 층을 적어도 하나 포함한다. 혹은, 이 유기층은 유기 화합물로 구성되는 복수의 층이 적층되어 이루어진다. 유기층은 무기 화합물을 더 포함하고 있어도 좋다. 유기층의 적어도 1층이 제1 실시형태에 관한 화합물(상기 일반식 (1)로 표시되는 화합물)을 포함한다.

유기층은, 예컨대 하나의 발광층으로 구성되어 있어도 좋고, 유기 EL 소자에 채용될 수 있는 층을 포함하고 있어도 좋다. 유기 EL 소자에 채용될 수 있는 층으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층 및 장벽층으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 층을 들 수 있다.

도 1에, 본 실시형태에 관한 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 도시한다.

유기 EL 소자(1)는, 투광성의 기판(2)과, 양극(3)과, 음극(4)과, 양극(3)과 음극(4) 사이에 배치된 유기층(10)을 포함한다. 유기층(10)은, 양극(3)측으로부터 순서대로, 정공 주입층(6), 정공 수송층(7), 발광층(5), 전자 수송층(8) 및 전자 주입층(9)이 이 순서로 적층되어 구성된다. 본 발명은, 도 1에 도시되는 유기 EL 소자의 구성에 한정되지 않는다.

(발광층)

본 실시형태에 관한 유기 EL 소자의 유기층은 발광층을 포함한다.

발광층이 제1 실시형태에 관한 화합물(상기 일반식 (1)로 표시되는 화합물)을 포함하는 것이 바람직하다.

발광층이 지연 형광성 발광 재료를 더 포함하는 것도 바람직하다.

발광층이, 제1 실시형태에 관한 화합물 및 지연 형광성 발광 재료를 포함하는 경우, 지연 형광성 발광 재료의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(H)와, 제1 실시형태에 관한 화합물(상기 일반식 (1)로 표시되는 화합물)의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(D)이, 하기 수식 (수 1)을 만족시키는 것이 바람직하다.

S₁(H) > S₁(D) … (수 1)

본 실시형태에 관한 유기 EL 소자에 있어서, 발광층은 제1 화합물 및 제2 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 발광층에서의 제1 화합물은 제1 실시형태에 관한 화합물인 것이 바람직하다.

이 양태의 경우, 제2 화합물은 호스트 재료(매트릭스 재료로 칭하는 경우도 있음)인 것이 바람직하고, 제1 화합물은 도펀트 재료(게스트 재료, 에미터 또는 발광 재료로 칭하는 경우도 있음)인 것도 바람직하다.

본 명세서에 있어서 「호스트 재료」란, 예컨대 「층의 50 질량% 이상」 포함되는 재료이다. 따라서, 예컨대 발광층은 제2 화합물을 해당 발광층의 총질량의 50 질량% 이상 함유한다. 또한, 예컨대 「호스트 재료」는, 층의 60 질량% 이상, 층의 70 질량% 이상, 층의 80 질량% 이상, 층의 90 질량% 이상, 또는 층의 95 질량% 이상 포함되어 있어도 좋다.

본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 제1 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(M1)와, 제2 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(M2)가, 하기 수식 (수 3)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

S₁(M2) > S₁(M1) … (수 3)

제1 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M1)은 제2 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M2)보다 작은 것이 바람직하다. 즉, 하기 수식 (수 5)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

T_77K(M2) > T_77K(M1) … (수 5)

본 실시형태의 유기 EL 소자를 발광시켰을 때에, 발광층에 있어서 제1 화합물로서의 제1 실시형태에 관한 화합물이 주로 발광하고 있는 것이 바람직하다.

일실시형태에 있어서, 발광층은 금속 착체를 포함해도 좋다.

또한, 일실시형태에 있어서, 발광층은 금속 착체를 포함하지 않는 것도 바람직하다.

또한, 일실시형태에 있어서, 발광층은 인광 발광성 재료(도펀트 재료)를 포함하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 일실시형태에 있어서, 발광층은 중금속 착체 및 인광 발광성의 희토류 금속 착체를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 중금속 착체로는, 예컨대 이리듐 착체, 오스뮴 착체 및 백금 착체 등을 들 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 발광층이 제1 실시형태에 관한 화합물을 포함하는 경우, 해당 발광층은, 인광 발광성의 금속 착체를 포함하지 않는 것이 바람직하고, 인광 발광성의 금속 착체 이외의 금속 착체도 포함하지 않는 것이 바람직하다.

(제1 화합물)

제1 화합물은 제1 실시형태에 관한 화합물인 것이 바람직하다.

일실시형태에 있어서, 제1 화합물은 지연 형광성을 나타내지 않는 형광 발광성의 화합물이다.

(제2 화합물)

제2 화합물은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서 제2 화합물이 지연 형광성 발광 재료인 것이 바람직하다.

본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 제2 화합물로서의 지연 형광성 발광 재료가 호스트 재료인 것이 바람직하다.

본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 제2 화합물로서의 지연 형광성 발광 재료가 호스트 재료이고, 제1 화합물로서의 제1 실시형태에 관한 화합물이 도펀트 재료인 것이 바람직하다.

(지연 형광성)

지연 형광에 관해서는, 「유기 반도체의 디바이스 물성」(아다치 치하야 편, 고단샤 발행)의 261∼268 페이지에 해설되어 있다. 해당 문헌 중에서, 형광 발광 재료의 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태의 에너지 차 ΔE₁₃을 작게 할 수 있으면, 통상은 천이 확률이 낮은 여기 삼중항 상태로부터 여기 일중항 상태로의 역에너지 이동이 고효율로 생겨, 열활성화 지연 형광(Thermally Activated delayed Fluorescence, TADF)이 발현한다고 설명되어 있다. 또한, 해당 문헌 중의 도 10.38에 지연 형광의 발생 메커니즘이 설명되어 있다. 본 실시형태에서의 지연 형광성 발광 재료는, 이러한 메커니즘으로 발생하는 열활성화 지연 형광을 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

일반적으로, 지연 형광의 발광은 과도 PL(Photo Luminescence) 측정에 의해 확인할 수 있다.

과도 PL 측정으로부터 얻은 감쇠 곡선에 기초하여 지연 형광의 거동을 해석할 수도 있다. 과도 PL 측정이란, 시료에 펄스 레이저를 조사하여 여기시키고, 조사를 멈춘 후의 PL 발광의 감쇠 거동(과도 특성)을 측정하는 수법이다. TADF 재료에서의 PL 발광은, 최초의 PL 여기에서 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분과, 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분으로 분류된다. 최초의 PL 여기에서 생성되는 일중항 여기자의 수명은, 나노초 오더이며, 매우 짧다. 그 때문에, 그 일중항 여기자로부터의 발광은, 펄스 레이저를 조사후 빠르게 감쇠한다.

한편, 지연 형광은, 수명이 긴 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광이므로 서서히 감쇠한다. 이와 같이 최초의 PL 여기에서 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광과, 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광에서는, 시간적으로 큰 차가 있다. 그 때문에, 지연 형광 유래의 발광 강도를 구할 수 있다.

도 2에는, 과도 PL을 측정하기 위한 예시적 장치의 개략도가 도시되어 있다. 도 2를 이용한 과도 PL의 측정 방법, 및 지연 형광의 거동 해석의 일례를 설명한다.

도 2의 과도 PL 측정 장치(100)는, 소정 파장의 광을 조사 가능한 펄스 레이저부(101)와, 측정 시료를 수용하는 시료실(102)과, 측정 시료로부터 방사된 광을 분광하는 분광기(103)와, 2차원 이미지를 결상하기 위한 스트리크 카메라(104)와, 2차원 이미지를 저장하여 해석하는 퍼스널 컴퓨터(105)를 구비한다. 또, 과도 PL의 측정은, 도 2에 기재된 장치에 한정되지 않는다.

시료실(102)에 수용되는 시료는, 매트릭스 재료에 대하여, 도핑 재료가 12 질량%의 농도로 도핑된 박막을 석영 기판에 성막함으로써 얻어진다.

시료실(102)에 수용된 박막 시료에 대하여, 펄스 레이저부(101)로부터 펄스 레이저를 조사하여 도핑 재료를 여기시킨다. 여기광의 조사 방향에 대하여 90도의 방향으로 발광을 취출하고, 취출한 광을 분광기(103)로 분광하고, 스트리크 카메라(104) 내에서 2차원 이미지를 결상한다. 그 결과, 종축이 시간에 대응하고, 횡축이 파장에 대응하고, 휘점이 발광 강도에 대응하는 2차원 화상을 얻을 수 있다. 이 2차원 화상을 소정의 시간축으로 잘라내면, 종축이 발광 강도이고 횡축이 파장인 발광 스펙트럼을 얻을 수 있다. 또한, 그 2차원 화상을 파장축으로 잘라내면, 종축이 발광 강도의 대수이고 횡축이 시간인 감쇠 곡선(과도 PL)을 얻을 수 있다.

예컨대, 매트릭스 재료로서 하기 참고 화합물 H1을 이용하고, 도핑 재료로서 하기 참고 화합물 D1를 이용하여 전술한 바와 같이 하여 박막 시료 A를 제작하고, 과도 PL 측정을 행했다.

[화학식 44]

여기서는, 전술한 박막 시료 A 및 박막 시료 B를 이용하여 감쇠 곡선을 해석했다. 박막 시료 B는, 매트릭스 재료로서 하기 참고 화합물 H2를 이용하고, 도핑 재료로서 상기 참고 화합물 D1을 이용하여, 전술한 바와 같이 하여 박막 시료를 제작했다.

도 3에는, 박막 시료 A 및 박막 시료 B에 관해 측정한 과도 PL로부터 얻은 감쇠 곡선이 도시되어 있다.

[화학식 45]

상기와 같이 과도 PL 측정에 의해, 종축을 발광 강도로 하고, 횡축을 시간으로 하는 발광 감쇠 곡선을 얻을 수 있다. 이 발광 감쇠 곡선에 기초하여, 광여기에 의해 생성된 일중항 여기 상태로부터 발광하는 형광과, 삼중항 여기 상태를 경유하고, 역에너지 이동에 의해 생성되는 일중항 여기 상태로부터 발광하는 지연 형광의, 형광 강도비를 추정할 수 있다. 지연 형광성의 재료에서는, 빠르게 감쇠하는 형광의 강도에 대하여, 서서히 감쇠하는 지연 형광의 강도의 비율이, 어느 정도 크다.

구체적으로는, 지연 형광성의 재료로부터의 발광으로는, Prompt 발광(즉시 발광)과 Delay 발광(지연 발광)이 존재한다. Prompt 발광(즉시 발광)이란, 그 지연 형광성의 재료가 흡수하는 파장의 펄스광(펄스 레이저로부터 조사되는 광)으로 여기된 후, 그 여기 상태로부터 즉시 관찰되는 발광이다. Delay 발광(지연 발광)이란, 그 펄스광에 의한 여기후, 즉시 관찰되지는 않고, 그 후 관찰되는 발광이다.

Prompt 발광과 Delay 발광의 양과 그 비는, 문헌[“Nature 492, 234-238, 2012”(참고 문헌 1)]에 기재된 방법과 동일한 방법으로 구할 수 있다. 한편, Prompt 발광과 Delay 발광의 양의 산출에 사용되는 장치는, 상기 참고 문헌 1에 기재된 장치, 또는 도 2에 기재된 장치에 한정되지 않는다.

또한, 본 명세서에서는, 지연 형광성 발광 재료의 지연 형광성의 측정에는, 다음에 나타내는 방법에 의해 제작한 시료를 이용한다. 예컨대, 지연 형광성 발광 재료를 톨루엔에 용해하고, 자기 흡수의 기여를 제거하기 위해 여기 파장에 있어서 흡광도가 0.05 이하인 희박 용액을 조제한다. 또한 산소에 의한 소광(消光)을 방지하기 위해, 시료 용액을 동결 탈기한 후에 아르곤 분위기하에 덮개를 구비한 셀에 봉입함으로써, 아르곤으로 포화된 무산소 시료 용액으로 했다.

상기 시료 용액의 형광 스펙트럼을 분광 형광 광도계 FP-8600(니혼분코사 제조)로 측정하고, 또한 동일한 조건으로 9,10-디페닐안트라센의 에탄올 용액의 형광 스펙트럼을 측정한다. 양 스펙트럼의 형광 면적 강도를 이용하여, 문헌[Morris et al. J. Phys. Chem. 80(1976) 969] 중의 (1)식에 의해 전체 형광 양자 수율을 산출한다.

본 실시형태에 있어서는, 측정 대상 화합물(지연 형광성 발광 재료)의 Prompt 발광(즉시 발광)의 양을 X_P로 하고, Delay 발광(지연 발광)의 양을 X_D로 했을 때에, X_D/X_P의 값이 0.05 이상인 것이 바람직하다.

본 명세서에서의 지연 형광성 발광 재료 이외의 화합물의 Prompt 발광과 Delay 발광의 양과 그 비의 측정도, 지연 형광성 발광 재료의 Prompt 발광과 Delay 발광의 양과 그 비의 측정과 동일하다.

·ΔST

본 실시형태에서는, 최저 여기 일중항 에너지 S₁과 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K의 차(S₁-T_77K)를 ΔST로서 정의한다.

지연 형광성 발광 재료의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(H)와, 지연 형광성 발광 재료의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(H)의 차 ΔST(H)는, 바람직하게는 0.3 eV 미만, 보다 바람직하게는 0.2 eV 미만, 더욱 바람직하게는 0.1 eV 미만이며, 보다 더 바람직하게는 0.01 eV 미만이다. 즉, ΔST(H)은 하기 수식 (수 10), (수 11), (수 12) 또는 (수 13)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

ΔST(H) = S₁(H) - T_77K(H) < 0.3 eV … (수 10)

ΔST(H) = S₁(H) - T_77K(H) < 0.2 eV … (수 11)

ΔST(H) = S₁(H) - T_77K(H) < 0.1 eV … (수 12)

ΔST(H) = S₁(H) - T_77K(H) < 0.01 eV … (수 13)

·삼중항 에너지와 77[K]에서의 에너지 갭의 관계

여기서, 삼중항 에너지와 77[K]에서의 에너지 갭의 관계에 관해 설명한다. 본 실시형태에서는, 77[K]에서의 에너지 갭은 통상 정의되는 삼중항 에너지와는 상이한 점이 있다.

삼중항 에너지의 측정은 다음과 같이 행해진다. 우선, 측정 대상이 되는 화합물을 적절한 용매 중에 용해한 용액을 석영 유리관 내에 봉입한 시료를 제작한다. 이 시료에 관해 저온(77[K])에서 인광 스펙트럼(종축 : 인광 발광 강도, 횡축 : 파장으로 함)을 측정하여, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장치에 기초하여 소정의 환산식으로부터 삼중항 에너지를 산출한다.

여기서, 본 실시형태에 관한 화합물 중, 열활성화 지연 형광성의 화합물은 ΔST가 작은 화합물인 것이 바람직하다. ΔST가 작으면, 저온(77[K]) 상태에서도 항간 교차 및 역항간 교차가 일어나기 쉽고, 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태가 혼재한다. 그 결과, 상기와 동일하게 하여 측정되는 스펙트럼은, 여기 일중항 상태 및 여기 삼중항 상태의 양자로부터의 발광을 포함하고 있고, 어느 상태로부터 발광한 것인지에 관해 판별하기는 어렵지만, 기본적으로는 삼중항 에너지의 값이 지배적이라고 생각된다.

그 때문에, 본 실시형태에서는, 통상의 삼중항 에너지 T와 측정 수법은 동일하지만, 그 엄밀한 의미에서 상이한 것을 구별하기 위해, 다음과 같이 하여 측정되는 값을 에너지 갭 T_77K로 칭한다. 측정 대상이 되는 화합물을 EPA(디에틸에테르:이소펜탄:에탄올=5:5:2(용적비)) 중에, 농도가 10 μmol/L가 되도록 용해하고, 이 용액을 석영 셀 내에 넣어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료에 관해, 저온(77[K])에서 인광 스펙트럼(종축 : 인광 발광 강도, 횡축 : 파장으로 함)을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장치 λ_edge[nm]에 기초하여, 다음 환산식 (F1)로부터 산출되는 에너지량을 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K로 한다.

환산식 (F1): T_77K[eV] = 1239.85/λ_edge

인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 위를 이동할 때에, 장파장측을 향해서 곡선 상의 각 점에서의 접선을 생각한다. 이 접선은 곡선이 상승함에 따라(즉, 종축이 증가함에 따라) 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에 있어서 그은 접선(즉, 변곡점에서의 접선)을 상기 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.

한편, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15% 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 전술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에 있어서 그은 접선을 그 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.

인광의 측정에는 (주)히타치 하이테크놀로지 제조의 F-4500형 분광 형광 광도계 본체를 이용할 수 있다. 또한, 측정 장치는 이에 한정되지 않고, 냉각 장치 및 저온용 용기와 여기 광원과 수광 장치를 조합하여 측정해도 좋다.

·최저 여기 일중항 에너지 S₁

용액을 이용한 최저 여기 일중항 에너지 S₁의 측정 방법(용액법으로 칭하는 경우가 있음)으로는 하기의 방법을 들 수 있다.

측정 대상이 되는 화합물의 10 μmol/L 톨루엔 용액을 조제하여 석영 셀에 넣고, 상온(300K)에서 이 시료의 흡수 스펙트럼(종축 : 흡수 강도, 횡축 : 파장으로 함)을 측정한다. 이 흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장치 λ_edge[nm]를 다음에 나타내는 환산식 (F2)에 대입하여 최저 여기 일중항 에너지를 산출한다.

환산식 (F2): S₁[eV] = 1239.85/λ_edge

흡수 스펙트럼 측정 장치로는, 예컨대 히타치사 제조의 분광 광도계(장치명 : U3310)를 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.

흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 흡수 스펙트럼의 극대치 중 가장 장파장측의 극대치로부터 장파장 방향으로 스펙트럼 곡선 위를 이동할 때에, 곡선 상의 각 점에서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 하강함에 따라(즉, 종축의 값이 감소함에 따라) 기울기가 감소하고, 그 후 증가하는 것을 반복한다. 기울기의 값이 가장 장파장측(단, 흡광도가 0.1 이하가 되는 경우는 제외함)에서 극소치를 취하는 점에 있어서 그은 접선을 그 흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대한 접선으로 한다.

한편, 흡광도의 값이 0.2 이하인 극대점은 상기 가장 장파장측의 극대치에는 포함시키지 않는다.

·일반식 (2)로 표시되는 화합물

본 실시형태에 있어서, 지연 형광성 발광 재료는 지연 형광성을 갖는 화합물이라면 특별히 한정되지 않는다. 일실시형태에 있어서, 지연 형광성 발광 재료는 하기 일반식 (2)로 표시되는 화합물이다.

[화학식 46]

상기 일반식 (2)에 있어서,

A는 억셉터성(전자 수용성) 부위이고, 하기 일반식 (a-1)∼(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이며, A가 복수 존재하는 경우, 복수의 A는 서로 동일하거나 상이하고, A끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성해도 좋고,

B는 도너성(전자 공여성) 부위이고, 하기 일반식 (b-1)∼(b-6)에서 선택되는 부분 구조를 가지며, B가 복수 존재하는 경우, 복수의 B는 서로 동일하거나 상이하고, B끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성해도 좋고,

a, b 및 d는 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4 또는 5이고,

c는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고,

c가 0일 때, A와 B는 단일 결합 또는 스피로 결합으로 결합하고,

c가 1, 2, 3, 4 또는 5일 때, L은,

치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 및

치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이고, L이 복수 존재하는 경우, 복수의 L은 서로 동일하거나 상이하고, L끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성해도 좋다.

[화학식 47]

[화학식 48]

상기 일반식 (b-1)∼(b-6)에 있어서,

복수의 R 중 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는 서로 결합하지 않고, 상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R은 각각 독립적으로

수소 원자,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,

치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소환기,

치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 또는

치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기이고,

R이 복수 존재하는 경우, 복수의 R은 서로 동일하거나 상이하다.

상기 일반식 (2)로 표시되는 화합물의 결합 양식의 일례로서, 예컨대 하기 표 1에 나타내는 결합 양식을 들 수 있다.

[표 1]

·지연 형광성 발광 재료의 제조 방법

지연 형광성 발광 재료는 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 지연 형광성 발광 재료는, 공지의 방법에 따라 목적물에 맞춘 기지의 대체 반응 및 원료를 이용하는 것에 의해서도 제조할 수 있다.

·지연 형광성 발광 재료의 구체예

지연 형광성 발광 재료의 구체예로는, 예컨대 이하의 화합물을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이들 지연 형광성 발광 재료의 구체예에 한정되지 않는다.

[화학식 49]

(TADF 기구(메커니즘))

도 4는, 발광층에서의, 지연 형광성 발광 재료인 경우의 제2 화합물 M2 및 제1 실시형태의 화합물인 경우의 제1 화합물 M1의 에너지 준위의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 도 4에 있어서, S0는 기저 상태를 나타낸다. S1(M1)는 제1 화합물 M1의 최저 여기 일중항 상태를 나타낸다. T1(M1)는 제1 화합물 M1의 최저 여기 삼중항 상태를 나타낸다. S1(M2)는 제2 화합물 M2의 최저 여기 일중항 상태를 나타낸다. T1(M2)는 제2 화합물 M2의 최저 여기 삼중항 상태를 나타낸다.

도 4 중의 S1(M2)로부터 S1(M1)로 향하는 파선의 화살표는, 제2 화합물 M2의 최저 여기 일중항 상태로부터 제1 화합물 M1로의 푀르스터형 에너지 이동을 나타낸다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제2 화합물 M2로서 ΔST(M2)이 작은 화합물(지연 형광성 발광 재료)을 이용하면, 최저 여기 삼중항 상태 T1(M2)는, 열에너지에 의해 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)로 역항간 교차가 가능하다. 그리고, 제2 화합물 M2의 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)로부터 제1 화합물 M1로의 푀르스터형 에너지 이동이 생기고, 최저 여기 일중항 상태 S1(M1)가 생성된다. 그 결과, 제1 화합물 M1의 최저 여기 일중항 상태 S1(M1)로부터의 형광 발광을 관측할 수 있다. 이 TADF 기구에 의한 지연 형광을 이용하는 것에 의해서도, 이론적으로 내부 양자 효율을 100%까지 높일 수 있다고 생각되고 있다.

호스트 재료로서의 제2 화합물은, 도펀트 재료보다 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 높고, 최고 피점유 궤도 준위(HOMO 준위)가 낮은 화합물이어도 좋다. 호스트 재료로는, (1) 알루미늄 착체, 베릴륨 착체 혹은 아연 착체 등의 금속 착체, (2) 옥사디아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체 혹은 페난트롤린 유도체 등의 복소환 화합물, (3) 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 피렌 유도체 혹은 크리센 유도체 등의 축합 방향족 화합물, (3) 카르바졸 유도체 등의 축합 복소환 화합물, (4) 트리아릴아민 유도체 혹은 축합 다환 방향족 아민 유도체 등의 방향족 아민 화합물을 들 수 있다.

본 실시형태의 유기 EL 소자는 녹색 발광하는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 유기 EL 소자가 녹색 발광하는 경우, 유기 EL 소자로부터 발광하는 광의 메인 피크 파장은, 500 nm 이상 560 nm 이하인 것이 바람직하다.

유기 EL 소자로부터 발광하는 광의 메인 피크 파장의 측정은, 이하와 같이 하여 행한다.

전류 밀도가 10 mA/㎠이 되도록 유기 EL 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카 미놀타사 제조)로 계측한다.

얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼에 있어서, 발광 강도가 최대가 되는 발광 스펙트럼의 피크 파장을 측정하여, 이것을 메인 피크 파장(단위 : nm)로 한다.

·발광층의 막 두께

본 실시형태의 유기 EL 소자에서의 발광층의 막 두께는, 바람직하게는 5 nm 이상 50 nm 이하, 보다 바람직하게는 7 nm 이상 50 nm 이하, 더욱 바람직하게는 10 nm 이상 50 nm 이하이다. 발광층의 막 두께가 5 nm 이상이면, 발광층 형성 및 색도의 조정이 용이해지기 쉽고, 발광층의 막 두께가 50 nm 이하이면, 구동 전압의 상승이 억제되기 쉽다.

·발광층에서의 화합물의 함유율

발광층에 포함되어 있는 제1 화합물 및 제2 화합물의 함유율은, 예컨대 이하의 범위인 것이 바람직하다.

제1 화합물의 함유율은, 0.01 질량% 이상 10 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.01 질량% 이상 5 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.01 질량% 이상 2 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

제2 화합물의 함유율은, 10 질량% 이상 80 질량% 이하인 것이 바람직하고, 10 질량% 이상 60 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 질량% 이상 60 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

한편, 본 실시형태는, 발광층에 제1 화합물 및 제2 화합물 이외의 재료가 포함되는 것을 제외하지 않는다.

발광층은, 제1 화합물을 1종만 포함해도 좋고, 2종 이상 포함해도 좋다. 발광층은, 제2 화합물을 1종만 포함해도 좋고, 2종 이상 포함해도 좋다.

(기판)

기판은 유기 EL 소자의 지지체로서 이용된다. 기판으로는, 예컨대 유리, 석영, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 또한, 가요성 기판을 이용해도 좋다. 가요성 기판이란, 절곡할 수 있는(플렉시블) 기판을 말하며, 예컨대 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리불화비닐, 폴리염화비닐로 이루어진 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또한, 무기 증착 필름을 이용할 수도 있다.

(양극)

기판 상에 형성되는 양극에는, 일함수가 큰(구체적으로는 4.0 eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예컨대 산화인듐-산화주석(ITO : Indium Tin Oxide), 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐, 그래핀 등을 들 수 있다. 그 밖에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti) 또는 금속 재료의 질화물(예컨대, 질화티탄) 등을 들 수 있다.

이들 재료는 통상 스퍼터링법에 의해 성막된다. 예컨대, 산화인듐-산화아연은, 산화인듐에 대하여 1 질량% 이상 10 질량% 이하의 산화아연을 가한 타겟을 이용함으로써 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 또한, 예컨대 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐은, 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5 질량% 이상 5 질량% 이하, 산화아연을 0.1 질량% 이상 1 질량% 이하 함유한 타겟을 이용함으로써 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 밖에, 진공 증착법, 도포법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등에 의해 제작해도 좋다.

양극 상에 형성되는 EL층 중 양극에 접하여 형성되는 정공 주입층은, 양극의 일함수에 관계없이 정공(홀) 주입이 용이한 복합 재료를 이용하여 형성되기 때문에, 전극 재료로서 가능한 재료(예컨대, 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물, 그 밖에, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소도 포함함)를 이용할 수 있다.

일함수가 작은 재료인, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리 토금속, 및 이들을 포함하는 합금(예컨대, MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금 등을 이용할 수도 있다. 또한, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 이들을 포함하는 합금을 이용하여 양극을 형성하는 경우에는 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.

(음극)

음극에는, 일함수가 작은(구체적으로는 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 음극 재료의 구체예로는, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리 토금속, 및 이들을 포함하는 합금(예컨대, MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다.

또한, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 이들을 포함하는 합금을 이용하여 음극을 형성하는 경우에는 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.

한편, 전자 주입층을 형성함으로써, 일함수의 대소에 상관없이 Al, Ag, ITO, 그래핀, 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석 등 다양한 도전성 재료를 이용하여 음극을 형성할 수 있다. 이들 도전성 재료는 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코트법 등을 이용하여 성막할 수 있다.

(정공 주입층)

정공 주입층은 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로는, 몰리브덴 산화물, 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등을 이용할 수 있다.

또한, 정공 주입성이 높은 물질로는, 저분자의 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭 : TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭 : MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭 : DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭 : DPA3B), 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭 : PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭 : PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭 : PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등도 들 수 있다.

또한, 정공 주입성이 높은 물질로는 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 이용할 수도 있다. 예컨대, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭 : PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭 : PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭 : PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭 : Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌술폰산)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌술폰산)(PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.

(정공 수송층)

정공 수송층은 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송층에는 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 안트라센 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : NPB)이나 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭 : TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭 : BAFLP), 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : DFLDPBi), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭 : TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭 : MTDATA), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다. 여기에 언급된 물질은 주로 10^-6 ㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다.

정공 수송층에는, CBP, CzPA, PCzPA와 같은 카르바졸 유도체나, t-BuDNA, DNA, DPAnth와 같은 안트라센 유도체를 이용해도 좋다. 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭 : PVK)이나 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭 : PVTPA) 등의 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.

다만, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이라면, 이들 이외의 물질을 이용해도 좋다. 한편, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은, 단층이어도 좋고, 상기 물질로 이루어진 층이 2층 이상 적층된 층이어도 좋다.

(전자 수송층)

전자 수송층은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송층에는 1) 알루미늄 착체, 베릴륨 착체, 아연 착체 등의 금속 착체, 2) 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 아진 유도체, 카르바졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등의 복소 방향족 화합물, 3) 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 저분자의 유기 화합물로서, Alq, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭 : Almq₃), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭 : BeBq₂), BAlq, Znq, ZnPBO, ZnBTZ 등의 금속 착체 등을 이용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭 : PBD), 1,3-비스[5-(ptert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭 : OXD-7), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭 : TAZ), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭 : p-EtTAZ), 바토페난트롤린(약칭 : BPhen), 바토쿠프로인(약칭 : BCP), 4,4'-비스(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤(약칭 : BzOs) 등의 복소 방향족 화합물도 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은 주로 10^-6 ㎠/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 한편, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이라면, 상기 이외의 물질을 전자 수송층으로서 이용해도 좋다. 또한, 전자 수송층은 단층이어도 좋고, 상기 물질로 이루어진 층이 2층 이상 적층된 층이어도 좋다.

또한, 전자 수송층에는 고분자 화합물을 이용할 수도 있다. 예컨대, 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)](약칭 : PF-Py), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭 : PF-BPy) 등을 이용할 수 있다.

(전자 주입층)

전자 주입층은 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입층에는 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF₂), 리튬 산화물(LiOx) 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 이들의 화합물을 이용할 수 있다. 그 밖에, 전자 수송성을 갖는 물질에 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 이들의 화합물을 함유시킨 것, 구체적으로는 Alq 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 것 등을 이용해도 좋다. 또한, 이 경우에는 음극으로부터의 전자 주입을 보다 효율적으로 행할 수 있다.

혹은 전자 주입층에 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합하여 이루어진 복합 재료를 이용해도 좋다. 이러한 복합 재료는 전자 공여체에 의해 유기 화합물에 전자가 발생하기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로는, 발생한 전자의 수송이 우수한 재료인 것이 바람직하고, 구체적으로는 예컨대 전술한 전자 수송층을 구성하는 물질(금속 착체나 복소 방향족 화합물 등)을 이용할 수 있다. 전자 공여체로는, 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질이면 된다. 구체적으로는 알칼리 금속이나 알칼리 토금속이나 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 에르븀, 이테르븀 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 금속 산화물이나 알칼리 토금속 산화물이 바람직하고, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 산화마그네슘과 같은 루이스 염기를 이용할 수도 있다. 또한, 테트라티아풀발렌(약칭 : TTF) 등의 유기 화합물을 이용할 수도 있다.

(층 형성 방법)

본 실시형태의 유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법으로는, 상기에서 특별히 언급한 것 외에는 제한되지 않지만, 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마법, 이온 플레이팅법 등의 건식 성막법이나, 스핀 코팅법, 디핑법, 플로우 코팅법, 잉크젯법 등의 습식 성막법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.

(막 두께)

본 실시형태의 유기 EL 소자의 각 유기층의 막 두께는, 상기에서 특별히 언급한 것 외에는 제한되지 않지만, 일반적으로 막 두께가 지나치게 얇으면 핀홀 등의 결함이 생기기 쉽고, 반대로 지나치게 두꺼우면 높은 인가 전압이 필요해져 효율이 나빠지기 때문에, 통상은 수 nm 내지 1 ㎛의 범위가 바람직하다.

본 실시형태에 관한 유기 EL 소자는, 제1 실시형태의 화합물을 포함하기 때문에 성능이 향상된다. 일실시형태에 의하면, 구동 전압이 낮고, EQE가 높고, 소자로부터 방사되는 광의 메인 피크 반치폭이 좁은 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.

〔제4 실시형태〕

(유기 일렉트로루미네센스 소자)

제4 실시형태에 관한 유기 EL 소자의 구성에 관해 설명한다. 제4 실시형태의 설명에 있어서 제3 실시형태와 동일한 구성요소는, 동일한 부호나 명칭을 붙이거나 하여 설명을 생략 혹은 간략화한다. 또한, 제4 실시형태에서는, 특별히 언급되지 않은 재료나 화합물에 관해서는, 제3 실시형태에서 설명한 재료나 화합물과 동일한 재료나 화합물을 이용할 수 있다.

제4 실시형태에 관한 유기 EL 소자는, 발광층이 제3 화합물을 더 포함하고 있는 점에서, 제3 실시형태에 관한 유기 EL 소자와 상이하다. 그 밖의 점에 관해서는 제3 실시형태와 동일하다.

제4 실시형태에 있어서, 발광층은, 제1 화합물과, 제2 화합물과, 제3 화합물을 포함하는 양태인 것이 바람직하다. 이 양태의 경우, 제1 화합물이 제1 실시형태의 화합물인 것이 보다 바람직하고, 제2 화합물이 지연 형광성 발광 재료인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이 양태의 경우, 제1 화합물은 도펀트 재료인 것이 바람직하고, 제2 화합물은 호스트 재료인 것이 바람직하다. 또한, 제3 화합물은 도펀트 재료가 아닌 것이 바람직하다. 예컨대, 제4 실시형태의 발광층은, 제2 화합물 및 제3 화합물을 합계로 해당 발광층의 총질량의 50 질량% 이상 함유하고, 층의 60 질량% 이상, 층의 70 질량% 이상, 층의 80 질량% 이상, 층의 90 질량% 이상 또는 층의 95 질량% 이상 함유하고 있어도 좋다.

(제3 화합물)

제3 화합물은, 지연 형광성의 화합물이어도 좋고, 지연 형광성을 나타내지 않는 화합물이어도 좋다.

제3 화합물로는, 특별히 한정되지 않지만, 아민 화합물 이외의 화합물인 것이 바람직하다. 즉, 제3 화합물은, 치환 혹은 무치환의 아미노기를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 예컨대 제3 화합물로는, 카르바졸 유도체, 디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체를 이용할 수 있지만, 이들 유도체에 한정되지 않는다.

제3 화합물은, 하나의 분자 중에 하기 일반식 (31)로 표시되는 부분 구조, 하기 일반식 (32)로 표시되는 부분 구조, 하기 일반식 (33A)로 표시되는 부분 구조, 및 하기 일반식 (34A)로 표시되는 부분 구조 중 적어도 어느 하나를 포함하는 화합물인 것도 바람직하다.

[화학식 50]

[화학식 51]

상기 일반식 (31)에 있어서,

Y₃₁∼Y₃₆은 각각 독립적으로 질소 원자, 또는 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 탄소 원자이고,

다만, Y₃₁∼Y₃₆ 중 적어도 어느 하나는 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 탄소 원자이고,

상기 일반식 (32)에 있어서,

Y₄₁∼Y₄₈은 각각 독립적으로 질소 원자, 또는 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 탄소 원자이고,

다만, Y₄₁∼Y₄₈ 중 적어도 어느 하나는 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 탄소 원자이고,

X₃₀은, 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 질소 원자, 또는 산소 원자, 혹은 황 원자이다.

상기 일반식 (33A) 및 (34A) 중 *은, 각각 독립적으로 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자 또는 다른 구조와의 결합 개소를 나타낸다.

제3 화합물은, 하나의 분자 중에 상기 일반식 (31)로 표시되는 부분 구조 및 상기 일반식 (32)로 표시되는 부분 구조를 합계로, 2개 이상 10개 이하 갖는 것이 바람직하고, 4개 이상 8개 이하 갖는 것이 보다 바람직하다.

상기 일반식 (32)에 있어서, Y₄₁∼Y₄₈ 중 적어도 2개가 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 탄소 원자이고, 그 탄소 원자를 포함하는 고리 구조가 구축되어 있는 것도 바람직하다.

예컨대, 상기 일반식 (32)로 표시되는 부분 구조가, 하기 일반식 (321), 일반식 (322), 일반식 (323), 일반식 (324), 일반식 (325) 및 일반식 (326)로 표시되는 부분 구조로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 부분 구조인 것이 바람직하다.

[화학식 52]

[화학식 53]

[화학식 54]

상기 일반식 (321)∼(326)에 있어서,

X₃₀은, 각각 독립적으로 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 질소 원자, 또는 산소 원자, 혹은 황 원자이고,

X₃₁은, 각각 독립적으로 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 또는 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 탄소 원자이고,

Y₆₁∼Y₆₄는 각각 독립적으로 질소 원자, 또는 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자와 결합하는 탄소 원자이다.

본 실시형태에 있어서는, 제3 화합물은, 상기 일반식 (321)∼(326) 중 상기 일반식 (323)로 표시되는 부분 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 일반식 (31)로 표시되는 부분 구조는, 하기 일반식 (33)로 표시되는 기, 및 하기 일반식 (34)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 기로서 제3 화합물에 포함되는 것이 바람직하다.

제3 화합물은 하기 일반식 (33), 및 하기 일반식 (34)로 표시되는 부분 구조 중 적어도 어느 하나의 부분 구조를 갖는 것도 바람직하다. 하기 일반식 (33) 및 하기 일반식 (34)로 표시되는 부분 구조와 같이 결합 개소가 서로 메타 위치에 위치하기 때문에, 제3 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M3)을 높게 유지할 수 있다.

[화학식 55]

상기 일반식 (33)에 있어서, Y₃₁, Y₃₂, Y₃₄ 및 Y₃₆은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 CR₃₁이다.

상기 일반식 (34)에 있어서, Y₃₂, Y₃₄ 및 Y₃₆은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 CR₃₁이다.

상기 일반식 (33) 및 (34)에 있어서,

R₃₁은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,

치환기로서의 R₃₁은 각각 독립적으로

치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,

치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,

치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,

치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기,

치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,

치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,

치환 또는 무치환의 실릴기,

치환 게르마늄기,

치환 포스핀옥시드기,

할로겐 원자,

시아노기,

니트로기, 및

치환 또는 무치환의 카르복시기

로 이루어진 군에서 선택된다.

다만, 상기 R₃₁에서의 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기는 비축합환인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (33) 및 상기 일반식 (34)에 있어서, *는 각각 독립적으로 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자 또는 다른 구조와의 결합 개소를 나타낸다.

상기 일반식 (33)에 있어서, Y₃₁, Y₃₂, Y₃₄ 및 Y₃₆은 각각 독립적으로 CR₃₁인 것이 바람직하고, 복수의 R₃₁은 서로 동일하거나 상이하다.

또한, 상기 일반식 (34)에 있어서, Y₃₂, Y₃₄ 및 Y₃₆은 각각 독립적으로 CR₃₁인 것이 바람직하고, 복수의 R₃₁은 서로 동일하거나 상이하다.

치환 게르마늄기는 -Ge(R₃₀₁)₃로 표시되는 것이 바람직하다. R₃₀₁은 각각 독립적으로 치환기이다. 치환기 R₃₀₁은, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것이 바람직하다. 복수의 R₃₀₁은 서로 동일하거나 상이하다.

상기 일반식 (32)로 표시되는 부분 구조는, 하기 일반식 (35)∼(39) 및 하기 일반식 (30a)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 기로서 제3 화합물에 포함되는 것이 바람직하다.

[화학식 56]

[화학식 57]

[화학식 58]

상기 일반식 (35)에 있어서, Y₄₁ 내지 Y₄₈은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 CR₃₂이다.

상기 일반식 (36) 및 (37)에 있어서, Y₄₁∼Y₄₅, Y₄₇ 및 Y₄₈은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 CR₃₂이다.

상기 일반식 (38)에 있어서, Y₄₁, Y₄₂, Y₄₄, Y₄₅, Y₄₇ 및 Y₄₈은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 CR₃₂이다.

상기 일반식 (39)에 있어서, Y₄₂∼Y₄₈은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 CR₃₂이다.

상기 일반식 (30a)에 있어서, Y₄₂∼Y₄₇은 각각 독립적으로 질소 원자 또는 CR₃₂이다.

상기 일반식 (35)∼(39) 및 (30a)에 있어서,

R₃₂는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,

치환기로서의 R₃₂는,

치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,

치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,

치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기,

치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,

치환 또는 무치환의 실릴기,

치환 게르마늄기,

치환 포스핀옥시드기,

할로겐 원자,

시아노기,

니트로기, 및

치환 또는 무치환의 카르복시기

로 이루어진 군에서 선택되고,

복수의 R₃₂는 서로 동일하거나 상이하다.

상기 일반식 (37)∼(39) 및 (30a)에 있어서,

X₃₀은, NR₃₃, 산소 원자 또는 황 원자이고,

R₃₃은,

치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,

치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,

치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 플루오로알킬기,

치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,

치환 또는 무치환의 실릴기,

치환 게르마늄기,

치환 포스핀옥시드기,

불소 원자,

시아노기,

니트로기, 및

치환 또는 무치환의 카르복시기

로 이루어진 군에서 선택되고,

복수의 R₃₃은 서로 동일하거나 상이하다.

다만, 상기 R₃₃에서의 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기는 비축합환인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (35)∼(39) 및 (30a)에 있어서, *는 각각 독립적으로 제3 화합물의 분자 중에서의 다른 원자 또는 다른 구조와의 결합 개소를 나타낸다.

상기 일반식 (35)에 있어서, Y₄₁∼Y₄₈은 각각 독립적으로 CR₃₂인 것이 바람직하고, 상기 일반식 (36) 및 상기 일반식 (37)에 있어서, Y₄₁∼Y₄₅, Y₄₇ 및 Y₄₈은 각각 독립적으로 CR₃₂인 것이 바람직하고, 상기 일반식 (38)에 있어서, Y₄₁, Y₄₂, Y₄₄, Y₄₅, Y₄₇ 및 Y₄₈은 각각 독립적으로 CR₃₂인 것이 바람직하고, 상기 일반식 (39)에 있어서, Y₄₂∼Y₄₈은 각각 독립적으로 CR₃₂인 것이 바람직하고, 상기 일반식 (30a)에 있어서, Y₄₂∼Y₄₇은 각각 독립적으로 CR₃₂인 것이 바람직하고, 복수의 R₃₂는 서로 동일하거나 상이하다.

제3 화합물에 있어서, X₃₀은, 산소 원자 또는 황 원자인 것이 바람직하고, 산소 원자인 것이 보다 바람직하다.

제3 화합물에 있어서, R₃₁ 및 R₃₂는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R₃₁ 및 치환기로서의 R₃₂는, 각각 독립적으로 불소 원자, 시아노기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 기인 것이 바람직하다. R₃₁ 및 R₃₂는, 수소 원자, 시아노기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기인 것이 보다 바람직하다. 다만, 치환기로서의 R₃₁ 및 치환기로서의 R₃₂가 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 경우, 해당 아릴기는 비축합환인 것이 바람직하다.

제3 화합물은, 방향족 탄화수소 화합물 또는 방향족 복소환 화합물인 것도 바람직하다.

제3 화합물에서의 치환기의 예는, 예컨대 이하와 같지만, 본 발명은 이들 예에 한정되지 않는다.

아릴기(방향족 탄화수소기로 칭하는 경우가 있다.)의 구체예로는, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기, 페난트릴기, 피레닐기, 크리세닐기, 벤조[c]페난트릴기, 벤조[g]크리세닐기, 벤조안트릴기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 플루오란테닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기 및 플루오레닐기 등을 들 수 있다.

치환기를 갖는 아릴기로는, 톨릴기, 크실릴기 및 9,9-디메틸플루오레닐기 등을 들 수 있다.

구체예가 나타내는 바와 같이, 아릴기는, 축합 아릴기 및 비축합 아릴기를 모두 포함한다.

아릴기로는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 나프틸기, 트리페닐레닐기 또는 플루오레닐기가 바람직하다.

헤테로아릴기(복소환기, 헤테로 방향족환기 또는 방향족 복소환기로 칭하는 경우가 있다.)의 구체예로는, 피롤릴기, 피라졸릴기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피리딜기, 트리아지닐기, 인돌릴기, 이소인돌릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인다졸릴기, 이미다조[1,2-a]피리디닐기, 푸릴기, 벤조푸라닐기, 이소벤조푸라닐기, 디벤조푸라닐기, 아자디벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티에닐기, 디벤조티에닐기, 아자디벤조티에닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 나프티리디닐기, 카르바졸릴기, 아자카르바졸릴기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 페노티아지닐기, 페녹사지닐기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 푸라자닐기, 벤즈옥사졸릴기, 티에닐기, 티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤즈티아졸릴기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 카르바졸릴기, 피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 아자디벤조푸라닐기 및 아자디벤조티에닐기 등을 들 수 있다.

헤테로아릴기로는, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 카르바졸릴기, 피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 아자디벤조푸라닐기 또는 아자디벤조티에닐기가 바람직하고, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 아자디벤조푸라닐기 또는 아자디벤조티에닐기가 더욱 바람직하다.

제3 화합물에 있어서, 치환 실릴기는, 치환 또는 무치환의 트리알킬실릴기, 치환 또는 무치환의 아릴알킬실릴기, 및 치환 또는 무치환의 트리아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것도 바람직하다.

치환 또는 무치환의 트리알킬실릴기의 구체예로는, 트리메틸실릴기 및 트리에틸실릴기를 들 수 있다.

치환 혹은 무치환의 아릴알킬실릴기의 구체예로는, 디페닐메틸실릴기, 디톨릴메틸실릴기 및 페닐디메틸실릴기 등을 들 수 있다.

치환 또는 무치환의 트리아릴실릴기의 구체예로는, 트리페닐실릴기 및 트리톨릴실릴기 등을 들 수 있다.

제3 화합물에 있어서, 치환 포스핀옥시드기는, 치환 또는 무치환의 디아릴포스핀옥시드기인 것도 바람직하다.

치환 또는 무치환의 디아릴포스핀옥시드기의 구체예로는, 디페닐포스핀옥시드기 및 디톨릴포스핀옥시드기 등을 들 수 있다.

제3 화합물에 있어서, 치환 카르복시기로는, 예컨대 벤조일옥시기 등을 들 수 있다.

·제3 화합물의 제조 방법

제3 화합물은, 예컨대 국제공개 제2012/153780호 및 국제공개 제2013/038650호 등에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 예컨대 목적물에 맞춘 기지의 대체 반응 및 원료를 이용함으로써 제3 화합물을 제조할 수 있다.

·제3 화합물의 구체예

본 실시형태에 관한 제3 화합물의 구체예를 이하에 나타낸다. 한편, 본 발명에서의 제3 화합물은 이들 구체예에 한정되지 않는다.

[화학식 59]

[화학식 60]

[화학식 61]

[화학식 62]

(발광층에서의 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물의 관계)

본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 발광층이 제2 화합물과 제3 화합물을 포함하는 경우, 제2 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(M2)과, 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(M3)는, 하기 수식 (수 2)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

S₁(M3) > S₁(M2) (수 2)

제3 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M3)은, 제1 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M1)보다 큰 것이 바람직하다.

제3 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M3)은, 제2 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M2)보다 큰 것이 바람직하다.

제1 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(M1)와, 제2 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(M2)과, 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(M3)는, 하기 수식 (수 2A)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

S₁(M3) > S₁(M2) > S₁(M1) … (수 2A)

제1 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M1)과, 제2 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M2)과, 제3 화합물의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K(M3)은, 하기 수식 (수 2B)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

T_77K(M3) > T_77K(M2) > T_77K(M1) … (수 2B)

본 실시형태의 유기 EL 소자를 발광시켰을 때에, 발광층에 있어서 주로 제1 실시형태의 화합물이 발광하고 있는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 유기 EL 소자는, 제3 실시형태의 유기 EL 소자와 마찬가지로 녹색 발광하는 것이 바람직하다.

유기 EL 소자로부터 발광하는 광의 메인 피크 파장은, 제3 실시형태의 유기 EL 소자와 동일한 방법으로 측정할 수 있다.

·발광층에서의 화합물의 함유율

발광층이 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물을 포함하고 있는 경우, 해당 발광층 중의 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물의 함유율은, 예컨대 이하의 범위인 것이 바람직하다.

제3 화합물의 함유율은, 10 질량% 이상 80 질량% 이하인 것이 바람직하다.

발광층에서의 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물의 합계 함유율의 상한은 100 질량%이다. 또, 본 실시형태는, 발광층에, 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물 이외의 재료가 포함되는 것을 제외하지 않는다.

발광층은, 제1 화합물을 1종만 포함해도 좋고, 2종 이상 포함해도 좋다. 발광층은, 제2 화합물을 1종만 포함해도 좋고, 2종 이상 포함해도 좋다. 발광층은, 제3 화합물을 1종만 포함해도 좋고, 2종 이상 포함해도 좋다.

도 5는, 발광층에서의 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물의 에너지 준위의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5에 있어서, S0은 기저 상태를 나타낸다. S1(M1)는 제1 화합물의 최저 여기 일중항 상태를 나타내고, T1(M1)는 제1 화합물의 최저 여기 삼중항 상태를 나타낸다. S1(M2)는 제2 화합물의 최저 여기 일중항 상태를 나타내고, T1(M2)는 제2 화합물의 최저 여기 삼중항 상태를 나타낸다. S1(M3)는 제3 화합물의 최저 여기 일중항 상태를 나타내고, T1(M3)는 제3 화합물의 최저 여기 삼중항 상태를 나타낸다. 도 5 중의 S1(M2)로부터 S1(M1)로 향하는 파선의 화살표는, 제2 화합물의 최저 여기 일중항 상태로부터 제1 화합물로의 푀르스터형 에너지 이동을 나타낸다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제2 화합물로서 ΔST(M2)가 작은 화합물(지연 형광성 발광 재료)을 이용하면, 최저 여기 삼중항 상태 T1(M2)는 열에너지에 의해 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)로 역항간 교차가 가능하다. 그리고, 제2 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)로부터 제1 화합물로의 푀르스터형 에너지 이동이 생기고, 최저 여기 일중항 상태 S1(M1)가 생성된다. 그 결과, 제1 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M1)로부터의 형광 발광을 관측할 수 있다. 이 TADF 메커니즘에 의한 지연 형광을 이용하는 것에 의해서도, 이론적으로 내부 양자 효율을 100%까지 높일 수 있다고 생각되고 있다.

〔제5 실시형태〕

(전자 기기)

본 실시형태에 관한 전자 기기는, 전술한 실시형태의 어느 하나의 유기 EL 소자를 탑재하고 있다. 전자 기기로는, 예컨대 표시 장치 및 발광 장치 등을 들 수 있다. 표시 장치로는, 예컨대 표시 부품(예컨대, 유기 EL 패널 모듈 등), 텔레비전, 휴대전화, 태블릿 및 퍼스널 컴퓨터 등을 들 수 있다. 발광 장치로는, 예컨대 조명 및 차량용 등기구 등을 들 수 있다.

〔실시형태의 변경〕

한편, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변경, 개량 등은 본 발명에 포함된다.

예컨대, 발광층은, 1층에 한정되지 않고, 복수의 발광층이 적층되어 있어도 좋다. 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 적어도 하나의 유기층이 상기 실시형태에서 설명한 조건을 만족시키면 되며, 적어도 하나의 발광층이 제1 실시형태의 화합물을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 복수의 발광층 중 하나의 발광층이 제1 실시형태의 화합물을 포함하고 있는 경우, 예컨대 그 밖의 발광층이 형광 발광형의 발광층이어도 좋고, 삼중항 여기 상태로부터 직접 기저 상태로의 전자 천이에 의한 발광을 이용한 인광 발광형의 발광층이어도 좋다.

또한, 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 이들 발광층이 서로 인접하여 형성되어 있어도 좋고, 중간층을 통해 복수의 발광 유닛이 적층된 소위 탠덤형의 유기 EL 소자이어도 좋다.

또한, 예컨대 발광층의 양극측 및 음극측의 적어도 한쪽에 장벽층을 인접시켜 형성해도 좋다. 장벽층은 발광층에 접하여 배치되며, 정공, 전자 및 여기자의 적어도 어느 하나를 저지하는 것이 바람직하다.

예컨대, 발광층의 음극측에서 접하여 장벽층이 배치된 경우, 해당 장벽층은 전자를 수송하고 또한 정공이 그 장벽층보다 음극측의 층(예컨대, 전자 수송층)에 도달하는 것을 저지한다. 유기 EL 소자가 전자 수송층을 포함하는 경우는, 발광층과 전자 수송층의 사이에 해당 장벽층을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 발광층의 양극측에서 접하여 장벽층이 배치된 경우, 해당 장벽층은 정공을 수송하고 또한 전자가 해당 장벽층보다 양극측의 층(예컨대, 정공 수송층)에 도달하는 것을 저지한다. 유기 EL 소자가 정공 수송층을 포함하는 경우는, 발광층과 정공 수송층의 사이에 해당 장벽층을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 여기 에너지가 발광층으로부터 그 주변층으로 누출되지 않도록 장벽층을 발광층에 인접시켜 형성해도 좋다. 발광층에서 생성된 여기자가 해당 장벽층보다 전극측의 층(예컨대, 전자 수송층 및 정공 수송층 등)으로 이동하는 것을 저지한다.

발광층과 장벽층은 접합되어 있는 것이 바람직하다.

그 밖에, 본 발명의 실시에서의 구체적인 구조 및 형상 등은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 해도 좋다.

실시예

이하, 본 발명에 관한 실시예를 설명한다. 본 발명은 이들 실시에에 의해 전혀 한정되지 않는다.

<화합물>

실시예 1의 유기 EL 소자의 제조에 이용한 일반식 (1)로 표시되는 화합물을 이하에 나타낸다.

[화학식 63]

비교예 1의 유기 EL 소자의 제조에 이용한 비교 화합물을 이하에 나타낸다.

[화학식 64]

실시예 및 비교예에 관한 유기 EL 소자의 제조에 이용한 그 밖의 화합물을 이하에 나타낸다.

[화학식 65]

[화학식 66]

[화학식 67]

<유기 EL 소자의 제작>

유기 EL 소자를 이하와 같이 제작하여 평가했다.

(실시예 1)

25 mm×75 mm×1.1 mm 두께의 ITO 투명 전극(양극)을 구비한 유리 기판(지오마텍 주식회사 제조)을 이소프로필알코올 중에서 5분간 초음파 세정을 행한 후, UV 오존 세정을 1분간 행했다. ITO의 막 두께는 130 nm로 했다.

세정후의 투명 전극 라인을 구비한 상기 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 위에 투명 전극을 덮어 화합물 HT-1과 화합물 HA를 공증착하여, 막 두께 10 nm의 정공 주입층을 형성했다. 정공 주입층에서의 화합물 HT-1의 농도를 97 질량%로 하고, 화합물 HA의 농도를 3 질량%로 했다.

이어서, 정공 주입층 상에 화합물 HT-1을 증착하여, 막 두께 110 nm의 제1 정공 수송층을 형성했다.

이어서, 이 제1 정공 수송층 상에 화합물 HT-2을 증착하여, 막 두께 10 nm의 제2 정공 수송층을 형성했다.

이어서, 이 제2 정공 수송층 상에, 제1 화합물로서의 화합물 GD-1과, 제2 화합물로서의 화합물 TADF-1과, 제3 화합물로서의 화합물 D-1을 공증착하여, 막 두께 25 nm의 발광층을 형성했다. 발광층에서의 화합물 TADF-1의 농도를 25 질량%로 하고, 화합물 GD-1의 농도를 1 질량%로 하고, 화합물 D-1의 농도를 74 질량%로 했다.

이어서, 이 발광층 상에 화합물 ET-1을 증착하여, 막 두께 5 nm의 제1 전자 수송층을 형성했다.

이어서, 이 제1 전자 수송층 상에 화합물 ET-2을 증착하여, 막 두께 50 nm의 제2 전자 수송층을 형성했다.

이어서, 이 제2 전자 수송층 상에 불화리튬(LiF)을 증착하여, 막 두께 1 nm의 전자 주입성 전극(음극)을 형성했다.

그리고, 이 전자 주입성 전극 상에 금속 알루미늄(Al)을 증착하여, 막 두께 80 nm의 금속 Al 음극을 형성했다.

실시예 1의 소자 구성을 대략적으로 나타내면 다음과 같다.

ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(110)/HT-2(10)/D-1:TADF-1:GD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(5)/ET-2(50)/LiF(1)/Al(80)

한편, 괄호 안의 숫자는 막 두께(단위 : nm)를 나타낸다.

마찬가지로, 괄호 안에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자(97%:3%)는, 정공 주입층에서의 화합물 HT-1 및 화합물 HA의 비율(질량%)을 나타내고, 퍼센트 표시된 숫자(74%:25%:1%)는, 발광층에서의 제3 화합물, 제2 화합물 및 제1 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다. 이하, 동일한 표기로 한다.

(비교예 1)

비교예 1의 유기 EL 소자는, 실시예 1에서의 화합물 GD-1을 표 2에 기재된 제1 화합물로 치환한 것 외에, 실시예 1과 동일하게 하여 작성했다.

<유기 EL 소자의 평가>

제작한 유기 EL 소자에 관해 이하의 평가를 행했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 각 실시예의 발광층에서 사용한 일반식 (1)의 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁ 및 메인 피크 파장, 제2 화합물의 열활성화 지연 형광성(ΔST 및 Delay/Prompt 비), 및 최저 여기 일중항 에너지 S₁, 및 제3 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁도 표 2에 나타낸다.

·구동 전압(V)

유기 EL 소자의 전류 밀도가 10 mA/㎠이 되도록 양극과 음극 사이에 통전했을 때의 전압(단위 : V)을 계측했다.

·CIE1931 색도

유기 EL 소자의 전류 밀도가 10 mA/㎠이 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카 미놀타 주식회사 제조)로 계측했다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 CIEx 및 CIEy를 산출했다.

·외부 양자 효율 EQE

유기 EL 소자의 전류 밀도가 10 mA/㎠가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카 미놀타 주식회사 제조)으로 계측했다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 램버시안 방사를 행했다고 가정하여 외부 양자 효율 EQE(단위 : %)을 산출했다.

·메인 피크 파장(λp) 및 발광 반치폭 FWHM

유기 EL 소자의 전류 밀도가 10 mA/㎠이 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카 미놀타 주식회사 제조)로 계측했다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 메인 피크 파장 λ_p(단위 : nm)를 구했다. 또한, 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터 발광 반치폭 FWHM(단위 : nm)을 측정했다.

[표 2]

실시예 1에 관한 유기 EL 소자와 비교예 1에 관한 유기 EL 소자를 대비하면, 소자의 메인 피크 파장은 동일하며, 실시예 1의 쪽이, 구동 전압이 낮고, EQE가 높고, 반치폭이 좁았다. 일반식 (1)로 표시되는 화합물과 같은 벤조인돌 구조를 도입하여, 붕소 및 질소의 다중 공명 효과를 발생시키는 것에 의해, 녹색 영역의 발광과 스펙트럼의 반치폭의 협소화를 동시에 달성할 수 있었다고 생각된다.

<화합물의 평가>

표 2 중에 기재한 화합물의 물성치는 이하의 방법으로 측정했다.

(지연 형광성)

·화합물 TADF-1의 지연 형광성

지연 형광성은 도 2에 도시하는 장치를 이용하여 과도 PL을 측정하는 것에 의해 확인했다. 상기 화합물 TADF-1을 톨루엔에 용해하고, 자기 흡수의 기여를 제거하기 위해 여기 파장에 있어서 흡광도가 0.05 이하인 희박 용액을 조제했다. 또한 산소에 의한 소광(消光)을 방지하기 위해, 시료 용액을 동결 탈기한 후에 아르곤 분위기하에 덮개를 구비한 셀에 봉입함으로써, 아르곤으로 포화된 무산소 시료 용액으로 했다.

상기 시료 용액의 형광 스펙트럼을 분광 형광 광도계 FP-8600(니혼분코사 제조)로 측정하고, 또한 동일한 조건으로 9,10-디페닐안트라센의 에탄올 용액의 형광 스펙트럼을 측정했다. 양 스펙트럼의 형광 면적 강도를 이용하여, 문헌[Morris et al. J. Phys. Chem. 80(1976) 969] 중의 (1)식에 의해 전체 형광 양자 수율을 산출했다.

상기 화합물 TADF-1이 흡수하는 파장의 펄스광(펄스 레이저로부터 조사되는 광)으로 여기된 후, 그 여기 상태로부터 즉시 관찰되는 Prompt 발광(즉시 발광)과, 그 여기후 즉시 관찰되지는 않고 그 후 관찰되는 Delay 발광(지연 발광)이 존재한다. 본 실시예에서의 지연 형광 발광이란, Delay 발광(지연 발광)의 양이 Prompt 발광(즉시 발광)의 양에 대하여 5% 이상을 의미한다. 구체적으로는, Prompt 발광(즉시 발광)의 양을 X_P로 하고, Delay 발광(지연 발광)의 양을 X_D로 했을 때에, X_D/X_P의 값이 0.05 이상인 것을 의미한다.

Prompt 발광과 Delay 발광의 양과 그 비는, 문헌[“Nature 492, 234-238, 2012”](참고 문헌 1)에 기재된 방법과 동일한 방법으로 구할 수 있다. 한편, Prompt 발광과 Delay 발광의 양의 산출에 사용되는 장치는, 상기 참고 문헌 1에 기재된 장치, 또는 도 2에 기재된 장치에 한정되지 않는다.

화합물 TADF-1에 관해, Delay 발광(지연 발광)의 양이 Prompt 발광(즉시 발광)의 양에 대하여 5% 이상인 것이 확인되었다.

구체적으로는, 화합물 TADF-1에 관해 X_D/X_P의 값이 0.05 이상이었다. 표 2 중, 「Delay/Prompt」은 「X_D/X_P」의 값을 의미하고, X_D/X_P의 값이 「>0.05」는 0.05를 초과하는 값인 것을 의미한다.

·ΔST

화합물 GD-1, Ref-1, TADF-1 및 D-1의 최저 여기 일중항 에너지 S₁를, 전술한 용액법에 의해 측정했다. 화합물 TADF-1의 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K을 전술한 「삼중항 에너지와 77[K]에서의 에너지 갭의 관계」에서 기재한 에너지 갭 T_77K의 측정 방법에 의해 측정했다.

측정한 최저 여기 일중항 에너지 S₁와 77[K]에서의 에너지 갭 T_77K에 기초하여 화합물 TADF-1의 ΔST를 산출했다.

·화합물의 메인 피크 파장

측정 대상이 되는 화합물의 5 μmol/L 톨루엔 용액을 조제하여 석영 셀에 넣고, 상온(300 K)에서 이 시료의 형광 스펙트럼(종축 : 형광 발광 강도, 횡축 : 파장으로 함)을 측정했다. 본 실시예에서는, 형광 스펙트럼을 히타치사 제조의 분광 형광 광도계(장치명 : F-7000)로 측정했다. 한편, 형광 스펙트럼 측정 장치는, 여기서 이용한 장치에 한정되지 않는다. 형광 스펙트럼에 있어서, 발광 강도가 최대가 되는 형광 스펙트럼의 피크 파장을 화합물의 메인 피크 파장으로 했다.

<화합물의 합성>

(합성예 1) 화합물 GD-1의 합성

[중간체 1-1의 제조]

[화학식 68]

아르곤 분위기 하에, 2-아미노-3-요오드나프탈렌(4.28 g), 1,2-디페닐아세틸렌(3.40 g), 아세트산팔라듐(II)(178 mg), 트리시클로헥실포스핀(446 mg), 탄산칼륨(5.49 g) 및 N-메틸피롤리돈(360 mL)의 혼합물을 110℃에서 5시간 교반했다. 얻어진 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 일부의 N-메틸피롤리돈을 감압 증류 제거한 후, t-부틸메틸에테르로 희석하고, 물에 가했다. 수층을 t-부틸메틸에테르로 추출하고, 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켜 용매를 감압 증류 제거했다. 얻어진 잔사를 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 1-1을 2.78 g(55%) 얻었다. 반응 스킴 중, Pd(OAc)₂은 아세트산팔라듐(II)이고, Cy₃P는 트리시클로헥실포스핀이고, NMP는 N-메틸피롤리돈이다.

[중간체 1-2의 제조]

[화학식 69]

아르곤 분위기 하에, 2-브로모-1,3-디플루오로-5-요오드벤젠(47.8 g), 페닐보론산(18.29 g), 인산삼칼륨(39.8 g), [1,1-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)디클로라이드(1.09 g), 1,4-디옥산(250 mL), 및 물(125 mL)의 혼합물을 실온에서 4시간 교반했다. 얻어진 혼합물에 톨루엔(250 mL) 및 물(200 mL)을 가하고, 수층을 톨루엔으로 추출하고, 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켜 용매를 감압 증류 제거했다. 얻어진 잔사를 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 중간체 1-2를 35.1 g(87%) 얻었다. 반응 스킴 중, Pd(dppf)Cl₂는 [1,1-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)디클로라이드이다.

[중간체 1-3의 제조]

[화학식 70]

아르곤 분위기 하에, 중간체 1-1(6.39 g), 중간체 1-2(10.76 g), 인산삼칼륨(21.23 g) 및 디메틸포름아미드(140 mL)의 혼합물을 105℃에서 48시간 교반했다. 일부의 디메틸포름아미드를 감압 증류 제거한 후 물에 넣고, t-부틸메틸에테르로 추출했다. 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시켜 용매를 감압 증류 제거했다. 얻어진 잔사를 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 1-3을 6.2 g(55%) 얻었다. 반응 스킴 중, DMF는 디메틸포름아미드이다.

[중간체 1-4의 제조]

[화학식 71]

아르곤 분위기 하에, 중간체 1-3(6.14 g), 3,6-디-tert-부틸-9H-카르바졸(3.32 g), 인산삼칼륨(6.88 g) 및 디메틸포름아미드(96 mL)의 혼합물을 105℃에서 20시간 교반했다. 일부의 디메틸포름아미드를 감압 증류 제거하고, 얻어진 혼합물을 150 mL의 물에 넣어 교반시켰다. 석출된 고체를 여과하여 취하고, 물로 세정한 후에 감압 건조시켰다. 또한, 얻어진 고체를 220 mL의 에탄올에 현탁시켜 1시간 가열 환류시킨 후, 고체를 여과하여 취하는 것에 의해, 중간체 1-4를 7.31 g(82%) 얻었다.

[화합물 GD-1의 제조]

[화학식 72]

아르곤 분위기 하에, 중간체 1-4(2.23 g)를 tert-부틸벤젠(33 mL)에 가하고, -20℃로 냉각시킨 후, 1.9 M의 tert-부틸리튬펜탄 용액(2.8 mL)을 적하했다. 적하후, 70℃까지 승온하여 30분 교반한 후, tert-부틸벤젠보다 저비점의 성분을 감압 증류 제거했다. -55℃까지 냉각시켜 삼브롬화붕소(0.57 mL)를 가하고, 실온까지 승온하여 1시간 교반했다. 그 후, 0℃로 냉각시켜 N,N-디이소프로필에틸아민(1.19 mL)을 가하고, 발열이 수습될 때까지 실온에서 교반한 후, 130℃까지 승온하여 밤새 교반했다. tert-부틸벤젠을 감압 증류 제거한 후, 잔사를 플래시 크로마토그래피로 정제하여 귤색 화합물을 350 mg 얻었다. 이 귤색 화합물은, 매스 스펙트럼 분석의 결과, 목적물이며, 분자량 756.8에 대하여 757.4[M+H]⁺였다. 반응 스킴 중, t-BuLi는 tert-부틸리튬이고, DIPEA는 N,N-디이소프로필에틸아민이다.

1 : 유기 EL 소자
2 : 기판
3 : 양극
4 : 음극
5 : 발광층
6 : 정공 주입층
7 : 정공 수송층
8 : 전자 수송층
9 : 전자 주입층

Claims

하기 일반식 (1)로 표시되는 화합물.
[화학식 1]

(상기 일반식 (1)에 있어서,
X₁은 CR₁ 또는 질소 원자이고,
X₂는 CR₂ 또는 질소 원자이고,
X₃은 CR₃ 또는 질소 원자이고,
X₄는 CR₄ 또는 질소 원자이고,
X₅는 CR₅ 또는 질소 원자이고,
X₆은 CR₆ 또는 질소 원자이고,
X₇은, CR₇이거나, 질소 원자이거나, 또는 X₈과 단일 결합으로 결합하는 탄소 원자이고,
X₈은, CR₈이거나, 질소 원자이거나, 또는 X₇과 단일 결합으로 결합하는 탄소 원자이고,
X₉는 CR₉ 또는 질소 원자이고,
X₁₀은 CR₁₀ 또는 질소 원자이고,
X₁₁은 CR₁₁ 또는 질소 원자이고,
X₁₂는 CR₁₂ 또는 질소 원자이고,
Q는 CR_Q 또는 질소 원자이고,
Y는, NR_Y1, 산소 원자, 황 원자, C(R_Y2)(R_Y3) 또는 Si(R_Y4)(R_Y5)이고,
R₁∼R₆ 및 R₉∼R₁₁ 중의 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
R₃, R₄ 및 R_Y1 중의 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
R₃, R₄ 및 R_Y1 중의 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이 서로 결합하여 형성된 단환 또는 축합환에서의 적어도 하나의 수소는,
탄소수 1∼50의 알킬기,
고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기,
-O-(R₉₂₀)로 표시되는 기, 및
-N(R₉₂₁)(R₉₂₂)로 표시되는 기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 치환기로 치환되어 있거나 혹은 치환되어 있지 않고,
해당 치환기에서의 적어도 하나의 수소는, 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기 또는 탄소수 1∼50의 알킬기로 치환되어 있거나 혹은 치환되어 있지 않고,
상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R₁∼R₁₁ 및 R₁₂∼R₁₃, 및 R_Q는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R₉₁₁)(R₉₁₂)(R₉₁₃)로 표시되는 기,
-O-(R₉₁₄)로 표시되는 기,
-S-(R₉₁₅)로 표시되는 기,
-N(R₉₁₆)(R₉₁₇)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R₉₁₈로 표시되는 기,
-COOR₉₁₉로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R_Y1은,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R_Y2 및 R_Y3으로 이루어진 조가,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R_Y2 및 R_Y3, 및 R_Y4 및 R_Y5는 각각 독립적으로
수소 원자,
할로겐 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R₉₁₁∼R₉₂₂는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R₉₁₁이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₁은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₁₂가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₂는 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₁₃이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₃은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₁₄가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₄는 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₁₅가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₅는 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₁₆이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₆은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₁₇이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₇은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₁₈이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₈은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₁₉가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₁₉는 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₂₀이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₂₀은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₂₁이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₂₁은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₂₂가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₂₂는 서로 동일하거나 상이하다.)
제1항에 있어서, 하기 일반식 (2)로 표시되는 화합물.
[화학식 2]

(상기 일반식 (2)에 있어서, R₁∼R₁₃, R_Y1, R_Q는 각각 독립적으로 상기 일반식 (1)에서 정의한 바와 같다.)
제1항 또는 제2항에 있어서, 하기 일반식 (3)으로 표시되는 화합물.
[화학식 3]

(상기 일반식 (3)에 있어서,
R₁∼R₃, R₅∼R₁₃ 및 R_Q는 각각 독립적으로 상기 일반식 (1)에서 정의한 바와 같고,
R_x1∼R_x4 중의 인접하는 2개 이상으로 이루어진 조의 1조 이상이,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않은 R_x1∼R_x4는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-Si(R₉₃₁)(R₉₃₂)(R₉₃₃)로 표시되는 기,
-O-(R₉₃₄)로 표시되는 기,
-S-(R₉₃₅)로 표시되는 기,
-N(R₉₃₆)(R₉₃₇)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R₉₃₈로 표시되는 기,
-COOR₉₃₉로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R₉₃₁∼R₉₃₉는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R₉₃₁이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₁은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₃₂가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₂는 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₃₃이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₃은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₃₄가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₄는 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₃₅가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₅는 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₃₆이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₆은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₃₇이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₇은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₃₈이 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₈은 서로 동일하거나 상이하고,
R₉₃₉가 복수 존재하는 경우, 복수의 R₉₃₉는 서로 동일하거나 상이하다.)
제1항 또는 제2항에 있어서, R₁∼R₁₃ 및 R_Q는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기인 화합물.
제1항 또는 제2항에 있어서, R₁∼R₁₃ 및 R_Q는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 헤테로아릴기인 화합물.
제3항에 있어서, R₁∼R₃, R₅∼R₁₃, R_Q 및 R_x1∼R_x4는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 헤테로아릴기인 화합물.
제3항에 있어서, R₁∼R₃, R₅∼R₁₃, R_Q 및 R_x1∼R_x4는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 헤테로아릴기인 화합물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 일반식 (4)로 표시되는 화합물.
[화학식 4]

(상기 일반식 (4)에 있어서, R₂, R₆, R₁₃, R_Q 및 R_x2는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼10의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼12의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼18의 헤테로아릴기이다.)
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, R₁₃ 및 R_Q는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼10의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기, 또는
치환 혹은 무치환의 디벤조푸라닐기인 화합물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기가,
무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,
무치환의 탄소수 2∼25의 알케닐기,
무치환의 탄소수 2∼25의 알키닐기,
무치환의 고리 형성 탄소수 3∼25의 시클로알킬기,
-Si(R₉₀₁)(R₉₀₂)(R₉₀₃)로 표시되는 기,
-O-(R₉₀₄)로 표시되는 기,
-S-(R₉₀₅)로 표시되는 기,
-N(R₉₀₆)(R₉₀₇)로 표시되는 기,
무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R₉₀₈로 표시되는 기,
-COOR₉₀₉로 표시되는 기,
-S(=O)₂R₉₄₁로 표시되는 기,
-P(=O)(R₉₄₂)(R₉₄₃)로 표시되는 기,
-Ge(R₉₄₄)(R₉₄₅)(R₉₄₆)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는
무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 복소환기이며,
R₉₀₁∼R₉₀₉ 및 R₉₄₁∼R₉₄₆은 각각 독립적으로
수소 원자,
무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,
무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는
무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 복소환기인 화합물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기가,
할로겐 원자,
무치환의 탄소수 1∼25의 알킬기,
무치환의 고리 형성 탄소수 6∼25의 아릴기, 또는
무치환의 고리 형성 원자수 5∼25의 복소환기인 화합물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기가,
무치환의 탄소수 1∼10의 알킬기,
무치환의 고리 형성 탄소수 6∼12의 아릴기, 또는
무치환의 고리 형성 원자수 5∼12의 복소환기인 화합물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,「치환 혹은 무치환」이라고 기재된 기는 모두 「무치환」의 기인 화합물.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료.
음극과, 양극과, 상기 음극과 상기 양극의 사이에 포함되는 유기층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자로서,
상기 유기층이 발광층을 포함하고,
상기 유기층의 적어도 1층이 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
제15항에 있어서, 상기 발광층이 상기 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 발광층이 지연 형광성 발광 재료를 더 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
제17항에 있어서, 상기 지연 형광성 발광 재료의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(H)와, 상기 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 S₁(D)이 하기 수식 (수 1)을 만족시키는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
S₁(H) > S₁(D) … (수 1)
제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 탑재한 전자 기기.