KR20230086603A - 트리아지닐기를 가지는 다환 방향족 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

트리아지닐기를 가지는 다환 방향족 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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KR20230086603A
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다이사쿠 타카무라
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카츠야 마스다
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Abstract

본 발명은 신규의 다환 방향족 화합물 및 그것을 사용한 유기 EL 소자를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에 의해, 유기 EL 소자용 재료의 선택지를 늘린다. 또한, 이 신규의 재료를 사용하여 예를 들면 유기 EL 소자를 제작함으로써, 뛰어난 소자를 제공한다.
Figure pat00126

A환, B환, 및 C환은 치환되어 있어도 되는 아릴환이며, Y1은 B(붕소) 등이며, R21∼R23은, 수소나 아릴 등이며, L은, 단결합이나 아릴렌 등이며, m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며, m이 2인 경우, n은 1이며, L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 함께, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고, 식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.

Description

트리아지닐기를 가지는 다환 방향족 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자 {ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT USING POLYCYCLIC AROMATIC COMPOUND HAVING TRIAZINYL GROUP}
본 발명은, 트리아지닐기를 가지는 다환 방향족 화합물과, 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자, 그리고, 표시 장치 및 조명 장치에 관한 것이다. 또한, 본 명세서 중에서 「유기 전계 발광 소자」를 「유기 EL 소자」 또는 단지 「소자」라고 표기하는 경우가 있다.
종래, 전계 발광하는 발광 소자를 사용한 표시 장치는, 저전력화나 박형화가 가능하기 때문에, 종종 연구되고, 나아가, 유기 재료로 이루어지는 유기 전계 발광 소자는, 경량화나 대형화가 용이하기 때문에 활발하게 검토되어 왔다. 특히, 광의 삼원색 중 하나인 청색 등의 발광 특성을 갖는 유기 재료의 개발, 및 정공, 전자 등의 전하 수송 능력(반도체나 초전도체가 될 가능성을 가짐)을 구비한 유기 재료의 개발에 대해서는, 고분자 화합물, 저분자 화합물을 막론하고 지금까지 활발하게 연구되어 왔다.
유기 EL 소자는, 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 해당 한 쌍의 전극 사이에 배치되며, 유기 화합물을 포함하는 한층 또는 복수의 층으로 이루어지는 구조를 가진다. 유기 화합물을 포함하는 층에는, 발광층이나, 정공, 전자 등의 전하를 수송 또는 주입하는 전하 수송/주입층 등이 있는데, 이들 층에 적당한 다양한 유기 재료가 개발되고 있다.
예를 들면, 유기 EL 소자나 유기 박막 태양 전지에 사용하는 재료로서 트리페닐아민 유도체를 개량한 재료도 보고되고 있다(국제공개 제2012/118164호 공보). 이 재료는 이미 실용화되고 있는 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민(TPD)을 참고로 하여, 트리페닐아민을 구성하는 방향환끼리를 연결함으로써, 질소를 환 구조의 중심에 배치하면서 그 평면성을 높인 것을 특징으로 하는 재료이다. 이 문헌에서는 예를 들면 NO 연결계 화합물(63페이지의 화합물 1)의 전하 수송 특성이 평가되고 있지만, NO 연결계 화합물 이외의 재료의 제조 방법에 대해서는 기재되어 있지 않으며, 또한, 연결하는 원소가 다르면 화합물 전체의 전자 상태가 다르기 때문에, NO 연결계 화합물 이외의 재료로 얻어지는 특성도 알려져 있지 않았다.
이와 같은 상황에서, 최근에는 붕소 등을 중심 원자로 하여 복수의 방향족환을 축합한 화합물도 보고되고 있다(국제공개 제2015/102118호 공보). 이 문헌에서는 발광층용 재료를 비롯하여, 전자 등의 전하 수송층용 재료로서 해당 복수의 방향족환을 축합한 화합물을 사용한 유기 EL 소자가 평가되고 있다. 또한, 이와 같은 화합물을 더 다량화한 예(국제공개 제2018/212169호 공보)나, 분자 내에 있어서 연결기에 의해 공액계를 확장한 예가 보고되고 있다(한국공개특허 제10-2020-0121228호, 국제공개 제2020/217229호 공보).
국제공개 제2012/118164호 공보 국제공개 제2015/102118호 공보 국제공개 제2018/212169호 공보 한국공개특허 제10-2020-0121228호 국제공개 제2020/217229호 공보
특허문헌 1∼5에서 보고한 것과 같이, 유기 EL 소자에 사용되는 재료로서는 다양한 재료가 개발되고 있지만, 유기 EL 소자용 재료의 선택지를 늘리기 위해, 종래와는 다른 화합물로 이루어지는 재료의 개발이 기대되고 있다. 특히, 질소를 환 구조의 중심에 배치한 NO 연결계 화합물 이외의 재료로 얻어지는 유기 EL 특성이나 그 제조 방법을 모색하는 것은 유익하다.
또한, 특허문헌 2∼5에서는, 붕소를 포함하는 다환 방향족 화합물과 이를 사용한 유기 EL 소자가 보고되고 있지만, 해당 문헌에는 매우 많은 화합물이 개시되어 있어, 더욱 소자 특성을 향상시키기 위해, 발광 효율이나 소자 수명 등의 유기 EL 특성을 향상시킬 수 있는 전하 수송층용 재료, 특히 전자 수송층용 재료나 전자 주입층용 재료 등을 모색하는 것은 유익하다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 신규한 구조를 갖는 다환 방향족 화합물을 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 배치하여 예를 들면 유기 EL 소자를 구성함으로써, 우수한 유기 EL 소자가 얻어지는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다. 즉 본 발명은, 이하와 같은 트리아지닐기를 가지는 다환 방향족 화합물을 사용한 유기 EL 소자를 제공한다.
또한, 본 명세서에 있어서 화학 구조나 치환기를 탄소수로 나타낼 때가 있는데, 화학 구조에 치환기가 치환한 경우나, 치환기에 치환기가 더 치환한 경우 등에서의 탄소수는, 화학 구조나 치환기 각각의 탄소수를 의미하고, 화학 구조와 치환기의 합계 탄소수나, 치환기와 치환기의 합계 탄소수를 의미하는 것은 아니다. 예를 들면, 「탄소수X의 치환기A로 치환된 탄소수Y의 치환기B」란, 「탄소수Y의 치환기B」에 「탄소수X의 치환기A」가 치환하는 것을 의미하고, 탄소수Y는 치환기A 및 치환기B의 합계의 탄소수가 아니다. 또한 예를 들면, 「치환기A로 치환된 탄소수Y의 치환기B」란, 「탄소수Y의 치환기B」에 「(탄소수 한정이 없는) 치환기A」가 치환하는 것을 의미하고, 탄소수Y는 치환기A 및 치환기B의 합계의 탄소수가 아니다.
항 1.
양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 해당 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층과, 상기 음극과 상기 발광층의 사이에 배치되는 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나를 가지는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나가 하기 일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
Figure pat00001
상기 식(1) 중,
A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고,
Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
L은, 각각 독립적으로, 단결합, 알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
m이 2인 경우, n은 1이며,
L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고,
식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
항 2.
상기 식(1) 중,
A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 또는 치환 실릴로 치환되어 있어도 되고, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
L은, 각각 독립적으로, 단결합, 알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
m이 2인 경우, n은 1이며,
L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고,
식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
항 1에 기재하는 유기 전계 발광 소자.
항 3.
상기 일반식(1)이 하기 일반식(2)으로 나타내어지는, 항 1에 기재하는 유기 전계 발광 소자.
Figure pat00002
상기 식(2) 중,
R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이며, R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
또한, R1∼R3, R4∼R7, 및 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환, 및 c환과 함께, 아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
L은, 각각 독립적으로, 단결합, 알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
m이 2인 경우, n은 1이며,
L은, m 및 n의 수에 따라, R1∼R11에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고,
식(2)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
항 4.
상기 식(2) 중,
R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디헤테로아릴아미노(단 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 아릴헤테로아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴, 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 1∼24의 알케닐, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 6∼30의 아릴옥시, 탄소수 6∼30의 아릴티오, 트리아릴실릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 트리알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬), 트리시클로알킬실릴(단 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬), 디알킬시클로알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬, 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬), 또는 알킬디시클로알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬, 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬)이며, R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
또한, R1∼R3, R4∼R7, 및 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환, 및 c환과 함께, 탄소수 9∼16의 아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디헤테로아릴아미노(단 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 아릴헤테로아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴, 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 1∼24의 알케닐, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 6∼30의 아릴옥시, 탄소수 6∼30의 아릴티오, 트리아릴실릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 트리알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬), 트리시클로알킬실릴(단 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬), 디알킬시클로알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬, 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬), 또는 알킬디시클로알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬, 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬)로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
L은, 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1∼24의 알킬렌, 탄소수 6∼30의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼30의 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
m은 1이며, n은 1 또는 2이며,
L은, n의 수에 따라, R1∼R11에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개의 위치에서 결합하고, 그리고,
식(2)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
항 3에 기재하는 유기 전계 발광 소자.
항 5.
상기 식(2) 중,
R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디헤테로아릴아미노(단 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 6∼30의 아릴옥시, 또는 탄소수 6∼30의 아릴티오이며, R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
또한, R1∼R3, R4∼R7, 및 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환, 및 c환과 함께, 탄소수 9∼16의 아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디헤테로아릴아미노(단 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 6∼30의 아릴옥시, 또는 탄소수 6∼30의 아릴티오로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼20의 아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼12의 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼20의 아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼12의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
L은, 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1∼6의 알킬렌, 탄소수 6∼16의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
m은 1이며, n은 1 또는 2이며,
L은, n의 수에 따라, R1∼R11에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개의 위치에서 결합하고, 그리고,
식(2)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
항 3에 기재하는 유기 전계 발광 소자.
항 6.
상기 일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물이 하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는 화합물인, 항 1에 기재하는 유기 전계 발광 소자.
Figure pat00003
Figure pat00004
항 7.
항 1∼6중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자를 구비한 표시 장치 또는 조명 장치.
항 8.
일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물.
Figure pat00005
상기 식(1) 중,
A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고,
Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
L은, 각각 독립적으로, 페닐렌 또는 나프틸렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
m이 2인 경우, n은 1이며,
L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고,
식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
항 9.
하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는 화합물인, 항 8에 기재하는 다환 방향족 화합물.
Figure pat00006
Figure pat00007
항 10.
일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물.
Figure pat00008
상기 식(1) 중,
A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고,
Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
L은 단결합이며,
m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
m이 2인 경우, n은 1이며,
L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고,
식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
단, A환에의 치환기, B환에의 치환기, C환에의 치환기, R21, R22, 및 R23에 있어서의 적어도 하나는, 시아노, 헤테로아릴(트리아지닐기를 제외한다), 시아노로 치환된 아릴, 및 헤테로아릴(트리아지닐기를 제외한다)로 치환된 아릴로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나이다.
항 11.
하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는 화합물인, 항 10에 기재하는 다환 방향족 화합물.
Figure pat00009
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 유기 EL 소자용 재료로서 사용할 수 있는, 신규의 구조를 가지는 다환 방향족 화합물을 제공할 수 있고, 이 다환 방향족 화합물을 사용함으로써, 구동 전압, 발광 효율, 및 소자 수명이 뛰어난 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 관한 유기 EL 소자를 나타내는 개략 단면도이다.
1. 트리아지닐기를 가지는 다환 방향족 화합물
<화합물의 전체 구조의 설명>
본 발명은, 하기 일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물이며, 바람직하게는, 하기 일반식(2)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물이며, 다환 방향족 부위, 연결 부위 L, 및 트리아진 부위(트리아지닐기)를 가지는 것을 특징으로 한다. 한편, 하기 구조식 중의 부호의 정의는 상술한 정의와 같고, 또한, 이 단락 이후에 나타내는 모든 구조식 중의 부호의 정의도 상술한 정의와 같다.
Figure pat00010
Figure pat00011
식(1) 중의 다환 방향족 부위는, 축합 2환 구조에 A환, B환, 및 C환이 축합된 구조를 가지고, 식(2) 중의 다환 방향족 부위는, 축합 2환 구조에 a환, b환, 및 c환이 축합된 구조를 가진다. 축합 2환 구조란, 2개의 6원 포화 탄화수소환끼리가 축합된 구조이며, 상기 구조식 중에서는, Y1과 2개의 -O-(산소)를 포함하여 구성되는 데카히드로나프탈렌형 구조를 말한다.
식(1) 및 식(2) 모두 트리아진 부위는, 연결 부위 L을 통해 다환 방향족 부위에 결합하는 트리아지닐기이며, R21∼R23기를 가진다. 이 트리아지닐기의 상세에 대해서는 후술한다.
식(1) 및 식(2) 모두, m개(m=1 또는 2)의 다환 방향족 부위와 n개(n=1 또는 2)의 트리아지닐기가 연결 부위 L을 통하여 결합하고 있다(바람직하게는m 및 n이 모두 2인 경우는 포함하지 않는다). m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며, m이 2인 경우, n은 1이며, 연결 부위 L은, m 및 n의 수에 따라, 다환 방향족 부위의 A환, B환, 및 C환(또는 a환, b환, 및 c환)의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 함께, 트리아진 부위의 R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합한다.
<화합물 중의 환 구조 및 그 치환기의 설명>
식(1) 중의 A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 치환기는, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 디아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 디헤테로아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환되어 있어도 되는 디아릴보릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 알케닐, 치환되어 있어도 되는 알콕시, 치환되어 있어도 되는 아릴옥시, 치환되어 있어도 되는 아릴티오, 또는 치환 실릴이 바람직하다. 이들 치환기가 치환기를 더 가지는 경우에는, 그 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 또는 치환 실릴을 들 수 있고, 바람직하게는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬을 들 수 있다. 한편, 여기서 열거한 환이나 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
식(1)의 설명에 있어서의, 상기 디아릴아미노의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디헤테로아릴아미노의 2개의 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디아릴보릴의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기나 결합한 형태의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
식(2) 중의 R1∼R11은, 수소 또는 치환기이며, 구체적으로는, 수소, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 디아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 디헤테로아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환되어 있어도 되는 디아릴보릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 알케닐, 치환되어 있어도 되는 알콕시, 치환되어 있어도 되는 아릴옥시, 치환되어 있어도 되는 아릴티오, 또는 치환 실릴이 바람직하다. 이들 치환기가 치환기를 더 가지는 경우에는, 그 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 또는 치환 실릴을 들 수 있고, 바람직하게는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬을 들 수 있다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
식(2)의 설명에 있어서의, 상기 디아릴아미노의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디헤테로아릴아미노의 2개의 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디아릴보릴의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기나 결합한 형태의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
식(2) 중의 R1∼R11의 구체예는, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이며, 해당 R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
식(1) 중의 A환, B환, 및 C환으로서의 아릴환은, 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 5원환 또는 6원환을 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 「축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환」이란, 예를 들면 식(2)으로 나타낸 바와 같이 축합 2환 구조에 축합된, a환, b환, 및 c환(벤젠환(6원환))을 의미한다. 또한, 「(A환, B환, 및 C환인) 아릴환이 이 6원환을 가진다」란, 이 6원환만으로 A환, B환, 및 C환이 형성되거나, 또는, 이 6원환에 다른 환 등이 더 축합함으로써, 이 6원환을 포함하도록 A환, B환, 및 C환이 형성되는 것을 의미한다. 바꿔 말하면, 여기서 말하는 「6원환을 가지는(A환, B환, 및 C환인) 아릴환」이란, A환, B환, 및 C환의 전부 또는 일부를 구성하는 6원환이, 축합 2환 구조로 축합되어 있는 것을 의미한다. 또한, 「5원환」에 대해서도 마찬가지의 설명이 적용된다.
식(1) 중의 A환, B환, 및 C환은, 각각, 식(2) 중의 a환과 그 치환기 R1∼R3, b환과 그 치환기 R4∼R7, 및 c환과 그 치환기 R8∼R11에 대응한다. 즉, 식(2)은, 식(1)의 A환, B환, 및 C환으로서 「(벤젠환인) 6원환을 가지는 A환, B환, 및 C환」이 선택된 구조에 대응한다. 그 의미로, 식(2)에 있어서의 각 환을 소문자의 「a」, 「b」, 및 「c」로 나타냈다.
<치환기끼리의 결합에 의한 환 구조의 변화의 설명>
식(2) 중, a환의 치환기 R1∼R3 중 인접하는 기끼리, b환의 치환기 R4∼R7 중 인접하는 기끼리, 및 c환의 치환기 R8∼R11 중 인접하는 기끼리는, 결합하여, 각각, a환, b환, 또는 c환과 함께, 아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 환이나 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
식(2)의 설명에 있어서의, 상기 디아릴아미노의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디헤테로아릴아미노의 2개의 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디아릴보릴의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기나 결합한 형태의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
따라서, 식(2) 중의 다환 방향족 부위는, a환, b환, 및 c환에 있어서의 치환기의 상호의 결합 형태에 의해, 하기 식(2-fr1)∼식(2-fr3)에 나타낸 바와 같이, 화합물을 구성하는 환 구조가 변화된다. 각 식 중의 A'환 및 B'환은, 식(1)에 있어서의 각각 A환 및 B환에 대응한다. 한편, 하기 식에서는 나타내고 있지 않지만, c환도 마찬가지로 환 구조가 변화하여 C'환이 되어도 되고, 식(1)에 있어서의 C환에 대응한다.
Figure pat00012
상기 식(2-fr1)∼식(2-fr3) 중의 A'환 및 B'환은, 식(2)으로 설명하면, a환의 치환기 R1∼R3 중 인접하는 기끼리, 또는 b환의 치환기 R4∼R7 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환 및 b환과 함께 형성한 아릴환을 나타낸다(a환 또는 b환에 다른 환 구조가 축합하여 생긴 축합환이라고도 말할 수 있음). c환의 치환기 R8∼R11 중 인접하는 기끼리도 마찬가지로 결합하여, c환과 함께 아릴환을 형성해도 되고, 형성된 환은 C'환(c환에 다른 환 구조가 축합하여 생긴 축합환이라고도 말할 수 있음)이 된다. 또한, 상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 예를 들면, a환의 치환기 R3과 b환의 치환기 R4, b환의 치환기 R7과 c환의 치환기 R8, 및 c환의 치환기 R11과 a환의 치환기 R1은 「인접하는 기끼리」에는 해당하지 않고, 이들이 결합하지는 않는다. 즉, 「인접하는 기」란 동일 환상에서 인접하는 기를 의미한다.
상기 식(2-fr1)∼식(2-fr3)의 구체예로서는, a환 또는 b환인 벤젠환에 대하여, 예를 들면, 벤젠환 또는 나프탈렌환 등이 축합하여 형성된 A'환 또는 B'환을 가지는 구조를 들 수 있고, 형성된 축합환 A' 또는 축합환 B'은, 나프탈렌환 또는 페난트렌환 등이다. 또한, c환인 벤젠환에 대해서도 마찬가지의 설명을 할 수 있다.
예를 들면, 식(2-fr1)∼식(2-fr3)의 보다 구체적인 예를 이하에 나타낸다.
Figure pat00013
상기 식(2-fr1-ex)은, 식(2-fr1)의 구체예이며, 식(2)의 a환에 있어서의 인접하는 R1 및 R2가 결합하여, a환(벤젠환)과 함께, A'로 나타내는 아릴환(나프탈렌환)이 형성된 예이다. 형성된 아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 a)을 가지고 있다. 한편, 아릴환 A'(식(1)의 A환)에의 임의의 치환기를 R3 이외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
상기 식(2-fr2-ex)은, 식(2-fr2)의 구체예이며, 식(2)의 b환에 있어서의 인접하는 R5 및 R6이 결합하여, b환(벤젠환)과 함께, B'로 나타내는 아릴환(나프탈렌환)이 형성된 예이다. 형성된 아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 b)을 가지고 있다. 한편, 아릴환 B'(식(1)의 B환)에의 임의의 치환기를 R4 및 R7 이외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
상기 식(2-fr3-ex)은, 식(2-fr3)의 구체예이며, 식(2)의 a환에 있어서의 인접하는 R1 및 R2가 결합하여, a환(벤젠환)과 함께, A'로 나타내는 아릴환(페난트렌환)이 형성되고, b환에 있어서의 인접하는 R5 및 R6이 결합하여, b환(벤젠환)과 함께, B'로 나타내는 아릴환(나프탈렌환)이 형성된 예이다. 형성된 아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 a 및 벤젠환 b)을 가지고 있다. 한편, 아릴환 A'(식(1)의 A환) 및 아릴환 B'(식(1)의 B환)에의 임의의 치환기를 R3, R4, 및 R7 이외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
이상의 설명은, c환의 치환기 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 마찬가지로 결합하여, 환 구조가 변화하여 C'환이 되었을 경우에도 적용할 수 있고, 또한 상술한 구체예 이외의 모든 형태에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
<화합물 중의 중심 원소 Y 1 의 설명>
식(1) 및 식(2) 중의 Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이다. >P(=O)- 또는 >P(=S)-의 경우에는, A환(a환), B환(b환), 및 C환(c환)과 결합하는 원자는, P이다. Y는, >B- 또는 >P-가 바람직하고, >B-가 특히 바람직하다.
<트리아진 부위( 트리아지닐기 )의 설명>
트리아진 부위는, 연결 부위 L을 통하여 다환 방향족 부위에 결합하는 트리아지닐기이며, R21∼R23기를 가진다. R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소 또는 치환기이며, 바람직하게는 R21∼R23의 모두가 수소는 아니다.
치환기로서는, 구체적으로는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 해당 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 치환기로서는, 보다 구체적으로는, 아릴 또는 알킬이며, 예를 들면 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 페난트레닐, 메틸, 에틸, t-부틸 등이 바람직하고, 페닐이 보다 바람직하다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
<연결 부위 L의 설명>
L은, 각각 독립적으로, 단결합, 알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 바람직하게는, 단결합 및 아릴렌이며, 예를 들면 단결합, 페닐렌(예를 들면 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌 등) 등이 바람직하다. 한편, 여기서 열거한 연결기나 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
< 다환 방향족 부위와 트리아진 부위의 결합 형태>
식(1) 및 식(2) 모두, m개(m=1 또는 2)의 다환 방향족 부위와 n개(n=1 또는 2)의 트리아지닐기가 연결 부위 L을 통하여 결합하고 있다(바람직하게는 m 및 n이 모두 2인 경우는 포함하지 않는다). m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며, 이는 1개의 다환 방향족 부위에 1개 또는 2개의 트리아진 부위가 결합한 형태이다. m이 2인 경우, n은 1이며, 이는 1개의 트리아진 부위에 2개의 다환 방향족 부위가 결합한 형태이다. 바람직하게는, m이 1이고, n은 1 또는 2이며, 보다 바람직하게는, m 및 n이 모두 1이다.
연결 부위 L은, m 및 n의 수에 따라, 다환 방향족 부위의 A환, B환, 및 C환(또는 a환, b환, 및 c환) 중 1개 또는 2개의 환과 결합함과 함께, 트리아진 부위의 R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합한다. A환, B환, 및 C환과 결합한다는 것은, 아릴환인 A환, B환, 및 C환에 있어서의 1개 또는 2개의 수소가, 연결 부위 L로 치환된 형태이다. a환, b환, 및 c환과 결합한다는 것은, 식(2) 중의 R1∼R11에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합한 형태(즉, R1∼R11에 있어서의 1개 또는 2개가 연결 부위 L이 된 형태)이다. 트리아진 부위의 R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합한다는 것은, 트리아진 부위의 R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개가 연결 부위 L이 된 형태이다.
<환이나 치환기의 구체적인 설명>
다음으로, 지금까지의 설명 중에서 열거한 환이나 치환기(제1 치환기에 더하여, 제1 치환기에 더 치환하는 제2 치환기도 포함함)의 상세에 대해서는 정리하여 설명한다.
「아릴환」은, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴환이며, 바람직하게는, 탄소수 6∼20의 아릴환, 탄소수 6∼16의 아릴환, 탄소수 6∼12의 아릴환, 또는 탄소수 6∼10의 아릴환 등이다.
한편, 식(1)에 있어서의 A환, B환, 및 C환으로서의 「아릴환」은, 식(2)으로 규정된 「R1∼R3, R4∼R7, 및 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환, 및 c환과 함께 형성된 아릴환」에 대응하지만, 이 「형성된 아릴환」에 대해서는, a환, b환, 또는 c환이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있기 때문에, 이 벤젠환에 최소의 5원환이 축합된 축합환의 합계 탄소수 9가 하한의 탄소수가 된다.
구체적인 「아릴환」은, 예를 들면, 단환계인 벤젠환, 축합 2환계인 나프탈렌환, 또는 인덴환, 축합 3환계인, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 안트라센환, 또는 9,10-디히드로안트란센환, 축합 4환계인, 트리페닐렌환, 피렌환, 또는 나프타센환, 또는, 축합 5환계인 페릴렌환 또는 펜타센환 등이다.
한편, 「아릴환」에는, 해당 아릴환에 있어서의 적어도 하나의 수소가, 페닐 등의 아릴(구체예는 후술하는 기), 메틸 등의 알킬(구체예는 후술하는 기), 또는 시클로헥실 또는 아다만틸 등의 시클로알킬(구체예는 후술하는 기)로 치환된 구조도, 포함된다.
예를 들면, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 및 인덴환에 있어서의, 메틸렌기의 2개의 수소가 메틸로 치환된, 디메틸플루오렌환, 디메틸벤조플루오렌환, 및 디메틸인덴환도, 아릴환에 포함된다. 또한, 9,10-디히드로안트란센환에 있어서의, 2개의 메틸렌기에 4개의 수소가 메틸로 치환된, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디히드로안트란센환도, 아릴환에 포함된다.
「아릴」은, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴이며, 바람직하게는, 탄소수 6∼20의 아릴, 탄소수 6∼18의 아릴, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 6∼12의 아릴, 또는 탄소수 6∼10의 아릴 등이다.
구체적인 「아릴」은, 예를 들면, 단환계인 페닐, 2환계인 비페닐릴(2-비페닐릴, 3-비페닐릴, 또는 4-비페닐릴), 축합 2환계인 나프틸(1-나프틸 또는 2-나프틸), 또는 인데닐(2-인데닐, 3-인데닐, 4-인데닐, 5-인데닐, 6-인데닐 또는 7-인데닐), 3환계인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, 또는 p-터페닐-4-일), 축합 3환계인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 또는 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 또는 9-)일, 페날렌-(1- 또는 2-)일, 페난트렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 또는 9-)일, 또는 9,10-디히드로안트란센-(1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- 또는 8-)일, 4환계인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, 또는 m-쿼터페닐), 축합 4환계인, 트리페닐렌-(1- 또는 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 또는 4-)일, 또는 나프타센-(1-, 2-, 또는 5-)일, 또는, 축합 5환계인, 페릴렌-(1-, 2-, 또는 3-)일, 또는 펜타센-(1-, 2-, 5-, 또는 6-)일 등이다.
한편, 「아릴」에는, 해당 아릴에 있어서의 적어도 하나의 수소가, 페닐 등의 아릴(구체예는 상술한 기), 메틸 등의 알킬(구체예는 후술하는 기), 또는 시클로헥실 또는 아다만틸 등의 시클로알킬(구체예는 후술하는 기)로 치환된 구조도, 포함된다.
예를 들면, 플루오레닐, 벤조플루오레닐, 및 인데닐에 있어서의, 메틸렌기의 2개의 수소가 메틸로 치환된, 디메틸플루오레닐, 디메틸벤조플루오레닐, 및 디메틸인데닐도, 아릴에 포함된다. 또한, 9,10-디히드로안트라세닐에 있어서의, 2개의 메틸렌기의 4개의 수소가 메틸로 치환된, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디히드로안트라세닐도, 아릴에 포함된다.
「아릴렌(환)」은, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴렌이며, 바람직하게는, 탄소수 6∼20의 아릴렌, 탄소수 6∼16의 아릴렌, 탄소수 6∼12의 아릴렌, 또는 탄소수 6∼10의 아릴렌 등이다.
구체적인 「아릴렌」은, 예를 들면, 상술한 「아릴」(1가의 기)로부터 1개의 수소를 제거하여 2가의 기로 한 구조를 들 수 있다.
「헤테로아릴」은, 예를 들면 탄소수 2∼30의 헤테로아릴이며, 바람직하게는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴 등이다. 또한, 「헤테로아릴」은, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황, 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등의 1가의 기이다.
구체적인 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 피롤릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 페난트롤리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페나자실리닐, 인돌리지닐, 푸라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 나프토벤조푸라닐, 크산테닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 이소벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 나프토벤조티오페닐, 티오크산테닐, 벤조포스포릴, 디벤조포스포릴, 벤조포스폴옥사이드 환의 1가의 기, 디벤조포스폴옥사이드 환의 1가의 기, 푸라자닐, 티안트레닐, 인돌로카르바졸릴, 벤조인돌로카르바졸릴, 벤조벤조인돌로카르바졸릴, 이미다졸리닐, 옥사졸리닐, 또는 디벤조실라시클로펜타디에닐 등이다.
한편, 「헤테로아릴」에는, 해당 헤테로아릴에 있어서의 적어도 하나의 수소가, 페닐 등의 아릴(구체예는 상술한 기), 메틸 등의 알킬(구체예는 후술하는 기), 또는 시클로헥실 또는 아다만틸 등의 시클로알킬(구체예는 후술하는 기)로 치환된 구조도 포함된다.
예를 들면, 카르바졸릴에 9위에 있어서의 수소가, 페닐, 메틸, 시클로헥실, 또는 아다만틸로 치환된, 9-(페닐, 메틸, 시클로헥실, 또는 아다만틸)카르바졸릴도, 헤테로아릴에 포함된다. 또한, 아크리디닐, 크산테닐, 또는 티오크산테닐에 있어서의, 메틸렌기의 2개의 수소가 메틸로 치환된, 디메틸디히드로아크리디닐, 디메틸잔테닐, 디메틸티오크산테닐도, 헤테로아릴에 포함된다.
단, 본 발명의 화합물은, 트리아지닐기(트리아진 부위)를 가지는 것을 특징으로 하기 때문에, 제1 치환기 및 제2 치환기로서의 헤테로아릴의 정의로부터는, 트리아지닐기가 제외되는 것이 바람직하다.
「헤테로아릴렌(환)」은, 예를 들면 탄소수 2∼30의 헤테로아릴렌이며, 바람직하게는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴렌, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴렌, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌 등이다. 또한, 「헤테로아릴렌」은, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황, 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등의 2가의 기이다.
구체적인 「헤테로아릴렌」은, 예를 들면, 상술한 「헤테로아릴」(1가의 기)로부터 하나의 수소를 제거하여 2가의 기로 한 구조를 들 수 있다.
「디아릴아미노」는, 2개의 아릴이 치환된 아미노기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「디헤테로아릴아미노」는, 2개의 헤테로아릴이 치환된 아미노기이며, 이 헤테로아릴의 상세에 대해서는 상술한 「헤테로아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「아릴헤테로아릴아미노」는, 아릴 및 헤테로아릴이 치환된 아미노기이며, 이 아릴 및 헤테로아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」 및 「헤테로아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「디아릴아미노」의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 「디헤테로아릴아미노」의 2개의 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 「아릴헤테로아릴아미노」의 아릴과 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, 단결합, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-를 들 수 있다. 한편, 상기 「-CHR-CHR-」의 R, 「-CR2-CR2-」의 R, 「-CR=CR-」의 R, 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 「-CHR-CHR-」, 「-CR2-CR2-」, 「-CR=CR-」, 「-C(-R)2-」, 및 「-Si(-R)2-」에 있어서의 인접하는 2개의 R끼리가 결합하여, 시클로알킬렌환, 아릴렌환, 및 헤테로아릴렌환을 형성하고 있어도 된다. 여기서 열거한 치환기나 환의 상세에 대해서는, 상술한 「아릴」, 「아릴렌」, 「헤테로아릴」, 및 「헤테로아릴렌」의 설명, 및, 후술하는 「알킬」, 「알케닐」, 「알키닐」, 「시클로알킬」, 및 「시클로알킬렌」의 설명을 인용할 수 있다.
「디아릴보릴」은, 2개의 아릴이 치환한 보릴기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「디아릴보릴」의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, 단결합, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-를 들 수 있다. 한편, 상기 「-CHR-CHR-」의 R, 「-CR2-CR2-」의 R, 「-CR=CR-」의 R, 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 「-CHR-CHR-」, 「-CR2-CR2-」, 「-CR=CR-」, 「-C(-R)2-」, 및 「-Si(-R)2-」에 있어서의 인접하는 2개의 R끼리가 결합하여, 시클로알킬렌환, 아릴렌환, 및 헤테로아릴렌환을 형성하고 있어도 된다. 여기서 열거한 치환기나 환의 상세에 대해서는, 상술한 「아릴」, 「아릴렌」, 「헤테로아릴」, 및 「헤테로아릴렌」의 설명, 및, 후술하는 「알킬」, 「알케닐」, 「알키닐」, 「시클로알킬」, 및 「시클로알킬렌」의 설명을 인용할 수 있다.
「알킬」은, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알킬이며, 바람직하게는, 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬), 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬), 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬), 탄소수 1∼5의 알킬(탄소수 3∼5의 분기쇄 알킬), 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬) 등이다.
구체적인 「알킬」은, 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 1-에틸-1-메틸프로필, 1,1-디에틸프로필, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,1,2,2-테트라메틸프로필, 1-에틸-1,2,2-트리메틸프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-에틸부틸, 1,1-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1,1-디에틸부틸, 1-에틸-1-메틸부틸, 1-프로필-1-메틸부틸, 1,1,3-트리메틸부틸, 1-에틸-1,3-디메틸부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸(t-아밀), 1-메틸펜틸, 2-프로필펜틸, 1,1-디메틸펜틸, 1-에틸-1-메틸펜틸, 1-프로필-1-메틸펜틸, 1-부틸-1-메틸펜틸, 1,1,4-트리메틸펜틸, n-헥실, 1-메틸헥실, 2-에틸헥실, 1,1-디메틸헥실, 1-에틸-1-메틸헥실, 1,1,5-트리메틸헥실, 3,5,5-트리메틸헥실, n-헵틸, 1-메틸헵틸, 1-헥실헵틸, 1,1-디메틸헵틸, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, n-옥틸, t-옥틸(1,1,3,3-테트라메틸부틸), 1,1-디메틸옥틸, n-노닐, n-데실, 1-메틸데실, n-운데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, 또는 n-에이코실 등이다.
「알킬렌」은, 직쇄 및 분기쇄의 어느 것이라도 되고, 예를 들면 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬렌 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알킬렌이며, 바람직하게는, 탄소수 1∼18의 알킬렌(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬렌), 탄소수 1∼12의 알킬렌(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬렌), 탄소수 1∼6의 알킬렌(탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬렌), 탄소수 1∼5의 알킬렌(탄소수 3∼5의 분기쇄 알킬렌), 탄소수 1∼4의 알킬렌(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬렌) 등이다.
구체적인 「알킬렌」은, 예를 들면, 상술한 「알킬」 (1가의 기)로부터 1개의 수소를 제거하여 2가의 기로 한 구조를 들 수 있다.
「알케닐」에 대해서는, 상술한 「알킬」의 설명을 참고로 할 수 있고, 「알킬」의 구조 중의 C-C 단결합을 C=C 이중 결합으로 치환한 기이며, 1개뿐만 아니라 2개 이상의 단결합이 이중 결합으로 치환된 기(알카디엔-일이나 알카트리엔-일이라고도 불림)도 포함시킨다.
「알키닐」에 대해서는, 상술한 「알킬」의 설명을 참고로 할 수 있고, 「알킬」의 구조 중의 C-C 단결합을 C≡C 3중 결합으로 치환한 기이며, 1개뿐만 아니라 2개 이상의 단결합이 3중 결합으로 치환된 기(알카디인-일이나 알카트리인-일이라고도 불림)도 포함시킨다.
「시클로알킬」은, 예를 들면 탄소수 3∼24의 시클로알킬이며, 바람직하게는, 탄소수 3∼20의 시클로알킬, 탄소수 3∼16의 시클로알킬, 탄소수 3∼14의 시클로알킬, 탄소수 3∼12의 시클로알킬, 탄소수 5∼10의 시클로알킬, 탄소수 5∼8의 시클로알킬, 탄소수 5∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 5의 시클로알킬 등이다.
구체적인 「시클로알킬」은, 예를 들면, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 또는 이들 탄소수 1∼5나 탄소수 1∼4의 알킬(특히 메틸) 치환체, 노보네닐, 비시클로[1.1.0]부틸, 비시클로[1.1.1]펜틸, 비시클로[2.1.0]펜틸, 비시클로[2.1.1]헥실, 비시클로[3.1.0]헥실, 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸, 아다만틸, 디아만틸, 데카히드로나프탈레닐, 또는 데카히드로아줄레닐 등이다.
「시클로알킬렌(환)」은, 예를 들면 탄소수 3∼24의 시클로알킬렌이며, 바람직하게는, 탄소수 3∼20의 시클로알킬렌, 탄소수 3∼16의 시클로알킬렌, 탄소수 3∼14의 시클로알킬렌, 탄소수 3∼12의 시클로알킬렌, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 5∼8의 시클로알킬렌, 탄소수 5∼6의 시클로알킬렌, 또는 탄소수 5의 시클로알킬렌 등이다.
구체적인 「시클로알킬렌」은, 예를 들면, 상술한 「시클로알킬」(1가의 기)로부터 하나의 수소를 제거하여 2가의 기로 한 구조를 들 수 있다.
「시클로알케닐」에 대해서는, 상술한 「시클로알킬」의 설명을 참고로 할 수 있으며, 「시클로알킬」의 구조 중의 C-C 단결합을 C=C 이중 결합으로 치환한 기이고, 1개뿐만 아니라 2개 이상의 단결합이 이중 결합으로 치환된 기(시클로알카디엔-일이나 시클로알카트리엔-일이라고도 불림)도 포함시킨다.
「알콕시」는, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면 탄소수 1∼24의 직쇄 알콕시 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알콕시이며, 바람직하게는, 탄소수 1∼18의 알콕시(탄소수 3∼18의 분기쇄 알콕시), 탄소수 1∼12의 알콕시(탄소수 3∼12의 분기쇄 알콕시), 탄소수 1∼6의 알콕시(탄소수 3∼6의 분기쇄 알콕시), 탄소수 1∼5의 알콕시(탄소수 3∼5의 분기쇄 알콕시), 탄소수 1∼4의 알콕시(탄소수 3∼4의 분기쇄 알콕시) 등이다.
구체적인 「알콕시」는, 예를 들면, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, 1-에틸-1-메틸프로폭시, 1,1-디에틸프로폭시, 1,1,2-트리메틸프로폭시, 1,1,2,2-테트라메틸프로폭시, 1-에틸-1,2,2-트리메틸프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 2-에틸부톡시, 1,1-디메틸부톡시, 3,3-디메틸부톡시, 1,1-디에틸부톡시, 1-에틸-1-메틸부톡시, 1-프로필-1-메틸부톡시, 1,1,3-트리메틸부톡시, 1-에틸-1,3-디메틸부톡시, n-펜틸옥시, 이소펜틸옥시, 네오펜틸옥시, t-펜틸옥시(t-아밀옥시), 1-메틸펜틸옥시, 2-프로필펜틸옥시, 1,1-디메틸펜틸옥시, 1-에틸-1-메틸펜틸옥시, 1-프로필-1-메틸펜틸옥시, 1-부틸-1-메틸펜틸옥시, 1,1,4-트리메틸펜틸옥시, n-헥실옥시, 1-메틸헥실옥시, 2-에틸헥실옥시, 1,1-디메틸헥실옥시, 1-에틸-1-메틸헥실옥시, 1,1,5-트리메틸헥실옥시, 3,5,5-트리메틸헥실옥시, n-헵틸옥시, 1-메틸헵틸옥시, 1-헥실헵틸옥시, 1,1-디메틸헵틸옥시, 2,2-디메틸헵틸옥시, 2,6-디메틸-4-헵틸옥시, n-옥틸옥시, t-옥틸옥시(1,1,3,3-테트라메틸부틸옥시), 1,1-디메틸옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 1-메틸데실옥시, n-운데실옥시, n-도데실옥시, n-트리데실옥시, n-테트라데실옥시, n-펜타데실옥시, n-헥사데실옥시, n-헵타데실옥시, n-옥타데실옥시, 또는 n-에이코실옥시 등이다.
「아릴옥시」는, 「Ar-O-(Ar은 아릴기)」로 나타내어지는 기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「아릴티오」는, 「Ar-S-(Ar은 아릴기)」로 나타내어지는 기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「치환 실릴」은, 예를 들면, 아릴, 알킬, 및 시클로알킬의 적어도 하나로 치환된 실릴이며, 바람직하게는, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이다.
「트리아릴실릴」은, 3개의 아릴로 치환된 실릴기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
구체적인 「트리아릴실릴」은, 예를 들면, 트리페닐실릴, 디페닐모노나프틸실릴, 모노페닐디나프틸실릴, 또는 트리나프틸실릴 등이다.
「트리알킬실릴」은, 3개의 알킬로 치환된 실릴기이며, 이 알킬의 상세에 대해서는 상술한 「알킬」의 설명을 인용할 수 있다.
구체적인 「트리알킬실릴」은, 예를 들면, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리n-프로필실릴, 트리이소프로필실릴, 트리n-부틸실릴, 트리이소부틸실릴, 트리s-부틸실릴, 트리t-부틸실릴, 에틸디메틸실릴, n-프로필디메틸실릴, 이소프로필디메틸실릴, n-부틸디메틸실릴, 이소부틸디메틸실릴, s-부틸디메틸실릴, t-부틸디메틸실릴, 메틸디에틸실릴, n-프로필디에틸실릴, 이소프로필디에틸실릴, n-부틸디에틸실릴, s-부틸디에틸실릴, t-부틸디에틸실릴, 메틸디n-프로필실릴, 에틸디n-프로필실릴, n-부틸디n-프로필실릴, s-부틸디n-프로필실릴, t-부틸디n-프로필실릴, 메틸디이소프로필실릴, 에틸디이소프로필실릴, n-부틸디이소프로필실릴, s-부틸디이소프로필실릴, 또는 t-부틸디이소프로필실릴 등이다.
「트리시클로알킬실릴」은, 3개의 시클로알킬로 치환된 실릴기이며, 이 시클로알킬의 상세에 대해서는 상술한 「시클로알킬」의 설명을 인용할 수 있다.
구체적인 「트리시클로알킬실릴」은, 예를 들면, 트리시클로펜틸실릴 또는 트리시클로헥실실릴 등이다.
「디알킬시클로알킬실릴」은, 2개의 알킬 및 1개의 시클로알킬로 치환된 실릴기이며, 이 알킬 및 시클로알킬의 상세에 대해서는 상술한 「알킬」 및 「시클로알킬」의 설명을 인용할 수 있다.
「알킬디시클로알킬실릴」은, 1개의 알킬 및 2개의 시클로알킬로 치환된 실릴기이며, 이 알킬 및 시클로알킬의 상세에 대해서는 상술한 「알킬」 및 「시클로알킬」의 설명을 인용할 수 있다.
치환기(제1 치환기 및 제2 치환기를 포함함)는, 그 구조가 가지는 입체 장해성, 전자 공여성, 및 전자 구인성에 의해, 다환 방향족 화합물의 발광 파장에 영향을 주기 때문에, 치환기의 선택에 의해 발광 파장을 조정할 수 있다. 바람직하게는 이하의 구조식으로 나타내어지는 기이며, 보다 바람직하게는, 메틸, t-부틸, 비시클로옥틸, 시클로헥실, 아다만틸, 페닐, o-톨릴, p-톨릴, 2,4-크실릴, 2,5-크실릴, 2,6-크실릴, 2,4,6-메시틸, 디페닐아미노, 디-p-톨릴아미노, 비스(p-(t-부틸)페닐)아미노, 디페닐보릴, 디메시틸보릴, 디벤조옥사보리닐, 페닐디벤조디보리닐, 카르바졸릴, 3,6-디메틸카르바졸릴, 3,6-디-t-부틸카르바졸릴 및 페녹시이며, 보다 더 바람직하게는, 메틸, t-부틸, 페닐, o-톨릴, 2,6-크실릴, 2,4,6-메시틸, 디페닐아미노, 디-p-톨릴아미노, 비스(p-(t-부틸)페닐)아미노, 카르바졸릴, 3,6-디메틸카르바졸릴, 3,6-디-t-부틸카르바졸릴, 및 트리벤조아제피닐이다. 합성의 용이함의 관점에서는, 입체 장해가 큰 편이 선택적인 합성을 위해 바람직하고, 구체적으로는, t-부틸, o-톨릴, p-톨릴, 2,4-크실릴, 2,5-크실릴, 2,6-크실릴, 2,4,6-메시틸, 디-p-톨릴아미노, 비스(p-(t-부틸)페닐)아미노, 3,6-디메틸카르바졸릴 및 3,6-디-t-부틸카르바졸릴이 바람직하다.
하기 구조식에 있어서, 「Me」는 메틸, 「tBu」는 t-부틸, 「tAm」은 t-아밀, 「tOct」는 t-옥틸을 나타내고, *은 결합 위치를 나타낸다.
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<중수소, 시아노 , 또는 할로겐에 의한 치환의 설명>
본 발명의 다환 방향족 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다. 할로겐은, 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드이며, 불소, 염소, 또는 브롬이 바람직하고, 불소 또는 염소가 보다 바람직하다.
<바람직한 다환 방향족 화합물(1)>
바람직한 다환 방향족 화합물에 있어서는, L은, 각각 독립적으로, 페닐렌 또는 나프틸렌에 한정되고, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 연결기나 치환기의 상세에 대해서는 상술한 설명을 인용할 수 있다. 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
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<바람직한 다환 방향족 화합물(2)>
바람직한 다환 방향족 화합물에 있어서는, L은 단결합이며, A환에의 치환기(R1∼R3), B환에의 치환기(R4∼R7), C환에의 치환기(R8∼R11), R21, R22, 및 R23에 있어서의 적어도 하나는, 시아노, 헤테로아릴(트리아지닐기를 제외함), 시아노로 치환된 아릴, 및 헤테로아릴(트리아지닐기를 제외한다)로 치환된 아릴로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나이다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 상술한 설명을 인용할 수 있다.
바람직하게는, L은 단결합이며, A환에의 치환기(R1∼R3), B환에의 치환기(R4∼R7), C환에의 치환기(R8∼R11), R21, R22, 및 R23에 있어서의 적어도 하나는, 시아노로 치환된 아릴, 및 헤테로아릴(트리아지닐기를 제외한다)로 치환된 아릴로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나이며, 이하의 화합물은 제외된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 상술한 설명을 인용할 수 있다.
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보다 바람직하게는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
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<본 발명의 다환 방향족 화합물 구체예의 설명>
다환 방향족 화합물의 구체적인 예로서는, 이하의 구조식으로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다. 한편, 하기 구조식 중의 「Me」은 메틸기, 「D」는 중수소, 「CN」은 시아노기를 나타낸다.
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2. 일반식(1) 또는 일반식(2)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물의 제조방법
일반식(1) 또는 일반식(2)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물은, 국제공개 제2015/102118호 공보를 비롯한 많은 공지 문헌에 기재되어 있는 방법에 따라 제조할 수 있다.
기본적으로는, 먼저 A환(a환)과, B환(b환) 및 C환(c환)을 산소(-O-)로 결합시킴으로써 중간체를 제조하고(제1 반응), 그 후에, A환(a환), B환(b환), 및 C환(c환)을 중심 원소 Y1을 포함하는 기로 결합시킴으로써 최종 생성물을 제조할 수 있다(제2 반응). 제1 반응에서는, 구핵 치환 반응, 울만 반응과 같은 일반적인 에테르화 반응을 이용할 수 있다. 또한, 제2 반응에서는, 탠덤 헤테로 프리델 크래프츠 반응(연속적인 방향족 구전자 치환 반응, 이하마찬가지)을 이용할 수 있다.
또한, 이 반응 공정의 어디에선가, 연결 부위 L과 트리아지닐기(트리아진 부위)를 가지는 원료를 사용하거나, 이들을 도입하는 공정을 추가하거나 함으로써, 원하는 위치에 연결 부위 L을 통하여 트리아지닐기(트리아진 부위)가 결합한 화합물을 제조할 수 있다. 또한, 이 반응 공정의 어디에선가, 중수소화, 시아노화, 또는 할로겐화된 원료를 사용하거나, 중수소화, 시아노화, 또는 할로겐화의 공정을 추가하거나 함으로써, 원하는 위치가 중수소화, 시아노화, 또는 할로겐화된 화합물을 제조할 수 있다.
제2 반응은, 하기 스킴(1) 및 (2)에 나타낸 바와 같이, A환(a환), B환(b환), 및 C환(c환)을 결합하는 중심 원소 Y1을 도입하는 반응이다. 먼저, 2개의 산소(-O-)의 사이의 수소 원자를 n-부틸리튬, sec-부틸리튬, 또는 t-부틸리튬 등으로 오르토메탈화한다. 그 다음에, 삼염화붕소나 삼브롬화붕소 등을 가하여, 리튬-붕소의 금속 교환을 행한 후, N,N-디이소프로필에틸아민 등의 브뢴스테드 염기를 가함으로써, 탠덤 보라 프리델 크래프츠 반응시켜, 목적물을 얻을 수 있다. 제2 반응에 있어서는 반응을 촉진시키기 위해서 삼염화알루니늄 등의 루이스 산을 가해도 된다.
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이상의 반응에서 사용되는 용매의 구체예는, t-부틸벤젠이나 크실렌 등이다.
또한, 오르토메탈화 시약으로서는, 메틸리튬, n-부틸리튬, sec-부틸리튬, t-부틸리튬 등의 알킬리튬, 리튬디이소프로필아미드, 리튬테트라메틸피페리디드, 리튬헥사메틸디실라지드, 칼륨헥사메틸디실라지드 등의 유기 알칼리 화합물을 들 수 있다.
또한, 메탈-Y1의 금속 교환 시약으로서는, Y1의 삼불화물, Y1의 삼염화물, Y1의 삼브롬화물, Y1의 삼요오드화물 등의 Y1의 할로겐화물, CIPN(NEt2)2 등의 Y1의 아미노화 할로겐화물, Y1의 알콕시화물, Y1의 아릴옥시화물 등을 들 수 있다.
또한, 브뢴스테드 염기로서는, N,N-디이소프로필에틸아민, 트리에틸아민, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘, N,N-디메틸아닐린, N,N-디메틸톨루이딘, 2,6-루티딘, 테트라페닐붕산나트륨, 테트라페닐붕산칼륨, 트리페닐보란, 테트라페닐실란, Ar4BNa, Ar4BK, Ar3B, Ar4Si(한편, Ar은 페닐 등의 아릴) 등을 들 수 있다.
또한, 루이스 산으로서는, AlCl3, AlBr3, AlF3, BF3·OEt2, BCl3, BBr3, BI3, GaCl3, GaBr3, InCl3, InBr3, In(OTf)3, SnCl4, SnBr4, AgOTf, ScCl3, Sc(OTf)3, ZnCl2, ZnBr2, Zn(OTf)2, MgCl2, MgBr2, Mg(OTf)2, LiOTf, NaOTf, KOTf, Me3SiOTf, Cu(OTf)2, CuCl2, YCl3, Y(OTf)3, TiCl4, TiBr4, ZrCl4, ZrBr4, FeCl3, FeBr3, CoCl3, CoBr3 등을 들 수 있다.
상기 각 스킴에서는, 탠덤 헤테로 프리델 크래프츠 반응의 촉진을 위해서 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산을 사용해도 된다. 단, Y1의 삼불화물, Y1의 삼염화물, Y1의 삼브롬화물, Y1의 삼요오드화물 등의 Y1의 할로겐화물을 사용했을 경우에는, 방향족 구전자 치환 반응의 진행과 함께, 불화수소, 염화수소, 브롬화수소, 요오드화수소와 같은 산이 생성되기 때문에, 산을 포착하는 브뢴스테드 염기의 사용이 효과적이다. 한편, Y1의 아미노화 할로겐화물, Y1의 알콕시화물을 사용했을 경우에는, 방향족 구전자 치환 반응의 진행과 함께, 아민, 알코올이 생성되기 때문에, 대부분의 경우, 브뢴스테드 염기를 사용할 필요는 없지만, 아미노기나 알콕시기의 탈리 능력이 낮기 때문에, 그 탈리를 촉진하는 루이스 산의 사용이 효과적이다.
3. 유기 전계 발광 소자
본 발명에 따른 다환 방향족 화합물은, 예를 들면, 유기 전계 발광 소자의 재료로서 사용할 수 있다. 이하에, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자에 대해 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자를 나타내는 개략단면도이다.
<유기 전계 발광 소자의 구조>
도 1에 나타내어진 유기 EL 소자(100)는, 기판(101)과, 기판(101) 상에 설치된 양극(102)과, 양극(102) 상에 설치된 정공 주입층(103)과, 정공 주입층(103) 상에 설치된 정공 수송층(104)과, 정공 수송층(104) 상에 설치된 발광층(105)과, 발광층(105) 상에 설치된 전자 수송층(106)과, 전자 수송층(106) 상에 설치된 전자 주입층(107)과, 전자 주입층(107) 상에 설치된 음극(108)을 갖는다.
또한, 유기 EL 소자(100)는, 제작 순서를 반대로 하여, 예를 들면, 기판(101)과, 기판(101) 상에 설치된 음극(108)과, 음극(108) 상에 설치된 전자 주입층(107)과, 전자 주입층(107) 상에 설치된 전자 수송층(106)과, 전자 수송층(106) 상에 설치된 발광층(105)과, 발광층(105) 상에 설치된 정공 수송층(104)과, 정공 수송층(104) 상에 설치된 정공 주입층(103)과, 정공 주입층(103) 상에 설치된 양극(102)을 갖는 구성으로 해도 된다.
상기 각 층 모두가 없으면 안되는 것은 아니며, 최소 구성 단위를 양극(102)과 발광층(105)과 음극(108)으로 이루어지는 구성으로서, 정공 주입층(103), 정공 수송층(104), 전자 수송층(106), 전자 주입층(107)은 임의로 설치되는 층이다. 또한, 상기 각 층은, 각각 단일층으로 이루어져도 되고, 복수층으로 이루어져도 된다.
유기 EL 소자를 구성하는 층의 양태로서는, 상술한 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」의 구성 양태의 이외에, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 주입층/음극」의 구성 양태여도 된다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 기판>
기판(101)은, 유기 EL 소자(100)의 지지체이며, 통상, 석영, 유리, 금속, 플라스틱 등이 사용된다. 기판(101)은, 목적에 따라 판상, 필름상, 또는 시트상으로 형성되고, 예를 들면, 유리판, 금속판, 금속박, 플라스틱 필름, 플라스틱 시트 등이 사용된다. 그 중에서도, 유리판, 및, 폴리에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리설폰 등의 투명한 합성 수지제의 판이 바람직하다. 유리 기판인 경우에는, 소다 석회 유리나 무알칼리 유리 등이 사용되며, 또한, 두께도 기계적 강도를 유지하는데에 충분한 두께가 있으면 되므로, 예를 들면, 0.2mm 이상이면 된다. 두께의 상한값으로서는, 예를 들면, 2mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하이다. 유리의 재질에 대해서는, 유리로부터의 용출 이온이 적은 것이 좋으므로 무알칼리 유리가 바람직하지만, SiO2 등의 배리어 코트를 실시한 소다 석회 유리도 시판되고 있으므로 이를 사용할 수 있다. 또한, 기판(101)에는, 가스 배리어성을 높이기 위해, 적어도 편면(片面)에 치밀한 실리콘 산화막 등의 가스 배리어 막을 형성해도 되고, 특히 가스 배리어성이 낮은 합성 수지제의 판, 필름 또는 시트를 기판(101)으로서 사용하는 경우에는 가스 배리어 막을 형성하는 것이 바람직하다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 양극>
양극(102)은, 발광층(105)에 정공을 주입하는 역할을 한다. 또한, 양극(102)과 발광층(105)과의 사이에 정공 주입층(103) 및 정공 수송층(104) 중 적어도 하나의 층이 설치되어 있는 경우에는, 이들을 통하여 발광층(105)에 정공을 주입하게 된다.
양극(102)을 형성하는 재료로서는, 무기 화합물 및 유기 화합물을 들 수 있다. 무기 화합물로서는, 예를 들면, 금속(알루미늄, 금, 은, 니켈, 팔라듐, 크롬 등), 금속 산화물(인듐의 산화물, 주석의 산화물, 인듐-주석 산화물(ITO), 인듐-아연 산화물(IZO) 등), 할로겐화 금속(요오드화 구리 등), 황화구리, 카본블랙, ITO 유리나 네사 유리 등을 들 수 있다. 유기 화합물로서는, 예를 들면, 폴리(3-메틸티오펜) 등의 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 도전성 폴리머 등을 들 수 있다. 그 밖에, 유기 EL 소자의 양극으로서 사용되고 있는 물질 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
투명 전극의 저항은, 발광 소자의 발광에 충분한 전류를 공급할 수 있으면 되므로 한정되지 않지만, 발광 소자의 소비 전력의 관점에서는 저저항인 것이 바람직하다. 예를 들면, 300Ω/□ 이하의 ITO 기판이라면 소자 전극으로서 기능하지만, 현재에서는 10Ω/□ 정도의 기판 공급도 가능하게 되어 있으므로, 예를 들면 100∼5Ω/□, 바람직하게는 50∼5Ω/□의 저저항품을 사용하는 것이 특히 바람직하다. ITO의 두께는 저항값에 맞춰서 임의로 선택할 수 있지만, 통상 50∼300nm의 사이에서 사용되는 경우가 많다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 정공 주입층 , 정공 수송층 >
정공 주입층(103)은, 양극(102)으로부터 이동해 오는 정공을, 효율적으로 발광층(105) 내 또는 정공 수송층(104) 내로 주입하는 역할을 한다. 정공 수송층(104)은, 양극(102)으로부터 주입된 정공 또는 양극(102)으로부터 정공 주입층(103)을 통하여 주입된 정공을, 효율적으로 발광층(105)으로 수송하는 역할을 한다. 정공 주입층(103) 및 정공 수송층(104)은, 각각, 정공 주입·수송 재료의 1종 또는 2종 이상을 적층, 혼합하거나, 정공 주입·수송 재료와 고분자 결착제의 혼합물에 의해 형성된다. 또한, 정공 주입·수송 재료에 염화철(III)과 같은 무기염을 첨가하여 층을 형성해도 된다.
정공 주입·수송성 물질로서는 전계가 가해진 전극 사이에서 정극(正極)으로부터의 정공을 효율적으로 주입·수송하는 것이 필요하며, 정공 주입 효율이 높고, 주입된 정공을 효율적으로 수송하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 이온화 포텐셜이 작고, 또한 정공 이동도가 크고, 나아가 안정성이 우수하며, 트랩이 되는 불순물이 제조 시 및 사용 시에 발생하기 어려운 물질인 것이 바람직하다.
정공 주입층(103) 및 정공 수송층(104)을 형성하는 재료(정공 수송 재료)로서는, 광도전 재료에 있어서, 정공의 전하 수송 재료로서 종래부터 관용되고 있는 화합물, p형 반도체, 유기 EL 소자의 정공 주입층 및 정공 수송층에 사용되고 있는 공지의 화합물 중에서 임의의 화합물을 선택하여 사용할 수 있다.
이들의 구체예는, 카르바졸 유도체(N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등), 비스(N-아릴카르바졸) 또는 비스(N-알킬카르바졸) 등의 비스카르바졸 유도체, 트리아릴아민 유도체(방향족 제3급 아미노를 주사슬 또는 측사슬에 갖는 폴리머, 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)시클로헥산, N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디아미노비페닐, N,N'-디페닐-N,N'-디나프틸-4,4'-디아미노비페닐, N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디페닐-1,1'-디아민, N,N'-디나프틸-N,N'-디페닐-4,4'-디페닐-1,1'-디아민, N4,N4 '-디페닐-N4,N4 '-비스(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, N4,N4,N4 ',N4'-테트라([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐(페닐)아미노)트리페닐아민 등의 트리페닐아민 유도체, 스타버스트아민 유도체 등), 스틸벤 유도체, 프탈로시아닌 유도체(무금속, 구리 프탈로시아닌 등), 피라졸린 유도체, 히드라존계 화합물, 벤조푸란 유도체나 티오펜 유도체, 옥사디아졸 유도체, 퀴녹살린 유도체(예를 들면, 1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌-2,3,6,7,10,11-헥사카르보니트릴 등), 포르피린 유도체 등의 복소환 화합물, 폴리실란 등이다. 폴리머계에서는 상기 단량체를 측사슬에 갖는 폴리카보네이트나 스티렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 및 폴리실란 등이 바람직하지만, 발광 소자의 제작에 필요한 박막을 형성하고, 양극으로 정공을 주입할 수 있으며, 나아가 정공을 수송할 수 있는 화합물이라면 특별히 한정되지 않는다.
또한, 유기 반도체의 도전성은, 그 도핑에 의해, 강한 영향을 받는 것도 알려져 있다. 이와 같은 유기 반도체 매트릭스 물질은, 전자 공여성이 양호한 화합물, 또는, 전자 수용성이 양호한 화합물로 구성되어 있다. 전자 공여 물질의 도핑 위해, 테트라시아노퀴논디메탄(TCNQ) 또는 2,3,5,6-테트라플루오로테트라시아노-1,4-벤조퀴논디메탄(F4TCNQ) 등의 강한 전자 수용체가 알려져 있다(예를 들면, 문헌 「M.Pfeiffer, A.Beyer, T.Fritz, K.Leo, Appl.Phys.Lett., 73(22), 3202-3204(1998)」 및 문헌 「J.Blochwitz, M.Pheiffer, T.Fritz, K.Leo, Appl.Phys.Lett., 73(6), 729-731(1998)」을 참조). 이들은, 전자 공여형 베이스 물질(정공 수송 물질)에 있어서의 전자 이동 프로세스에 의해, 소위 정공을 생성한다. 정공의 수 및 이동도에 따라, 베이스 물질의 전도성이, 상당히 크게 변화된다. 정공 수송 특성을 갖는 매트릭스 물질로서는, 예를 들면 벤지딘 유도체(TPD 등) 또는 스타버스트아민 유도체(TDATA 등), 또는 특정한 금속 프탈로시아닌(특히, 아연 프탈로시아닌(ZnPc) 등)이 알려져 있다(일본특허공개 2005-167175호 공보).
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층 >
발광층(105)은, 전계가 가해진 전극 사이에 있어서, 양극(102)으로부터 주입된 정공과, 음극(108)으로부터 주입된 전자를 재결합시킴으로써 발광하는 층이다. 발광층(105)을 형성하는 재료로서는, 정공과 전자와의 재결합에 의해 여기되어서 발광하는 화합물(발광성 화합물)이면 되고, 안정한 박막 형상을 형성할 수 있으며, 또한, 고체 상태에서 강한 발광(형광) 효율을 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
발광층은 단일층이어도 되고 복수층으로 이루어져 있어도 되며 어느 쪽이라도 되며, 각각 발광층용 재료(호스트 재료, 도펀트 재료)에 의해 형성된다. 호스트 재료와 도펀트 재료는, 각각 1종류여도, 복수의 조합이어도, 어느 것이라도 된다. 또한, 호스트 재료에는, 정공 수송층용 재료 또는 전자 수송층용 재료를 혼합해도 되고, 그들의 조합이라도 된다. 도펀트 재료는 호스트 재료의 전체적으로 포함되어 있어도 되고, 부분적으로 포함되어 있어도 되며, 어느 것이라도 된다. 도핑 방법으로서는, 호스트 재료와의 공증착법에 의해 형성할 수 있지만, 호스트 재료와 미리 혼합하고 나서 동시에 증착하거나, 유기 용매와 함께 호스트 재료와 미리 혼합하고 나서 습식 성막법에 의해 제막하거나 해도 된다.
호스트 재료의 사용량은 호스트 재료의 종류에 따라 다르고, 그 호스트 재료의 특성에 맞춰서 정하면 된다. 호스트 재료의 사용량의 기준은, 바람직하게는 발광층용 재료 전체의 50∼99.999중량%이며, 보다 바람직하게는 80∼99.95중량%이며, 보다 더 바람직하게는 90∼99.9중량%이다.
도펀트 재료의 사용량은 도펀트 재료의 종류에 따라 다르고, 그 도펀트 재료의 특성에 맞춰서 정하면 된다. 도펀트의 사용량의 기준은, 바람직하게는 발광층용 재료 전체의 0.001∼50중량%이며, 보다 바람직하게는 0.05∼20중량%이며, 보다 더 바람직하게는 0.1∼10중량%이다. 상기의 범위라면, 예를 들면, 농도 소광 현상을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하다. 또한, 내구성의 관점에서, 도펀트 재료의 수소 원자는 일부 또는 전부가 중수소화되어 있는 것도 바람직하다.
한편, 열활성형 지연 형광 도펀트 재료를 사용한 유기 EL 소자에 있어서는, 도펀트 재료의 사용량은 저농도인 쪽이 농도 소광 현상을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하지만, 도펀트 재료의 사용량이 고농도인 쪽이 열활성형 지연 형광 기구의 효율성 관점에서는 바람직하다. 또한, 열활성형 지연 형광 어시스트 도펀트 재료를 사용한 유기 EL 소자에 있어서는, 어시스트 도펀트 재료의 열활성형 지연 형광 기구의 효율성 관점에서는, 어시스트 도펀트 재료의 사용량에 비해 도펀트 재료의 사용량이 저농도인 쪽이 바람직하다. 본 발명의 다환 방향족 화합물은, 열활성형 지연 형광 어시스트 도펀트 재료를 사용한 유기 EL 소자에 있어서는 도펀트(이미팅 도펀트라고도 함)로서 이용할 수 있다.
어시스트 도펀트 재료가 사용되는 경우에 있어서의, 호스트 재료, 어시스트 도펀트 재료 및 도펀트 재료의 사용량의 기준은, 각각, 발광층용 재료 전체의 40∼99.999중량%, 59∼1중량% 및 20∼0.001중량%이며, 바람직하게는, 각각, 60∼99.99중량%, 39∼5중량% 및 10∼0.01중량%이며, 보다 바람직하게는, 70∼99.95중량%, 29∼10중량% 및 5∼0.05중량%이다.
호스트 재료로서는, 이전부터 발광체로서 알려져 있었던 안트라센, 피렌, 디벤조크리센 또는 플루오렌 등의 축합환 유도체, 비스스티릴안트라센 유도체나 디스티릴벤젠 유도체 등의 비스스티릴 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 시클로펜타디엔 유도체 등을 들 수 있다. 특히, 안트라센계 화합물, 플루오렌계 화합물 또는 디벤조크리센계 화합물이 바람직하다. 또한, 내구성의 관점에서, 호스트 재료의 수소 원자는 일부 또는 전부가 중수소화되어 있는 것도 바람직하다. 또한, 일부 또는 전부의 수소 원자가 중수소화된 호스트 화합물과, 일부 또는 전부의 수소 원자가 중수소화된 도펀트 화합물을 조합시켜서 발광층을 구성하는 것도 바람직하다.
호스트 재료의 삼중항 에너지는, 발광층 내에서의 TADF의 발생을 저해하지 않고 촉진시키는 관점에서, 발광층 내에 있어서 가장 높은 삼중항 에너지를 갖는 도펀트 또는 어시스트 도펀트의 삼중항 에너지에 비해 높은 것이 바람직하고, 구체적으로는, 호스트 재료의 삼중항 에너지는, 0.01eV 이상이 바람직하고, 0.03eV 이상이 보다 바람직하고, 0.1eV 이상이 보다 더 바람직하다. 또한, 호스트 재료에 TADF 활성인 화합물을 사용해도 된다.
호스트 재료로서는, 예를 들면, 하기 일반식(H1)으로 나타내어지는 화합물, 하기 일반식(H2)으로 나타내어지는 화합물, 하기 일반식(H4)으로 나타내어지는 구조를 포함하는 화합물, 하기 일반식(H5)으로 나타내어지는 화합물, 하기 일반식(H6)으로 나타내어지는 화합물, 및 하기 일반식(H8)으로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다. 바람직하게는 일반식(H1)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pat00050
<일반식(H1)으로 나타내어지는 화합물>
Figure pat00051
상기 식(H1) 중, L1은 탄소수 6∼30의 아릴렌 또는 탄소수 2∼30의 헤테로아릴렌이며, 탄소수 6∼24의 아릴렌이 바람직하고, 탄소수 6∼16의 아릴렌이 보다 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴렌이 보다 더 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴렌이 특히 바람직하고, 또한, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴렌이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴렌이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌이 특히 바람직하다. 아릴렌으로서 구체적으로는, 벤젠환, 비페닐환, 나프탈렌환, 터페닐환, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 트리페닐렌환, 피렌환, 나프타센환, 페릴렌환 및 펜타센환 등의 2가의 기를 들 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌으로서 구체적으로는, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤조이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 프탈라진환, 나프티리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사티인환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 페나자실린환, 인돌리진환, 푸란환, 벤조푸란환, 이소벤조푸란환, 디벤조푸란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 푸라잔환, 티안트렌환, 인돌로카르바졸환, 벤조인돌로카르바졸환, 벤조벤조인돌로카르바졸환 및 나프토벤조푸란환 등의 2가의 기를 들 수 있다.
식(H1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼14의 시클로알킬, 시아노, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
<일반식(H2)으로 나타내어지는 화합물>
Figure pat00052
상기 식(H2) 중, L2 및 L3은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼30의 아릴 또는 탄소수 2∼30의 헤테로아릴이며, L4는, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 또는 탄소수 2∼30의 헤테로아릴이다. 아릴로서는, 탄소수 6∼24의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼16의 아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하고, 구체적으로는, 벤젠환, 비페닐환, 나프탈렌환, 터페닐환, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 트리페닐렌환, 피렌환, 나프타센환, 페릴렌환 및 펜타센환 등의 1가의 기를 들 수 있다. 헤테로아릴로서는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하고, 구체적으로는, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤조이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 프탈라진환, 나프티리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사티인환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 페나자실린환, 인돌리진환, 푸란환, 벤조푸란환, 이소벤조푸란환, 디벤조푸란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 푸라잔환, 티안트렌환, 인돌로카르바졸환, 벤조인돌로카르바졸환, 벤조벤조인돌로카르바졸환 및 나프토벤조푸란환 등의 1가의 기를 들 수 있다.
식(H2)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼14의 시클로알킬, 시아노, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
<일반식(H4)으로 나타내어지는 구조를 포함하는 화합물>
해당 화합물은 하기 식(H4)으로 나타내어지는 구조를 포함하는 화합물이며, 해당 구조를 복수 개, 바람직하게는 1∼5개, 보다 바람직하게는 1∼3개, 보다 더 바람직하게는 1∼2개, 가장 바람직하게는 1개 포함하고, 복수 개 포함하는 경우에는 해당 구조끼리가 직접 단결합으로 결합되거나, 특정한 연결기로 결합된다.
Figure pat00053
상기 일반식(H4) 중, G는 각각 독립적으로 「=C(-H)-」 또는 「=N-」이며, 상기 「=C(-H)-」 중의 H는 치환기 또는 다른 식(H4)으로 나타내어지는 구조로 치환되어 있어도 된다.
일반식(H4)으로 나타내어지는 구조를 포함하는 화합물은, 예를 들면, 국제공개 제2012/153780호 및 국제공개 제2013/038650호 등에 기재된 화합물을 사용할 수 있고, 상기 문헌 중에 기재된 방법에 따라 제조할 수 있다.
G인 「=C(-H)-」 중의 H가 치환되는 경우의 치환기의 예는, 예를 들면 아래와 같지만, 이들에 한정되지 않는다.
치환기인 「아릴기」의 구체예로서는, 페닐, 톨릴, 크실릴, 나프틸, 페난트릴, 피레닐, 크리세닐, 벤조[c]페난트릴, 벤조[g]크리세닐, 벤조안트릴, 트리페닐레닐, 플루오레닐, 9,9-디메틸플루오레닐, 벤조플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 쿼터페닐릴, 플루오란테닐 등을 들 수 있고, 바람직하게는 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 쿼터페닐릴, 나프틸, 트리페닐레닐 및 플루오레닐 등을 들 수 있다. 치환기를 갖는 아릴기로서는, 톨릴, 크실릴 및 9,9-디메틸플루오레닐 등을 들 수 있다. 구체예로 나타낸 바와 같이, 아릴기는, 축합 아릴기 및 비축합 아릴기의 양쪽을 포함한다.
치환기인 「헤테로아릴기」의 구체예로서는, 피롤일, 피라졸릴, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피리딜, 트리아지닐, 인돌일, 이소인돌일, 이미다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 인다졸일, 이미다조[1,2-a]피리디닐, 푸릴, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 아자디벤조푸라닐, 티오페닐, 벤조티에닐, 디벤조티에닐, 아자디벤조티에닐, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 퀴녹살리닐, 퀴나졸리닐, 나프티리디닐, 카르바졸릴, 아자카르바졸릴, 페난트리디닐, 아크리디닐, 페난트롤리닐, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 푸라자닐, 벤즈옥사졸릴, 티에닐, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 벤즈티아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 디벤조푸라닐, 디벤조티에닐, 카르바졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 트리아지닐, 아자디벤조푸라닐 및 아자디벤조티에닐 등을 들 수 있다. 디벤조푸라닐, 디벤조티에닐, 아자디벤조푸라닐 또는 아자디벤조티에닐이 보다 더 바람직하다.
치환기인 「치환 실릴기」는, 치환 또는 무치환의 트리알킬실릴기, 치환 또는 무치환의 아릴알킬실릴기, 및 치환 또는 무치환의 트리아릴실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 것도 바람직하다.
치환 또는 무치환의 트리알킬실릴기의 구체예로서는, 트리메틸실릴 및 트리에틸실릴을 들 수 있다. 치환 또는 무치환의 아릴알킬실릴기의 구체예로서는, 디페닐메틸실릴, 디톨릴메틸실릴 및 페닐디메틸실릴 등을 들 수 있다. 치환 또는 무치환의 트리아릴실릴기의 구체예로서는, 트리페닐실릴 및 트리톨릴실릴 등을 들 수 있다.
치환기인 「치환 포스핀옥사이드기」는, 치환 또는 무치환의 디아릴포스핀옥사이드기인 것도 바람직하다. 치환 또는 무치환의 디아릴포스핀옥사이드기의 구체예로서는, 디페닐포스핀옥사이드 및 디톨릴포스핀옥사이드 등을 들 수 있다.
치환기인 「치환 카르복시기」로서는, 예를 들면, 벤조일옥시 등을 들 수 있다.
식(H4)으로 나타내어지는 구조를 복수 개 결합하는 연결기로서는, 상술한 아릴이나 헤테로아릴의 2∼4가, 2∼3가, 또는 2가의 유도체를 들 수 있다.
일반식(H4)으로 나타내어지는 구조를 포함하는 화합물의 구체예를 이하에 나타낸다.
Figure pat00054
Figure pat00055
<일반식(H5)으로 나타내어지는 화합물>
Figure pat00056
상기 식(H5)에 있어서,
R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬 또는 시클로알킬(이상, 제1 치환기)이며, 해당 R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 알킬 또는 시클로알킬(이상, 제2 치환기)로 더 치환되어 있어도 되고,
R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬 또는 시클로알킬(이상, 제1 치환기)로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 알킬 또는 시클로알킬(이상, 제2 치환기)로 더 치환되어 있어도 되며,
a환, b환, 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 R1∼R11임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되고,
식(H5)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 할로겐 또는 중수소로 치환되어도 된다.
식(H5)에 있어서의 a환, b환, 및 c환 중의 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 R1∼R11임)은 「-N=」으로 치환되고, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 그 밖의 함질소 헤테로아릴환으로 변화되어도 된다.
바람직하게는, 상기 식(H5)에 있어서,
R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬이며, 해당 R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 되고,
R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 된다.
보다 더 바람직하게는, 상기 식(H5)에 있어서,
R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며, 해당 R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 되고,
R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 탄소수 9∼12의 아릴환 또는 탄소수 6∼12의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 된다.
상기 제1 치환기 및 제2 치환기에 있어서, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노에 있어서의 「아릴」이나 「헤테로아릴」로서는, 이하의 예를 들 수 있다.
구체적인 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있으며, 탄소수 6∼24의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼20의 아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 6∼16의 아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 특히 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴이 가장 바람직하다. 예를 들면, 단환계 아릴인 페닐, 2환계 아릴인 (2-, 3-, 4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 4환계 아릴인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, m-쿼터페닐릴), 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 나프타센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일, 펜타센-(1-, 2-, 5-, 6-)일 등을 들 수 있다.
구체적인 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있으며, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 예를 들면, 피롤일, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌일, 이소인돌일, 1H-인다졸일, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페나자실리닐, 인돌리지닐, 푸라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 나프토벤조푸라닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 이소벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 나프토벤조티오페닐, 벤조포스포릴, 디벤조포스포릴, 벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 디벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 푸라자닐, 티안트레닐, 인돌로카르바졸릴, 벤조인돌로카르바졸릴 및 벤조벤조인돌로카르바졸릴 등을 들 수 있다.
상기 제1 치환기 및 제2 치환기에 있어서, 「알킬」로서는, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 것이라도 되며, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알킬을 들 수 있고, 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬)이 보다 바람직하고, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬)이 보다 더 바람직하고, 탄소수 1∼5의 알킬(탄소수 3∼5의 분기쇄 알킬)이나 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬)이 특히 바람직하고, 메틸이 가장 바람직하다. 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸(t-아밀), n-헥실, 1-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, t-옥틸(1,1,3,3-테트라메틸부틸), 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다. 또한, 예를 들면, 1-에틸-1-메틸프로필, 1,1-디에틸프로필, 1,1-디메틸부틸, 1-에틸-1-메틸부틸, 1,1,4-트리메틸펜틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,1-디메틸옥틸, 1,1-디메틸펜틸, 1,1-디메틸헵틸, 1,1,5-트리메틸헥실, 1-에틸-1-메틸헥실, 1-에틸-1,3-디메틸부틸, 1,1,2,2-테트라메틸프로필, 1-부틸-1-메틸펜틸, 1,1-디에틸부틸, 1-에틸-1-메틸펜틸, 1,1,3-트리메틸부틸, 1-프로필-1-메틸펜틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1,2,2-트리메틸프로필, 1-프로필-1-메틸부틸, 1,1-디메틸헥실 등도 들 수 있다.
상기 제1 치환기 및 제2 치환기에 있어서, 「시클로알킬」로서는, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 3∼20의 시클로알킬, 탄소수 3∼16의 시클로알킬, 탄소수 3∼14의 시클로알킬, 탄소수 5∼10의 시클로알킬, 탄소수 5∼8의 시클로알킬, 탄소수 5∼6의 시클로알킬, 탄소수 5의 시클로알킬 등을 들 수 있다. 예를 들면, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 및 이들 탄소수 1∼4의 알킬(특히 메틸) 치환체나, 비시클로[1.1.0]부틸, 비시클로[1.1.1]펜틸, 비시클로[2.1.0]펜틸, 비시클로[2.1.1]헥실, 비시클로[3.1.0]헥실, 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸, 아다만틸, 디아만틸, 데카히드로나프타레닐, 데카히드로아줄레닐 등을 들 수 있다.
제1 치환기가 아릴인 경우 치환 위치는, R1, R3, R4, R5, R10 및 R11이 바람직하고, 예를 들면, R1 및 R3으로의 치환, R5 및 R10으로의 치환, R4 및 R11로의 치환이 보다 바람직하고, 아릴은 페닐기가 바람직하다.
제1 치환기가 헤테로아릴인 경우 치환 위치는, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R9, R10 및 R11이 바람직하고, 예를 들면, R1로의 치환, R2로의 치환, R3으로의 치환, R1 및 R3으로의 치환, R4 및 R11로의 치환, R5 및 R10으로의 치환, R6 및 R9로의 치환이 보다 바람직하고, 헤테로아릴은 카르바졸릴기가 바람직하다. 이 헤테로아릴(예를 들면 카르바졸릴)은 페닐렌기를 통하여 상기 위치에 치환되어 있어도 된다.
식(H5)으로 나타내어지는 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 하기 구조식으로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다. 또한, 식 중의 「Me」는 메틸기이다.
Figure pat00057
Figure pat00058
식(H5)으로 나타내어지는 화합물은, 먼저 a∼c환을 결합기(-O-)로 결합시킴으로써 중간체를 제조하고(제1 반응), 그 후에, a∼c환을 B(붕소)로 결합시킴으로써 최종 생성물을 제조할 수 있다(제2 반응). 제1 반응에서는, 예를 들면 구핵 치환 반응이나 울만 반응과 같은 일반적 에테르화 반응을 이용할 수 있다. 또한, 제2 반응에서는, 탠덤 헤테로 프리델 크래프츠 반응(연속적인 방향족 구전자 치환 반응)을 이용할 수 있다. 제1 및 제2 반응의 상세는, 국제공개 제2015/102118호 공보에 기재된 설명을 참고로 할 수 있다.
<일반식(H6)으로 나타내어지는 화합물>
Figure pat00059
상기 식(H6)에 있어서,
R1∼R16은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬 또는 시클로알킬(이상, 제1 치환기)이며, 해당 R1∼R16에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 알킬 또는 시클로알킬(이상, 제2 치환기)로 더 치환되어 있어도 되고,
R1∼R16 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환, c환, 또는 d환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬 또는 시클로알킬(이상, 제1 치환기)로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 알킬 또는 시클로알킬(이상, 제2 치환기)로 더 치환되어 있어도 되며,
식(H6)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 할로겐 또는 중수소로 치환되어도 된다.
바람직하게는, 상기 식(H6)에 있어서,
R1∼R16은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬이며, 해당 R1∼R16에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 되고,
R1∼R16 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환, c환, 또는 d환과 함께 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 된다.
보다 더 바람직하게는, 상기 식(H6)에 있어서,
R1∼R16은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며, 해당 R1∼R16에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 되고,
R1∼R16 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환, c환, 또는 d환과 함께 탄소수 9∼12의 아릴환 또는 탄소수 6∼12의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 된다.
상기 제1 치환기 및 제2 치환기에 있어서, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노에 있어서의 「아릴」이나 「헤테로아릴」로서는, 이하의 예를 들 수 있다.
구체적인 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있으며, 탄소수 6∼24의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼20의 아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 6∼16의 아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 특히 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴이 가장 바람직하다. 예를 들면, 단환계 아릴인 페닐, 2환계 아릴인 (2-, 3-, 4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 4환계 아릴인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, m-쿼터페닐릴), 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 나프타센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일, 펜타센-(1-, 2-, 5-, 6-)일 등을 들 수 있다.
구체적인 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있으며, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 예를 들면, 피롤일, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌일, 이소인돌일, 1H-인다졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페나자실리닐, 인돌리지닐, 푸라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 나프토벤조푸라닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 이소벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 나프토벤조티오페닐, 벤조포스포릴, 디벤조포스포릴, 벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 디벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 푸라자닐, 티안트레닐, 인돌로카르바졸릴, 벤조인돌로카르바졸릴 및 벤조벤조인돌로카르바졸릴 등을 들 수 있다.
상기 제1 치환기 및 제2 치환기에 있어서, 「알킬」로서는, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 것이라도 되며, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알킬을 들 수 있고, 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬)이 보다 바람직하고, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬)이 보다 더 바람직하고, 탄소수 1∼5의 알킬(탄소수 3∼5의 분기쇄 알킬)이나 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬)이 특히 바람직하고, 메틸이 가장 바람직하다. 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸(t-아밀), n-헥실, 1-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, t-옥틸(1,1,3,3-테트라메틸부틸), 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다. 또한, 예를 들면, 1-에틸-1-메틸프로필, 1,1-디에틸프로필, 1,1-디메틸부틸, 1-에틸-1-메틸부틸, 1,1,4-트리메틸펜틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,1-디메틸 옥틸, 1,1-디메틸펜틸, 1,1-디메틸헵틸, 1,1,5-트리메틸헥실, 1-에틸-1-메틸헥실, 1-에틸-1,3-디메틸부틸, 1,1,2,2-테트라메틸프로필, 1-부틸-1-메틸펜틸, 1,1-디에틸부틸, 1-에틸-1-메틸펜틸, 1,1,3-트리메틸부틸, 1-프로필-1-메틸펜틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1,2,2-트리메틸프로필, 1-프로필-1-메틸부틸, 1,1-디메틸헥실 등도 들 수 있다.
상기 제1 치환기 및 제2 치환기에 있어서, 「시클로알킬」로서는, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 3∼20의 시클로알킬, 탄소수 3∼16의 시클로알킬, 탄소수 3∼14의 시클로알킬, 탄소수 5∼10의 시클로알킬, 탄소수 5∼8의 시클로알킬, 탄소수 5∼6의 시클로알킬, 탄소수 5의 시클로알킬 등을 들 수 있다. 예를 들면, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 및 이들 탄소수 1∼4의 알킬(특히 메틸) 치환체나, 비시클로[1.1.0]부틸, 비시클로[1.1.1]펜틸, 비시클로[2.1.0]펜틸, 비시클로[2.1.1]헥실, 비시클로[3.1.0]헥실, 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸, 아다만틸, 디아만틸, 데카히드로나프타레닐, 데카히드로아줄레닐 등을 들 수 있다.
식(H6)으로 나타내어지는 화합물은, 국제공개 제2014/042197호 공보에 기재된 설명을 참고로 하여 제조할 수 있다.
<일반식(H8)으로 나타내어지는 화합물>
Figure pat00060
상기 식(H8) 중, L5, L6 및 L7은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼30의 아릴 또는 탄소수 2∼30의 헤테로아릴이다. 아릴로서는, 탄소수 6∼24의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼16의 아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하고, 구체적으로는, 벤젠환, 비페닐환, 나프탈렌환, 터페닐환, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 트리페닐렌환, 피렌환, 나프타센환, 페릴렌환 및 펜타센환 등의 1가의 기를 들 수 있다. 헤테로아릴로서는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하고, 구체적으로는, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤조이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 프탈라진환, 나프티리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사티인환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 페나자실린환, 인돌리진환, 푸란환, 벤조푸란환, 이소벤조푸란환, 디벤조푸란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 푸라잔환, 옥사디아졸환, 티안트렌환, 인돌로카르바졸환, 벤조인돌로카르바졸환, 벤조벤조인돌로카르바졸환 및 나프토벤조푸란환 등의 1가의 기를 들 수 있다.
식(H8)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼14의 시클로알킬, 시아노, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
< 도펀트 재료로서의 일반식(D1)의 다환 방향족 화합물>
도펀트 재료로서는, 하기 일반식(D1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물 또는 그 다량체를 들 수 있고, 바람직하게는, 하기 일반식(D2)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물 또는 그 다량체를 들 수 있다. 한편, 「다환 방향족 화합물」 및 그 「다량체」를 합해서 「다환 방향족 화합물」이나 「화합물」이라고 표기하는 경우가 있다.
Figure pat00061
식(D1)의 화합물은, 축합 2환 구조에 A환, B환, 및 C환이 축합된 구조를 가지고, 식(D2)의 화합물은, 축합 2환 구조에 a환, b환, 및 c환이 축합된 구조를 가진다. 축합 2환 구조란, 2개의 6원 포화 탄화수소환끼리가 축합된 구조를 말하며, 상기 구조식 중에서는, 중심 원소 B(붕소)와 X1 및 X2를 포함하여 구성되는 데카히드로나프탈렌형 구조이다.
<화합물 중의 환 구조 및 그 치환기의 설명>
식(D1) 중의 A환, B환, 및 C환은, 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 치환기는, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 디아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 디헤테로아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 갖는 아미노기), 치환되어 있어도 되는 디아릴보릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 알케닐, 치환되어 있어도 되는 알콕시, 치환되어 있어도 되는 아릴옥시, 치환되어 있어도 되는 아릴티오, 또는 치환 실릴이 바람직하다. 이들 치환기가 치환기를 더 가지는 경우에는, 그 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 또는 치환 실릴을 들 수 있고, 바람직하게는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬을 들 수 있다. 한편, 여기서 열거한 환이나 치환기의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다. 단, 헤테로아릴환에 대해서는 이하에 설명한다.
「헤테로아릴환」은, 예를 들면 탄소수 2∼30의 헤테로아릴환이며, 바람직하게는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴환, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴환, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴환, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴환 등이다. 또한, 「헤테로아릴환」은, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황, 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등이다.
또한, 식(1)에 있어서의 A환, B환, 및 C환으로서의 「헤테로아릴환」은, 식(2)로 규정된 「R1∼R3, R4∼R7, 및 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환, 및 c환과 함께 형성된 헤테로아릴환」에 대응하지만, 이 「형성된 헤테로아릴환」에 대해서는, a환, b환, 또는 c환이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있기 때문에, 이 벤젠환에 최소의 5원환이 축합된 축합환의 합계 탄소수 6이 하한의 탄소수가 된다. 단, 이 벤젠환인, a환, b환, 및 c환은, 상술한 바와 같이 함질소 헤테로아릴환(6원환 또는 5원환) 또는 함산소·황 헤테로아릴환(5원환) 등으로 변화되어도 되기 때문에, 이 경우에는, 그에 따라 하한의 탄소수는 변화된다.
구체적인 「헤테로아릴환」은, 예를 들면, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤조이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 페난트롤린환, 프탈라진환, 나프티리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사티인환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 페나자실린환, 인돌리진환, 푸란환, 벤조푸란환, 이소벤조푸란환, 디벤조푸란환, 나프토벤조푸란환, 잔텐환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 이소벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 나프토벤조티오펜환, 티오잔텐환, 벤조포스폴환, 디벤조포스폴환, 벤조포스폴옥사이드환, 디벤조포스폴옥사이드환, 푸라잔환, 티안트렌환, 인돌로카르바졸환, 벤조인돌로카르바졸환, 벤조벤조인돌로카르바졸환, 이미다졸린환, 또는 옥사졸린환 등이다.
한편, 「헤테로아릴환」에는, 해당 헤테로아릴환에 있어서의 적어도 하나의 수소가, 페닐 등의 아릴(구체예는 후술하는 기), 메틸 등의 알킬(구체예는 후술하는 기), 또는 시클로헥실 또는 아다만틸 등의 시클로알킬(구체예는 후술하는 기)로 치환된 구조도 포함된다.
예를 들면, 카르바졸환의 9위에 있어서의 수소가, 페닐, 메틸, 시클로헥실, 또는 아다만틸로 치환된, 9-(페닐, 메틸, 시클로헥실, 또는 아다만틸)카르바졸환도, 헤테로아릴환에 포함된다. 또한, 아크리딘환, 잔텐환, 또는 티오잔텐환에 있어서의, 메틸렌기의 2개의 수소가 메틸로 치환된, 디메틸디히드로아크리딘환, 디메틸잔텐환, 디메틸티오잔텐환도, 헤테로아릴환에 포함된다.
식(D1)의 설명에 있어서의, 상기 디아릴아미노의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디헤테로아릴아미노의 2개의 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되며, 상기 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디아릴보릴의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기나 결합한 형태의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
　식(D2) 중의 R1∼R11은, 수소 또는 치환기이며, 구체적으로는, 수소, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 디아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 디헤테로아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 갖는 아미노기), 치환되어 있어도 되는 디아릴보릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 알케닐, 치환되어 있어도 되는 알콕시, 치환되어 있어도 되는 아릴옥시, 치환되어 있어도 되는 아릴티오, 또는 치환 실릴이 바람직하다. 이들 치환기가 치환기를 더 가지는 경우에는, 그 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 또는 치환 실릴을 들 수 있고, 바람직하게는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬을 들 수 있다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
식(D2)의 설명에 있어서의, 상기 디아릴아미노의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디헤테로아릴아미노의 2개의 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되며, 상기 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디아릴보릴의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기나 결합한 형태의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
식(D2) R1∼R11의 구체예는, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이며, 해당 R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
식(D1) 중의 A환, B환, 및 C환으로서의 아릴환 또는 헤테로아릴환은, 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 5원환 또는 6원환을 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 「축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환」이란, 예를 들면 식(D2)으로 나타낸 바와 같이 축합 2환 구조에 축합된, a환, b환, 및 c환(벤젠환(6원환))을 의미한다. 또한, 「(A환, B환, 및 C환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환이 이 6원환을 가진다」란, 이 6원환만으로 A환, B환, 및 C환이 형성되거나, 또는, 이 6원환에 다른 환 등이 더 축합함으로써, 이 6원환을 포함하도록 A환, B환, 및 C환이 형성되는 것을 의미한다. 바꿔 말하면, 여기서 말하는 「6원환을 갖는(A환, B환, 및 C환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환」이란, A환, B환, 및 C환의 전부 또는 일부를 구성하는 6원환이, 축합 2환 구조에 축합하고 있는 것을 의미한다. 또한, 「5원환」에 대해서도 마찬가지의 설명이 적용된다.
식(D1) 중의 A환, B환, 및 C환은, 각각, 식(D2) 중의 a환과 그 치환기 R1∼R3, b환과 그 치환기 R4∼R7, 및 c환과 그 치환기 R8∼R11에 대응한다. 즉, 식(D2)은, 식(D1)의 A환, B환, 및 C환으로서 「(벤젠환인) 6원환을 가지는 A환, B환, 및 C환」이 선택된 구조에 대응한다. 그 의미로, 식(D2)에 있어서의 각 환을 소문자의 「a」, 「b」, 및 「c」로 나타냈다.
<치환기끼리의 결합에 의한 환 구조의 변화의 설명>
식(D2) 중, a환의 치환기 R1∼R3 중 인접하는 기끼리, b환의 치환기 R4∼R7 중 인접하는 기끼리, 및 c환의 치환기 R8∼R11 중 인접하는 기끼리는, 결합하여, 각각, a환, b환, 또는 c환과 함께, 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴로 치환되어 있어도 되며, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 환이나 치환기의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다. 또한, 헤테로아릴환에 관한 설명은 상술한 설명을 인용할 수 있다.
식(D2)의 설명에 있어서의, 상기 디아릴아미노의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디헤테로아릴아미노의 2개의 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되며, 상기 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 상기 디아릴보릴의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기나 결합한 형태의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
따라서, 식(D2)의 다환 방향족 화합물은, a환, b환, 및 c환에 있어서의 치환기의 상호의 결합 형태에 따라, 하기 식(D2-fr1)∼식(D2-fr3)에 나타낸 바와 같이, 화합물을 구성하는 환 구조가 변화한다. 각 식 중의 A'환 및 B'환은, 식(D1)에 있어서의 각각 A환 및 B환에 대응한다. 한편, 하기 식에서는 나타내고 있지 않지만, c환도 마찬가지로 환 구조가 변화하여 C'환이 되어도 되고, 식(D1)에 있어서의 C환에 대응한다.
Figure pat00062
상기 식(D2-fr1)∼식(D2-fr3) 중의 A'환 및 B'환은, 식(D2)로 설명하면, a환의 치환기 R1∼R3 중 인접하는 기끼리, 또는 b환의 치환기 R4∼R7 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환 및 b환과 함께 형성한 아릴환 또는 헤테로아릴환을 나타낸다(a환 또는 b환에 다른 환구조가 축합하여 생긴 축합환이라고도 할 수 있음). c환의 치환기 R8∼R11 중 인접하는 기끼리도 마찬가지로 결합하여, c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성해도 되고, 형성된 환은 C'환(c환에 다른 환구조가 축합하여 생긴 축합환이라고도 할 수 있음)이 된다. 또한, 상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 예를 들면, a환의 치환기 R3과 b환의 치환기 R4, b환의 치환기 R7과 c환의 치환기 R8, 및 c환의 치환기 R11과 a환의 치환기 R1은 「인접하는 기끼리」에는 해당하지 않으며, 이들이 결합하지는 않는다. 즉, 「인접하는 기」란 동일 환상에서 인접하는 기를 의미한다.
상기 식(D2-fr1)∼식(D2-fr3)의 구체예로서는, a환 또는 b환인 벤젠환에 대하여, 예를 들면, 벤젠환, 인돌환, 피롤환, 벤조푸란환, 또는 벤조티오펜환 등이 축합하여 형성된 A'환 또는 B'환을 갖는 구조를 들 수 있고, 형성된 축합환 A' 또는 축합환 B'는, 각각, 나프탈렌환, 카르바졸환, 인돌환, 디벤조푸란환, 또는 디벤조티오펜환 등이다. 또한, c환인 벤젠환에 대해서도 마찬가지의 설명을 할 수 있다.
예를 들면, 식(D2-fr1)∼식(D2-fr3)의 보다 구체적인 예를 이하에 나타낸다.
Figure pat00063
상기 식(D2-fr1-ex)은, 식(D2-fr1)의 구체예이며, 식(D2)의 a환에 있어서의 인접하는 R1 및 R2가 결합하여, a환(벤젠환)과 함께, A'로 나타내는 아릴환(나프탈렌환)이 형성된 예이다. 형성된 아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 a)을 가지고 있다. 한편, 아릴환 A'(식(D1)의 A환)에의 임의의 치환기를 R3 이외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
상기 식(D2-fr2-ex)은, 식(D2-fr2)의 구체예이며, 식(D2)의 b환에 있어서의 인접하는 R5 및 R6이 결합하여, b환(벤젠환)과 함께, B'로 나타내는 헤테로아릴환(카르바졸환)이 형성된 예이다. 형성된 헤테로아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 b)을 가지고 있다. 한편, 아릴환 B'(식(D1)의 B환)에의 임의의 치환기를 R4 및 R7 이외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
상기 식(D2-fr3-ex)은, 식(D2-fr3)의 구체예이며, 식(D2)의 a환에 있어서의 인접하는 R1 및 R2가 결합하여, a환(벤젠환)과 함께, A'로 나타내는 헤테로아릴환(디벤조푸란환)이 형성되고, b환에 있어서의 인접하는 R5 및 R6이 결합하여, b환(벤젠환)과 함께, B'로 나타내는 아릴환(나프탈렌환)이 형성된 예이다. 형성된 헤테로아릴환 및 아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 a 및 벤젠환 b)을 가지고 있다. 한편, 헤테로아릴환 A'(식(D1)의 A환) 및 아릴환 B'(식(D1)의 B환)에의 임의의 치환기를 R3, R4, 및 R7 이외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
이상의 설명은, c환의 치환기 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 마찬가지로 결합하여, 환구조가 변화되어 C'환이 된 경우에도 적용할 수 있고, 또한 상술한 구체예 이외의 모든 형태에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
<화합물 중의 연결 원소 X1 및 X2의 설명>
식(D1) 및 식(D2) 중의 X1 및 X2는, 각각 독립적으로, >N-R, >O, 또는 >C(-R)2이다. 상기 「>N-R」의 R, 및 「>C(-R)2」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 시클로알킬이며, 치환기로서는 알킬 또는 시클로알킬이 바람직하다.
X1 및 X2로서는, 안정성의 관점에서, >N-R 또는 >O가 바람직하고, >N-R이 보다 바람직하다. 또한, 단파장의 발광의 관점에서는, >O 또는 >C(-R)2가 바람직하다.
한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
또한, X1 및 X2로서의 상기 「>C(-R)2」의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, 단결합, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-을 들 수 있고, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있다. 한편, 상기 「-CHR-CHR-」의 R, 「-CR2-CR2-」의 R, 「-CR=CR-」의 R, 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 「-CHR-CHR-」, 「-CR2-CR2-」, 「-CR=CR-」, 「-C(-R)2-」, 및 「-Si(-R)2-」에 있어서의 인접하는 2개의 R끼리가 결합하여, 시클로알킬렌환, 아릴렌환, 및 헤테로아릴렌환을 형성하고 있어도 된다(하기 구조식 중의 가장 오른쪽의 구조식을 참조). 한편, 여기서 열거한 치환기나 환의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
Figure pat00064
연결기로서는, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-이 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-가 보다 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-이 보다 더 바람직하고, 단결합 및 -CR=CR-이 가장 바람직하다.
연결기를 통하여 2개의 R이 결합하는 위치는, 결합 가능한 위치라면 특별히 한정되지 않지만, 가장 인접하는 위치에서 결합하는 것이 바람직하고, 예를 들면 2개의 R이 페닐기인 경우, 페닐기에 있어서의 「C」나 「Si」의 결합 위치(1위)를 기준으로 하여 오르토(2위)의 위치끼리에서 결합하는 것이 바람직하다(상기 구조식을 참조).
<X1 및 X2과 환의 결합에 의한 환 구조의 변화 설명>
식(D1) 및 식(D2) 중의 X1로서의, 상기 「>N-R」의 R, 및 「>C(-R)2」의 R은, 각각 독립적으로, 연결기를 통하여 A환(a환) 및 B환(b환)의 적어도 하나의 환과 결합하고 있어도 되고, X2로서의, 상기 「>N-R」의 R, 및 「>C(-R)2」의 R은, 각각 독립적으로, 연결기를 통하여 A환(a환) 및 C환(c환)의 적어도 하나의 환과 결합하고 있어도 된다.
결합에 관여할 수 있는 X1 및 X2로서는, >N-R이 바람직하다.
결합하는 환으로서는, X1에 대해서는 B환(b환), X2에 대해서는 C환(c환)이 바람직하다.
R과 환을 결합하는 연결기로서는, 단결합, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-을 들 수 있으며, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-가 바람직하고, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-이 보다 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-이 보다 더 바람직하고, 단결합 및 -CR=CR-이 특히 바람직하다. 또한, 상기 「-CHR-CHR-」의 R, 「-CR2-CR2-」의 R, 「-CR=CR-」의 R, 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 또한, 인접하는 2개의 R끼리가 결합하여, 시클로알킬렌환, 아릴렌환, 및 헤테로아릴렌환을 형성하고 있어도 된다. 이들 환에 있어서의 적어도 하나의 수소도 또한, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다.
한편, 여기서 열거한 치환기나 환의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
식(D1)에 있어서의 「X1 및 X2로서의 상기 「>N-R」의 R, 및 「>C(-R)2」의 R은, 각각 독립적으로, A환, B환, 및 C환의 적어도 하나의 환과 연결기를 통하여 결합하고 있다」라는 규정은, 식(D2)에서는 「X1 및 X2로서의 상기 「>N-R」의 R, 및 「>C(-R)2」의 R은, 각각 독립적으로, a환, b환, 및 c환의 적어도 하나의 환과, 단결합, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-을 통하여 결합하고 있다」라는 규정에 대응한다.
이 규정은, 예를 들면 하기 구조식으로 표현할 수 있다. 환 구조가 변화되는 a환 및 b환에 있어서의 치환기를 비표시로 했지만 실제로는 c환에 있어서의 R8∼R11과 마찬가지로 존재한다. 한편, c환의 환 구조도 마찬가지로 변화한다.
Figure pat00065
왼쪽의 구조식은, 식(D1)에 있어서의,
X1의 선택지(>N-R, 및 >C(-R)2)에 있어서의 R이 연결기를 통하여 b환(벤젠환)과 결합함으로써, X1을 넣어 b환(벤젠환)에 대하여 다른 환이 축합하여 B'환이 형성되고,
X2의 선택지(>N-R, 및 >C(-R)2)에 있어서의 R이 연결기를 통하여 a환(벤젠환)과 결합함으로써, X2를 넣어 a환(벤젠환)에 대하여 다른 환이 축합하여 A'환이 형성된, 화합물을 나타내고 있다.
형성된 축합환 B' 및 축합환 A'는, 예를 들면, 아제핀 구조를 갖는 환, 페녹사진환, 페노티아진환, 카르바졸환, 또는 아크리딘환 등이다. 또한, 상기 구조식에는 포함하지 않지만, c환이 결합하는 예 등도 있다.
오른쪽의 구조식은, 왼쪽의 구조식의 보다 구체적인 예를 나타내고 있으며,
X1인 >N-R의 R(페닐기)이, 연결기인 「-CR=CR-」(인접하는 2개의 R끼리가 결합하여 페닐렌환인 아릴환이 형성되고 있음)에 의해 b환(벤젠환)과 결합하여, 파선으로 둘러싼, 아제핀 구조를 갖는 환 B'가 형성되며,
X2인 >N-R의 R(페닐기)이, 연결기인 「-O-」에 의해 a환(벤젠환)과 결합하여, 파선으로 둘러싼 페녹사진환 A'이 형성된, 화합물을 나타내고 있다.
이상의 설명은, c환의 환구조가 마찬가지로 변화한 경우에도 적용할 수 있고, 또한 상술한 구체예 이외의 모든 형태에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
<a환, b환, 및 c환의 구조 변화의 설명>
지금까지의 설명에서는, 기본적으로, 식(D2)에 있어서의 a환, b환, 및 c환을 벤젠환으로서 설명해 왔지만, 이하, 이들 환이 벤젠환이 아닌, 5원환 또는 6원환의 아릴환 또는 헤테로아릴환으로 구조 변화하는 예에 대해 설명한다. 또한, 지금까지의 설명은, 이들 환이 이하의 구조 변화를 한 경우에 대해서도, 마찬가지로 이해된다.
<a환, b환, 및 c환의 구조 변화(1)>
a환, b환, 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 R1∼R11임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 된다. 또한, 이하의 구조식은, a환, b환, 또는 c환과 그 주변 구조의 일부만을 발췌한 식이다.
Figure pat00066
이상으로 나타낸 바와 같이, 식(D2) 중에서 벤젠환으로서 표시되는 a환, b환, 또는 c환은, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 그 밖의 함질소 헤테로아릴환으로 변화되어도 된다. 또한, a환, b환, 또는 c환상에 인접하는 기가 존재하는 경우(상기 구조식 중에서는, a환상의 R2 및 R3, b환상의 R5 및 R6, c환상의 R9 및 R10)에는, 이들이 결합하여 a환, b환, 또는 c환과 함께 헤테로아릴환(상기 구조식 중에서는 퀴놀린환)을 형성하고, 형성된 환이 더 치환되어 있어도 된다(n개의 R로 나타냄)는 것은, 상술한 대로이다.
그 밖의 위치가 「-N=」으로 치환된 경우나, 인접하는 치환기끼리가 결합하여 다른 헤테로아릴환을 형성한 경우에 대해서도 마찬가지이다.
<a환의 구조 변화(2)>
a환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 R1∼R3)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」으로 치환되어 있어도 되고, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
Figure pat00067
이상의 구조식은, a환과 그 주변 구조의 일부만을 발췌한 식이며, 번잡함을 피하기 위해, 부분 구조를 나타내는 파선은 생략하였다.
이상으로 나타낸 바와 같이, 식(D2) 중에서 벤젠환으로서 표시되는 a환은, R 치환의 피롤환, 푸란환, 티오펜환, 그 밖의 함질소·산소·황·규소·셀렌의 헤테로아릴환(5원환)이나 아릴환(5원환)으로 변화되어도 된다.
그 밖의 위치가 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」으로 치환된 경우에 대해서도 마찬가지이다.
「-C(-R)2-」의 2개의 R끼리 및 「-Si(-R)2-」의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, 단결합, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-을 들 수 있고, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있다. 또한, 상기 「-CHR-CHR-」의 R, 「-CR2-CR2-」의 R, 「-CR=CR-」의 R, 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 「-CHR-CHR-」, 「-CR2-CR2-」, 「-CR=CR-」, 「-C(-R)2-」, 및 「-Si(-R)2-」에 있어서의 인접하는 2개의 R끼리가 결합하여, 시클로알킬렌환, 아릴렌환, 및 헤테로아릴렌환을 형성하고 있어도 된다(하기 구조식 중의 가장 오른쪽의 구조식을 참조). 한편, 여기서 열거한 치환기나 환의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
Figure pat00068
연결기로서는, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-이 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-이 보다 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-이 보다 더 바람직하고, 단결합 및 -CR=CR-이 가장 바람직하다.
연결기를 통하여 2개의 R이 결합하는 위치는, 결합 가능한 위치라면 특별히 한정되지 않지만, 가장 인접하는 위치에서 결합하는 것이 바람직하고, 예를 들면 2개의 R이 페닐기인 경우, 페닐기에 있어서의 「C」나 「Si」의 결합 위치(1위)를 기준으로 하여 오르토(2위)의 위치끼리에서 결합하는 것이 바람직하다(상기 구조식을 참조).
<b환 및 c환의 구조 변화(2)>
b환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=C(-Rb)-」는, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」으로 치환되어 있어도 되고, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
Figure pat00069
이상의 구조식은, b환과 그 주변 구조의 일부만을 발췌한 식이다. c환에 대해서도 마찬가지로 구조 변화를 설명할 수 있다.
이상으로 나타낸 바와 같이, 식(D2) 중에서 벤젠환으로서 표시되는 b환 및 c환은, R 치환의 피롤환, 푸란환, 티오펜환, 그 밖의 함질소·산소·황·규소·셀렌의 헤테로아릴환(5원환)이나 아릴환(5원환)으로 변화되어도 된다. 또한, b환상 및 c환상에 인접하는 기가 존재하는 경우(상기 식 중에서는 나머지의 2개의 인접하는 R4 및 R5)에는, 이들이 결합하여 b환 및 c환과 함께 헤테로아릴환(상기 식 중에서는 R 치환의 인돌환, 벤조푸란환, 또는 벤조티오펜환 등의 환)이나 아릴환(인덴환 등의 환)을 형성하고, 형성된 환이 더 치환되어 있어도 된다(n개의 R로 나타냄)는 것은, 상술한 대로이다.
그 밖에, 이하와 같은 변형예도 있다. c환에 대해서도 마찬가지로 구조 변화를 설명할 수 있다.
Figure pat00070
그 밖의 위치가 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」으로 치환된 경우에 대해서도 마찬가지이다.
상술한 바와 같이, 식(D2) 중에서 벤젠환으로서 표시되는 b환 및 c환이 변형된 아릴환 또는 헤테로아릴환으로서는, 인덴환, 인돌환, 벤조푸란환, 또는 벤조티오펜환이 바람직하고, 벤조푸란환 또는 벤조티오펜환이 보다 바람직하고, 벤조티오펜환이 보다 더 바람직하다.
「-C(-R)2-」의 2개의 R끼리 및 「-Si(-R)2-」의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, 단결합, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-을 들 수 있고, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있다. 또한, 상기 「-CHR-CHR-」의 R, 「-CR2-CR2-」의 R, 「-CR=CR-」의 R, 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 「-CHR-CHR-」, 「-CR2-CR2-」, 「-CR=CR-」, 「-C(-R)2-」, 및 「-Si(-R)2-」에 있어서의 인접하는 2개의 R끼리가 결합하여, 시클로알킬렌환, 아릴렌환, 및 헤테로아릴렌환을 형성하고 있어도 된다(하기 구조식 중의 가장 오른쪽의 구조식을 참조). 한편, 여기서 열거한 치환기나 환의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
Figure pat00071
연결기로서는, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-이 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-가 보다 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-이 보다 더 바람직하고, 단결합 및 -CR=CR-이 가장 바람직하다.
연결기를 통하여 2개의 R이 결합하는 위치는, 결합 가능한 위치라면 특별히 한정되지 않지만, 가장 인접하는 위치에서 결합하는 것이 바람직하고, 예를 들면 2개의 R이 페닐기인 경우, 페닐기에 있어서의 「C」나 「Si」의 결합 위치(1위)를 기준으로 하여 오르토(2위)의 위치끼리에서 결합하는 것이 바람직하다(상기 구조식을 참조).
<B환 및 C환의 결합>
식(D1)에 있어서의 B환 및 C환, 식(D2)에 있어서의 b환 및 c환은, 연결기를 통하여 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, 단결합, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-을 들 수 있다. 한편, 상기 「-CHR-CHR-」의 R, 「-CR2-CR2-」의 R, 「-CR=CR-」의 R, 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 「-CHR-CHR-」, 「-CR2-CR2-」, 「-CR=CR-」, 「-C(-R)2-」, 및 「-Si(-R)2-」에 있어서의 인접하는 2개의 R끼리가 결합하여, 시클로알킬렌환, 아릴렌환, 및 헤테로아릴렌환을 형성하고 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기나 환의 상세에 대해서는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
연결기로서는, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-이 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-이 보다 바람직하고, 단결합, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-이 보다 더 바람직하고, 단결합 및 -CR=CR-이 가장 바람직하다.
연결기를 통하여 2개의 환이 결합하는 위치는, 결합 가능한 위치라면 특별히 한정되지 않지만, 가장 인접하는 위치에서 결합하는 것이 바람직하고, 예를 들면 식(D2)의 경우는 b환의 R7과 c환의 R8이 결합하는 것이 바람직하다.
<다환 방향족 화합물의 다량체의 설명>
또한, 식(D1) 또는 식(D2)의 화합물에는, 식(D1)으로 나타내어지는 단위 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체, 및 식(D2)으로 나타내어지는 단위 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체가 포함된다. 다량체는, 2∼6량체가 바람직하고, 2∼3량체가 보다 바람직하고, 2량체가 특히 바람직하다. 다량체는, 1개의 화합물 중에 상기 단위 구조를 복수 가지는 형태이면 되고, 예를 들면, 상기 단위 구조가 단결합, 탄소수 1∼3의 알킬렌기, 페닐렌기, 나프틸렌기 등의 연결기로 복수 결합한 형태(연결형 다량체)에 더하여, 상기 단위 구조에 포함되는 임의의 환(A환, B환 또는 C환, a환, b환 또는 c환)을 복수의 단위 구조로 공유하도록 하여 결합한 형태(환 공유형 다량체)여도 되고, 또한, 상기 단위 구조에 포함되는 임의의 환(A환, B환 또는 C환, a환, b환 또는 c환)끼리가 축합하도록 하여 결합한 형태(환 축합형 다량체)여도 되지만, 환 공유형 다량체 및 환 축합형 다량체가 바람직하고, 환 공유형 다량체가 보다 바람직하다.
이러한 다량체로서는, 예를 들면, 하기 식(D2'-M1-1), 식(D2'-M1-2), 식(D2'-M2-1)∼식(D2'-M2-4), 또는 식(D2'-M3)으로 나타내어지는 다량체 화합물을 들 수 있다. 식(D2'-M1-1) 또는 식(D2'-M1-2)으로 나타내어지는 다량체 화합물은, 식(D2)으로 설명하면, 하나의 화합물 구조에 있어서, a환인 벤젠환을 공유하도록 하여, 식(D2)으로 나타내어지는 단위 구조를 복수 가지는 다량체 화합물(환 공유형 다량체)이다. 또한, 하기 식(D2'-M2-1)∼식(D2'-M2-4)으로 나타내어지는 다량체 화합물은, 식(D2)으로 설명하면, 하나의 화합물 구조에 있어서, b환 또는 c환인 벤젠환을 공유하도록 하여, 식(D2)으로 나타내어지는 단위 구조를 복수 가지는 다량체 화합물(환 공유형 다량체)이다. 또한, 하기 식(D2'-M3)으로 나타내어지는 다량체 화합물은, 식(D2)으로 설명하면, 하나의 화합물 구조에 있어서, 예를 들면 어떤 단위 구조의 b환(또는 a환, c환)인 벤젠환과 어떤 단위 구조의 b환(또는 a환, c환)인 벤젠환이 축합하도록 하여, 식(D2)으로 나타내어지는 단위 구조를 복수 가지는 다량체 화합물(환 축합형 다량체)이다.
Figure pat00072
다량체 화합물은, 식(D2'-M1-1) 또는 식(D2'-M1-2)으로 표현되는 다량화 형태와, 식(D2'-M2-1)∼식(D2'-M2-4) 중 어느 하나, 또는 식(D2'-M3)으로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체여도 되고, 식(D2'-M2-1)∼식(D2'-M2-4) 중 어느 하나로 표현되는 다량화 형태와, 식(D2'-M3)으로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체여도 되고, 식(D2'-M1-1) 또는 식(D2'-M1-2)으로 표현되는 다량화 형태와 식(D2'-M2-1)∼식(D2'-M2-4) 중 어느 하나로 표현되는 다량화 형태와 식(D2'-M3)으로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체여도 된다.
<시클로알칸 축합의 설명>
또한, 다환 방향족 화합물의 화학 구조 중의 방향족환 및 복소 방향족환의 적어도 하나는, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
예를 들면, A환, B환, 및 C환인 아릴환 및 헤테로아릴환, 이들 환에의 제1 치환기 및 제2 치환기(제1 치환기에 더 치환하는 치환기)로서의 아릴기(아릴, 디아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 아릴옥시, 아릴티오, 또는 트리아릴실릴에 있어서의 아릴기 부분) 및 헤테로아릴기(헤테로아릴, 디헤테로아릴아미노 또는 아릴헤테로아릴아미노에 있어서의 헤테로아릴 부분), a환, b환, 및 c환인 아릴환 및 헤테로아릴환, a환, b환, 및 c환에 있어서의 인접하는 치환기끼리가 결합하여 형성된 아릴환 또는 헤테로아릴환, a환, b환, 및 c환에의 제1 치환기 및 제2 치환기로서의 아릴기(상기와 마찬가지) 및 헤테로아릴기(상기와 마찬가지), X1 및 X2인, 「>N-R」의 R, 및 「>C(-R)2」의 R로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기 중 적어도 하나가, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
바람직하게는, A환, B환, 및 C환인 아릴환 및 헤테로아릴환, 이 환에의 제1 치환기로서의 아릴기(아릴, 디아릴아미노, 디아릴보릴, 아릴옥시, 또는 아릴티오에 있어서의 아릴기 부분) 및 헤테로아릴기(헤테로아릴 또는 디헤테로아릴아미노에 있어서의 헤테로아릴 부분), a환, b환, 및 c환인 아릴환 및 헤테로아릴환, a환, b환, 및 c환에 있어서의 인접하는 치환기끼리가 결합하여 형성된 아릴환 또는 헤테로아릴환, a환, b환, 및 c환에의 제1 치환기로서의 아릴기(상기와 마찬가지) 및 헤테로아릴기(상기와 마찬가지), X1 및 X2인, 「>N-R」의 R, 및 「>C(-R)2」의 R로서의 아릴기 또는 헤테로아릴 기 중 적어도 하나가, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
보다 바람직하게는, A환, B환, 및 C환인 아릴환, 이 환에의 제1 치환기로서의 아릴기(아릴 또는 디아릴아미노에 있어서의 아릴기 부분) 및 헤테로아릴기(헤테로아릴에 있어서의 헤테로아릴 부분), a환, b환, 및 c환인 아릴환, a환, b환, 및 c환에 있어서의 인접하는 치환기끼리가 결합하여 형성된 아릴환, a환, b환, 및 c환에의 제1 치환기로서의 아릴기(상기와 마찬가지) 및 헤테로아릴기(상기와 마찬가지), X1 및 X2인 「>N-R」의 R로서의 아릴기 중 적어도 하나가, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
보다 더 바람직하게는, A환, B환, 및 C환인 아릴환, 이 환에의 제1 치환기로서의 아릴기(아릴 또는 디아릴아미노에 있어서의 아릴기 부분), a환, b환, 및 c환인 아릴환, a환, b환, 및 c환에의 제1 치환기로서의 아릴기(상기와 마찬가지), X1 및 X2인 「>N-R」의 R로서의 아릴기 중 적어도 하나가, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
「시클로알칸」으로서는, 탄소수 3∼24의 시클로알칸, 탄소수 3∼20의 시클로알칸, 탄소수 3∼16의 시클로알칸, 탄소수 3∼14의 시클로알칸, 탄소수 5∼10의 시클로알칸, 탄소수 5∼8의 시클로알칸, 탄소수 5∼6의 시클로알칸, 탄소수 5의 시클로알칸 등을 들 수 있다.
구체적인 시클로알칸으로서는, 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 시클로노난, 시클로데칸, 노보넨, 비시클로[1.1.0]부탄, 비시클로[1.1.1]펜탄, 비시클로[2.1.0]펜탄, 비시클로[2.1.1]헥산, 비시클로[3.1.0]헥산, 비시클로[2.2.1]헵탄, 비시클로[2.2.2]옥탄, 아다만탄, 디아만탄, 데카히드로나프탈렌 및 데카히드로아줄렌, 및, 이들 탄소수 1∼5의 알킬(특히 메틸) 치환체, 할로겐(특히 불소) 치환체 및 중수소 치환체 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 예를 들면 하기 구조식에 나타내는 바와 같은, 시클로알칸의 α위치 탄소(방향족환 또는 복소 방향족환에 축합하는 시클로알킬에 있어서, 축합 부위의 탄소에 인접하는 위치의 탄소)에 있어서의 적어도 하나의 수소가 치환된 구조가 바람직하고, α위치의 탄소에 있어서의 2개의 수소가 치환된 구조가 보다 바람직하고, 2개의 α위치의 탄소에 있어서의 합계 4개의 수소가 치환된 구조가 보다 더 바람직하다. 이 치환기로서는, 탄소수 1∼5의 알킬(특히 메틸) 치환체, 할로겐(특히 불소) 치환체 및 중수소 치환체 등을 들 수 있다.
Figure pat00073
하나의 방향족환 또는 복소 방향족환에 축합하는 시클로알칸의 수는, 1∼3개가 바람직하고, 1개 또는 2개가 보다 바람직하고, 1개가 보다 더 바람직하다. 예를 들면 하나의 벤젠환(페닐기)에 하나 또는 복수의 시클로알칸이 축합된 예를 이하에 나타낸다. 각 구조식에 있어서의 *은, 벤젠환인 경우에는 화합물의 골격 구조에 포함되는 벤젠환인 것을 의미하고, 페닐기인 경우에는 화합물의 골격 구조에 치환되는 결합손(結合手)을 의미한다. 식(Cy-1-4) 및 식(Cy-2-4)과 같이 축합된 시클로알칸끼리가 축합해도 된다. 축합되는 환(기)이 벤젠환(페닐기) 이외의 다른 방향족환 또는 복소 방향족환인 경우여도, 축합되는 시클로알칸이 시클로펜탄 또는 시클로헥산 이외의 다른 시클로알칸인 경우여도, 마찬가지이다.
Figure pat00074
시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 된다. 단 복수의 -CH2-는 -O-로 치환되는 경우는, 인접하는 -CH2-가 -O-로 치환되는 것은 아니다. 예를 들면 하나의 벤젠환(페닐기)에 축합된 시클로알칸에 있어서의 하나 또는 복수의 -CH2-가 -O-로 치환된 예를 이하에 나타낸다. 각 구조식에 있어서의 *은, 벤젠환인 경우에는 화합물의 골격 구조에 포함되는 벤젠환인 것을 의미하고, 페닐기인 경우에는 화합물의 골격 구조에 치환되는 결합손을 의미한다. 축합되는 환(기)이 벤젠환(페닐기) 이외의 다른 방향족환 또는 복소 방향족환인 경우여도, 축합되는 시클로알칸이 시클로펜탄 또는 시클로헥산 이외의 다른 시클로알칸인 경우여도, 마찬가지이다.
Figure pat00075
시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 이 치환기로서는, 예를 들면, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 치환 실릴, 중수소, 시아노 또는 할로겐을 들 수 있으며, 해당 디아릴아미노의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 해당 디헤테로아릴아미노의 2개의 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되며, 해당 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되고, 해당 디아릴보릴의 2개의 아릴은 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되며, 이들의 상세는, 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다. 이들 치환기 중에서도, 알킬(예를 들면 탄소수 1∼6의 알킬), 시클로알킬(예를 들면 탄소수 3∼14의 시클로알킬), 할로겐(예를 들면 불소) 및 중수소 등이 바람직하다. 또한, 시클로알킬이 치환하는 경우는 스피로 구조를 형성하는 치환 형태라도 되고, 예를 들면 하나의 벤젠환(페닐기)에 축합된 시클로알칸에 스피로 구조가 형성된 예를 이하에 나타낸다. 각 구조식에 있어서의 *은, 벤젠환인 경우에는 화합물의 골격 구조에 포함되는 벤젠환인 것을 의미하고, 페닐기인 경우에는 화합물의 골격 구조에 치환되는 결합손을 의미한다.
Figure pat00076
시클로알칸 축합의 다른 형태로서는, 식(D1) 또는 식(D2)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물이, 예를 들면, 시클로알칸으로 축합된 디아릴아미노 기(이 아릴기 부분에 축합), 시클로알칸으로 축합된 카르바졸릴기(이 벤젠환 부분에 축합) 또는 시클로알칸으로 축합된 벤조카르바졸릴기(이 벤젠환부분에 축합)으로 치환된 예를 들 수 있다. 「디아릴아미노기」에 대해서는 상술한 식(1) 및 식(2)에서의 설명을 인용할 수 있다.
또한, 더 구체적인 예로서는, 식(D2)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에 있어서의 R1∼R3(특히, 중심 원소 B(붕소)에 대하여 파라 위치의 R2)이, 시클로알칸으로 축합된 디아릴아미노기(이 아릴기 부분에 축합) 또는 시클로알칸으로 축합된 카르바졸릴기(이 벤젠환 부분에 축합)인 예를 들 수 있다.
<중수소, 시아노, 또는 할로겐에 의한 치환의 설명>
다환 방향족 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다. 할로겐은, 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드이며, 불소, 염소, 또는 브롬이 바람직하고, 불소 또는 염소가 보다 바람직하다.
<다환 방향족 화합물의 제조 방법>
일반식(D1) 또는 일반식(D2)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물은, 국제공개 제2015/102118호 공보를 비롯한 많은 공지 문헌에 기재되어 있는 방법에 따라 제조할 수 있다.
그 밖의 도펀트 재료로서는, 공지의 화합물을 사용할 수 있으며, 원하는 발광색에 따라 여러 가지 재료 중에서 선택할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 페난트렌, 안트라센, 피렌, 테트라센, 펜타센, 페릴렌, 나프토피렌, 디벤조피렌, 루브렌 및 크리센 등의 축합환 유도체, 벤조옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 벤조트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 피라졸린 유도체, 스틸벤 유도체, 티오펜 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 비스스티릴안트라센 유도체나 디스티릴벤젠 유도체 등의 비스스티릴 유도체(일본특허공개 평1-245087호 공보), 비스스티릴아릴렌 유도체(일본특허공개 평2-247278호 공보), 디아자인다센 유도체, 푸란 유도체, 벤조푸란 유도체, 페닐이소벤조푸란, 디메시틸이소벤조푸란, 디(2-메틸페닐)이소벤조푸란, 디(2-트리플루오로메틸페닐)이소벤조푸란 등의 이소벤조푸란 유도체, 디벤조푸란 유도체, 7-디알킬아미노쿠마린 유도체, 7-피페리디노쿠마린 유도체, 7-히드록시쿠마린 유도체, 7-메톡시쿠마린 유도체, 7-아세톡시쿠마린 유도체, 3-벤조티아졸릴쿠마린 유도체, 3-벤조이미다졸릴쿠마린 유도체, 3-벤조옥사졸릴쿠마린 유도체 등의 쿠마린 유도체, 디시아노메틸렌피란 유도체, 디시아노메틸렌티오피란 유도체, 폴리메틴 유도체, 시아닌 유도체, 옥소벤조안트라센 유도체, 잔텐 유도체, 로다민 유도체, 플루오레세인 유도체, 피릴리움 유도체, 카르보스티릴 유도체, 아크리딘 유도체, 옥사진 유도체, 페닐렌옥사이드 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 퀴나졸린 유도체, 피롤로피리딘 유도체, 퓨로피리딘 유도체, 1,2,5-티아디아졸로피렌 유도체, 피로메텐 유도체, 페리논 유도체, 피롤로피롤 유도체, 스쿠아릴륨 유도체, 비오란트론 유도체, 페나진 유도체, 아크리돈 유도체, 데아자플라빈 유도체, 플루오렌 유도체 및 벤조플루오렌 유도체 등을 들 수 있다.
발색광별로 예시하면, 청∼청록색 도펀트 재료로서는, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 트리페닐렌, 페릴렌, 플루오렌, 인덴, 크리센 등의 방향족 탄화수소 화합물이나 그 유도체, 푸란, 피롤, 티오펜, 실롤, 9-실라플루오렌, 9,9'-스피로비실라플루오렌, 벤조티오펜, 벤조푸란, 인돌, 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 이미다조피리딘, 페난트롤린, 피라진, 나프티리딘, 퀴녹살린, 피롤로피리딘, 티오잔텐 등의 방향족 복소환 화합물이나 그의 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 스틸벤 유도체, 알다진 유도체, 쿠마린 유도체, 이미다졸, 티아졸, 티아디아졸, 카르바졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 트리아졸 등의 아졸 유도체 및 그 금속착체 및 N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디페닐-1,1'-디아민으로 대표되는 방향족 아민 유도체 등을 들 수 있다.
또한, 녹∼황색 도펀트 재료로서는, 쿠마린 유도체, 프탈이미드 유도체, 나프탈이미드 유도체, 페리논 유도체, 피롤로피롤 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 아크리돈 유도체, 퀴나크리돈 유도체 및 루브렌 등의 나프타센 유도체 등을 들 수 있고, 또한 상기 청∼청록색 도펀트 재료로서 예시한 화합물에, 아릴, 헤테로아릴, 아릴비닐, 아미노, 시아노 등 장파장화를 가능하게 하는 치환기를 도입한 화합물도 바람직한 예로서 들 수 있다.
나아가, 등∼적색 도펀트 재료로서는, 비스(디이소프로필페닐)페릴렌테트라카르본산이미드 등의 나프탈이미드 유도체, 페리논 유도체, 아세틸아세톤이나 벤조일아세톤과 페난트롤린 등을 리간드로 하는 Eu 착체 등의 희토류 착체, 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란이나 그 유연체, 마그네슘 프탈로시아닌, 알루미늄 클로로프탈로시아닌 등의 금속 프탈로시아닌 유도체, 로다민 화합물, 데아자플라빈 유도체, 쿠마린 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 페녹사진 유도체, 옥사진 유도체, 퀴나졸린 유도체, 피롤로피리딘 유도체, 스쿠아릴륨 유도체, 비오란트론 유도체, 페나진 유도체, 페녹사존 유도체 및 티아디아졸로피렌 유도체 등 들 수 있으며, 또한 상기 청∼청록색 및 녹∼황색 도펀트 재료로서 예시한 화합물에, 아릴, 헤테로아릴, 아릴비닐, 아미노, 시아노 등 장파장화를 가능하게 하는 치환기를 도입한 화합물도 바람직한 예로서 들 수 있다.
그 밖에, 도펀트로서는, 화학공업 2004년 6월호 13페이지, 및, 그에 실린 참고 문헌 등에 기재된 화합물 등 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
상술한 도펀트 재료 중에서도, 특히 스틸벤 구조를 갖는 아민, 페릴렌 유도체, 보란 유도체, 방향족 아민 유도체, 쿠마린 유도체, 피란 유도체 또는 피렌 유도체가 바람직하다.
스틸벤 구조를 갖는 아민은, 예를 들면, 하기 식으로 나타내어진다.
Figure pat00077
해당 식 중, Ar1은 탄소수 6∼30의 아릴에 유래하는 m가의 기이며, Ar2 및 Ar3은, 각각 독립적으로 탄소수 6∼30의 아릴이지만, Ar1∼Ar3 중 적어도 하나는 스틸벤 구조를 가지며, Ar1∼Ar3은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시클로알킬, 트리 치환 실릴(아릴, 알킬 및 시클로알킬 중 적어도 하나로 트리 치환된 실릴) 또는 시아노 로 치환되어 있어도 되고, 그리고, m은 1∼4의 정수이다.
스틸벤 구조를 갖는 아민은, 하기 식으로 나타내어지는 디아미노스틸벤이 보다 바람직하다.
Figure pat00078
해당 식 중, Ar2 및 Ar3은, 각각 독립적으로 탄소수 6∼30의 아릴이며, Ar2 및 Ar3은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시클로알킬, 트리 치환 실릴(아릴, 알킬 및 시클로알킬 중 적어도 하나로 트리 치환된 실릴) 또는 시아노로 치환되어 있어도 된다.
탄소수 6∼30의 아릴의 구체예는, 페닐, 나프틸, 아세나프티레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트레닐, 안트릴, 플루오란테닐, 트리페닐레닐, 피레닐, 크리세닐, 나프타세닐, 페릴레닐, 스틸베닐, 디스티릴페닐, 디스트릴비페닐, 디스티릴플루오레닐 등을 들 수 있다.
스틸벤 구조를 갖는 아민의 구체예는, N,N,N',N'-테트라(4-비페닐릴)-4,4'-디아미노스틸벤, N,N,N',N'-테트라(1-나프틸)-4,4'-디아미노스틸벤, N,N,N',N'-테트라(2-나프틸)-4,4'-디아미노스틸벤, N,N'-디(2-나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노스틸벤, N,N'-디(9-페난트릴)-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노스틸벤, 4,4'-비스[4"-비스(디페닐아미노)스티릴]-비페닐, 1,4-비스[4'-비스(디페닐아미노)스티릴]-벤젠, 2,7-비스[4'-비스(디페닐아미노)스티릴]-9,9-디메틸플루오렌, 4,4'-비스(9-에틸-3-카르바조비닐렌)-비페닐, 4,4'-비스(9-페닐-3-카르바조비닐렌)-비페닐 등을 들 수 있다.
또한, 일본특허공개 2003-347056호 공보, 및 일본특허공개 2001-307884호 공보 등에 기재된 스틸벤 구조를 갖는 아민을 사용해도 된다.
페릴렌 유도체로서는, 예를 들면, 3,10-비스(2,6-디메틸페닐)페릴렌, 3,10-비스(2,4,6-트리메틸페닐)페릴렌, 3,10-디페닐페릴렌, 3,4-디페닐페릴렌, 2,5,8,11-테트라-t-부틸페릴렌, 3,4,9,10-테트라페닐페릴렌, 3-(1'-피레닐)-8,11-디(t-부틸)페릴렌, 3-(9'-안트릴)-8,11-디(t-부틸)페릴렌, 3,3'-비스(8,11-디(t-부틸)페릴레닐) 등을 들 수 있다.
또한, 일본특허공개 평11-97178호 공보, 일본특허공개 2000-133457호 공보, 일본특허공개 2000-26324호 공보, 일본특허공개 2001-267079호 공보, 일본특허공개 2001-267078호 공보, 일본특허공개 2001-267076호 공보, 일본특허공개 2000-34234호 공보, 일본특허공개 2001-267075호 공보, 및 일본특허공개 2001-217077호 공보 등에 기재된 페릴렌 유도체를 사용해도 된다.
보란 유도체로서는, 예를 들면, 1,8-디페닐-10-(디메시틸보릴)안트라센, 9-페닐-10-(디메시틸보릴)안트라센, 4-(9'-안트릴)디메시틸보릴나프탈렌, 4-(10'-페닐-9'-안트릴)디메시틸보릴나프탈렌, 9-(디메시틸보릴)안트라센, 9-(4'-비페닐릴)-10-(디메시틸보릴)안트라센, 9-(4'-(N-카르바졸릴)페닐)-10-(디메시틸보릴)안트라센 등을 들 수 있다.
또한, 국제공개 제2000/40586호 팸플릿 등에 기재된 보란 유도체를 사용해도 된다.
방향족 아민 유도체는, 예를 들면, 하기 식으로 나타내어진다.
Figure pat00079
해당 식 중, Ar4는 탄소수 6∼30의 아릴에 유래하는 n가의 기이며, Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 탄소수 6∼30의 아릴이고, Ar4∼Ar6은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시클로알킬, 트리 치환 실릴(아릴, 알킬 및 시클로알킬 중 적어도 하나로 트리 치환된 실릴) 또는 시아노로 치환되어 있어도 되며, 그리고, n은 1∼4의 정수이다.
특히, Ar4가 안트라센, 크리센, 플루오렌, 벤조플루오렌 또는 피렌에 유래하는 2가의 기이며, Ar5 및 Ar6이 각각 독립적으로 탄소수 6∼30의 아릴이고, Ar4∼Ar6은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시클로알킬, 트리 치환 실릴(아릴, 알킬 및 시클로알킬 중 적어도 하나로 트리 치환된 실릴) 또는 시아노로 치환되어 있어도 되며, 그리고, n은 2인, 방향족 아민 유도체가 보다 바람직하다.
탄소수 6∼30의 아릴의 구체예는, 페닐, 나프틸, 아세나프티레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트레닐, 안트릴, 플루오란테닐, 트리페닐레닐, 피레닐, 크리세닐, 나프타세닐, 페릴레닐, 펜타세닐 등을 들 수 있다.
방향족 아민 유도체로서는, 크리센계로서는, 예를 들면, N,N,N',N'-테트라페닐크리센-6,12-디아민, N,N,N',N'-테트라(p-톨릴)크리센-6,12-디아민, N,N,N',N'-테트라(m-톨릴)크리센-6,12-디아민, N,N,N',N'-테트라키스(4-이소프로필페닐)크리센-6,12-디아민, N,N,N',N'-테트라(나프탈렌-2-일)크리센-6,12-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-디(p-톨릴)크리센-6,12-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-에틸페닐)크리센-6,12-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-이소프로필페닐)크리센-6,12-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-t-부틸페닐)크리센-6,12-디아민, N,N'-비스(4-이소프로필페닐)-N,N'-디(p-톨릴)크리센-6,12-디아민 등을 들 수 있다.
또한, 피렌계로서는, 예를 들면, N,N,N',N'-테트라페닐피렌-1,6-디아민, N,N,N',N'-테트라(p-톨릴)피렌-1,6-디아민, N,N,N',N'-테트라(m-톨릴)피렌-1,6-디아민, N,N,N',N'-테트라키스(4-이소프로필페닐)피렌-1,6-디아민, N,N,N',N'-테트라키스(3,4-디메틸페닐)피렌-1,6-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-디(p-톨릴)피렌-1,6-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-에틸페닐)피렌-1,6-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-이소프로필페닐)피렌-1,6-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-t-부틸페닐)피렌-1,6-디아민, N,N'-비스(4-이소프로필페닐)-N,N'-디(p-톨릴)피렌-1,6-디아민, N,N,N',N'-테트라키스(3,4-디메틸페닐)-3,8-디페닐피렌-1,6-디아민, N,N,N,N-테트라페닐피렌-1,8-디아민, N,N'-비스(비페닐-4-일)-N,N'-디페닐피렌-1,8-디아민, N1,N6-디페닐-N1,N6-비스-(4-트리메틸실라닐-페닐)-1H,8H-피렌-1,6-디아민 등을 들 수 있다.
또한, 안트라센계로서는, 예를 들면, N,N,N,N-테트라페닐안트라센-9,10-디아민, N,N,N',N'-테트라(p-톨릴)안트라센-9,10-디아민, N,N,N',N'-테트라(m-톨릴)안트라센-9,10-디아민, N,N,N',N'-테트라키스(4-이소프로필페닐)안트라센-9,10-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-디(p-톨릴)안트라센-9,10-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴)안트라센-9,10-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-에틸페닐)안트라센-9,10-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-이소프로필페닐)안트라센-9,10-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-t-부틸페닐)안트라센-9,10-디아민, N,N'-비스(4-이소프로필페닐)-N,N'-디(p-톨릴)안트라센-9,10-디아민, 2,6-디-t-부틸-N,N,N',N'-테트라(p-톨릴)안트라센-9,10-디아민, 2,6-디-t-부틸-N,N'-디페닐-N,N'-비스(4-이소프로필페닐)안트라센-9,10-디아민, 2,6-디-t-부틸-N,N'-비스(4-이소프로필페닐)-N,N'-디(p-톨릴)안트라센-9,10-디아민, 2,6-디시클로헥실-N,N'-비스(4-이소프로필페닐)-N,N'-디(p-톨릴)안트라센-9,10-디아민, 2,6-디시클로헥실-N,N'-비스(4-이소프로필페닐)-N,N'-비스(4-t-부틸페닐)안트라센-9,10-디아민, 9,10-비스(4-디페닐아미노-페닐)안트라센, 9,10-비스(4-디(1-나프틸아미노)페닐)안트라센, 9,10-비스(4-디(2-나프틸아미노)페닐)안트라센, 10-디-p-톨릴아미노-9-(4-디-p-톨릴아미노-1-나프틸)안트라센, 10-디페닐아미노-9-(4-디페닐아미노-1-나프틸)안트라센, 10-디페닐아미노-9-(6-디페닐아미노-2-나프틸)안트라센 등을 들 수 있다.
또한, 그 밖에는, [4-(4-디페닐아미노-페닐)나프탈렌-1-일]-디페닐아민, [6-(4-디페닐아미노-페닐)나프탈렌-2-일]-디페닐아민, 4,4'-비스[4-디페닐아미노나프탈렌-1-일]비페닐, 4,4'-비스[6-디페닐아미노나프탈렌-2-일]비페닐, 4,4"-비스[4-디페닐아미노나프탈렌-1-일]-p-터페닐, 4,4"-비스[6-디페닐아미노나프탈렌-2-일]-p-터페닐 등을 들 수 있다.
또한, 일본특허공개 2006-156888호 공보 등에 기재된 방향족 아민 유도체를 사용해도 된다.
쿠마린 유도체로서는, 쿠마린-6, 쿠마린-334 등을 들 수 있다.
또한, 일본특허공개 2004-43646호 공보, 일본특허공개 2001-76876호 공보, 및 일본특허공개 평6-298758호 공보 등에 기재된 쿠마린 유도체를 사용해도 된다.
피란 유도체로서는, 다음의 DCM, DCJTB 등을 들 수 있다.
Figure pat00080
또한, 일본특허공개 2005-126399호 공보, 일본특허공개 2005-097283호 공보, 일본특허공개 2002-234892호 공보, 일본특허공개 2001-220577호 공보, 일본특허공개 2001-081090호 공보, 및 일본특허공개 2001-052869호 공보 등에 기재된 피란 유도체를 사용해도 된다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 전자 주입층 , 전자 수송층 >
전자 주입층(107)은, 음극(108)으로부터 이동해 오는 전자를, 효율적으로 발광층(105) 내 또는 전자 수송층(106) 내로 주입하는 역할을 한다. 전자 수송층(106)은, 음극(108)으로부터 주입된 전자 또는 음극(108)으로부터 전자 주입층(107)을 통하여 주입된 전자를, 효율적으로 발광층(105)으로 수송하는 역할을 한다. 전자 수송층(106) 및 전자 주입층(107)은, 각각, 전자 수송·주입 재료의 1종 또는 2종 이상을 적층, 혼합하거나, 전자 수송·주입 재료와 고분자 결착제의 혼합물에 의해 형성된다.
전자 주입·수송층과는, 음극으로 전자가 주입되고, 또한 전자를 수송하는 것을 담당하는 층이며, 전자 주입 효율이 높고, 주입된 전자를 효율적으로 수송하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 전자 친화력이 크고, 또한 전자 이동도가 크며, 나아가 안정성이 우수하고, 트랩이 되는 불순물이 제조 시 및 사용 시에 발생하기 어려운 물질인 것이 바람직하다. 그러나, 정공과 전자의 수송 밸런스를 고려한 경우, 양극으로의 정공이 재결합하지 않고 음극측으로 흐르는 것을 효율적으로 저지할 수 있는 역할을 주로 하는 경우에는, 전자 수송 능력이 그다지 높지 않더라도, 발광 효율을 향상시키는 효과는 전자 수송 능력이 높은 재료와 동등하게 갖는다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서의 전자 주입·수송층은, 정공의 이동을 효율적으로 저지할 수 있는 층의 기능도 포함되어도 된다.
전자 수송층(106) 또는 전자 주입층(107)을 형성하는 재료(전자 수송 재료)로서는, 광도전 재료에 있어서 전자 전달 화합물로서 종래부터 관용되고 있는 화합물, 유기 EL 소자의 전자 주입층 및 전자 수송층에 사용되고 있는 공지의 화합물 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는, 이 전자 수송 재료로서, 상기 일반식(1) 또는 일반식(2)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물을 사용할 수 있다.
전자 수송층 또는 전자 주입층에 사용되는 재료로서는, 탄소, 수소, 산소, 황, 규소 및 인(燐) 중에서 선택되는 1종 이상의 원자로 구성되는 방향족환 또는 복소 방향족환으로 이루어지는 화합물, 피롤 유도체 및 그 축합환 유도체 및 전자 수용성 질소를 갖는 금속착체 중에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 나프탈렌, 안트라센 등의 축합환계 방향족환 유도체, 4,4'-비스(디페닐에테닐)비페닐로 대표되는 스티릴계 방향족환 유도체, 페리논 유도체, 쿠마린 유도체, 나프탈이미드 유도체, 안트라퀴논이나 디페노퀴논 등의 퀴논 유도체, 인옥사이드 유도체, 카르바졸 유도체 및 인돌 유도체 등을 들 수 있다. 전자 수용성 질소를 갖는 금속착체로서는, 예를 들면, 히드록시페닐옥사졸 착체 등의 히드록시아졸 착체, 아조메틴 착체, 트로폴론 금속착체, 플라보놀 금속착체 및 벤조퀴놀린 금속착체 등을 들 수 있다. 이들 재료는 단독으로도 사용되지만, 다른 재료와 혼합하여 사용해도 상관없다.
또한, 다른 전자 전달 화합물의 구체예로서, 피리딘 유도체, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페난트롤린 유도체, 페리논 유도체, 쿠마린 유도체, 나프탈이미드 유도체, 안트라퀴논 유도체, 디페노퀴논 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 페릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체(1,3-비스[(4-t-부틸페닐)1,3,4-옥사디아졸릴]페닐렌 등), 티오펜 유도체, 트리아졸 유도체(N-나프틸-2,5-디페닐-1,3,4-트리아졸 등), 티아디아졸 유도체, 옥신 유도체의 금속착체, 퀴놀리놀계 금속착체, 퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체의 폴리머, 벤자졸류 화합물, 갈륨 착체, 피라졸 유도체, 퍼플루오로화 페닐렌 유도체, 트리아진 유도체, 피라진 유도체, 벤조퀴놀린 유도체(2,2'-비스(벤조[h]퀴놀린-2-일)-9,9'-스피로플루오렌 등), 이미다조피리딘 유도체, 보란 유도체, 벤조이미다졸 유도체(트리스(N-페닐 벤조이미다졸-2-일)벤젠 등), 벤조옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 퀴놀린 유도체, 터피리딘 등의 올리고피리딘 유도체, 비피리딘 유도체, 터피리딘 유도체(1,3-비스(4'-(2,2':6'2"-터피리디닐))벤젠 등), 나프티리딘 유도체(비스(1-나프틸)-4-(1,8-나프티리딘-2-일)페닐포스핀옥사이드 등), 알다진 유도체, 카르바졸 유도체, 인돌 유도체, 인옥사이드 유도체, 비스스티릴 유도체 등을 들 수 있다.
또한, 전자 수용성 질소를 갖는 금속착체를 사용할 수도 있고, 예를 들면, 퀴놀리놀계 금속착체나 히드록시페닐옥사졸 착체 등의 히드록시아졸 착체, 아조메틴 착체, 트로폴론 금속착체, 플라보놀 금속착체 및 벤조퀴놀린 금속착체 등을 들 수 있다.
상술한 재료는 단독으로도 사용되지만, 다른 재료와 혼합하여 사용해도 상관없다.
상술한 재료 중에서도, 일본특허공개 2021-14446호 공보에 기재되어 있는, 보란 유도체, 피리딘 유도체, 플루오란텐 유도체, BO계 유도체, 안트라센 유도체, 벤조플루오렌 유도체, 포스핀옥사이드 유도체, 피리미딘 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아진 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 및 퀴놀리놀계 금속착체가 바람직하다.
전자 수송층 또는 전자 주입층에는, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료를 환원할 수 있는 물질을 더 포함하고 있어도 된다. 이 환원성 물질은, 일정한 환원성을 갖는 물질이라면, 여러 가지 물질이 사용되며, 예를 들면, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리토류 금속의 산화물, 알칼리토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기착체, 알칼리토류 금속의 유기착체 및 희토류 금속의 유기착체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 바람직하게 사용할 수 있다.
바람직한 환원성 물질로서는, Na(일함수 2.36eV), K(동 2.28eV), Rb(동 2.16eV) 또는 Cs(동 1.95eV) 등의 알칼리 금속이나, Ca(동 2.9eV), Sr(동 2.0∼2.5eV) 또는 Ba(동 2.52eV) 등의 알칼리토류 금속을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하의 물질이 특히 바람직하다. 이들 중, 보다 바람직한 환원성 물질은, K, Rb 또는 Cs의 알칼리 금속이며, 보다 더 바람직하게는 Rb 또는 Cs이고, 가장 바람직한 것은 Cs이다. 이들 알칼리 금속은, 특히 환원 능력이 높고, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료에의 비교적 소량의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 긴 수명화가 도모된다. 또한, 일함수가 2.9eV 이하의 환원성 물질로서, 이들 2종 이상의 알칼리 금속의 조합도 바람직하고, 특히, Cs을 포함한 조합, 예를 들면, Cs과 Na, Cs과 K, Cs과 Rb, 또는 Cs과 Na과 K과의 조합이 바람직하다. Cs을 포함함으로써, 환원 능력을 효율적으로 발휘할 수 있고, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료에의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 긴 수명화가 도모된다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 음극>
음극(108)은, 전자 주입층(107) 및 전자 수송층(106)을 통하여, 발광층(105)에 전자를 주입하는 역할을 한다.
음극(108)을 형성하는 재료로서는, 전자를 유기층에 효율적으로 주입할 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않지만, 양극(102)을 형성하는 재료와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 주석, 인듐, 칼슘, 알루미늄, 은, 구리, 니켈, 크롬, 금, 백금, 철, 아연, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘 및 마그네슘 등의 금속 또는 이들의 합금(마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 불화리튬/알루미늄 등의 알루미늄-리튬 합금 등) 등이 바람직하다. 전자 주입 효율을 높여 소자 특성을 향상시키기 위해서는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 칼슘, 마그네슘 또는 이들 저(低)일함수 금속을 포함하는 합금이 유효하다. 그러나, 이 저일함수 금속은 일반적으로 대기 중에서 불안정한 경우가 많다. 이러한 점을 개선하기 위해, 예를 들면, 유기층에 미량의 리튬, 세슘이나 마그네슘을 도핑하여, 안정성이 높은 전극을 사용하는 방법이 알려져 있다. 그 밖의 도펀트로서는, 불화리튬, 불화세슘, 산화리튬 및 산화세슘과 같은 무기염도 사용할 수 있다. 단, 이들에 한정되지 않는다.
또한, 전극 보호를 위해 백금, 금, 은, 구리, 철, 주석, 알루미늄 및 인듐 등의 금속, 또는 이들 금속을 사용한 합금, 그리고 실리카, 티타니아 및 질화규소 등의 무기물, 폴리비닐알콜, 염화비닐, 탄화수소계 고분자 화합물 등을 적층하는 것을, 바람직한 예로서 들 수 있다. 이들 전극의 제작법도, 저항 가열, 전자빔 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 및 코팅 등, 도통(導通)을 취할 수 있으면 특별히 제한되지 않는다.
<각 층에서 사용해도 되는 결착제 >
이상의 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층에 사용되는 재료는 단독으로 각 층을 형성할 수 있지만, 고분자 결착제로서 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리(N-비닐카르바졸), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리부타디엔, 탄화수소 수지, 케톤 수지, 페녹시 수지, 폴리아미드, 에틸셀룰로오스, 초산비닐 수지, ABS 수지, 폴리우레탄 수지 등의 용제 가용성 수지나, 페놀 수지, 크실렌 수지, 석유 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등의 경화성 수지 등에 분산시켜 사용하는 것도 가능하다.
<유기 전계 발광 소자의 제작 방법>
유기 EL 소자를 구성하는 각 층은, 각 층을 구성하는 재료를 증착법, 저항 가열 증착, 전자빔 증착, 스퍼터링, 분자 적층법, 인쇄법, 스핀 코트법 또는 캐스트법, 코팅법 등의 방법으로 박막으로 함으로써, 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 형성된 각 층의 막 두께에 대해서는 특별히 한정은 없고, 재료의 성질에 따라 적당히 설정할 수 있지만, 통상 2nm∼5000nm의 범위이다. 막 두께는 통상, 수정 발진식 막 두께 측정 장치 등으로 측정할 수 있다. 증착법을 사용하여 박막화하는 경우, 그 증착 조건은, 재료의 종류, 막의 목적으로 하는 결정 구조 및 회합 구조 등에 따라 다르다. 증착 조건은 일반적으로, 보트 가열 온도 +50∼+400℃, 진공도 10-6∼10-3Pa, 증착 속도 0.01∼50nm/초, 기판 온도 -150∼+300℃, 막 두께 2nm∼5㎛의 범위에서 적절히 설정하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여 얻어진 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가하는 경우에는, 양극을 +, 음극을 -의 극성으로서 인가하면 되고, 전압 2∼40V 정도를 인가하면, 투명 또는 반투명의 전극측(양극 또는 음극, 및 양쪽)에서 발광을 관측할 수 있다. 또한, 이 유기 EL 소자는, 펄스 전류나 교류 전류를 인가하는 경우에도 발광한다. 또한, 인가하는 교류의 파형은 임의여도 된다.
다음으로, 유기 EL 소자를 제작하는 방법의 일 예로서, 양극/정공 주입층/정공 수송층/호스트 재료와 도펀트 재료로 이루어지는 발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극으로 이루어지는 유기 EL 소자의 제작법에 대해 설명한다.
<증착법>
적당한 기판 상에, 양극 재료의 박막을 증착법 등에 의해 형성시켜 양극을 제작한 후, 이 양극 상에 정공 주입층 및 정공 수송층의 박막을 형성시킨다. 이 위로 호스트 재료와 도펀트 재료를 공증착하고 박막을 형성시켜 발광층으로 하고 이 발광층 상에 전자 수송층, 전자 주입층을 형성시키고, 또한 음극용 물질로 이루어지는 박막을 증착법 등에 의해 형성시켜 음극으로 함으로써, 원하는 유기 EL 소자가 얻어진다. 또한, 상술한 유기 EL 소자의 제작에 있어서는, 제작 순서를 반대로 하여, 음극, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 양극의 순으로 제작하는 것도 가능하다.
<습식 성막법 >
습식 성막법은, 유기 EL 소자의 각 유기층을 형성할 수 있는 저분자 화합물을 액상의 유기층 형성용 조성물로서 준비하고, 이를 사용함으로써 실시된다. 이 저분자 화합물을 용해하는 적당한 유기 용매가 없을 경우에는, 해당 저분자 화합물에 반응성 치환기를 치환시킨 반응성 화합물로서 용해성 기능을 갖는 다른 모노머나 주사슬형 고분자와 함께 고분자화시킨 고분자 화합물 등으로부터 유기층 형성용 조성물을 준비해도 된다.
습식 성막법은, 일반적으로는, 기판에 유기층 형성용 조성물을 도포하는 도포 공정 및 도포된 유기층 형성용 조성물로부터 용매를 제거하는 건조 공정을 거침으로써 도막을 형성한다. 상기 고분자 화합물이 가교성 치환기를 가지는 경우(이를 가교성 고분자 화합물이라고도 함)에는, 이 건조 공정에 의해 더 가교하여 고분자 가교체가 형성된다. 도포 공정의 차이에 의해, 스핀 코터를 사용하는 방법을 스핀 코트법, 슬릿 코터를 사용하는 방법을 슬릿 코트법, 판을 사용하는 방법을 그라비아, 오프셋, 리버스 오프셋, 플렉소 인쇄법, 잉크젯 프린터를 사용하는 방법을 잉크젯법, 안개 형상으로 내뿜는 방법을 스프레이법이라고 부른다. 건조 공정에는, 풍건, 가열, 감압 건조 등의 방법이 있다. 건조 공정은 1회만 해도 되고, 다른 방법이나 조건을 이용하여 복수 회 행해도 된다. 또한, 예를 들면, 감압 하에서의 소성과 같이, 다른 방법을 병용해도 된다.
습식 성막법이란 용액을 사용한 성막법으로서, 예를 들면, 일부의 인쇄법(잉크젯법), 스핀 코트법 또는 캐스트법, 코팅법 등이다. 습식 성막법은 진공 증착법과 달리 고가인 진공 증착 장치를 사용할 필요가 없고, 대기압 하에서 성막할 수 있다. 게다가, 습식 성막법은 대면적화나 연속 생산이 가능하여, 제조 비용의 저감으로 이어진다.
한편, 진공 증착법과 비교한 경우에는, 습식 성막법은 적층화가 어려운 경우가 있다. 습식 성막법을 이용하여 적층막을 제작하는 경우, 상층의 조성물에 의한 하층의 용해를 방지할 필요가 있어, 용해성을 제어한 조성물, 하층의 가교 및 직교 용매(Orthogonal solvent, 서로 용해되지 않는 용매) 등이 구사된다. 그러나, 이들의 기술을 사용하더라도, 모든 막의 도포에 습식 성막법을 이용하는 것은 어려운 경우가 있다.
이에, 일반적으로는, 몇 가지의 층만을 습식 성막법을 이용하고, 나머지를 진공 증착법으로 유기 EL 소자를 제작하는 방법이 채용된다.
예를 들면, 습식 성막법을 일부 적용하여 유기 EL 소자를 제작하는 절차를 이하에 나타낸다.
(절차 1) 양극의 진공 증착법에 의한 성막
(절차 2) 정공 주입층용 재료를 포함하는 정공 주입층 형성용 조성물의 습식 성막법에 의한 성막
(절차 3) 정공 수송층용 재료를 포함하는 정공 수송층 형성용 조성물의 습식 성막법에 의한 성막
(절차 4) 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함하는 발광층 형성용 조성물의 습식 성막법에 의한 성막
(절차 5) 전자 수송층의 진공 증착법에 의한 성막
(절차 6) 전자 주입층의 진공 증착법에 의한 성막
(절차 7) 음극의 진공 증착법에 의한 성막
이러한 절차를 거침으로써, 양극/정공 주입층/정공 수송층/호스트 재료와 도펀트 재료로 이루어지는 발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극으로 이루어지는 유기 EL 소자가 얻어진다.
물론, 하층의 발광층의 용해를 방지하는 수단이 있거나, 또한 상기 절차와는 반대로 음극측에서부터 성막하는 수단 등을 사용함으로써, 전자 수송층용 재료나 전자 주입층용 재료를 포함하는 층 형성용 조성물로서 준비하고, 이들을 습식 성막법에 의해 성막할 수 있다.
<그 밖의 성막법 >
유기층 형성용 조성물의 성막화에는, 레이저 가열 묘화법(LITI)을 사용할 수 있다. LITI란 기재에 부착시킨 화합물을 레이저로 가열 증착하는 방법으로, 기재에 도포되는 재료에 유기층 형성용 조성물을 사용할 수 있다.
<임의의 공정>
성막의 각 공정의 전후에, 적절한 처리 공정, 세정 공정 및 건조 공정을 적절히 넣어도 된다. 처리 공정으로서는, 예를 들면, 노광 처리, 플라스마 표면 처리, 초음파 처리, 오존 처리, 적절한 용매를 사용한 세정 처리 및 가열 처리 등을 들 수 있다. 또한, 뱅크를 제작하는 일련의 공정도 들 수 있다.
뱅크의 제작에는 포토리소그래피 기술을 이용할 수 있다. 포토리소그래피의 이용 가능한 뱅크 재료로서는, 포지티브형 레지스트 재료 및 네가티브형 레지스트 재료를 사용할 수 있다. 또한, 잉크젯법, 그라비아 오프셋 인쇄, 리버스 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄 등의 패턴 가능한 인쇄법도 이용할 수 있다. 이 때는 영구 레지스트 재료를 사용할 수도 있다.
뱅크에 사용되는 재료로서는, 다당류 및 그 유도체, 히드록실을 갖는 에틸렌성 모노머의 단독 중합체 및 공중합체, 생체 고분자 화합물, 폴리아크릴로일 화합물, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리술피드, 폴리설폰, 폴리페닐렌, 폴리페닐에테르, 폴리우레탄, 에폭시(메타)아크릴레이트, 멜라민(메타)아크릴레이트, 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합 폴리머(ABS), 실리콘 수지, 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리아세테이트, 폴리노보넨, 합성 고무, 폴리플루오로비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리헥사플루오로프로필렌 등의 불화 폴리머, 플루오로올레핀-히드로카본올레핀의 공중합 폴리머, 플루오로 카본폴리머를 들 수 있지만, 그것만으로 한정되지 않는다.
<습식 성막법에 사용되는 유기층 형성용 조성물>
유기층 형성용 조성물은, 유기 EL 소자의 각 유기층을 형성할 수 있는 저분자 화합물, 또는 해당 저분자 화합물을 고분자화시킨 고분자 화합물을 유기 용매에 용해시켜서 얻어진다. 예를 들면, 발광층 형성용 조성물은, 제1 성분으로서 적어도 1종의 도펀트 재료인 다환 방향족 화합물(또는 그 고분자 화합물)과, 제2 성분으로서 적어도 1종의 호스트 재료와, 제3 성분으로서 적어도 1종의 유기 용매를 함유한다. 제1 성분은, 해당 조성물로부터 얻어지는 발광층의 도펀트 성분으로서 기능하고, 제2 성분은 발광층의 호스트 성분으로서 기능한다. 제3 성분은, 조성물 중의 제1 성분과 제2 성분을 용해하는 용매로서 기능하고, 도포 시에는 제3 성분 자신의 제어된 증발 속도에 의해 평활하고 균일한 표면 형상을 부여한다.
<유기 용매>
유기층 형성용 조성물은 적어도 1종의 유기 용매를 포함한다. 성막 시에 유기 용매의 증발 속도를 제어함으로써, 성막성 및 도막의 결함 유무, 표면거칠기, 평활성을 제어 및 개선할 수 있다. 또한, 잉크젯법을 사용한 성막 시는, 잉크젯 헤드의 핀홀에서의 메니스커스 안정성을 제어하여, 토출성을 제어·개선할 수 있다. 게다가, 막의 건조 속도 및 유도체 분자의 배향을 제어함으로써, 해당 유기층 형성용 조성물로부터 얻어지는 유기층을 갖는 유기 EL 소자의 전기 특성, 발광 특성, 효율, 및 수명을 개선할 수 있다.
(1) 유기 용매의 물성
적어도 1종의 유기 용매의 비점은, 130℃∼300℃이며, 140℃∼270℃가 보다 바람직하고, 150℃∼250℃가 보다 더 바람직하다. 비점이 130℃보다 높을 경우, 잉크젯의 토출성의 관점에서 바람직하다. 또한, 비점이 300℃보다 낮을 경우, 도막의 결함, 표면 거칠기, 잔류 용매 및 평활성의 관점에서 바람직하다. 유기 용매는, 양호한 잉크젯의 토출성, 성막성, 평활성 및 낮은 잔류 용매의 관점에서, 2종 이상의 유기 용매를 포함하는 구성이 보다 바람직하다. 한편, 경우에 따라서는, 운반성 등을 고려하여, 유기층 형성용 조성물 중에서 용매를 제거함으로써 고형 상태로 한 조성물이어도 된다.
나아가, 유기 용매가 용질 중 적어도 1종에 대한 양용매(GS)와 빈용매(PS)를 포함하고, 양용매(GS)의 비점(BPGS)이 빈용매(PS)의 비점(BPPS)보다도 낮은, 구성이 특히 바람직하다.
고비점의 빈용매를 더함으로써 성막 시에 저비점의 양용매가 먼저 휘발하고, 조성물 중의 함유물의 농도와 빈용매의 농도가 증가하여 신속한 성막이 촉진된다. 이에 의해, 결함이 적고, 표면거칠기가 작으며, 평활성이 높은 도막이 얻어진다.
용해도의 차(SGS-SPS)는, 1% 이상인 것이 바람직하고, 3% 이상인 것이 보다 바람직하고, 5% 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 비점의 차(BPPS-BPGS)는, 10℃ 이상인 것이 바람직하고, 30℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50℃ 이상인 것이 보다 더 바람직하다.
유기 용매는, 성막 후에, 진공, 감압, 가열 등의 건조 공정에 의해 도막에서 제거된다. 가열을 행하는 경우, 도포 성막성 개선의 관점에서는, 용질 중 적어도 1종의 유리 전이 온도(Tg) +30℃ 이하로 행하는 것이 바람직하다. 또한, 잔류 용매의 삭감 관점에서는, 용질 중 적어도 1종의 유리 전이점(Tg) -30℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 가열 온도가 유기 용매의 비점보다 낮아도 막이 얇기 때문에, 유기 용매는 충분히 제거된다. 또한, 다른 온도로 복수 회 건조를 행해도 되고, 복수의 건조 방법을 병용해도 된다.
(2) 유기 용매의 구체예
유기층 형성용 조성물에 사용되는 유기 용매로서는, 알킬벤젠계 용매, 페닐에테르계 용매, 알킬에테르계 용매, 환상 케톤계 용매, 지방족 케톤계 용매, 단환성 케톤계 용매, 디에스테르 골격을 갖는 용매 및 함불소계 용매 등을 들 수 있고, 구체예로서, 펜타놀, 헥사놀, 헵타놀, 옥타놀, 노나놀, 데카놀, 운데카놀, 도데카놀, 테트라데카놀, 헥산-2-올, 헵탄-2-올, 옥탄-2-올, 데칸-2-올, 도데칸-2-올, 시클로헥사놀, α-터피네올, β-터피네올, γ-터피네올, δ-터피네올, 터피네올(혼합물), 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜이소프로필메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸메틸에테르, 트리프로필렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 트리에틸렌글리콜부틸메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜디메틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, p-크실렌, m-크실렌, o-크실렌, 2,6-루티딘, 2-플루오로-m-크실렌, 3-플루오로-o-크실렌, 2-클로로벤조삼불화물, 큐멘, 톨루엔, 2-클로로-6-플루오로톨루엔, 2-플루오로아니솔, 아니솔, 2,3-디메틸피라진, 브로모벤젠, 4-플루오로아니솔, 3-플루오로아니솔, 3-트리플루오로메틸아니솔, 메시틸렌, 1,2,4-트리메틸벤젠, t-부틸벤젠, 2-메틸아니솔, 페네톨, 벤조디옥솔, 4-메틸아니솔, s-부틸벤젠, 3-메틸아니솔, 4-플루오로-3-메틸아니솔, 시멘, 1,2,3-트리메틸벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 2-플루오로벤조니트릴, 4-플루오로베라트롤, 2,6-디메틸아니솔, n-부틸벤젠, 3-플루오로벤조니트릴, 데칼린(데카히드로나프탈렌), 네오펜틸벤젠, 2,5-디메틸아니솔, 2,4-디메틸아니솔, 벤조니트릴, 3,5-디메틸아니솔, 디페닐에테르, 1-플루오로-3,5-디메톡시벤젠, 안식향산메틸, 이소펜틸벤젠, 3,4-디메틸아니솔, o-톨니트릴, n-아밀벤젠, 베라트롤, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌, 안식향산에틸, n-헥실벤젠, 안식향산프로필, 시클로헥실벤젠, 1-메틸나프탈렌, 안식향산부틸, 2-메틸비페닐, 3-페녹시톨루엔, 2,2'-비트릴, 도데실벤젠, 디펜틸벤젠, 테트라메틸벤젠, 트리메톡시벤젠, 트리메톡시톨루엔, 2,3-디히드로벤조푸란, 1-메틸-4-(프로폭시메틸)벤젠, 1-메틸-4-(부틸옥시메틸)벤젠, 1-메틸-4-(펜틸옥시메틸)벤젠, 1-메틸-4-(헥실옥시메틸)벤젠, 1-메틸-4-(헵틸옥시메틸)벤젠벤질부틸에테르, 벤질펜틸에테르, 벤질헥실에테르, 벤질헵틸에테르, 벤질옥틸에테르 등을 들 수 있지만, 그것만으로 한정되지 않는다. 또한, 용매는 단일로 사용해도 되고, 혼합해도 된다.
<임의 성분>
유기층 형성용 조성물은, 그 성질을 손상하지 않는 범위에서, 임의 성분을 포함하고 있어도 된다. 임의 성분으로서는, 바인더 및 계면 활성제 등을 들 수 있다.
(1) 바인더
유기층 형성용 조성물은, 바인더를 함유하고 있어도 된다. 바인더는, 성막 시에는 막을 형성하는 동시에, 얻어진 막을 기판과 접합한다. 또한, 해당 유기층 형성용 조성물 중에서 다른 성분을 용해 및 분산 및 결착시키는 역할을 한다.
유기층 형성용 조성물에 사용되는 바인더로서는, 예를 들면, 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-비닐알콜 공중합체, 아크릴로니트릴-에틸렌-스티렌 공중합체(AES) 수지, 아이오노머, 염소화 폴리에테르, 디아릴프탈레이트 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리초산비닐, 테프론, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(AS) 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 알키드 수지, 폴리우레탄, 및, 상기 수지 및 폴리머의 공중합체를 들 수 있지만, 그것만으로 한정되지 않는다.
유기층 형성용 조성물에 사용되는 바인더는, 1종만이어도 되고 복수종을 혼합하여 사용해도 된다.
(2) 계면 활성제
유기층 형성용 조성물은, 예를 들면, 유기층 형성용 조성물의 막면 균일성, 막 표면의 친용매성 및 발액성의 제어를 위해 계면 활성제를 함유해도 된다. 계면 활성제는, 친수성 기의 구조에 의해 이온성 및 비이온성으로 분류되며, 또한, 소수성 기의 구조에 의해 알킬계 및 실리콘계 및 불소계로 분류된다. 또한, 분자의 구조에 의해, 분자량이 비교적 작고 단순한 구조를 갖는 단분자계 및 분자량이 크고 측쇄나 분기를 갖는 고분자계로 분류된다. 또한, 조성에 의해, 단일계, 2종 이상의 계면 활성제 및 기재를 혼합한 혼합계로 분류된다. 해당 유기층 형성용 조성물에 사용할 수 있는 계면 활성제로서는, 모든 종류의 계면 활성제를 사용할 수 있다.
계면 활성제로서는, 예를 들면, 폴리플로우 No.45, 폴리 플로우 KL-245, 폴리플로우 No.75, 폴리플로우 No.90, 폴리플로우 No.95(상품명, 교에이샤화학공업(주)제), 디스퍼베이크(Disperbyk) 161, 디스퍼베이크 162, 디스퍼베이크 163, 디스퍼베이크 164, 디스퍼베이크 166, 디스퍼베이크 170, 디스퍼베이크 180, 디스퍼베이크 181, 디스퍼베이크 182, BYK300, BYK306, BYK310, BYK320, BYK330, BYK342, BYK344, BYK346(상품명, 빅케미·재팬(주)제), KP-341, KP-358, KP-368, KF-96-50CS, KF-50-100CS(상품명, 신에츠화학공업(주)제), 서프레온 SC-101, 서프레온 KH-40(상품명, 세이미케미컬(주)제), 프타젠트 222F, 프타젠트 251, FTX-218(상품명, (주) 네오스제), EFTOP EF-351, EFTOP EF-352, EFTOP EF-601, EFTOP EF-801, EFTOP EF-802(상품명, 미쓰비시머티리얼(주)제), 메가팩 F-470, 메가팩 F-471, 메가팩 F-475, 메가팩 R-08, 메가팩 F-477, 메가팩 F-479, 메가팩 F-553, 메가팩 F-554(상품명, DIC(주)제), 플루오로알킬벤젠술폰산염, 플루오르알킬카본산염, 플루오로알킬폴리옥시에틸렌에테르, 플루오로알킬암모늄아이오다이드, 플루오로알킬베타인, 플루오로알킬술폰산염, 디글리세린테트라키스(플루오로알킬폴리옥시에틸렌에테르), 플루오로알킬트리메틸암모늄염, 플루오로알킬아미노술폰산염, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌라우레이트, 폴리옥시에틸렌올리에이트, 폴리옥시에틸렌스테아레이트, 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 소르비탄라우레이트, 소르비탄팔미테이트, 소르비탄스테아레이트, 소르비탄올레이트, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄팔미테이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄올레이트, 폴리옥시에틸렌나프틸에테르, 알킬벤젠술폰산염 및 알킬디페닐에테르디술폰산염을 들 수 있다.
또한, 계면 활성제는 1종으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
<유기층 형성용 조성물의 조성 및 물성>
유기층 형성용 조성물에 있어서의 각 성분의 함유량은, 유기층 형성용 조성물 중의 각 성분이 양호한 용해성, 보존 안정성 및 성막성, 및, 해당 유기층 형성용 조성물로부터 얻어지는 도막의 양질인 막질, 또한, 잉크젯법을 사용한 경우의 양호한 토출성, 해당 조성물을 사용하여 제작된 유기층을 갖는 유기 EL 소자의, 양호한 전기 특성, 발광 특성, 효율, 수명의 관점을 고려하여 결정된다. 예를 들면, 발광층 형성용 조성물의 경우에는, 제1 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.0001중량%∼2.0중량%, 제2 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.0999중량%∼8.0중량%, 제3 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 90.0중량%∼99.9중량%가 바람직하다.
보다 바람직하게는, 제1 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.005중량%∼1.0중량%, 제2 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.095중량%∼4.0중량%, 제3 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 95.0중량%∼99.9중량%이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.05중량%∼0.5중량%, 제2 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.25중량%∼2.5중량%, 제3 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 97.0중량%∼99.7중량%이다.
유기층 형성용 조성물은, 상술한 성분을, 공지의 방법으로 교반, 혼합, 가열, 냉각, 용해, 분산 등을 적절히 선택하여 행함으로써 제조할 수 있다. 또한, 조제 후에, 여과, 탈가스(디가스라고도 함), 이온 교환 처리 및 불활성 가스 치환·봉입 처리 등을 적절히 선택하여 행해도 된다.
유기층 형성용 조성물의 점도로서는, 고점도인 쪽이, 양호한 성막성과 잉크젯법을 사용한 경우의 양호한 토출성이 얻어진다. 한편, 저점도인 쪽이 얇은 막을 만들기 쉽다. 이러한 점에서, 해당 유기층 형성용 조성물의 점도는, 25℃에 있어서의 점도가 0.3∼3mPa·s인 것이 바람직하고, 1∼3mPa·s인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 있어서, 점도는 원추평판형 회전 점도계(콘플레이트형)을 사용하여 측정한 값이다.
유기층 형성용 조성물의 표면 장력으로서는, 낮은 쪽이 양호한 성막성 및 결함이 없는 도막이 얻어진다. 한편, 높은 쪽이 양호한 잉크젯 토출성을 얻을 수 있다. 이러한 점에서, 해당 유기층 형성용 조성물의 표면 장력은, 25℃에 있어서의 표면 장력이 20∼40mN/m인 것이 바람직하고, 20∼30mN/m인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 있어서, 표면 장력은 현적법을 사용하여 측정한 값이다.
<유기 전계 발광 소자의 응용예 >
또한, 본 발명은, 유기 EL 소자를 구비한 표시 장치 또는 유기 EL 소자를 구비한 조명 장치 등에도 응용할 수 있다.
유기 EL 소자를 구비한 표시 장치 또는 조명 장치는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자와 공지의 구동 장치를 접속하는 등 공지의 방법에 의해 제조할 수 있고, 직류 구동, 펄스 구동, 교류 구동 등 공지의 구동 방법을 적당히 이용하여 구동할 수 있다.
표시 장치로서는, 예를 들면, 컬러 플랫 패널 디스플레이 등의 패널 디스플레이, 플렉서블 컬러 유기 전계 발광(EL) 디스플레이 등의 플렉서블 디스플레이 등을 들 수 있다(예를 들면, 일본특허공개 평10-335066호 공보, 일본특허공개 2003-321546호 공보, 일본특허공개 2004-281086호 공보 등 참조). 또한, 디스플레이의 표시 방식으로서는, 예를 들면, 매트릭스 및 세그먼트 방식 등을 들 수 있다. 또한, 매트릭스 표시와 세그먼트 표시는 같은 패널 안에 공존하고 있어도 된다.
매트릭스에서는, 표시를 위한 화소가 격자상이나 모자이크상 등 2차원적으로 배치되어 있고, 화소의 집합으로 문자나 화상을 표시한다. 화소의 형상이나 사이즈는 용도로 따라 결정된다. 예를 들면, 컴퓨터, 모니터, 텔레비전의 화상 및 문자 표시에는, 통상 한 변이 300㎛ 이하의 사각형의 화소가 사용되며, 또한, 표시 패널과 같은 대형 디스플레이의 경우는, 한 변이 mm 오더의 화소를 사용하게 된다. 모노크롬 표시의 경우는, 같은 색의 화소를 배열하면 되지만, 컬러 표시의 경우에는, 적색, 녹색, 청색의 화소를 나열하여 표시시킨다. 이 경우, 전형적으로는 델타 타입과 스트라이프 타입이 있다. 그리고, 이 매트릭스의 구동 방법으로서는, 선순차(線順次) 구동 방법이나 액티브 매트릭스 중 어느 것이어도 된다. 선순차 구동이 구조가 간단하다는 이점이 있지만, 동작 특성을 고려한 경우, 액티브 매트릭스법이 우수한 경우가 있으므로, 이것도 용도에 따라 구분하여 사용하는 것이 필요하다.
세그먼트 방식(타입)에서는, 미리 정해진 정보를 표시하도록 패턴을 형성하고, 정해진 영역을 발광시키게 된다. 예를 들면, 디지털 시계나 온도계에서의 시각이나 온도 표시, 오디오 기기나 전자 조리기 등의 동작 상태 표시 및 자동차의 패널 표시 등을 들 수 있다.
조명 장치로서는, 예를 들면, 실내 조명 등의 조명 장치, 액정 표시 장치의 백라이트 등을 들 수 있다(예를 들면, 일본특허공개 2003-257621호 공보, 일본특허공개 2003-277741호 공보, 일본특허공개 2004-119211호 공보 등 참조). 백라이트는, 주로 자발광하지 않는 표시 장치의 시인성을 향상시키는 목적으로 사용되며, 액정 표시 장치, 시계, 오디오 장치, 자동차 패널, 표시판 및 표식 등에 사용된다. 특히, 액정 표시 장치, 중에서도 박형화가 과제로 되어 있는 컴퓨터 용도의 백라이트로서는, 종래 방식이 형광등이나 도광판으로 이루어져 있기 때문에 박형화가 곤란하다는 것을 고려하면, 본 실시 형태에 따른 발광 소자를 사용한 백라이트는 박형이고 경량인 것이 특징으로 된다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 먼저, 다환 방향족 화합물의 합성예에 대해, 이하에 설명한다.
합성예(1): 화합물(1-1)의 합성
질소 분위기하에서, 중간체(X-1)(4.0g), 중간체(X-2)(4.4g), 인산칼륨(12.2g), 초산팔라듐(0.13g), 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐(SPhos, 0.47g), 테트라부틸암모늄브로마이드(TBAB, 1.4g), 톨루엔(120ml), 및 물(25ml)을 가하고, 가열 환류하에서 7시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로벤젠)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 화합물(1-1)을 얻었다 (5.1g).
Figure pat00081
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.86(dd, 4H), 8.74(d, 2H), 78.66(s, 2H), 7.79-7.75(m, 2H), 7.66-7.60(m, 8H), 7.46-7.42(m, 2H).
합성예(2): 화합물(1-42)의 합성
Figure pat00082
질소 분위기하에서, 중간체(X-3)(25.0g), 중간체(X-4)(10.2g), 탄산칼륨(25.8g), TBAB(6.3g), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(5.4g), 톨루엔(250ml), 및 물(50ml)을 플라스크에 넣고, 80℃에서 5시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 톨루엔)으로 정제함으로써, 중간체(X-5)를 얻었다(32.1g).
Figure pat00083
질소 분위기하에서, 중간체(X-5)(9.7g), 중간체(X-6)(8.6g), 초산칼륨(9.9g), 탄산칼륨(5.8g), 디클로로비스[(디-t-부틸(4-디메틸아미노페닐)포스피노]팔라듐(II)(Pd-132, 0.3g), 및 톨루엔(300ml)을 플라스크에 넣고, 110℃에서 2시간 가열하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 톨루엔)으로 정제함으로써, 중간체(X-7)를 얻었다 (8.7g).
Figure pat00084
질소 분위기하에서, 중간체(X-7)(4.0g), 중간체(X-2)(2.2g), 인산칼륨(6.2g), 초산팔라듐(0.07g), SPhos(0.24g), TBAB(0.7g), 톨루엔(160ml), 및 물(25ml)을 가하고, 가열 환류하에서 7시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로벤젠)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 화합물(1-42)을 얻었다(2.9g).
Figure pat00085
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=9.15-9.14(m, 1H), 8.86(d, 1H), 8.83-8.81(m, 4H), 8.73(d, 2H), 8.00(d, 1H), 7.76-7.72(m, 3H), 7.65-7.59(m, 10H), 7.42(t, 2H).
합성예(3): 화합물(1-54)의 합성
질소 분위기하에서, 중간체(X-7)(4.0g), 중간체(X-8)(2.4g), 인산칼륨(6.0g), 초산팔라듐(0.06g), SPhos(0.24g), TBAB(0.7g), 톨루엔(150ml), 및 물(20ml)을 가하고, 가열 환류하에서 7시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로벤젠)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 화합물(1-54)을 얻었다(3.2g).
Figure pat00086
LC-MS에 의해 m/z (M+H)=578로 목적물인 화합물(1-54)을 확인하였다.
합성예(4): 화합물(1-35)의 합성
질소 분위기하에서, 중간체(X-9)(5.0g), 중간체(X-2)(4.3g), 인산칼륨(12.0g), 초산팔라듐(0.13g), SPhos(0.47g), TBAB(1.3g), 톨루엔(160ml), 및 물(25ml)을 가하고, 가열 환류하에서 7시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로벤젠)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 화합물(1-35)을 얻었다(4.1g).
Figure pat00087
LC-MS에 의해 m/z(M+H)=578로 목적물인 화합물(1-35)을 확인하였다.
합성예(5): 화합물(1-16)의 합성
질소 분위기하에서, 중간체(X-1)(4.0g), 중간체(X-8)(4.4g), 인산칼륨(12.2g), 초산팔라듐(0.13g), SPhos(0.47g), TBAB(1.4g), 톨루엔(120ml), 및 물(25ml)을 가하고, 가열 환류하에서 7시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로벤젠)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 화합물(1-16)을 얻었다(3.9g).
Figure pat00088
LC-MS에 의해 m/z(M+H)=502로 목적물인 화합물(1-16)을 확인하였다.
합성예(6): 화합물(1-39)의 합성
질소 분위기하에서, 중간체(X-10)(3.5g), 중간체(X-2)(2.5g), 인산칼륨(6.9g), 초산팔라듐(0.07g), SPhos(0.27g), TBAB(0.79g), 톨루엔(130ml), 및 물(20ml)을 가하고, 가열 환류하에서 7시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로벤젠)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 화합물(1-39)을 얻었다(3.9g).
Figure pat00089
LC-MS에 의해 m/z(M+H)=654로 목적물인 화합물(1-39)을 확인하였다.
합성예(7): 화합물(1-50)의 합성
Figure pat00090
질소 분위기하에서, 중간체(X-11)(4.5g), 중간체(X-12)(6.7g), 탄산칼륨(4.7g), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(0.78g), TBAB(1.64g), 톨루엔(200ml), 및 물(30ml)을 가하고, 가열 환류하에서 3시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 톨루엔)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 중간체(X-13)를 얻었다(6.0g).
Figure pat00091
질소 분위기하에서, 중간체(X-1)(3.5g), 중간체(X-13)(5.8g), 인산칼륨(10.7g), 초산팔라듐(0.11g), SPhos(0.41g), TBAB(1.2g), 톨루엔(100ml), 및 물(15ml)을 가하고, 가열 환류하에서 7시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로벤젠)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 화합물(1-50)을 얻었다(4.5g).
Figure pat00092
LC-MS에 의해 m/z(M+H)=654로 목적물인 화합물(1-50)을 확인하였다.
합성예(8): 화합물(1-77)의 합성
질소 분위기하에서, 중간체(X-14)(2.3g), 중간체(X-15)(2.0g), 인산칼륨(5.3g), 초산팔라듐(0.06g), SPhos(0.21g), TBAB(0.61g), 톨루엔(100ml), 및 물(10ml)을 가하고, 가열 환류하에서 5시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물과 톨루엔을 가해 교반한 후, 유기층을 분리하여 수세하였다. 그 후, 유기층을 농축하여 얻은 조생성물을 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로벤젠)으로 정제하고, 톨루엔으로 더 세정함으로써, 화합물(1-77)을 얻었다(1.9g).
Figure pat00093
LC-MS에 의해 m/z(M+H)=602로 목적물인 화합물(1-77)을 확인하였다.
합성예(9): 화합물(1-100)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-100)을 합성하였다.
Figure pat00094
EI-MS에 의해 M/Z=578로 목적물인 화합물(1-100)을 확인하였다.
합성예(10): 화합물(1-101)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-101)을 합성하였다.
Figure pat00095
EI-MS에 의해 M/Z=906으로 목적물인 화합물(1-101)을 확인하였다.
합성예(11): 화합물(1-102)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-102)을 합성하였다.
Figure pat00096
EI-MS에 의해 M/Z=955로 목적물인 화합물(1-102)을 확인하였다.
합성예(12): 화합물(1-103)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-103)을 합성하였다.
Figure pat00097
EI-MS에 의해 M/Z=857로 목적물인 화합물(1-103)을 확인하였다.
합성예(13): 화합물(1-110)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-110)을 합성하였다.
Figure pat00098
EI-MS에 의해 M/Z=703으로 목적물인 화합물(1-110)을 확인하였다.
합성예(14): 화합물(1-114)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-114)을 합성하였다.
Figure pat00099
EI-MS에 의해 M/Z=755로 목적물인 화합물(1-114)을 확인하였다.
합성예(15): 화합물(1-115)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-115)을 합성하였다.
Figure pat00100
EI-MS에 의해 M/Z=743으로 목적물인 화합물(1-115)을 확인하였다.
합성예(16): 화합물(1-116)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-116)을 합성하였다.
Figure pat00101
EI-MS에 의해 M/Z=805로 목적물인 화합물(1-116)을 확인하였다.
합성예(17): 화합물(1-127)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-127)을 합성하였다.
Figure pat00102
EI-MS에 의해 M/Z=578로 목적물인 화합물(1-127)을 확인하였다.
합성예(18): 화합물(1-133)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-133)을 합성하였다.
Figure pat00103
EI-MS에 의해 M/Z=578로 목적물인 화합물(1-133)을 확인하였다.
합성예(19): 화합물(1-136)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-136)을 합성하였다.
Figure pat00104
EI-MS에 의해 M/Z=578로 목적물인 화합물(1-136)을 확인하였다.
합성예(20): 화합물(1-138)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-138)을 합성하였다.
Figure pat00105
EI-MS에 의해 M/Z=654로 목적물인 화합물(1-138)을 확인하였다.
합성예(21): 화합물(1-153)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-153)을 합성하였다.
Figure pat00106
EI-MS에 의해 M/Z=654로 목적물인 화합물(1-153)을 확인하였다.
합성예(22): 화합물(1-163)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-163)을 합성하였다.
Figure pat00107
EI-MS에 의해 M/Z=654로 목적물인 화합물(1-163)을 확인하였다.
합성예(23): 화합물(1-173)의 합성
합성예(8)과 마찬가지의 순서로 화합물(1-173)을 합성하였다.
Figure pat00108
EI-MS에 의해 M/Z=654로 목적물인 화합물(1-173)을 확인하였다.
원료의 화합물을 적당히 변경함으로써, 상술한 합성예에 준한 방법으로, 본 발명의 다른 화합물을 합성할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 화합물을 사용한 유기 EL 소자의 제작과 평가에 대해서 기재한다. 단, 본 발명의 화합물의 적용은 이하에 나타낸 예에 한정되지 않고, 각 층의 막두께나 구성 재료는 본 발명의 화합물의 기초 물성에 의해 적절히 변경할 수 있다.
< 증착형 유기 EL 특성의 평가>
실시예 1∼16, 실시예 17∼23, 및 비교예 1∼11에 관한 유기 EL 소자를 제작하여, 1000cd/m2 발광시의 특성인 구동 전압(V) 및 외부 양자 효율(%)을 측정하고, 다음으로 10mA/cm2의 전류 밀도로 정전류 구동했을 때에 초기 휘도의 90% 이상의 휘도를 보유하는 시간을 측정하였다.
발광 소자의 양자 효율에는, 내부 양자 효율과 외부 양자 효율이 있는데, 내부 양자 효율은, 발광 소자의 발광층에 전자(또는 정공)로서 주입되는 외부 에너지가 순수하게 광자로 변환되는 비율을 나타내고 있다. 한편, 외부 양자 효율은, 이 광자가 발광 소자의 외부에까지 방출된 양에 기초하여 산출되고, 발광층에 있어서 발생한 광자는, 그 일부가 발광 소자의 내부에서 계속해서 흡수되거나 또는 반사되거나 하여, 발광 소자의 외부로 방출되지 않기 때문에, 외부 양자 효율은 내부 양자 효율보다 낮아진다.
외부 양자 효율의 측정 방법은 다음과 같다. 어드밴티스트사제 전압/전류발생기 R6144을 사용하여, 소자의 휘도가 1000cd/m2가 되는 전압을 인가하여 소자를 발광시킨다. TOPCON사제 분광 방사 휘도계 SR-3AR을 사용하여, 발광면에 대하여 수직 방향으로부터 가시광 영역의 분광 방사 휘도를 측정하였다. 발광면이 완전 확산면이라고 가정하여, 측정한 각 파장 성분의 분광 방사 휘도의 값을 파장 에너지로 나누어 π를 곱한 수치가 각 파장에 있어서의 광자수이다. 그 다음에, 관측한 전파장 영역에서 광자수를 적산하여, 소자로부터 방출된 전광자수로 하였다. 인가 전류값을 기본 전하로 나눈 수치를 소자에 주입한 캐리어수로서, 소자로부터 방출된 전광자수를 소자에 주입한 캐리어수로 나눈 수치가 외부 양자 효율이다.
제작한 실시예 1∼16, 실시예 17∼23, 및 비교예 1∼11에 관한 유기 EL 소자에 있어서의 각 층의 재료 구성, 및 EL 특성 데이터를 하기 표에 나타낸다. 한편, 전자 수송층(2)은 표 중에 기재한 화합물과 Liq를 중량비 1/1이 되도록 공증착하여, 형성하고 있다.
[표 1A]
Figure pat00109
[표 1B]
Figure pat00110
[표 2A]
Figure pat00111
[표 2B]
Figure pat00112
[표 3A]
Figure pat00113
[표 3B]
Figure pat00114
상기 각 표 중의, 「HI」, 「IL」, 「HT-1」, 「HT-2」, 「BH-1」, 「BD-1」, 「ET-1」, 및 「Liq」의 화학 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pat00115
상기 각 표 중의 비교 화합물(1)∼ (11)의 화학 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pat00116
<실시예 1>
스퍼터링에 의해 180nm의 두께로 제막한 ITO를 150nm까지 연마한, 26mm×28mm×0.7mm의 유리 기판((주)옵토 사이언스제)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판의 증착 장치(조슈 산업(주)제)의 기판 홀더에 고정하고, HI, IL, HT-1, HT-2, BH-1, BD-1, ET-1, 및 화합물(1-1)을 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, Mg, 및 Ag를 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막두께 40nm가 되도록 증착하고, 다음으로, IL을 가열하여 막두께 5nm가 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막두께 15nm가 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막두께 10nm가 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 다음으로, BH-1과 BD-1을 동시에 가열하여 막두께 25nm가 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. BH-1과 BD-1의 중량비가 약 98대2가 되도록 증착 속도를 조절하였다. 그리고, ET-1을 가열하여 막두께 5nm가 되도록 증착하여 전자 수송층 1을 형성하였다. 나아가 화합물(1-1)과 Liq를 동시에 가열하여 막두께 25nm가 되도록 증착하여 전자 수송층 2를 형성하였다. 화합물(1-1)과 Liq의 중량비가 약 50대50이 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1nm/초였다. 그 후, Liq를 가열하여 막두께 1nm가 되도록 0.01∼0.1nm/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, 마그네슘과 은을 동시에 가열하여 막두께 100nm가 되도록 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자를 얻었다. 이 때, 마그네슘과 은의 원자수비가 10대1이 되도록 0.1nm∼10nm/초의 사이에서 증착 속도를 조절하였다.
ITO 전극을 양극, 마그네슘/은 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가함으로써 EL 특성을 측정하였다.
<실시예 2∼16, 실시예 17∼23, 및 비교예 1∼11>
전자 수송층 2의 재료를 상기 각 표 중에 기재된 각 재료로 바꾼 이외에는 실시예 1에 준한 방법으로 실시예 2∼16, 실시예 17∼23, 및 비교예 1∼11의 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, ITO 전극을 양극, 마그네슘/은 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가함으로써 각 EL 특성을 측정하였다.
이상, 본 발명에 관한 화합물의 일부에 대해, 유기 EL 소자용 재료로서의 평가를 행하고, 뛰어난 재료인 것을 나타냈지만, 평가를 행하지 않은 다른 화합물도 같은 기본 골격을 가지고, 전체적으로도 유사한 구조를 가지는 화합물이며, 당업자에 있어서는 마찬가지로 뛰어난 유기 EL 소자용 재료인 것을 이해할 수 있다.
본 발명의 다환 방향족 화합물은, 유기 전계 발광 소자의 전자 수송층·전자 주입층을 형성하기 위한 재료로서 유용하다. 본 발명의 다환 방향족 화합물을 전자층용 재료로서 사용함으로써, 긴 수명, 저구동 전압 및 고효율 발광, 특히 수명 및 고효율 발광의 유기 전계 발광 소자가 얻어진다.
100 유기 전계 발광 소자
101 기판
102 양극
103 정공 주입층
104 정공 수송층
105 발광층
106 전자 수송층
107 전자 주입층
108 음극

Claims (11)

  1. 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 해당 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층과, 상기 음극과 상기 발광층의 사이에 배치되는 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나를 가지는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나가 하기 일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
    Figure pat00117

    상기 식(1) 중,
    A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고,
    Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
    R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    L은, 각각 독립적으로, 단결합, 알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
    m이 2인 경우, n은 1이며,
    L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고,
    식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식(1) 중,
    A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 또는 치환 실릴로 치환되어 있어도 되고, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
    R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    L은, 각각 독립적으로, 단결합, 알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
    m이 2인 경우, n은 1이며,
    L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고,
    식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
    유기 전계 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일반식(1)이 하기 일반식(2)으로 나타내어지는, 유기 전계 발광 소자.
    Figure pat00118

    상기 식(2) 중,
    R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이며, R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    또한, R1∼R3, R4∼R7, 및 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환, 및 c환과 함께, 아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
    R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    L은, 각각 독립적으로, 단결합, 알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
    m이 2인 경우, n은 1이며,
    L은, m 및 n의 수에 따라, R1∼R11에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고,
    식(2)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 식(2) 중,
    R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디헤테로아릴아미노(단 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 아릴헤테로아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴, 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 1∼24의 알케닐, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 6∼30의 아릴옥시, 탄소수 6∼30의 아릴티오, 트리아릴실릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 트리알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬), 트리시클로알킬실릴(단 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬), 디알킬시클로알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬, 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬), 또는 알킬디시클로알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬, 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬)이며, R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    또한, R1∼R3, R4∼R7, 및 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환, 및 c환과 함께, 탄소수 9∼16의 아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디헤테로아릴아미노(단 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 아릴헤테로아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴, 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 1∼24의 알케닐, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 6∼30의 아릴옥시, 탄소수 6∼30의 아릴티오, 트리아릴실릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 트리알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬), 트리시클로알킬실릴(단 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬), 디알킬시클로알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬, 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬), 또는 알킬디시클로알킬실릴(단 알킬은 탄소수 1∼12의 알킬, 시클로알킬은 탄소수 3∼12의 시클로알킬)로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
    R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    L은, 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1∼24의 알킬렌, 탄소수 6∼30의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼30의 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    m은 1이며, n은 1 또는 2이며,
    L은, n의 수에 따라, R1∼R11에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개의 위치에서 결합하고, 그리고,
    식(2)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
    유기 전계 발광 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 식(2) 중,
    R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디헤테로아릴아미노(단 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 6∼30의 아릴옥시, 또는 탄소수 6∼30의 아릴티오이며, R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    또한, R1∼R3, R4∼R7, 및 R8∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환, 및 c환과 함께, 탄소수 9∼16의 아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디헤테로아릴아미노(단 헤테로아릴은 탄소수 2∼15의 헤테로아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 6∼30의 아릴옥시, 또는 탄소수 6∼30의 아릴티오로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
    R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼20의 아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼12의 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼20의 아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼12의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    L은, 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1∼6의 알킬렌, 탄소수 6∼16의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    m은 1이며, n은 1 또는 2이며,
    L은, n의 수에 따라, R1∼R11에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개의 위치에서 결합하고, 그리고,
    식(2)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
    유기 전계 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물이 하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
    Figure pat00119

    Figure pat00120
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 구비한 표시 장치 또는 조명 장치.
  8. 일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물.
    Figure pat00121

    상기 식(1) 중,
    A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고,
    Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
    R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    L은, 각각 독립적으로, 페닐렌 또는 나프틸렌이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
    m이 2인 경우, n은 1이며,
    L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하고, 그리고,
    식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
  9. 제8항에 있어서,
    하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는 화합물인, 다환 방향족 화합물.
    Figure pat00122

    Figure pat00123
  10. 일반식(1)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물.
    Figure pat00124

    상기 식(1) 중,
    A환, B환, 및 C환은, 아릴환이며, 이 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고,
    Y1은, >B-, >P-, >P(=O)-, 또는 >P(=S)-이며,
    R21∼R23은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며, 이 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    L은 단결합이며,
    m이 1인 경우, n은 1 또는 2이며,
    m이 2인 경우, n은 1이며,
    L은, m 및 n의 수에 따라, A환, B환, 및 C환의 1개 또는 2개의 환과 결합함과 동시에, R21∼R23에 있어서의 1개 또는 2개의 위치에서 결합하여,
    식(1)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
    단, A환에의 치환기, B환에의 치환기, C환에의 치환기, R21, R22, 및 R23에 있어서의 적어도 하나는, 시아노, 헤테로아릴(트리아지닐기를 제외한다), 시아노로 치환된 아릴, 및 헤테로아릴(트리아지닐기를 제외한다)로 치환된 아릴로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나이다.
  11. 제10항에 있어서,
    하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는 화합물인, 다환 방향족 화합물.
    Figure pat00125
KR1020220167643A 2021-12-08 2022-12-05 트리아지닐기를 가지는 다환 방향족 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자 KR20230086603A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012118164A1 (ja) 2011-03-03 2012-09-07 国立大学法人九州大学 新規化合物、電荷輸送材料および有機デバイス
WO2015102118A1 (ja) 2014-02-18 2015-07-09 学校法人関西学院 多環芳香族化合物
WO2018212169A1 (ja) 2017-05-16 2018-11-22 学校法人関西学院 多環芳香族化合物
KR20200121228A (ko) 2019-04-15 2020-10-23 머티어리얼사이언스 주식회사 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
WO2020217229A1 (en) 2019-04-26 2020-10-29 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Polycyclic compound and an organic electroluminescence device comprising the polycyclic compound or the composition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012118164A1 (ja) 2011-03-03 2012-09-07 国立大学法人九州大学 新規化合物、電荷輸送材料および有機デバイス
WO2015102118A1 (ja) 2014-02-18 2015-07-09 学校法人関西学院 多環芳香族化合物
WO2018212169A1 (ja) 2017-05-16 2018-11-22 学校法人関西学院 多環芳香族化合物
KR20200121228A (ko) 2019-04-15 2020-10-23 머티어리얼사이언스 주식회사 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
WO2020217229A1 (en) 2019-04-26 2020-10-29 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Polycyclic compound and an organic electroluminescence device comprising the polycyclic compound or the composition

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