KR20230156112A - 유기 일렉트로루미네센스 소자, 전자 기기 및 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 유기 EL 소자(1)로서, 양극(3)과, 음극(4)과, 양극(3)과 음극(4)의 사이에 배치된 발광층을 가지며, 발광층은 제1 발광층(51) 및 제2 발광층(52)을 포함하고, 제1 발광층(51)은 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하며, 제2 발광층(52)은 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하고, 제1 호스트 재료와 제2 호스트 재료는 서로 상이하며, 제1 발광성 화합물과 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하고, 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키고, 확산 방정식으로부터 산출한 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1 이 3.0×10-9(cm2/s) 이상인 유기 EL 소자(1)를 제공한다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
Description
본 발명은, 유기 일렉트로루미네센스 소자, 전자 기기 및 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있음)는, 휴대전화 및 텔레비전 등의 풀 컬러 디스플레이에 응용되고 있다. 유기 EL 소자에 전압을 인가하면, 양극으로부터 정공이 발광층에 주입되고, 또한 음극으로부터 전자가 발광층에 주입된다. 그리고, 발광층에 있어서, 주입된 정공과 전자가 재결합하여, 여기자가 형성된다. 이때, 전자 스핀의 통계칙에 따라, 일중항 여기자가 25%의 비율로 생성되고, 삼중항 여기자가 75%의 비율로 생성된다.
EL 소자의 성능 향상을 도모하기 위해, 예컨대 특허문헌 1∼3에 있어서는, 복수의 발광층을 적층시키는 것에 대해서 검토가 이루어지고 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 2개의 삼중항 여기자로부터 하나의 일중항 여기자가 생성되는 현상(이하, 삼중항-삼중항 융합(Triplet-Triplet Fusion=TTF) 현상이라고 부르는 경우가 있음)이 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 유기 발광 소자는, 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극 사이에 협지되는 유기 화합물을 포함하는 층으로 구성되고, 상기 유기 화합물을 포함하는 층이 제1 재료로 이루어지는 제1 발광 영역과 상기 제1 재료와 제2 재료로 이루어지는 제2 발광 영역을 포함하며, 상기 제2 재료의 에너지갭이 상기 제1 재료의 에너지갭보다 크고, 상기 제2 재료의 최저 삼중항 여기 에너지가 상기 제1 재료의 최저 삼중항 여기 에너지보다 작은 것을 특징으로 한다.
유기 EL 소자의 성능으로서는, 예컨대 휘도, 발광 파장, 색도, 발광 효율, 구동 전압, 및 수명을 들 수 있다.
복수의 발광층을 적층시킨 유기 EL 소자에 있어서는, 성능 향상이 한층 더 요망되고 있다.
본 발명의 목적의 하나는, 성능이 향상된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적의 하나는, 발광 효율이 향상된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공하는 것, 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자를 탑재한 전자 기기를 제공하는 것, 및 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면,
양극과,
음극과,
상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 발광층
을 가지며,
상기 발광층은 제1 발광층 및 제2 발광층을 포함하고,
상기 제1 발광층은 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하며,
상기 제2 발광층은 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하고,
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하며,
상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하고,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 하기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키며,
확산 방정식으로부터 산출한 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이 3.0×10-9(cm2/s) 이상인, 유기 일렉트로루미네센스 소자가 제공된다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
본 발명의 일 양태에 따르면,
양극과,
음극과,
상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 발광층
을 가지며,
상기 발광층은 제1 발광층 및 제2 발광층을 포함하고,
상기 제1 발광층은 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하며,
상기 제2 발광층은 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하고,
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하며,
상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하고,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 하기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키며,
상기 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하인, 유기 일렉트로루미네센스 소자가 제공된다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
본 발명의 일 양태에 따르면, 전술한 본 발명의 일 양태에 따른 유기 일렉트로루미네센스 소자를 탑재한 전자 기기가 제공된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 제1 발광층 및 제2 발광층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법으로서,
제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하는 상기 제1 발광층을 형성하는 공정과,
제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하는 상기 제2 발광층을 형성하는 공정
을 가지며,
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하고,
상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 제1 발광층을 형성하는 공정 및 상기 제2 발광층을 형성하는 공정에서 이용하는 상기 제1 호스트 재료 및 상기 제2 호스트 재료는 하기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 6)을 충족시키는 재료로부터 선택되는, 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법이 제공된다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
D1≥3.0×10-9(cm2/s) …(수학식 6)
(상기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 6)에 있어서,
T1(H1)은 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)이고,
T1(H2)은 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이며,
D1은 확산 방정식으로부터 산출된 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수이다.)
본 발명의 일 양태에 따르면,
양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 제1 발광층 및 제2 발광층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법으로서,
제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하는 상기 제1 발광층을 형성하는 공정과,
제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하는 상기 제2 발광층을 형성하는 공정
을 가지며,
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하고,
상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 제1 발광층을 형성하는 공정 및 상기 제2 발광층을 형성하는 공정에서 이용하는 상기 제1 호스트 재료 및 상기 제2 호스트 재료는, 하기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 6)을 충족시키는 재료로부터 선택되는, 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법이 제공된다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
D1≥3.0×10-9(cm2/s) …(수학식 6)
(상기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 6)에 있어서,
T1(H1)은 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)이고,
T1(H2)은 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이며,
D1은 확산 방정식으로부터 산출된 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수이다.)
본 발명의 일 양태에 따르면, 성능이 향상된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 양태에 따르면, 발광 효율이 향상된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자를 탑재한 전자 기기를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 과도 PL 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 2a는 과도 PL 데이터 측정용 시료 1에 여기광을 입사했을 때의 삼중항의 거동 및 밀도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 과도 PL 데이터 측정용 시료 1에 여기광을 입사하고 나서 시간 t1이 경과했을 때의 삼중항의 거동 및 밀도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2c는 과도 PL 데이터 측정용 시료 1에 여기광을 입사하고 나서 시간 t2가 경과했을 때의 삼중항의 거동 및 밀도를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 과도 PL 스펙트럼 및 핏팅한 후의 과도 PL 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네센스 소자의 일례의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네센스 소자의 다른 일례의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예 및 비교예에 따른 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1 및 적층 소자의 TTF 비율의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 과도 EL 파형의 측정계를 나타낸 도면이다.
도 8a는 TTF 유래의 발광 강도비의 측정 방법을 나타낸 도면이며, EL 소자의 발광 강도의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8b는 TTF 유래의 발광 강도비의 측정 방법을 나타낸 도면이며, 광강도의 제곱근의 역수의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예 및 비교예에 따른 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1 및 적층 소자의 EQE의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2a는 과도 PL 데이터 측정용 시료 1에 여기광을 입사했을 때의 삼중항의 거동 및 밀도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 과도 PL 데이터 측정용 시료 1에 여기광을 입사하고 나서 시간 t1이 경과했을 때의 삼중항의 거동 및 밀도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2c는 과도 PL 데이터 측정용 시료 1에 여기광을 입사하고 나서 시간 t2가 경과했을 때의 삼중항의 거동 및 밀도를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 과도 PL 스펙트럼 및 핏팅한 후의 과도 PL 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네센스 소자의 일례의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네센스 소자의 다른 일례의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예 및 비교예에 따른 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1 및 적층 소자의 TTF 비율의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 과도 EL 파형의 측정계를 나타낸 도면이다.
도 8a는 TTF 유래의 발광 강도비의 측정 방법을 나타낸 도면이며, EL 소자의 발광 강도의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8b는 TTF 유래의 발광 강도비의 측정 방법을 나타낸 도면이며, 광강도의 제곱근의 역수의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예 및 비교예에 따른 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1 및 적층 소자의 EQE의 관계를 나타낸 그래프이다.
[정의]
본 명세서에 있어서, 수소 원자란, 중성자수가 상이한 동위체, 즉, 경수소(protium), 중수소(deuterium) 및 삼중수소(tritium)를 포함한다.
본 명세서에 있어서, 화학 구조식 중, 「R」 등의 기호나 중수소 원자를 나타내는 「D」가 명시되어 있지 않은 결합 가능 위치에는, 수소 원자, 즉, 경수소 원자, 중수소 원자 또는 삼중 수소 원자가 결합되어 있는 것으로 한다.
본 명세서에 있어서, 고리 형성 탄소수란, 원자가 환상으로 결합한 구조의 화합물(예컨대, 단환 화합물, 축합환 화합물, 가교 화합물, 탄소환 화합물 및 복소환 화합물)의 해당 고리 자체를 구성하는 원자 중의 탄소 원자의 수를 나타낸다. 해당 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우, 치환기에 포함되는 탄소는 고리 형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재된 「고리 형성 탄소수」에 대해서는, 별도 기재가 없는 한, 동일한 것으로 한다. 예컨대, 벤젠환은 고리 형성 탄소수가 6이고, 나프탈렌환은 고리 형성 탄소수가 10이며, 피리딘환은 고리 형성 탄소수 5이고, 푸란환은 고리 형성 탄소수 4이다. 또한, 예컨대 9,9-디페닐플루오레닐기의 고리 형성 탄소수는 13이고, 9,9'-스피로비플루오레닐기의 고리 형성 탄소수는 25이다.
또한, 벤젠환에 치환기로서, 예컨대 알킬기가 치환되어 있는 경우, 해당 알킬기의 탄소수는 벤젠환의 고리 형성 탄소수에 포함시키지 않는다. 그 때문에, 알킬기가 치환되어 있는 벤젠환의 고리 형성 탄소수는 6이다. 또한, 나프탈렌환에 치환기로서, 예컨대 알킬기가 치환되어 있는 경우, 해당 알킬기의 탄소수는 나프탈렌환의 고리 형성 탄소수에 포함시키지 않는다. 그 때문에, 알킬기가 치환되어 있는 나프탈렌환의 고리 형성 탄소수는 10이다.
본 명세서에 있어서, 고리 형성 원자수란, 원자가 환상으로 결합한 구조(예컨대, 단환, 축합환 및 환집합)의 화합물(예컨대, 단환 화합물, 축합환 화합물, 가교 화합물, 탄소환 화합물 및 복소환 화합물)의 해당 고리 자체를 구성하는 원자의 수를 나타낸다. 고리를 구성하지 않는 원자(예컨대, 고리를 구성하는 원자의 결합을 종단(終端)하는 수소 원자)나, 해당 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 고리 형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재된 「고리 형성 원자수」에 대해서는, 별도 기재가 없는 한, 동일한 것으로 한다. 예컨대, 피리딘환의 고리 형성 원자수는 6이고, 퀴나졸린환의 고리 형성 원자수는 10이며, 푸란환의 고리 형성 원자수는 5이다. 예컨대, 피리딘환에 결합되어 있는 수소 원자 또는 치환기를 구성하는 원자의 수는, 피리딘환 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 그 때문에, 수소 원자 또는 치환기가 결합되어 있는 피리딘환의 고리 형성 원자수는 6이다. 또한, 예컨대 퀴나졸린환의 탄소 원자에 결합되어 있는 수소 원자 또는 치환기를 구성하는 원자에 대해서는, 퀴나졸린환의 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 그 때문에, 수소 원자 또는 치환기가 결합되어 있는 퀴나졸린환의 고리 형성 원자수는 10이다.
본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 탄소수 XX∼YY의 ZZ기」라고 하는 표현에 있어서의 「탄소수 XX∼YY」는, ZZ기가 무치환인 경우의 탄소수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수를 포함시키지 않는다. 여기서, 「YY」는 「XX」보다 크며, 「XX」는 1 이상의 정수를 의미하고, 「YY」는 2 이상의 정수를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 원자수 XX∼YY의 ZZ기」라고 하는 표현에 있어서의 「원자수 XX∼YY」는, ZZ기가 무치환인 경우의 원자수를 나타내며, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수를 포함시키지 않는다. 여기서, 「YY」는 「XX」보다 크며, 「XX」는 1 이상의 정수를 의미하고, 「YY」는 2 이상의 정수를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 무치환의 ZZ기란 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」가 「무치환의 ZZ기」인 경우를 나타내고, 치환의 ZZ기란 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」가 「치환의 ZZ기」인 경우를 나타낸다.
본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」라고 하는 경우에 있어서의 「무치환」이란, ZZ기에 있어서의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있지 않다는 것을 의미한다. 「무치환의 ZZ기」에 있어서의 수소 원자는 경수소 원자, 중수소 원자 또는 삼중수소 원자이다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의 ZZ기」라고 하는 경우에 있어서의 「치환」이란, ZZ기에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있다는 것을 의미한다. 「AA기로 치환된 BB기」라고 하는 경우에 있어서의 「치환」도 마찬가지로, BB기에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 AA기로 치환되어 있다는 것을 의미한다.
「본 명세서에 기재된 치환기」
이하, 본 명세서에 기재된 치환기에 대해서 설명한다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 아릴기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 6∼50이고, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼18이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 복소환기」의 고리 형성 원자수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 5∼50이고, 바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼18이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 알킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼6이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 알케닐기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 2∼50이며, 바람직하게는 2∼20, 보다 바람직하게는 2∼6이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 알키닐기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 2∼50이며, 바람직하게는 2∼20, 보다 바람직하게는 2∼6이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 시클로알킬기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 3∼50이며, 바람직하게는 3∼20, 보다 바람직하게는 3∼6이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 아릴렌기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 6∼50이며, 바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼18이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 2가의 복소환기」의 고리 형성 원자수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 5∼50이며, 바람직하게는 5∼30, 보다 바람직하게는 5∼18이다.
본 명세서에 기재된 「무치환의 알킬렌기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼6이다.
·「치환 혹은 무치환의 아릴기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」의 구체예(구체예 군 G1)로서는, 이하의 무치환의 아릴기(구체예 군 G1A) 및 치환의 아릴기(구체예 군 G1B) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 아릴기란 「치환 혹은 무치환의 아릴기」가 「무치환의 아릴기」인 경우를 가리키고, 치환의 아릴기란 「치환 혹은 무치환의 아릴기」가 「치환의 아릴기」인 경우를 가리킨다.). 본 명세서에 있어서, 단순히 「아릴기」라고 하는 경우는 「무치환의 아릴기」와 「치환의 아릴기」 양쪽 모두를 포함한다.
「치환의 아릴기」는 「무치환의 아릴기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기를 의미한다. 「치환의 아릴기」로서는, 예컨대 하기 구체예 군 G1A의 「무치환의 아릴기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기 및 하기 구체예 군 G1B의 치환의 아릴기의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 아릴기」의 예 및 「치환의 아릴기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 아릴기」에는, 하기 구체예 군 G1B의 「치환의 아릴기」에 있어서의 아릴기 자체의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기 및 하기 구체예 군 G1B의 「치환의 아릴기」에 있어서의 치환기의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기도 포함된다.
·무치환의 아릴기(구체예 군 G1A):
페닐기,
p-비페닐기,
m-비페닐기,
o-비페닐기,
p-터페닐-4-일기,
p-터페닐-3-일기,
p-터페닐-2-일기,
m-터페닐-4-일기,
m-터페닐-3-일기,
m-터페닐-2-일기,
o-터페닐-4-일기,
o-터페닐-3-일기,
o-터페닐-2-일기,
1-나프틸기,
2-나프틸기,
안트릴기,
벤조안트릴기,
페난트릴기,
벤조페난트릴기,
페날레닐기,
피레닐기,
크리세닐기,
벤조크리세닐기,
트리페닐레닐기,
벤조트리페닐레닐기,
테트라세닐기,
펜타세닐기,
플루오레닐기,
9,9'-스피로비플루오레닐기,
벤조플루오레닐기,
디벤조플루오레닐기,
플루오란테닐기,
벤조플루오란테닐기,
페릴레닐기, 및
하기 일반식 (TEMP-1)∼(TEMP-15)로 표시되는 고리 구조로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 1가의 아릴기.
[화학식 1]
[화학식 2]
·치환의 아릴기(구체예 군 G1B):
o-톨릴기,
m-톨릴기,
p-톨릴기,
파라-크실릴기,
메타-크실릴기,
오르토-크실릴기,
파라-이소프로필페닐기,
메타-이소프로필페닐기,
오르토-이소프로필페닐기,
파라-t-부틸페닐기,
메타-t-부틸페닐기,
오르토-t-부틸페닐기,
3,4,5-트리메틸페닐기,
9,9-디메틸플루오레닐기,
9,9-디페닐플루오레닐기,
9,9-비스(4-메틸페닐)플루오레닐기,
9,9-비스(4-이소프로필페닐)플루오레닐기,
9,9-비스(4-t-부틸페닐)플루오레닐기,
시아노페닐기,
트리페닐실릴페닐기,
트리메틸실릴페닐기,
페닐나프틸기,
나프틸페닐기, 및
상기 일반식 (TEMP-1)∼(TEMP-15)로 표시되는 고리 구조로부터 유도되는 1가의 기 중 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기.
·「치환 혹은 무치환의 복소환기」
본 명세서에 기재된 「복소환기」는 고리 형성 원자에 헤테로 원자를 적어도 하나 포함하는 환상의 기이다. 헤테로 원자의 구체예로서는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자 및 붕소 원자를 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 「복소환기」는 단환의 기이거나 또는 축합환의 기이다.
본 명세서에 기재된 「복소환기」는 방향족 복소환기이거나 또는 비방향족 복소환기이다.
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」의 구체예(구체예 군 G2)로서는, 이하의 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A) 및 치환의 복소환기(구체예 군 G2B) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 복소환기란 「치환 혹은 무치환의 복소환기」가 「무치환의 복소환기」인 경우를 가리키고, 치환의 복소환기란 「치환 혹은 무치환의 복소환기」가 「치환의 복소환기」인 경우를 가리킨다.). 본 명세서에 있어서, 단순히 「복소환기」라고 하는 경우는 「무치환의 복소환기」와 「치환의 복소환기」 양쪽 모두를 포함한다.
「치환의 복소환기」는 「무치환의 복소환기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기를 의미한다. 「치환의 복소환기」의 구체예는, 하기 구체예 군 G2A의 「무치환의 복소환기」의 수소 원자가 치환된 기 및 하기 구체예 군 G2B의 치환의 복소환기의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 복소환기」의 예나 「치환의 복소환기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 복소환기」에는, 구체예 군 G2B의 「치환의 복소환기」에 있어서의 복소환기 자체의 고리 형성 원자에 결합하는 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기 및 구체예 군 G2B의 「치환의 복소환기」에 있어서의 치환기의 수소 원자가 치환기로 더 치환된기도 포함된다.
구체예 군 G2A는, 예컨대 이하의 질소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A1), 산소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A2), 황 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A3) 및 하기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)으로 표시되는 고리 구조로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 1가의 복소환기(구체예 군 G2A4)를 포함한다.
구체예 군 G2B는, 예컨대 이하의 질소 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B1), 산소 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B2), 황 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B3) 및 하기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)으로 표시되는 고리 구조로부터 유도되는 1가의 복소환기 중 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기(구체예 군 G2B4)를 포함한다.
·질소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A1):
피롤릴기,
이미다졸릴기,
피라졸릴기,
트리아졸릴기,
테트라졸릴기,
옥사졸릴기,
이소옥사졸릴기,
옥사디아졸릴기,
티아졸릴기,
이소티아졸릴기,
티아디아졸릴기,
피리딜기,
피리다지닐기,
피리미디닐기,
피라지닐기,
트리아지닐기,
인돌릴기,
이소인돌릴기,
인돌리지닐기,
퀴놀리지닐기,
퀴놀릴기,
이소퀴놀릴기,
신놀릴기,
프탈라지닐기,
퀴나졸리닐기,
퀴녹살리닐기,
벤조이미다졸릴기,
인다졸릴기,
페난트롤리닐기,
페난트리디닐기,
아크리디닐기,
페나지닐기,
카르바졸릴기,
벤조카르바졸릴기,
모르폴리노기,
페녹사지닐기,
페노티아지닐기,
아자카르바졸릴기, 및
디아자카르바졸릴기.
·산소 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A2):
푸릴기,
옥사졸릴기,
이소옥사졸릴기,
옥사디아졸릴기,
크산테닐기,
벤조푸라닐기,
이소벤조푸라닐기,
디벤조푸라닐기,
나프토벤조푸라닐기,
벤조옥사졸릴기,
벤조이소옥사졸릴기,
페녹사지닐기,
모르폴리노기,
디나프토푸라닐기,
아자디벤조푸라닐기,
디아자디벤조푸라닐기,
아자나프토벤조푸라닐기, 및
디아자나프토벤조푸라닐기.
·황 원자를 포함하는 무치환의 복소환기(구체예 군 G2A3):
티에닐기,
티아졸릴기,
이소티아졸릴기,
티아디아졸릴기,
벤조티오페닐기(벤조티에닐기),
이소벤조티오페닐기(이소벤조티에닐기),
디벤조티오페닐기(디벤조티에닐기),
나프토벤조티오페닐기(나프토벤조티에닐기),
벤조티아졸릴기,
벤조이소티아졸릴기,
페노티아지닐기,
디나프토티오페닐기(디나프토티에닐기),
아자디벤조티오페닐기(아자디벤조티에닐기),
디아자디벤조티오페닐기(디아자디벤조티에닐기),
아자나프토벤조티오페닐기(아자나프토벤조티에닐기), 및
디아자나프토벤조티오페닐기(디아자나프토벤조티에닐기).
·하기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)으로 표시되는 고리 구조로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 1가의 복소환기(구체예 군 G2A4):
[화학식 3]
[화학식 4]
상기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)에 있어서, XA 및 YA는 각각 독립적으로 산소 원자, 황 원자, NH 또는 CH2이다. 단, XA 및 YA 중 적어도 하나는 산소 원자, 황 원자 또는 NH이다.
상기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)에 있어서, XA 및 YA 중 적어도 어느 하나가 NH 또는 CH2인 경우, 상기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)으로 표시되는 고리 구조로부터 유도되는 1가의 복소환기에는, 이들 NH 또는 CH2로부터 하나의 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 기가 포함된다.
·질소 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B1):
(9-페닐)카르바졸릴기,
(9-비페닐릴)카르바졸릴기,
(9-페닐)페닐카르바졸릴기,
(9-나프틸)카르바졸릴기,
디페닐카르바졸-9-일기,
페닐카르바졸-9-일기,
메틸벤조이미다졸릴기,
에틸벤조이미다졸릴기,
페닐트리아지닐기,
비페닐릴트리아지닐기,
디페닐트리아지닐기,
페닐퀴나졸리닐기, 및
비페닐릴퀴나졸리닐기.
·산소 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B2):
페닐디벤조푸라닐기,
메틸디벤조푸라닐기,
t-부틸디벤조푸라닐기, 및
스피로[9H-크산텐-9,9'-[9H]플루오렌]의 1가의 잔기.
·황 원자를 포함하는 치환의 복소환기(구체예 군 G2B3):
페닐디벤조티오페닐기,
메틸디벤조티오페닐기,
t-부틸디벤조티오페닐기, 및
스피로[9H-티오크산텐-9,9'-[9H]플루오렌]의 1가의 잔기.
·상기 일반식 (TEMP-16)∼(TEMP-33)으로 표시되는 고리 구조로부터 유도되는 1가의 복소환기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기(구체예 군 G2B4):
상기 「1가의 복소환기의 하나 이상의 수소 원자」란, 해당 1가의 복소환기의 고리 형성 탄소 원자에 결합되어 있는 수소 원자, XA 및 YA 중 적어도 어느 하나가 NH인 경우의 질소 원자에 결합되어 있는 수소 원자, 그리고 XA 및 YA 중 한쪽이 CH2인 경우의 메틸렌기의 수소 원자로부터 선택되는 하나 이상의 수소 원자를 의미한다.
·「치환 혹은 무치환의 알킬기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」의 구체예(구체예 군 G3)로서는, 이하의 무치환의 알킬기(구체예 군 G3A) 및 치환의 알킬기(구체예 군 G3B)를 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알킬기란 「치환 혹은 무치환의 알킬기」가 「무치환의 알킬기」인 경우를 가리키고, 치환의 알킬기란 「치환 혹은 무치환의 알킬기」가 「치환의 알킬기」인 경우를 가리킨다.). 이하, 단순히 「알킬기」라고 하는 경우는 「무치환의 알킬기」와 「치환의 알킬기」 양쪽 모두를 포함한다.
「치환의 알킬기」는 「무치환의 알킬기」에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기를 의미한다. 「치환의 알킬기」의 구체예로서는, 하기의 「무치환의 알킬기」(구체예 군 G3A)에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기 및 치환의 알킬기(구체예 군 G3B)의 예 등을 들 수 있다. 본 명세서에 있어서, 「무치환의 알킬기」에 있어서의 알킬기는 쇄상 알킬기를 의미한다. 그 때문에, 「무치환의 알킬기」는 직쇄인 「무치환의 알킬기」 및 분기상인 「무치환의 알킬기」가 포함된다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 알킬기」의 예나 「치환의 알킬기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 알킬기」에는, 구체예 군 G3B의 「치환의 알킬기」에 있어서의 알킬기 자체의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기 및 구체예 군 G3B의 「치환의 알킬기」에 있어서의 치환기의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기도 포함된다.
·무치환의 알킬기(구체예 군 G3A):
메틸기,
에틸기,
n-프로필기,
이소프로필기,
n-부틸기,
이소부틸기,
s-부틸기, 및
t-부틸기.
·치환의 알킬기(구체예 군 G3B):
헵타플루오로프로필기(이성체를 포함함),
펜타플루오로에틸기,
2,2,2-트리플루오로에틸기, 및
트리플루오로메틸기.
·「치환 혹은 무치환의 알케닐기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」의 구체예(구체예 군 G4)로서는, 이하의 무치환의 알케닐기(구체예 군 G4A) 및 치환의 알케닐기(구체예 군 G4B) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알케닐기란 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」가 「무치환의 알케닐기」인 경우를 가리키고, 「치환의 알케닐기」란 「치환 혹은 무치환의 알케닐기」가 「치환의 알케닐기」인 경우를 가리킨다.). 본 명세서에 있어서, 단순히 「알케닐기」라고 하는 경우는, 「무치환의 알케닐기」와 「치환의 알케닐기」 양쪽 모두를 포함한다.
「치환의 알케닐기」는 「무치환의 알케닐기」에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기를 의미한다. 「치환의 알케닐기」의 구체예로서는, 하기의 「무치환의 알케닐기」(구체예 군 G4A)가 치환기를 갖는 기 및 치환의 알케닐기(구체예 군 G4B)의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 알케닐기」의 예나 「치환의 알케닐기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 알케닐기」에는, 구체예 군 G4B의 「치환의 알케닐기」에 있어서의 알케닐기 자체의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기 및 구체예 군 G4B의 「치환의 알케닐기」에 있어서의 치환기의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기도 포함된다.
·무치환의 알케닐기(구체예 군 G4A):
비닐기,
알릴기,
1-부테닐기,
2-부테닐기, 및
3-부테닐기.
·치환의 알케닐기(구체예 군 G4B):
1,3-부탄디에닐기,
1-메틸비닐기,
1-메틸알릴기,
1,1-디메틸알릴기,
2-메틸알릴기, 및
1,2-디메틸알릴기.
·「치환 혹은 무치환의 알키닐기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알키닐기」의 구체예(구체예 군 G5)로서는, 이하의 무치환의 알키닐기(구체예 군 G5A) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 알키닐기란 「치환 혹은 무치환의 알키닐기」가 「무치환의 알키닐기」인 경우를 가리킨다.). 이하, 단순히 「알키닐기」라고 하는 경우는, 「무치환의 알키닐기」와 「치환의 알키닐기」 양쪽 모두를 포함한다.
「치환의 알키닐기」는 「무치환의 알키닐기」에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기를 의미한다. 「치환의 알키닐기」의 구체예로서는, 하기의 「무치환의 알키닐기」(구체예 군 G5A)에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기 등을 들 수 있다.
·무치환의 알키닐기(구체예 군 G5A):
에티닐기.
·「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」의 구체예(구체예 군 G6)로서는, 이하의 무치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6A) 및 치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6B) 등을 들 수 있다. (여기서, 무치환의 시클로알킬기란 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」가 「무치환의 시클로알킬기」인 경우를 가리키고, 치환의 시클로알킬기란 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」가 「치환의 시클로알킬기」인 경우를 가리킨다.). 본 명세서에 있어서, 단순히 「시클로알킬기」라고 하는 경우는, 「무치환의 시클로알킬기」와 「치환의 시클로알킬기」 양쪽 모두를 포함한다.
「치환의 시클로알킬기」는 「무치환의 시클로알킬기」에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기를 의미한다. 「치환의 시클로알킬기」의 구체예로서는, 하기의 「무치환의 시클로알킬기」(구체예 군 G6A)에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기 및 치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6B)의 예 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 열거한 「무치환의 시클로알킬기」의 예나 「치환의 시클로알킬기」의 예는 일례에 불과하며, 본 명세서에 기재된 「치환의 시클로알킬기」에는, 구체예 군 G6B의 「치환의 시클로알킬기」에 있어서의 시클로알킬기 자체의 탄소 원자에 결합하는 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기, 및 구체예 군 G6B의 「치환의 시클로알킬기」에 있어서의 치환기의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기도 포함된다.
·무치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6A):
시클로프로필기,
시클로부틸기,
시클로펜틸기,
시클로헥실기,
1-아다만틸기,
2-아다만틸기,
1-노르보르닐기, 및
2-노르보르닐기.
·치환의 시클로알킬기(구체예 군 G6B):
4-메틸시클로헥실기.
·「-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기」
본 명세서에 기재된 -Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기의 구체예(구체예 군 G7)로서는,
-Si(G1)(G1)(G1),
-Si(G1)(G2)(G2),
-Si(G1)(G1)(G2),
-Si(G2)(G2)(G2),
-Si(G3)(G3)(G3), 및
-Si(G6)(G6)(G6)
을 들 수 있다. 여기서,
G1은 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다.
G2는 구체예 군 G2에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」이다.
G3은 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다.
G6은 구체예 군 G6에 기재된 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」이다.
-Si(G1)(G1)(G1)에 있어서의 복수의 G1은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
-Si(G1)(G2)(G2)에 있어서의 복수의 G2는 서로 동일하거나 또는 상이하다.
-Si(G1)(G1)(G2)에 있어서의 복수의 G1은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
-Si(G2)(G2)(G2)에 있어서의 복수의 G2는 서로 동일하거나 또는 상이하다.
-Si(G3)(G3)(G3)에 있어서의 복수의 G3은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
-Si(G6)(G6)(G6)에 있어서의 복수의 G6은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
·「-O-(R904)로 표시되는 기」
본 명세서에 기재된 -O-(R904)로 표시되는 기의 구체예(구체예 군 G8)로서는,
-O(G1),
-O(G2),
-O(G3), 및
-O(G6)
을 들 수 있다. 여기서,
G1은 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다.
G2는 구체예 군 G2에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」이다.
G3은 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다.
G6은 구체예 군 G6에 기재된 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」이다.
·「-S-(R905)로 표시되는 기」
본 명세서에 기재된 -S-(R905)로 표시되는 기의 구체예(구체예 군 G9)로서는,
-S(G1),
-S(G2),
-S(G3), 및
-S(G6)
을 들 수 있다. 여기서,
G1은 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다.
G2는 구체예 군 G2에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」이다.
G3은 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다.
G6은 구체예 군 G6에 기재된 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」이다.
·「-N(R906)(R907)로 표시되는 기」
본 명세서에 기재된 -N(R906)(R907)로 표시되는 기의 구체예(구체예 군 G10)로서는,
-N(G1)(G1),
-N(G2)(G2),
-N(G1)(G2),
-N(G3)(G3), 및
-N(G6)(G6)
을 들 수 있다. 여기서,
G1은 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다.
G2는 구체예 군 G2에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」이다.
G3은 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다.
G6은 구체예 군 G6에 기재된 「치환 혹은 무치환의 시클로알킬기」이다.
-N(G1)(G1)에 있어서의 복수의 G1은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
-N(G2)(G2)에 있어서의 복수의 G2는 서로 동일하거나 또는 상이하다.
-N(G3)(G3)에 있어서의 복수의 G3은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
-N(G6)(G6)에 있어서의 복수의 G6은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
·「할로겐 원자」
본 명세서에 기재된 「할로겐 원자」의 구체예(구체예 군 G11)로서는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자 등을 들 수 있다.
·「치환 혹은 무치환의 플루오로알킬기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 플루오로알킬기」는, 「치환 혹은 무치환의 알킬기」에 있어서의 알킬기를 구성하는 탄소 원자에 결합되어 있는 적어도 하나의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 기를 의미하며, 「치환 혹은 무치환의 알킬기」에 있어서의 알킬기를 구성하는 탄소 원자에 결합되어 있는 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 기(퍼플루오로기)도 포함한다. 「무치환의 플루오로알킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼30이고, 보다 바람직하게는 1∼18이다. 「치환의 플루오로알킬기」는 「플루오로알킬기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기를 의미한다. 또한, 본 명세서에 기재된 「치환의 플루오로알킬기」에는, 「치환의 플루오로알킬기」에 있어서의 알킬쇄의 탄소 원자에 결합하는 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기 및 「치환의 플루오로알킬기」에 있어서의 치환기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기도 포함된다. 「무치환의 플루오로알킬기」의 구체예로서는, 상기 「알킬기」(구체예 군 G3)에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 기의 예 등을 들 수 있다.
·「치환 혹은 무치환의 할로알킬기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 할로알킬기」는, 「치환 혹은 무치환의 알킬기」에 있어서의 알킬기를 구성하는 탄소 원자에 결합되어 있는 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자로 치환된 기를 의미하며, 「치환 혹은 무치환의 알킬기」에 있어서의 알킬기를 구성하는 탄소 원자에 결합되어 있는 모든 수소 원자가 할로겐 원자로 치환된 기도 포함한다. 「무치환의 할로알킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼30이고, 보다 바람직하게는 1∼18이다. 「치환의 할로알킬기」는 「할로알킬기」의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기를 의미한다. 또한, 본 명세서에 기재된 「치환의 할로알킬기」에는, 「치환의 할로알킬기」에 있어서의 알킬쇄의 탄소 원자에 결합하는 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기 및 「치환의 할로알킬기」에 있어서의 치환기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 더 치환된 기도 포함된다. 「무치환의 할로알킬기」의 구체예로서는, 상기 「알킬기」(구체예 군 G3)에 있어서의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자로 치환된 기의 예 등을 들 수 있다. 할로알킬기를 할로겐화알킬기라고 부르는 경우가 있다.
·「치환 혹은 무치환의 알콕시기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알콕시기」의 구체예로서는, -O(G3)으로 표시되는 기이며, 여기서 G3은 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다. 「무치환의 알콕시기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼30이고, 보다 바람직하게는 1∼18이다.
·「치환 혹은 무치환의 알킬티오기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬티오기」의 구체예로서는, -S(G3)으로 표시되는 기이며, 여기서 G3은 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다. 「무치환의 알킬티오기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼30이고, 보다 바람직하게는 1∼18이다.
·「치환 혹은 무치환의 아릴옥시기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴옥시기」의 구체예로서는, -O(G1)로 표시되는 기이며, 여기서 G1은 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다. 「무치환의 아릴옥시기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 6∼50이며, 바람직하게는 6∼30이고, 보다 바람직하게는 6∼18이다.
·「치환 혹은 무치환의 아릴티오기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴티오기」의 구체예로서는, -S(G1)로 표시되는 기이며, 여기서 G1은 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다. 「무치환의 아릴티오기」의 고리 형성 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 6∼50이며, 바람직하게는 6∼30이고, 보다 바람직하게는 6∼18이다.
·「치환 혹은 무치환의 트리알킬실릴기」
본 명세서에 기재된 「트리알킬실릴기」의 구체예로서는, -Si(G3)(G3)(G3)으로 표시되는 기이며, 여기서 G3은 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이다. -Si(G3)(G3)(G3)에 있어서의 복수의 G3은 서로 동일하거나 또는 상이하다. 「트리알킬실릴기」의 각 알킬기의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 1∼50이며, 바람직하게는 1∼20이고, 보다 바람직하게는 1∼6이다.
·「치환 혹은 무치환의 아랄킬기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아랄킬기」의 구체예로서는, -(G3)-(G1)로 표시되는 기이며, 여기서 G3은 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」이고, G1은 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」이다. 따라서, 「아랄킬기」는 「알킬기」의 수소 원자가 치환기로서의 「아릴기」로 치환된 기이며, 「치환의 알킬기」의 일 양태이다. 「무치환의 아랄킬기」는 「무치환의 아릴기」가 치환한 「무치환의 알킬기」이고, 「무치환의 아랄킬기」의 탄소수는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 7∼50이며, 바람직하게는 7∼30이고, 보다 바람직하게는 7∼18이다.
「치환 혹은 무치환의 아랄킬기」의 구체예로서는, 벤질기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기, 2-페닐이소프로필기, 페닐-t-부틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸이소프로필기, 2-α-나프틸이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸이소프로필기 및 2-β-나프틸이소프로필기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 아릴기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 페닐기, p-비페닐기, m-비페닐기, o-비페닐기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-터페닐-4-일기, o-터페닐-3-일기, o-터페닐-2-일기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 크리세닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 9,9'-스피로비플루오레닐기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 및 9,9-디페닐플루오레닐기 등이다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 복소환기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 벤조이미다졸릴기, 페난트롤리닐기, 카르바졸릴기(1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기 또는 9-카르바졸릴기), 벤조카르바졸릴기, 아자카르바졸릴기, 디아자카르바졸릴기, 디벤조푸라닐기, 나프토벤조푸라닐기, 아자디벤조푸라닐기, 디아자디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 나프토벤조티오페닐기, 아자디벤조티오페닐기, 디아자디벤조티오페닐기, (9-페닐)카르바졸릴기((9-페닐)카르바졸-1-일기, (9-페닐)카르바졸-2-일기, (9-페닐)카르바졸-3-일기 또는 (9-페닐)카르바졸-4-일기), (9-비페닐릴)카르바졸릴기, (9-페닐)페닐카르바졸릴기, 디페닐카르바졸-9-일기, 페닐카르바졸-9-일기, 페닐트리아지닐기, 비페닐릴트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 페닐디벤조푸라닐기, 및 페닐디벤조티오페닐기 등이다.
본 명세서에 있어서, 카르바졸릴기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 구체적으로는 이하의 어느 하나의 기이다.
[화학식 5]
본 명세서에 있어서, (9-페닐)카르바졸릴기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 구체적으로는 이하의 어느 하나의 기이다.
[화학식 6]
상기 일반식 (TEMP-Cz1)∼(TEMP-Cz9) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
본 명세서에 있어서, 디벤조푸라닐기, 및 디벤조티오페닐기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 구체적으로는 이하의 어느 하나의 기이다.
[화학식 7]
상기 일반식 (TEMP-34)∼(TEMP-41) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 알킬기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기 및 t-부틸기 등이다.
·「치환 혹은 무치환의 아릴렌기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴렌기」는, 별도 기재가 없는 한, 상기 「치환 혹은 무치환의 아릴기」로부터 아릴환 상의 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 2가의 기이다. 「치환 혹은 무치환의 아릴렌기」의 구체예(구체예 군 G12)로서는, 구체예 군 G1에 기재된 「치환 혹은 무치환의 아릴기」로부터 아릴환 상의 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 2가의 기 등을 들 수 있다.
·「치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기」는, 별도 기재가 없는 한, 상기 「치환 혹은 무치환의 복소환기」로부터 복소환 상의 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 2가의 기이다. 「치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기」의 구체예(구체예 군 G13)로서는, 구체예 군 G2에 기재된 「치환 혹은 무치환의 복소환기」로부터 복소환 상의 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 2가의 기 등을 들 수 있다.
·「치환 혹은 무치환의 알킬렌기」
본 명세서에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬렌기」는, 별도 기재가 없는 한, 상기 「치환 혹은 무치환의 알킬기」로부터 알킬쇄 상의 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 2가의 기이다. 「치환 혹은 무치환의 알킬렌기」의 구체예(구체예 군 G14)로서는, 구체예 군 G3에 기재된 「치환 혹은 무치환의 알킬기」로부터 알킬쇄 상의 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 2가의 기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 아릴렌기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 하기 일반식 (TEMP-42)∼(TEMP-68) 중 어느 하나의 기이다.
[화학식 8]
[화학식 9]
상기 일반식 (TEMP-42)∼(TEMP-52) 중, Q1∼Q10은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.
상기 일반식 (TEMP-42)∼(TEMP-52) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 10]
상기 일반식 (TEMP-53)∼(TEMP-62) 중, Q1∼Q10은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.
식 Q9 및 Q10은 단일 결합을 통해 서로 결합하여 고리를 형성하여도 좋다.
상기 일반식 (TEMP-53)∼(TEMP-62) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 11]
상기 일반식 (TEMP-63)∼(TEMP-68) 중, Q1∼Q8은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.
상기 일반식 (TEMP-63)∼(TEMP-68) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
본 명세서에 기재된 치환 혹은 무치환의 2가의 복소환기는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 하기 일반식 (TEMP-69)∼(TEMP-102) 중 어느 하나의 기이다.
[화학식 12]
[화학식 13]
[화학식 14]
상기 일반식 (TEMP-69)∼(TEMP-82) 중, Q1∼Q9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
상기 일반식 (TEMP-83)∼(TEMP-102) 중, Q1∼Q8은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이다.
이상이 「본 명세서에 기재된 치환기」에 대한 설명이다.
·「결합하여 고리를 형성하는 경우」
본 명세서에 있어서, 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나, 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는 서로 결합하지 않고」라고 하는 경우는, 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하는」 경우와, 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하는」 경우와, 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하지 않는」 경우를 의미한다.
본 명세서에 있어서의 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하는」 경우 및 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하는」 경우(이하, 이들 경우를 통합하여 「결합하여 고리를 형성하는 경우」라고 부르는 경우가 있음)에 대해서 이하에 설명한다. 모골격(母骨格)이 안트라센환인 하기 일반식 (TEMP-103)으로 표시되는 안트라센 화합물의 경우를 예로 들어 설명한다.
[화학식 19]
예컨대 R921∼R930 중의 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하여 고리를 형성하는」 경우에 있어서, 1조가 되는 인접한 2개로 이루어지는 조는, R921과 R922의 조, R922와 R923의 조, R923과 R924의 조, R924와 R930의 조, R930과 R925의 조, R925와 R926의 조, R926과 R927의 조, R927과 R928의 조, R928과 R929의 조, 그리고 R929와 R921의 조이다.
상기 「1조 이상」이란, 상기 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 2조 이상이 동시에 고리를 형성하여도 좋다는 것을 의미한다. 예컨대, R921과 R922가 서로 결합하여 고리 QA를 형성하고, 동시에 R925와 R926이 서로 결합하여 고리 QB를 형성한 경우, 상기 일반식 (TEMP-103)으로 표시되는 안트라센 화합물은 하기 일반식 (TEMP-104)로 표시된다.
[화학식 20]
「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조」가 고리를 형성하는 경우란, 전술한 예와 같이 인접한 「2개」로 이루어지는 조가 결합하는 경우뿐만 아니라, 인접한 「3개 이상」으로 이루어지는 조가 결합하는 경우도 포함한다. 예컨대, R921과 R922가 서로 결합하여 고리 QA를 형성하며, 또한 R922와 R923이 서로 결합하여 고리 QC를 형성하고, 서로 인접한 3개(R921, R922 및 R923)로 이루어지는 조가 서로 결합하여 고리를 형성하여, 안트라센 모골격에 축합하는 경우를 의미하며, 이 경우, 상기 일반식 (TEMP-103)으로 표시되는 안트라센 화합물은 하기 일반식 (TEMP-105)로 표시된다. 하기 일반식 (TEMP-105)에 있어서, 고리 QA 및 고리 QC는 R922를 공유한다.
[화학식 21]
형성되는 「단환」 또는 「축합환」은, 형성된 고리만의 구조로서, 포화 고리여도 좋고 불포화 고리여도 좋다. 「인접한 2개로 이루어지는 조의 1조」가 「단환」 또는 「축합환」을 형성하는 경우여도, 해당 「단환」 또는 「축합환」은 포화 고리 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 일반식 (TEMP-104)에 있어서 형성된 고리 QA 및 고리 QB는 각각 「단환」 또는 「축합환」이다. 또한, 상기 일반식 (TEMP-105)에 있어서 형성된 고리 QA 및 고리 QC는 「축합환」이다. 상기 일반식 (TEMP-105)의 고리 QA와 고리 QC는 고리 QA와 고리 QC가 축합함으로써 축합환으로 되어 있다. 상기 일반식 (TMEP-104)의 고리 QA가 벤젠환이면, 고리 QA는 단환이다. 상기 일반식 (TMEP-104)의 고리 QA가 나프탈렌환이면, 고리 QA는 축합환이다.
「불포화 고리」란, 방향족 탄화수소환 또는 방향족 복소환을 의미한다. 「포화 고리」란, 지방족 탄화수소환 또는 비방향족 복소환을 의미한다.
방향족 탄화수소환의 구체예로서는, 구체예 군 G1에 있어서 구체예로서 든 기가 수소 원자에 의해 종단된 구조를 들 수 있다.
방향족 복소환의 구체예로서는, 구체예 군 G2에 있어서 구체예로서 든 방향족 복소환기가 수소 원자에 의해 종단된 구조를 들 수 있다.
지방족 탄화수소환의 구체예로서는, 구체예 군 G6에 있어서 구체예로서 든 기가 수소 원자에 의해 종단된 구조를 들 수 있다.
「고리를 형성한다」란, 모골격의 복수의 원자만 혹은 모골격의 복수의 원자와 추가로 1 이상의 임의의 원소로 고리를 형성하는 것을 의미한다. 예컨대, 상기 일반식 (TEMP-104)에 나타내는, R921과 R922가 서로 결합하여 형성된 고리 QA는, R921이 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, R922가 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, 1 이상의 임의의 원소로 형성하는 고리를 의미한다. 구체예로서는, R921과 R922로 고리 QA를 형성하는 경우에 있어서, R921이 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, R922가 결합하는 안트라센 골격의 탄소 원자와, 4개의 탄소 원자로 단환의 불포화 고리를 형성하는 경우, R921과 R922로 형성하는 고리는 벤젠환이다.
여기서, 「임의의 원소」는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 탄소 원소, 질소 원소, 산소 원소 및 황 원소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소이다. 임의의 원소에 있어서(예컨대, 탄소 원소 또는 질소 원소의 경우), 고리를 형성하지 않는 결합은, 수소 원자 등으로 종단되어도 좋고, 후술하는 「임의의 치환기」로 치환되어도 좋다. 탄소 원소 이외의 임의의 원소를 포함하는 경우, 형성되는 고리는 복소환이다.
단환 또는 축합환을 구성하는 「1 이상의 임의의 원소」는, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 2개 이상 15개 이하이며, 보다 바람직하게는 3개 이상 12개 이하이고, 더욱 바람직하게는 3개 이상 5개 이하이다.
본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 「단환」 및 「축합환」 중, 바람직하게는 「단환」이다.
본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 「포화 고리」 및 「불포화 고리」 중, 바람직하게는 「불포화 고리」이다.
본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 「단환」은 바람직하게는 벤젠환이다.
본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 「불포화 고리」는 바람직하게는 벤젠환이다.
「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상」이 「서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하는」 경우 또는 「서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하는」 경우, 본 명세서에 별도 기재가 없는 한, 바람직하게는 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이, 서로 결합하여, 모골격의 복수의 원자와, 1개 이상 15개 이하의 탄소 원소, 질소 원소, 산소 원소 및 황 원소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로 이루어지는 치환 혹은 무치환의 「불포화 고리」를 형성한다.
상기한 「단환」 또는 「축합환」이 치환기를 갖는 경우의 치환기는, 예컨대 후술하는 「임의의 치환기」이다. 상기한 「단환」 또는 「축합환」이 치환기를 갖는 경우의 치환기의 구체예는, 전술한 「본 명세서에 기재된 치환기」의 항에서 설명한 치환기이다.
상기한 「포화 고리」 또는 「불포화 고리」가 치환기를 갖는 경우의 치환기는, 예컨대 후술하는 「임의의 치환기」이다. 상기한 「단환」 또는 「축합환」이 치환기를 갖는 경우의 치환기의 구체예는, 전술한 「본 명세서에 기재된 치환기」의 항에서 설명한 치환기이다.
이상이 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하는」 경우 및 「인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이 서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하는」 경우(「결합하여 고리를 형성하는 경우」)에 대한 설명이다.
·「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기
본 명세서에 있어서의 일 실시형태에서는, 상기 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기(본 명세서에 있어서 「임의의 치환기」라고 부르는 경우가 있음)는, 예컨대
무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903),
-O-(R904),
-S-(R905),
-N(R906)(R907),
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 및
무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기
로 이루어진 군으로부터 선택되는 기 등이고, 여기서
R901∼R907은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.
R901이 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R901은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R902가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R902는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R903이 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R903은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R904가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R904는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R905가 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R905는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R906이 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R906은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R907이 2개 이상 존재하는 경우, 2개 이상의 R907은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
일 실시형태에서는, 상기 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기는,
탄소수 1∼50의 알킬기,
고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 및
고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기
로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이다.
일 실시형태에서는, 상기 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 치환기는,
탄소수 1∼18의 알킬기,
고리 형성 탄소수 6∼18의 아릴기, 및
고리 형성 원자수 5∼18의 복소환기
로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이다.
상기 임의의 치환기의 각 기의 구체예는 전술한 「본 명세서에 기재된 치환기」의 항에서 설명한 치환기의 구체예이다.
본 명세서에 있어서 별도 기재가 없는 한, 인접한 임의의 치환기들이 「포화 고리」 또는 「불포화 고리」를 형성하여도 좋고, 바람직하게는 치환 혹은 무치환의 포화 5원환, 치환 혹은 무치환의 포화 6원환, 치환 혹은 무치환의 불포화 5원환, 또는 치환 혹은 무치환의 불포화 6원환을 형성하고, 보다 바람직하게는 벤젠환을 형성한다.
본 명세서에 있어서 별도 기재가 없는 한, 임의의 치환기는 치환기를 더 가져도 좋다. 임의의 치환기가 더 갖는 치환기로는 상기 임의의 치환기와 동일하다.
본 명세서에 있어서 「AA∼BB」를 이용하여 표시되는 수치 범위는, 「AA∼BB」 앞에 기재되는 수치 AA를 하한값으로서, 「AA∼BB」 뒤에 기재되는 수치 BB를 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
[제1 실시형태]
(유기 일렉트로루미네센스 소자)
본 실시형태에 따른 유기 EL 소자는, 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 발광층을 갖는다. 상기 발광층은, 제1 발광층 및 제2 발광층을 포함한다. 상기 제1 발광층은 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함한다. 상기 제2 발광층은 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함한다.
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하다. 상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이, 하기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키고, 확산 방정식으로부터 산출한 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이, 3.0×10-9(cm2/s) 이상이다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
본 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은, 상기 제1 호스트 재료에 제1 인광 착체를 첨가한 제1 해석층과, 상기 제1 호스트 재료에 제2 인광 착체를 첨가한 제2 해석층이 적층된 확산 속도 해석층을 이용하여, 여기광이 상기 제1 해석층 측으로부터 입사되고, 투과광이 상기 제2 해석층으로부터 투과되도록 하여 측정된 상기 투과광의 과도 PL 스펙트럼에 기초하여, 확산 방정식으로부터 산출된다.
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제1 인광 착체의 삼중항 에너지 T1(C1)이, 하기 수식(수학식 X)의 관계를 충족시킨다.
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 인광 착체의 삼중항 에너지 T1(C2)이, 하기 수식(수학식 Y)의 관계를 충족시킨다.
T1(C1)>T1(H1) …(수학식 X)
T1(H1)>T1(C2) …(수학식 Y)
본 발명자들은, 제1 발광층 및 제2 발광층을 적층한 유기 EL 소자에 있어서, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 선택하고, 또한 제1 호스트 재료로서, 확산 방정식으로부터 산출한 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이 3.0×10-9(cm2/s) 이상의 재료를 선택함으로써, 발광 효율을 보다 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
먼저, 유기 EL 소자의 발광 효율을 향상시키기 위한 기술로서 알려져 있는 삼중항-삼중항 소멸(Triplet-Triplet-Annhilation)(TTA라고 부르는 경우가 있음)에 대해서 설명한다.
종래, 유기 일렉트로루미네센스 소자의 발광 효율을 향상시키기 위한 기술로서, 삼중항-삼중항 소멸(Triplet-Triplet-Annhilation)(TTA라고 부르는 경우가 있음)이 알려져 있다. TTA는, 삼중항 여기자와 삼중항 여기자가 충돌하여, 일중항 여기자를 생성한다고 하는 기구(메커니즘)이다. 또한, TTA 메커니즘은, TTF 메커니즘이라고 부르는 경우도 있다.
TTF 현상을 설명한다. 양극으로부터 주입된 정공과, 음극으로부터 주입된 전자는, 발광층 내에서 재결합하여 여기자를 생성한다. 그 스핀 상태는, 종래부터 알려져 있는 바와 같이, 일중항 여기자가 25%, 삼중항 여기자가 75%의 비율이다. 종래 알려져 있는 형광 소자에 있어서는, 25%의 일중항 여기자가 기저 상태로 완화될 때에 광을 발생시키지만, 나머지 75%의 삼중항 여기자에 대해서는 광을 발생시키지 않고 열적 실활 과정을 거쳐 기저 상태로 되돌아간다. 따라서, 종래의 형광 소자의 내부 양자 효율의 이론 한계값은 25%라고 되어 있었다.
한편, 유기물 내부에서 생성된 삼중항 여기자의 거동이 이론적으로 조사되고 있다. S. M. Bachilo 연구진에 따르면(J. Phys. Chem. A, 104, 7711(2000)), 오중항 등의 고차의 여기자가 즉시 삼중항으로 되돌아간다고 가정하면, 삼중항 여기자(이하, 3A*이라고 기재함)의 밀도가 높아졌을 때, 삼중항 여기자끼리가 충돌하여 하기 식과 같은 반응이 일어난다. 여기서, 1A는 기저 상태를 나타내고, 1A*는 최저 여기 일중항 여기자를 나타낸다.
3A*+3A*→(4/9)1A+(1/9)1A*+(13/9)3A*
즉, 53A*→41A+1A*이 되고, 당초 생성된 75%의 삼중항 여기자 중, 1/5, 즉 20%가 일중항 여기자로 변화되는 것이 예측되고 있다. 따라서, 광으로서 기여하는 일중항 여기자는, 당초 생성되는 25%분에 75%×(1/5)=15%를 더한 40%라고 하게 된다. 이때, 전체 발광 강도 중에 차지하는 TTF 유래의 발광 비율(TTF 비율)은, 15/40, 즉 37.5%가 된다. 또한, 당초 생성된 75%의 삼중항 여기자가 서로 충돌하여 일중항 여기자가 생성되었다(2개의 삼중항 여기자로부터 하나의 일중항 여기자가 생성되었다)고 하면, 당초 생성되는 일중항 여기자 25%분에 75%×(1/2)=37.5%를 더한 62.5%라는 매우 높은 내부 양자 효율이 얻어진다. 이때, TTF 비율은, 37.5/62.5=60%이다.
(제1 발광층 중의 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과, 제2 발광층 중의 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 의의)
다음에, 제1 발광층 중의 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과, 제2 발광층 중의 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 의의에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 의하면, 제1 발광층에서 정공과 전자의 재결합에 의해 생성된 삼중항 여기자는, 해당 제1 발광층과 직접 접하는 유기층의 계면에 캐리어가 과잉으로 존재하고 있어도, 제1 발광층과 상기 유기층의 계면에 존재하는 삼중항 여기자가 퀀치되기 어려워진다고 생각된다. 예컨대, 재결합 영역이, 제1 발광층과 정공 수송층 또는 전자 장벽층의 계면에 국소적으로 존재하는 경우에는, 과잉 전자에 의한 퀀치를 생각할 수 있다. 한편, 재결합 영역이, 제1 발광층과 전자 수송층 또는 정공 장벽층의 계면에 국소적으로 존재하는 경우에는, 과잉 정공에 의한 퀀치를 생각할 수 있다.
본 실시형태에 따른 유기 EL 소자는, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키도록, 적어도 2개의 발광층(즉, 제1 발광층 및 제2 발광층)을 구비함으로써, 제1 발광층에서 생성된 삼중항 여기자는, 과잉 캐리어에 의해 퀀치되지 않고 제2 발광층으로 이동하며, 또한, 제2 발광층으로부터 제1 발광층으로 역이동하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 제2 발광층에 있어서, TTF 메커니즘이 발현되어, 일중항 여기자가 효율적으로 생성되고, 발광 효율이 향상된다.
이와 같이, 유기 EL 소자가, 삼중항 여기자를 주로 생성시키는 제1 발광층과, 제1 발광층으로부터 이동해 온 삼중항 여기자를 활용하여 TTF 메커니즘을 주로 발현시키는 제2 발광층을 상이한 영역으로서 구비하고, 제2 발광층 중의 제2 호스트 재료로서, 제1 발광층 중의 제1 호스트 재료보다 작은 삼중항 에너지를 갖는 화합물을 이용하여, 삼중항 에너지의 차를 둠으로써, 발광 효율이 향상된다.
다음에, 본 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이 3.0×10-9(cm2/s) 이상인 제1 호스트 재료를 이용하는 의의에 대해서 설명한다.
본 실시형태의 유기 EL 소자는, 전술한 바와 같이, 발광층을 적층 구성으로 한 후에, 또한 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 이용하여, 발광 효율의 향상을 도모하고 있다.
한편, 제1 호스트 재료에 의해 생성된 일중항 여기자는 제1 발광성 화합물의 일중항 여기자로 에너지 이동한 후 발광하지만, 제1 호스트 재료에 의해 생성된 삼중항 여기자는 생존 수명이 길고, 자기 실활(失活)하기 때문에, 제1 발광층에서의 발광에 기여하기 어렵다. 이러한 삼중항 여기자를 효율적으로, 제2 호스트 재료 및 제2 발광성 화합물로 에너지 이동(확산)시키는 것이 소자 성능의 향상에 중요하다.
본 실시형태의 유기 EL 소자에 따르면, 제1 호스트 재료로서 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이 큰(3.0×10-9(cm2/s) 이상) 재료를 선택함으로써, 제1 호스트 재료에 의해 생성된 삼중항 여기자가, 상기 수식(수학식 1)의 관계에 덧붙여, 제2 발광층 중의 제2 호스트 재료 및 제2 발광성 화합물로, 더 많이 에너지 이동되어 제2 발광층에서의 발광에 유효 활용된다고 생각된다. 그 결과, 발광 효율이 보다 향상된다고 생각된다.
또한, 제1 호스트 재료에 의해 생성된 삼중항 여기자가 제2 발광층 중으로 더 많이 확산됨으로써 제1 발광층 중의 발광 부위의 부하를 저감할 수 있다. 그 결과, 소자의 구동 수명에 대해서도 향상된다고 생각된다.
<확산 계수 D1>
본 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은, 하기 수식(수학식 6)을 충족시킨다.
제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은, 하기 수식(수학식 6A)을 충족시키는 것이 바람직하고, 하기 수식(수학식 6B)을 충족시키는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 확산 계수 D1의 상한값은, 제2 호스트 재료에서의 TTF를 저해하지 않을 정도인 것이 바람직하고, 예컨대 1.0×10-5(cm2/s) 이하인 것이 바람직하다.
D1≥3.0×10-9(cm2/s) …(수학식 6)
D1≥5.0×10-9(cm2/s) …(수학식 6A)
D1≥1.0×10-8(cm2/s) …(수학식 6B)
<확산 계수 D1의 산출 방법>
제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은,
(1) 확산 속도 해석층을 구비하는 과도 PL 데이터 측정용 시료를 준비하고,
(2) 해당 과도 PL 데이터 측정용 시료를 이용하여, 과도 PL 스펙트럼을 측정하며,
(3) 해당 과도 PL 스펙트럼에 기초하여, 후술하는 수식 (100)으로 표시되는 확산 방정식을 수치 해법함으로써 산출된다.
상기 (1)∼(3)에 대해서 차례로 설명한다.
(1) 확산 속도 해석층을 구비하는 과도 PL 데이터 측정용 시료의 준비
과도 PL 데이터 측정용 시료는, 유리 기판 상에 확산 속도 해석층을 형성하고, 확산 속도 해석층을 밀봉 유리로 밀봉함으로써 제작된다.
확산 속도 해석층은, 제1 호스트 재료에 제1 인광 착체를 첨가한 제1 해석층과, 제1 호스트 재료에 제2 인광 착체를 첨가한 제2 해석층을 적층함으로써 제작된다.
제1 해석층에 포함되는 제1 호스트 재료 및 제1 인광 착체는, 각각의 삼중항 에너지 T1이 상기 수식(수학식 X)의 관계를 충족시키도록 선택된다.
제2 해석층에 포함되는 제1 호스트 재료 및 제2 인광 착체는, 각각의 삼중항 에너지 T1이 상기 수식(수학식 Y)의 관계를 충족시키도록 선택된다.
단, 제1 인광 착체 및 제2 인광 착체는, 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)에 따라 선택되는 것이 바람직하다.
예컨대, 2.2 eV≥T1(H1)≥2.0 eV인 경우, 제1 인광 착체는 Ir(ppy)3이며, 제2 인광 착체는 Ir(piq)2(acac)인 것이 바람직하다. Ir(ppy)3 및 Ir(piq)2(acac)의 구조를 하기에 나타낸다.
또한, 2.0 eV>T1(H1)≥1.9 eV인 경우, 제1 인광 착체로서는 Ir(ppy)3을 이용할 수 있고, 제2 인광 착체로서는 PtOEP(백금옥타에틸포르피린)를 이용할 수 있다.
[화학식 22]
과도 PL 데이터 측정용 시료는, 예컨대 하기의 절차에 의해 제작된다.
유리 기판 상에, 제1 호스트 재료로서의 화합물 Target과, 제2 인광 착체로서의 화합물 C2를 공증착하여 제2 해석층을 형성한다.
다음에, 제2 해석층 상에, 제1 호스트 재료로서의 화합물 Target과, 제1 인광 착체로서의 화합물 C1을 공증착하여 제1 해석층을 형성한다. 이와 같이 하여, 유리 기판 상에 제1 해석층과 제2 해석층이 적층된 확산 속도 해석층을 얻을 수 있다.
다음에, 확산 속도 해석층을 밀봉 유리로 밀봉한다.
이상과 같이 하여, 과도 PL 데이터 측정용 시료를 얻을 수 있다.
화합물 Target, 화합물 C1 및 화합물 C2는, 상기 수식(수학식 X) 및 상기 수식(수학식 Y)을 충족시키도록 선택된다.
제1 해석층의 막 두께 d1은, 10 nm 이상 200 nm 이하로 조정된다. 제2 해석층의 막 두께 d2는, 10 nm 이상 200 nm 이하로 조정된다.
과도 PL 데이터 측정용 시료의 구성은, d1=100 nm, d2=20 nm이며, 약식으로 나타내면, 다음과 같다.
투과광측/glass(0.7 mm)/화합물 Target:화합물 C2(20 nm, 95%:5%)/화합물 Target:화합물 C1(100 nm, 80%:20%)/밀봉 유리(0.6 mm)/입사광측
또한, 괄호 안의 숫자는 막 두께를 나타낸다. 동 괄호 안에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자(95%:5%)는 화합물 Target 및 화합물 C2의 비율(질량%)을 나타낸다. 퍼센트 표시된 숫자(80%:20%)는, 화합물 Target 및 화합물 C1의 비율(질량%)을 나타낸다.
(2) 과도 PL 스펙트럼의 측정
상기 (1)에서 제작한 과도 PL 데이터 측정용 시료를 이용하여, 여기광이 제1 해석층 측으로부터 입사되고, 투과광이 제2 해석층으로부터 투과되도록 하여 상기 투과광의 과도 PL 스펙트럼을 측정한다. 구체적으로는, 하기 조건(측정계)으로, 제2 해석층 중의 화합물 C2(제2 인광 착체)의 지연 발광 성분을, 과도 PL 스펙트럼으로서 측정한다.
-조건-
·사용 광원; NanoLED-340
·검출기; HORIBA 제조 PPD850
·검출 파장: 620 nm
화합물 C2(제2 인광 착체)의 지연 발광 성분은, 제2 인광 착체의 발광 스펙트럼의 피크 파장에 있어서의 강도에 상당한다.
일반적으로 중원자를 포함하지 않는 유기 화합물의 광여기에서는 삼중항 여기자(삼중항)는 금제 천이(遷移)이기 때문에, 통상, 일중항 여기자가 형성된다. 그 때문에 제1 호스트 재료의 일중항 여기자를 삼중항 여기자로 변환하는 증감제로서, 상기 수식(수학식 X)의 관계를 충족시키는 화합물 C1(제1 인광 착체)을 이용한다. 증감제로서의 화합물 C1에 의해, 일중항 여기자는, 삼중항 여기자로 변환되고, 또한 화합물 C1에 의해 생성된 삼중항 여기자는, 제1 호스트 재료의 삼중항 여기자로 에너지 이동한다.
따라서, 제1 해석층에서 생성되는 제1 호스트 재료의 일중항 여기자는 약간이며, 제1 호스트 재료로부터의 일중항 여기자의 에너지 이동은 무시할 수 있는 것으로 한다.
또한, 제1 호스트 재료와 화합물 C1의 최저 삼중항 여기 준위의 차, 그리고 제1 호스트 재료와 화합물 C2의 최저 삼중항 여기 준위의 차는, 상기 수식(수학식 X) 및 (수학식 Y)의 관계를 충족시키기 때문에, 화합물 C1 및 화합물 C2로부터 제1 호스트 재료로의 역에너지 이동도 무시할 수 있는 것으로 한다.
측정된 과도 PL 스펙트럼에 대해서 설명한다.
도 1은 화합물 Target으로서 하기 화합물 BH1-C(제1 호스트 재료)를 이용하여 제작된 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 과도 PL 스펙트럼이다.
도 2a∼도 2c는 과도 PL 데이터 측정용 시료 1에 여기광(입사광)을 입사했을 때(t=0), 시간 t1이 경과했을 때, 및 시간 t2가 경과했을 때의 삼중항의 거동 및 밀도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a∼도 2c 중, Tp는 삼중항을 나타내고, 「C2로부터의 발광」은, 화합물 C2(제2 인광 착체)로부터의 발광을 나타낸다.
[화학식 23]
도 1 중, 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 구성은 이하와 같다.
·과도 PL 데이터 측정용 시료 1
투과광측/glass(0.7 mm)/화합물 BH1-C:Ir(piq)2(acac)(20, 95%:5%)/화합물 BH1-C:Ir(ppy)3(100, 80%:20%)/밀봉 유리(0.6 mm)/입사광측
도 1 중, t=0은, 과도 PL 데이터 측정용 시료에 여기광(입사광)을 입사했을 때를 나타내고, t=t1은, 입사시부터 시간 t1이 경과했을 때를 나타내며, t=t2는 입사시부터 시간 t2가 경과했을 때를 나타낸다. 이들은 도 2a∼도 2c에 도시된 t=0, t=t1, 및 t=t2에 대응한다.
삼중항의 거동에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2a에 있어서, t=0일 때, 여기광이 제1 해석층 측으로부터 입사되면, 화합물 C1(제1 인광 착체)이 입사광으로 여기되어, 여기광의 흡수량에 준한 삼중항 Tp가 생성된다. 하기 수식(수학식 10B)으로 표시되는 람베르트의 법칙에 준한 양의 여기자가 생성된다. 여기서 흡수된 에너지는 전부 삼중항으로 변환된다고 가정하였다.
[수학식 1]
T(x); 측정 시료 내의 위치 x에 있어서의 삼중항 농도[cm-3]
A; 흡광 계수/cm
To; 입사 단면 (x=0)이고 t=0에서 생성되는 삼중항 농도/cm3
도 1 및 도 2b에 있어서, t=t1일 때, 제1 해석층 중에서 생성된 삼중항 Tp는, 상기 수식(수학식 1)에 도시된 관계로부터, 제2 해석층을 향해 확산된다.
도 1 및 도 2c에 있어서, t=t2일 때, 제2 해석층까지 확산되어 제2 인광 착체에 도달한 삼중항 Tp는, 인광 발광한다. 또한, 제2 해석층으로부터의 인광 발광은, 화합물 C2가 입사광으로 여기되어 생성된 삼중항, 및 제1 해석층으로부터 확산된 삼중항 Tp의 양자에 의한 발광(도 2C 중의 「C2로부터의 발광」)이다.
이상으로 설명한 모델(삼중항 Tp의 거동)을 이용하여, 하기 수식(수학식 100A)으로 표시되는 확산 방정식으로부터, 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1을 과도 PL 스펙트럼(광강도)으로부터 산출한다.
또한, t>0에 있어서의 x=0으로의 에너지 발생 및 유입은 없는 것으로 하여 계산한다(T(t>0, x=0)=0으로 함)
(3) 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1의 산출
제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은, 이하의 절차에 의해 산출된다.
이하의 설명에서는, 도 1에 도시된 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 과도 PL 스펙트럼의 측정 결과에 기초하여, 하기 수식(수학식 100A)으로 표시되는 확산 방정식으로부터 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1을 산출하는 방법에 대해서 설명한다.
[수학식 2]
T: 삼중항 농도[cm-3]
D: 확산 계수[cm2/s]
ktt: TTF 속도[cm-3/s]
kt: 자기 실활 속도[/s]
확산 방정식의 수치 해법에 대해서 설명한다.
수치 해법으로서는, 양해법을 적용한다. 양해법이란, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 공간·시간을 격자형으로 분할하여, 순차적으로 다음 값을 산출하고, 최종적으로 전체의 값을 계산하는 방법이다. 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 경우, 공간(입사광측의 제1 해석층의 표면(표 2 중, x=0)으로부터 측정기측의 제2 해석층의 표면(표 2 중, x=A)으로 향하는 두께 방향)을 x, 시간을 t로 했을 경우, 「삼중항 농도의 시간 공간 분포 T(x, t)」는, 예컨대 표 2와 같이 작성된다. 표 2중, T1 농도는, 삼중항 농도를 나타낸다.
과도 PL 데이터 측정용 시료 1에 있어서는, 제1 해석층 및 제2 해석층의 총 두께는 120 nm이기 때문에, 표 2 중, x=A에 있어서의 A는 120 nm에 상당한다. 그 때문에, 공간 x1로부터 공간 x20은, 제1 해석층 및 제2 해석층이 두께 방향으로 20분할되어 있는 것을 나타낸다.
마찬가지로, 표 2 중, 시간 t=t15에 있어서의 t15는, 도 1 중의 t2에 상당한다. 그 때문에, 시간 t1로부터 시간 t15는, 시간 t2가 15분할되어 있다는 것을 나타낸다.
[표 1]
[표 2]
여기서, 표 2 중, 각 셀에 산출되는 값은, 삼중항 농도의 시간 공간 분포 T(x, t)이기 때문에, 발광으로 변환할 필요가 있다.
이리듐 착체가 여기되면, 시간 의존성에 의해 발광 강도 Int(t)를 얻을 수 있다. 시각 t에 있어서의 이리듐 착체의 발광 강도는, 하기 수식(수학식 101)으로 표시된다.
[수학식 3]
T: 삼중항 농도[cm-3]
τ: 삼중항 발광 수명[s]
I: 규격화 발광 강도[a.u.]
최소 제곱법으로 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 과도 PL 스펙트럼의 핏팅을 행한다.
도 3에, 과도 PL 데이터 측정용 시료 1의 과도 PL 스펙트럼 및 핏팅한 후의 과도 PL 스펙트럼을 나타낸다.
다음에, 상기 수식(수학식 100A)으로 표시되는 확산 방정식으로부터, 확산 계수(D), TTF 속도(ktt) 및 자기 실활 속도(kt)를 구한다. 또한, 핏팅에 이용하는 시간 범위는, t=0으로부터 1.0E-05(sec)로 한다. 여기서 E는 10의 제곱을 나타낸다.
산출된 확산 계수(D)를 상기 화합물 BH1-C(제1 호스트 재료)의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1로 한다. 이상과 같이 하여, 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은 산출된다.
(TTF 비율)
본 실시형태에 따른 유기 EL 소자는, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 포함하고, 또한 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이 3.0×10-9(cm2/s) 이상인 제1 호스트 재료를 선택함으로써, 전체 발광에 대한 TTF 유래의 발광 강도비를 높은 값으로 할 수 있다.
TTF 유래의 발광 강도비는, 과도 EL법에 의해 측정할 수 있다. 과도 EL법이란, 소자에 인가되어 있는 DC 전압을 제거한 후의 EL 발광의 감쇠 거동(과도 특성)을 측정하는 수법이다. EL 발광 강도는, 최초의 재결합으로 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분과, TTF 현상을 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분으로 분류된다. 일중항 여기자의 수명은 나노초 오더로 매우 짧기 때문에 DC 전압 제거 후 빠르게 감쇠된다.
한편, TTF 현상은 수명이 긴 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광이기 때문에, 완만하게 감쇠된다. 이와 같이 일중항 여기자로부터의 발광과 삼중항 여기자로부터의 발광은 시간적으로 큰 차가 있기 때문에, TTF 유래의 발광 강도를 구할 수 있다. 구체적으로는 이하의 방법에 의해 결정할 수 있다.
과도 EL 파형은 이하와 같이 하여 측정한다(도 7 참조). 전압 펄스 제너레이터(PG)로부터 출력되는 펄스 전압 파형을 EL 소자에 인가한다. 인가 전압 파형을 오실로스코프(OSC)에 받아들인다. 펄스 전압을 EL 소자에 인가하면, EL 소자는 펄스 발광을 발생시킨다. 이 발광을, 광전자 증배관(PMT)을 경유하여 오실로스코프(OSC)에 받아들인다. 전압 파형과 펄스 발광을 동기시켜 퍼스널 컴퓨터(PC)에 받아들인다.
또한, 과도 EL 파형의 해석에 의해 TTF 유래의 발광 강도비를 이하와 같이 하여 결정한다.
삼중항 여기자의 감쇠 거동의 레이트 방정식을 풀어, TTF 현상에 기초한 발광 강도의 감쇠 거동을 모델화한다. 발광층 내부의 삼중항 여기자 밀도 nT의 시간 감쇠는, 삼중항 여기자의 수명에 따른 감쇠 속도 α와 삼중항 여기자의 충돌에 따른 감쇠 속도 γ를 이용하여 다음과 같은 레이트 방정식으로 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
이 미분 방정식을 근사적으로 풀면, 다음 식을 얻을 수 있다. 여기서, ITTF는 TTF 유래의 발광 강도이며, A는 정수이다. 이와 같이, 과도 EL 발광이 TTF에 기초한 것이면, 그 강도의 제곱근의 역수가 직선 근사로 표시하게 된다. 그래서, 측정한 과도 EL 파형 데이터를 하기 근사식에 핏팅하여 정수 A를 구한다. 이때 DC 전압을 제거한 시각 t=0에 있어서의 발광 강도 1/A2가 TTF 유래의 발광 강도비라고 정의한다.
[수학식 5]
도 8a의 그래프는, EL 소자에 소정의 DC 전압을 인가하고, 그 후 전압을 제거했을 때의 측정예이며, EL 소자의 발광 강도의 시간 변화를 나타낸 것이다. 도 8a의 그래프에서 시각 약 3×10-8초의 시점에서 DC 전압을 제거한다. 또한, 그래프는, 전압을 제거했을 때의 휘도를 1로서 나타낸 것이다. 그 후 약 2×10-7초까지의 급속한 감쇠 후, 완만한 감쇠 성분이 나타난다. 도 8b의 그래프는, 전압 제거 시점을 원점으로 취하고, 전압 제거 후, 10-5초까지의 광강도의 제곱근의 역수를 플롯한 그래프이며, 직선에 잘 근사할 수 있는 것을 알 수 있다. 직선 부분을 시간 원점으로 연장했을 때의 종축과의 교점 A의 값은 2.41이다. 그렇게 하면, 이 과도 EL 파형으로부터 얻어지는 TTF 유래 발광 강도비는, 1/2.412=0.17이 되고, 전체 발광 강도 중 17%가 TTF 유래가 된다.
직선에 대한 핏팅은, 최소 제곱법에 의해 행하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 10-5초까지의 값을 이용하여 핏팅하는 것이 바람직하다.
펄스 제너레이터(애질런트테크놀로지사 제조, 8114A)로부터 출력한 전압 펄스 파형(펄스 폭: 500 마이크로 초, 주파수: 20 Hz, 전압: 0.1∼100 mA/cm2 상당의 전압)을 인가하여, EL 발광을 광전자 증배관(하마마츠포토닉스사 제조 R928)에 입력하고, 펄스 전압 파형과 EL 발광을 동기시켜 오실로스코프(테크트로닉사 제조 2440)에 받아들여 과도 EL 파형을 얻었다. 이것을 해석하여 TTF 비율을 결정한다.
[제2 실시형태]
(유기 일렉트로루미네센스 소자)
제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자는, 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 발광층을 가지며, 상기 발광층은 제1 발광층 및 제2 발광층을 포함하고, 상기 제1 발광층은 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하며, 상기 제2 발광층은 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하고, 상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하며, 상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나, 또는 상이하고, 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 하기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키며, 상기 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하이다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
본 발명자들은, 제1 발광층 및 제2 발광층을 적층한 유기 EL 소자에 있어서, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 선택하고, 또한 제1 호스트 재료로서, 표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하의 재료를 선택함으로써, 발광 효율을 보다 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
제1 발광층 중의 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과, 제2 발광층 중의 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 의의는, 제1 실시형태에서 설명한 바와 같다.
다음에, 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하인 제1 호스트 재료를 이용하는 의의에 대해서 설명한다.
제2 실시형태의 유기 EL 소자는, 발광층을 적층 구성으로 한 후에, 또한 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 이용하여, 발광 효율의 향상을 도모하고 있다.
제1 발광층에서 정공과 전자가 재결합하면, 제1 호스트 재료에 의해 일중항 여기자 및 삼중항 여기자가 생성된다. 제1 호스트 재료에 의해 생성된 일중항 여기자는 제1 발광성 화합물의 일중항 여기자로 에너지 이동한 후 발광하지만, 제1 호스트 재료에 의해 생성된 삼중항 여기자는 생존 수명이 길고, 자기 실활하기 때문에, 제1 발광층에서의 발광에 기여하기 어렵다. 그 때문에, 제1 발광층에 있어서, 정공과 전자의 재결합을 가능한 한 발생시키는 것이 소자 성능의 향상에 중요하다.
제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층과 제2 발광층의 적층 순서가, 양극측으로부터, 제1 발광층과 제2 발광층의 순서(이하, 「순적층」이라고 하는 경우가 있음)인 경우, 제1 호스트 재료로서, 표면 전위 V1이 마이너스측으로 큰 (-11(mV/nm) 이하) 재료를 선택함으로써, 제1 발광층의 에너지 준위가 제2 발광층측을 향해 마이너스측으로 커진다. 그 결과, 정공이 양극측에서 제1 발광층으로 들어가기 쉬워지기 때문에, 제1 발광층에서의 재결합 확률이 높아지고, 그 결과, 발광 효율이 향상된다.
또한, 제1 호스트 재료로서 표면 전위 V1이 마이너스측으로 큰(-11(mV/nm) 이하) 재료를 선택함으로써, 제1 호스트 재료에는, 정공 및 전자의 전하의 에너지에 대하여 반대 방향의 바이어스가 가해지기 때문에, 불필요한 캐리어 축적이 억제된다. 그 결과, 전하 퀀치가 억제되어, 발광 효율이 향상된다고 생각된다.
제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에서는, 제1 발광층이 비교적 얇은 막 두께(바람직하게는 2 nm 이상 20 nm 이하)이기 때문에, 발광 효율의 향상 효과를 발휘하기 위해서는, 표면 전위 V1은 마이너스측으로 클수록 바람직하다.
또한, 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층과 제2 발광층의 적층 순서가, 양극측으로부터, 제2 발광층과 제1 발광층의 순서(이하, 「역적층」이라고 부르는 경우가 있음)인 경우, 제1 호스트 재료로서, 표면 전위 V1이 마이너스측으로 큰 재료(-11(mV/nm) 이하의 재료)를 선택함으로써, 제1 발광층의 에너지 준위가 음극측을 향해 마이너스측으로 커진다. 그 결과, 전자가 음극 측에서 제1 발광층으로 들어가기 쉬워지기 때문에, 제1 발광층에서의 재결합 확률이 높아진다. 따라서, 발광층이 역적층이어도, 상기 순적층인 경우와 동일한 효과를 기대할 수 있다.
<표면 전위 V1>
제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1(mV/nm)은 하기 수식(수학식 10)을 충족시킨다.
제1 호스트 재료의 표면 전위 V1은 하기 수식(수학식 10A)을 충족시키는 것이 바람직하다. 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1은 마이너스측으로 클수록 바람직하지만, 과도한 전압 상승을 억제하는 관점에서, 하한값은 -400(mV/nm) 이상이다.
V1≤-11(mV/nm) …(수학식 10)
V1≤-15(mV/nm) …(수학식 10A)
<제1 호스트 재료의 표면 전위 V1>
제1 호스트 재료의 표면 전위 V1(mV/nm)은, 후술하는 방법으로 제작한 표면 전위 측정용 시료 1, 2를 이용하여, 켈빈 프로브법으로 산출된다. 이하에서는, 표면 전위 측정용 시료 1을, 시료 1이라고 부르는 경우가 있다. 표면 전위 측정용 시료 2를, 시료 2라고 부르는 경우가 있다.
본 명세서에서는, 시료 2의 제1 호스트 재료층(막 두께 d2(단위: nm))의 일함수 W(d2)(단위: mV)와, 시료 1의 제1 호스트 재료층(막 두께 d1(단위: nm))의 일함수 W(d1)(단위: mV)의 차분을, 시료 2의 제1 호스트 재료층의 막 두께 d2(단위: nm)와, 시료 1의 제1 호스트 재료층의 막 두께 d1(단위: nm)의 차분으로 나눈 값을 「제1 호스트 재료의 표면 전위 V1(mV/nm)」로서 정의한다.
즉, 본 명세서에서는, 하기 수식(수학식 100)으로부터 산출되는 값을 「제1 호스트 재료의 표면 전위 V1(mV/nm)」로서 정의한다.
제1 호스트 재료의 표면 전위 V1=(W(d2)-W(d1))/(d2-d1) …(수학식 100)
시료 1, 2의 제작 방법 및 표면 전위 V1의 측정 방법에 대해서 차례로 설명한다.
(표면 전위 측정용 시료 1, 2의 제작 방법)
표면 전위 측정용 시료 1, 2는, 예컨대 하기의 절차에 의해 제작된다.
ITO(Indium Tin Oxide) 투명 전극이 구비된 유리 기판을 준비한다.
ITO 투명 전극이 구비된 유리 기판 상에, 제1 호스트 재료로서의 화합물 Target을 증착하여, 막 두께 d1의 제1 호스트 재료층을 형성한다. 이와 같이 하여, 시료 1을 얻을 수 있다.
ITO 투명 전극이 구비된 유리 기판 상에, 제1 호스트 재료로서의 화합물 Target을 증착하여, 막 두께 d1과는 상이한 막 두께 d2의 제1 호스트 재료층을 형성한다. 이와 같이 하여, 시료 2를 얻을 수 있다.
막 두께 d1(시료 1의 제1 호스트 재료층의 막 두께)은, 10 nm 이상 100 nm 이하로 조정된다. 막 두께 d2(시료 2의 제1 호스트 재료층의 막 두께)는, 10 nm 이상 100 nm 이하로 조정된다. 단, 막 두께 d2와 막 두께 d1의 차는, 20 nm 이상 50 nm 이하로 조정된다.
시료 1, 2의 구성은, d1=20 nm, d2=60 nm이며, 약식으로 나타내면, 다음과 같다.
시료 1; 유리 기판(0.7 mm)/ITO(130 nm)/화합물 Target(20 nm)
시료 2; 유리 기판(0.7 mm)/ITO(130 nm)/화합물 Target(60 nm)
또한, 괄호 안의 숫자는 막 두께를 나타낸다.
(표면 전위 V1의 측정 방법)
시료 1을 프로브와 대향하도록 시료대에 설치한다. 프로브는, 단면부에 10 mmφ의 스테인리스 전극(참조 전극)을 구비한다.
프로브에 의해 스테인리스 전극을 상하로 진동시켜, 시료 1의 ITO 투명 전극과 스테인리스 전극 사이에 외부 전장 Vex를 인가한다. 출력 신호가 0 mV가 되었을 때의 Vex를 시료 1의 제1 호스트 재료층의 일함수 W(d1)(mV)로 한다.
시료 2에 대해서도 시료 1과 동일한 방법으로, 시료 2의 제1 호스트 재료층의 일함수 W(d2)(mV)를 측정한다.
이하의 장치에서는, 일함수 W(d1), W(d2)의 값은 기준 샘플(Au)과의 비교에 의해 보정되어 출력된다.
측정 조건은 이하와 같다.
-조건-
·장치: KP Technology Ltd 제조 UHVKP020
·측정 영역: 10 mmφ
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 제1 호스트 재료의 최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO(H1)의 절대값과, 상기 제1 발광성 화합물의 최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO(D1)의 절대값이, 하기 수식(수학식 2)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
|HOMO(H1)|-|HOMO(D1)|≥0.2 eV …(수학식 2)
HOMO(H1)의 절대값과 HOMO(D1)의 절대값이 상기 수식(수학식 2)의 관계를 충족시키면, 홀 트랩이 생기기 쉬워진다. 그 결과, 재결합이 제1 발광층의 내부에서 일어나기 쉬워진다.
제1 호스트 재료의 최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO(H1)의 절대값은 7.0 eV 이하인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO는 대기 하에 광전자 분광 장치를 이용하여 측정한다. 구체적으로는, 실시예에 기재된 방법에 의해 최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO를 측정할 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층과 제2 발광층의 적층 순서가 양극측으로부터 제1 발광층과 제2 발광층의 순서인 경우, 제2 호스트 재료의 전자 이동도 μe(H2)와 제1 호스트 재료의 전자 이동도 μe(H1)가 하기 수식(수학식 4)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
μe(H2)>μe(H1) …(수학식 4)
제1 호스트 재료와 제2 호스트 재료가 상기 수식(수학식 4)의 관계를 충족시킴으로써, 제1 발광층에서의 홀과 전자의 재결합능이 향상된다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층과 제2 발광층의 적층 순서가 양극측으로부터 제1 발광층과 제2 발광층의 순서인 경우, 제1 호스트 재료의 정공 이동도 μh(H1)와 제2 호스트 재료의 정공 이동도 μh(H2)가 하기 수식(수학식 40)의 관계를 충족시키는 것도 바람직하다.
μh(H1)>μh(H2) …(수학식 40)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층과 제2 발광층의 적층 순서가 양극측으로부터 제1 발광층과 제2 발광층의 순서인 경우, 제1 호스트 재료의 정공 이동도 μh(H1)와, 제1 호스트 재료의 전자 이동도 μe(H1)와, 제2 호스트 재료의 정공 이동도 μh(H2)와, 제2 호스트 재료의 전자 이동도 μe(H2)가 하기 수식(수학식 40A)의 관계를 충족시키는 것도 바람직하다.
(μe(H2)/μh(H2))>(μe(H1)/μh(H1)) …(수학식 40A)
전자 이동도는, 임피던스 분광법을 이용하여, 이하의 방법으로 측정할 수 있다. 양극과 음극 사이에 두께 100 nm∼200 nm의 측정 대상층을 두고, 바이어스 DC 전압을 인가하면서 100 mV 이하의 미소 교류 전압을 인가한다. 이때에 흐르는 교류 전류값(절대값과 위상)을 측정한다. 교류 전압의 주파수를 바꾸면서 본 측정을 행하고, 전류값과 전압값으로부터, 복소 임피던스(Z)를 산출한다. 이때 모듈러스 M=iωZ(i: 허수 단위, ω: 각주파수)의 허수부(ImM)의 주파수 의존성을 구하여, ImM이 최대값이 되는 주파수 ω의 역수를, 측정 대상층 내를 전도하는 전자의 응답 시간으로 정의한다. 그리고 이하의 식에 의해 전자 이동도를 산출한다.
전자 이동도=(측정 대상층의 막 두께)2/(응답 시간·전압)
정공 이동도는, 임피던스 분광법을 이용하여, 전자 이동도와 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
이하의 식에 의해 정공 이동도를 산출한다.
정공 이동도=(측정 대상층의 막 두께)2/(응답 시간·전압)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광성 화합물의 삼중항 에너지 T1(D1)과, 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이, 하기 수식(수학식 3)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
T1(D1)>T1(H2) …(수학식 3)
T1(D1)과, T1(H2)이, 상기 수식(수학식 3)의 관계를 충족시키면, 제2 호스트 재료의 삼중항이 발생하기 쉬워진다. 그 결과, 제2 호스트 재료에서 효율적으로 TTF가 일어나기 쉬워진다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료의 일중항 에너지 S1(H1)과, 제2 호스트 재료의 일중항 에너지 S1(H2)이, 하기 수식(수학식 5)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
S1(H1)>S1(H2) …(수학식 5)
S1(H1)과, S1(H2)이, 상기 수식(수학식 5)의 관계를 충족시키면, 제1 호스트 재료로부터 제2 호스트 재료로의 일중항 여기자의 에너지 이동이 발생하기 쉬워진다. 그 결과, 재결합 개소와 발광 개소를 분리할 수 있기 때문에, 발광 효율이 높아지거나 혹은 구동 수명이 길어진다고 생각된다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 분자 궤도 계산에 의해 산출되는 제1 호스트 재료의 반데르발스 반경이, 1.08 nm 이상인 것이 바람직하고, 1.20 nm 이상인 것이 보다 바람직하다.
제1 호스트 재료의 반데르발스 반경이, 1.08 nm 이상이면, 자기 실활이 억제된다. 그 결과, 효율적으로 제2 호스트 재료로의 에너지 이동이 일어나기 쉬워져, 발광 효율이 향상된다.
「화합물(제1 호스트 재료)의 반데르발스 반경」은, 분자 궤도 계산법에 의해 최적화된 구조를 Winmoster에 의해 표시했을 때, 「화합물의 반데르발스 체적」으로부터 하기 수식(수학식 102)에 의해 산출된다. 분자 궤도 계산은, 양자 화학 계산 프로그램(Gaussian 09(Gaussian Inc.); 계산 수법: B3LYP/6-31G*(이론에는 B3LYP, 기저 함수에 6-31G*를 사용한 것을 의미함))를 이용하여 행한다.
「화합물의 반데르발스 체적」이란, 화합물을 구성하는 「원자의 반데르발스 반경」에 기초한 반데르발스 구(球)에 의해 점유되는 영역의 체적을 말하며, 분자궤도 계산 소프트를 이용하여, PM3법으로 안정 구조를 구함으로써 계산한 값을 말한다.
V=4/3×πr3 …(수학식 102)
(V는 화합물의 반데르발스 체적, r은 화합물의 반데르발스 반경이다.)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층의 막 두께가 2 nm 이상 20 nm 이하인 것이 바람직하고, 5 nm 이상 10 nm 이하인 것이보다 바람직하다.)
제1 발광층의 막 두께가 2 nm 이상 20 nm 이하이면, 제1 호스트 재료에 의해 생성된 삼중항이 실활되지 않고 제2 호스트 재료로의 에너지 이동이 발생하기 쉬워진다. 그 결과, 효율이 향상된다.
본 명세서에 있어서, 「호스트 재료」란, 예컨대 「층의 50 질량% 이상」 포함되는 재료이다. 따라서, 제1 발광층은, 예컨대 제1 호스트 재료를, 제1 발광층의 전체 질량의 50 질량% 이상 함유한다. 제2 발광층은, 예컨대 제2 호스트 재료를, 제2 발광층의 전체 질량의 50 질량% 이상 함유한다.
(유기 EL 소자의 발광 파장)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자는, 소자 구동시에 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 광을 방사하는 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네센스 소자는, 소자 구동시에 최대 피크 파장이 430 nm 이상 480 nm 이하인 광을 방사하는 것이 보다 바람직하다.
소자 구동시에 유기 EL 소자가 방사하는 광의 최대 피크 파장의 측정은, 이하와 같이 하여 행한다. 전류 밀도가 10 mA/cm2가 되도록 유기 EL 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카미놀타사 제조)으로 계측한다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼에 있어서, 발광 강도가 최대가 되는 발광 스펙트럼의 피크 파장을 측정하여, 이것을 최대 피크 파장(단위: nm)으로 한다.
(제1 발광층)
제1 발광층은, 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함한다. 제1 호스트 재료는, 제2 발광층이 함유하는 제2 호스트 재료와는 상이한 화합물이다.
상기 제1 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 500 nm 이하인 것이 바람직하고, 480 nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 제1 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 430 nm 이상인 것이 바람직하다.
제1 발광층이 함유하는 제1 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 보다 바람직하고, 480 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 더욱 바람직하다. 제1 발광층이 함유하는 제1 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 430 nm 이상인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광성 화합물과 제2 발광성 화합물은 상이한 화합물이어도 좋고, 동일한 화합물이어도 좋다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광성 화합물은, 분자 중에 아진환 구조를 포함하지 않는 화합물인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광성 화합물은 붕소 함유 착체가 아닌 것이 바람직하고, 제1 발광성 화합물은 착체가 아닌 것이 보다 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층은 금속 착체를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 제1 실시형태 및 제2 실시형태 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층은 붕소 함유 착체를 함유하지 않는 것도 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층은 인광 발광성 재료(도펀트 재료)를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 제1 발광층은, 중금속 착체 및 인광 발광성 희토류 금속 착체를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 중금속 착체로서는, 예컨대 이리듐 착체, 오스뮴 착체 및 백금 착체 등을 들 수 있다.
화합물의 최대 피크 파장의 측정 방법은 다음과 같다. 측정 대상이 되는 화합물의 5 μmol/L 톨루엔 용액을 조제하여 석영 셀에 넣고, 상온(300 K)에서 이 시료의 발광 스펙트럼(종축: 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정한다. 발광 스펙트럼은, 가부시키가이샤 히타치하이테크사이언스 제조의 분광 형광 광도계(장치명: F-7000)에 의해 측정할 수 있다. 또한, 발광 스펙트럼 측정 장치는, 여기서 이용한 장치에 한정되지 않는다.
발광 스펙트럼에 있어서, 발광 강도가 최대가 되는 발광 스펙트럼의 피크 파장을 최대 피크 파장으로 한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 형광 발광의 최대 피크 파장을 형광 발광 최대 피크 파장(FL-peak)이라고 부르는 경우가 있다.
제1 발광성 화합물의 발광 스펙트럼에 있어서, 발광 강도가 최대가 되는 피크를 최대 피크로 하고, 상기 최대 피크의 높이를 1로 했을 때, 상기 발광 스펙트럼에 나타나는 다른 피크의 높이는 0.6 미만인 것이 바람직하다. 또한, 발광 스펙트럼에 있어서의 피크는 극대값으로 한다.
또한, 제1 발광성 화합물의 발광 스펙트럼에 있어서, 피크의 수가 3개 미만인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층은, 소자 구동시에 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 광을 방사하는 것이 바람직하다.
소자 구동시에 발광층이 방사하는 광의 최대 피크 파장의 측정은, 다음에 기재된 방법에 의해 행할 수 있다.
·소자 구동시에 발광층으로부터 방사되는 광의 최대 피크 파장 λp
소자 구동시에 제1 발광층으로부터 방사되는 광의 최대 피크 파장 λp1은, 제2 발광층을 제1 발광층과 동일한 재료를 이용하여 유기 EL 소자를 제작하고, 유기 EL 소자의 전류 밀도가 10 mA/㎠가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카미놀타 가부시키가이샤 제조)으로 계측한다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 최대 피크 파장 λp1(단위: nm)을 산출한다.
소자 구동시에 제2 발광층으로부터 방사되는 광의 최대 피크 파장 λp2는, 제1 발광층을 제2 발광층과 동일한 재료를 이용하여 유기 EL 소자를 제작하고, 유기 EL 소자의 전류 밀도가 10 mA/㎠가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카미놀타 가부시키가이샤 제조)으로 계측한다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 최대 피크 파장 λp2(단위: nm)를 산출한다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료의 일중항 에너지 S1(H1)과 제1 발광성 화합물의 일중항 에너지 S1(D1)이 하기 수식(수학식 20)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
S1(H1)>S1(D1) …(수학식 20)
일중항 에너지 S1이란, 최저 여기 일중항 상태와 기저 상태의 에너지 차를 의미한다.
제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물이 수식(수학식 20)의 관계를 충족시킴으로써, 제1 호스트 재료 상에서 생성된 일중항 여기자는, 제1 호스트 재료로부터 제1 발광성 화합물로 에너지 이동하기 쉬워져, 제1 발광성 화합물의 발광(바람직하게는 형광성 발광)에 기여한다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 제1 발광성 화합물의 삼중항 에너지 T1(D1)이 하기 수식(수학식 20A)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
T1(D1)>T1(H1) …(수학식 20A)
제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물이 하기 수식(수학식 20A)의 관계를 충족시킴으로써, 제1 발광층 내에서 생성된 삼중항 여기자는, 보다 높은 삼중항 에너지를 갖는 제1 발광성 화합물이 아니라, 제1 호스트 재료 상을 이동하기 때문에, 제2 발광층으로 이동하기 쉬워진다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자는 하기 수식(수학식 20B)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
T1(D1)>T1(H1)>T1(H2) …(수학식 20B)
(삼중항 에너지 T1)
삼중항 에너지 T1의 측정 방법으로는, 하기의 방법을 들 수 있다.
측정 대상이 되는 화합물을 EPA(디에틸에테르:이소펜탄:에탄올=5:5:2(용적비)) 중에, 10-5 mol/L 이상 10-4 mol/L 이하가 되도록 용해하여, 이 용액을 석영 셀 안에 넣어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료에 대해서, 저온(77[K])에서 인광 스펙트럼(종축: 인광 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장값 λedge[nm]에 기초하여, 다음의 환산식 (F1)로부터 산출되는 에너지량을 삼중항 에너지 T1로 한다.
환산식 (F1): T1[eV]＝1239.85/λedge
인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대값 중, 가장 단파장측의 극대값까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때에, 장파장측을 향해 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라(즉 종축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대값을 취하는 점에 있어서 그은 접선(즉 변곡점에 있어서의 접선)은, 상기 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15% 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 전술한 가장 단파장측의 극대값에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대값에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을 상기 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
인광의 측정에는, (주)히타치하이테크놀로지 제조의 F-4500형 분광 형광 광도계 본체를 이용할 수 있다. 또한, 측정 장치는 이에 한정되지 않고, 냉각 장치, 및 저온용 용기와, 여기 광원과, 수광 장치를 조합함으로써, 측정하여도 좋다.
(일중항 에너지 S1)
용액을 이용한 일중항 에너지 S1의 측정 방법(용액법이라고 부르는 경우가 있음)으로는, 하기의 방법을 들 수 있다.
측정 대상이 되는 화합물의 10-5 mol/L 이상 10-4 mol/L 이하의 톨루엔 용액을 조제하여 석영 셀에 넣고, 상온(300 K)에서 이 시료의 흡수 스펙트럼(종축: 흡수 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정한다. 이 흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장값 λedge[nm]를 다음에 나타내는 환산식 (F2)에 대입하여 일중항 에너지를 산출한다.
환산식 (F2): S1[eV]＝1239.85/λedge
흡수 스펙트럼 측정 장치로서는, 예컨대 히타치사 제조의 분광 광도계(장치명: U3310)를 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 흡수 스펙트럼의 극대값 중, 가장 장파장측의 극대값으로부터 장파장 방향으로 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때에, 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 하강함에 따라(즉 종축의 값이 감소함에 따라), 기울기가 감소하고 그 후 증가하는 것을 반복한다. 기울기의 값이 가장 장파장측(단, 흡광도가 0.1 이하가 되는 경우는 제외함)에서 극소값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을 상기 흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대한 접선으로 한다.
또한, 흡광도의 값이 0.2 이하인 극대점은, 상기 가장 장파장측의 극대값에는 포함시키지 않는다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광성 화합물은, 제1 발광층 중에, 1.1 질량%를 초과하여, 함유되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 발광층은, 제1 발광성 화합물을, 제1 발광층의 전체 질량의 1.1 질량% 초과 함유하는 것이 바람직하고, 제1 발광층의 전체 질량의 1.2 질량% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하며, 제1 발광층의 전체 질량의 1.5 질량% 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
제1 발광층은, 제1 발광성 화합물을, 제1 발광층의 전체 질량의 10 질량% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 제1 발광층의 전체 질량의 7 질량% 이하 함유하는 것이 보다 바람직하며, 제1 발광층의 전체 질량의 5 질량% 이하 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층은, 제1 호스트 재료로서의 제1 화합물을, 제1 발광층의 전체 질량의 60 질량% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 제1 발광층의 전체 질량의 70 질량% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하며, 제1 발광층의 전체 질량의 80 질량% 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 제1 발광층의 전체 질량의 90 질량% 이상 함유하는 것이 보다 더 바람직하며, 제1 발광층의 전체 질량의 95 질량% 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
제1 발광층은, 제1 호스트 재료를, 제1 발광층의 전체 질량의 99 질량% 이하 함유하는 것이 바람직하다.
단, 제1 발광층이 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 함유하는 경우, 제1 호스트 재료 및 제1 발광성 화합물의 합계 함유율의 상한은 100 질량%이다.
또한, 제1 실시형태 및 제2 실시형태는, 제1 발광층에, 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물 이외의 재료가 포함되는 것을 제외하지 않는다.
제1 발광층은, 제1 호스트 재료를 1종만 포함하여도 좋고, 2종 이상 포함하여도 좋다. 제1 발광층은, 제1 발광성 화합물을 1종만 포함하여도 좋고, 2종 이상 포함하여도 좋다.
(제2 발광층)
제2 발광층은, 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함한다. 제2 호스트 재료는, 제1 발광층이 함유하는 제2 호스트 재료와는 상이한 화합물이다.
상기 제2 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 500 nm 이하인 것이 바람직하고, 480 nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 제2 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 430 nm 이상인 것이 바람직하다.
제2 발광층이 함유하는 제2 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 보다 바람직하고, 480 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 더욱 바람직하다. 제2 발광층이 함유하는 제2 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 430 nm 이상인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 바람직하다.
화합물의 최대 피크 파장의 측정 방법은 전술한 바와 같다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광층은, 소자 구동시에 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 광을 방사하는 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광성 화합물의 최대 피크의 반치폭은 1 nm 이상, 20 nm 이하인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광성 화합물의 스토크스 시프트는 7 nm를 초과하는 것이 바람직하다.
제2 발광성 화합물의 스토크스 시프트가 7 nm를 초과하고 있으면, 자기 흡수에 의한 발광 효율의 저하를 방지하기 쉬워진다.
자기 흡수란, 방출된 광을 동일 화합물이 흡수하는 현상으로, 발광 효율의 저하를 일으키는 현상이다. 자기 흡수는, 스토크스 시프트가 작은(즉, 흡수 스펙트럼과 형광 스펙트럼의 겹침이 큰) 화합물에서 현저하게 관측되기 때문에, 자기 흡수를 억제하기 위해서는 스토크스 시프트가 큰(흡수 스펙트럼과 형광 스펙트럼의 겹침이 작은) 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 스토크스 시프트는, 다음에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
측정 대상이 되는 화합물을 2.0×10-5 mol/L의 농도로 톨루엔에 용해하여, 측정용 시료를 조제한다. 석영 셀에 넣은 측정용 시료에 실온(300 K)에서 자외-가시 영역의 연속광을 조사하고, 흡수 스펙트럼(종축: 흡광도, 횡축: 파장)을 측정한다. 흡수 스펙트럼 측정에는, 분광 광도계를 이용할 수 있고, 예컨대 히타치하이테크사이언스사의 분광 광도계 U-3900/3900H형을 이용할 수 있다. 또한, 측정 대상이 되는 화합물을 4.9×10-6 mol/L의 농도로 톨루엔에 용해하여, 측정용 시료를 조제한다. 석영 셀에 넣은 측정용 시료에 실온(300 K)에서 여기광을 조사하고, 형광 스펙트럼(종축: 형광 강도, 횡축: 파장)을 측정하였다. 형광 스펙트럼 측정에는, 분광 광도계를 이용할 수 있고, 예컨대 히타치하이테크사이언스사의 분광 형광 광도계 F-7000형을 이용할 수 있다. 이들 흡수 스펙트럼과 형광 스펙트럼으로부터, 흡수 극대 파장과 형광 극대 파장의 차를 산출하여, 스토크스 시프트(SS)를 구한다. 스토크스 시프트(SS)의 단위는 nm이다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광성 화합물의 삼중항 에너지 T1(D2)과 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 하기 수식(수학식 3A)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
T1(D2)>T1(H2) …(수학식 3A)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광성 화합물과 제2 호스트 재료가 상기 수식(수학식 3A)의 관계를 충족시킴으로써, 제1 발광층에서 생성된 삼중항 여기자는, 제2 발광층으로 이동할 때, 보다 높은 삼중항 에너지를 갖는 제2 발광성 화합물이 아니라, 제2 호스트 재료의 분자로 에너지 이동한다. 또한, 제2 호스트 재료 상에서 정공 및 전자가 재결합하여 발생한 삼중항 여기자는, 보다 높은 삼중항 에너지를 갖는 제2 발광성 화합물로는 이동하지 않는다. 제2 발광성 화합물의 분자 상에서 재결합하여 발생한 삼중항 여기자는, 신속하게 제2 호스트 재료의 분자로 에너지 이동한다.
제2 호스트 재료의 삼중항 여기자가 제2 발광성 화합물로 이동하지 않고, TTF 현상에 의해 제2 호스트 재료 상에서 삼중항 여기자끼리가 효율적으로 충돌함으로써, 일중항 여기자가 생성된다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 호스트 재료의 일중항 에너지 S1(H2)과 제2 발광성 화합물의 일중항 에너지 S1(D2)이 하기 수식(수학식 41)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
S1(H2)>S1(D2) …(수학식 41)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광성 화합물과 제2 호스트 재료가 상기 수식(수학식 41)의 관계를 충족시킴으로써, 제2 발광성 화합물의 일중항 에너지가 제2 호스트 재료의 일중항 에너지보다 작기 때문에, TTF 현상에 의해 생성된 일중항 여기자는, 제2 호스트 재료로부터 제2 발광성 화합물로 에너지 이동하여, 제2 발광성 화합물의 발광(바람직하게는 형광성 발광)에 기여한다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광성 화합물은, 분자 중에 아진환 구조를 포함하지 않는 화합물인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광성 화합물은 붕소 함유 착체가 아닌 것이 바람직하고, 제2 발광성 화합물은 착체가 아닌 것이 보다 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광층은 금속 착체를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광층은 붕소 함유 착체를 함유하지 않는 것도 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광층은 인광 발광성 재료(도펀트 재료)를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 제2 발광층은, 중금속 착체 및 인광 발광성의 희토류 금속 착체를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 중금속 착체로서는, 예컨대 이리듐 착체, 오스뮴 착체 및 백금 착체 등을 들 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광성 화합물은, 제2 발광층 중에, 1.1 질량%를 초과하여, 함유되는 것이 바람직하다. 즉, 제2 발광층은, 제2 발광성 화합물을, 제2 발광층의 전체 질량의 1.1 질량% 초과 함유하는 것이 바람직하고, 제2 발광층의 전체 질량의 1.2 질량% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하며, 제2 발광층의 전체 질량의 1.5 질량% 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
제2 발광층은, 제2 발광성 화합물을, 제2 발광층의 전체 질량의 10 질량% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 제2 발광층의 전체 질량의 7 질량% 이하 함유하는 것이 보다 바람직하며, 제2 발광층의 전체 질량의 5 질량% 이하 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
제2 발광층은, 제2 호스트 재료로서의 제2 화합물을, 제2 발광층의 전체 질량의 60 질량% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 제2 발광층의 전체 질량의 70 질량% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하며, 제2 발광층의 전체 질량의 80 질량% 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 제2 발광층의 전체 질량의 90 질량% 이상 함유하는 것이 보다 더 바람직하며, 제2 발광층의 전체 질량의 95 질량% 이상 함유하는 것이 더욱 더 바람직하다.
제2 발광층은, 제2 호스트 재료를, 제2 발광층의 전체 질량의 99 질량% 이하 함유하는 것이 바람직하다.
제2 발광층이 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 함유하는 경우, 제2 호스트 재료 및 제2 발광성 화합물의 합계 함유율의 상한은 100 질량%이다.
또한, 제1 실시형태 및 제2 실시형태는, 제2 발광층에, 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물 이외의 재료가 포함되는 것을 제외하지 않는다.
제2 발광층은, 제2 호스트 재료를 1종만 포함하여도 좋고, 2종 이상 포함하여도 좋다. 제2 발광층은, 제2 발광성 화합물을 1종만 포함하여도 좋고, 2종 이상 포함하여도 좋다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광층의 막 두께는, 5 nm 이상인 것이 바람직하고, 10 nm 이상인 것이 보다 바람직하다. 제2 발광층의 막 두께가 5 nm 이상이면, 제1 발광층으로부터 제2 발광층으로 이동해 온 삼중항 여기자가 다시 제1 발광층으로 되돌아가는 것을 억제하기 쉽다. 또한, 제2 발광층의 막 두께가 5 nm 이상이면, 제1 발광층에 있어서의 재결합 부분으로부터 삼중항 여기자를 충분히 분리할 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광층의 막 두께는 30 nm 이하인 것이 바람직하다. 제2 발광층의 막 두께가 30 nm 이하이면, 제2 발광층 중의 삼중항 여기자의 밀도를 향상시켜, TTF 현상을 더욱 일어나기 쉽게 할 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 발광층의 막 두께는 5 nm 이상, 30 nm 이하인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광성 화합물의 삼중항 에너지 T1(D1)과 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)이 하기 수식(수학식 11A)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
0 eV<T1(D1)-T1(H1)<0.6 eV …(수학식 11A)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)이 하기 수식(수학식 12)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
T1(H1)>2.0 eV …(수학식 12)
(유기 EL 소자의 그 밖의 층)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자는, 제1 발광층 및 제2 발광층 이외에, 1 이상의 유기층을 갖고 있어도 좋다. 유기층으로서는, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 장벽층 및 전자 장벽층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 층을 들 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층 및 제2 발광층만으로 구성되어 있어도 좋지만, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 장벽층, 및 전자 장벽층 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 층을 더 갖고 있어도 좋다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층은 양극과 음극의 사이에 배치되고, 제2 발광층은 제1 발광층과 음극의 사이에 배치되어 있는 것도 바람직하다. 양극측으로부터, 제1 발광층과 제2 발광층을 이 순서로 갖고 있어도 좋고, 양극측으로부터, 제2 발광층과 제1 발광층을 이 순서로 갖고 있어도 좋다. 제1 발광층과 제2 발광층의 순서가 어느 경우든, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 재료의 조합을 선택함으로써, 발광층이 적층 구성인 것에 따른 효과를 기대할 수 있다.
도 4에, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 나타낸다.
유기 EL 소자(1)는, 투광성의 기판(2)과, 양극(3)과, 음극(4)과, 양극(3)과 음극(4)의 사이에 배치된 유기층(10)을 포함한다. 유기층(10)은, 양극(3)측으로부터 차례로 정공 주입층(6), 정공 수송층(7), 제1 발광층(51), 제2 발광층(52), 전자 수송층(8), 및 전자 주입층(9)이 이 순서로 적층되어 구성된다.
도 5에, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자의 다른 일례의 개략 구성을 나타낸다.
유기 EL 소자(1A)는, 투광성의 기판(2)과, 양극(3)과, 음극(4)과, 양극(3)과 음극(4)의 사이에 배치된 유기층(10)을 포함한다. 유기층(10A)은, 양극(3)측으로부터 차례로, 정공 주입층(6), 정공 수송층(7), 제2 발광층(52), 제1 발광층(51), 전자 수송층(8), 및 전자 주입층(9)이 이 순서로 적층되어 구성된다.
본 발명은, 도 4 및 도 5에 도시된 유기 EL 소자의 구성에 한정되지 않는다.
(제3 발광층)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자는, 제3 발광층을 더 포함하고 있어도 좋다.
제3 발광층은 제3 호스트 재료를 포함하고, 제1 호스트 재료와 제2 호스트 재료와 제3 호스트 재료는 서로 상이하며, 제3 발광층은 제3 발광성 화합물을 적어도 포함하고, 제1 발광성 화합물과, 제2 발광성 화합물과, 제3 발광성 화합물은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 제3 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H3)이 하기 수식(수학식 1A)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
T1(H1)>T1(H3) …(수학식 1A)
상기 제3 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 500 nm 이하인 것이 바람직하다.
상기 제3 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 보다 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자가 제3 발광층을 포함하고 있는 경우, 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)과 제3 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H3)이 하기 수식(수학식 1B)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
T1(H2)>T1(H3) …(수학식 1B)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광층과 제2 발광층이 직접 접하고 있는 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 「제1 발광층과 제2 발광층이 직접 접하고 있는」 층 구조는, 예컨대 이하의 양태 (LS1), (LS2) 및 (LS3) 중 어느 하나의 양태도 포함할 수 있다.
(LS1) 제1 발광층에 따른 화합물의 증착 공정과 제2 발광층에 따른 화합물의 증착 공정을 거치는 과정에서 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료 양쪽 모두가 혼재되는 영역이 생겨, 해당 영역이 제1 발광층과 제2 발광층의 계면에 존재하는 양태.
(LS2) 제1 발광층 및 제2 발광층이 발광성의 화합물을 포함하는 경우에, 제1 발광층에 따른 화합물의 증착 공정과 제2 발광층에 따른 화합물의 증착 공정을 거치는 과정에서 제1 호스트 재료, 제2 호스트 재료 및 발광성의 화합물이 혼재되는 영역이 생겨, 해당 영역이 제1 발광층과 제2 발광층의 계면에 존재하는 양태.
(LS3) 제1 발광층 및 제2 발광층이 발광성의 화합물을 포함하는 경우에, 제1 발광층에 따른 화합물의 증착 공정과 제2 발광층에 따른 화합물의 증착 공정을 거치는 과정에서 상기 발광성의 화합물로 이루어지는 영역, 제1 호스트 재료로 이루어지는 영역, 또는 제2 호스트 재료로 이루어지는 영역이 생겨, 해당 영역이 제1 발광층과 제2 발광층의 계면에 존재하는 양태.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자가 제3 발광층을 포함하고 있는 경우, 제1 발광층과 제2 발광층이 직접 접하고 있고, 제2 발광층과 제3 발광층이 직접 접하고 있는 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 「제2 발광층과 제3 발광층이 직접 접하고 있는」 층구조는, 예컨대 이하의 양태 (LS4), (LS5) 및 (LS6) 중 어느 하나의 양태도 포함할 수 있다.
(LS4) 제2 발광층에 따른 화합물의 증착 공정과 제3 발광층에 따른 화합물의 증착 공정을 거치는 과정에서 제2 호스트 재료 및 제3 호스트 재료 양쪽 모두가 혼재되는 영역이 생겨, 해당 영역이 제2 발광층과 제3 발광층의 계면에 존재하는 양태.
(LS5) 제2 발광층 및 제3 발광층이 발광성의 화합물을 포함하는 경우에, 제2 발광층에 따른 화합물의 증착 공정과 제3 발광층에 따른 화합물의 증착 공정을 거치는 과정에서 제2 호스트 재료, 제3 호스트 재료 및 발광성의 화합물이 혼재되는 영역이 생겨, 해당 영역이 제2 발광층과 제3 발광층의 계면에 존재하는 양태.
(LS6) 제2 발광층 및 제3 발광층이 발광성의 화합물을 포함하는 경우에, 제2 발광층에 따른 화합물의 증착 공정과 제3 발광층에 따른 화합물의 증착 공정을 거치는 과정에서 이 발광성의 화합물로 이루어지는 영역, 제2 호스트 재료로 이루어지는 영역, 또는 제3 호스트 재료로 이루어지는 영역이 생겨, 해당 영역이 제2 발광층과 제3 발광층의 계면에 존재하는 양태.
또한, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자는, 확산층을 더 갖는 것도 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자가 확산층을 갖는 경우, 확산층은, 제1 발광층과 제2 발광층 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
유기 EL 소자의 구성에 대해서 더 설명한다. 이하, 부호의 기재는 생략하는 경우가 있다.
(기판)
기판은 유기 EL 소자의 지지체로서 이용된다. 기판으로서는, 예컨대 유리, 석영, 및 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 또한, 가요성 기판을 이용하여도 좋다. 가요성 기판은 구부릴 수 있는(플렉시블) 기판을 말하며, 예컨대 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 플라스틱 기판을 형성하는 재료로서는, 예컨대 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리불화비닐, 폴리염화비닐, 폴리이미드, 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 들 수 있다. 또한, 무기 증착 필름을 이용할 수도 있다.
(양극)
기판 상에 형성되는 양극에는, 일함수가 큰(구체적으로는 4.0 eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예컨대 산화인듐-산화주석(ITO: Indium Tin Oxide), 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐, 그래핀 등을 들 수 있다. 이밖에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti), 또는 금속 재료의 질화물(예컨대, 질화티탄) 등을 들 수 있다.
이들 재료는, 통상, 스퍼터링법에 의해 성막된다. 예컨대, 산화인듐-산화아연은, 산화인듐에 대하여 1 질량% 이상 10 질량% 이하의 산화아연을 첨가한 타겟을 이용함으로써, 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 또한, 예컨대 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐은, 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5 질량% 이상 5 질량% 이하, 산화아연을 0.1 질량% 이상 1 질량% 이하 함유한 타겟을 이용함으로써, 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 밖에, 진공 증착법, 도포법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등에 의해 제작하여도 좋다.
양극 상에 형성되는 EL층 중, 양극에 접하여 형성되는 정공 주입층은, 양극의 일함수에 관계없이 정공(홀) 주입이 용이한 복합 재료를 이용하여 형성되기 때문에, 전극 재료로서 가능한 재료(예컨대, 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물, 그 밖에, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소도 포함함)를 이용할 수 있다.
일함수가 작은 재료인, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리 토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(예컨대, MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 이용할 수도 있다. 또한, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금을 이용하여 양극을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
(음극)
음극에는, 일함수가 작은(구체적으로는 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 음극 재료의 구체예로서는, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리 토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(예컨대, MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다.
또한, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 이들을 포함하는 합금을 이용하여 음극을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
또한, 전자 주입층을 설치함으로써, 일함수의 대소에 관계없이, Al, Ag, ITO, 그래핀, 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석 등 여러 가지 도전성 재료를 이용하여 음극을 형성할 수 있다. 이들 도전성 재료는 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코트법 등을 이용하여 성막할 수 있다.
(전자 수송층)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 발광층과 음극의 사이에 전자 수송층을 포함하는 것이 바람직하다.
전자 수송층은, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송층에는, 1) 알루미늄 착체, 베릴륨 착체, 아연 착체 등의 금속 착체, 2) 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 아진 유도체, 카르바졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등의 복소 방향족 화합물, 3) 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 저분자 유기 화합물로서, Alq, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭: BeBq2), BAlq, Znq, ZnPBO, ZnBTZ 등의 금속 착체 등을 이용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(ptert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭: p-EtTAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP), 4,4'-비스(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤(약칭: BzOs) 등의 복소 방향족 화합물도 이용할 수 있다. 본 실시양태에 있어서는, 벤조이미다졸 화합물을 적합하게 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10-6 ㎠/(V·s) 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이라면, 상기 이외의 물질을 전자 수송층으로서 이용하여도 좋다. 또한, 전자 수송층은, 단층으로 구성되어 있어도 좋고, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층되어 구성되어 있어도 좋다.
또한, 전자 수송층에는, 고분자 화합물을 이용할 수도 있다. 예컨대, 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)](약칭: PF-Py), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭: PF-BPy) 등을 이용할 수 있다.
(전자 주입층)
전자 주입층은, 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입층에는, 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2), 리튬산화물(LiOx) 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 이들의 화합물을 이용할 수 있다. 그 밖에, 전자 수송성을 갖는 물질에 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 이들의 화합물을 함유시킨 것, 구체적으로는 Alq 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 것 등을 이용하여도 좋다. 또한, 이 경우에는, 음극으로부터의 전자 주입을 보다 효율적으로 행할 수 있다.
혹은, 전자 주입층에, 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 이용하여도 좋다. 이러한 복합 재료는, 전자 공여체에 의해 유기 화합물에 전자가 발생하기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로서는, 발생한 전자의 수송이 우수한 재료인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예컨대 전술한 전자 수송층을 구성하는 물질(금속 착체나 복소 방향족 화합물 등)을 이용할 수 있다. 전자 공여체로서는, 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질이면 좋다. 구체적으로는, 알칼리 금속이나 알칼리 토류 금속이나 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 에르븀, 이테르븀 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 금속 산화물이나 알칼리 토류 금속 산화물이 바람직하고, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 산화마그네슘과 같은 루이스 염기를 이용할 수도 있다. 또한, 테트라티아풀발렌(약칭: TTF) 등의 유기 화합물을 이용할 수도 있다.
(층형성 방법)
제1 실시형태 및 제2 실시형태의 유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법으로서는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않지만, 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마법, 이온 플레이팅법 등의 건식 성막법이나, 스핀 코팅법, 디핑법, 플로우 코팅법, 잉크젯법 등의 습식 성막법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.
(막 두께)
제1 실시형태 및 제2 실시형태의 유기 EL 소자의 각 유기층의 막 두께는, 상기에서 특별히 언급한 경우를 제외하고 한정되지 않는다. 일반적으로, 막 두께가 지나치게 얇으면, 핀홀 등의 결함이 생기기 쉽고, 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 높은 인가 전압이 필요하게 되어 효율이 나빠지기 때문에, 통상, 유기 EL 소자의 각 유기층의 막 두께는 수 nm 내지 1 ㎛의 범위가 바람직하다.
(제1 호스트 재료, 제2 호스트 재료 및 제3 호스트 재료)
제1 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료로서는, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키고, 상기 확산 계수 D1이 3.0×10-9(cm2/s) 이상인 호스트 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 제2 호스트 재료로서는, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 호스트 재료이면 특별히 한정되지 않는다.
제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료로서는, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키고, 상기 표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하인 호스트 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 제2 호스트 재료로서는, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 호스트 재료이면 특별히 한정되지 않는다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료로서는, 축합 방향환을 갖는 화합물, 축합 복소 방향환을 갖는 화합물, 또는 축합 방향환 및 축합 복소 방향환을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 축합 방향환으로서는, 안트라센 골격, 피렌 골격, 플루오란텐 골격, 페난트렌 골격, 나프탈렌 골격, 플루오렌 골격, 크리센 골격, 트리페닐렌 골격, 테트라센 골격, 벤조안트라센 골격, 및 벤조크리센 골격으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 골격을 갖는 화합물이 바람직하다. 축합 복소 방향환으로서는, 디벤조푸란 골격, 디벤조티오펜 골격, 크산텐 골격, 및 벤조크산텐 골격으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 골격을 갖는 화합물이 바람직하다.
제1 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료로서는, 예컨대 하기 일반식 (1), 일반식 (1X), 일반식 (12X), 일반식 (13X), 일반식 (14X), 일반식 (15X) 또는 일반식 (16X)로 표시되는 제1 화합물, 및 하기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물 중, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키고, 또한 상기 확산 계수 D1이, 3.0×10-9(cm2/s) 이상인 화합물을 선택하여 이용할 수 있다.
제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료로서는, 예컨대 하기 일반식 (1), 일반식 (1X), 일반식 (12X), 일반식 (13X), 일반식 (14X), 일반식 (15X) 또는 일반식 (16X)로 표시되는 제1 화합물, 및 하기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물 중, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키고, 또한 상기 표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하인 화합물을 선택하여 이용할 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 호스트 재료로서는, 예컨대 하기 일반식 (1), 일반식 (1X), 일반식 (12X), 일반식 (13X), 일반식 (14X), 일반식 (15X) 또는 일반식 (16X)로 표시되는 제1 화합물, 및 하기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물 중, 상기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키는 화합물을 선택하여 이용할 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 화합물을 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료로서 이용할 수도 있고, 이 경우, 제2 호스트 재료로서 이용한 하기 일반식 (1), 또는 하기 일반식 (1X), 일반식 (12X), 일반식 (13X), 일반식 (14X), 일반식 (15X) 또는 일반식 (16X)로 표시되는 화합물을, 편의적으로 제2 화합물이라고 부르는 경우가 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제3 호스트 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 하기 일반식 (1), 일반식 (1X), 일반식 (12X), 일반식 (13X), 일반식 (14X), 일반식 (15X) 혹은 일반식 (16X)로 표시되는 제1 화합물, 또는 하기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물을 이용할 수 있다.
(제1 화합물)
·일반식 (1)로 표시되는 화합물
[화학식 24]
(상기 일반식 (1)에 있어서,
R101∼R110은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 또는
상기 일반식 (11)로 표시되는 기이고,
단, R101∼R110 중 적어도 하나는, 상기 일반식 (11)로 표시되는 기이며,
상기 일반식 (11)로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 복수의 상기 일반식 (11)로 표시되는 기는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L101은
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar101은
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
mx는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이며,
L101이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 L101은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
Ar101이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 Ar101은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 일반식 (11) 중의 *는 상기 일반식 (1) 중의 피렌환과의 결합 위치를 나타낸다.)
(제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 제1 화합물 중, R901, R902, R903, R904, R905, R906, R907, R801 및 R802는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R901이 복수 존재하는 경우, 복수의 R901은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R902가 복수 존재하는 경우, 복수의 R902는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R903이 복수 존재하는 경우, 복수의 R903은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R904가 복수 존재하는 경우, 복수의 R904는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R905가 복수 존재하는 경우, 복수의 R905는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R906이 복수 존재하는 경우, 복수의 R906은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R907이 복수 존재하는 경우, 복수의 R907은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R801이 복수 존재하는 경우, 복수의 R801은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R802가 복수 존재하는 경우, 복수의 R802는 서로 동일하거나 또는 상이하다.)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 일반식 (11)로 표시되는 기는, 하기 일반식 (111)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 25]
(상기 일반식 (111)에 있어서,
X1은 CR123R124, 산소 원자, 황 원자, 또는 NR125이고,
L111 및 L112는 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
ma는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
mb는 0, 1, 2, 3 또는 4이며,
ma+mb는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
Ar101은 상기 일반식 (11)에 있어서의 Ar101과 동일한 의미이며,
R121, R122, R123, R124 및 R125는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
mc는 3이며,
3개의 R121은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
md는 3이며,
3개의 R122는 서로 동일하거나 또는 상이하다.)
상기 일반식 (111)로 표시되는 기에 있어서의 하기 일반식 (111a)로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자 *1∼*8의 위치 중, *1∼*4 중 어느 하나의 위치에 L111이 결합하고, *1∼*4 중 나머지 3개의 위치에 R121이 결합하며, *5∼*8 중 어느 하나의 위치에 L112가 결합하고, *5∼*8 중 나머지 3개의 위치에 R122가 결합한다.
[화학식 26]
예컨대, 상기 일반식 (111)로 표시되는 기에 있어서, L111이 상기 일반식 (111a)로 표시되는 고리 구조 중의 *2의 탄소 원자의 위치에 결합하고, L112가 상기 일반식 (111a)로 표시되는 고리 구조 중의 *7의 탄소 원자의 위치에 결합하는 경우, 상기 일반식 (111)로 표시되는 기는 하기 일반식 (111b)로 표시된다.
[화학식 27]
(상기 일반식 (111b)에 있어서,
X1, L111, L112, ma, mb, Ar101, R121, R122, R123, R124 및 R125는 각각 독립적으로 상기 일반식 (111)에 있어서의 X1, L111, L112, ma, mb, Ar101, R121, R122, R123, R124 및 R125와 동일한 의미이며,
복수의 R121은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
복수의 R122는 서로 동일하거나 또는 상이하다.)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 일반식 (111)로 표시되는 기는 상기 일반식 (111b)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, ma는 0, 1 또는 2이며, mb는 0, 1 또는 2인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, ma는 0 또는 1이며, mb는 0 또는 1인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, Ar101은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서,
Ar101은
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 비페닐기,
치환 혹은 무치환의 터페닐기,
치환 혹은 무치환의 피레닐기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 플루오레닐기인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, Ar101은 하기 일반식 (12), 일반식 (13) 또는 일반식 (14)로 표시되는 기인 것도 바람직하다.
[화학식 28]
(상기 일반식 (12), 일반식 (13) 및 일반식 (14)에 있어서,
R111∼R120은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R124로 표시되는 기,
-COOR125로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
상기 일반식 (12), 일반식 (13) 및 일반식 (14) 중의 *는 상기 일반식 (11) 중의 L101과의 결합 위치, 또는 상기 일반식 (111) 혹은 일반식 (111b) 중의 L112와의 결합 위치를 나타낸다.)
·일반식 (1X)로 표시되는 화합물
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 화합물은, 하기 일반식 (1X)로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 29]
(상기 일반식 (1X)에 있어서,
R101∼R112는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 또는
상기 일반식 (11X)로 표시되는 기이고,
단, R101∼R112 중 적어도 하나는 상기 일반식 (11X)로 표시되는 기이며,
상기 일반식 (11X)로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 복수의 상기 일반식 (11X)로 표시되는 기는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L101은
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar101은
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
mx는 1, 2, 3, 4 또는 5이며,
L101이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 L101은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
Ar101이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 Ar101은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 일반식 (11X) 중의 *는 상기 일반식 (1X) 중의 벤즈[a]안트라센환과의 결합 위치를 나타낸다.)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 일반식 (11X)로 표시되는 기는, 하기 일반식 (111X)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 30]
(상기 일반식 (111X)에 있어서,
X1은 CR143R144, 산소 원자, 황 원자, 또는 NR145이고,
L111 및 L112는 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
ma는 1, 2, 3 또는 4이고,
mb는 1, 2, 3 또는 4이며,
ma＋mb는 2, 3 또는 4이고,
Ar101은 상기 일반식 (11X)에 있어서의 Ar101과 동일한 의미이며,
R141, R142, R143, R144 및 R145는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
mc는 3이며,
3개의 R141은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
md는 3이며,
3개의 R142는 서로 동일하거나 또는 상이하다.)
상기 일반식 (111X)로 표시되는 기에 있어서의 하기 일반식 (111aX)로 표시되는 고리 구조 중의 탄소 원자 *1∼*8의 위치 중, *1∼*4 중 어느 하나의 위치에 L111이 결합하고, *1∼*4 중 나머지 3개의 위치에 R141이 결합하며, *5∼*8 중 어느 하나의 위치에 L112가 결합하고, *5∼*8 중 나머지 3개의 위치에 R142가 결합한다.
[화학식 31]
예컨대, 상기 일반식 (111X)로 표시되는 기에 있어서, L111이 상기 일반식 (111aX)로 표시되는 고리 구조 중의 *2의 탄소 원자의 위치에 결합하고, L112가 상기 일반식 (111aX)로 표시되는 고리 구조 중의 *7의 탄소 원자의 위치에 결합하는 경우, 상기 일반식 (111X)로 표시되는 기는 하기 일반식 (111bX)로 표시된다.
[화학식 32]
(상기 일반식 (111bX)에 있어서, X1, L111, L112, ma, mb, Ar101, R141, R142, R143, R144 및 R145는 각각 독립적으로 상기 일반식 (111X)에 있어서의 X1, L111, L112, ma, mb, Ar101, R141, R142, R143, R144 및 R145와 동일한 의미이고,
복수의 R141은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
복수의 R142는 서로 동일하거나 또는 상이하다.)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 일반식 (111X)로 표시되는 기는 상기 일반식 (111bX)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1X)로 표시되는 화합물에 있어서, ma는 1 또는 2이고, mb는 1 또는 2인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1X)로 표시되는 화합물에 있어서, ma는 1이고, mb는 1인 것이 바람직하다.
상기 화학식 (1X)로 표시되는 화합물에 있어서, Ar101은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1X)로 표시되는 화합물에 있어서, Ar101은
치환 혹은 무치환의 페닐기,
치환 혹은 무치환의 나프틸기,
치환 혹은 무치환의 비페닐기,
치환 혹은 무치환의 터페닐기,
치환 혹은 무치환의 벤즈[a]안트릴기,
치환 혹은 무치환의 피레닐기,
치환 혹은 무치환의 페난트릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 플루오레닐기인 것이 바람직하다.
·일반식 (12X)로 표시되는 화합물
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 화합물은, 하기 일반식 (12X)로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 33]
(상기 일반식 (12X)에 있어서,
R1201∼R1210 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나, 또는
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하고,
상기 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하지 않으며, 또한 및 상기 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하지 않는 R1201∼R1210은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 또는
상기 일반식 (121)로 표시되는 기이고,
단, 상기 치환 혹은 무치환의 단환이 치환기를 갖는 경우의 이 치환기, 상기 치환 혹은 무치환의 축합환이 치환기를 갖는 경우의 이 치환기, 그리고 R1201∼R1210 중 적어도 하나가 상기 일반식 (121)로 표시되는 기이며,
상기 일반식 (121)로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 복수의 상기 일반식 (121)로 표시되는 기는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L1201은
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar1201은
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
mx2는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이며,
L1201이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 L1201은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
Ar1201이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 Ar1201은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 일반식 (121) 중의 *는 상기 일반식 (12X)로 표시되는 고리와의 결합 위치를 나타낸다.)
상기 일반식 (12X)에 있어서, R1201∼R1210 중 인접한 2개로 이루어지는 조란, R1201과 R1202의 조, R1202와 R1203의 조, R1203과 R1204의 조, R1204와 R1205의 조, R1205와 R1206의 조, R1207과 R1208의 조, R1208과 R1209의 조, 그리고 R1209와 R1210의 조이다.
·일반식 (13X)로 표시되는 화합물
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 화합물은, 하기 일반식 (13X)로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 34]
(상기 일반식 (13X)에 있어서,
R1301∼R1310은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801으로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 또는
상기 일반식 (131)로 표시되는 기이고,
단, R1301∼R1310 중 적어도 하나는 상기 일반식 (131)로 표시되는 기이며,
상기 일반식 (131)로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 복수의 상기 일반식 (131)로 표시되는 기는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L1301은
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar1301은,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
mx3은 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이며,
L1301이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 L1301은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
Ar1301이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 Ar1301은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 일반식 (131) 중의 *는 상기 일반식 (13X) 중의 플루오란텐환과의 결합 위치를 나타낸다.)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 일반식 (131)로 표시되는 기가 아닌 R1301∼R1310 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조는 모두 서로 결합하지 않는다. 상기 일반식 (13X)에 있어서 인접한 2개로 이루어지는 조란, R1301과 R1302의 조, R1302와 R1303의 조, R1303과 R1304의 조, R1304와 R1305의 조, R1305와 R1306의 조, R1307과 R1308의 조, R1308과 R1309의 조, 그리고 R1309와 R1310의 조이다.
·일반식 (14X)로 표시되는 화합물
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 화합물은, 하기 일반식 (14X)로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 35]
(상기 일반식 (14X)에 있어서,
R1401∼R1410은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 또는
상기 일반식 (141)로 표시되는 기이고,
단, R1401∼R1410 중 적어도 하나는 상기 일반식 (141)로 표시되는 기이며,
상기 일반식 (141)로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 복수의 상기 일반식 (141)로 표시되는 기는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L1401은
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar1401은
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
mx4는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고,
L1401이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 L1401은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
Ar1401이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 Ar1401은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
상기 일반식 (141) 중의 *는 상기 일반식 (14X)로 표시되는 고리와의 결합 위치를 나타낸다.)
·일반식 (15X)로 표시되는 화합물
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 화합물은, 하기 일반식 (15X)로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 36]
(상기 일반식 (15X)에 있어서,
R1501∼R1514는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 또는
상기 일반식 (151)로 표시되는 기이고,
단, R1501∼R1514 중 적어도 하나는 상기 일반식 (151)로 표시되는 기이며,
상기 일반식 (151)로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 복수의 상기 일반식 (151)로 표시되는 기는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L1501은
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar1501은
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
mx5는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이며,
L1501이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 L1501은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
Ar1501이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 Ar1501은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 일반식 (151) 중의 *는 상기 일반식 (15X)로 표시되는 고리와의 결합 위치를 나타낸다.)
·일반식 (16X)로 표시되는 화합물
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 화합물은, 하기 일반식 (16X)로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
[화학식 37]
(상기 일반식 (16X)에 있어서,
R1601∼R1614는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 또는
상기 일반식 (161)로 표시되는 기이고,
단, R1601∼R1614 중 적어도 하나는 상기 일반식 (161)로 표시되는 기이며,
상기 일반식 (161)로 표시되는 기가 복수 존재하는 경우, 복수의 상기 일반식 (161)로 표시되는 기는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L1601은
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar1601은
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
mx6은 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고,
L1601이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 L1601은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
Ar1601이 2 이상 존재하는 경우, 2 이상의 Ar1601은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
상기 일반식 (161) 중의 *는 상기 일반식 (16X)로 표시되는 고리와의 결합 위치를 나타낸다.)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료는, 분자 중에, 단일 결합으로 연결된 벤젠환과 나프탈렌환을 포함하는 연결 구조를 가지며, 해당 연결 구조 중의 벤젠환 및 나프탈렌환에는 각각 독립적으로 단환 또는 축합환이 더 축합되어 있거나 또는 축합되어 있지 않고, 해당 연결 구조 중의 벤젠환과 나프탈렌환이, 상기 단일 결합 이외의 적어도 하나의 부분에 있어서 가교에 의해 더 연결되어 있는 것도 바람직하다.
제1 호스트 재료가, 이와 같은 가교를 포함한 연결 구조를 갖고 있음으로써, 유기 EL 소자의 색도 악화의 억제를 기대할 수 있다.
이 경우의 제1 호스트 재료는, 분자 중에, 하기 식 (X1) 또는 식 (X2)로 표시되는 바와 같은, 단일 결합으로 연결된 벤젠환과 나프탈렌환을 포함하는 연결 구조(벤젠-나프탈렌 연결 구조라고 부르는 경우가 있음)를 최소 단위로서 갖고 있으면 좋고, 상기 벤젠환에 단환 또는 축합환이 더 축합되어 있어도 좋으며, 해당 나프탈렌환에 단환 또는 축합환이 더 축합되어 있어도 좋다. 예컨대, 제1 호스트 재료가, 분자 중에, 하기 식 (X3), 식 (X4), 또는 식 (X5)로 표시되는 바와 같은, 단일 결합으로 연결된 나프탈렌환과 나프탈렌환을 포함하는 연결 구조(나프탈렌-나프탈렌 연결 구조라고 부르는 경우가 있음)에 있어서도, 한쪽 나프탈렌환은, 벤젠환을 포함하고 있기 때문에, 벤젠-나프탈렌 연결 구조를 포함하고 있게 된다.
[화학식 38]
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 가교가 이중 결합을 포함하는 것도 바람직하다.
즉, 상기 벤젠환과 상기 나프탈렌환이, 단일 결합 이외의 부분에 있어서 이중 결합을 포함하는 가교 구조에 의해 더 연결된 구조를 갖는 것도 바람직하다.
벤젠-나프탈렌 연결 구조 중의 벤젠환과 나프탈렌환이, 단일 결합 이외의 적어도 하나의 부분에 있어서 가교에 의해 더 연결되면, 예컨대 상기 식 (X1)의 경우, 하기 식 (X11)로 표시되는 연결 구조(축합환)가 되고, 상기 식 (X3)의 경우, 하기 식 (X31)로 표시되는 연결 구조(축합환)가 된다.
벤젠-나프탈렌 연결 구조 중의 벤젠환과 나프탈렌환이, 단일 결합 이외의 부분에 있어서 이중 결합을 포함하는 가교에 의해 더 연결되면, 예컨대 상기 식 (X1)의 경우, 하기 식 (X12)로 표시되는 연결 구조(축합환)가 되고, 상기 식 (X2)의 경우, 하기 식 (X21) 또는 식 (X22)로 표시되는 연결 구조(축합환)가 되며, 상기 식 (X4)의 경우, 하기 식 (X41)로 표시되는 연결 구조(축합환)가 되고, 상기 식 (X5)의 경우, 하기 식 (X51)로 표시되는 연결 구조(축합환)가 된다.
벤젠-나프탈렌 연결 구조 중의 벤젠환과 나프탈렌환이, 단일 결합 이외의 적어도 하나의 부분에 있어서 헤테로 원자(예컨대, 산소 원자)를 포함하는 가교에 의해 더 연결되면, 예컨대 상기 식 (X1)의 경우, 하기 식 (X13)으로 표시되는 연결 구조(축합환)가 된다.
[화학식 39]
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 호스트 재료는, 분자 중에, 제1 벤젠환과 제2 벤젠환이 단일 결합으로 연결된 비페닐 구조를 가지며, 상기 비페닐 구조 중의 제1 벤젠환과 제2 벤젠환이 상기 단일 결합 이외의 적어도 하나의 부분에 있어서 가교에 의해 더 연결되어 있는 것도 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 비페닐 구조 중의 제1 벤젠환과 제2 벤젠환이, 상기 단일 결합 이외의 하나의 부분에 있어서 상기 가교에 의해 더 연결되어 있는 것도 바람직하다. 제1 호스트 재료가, 이와 같은 가교를 포함한 비페닐 구조를 갖고 있음으로써, 유기 EL 소자의 색도 악화의 억제를 기대할 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 가교가 이중 결합을 포함하는 것도 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 가교가 이중 결합을 포함하지 않는 것도 바람직하다.
상기 비페닐 구조 중의 제1 벤젠환과 제2 벤젠환이, 상기 단일 결합 이외의 2개의 부분에 있어서 상기 가교에 의해 더 연결되어 있는 것도 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 비페닐 구조 중의 제1 벤젠환과 제2 벤젠환이, 상기 단일 결합 이외의 2개의 부분에 있어서 상기 가교에 의해 더 연결되고, 상기 가교가 이중 결합을 포함하지 않는 것도 바람직하다. 제1 호스트 재료가, 이와 같은 가교를 포함한 비페닐 구조를 갖고 있음으로써, 유기 EL 소자의 색도 악화의 억제를 기대할 수 있다.
예컨대, 하기 식 (BP1)로 표시되는 상기 비페닐 구조 중의 제1 벤젠환과 제2 벤젠환이, 단일 결합 이외의 적어도 하나의 부분에 있어서 가교에 의해 더 연결되면, 상기 비페닐 구조는, 하기 식 (BP11)∼(BP15) 등의 연결 구조(축합환)가 된다.
[화학식 40]
상기 식 (BP11)은 상기 단일 결합 이외의 하나의 부분에 있어서 이중 결합을 포함하지 않는 가교에 의해 연결한 구조이다.
상기 식 (BP12)는 상기 단일 결합 이외의 하나의 부분에 있어서 이중 결합을 포함하는 가교에 의해 연결한 구조이다.
상기 식 (BP13)은 상기 단일 결합 이외의 2개의 부분에 있어서 이중 결합을 포함하지 않는 가교에 의해 연결한 구조이다.
상기 식 (BP14)는 상기 단일 결합 이외의 2개의 부분 중 한쪽에 있어서 이중 결합을 포함하지 않는 가교에 의해 연결하고, 상기 단일 결합 이외의 2개의 부분 중 다른 쪽에 있어서 이중 결합을 포함하는 가교에 의해 연결한 구조이다.
상기 식 (BP15)는 상기 단일 결합 이외의 2개의 부분에 있어서 이중 결합을 포함하는 가교에 의해 연결한 구조이다.
제1 화합물 및 제2 화합물에 있어서, 「치환 혹은 무치환」이라고 기재된 기는 모두 「무치환」의 기인 것이 바람직하다.
(제1 화합물의 제조 방법)
제1 화합물은 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 제1 화합물은, 공지된 방법에 따라, 목적물에 맞춘 기지의 대체 반응 및 원료를 이용함으로써도 제조할 수 있다.
(제1 화합물의 구체예)
제1 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 이용할 수 있는 제1 화합물의 구체예로서는, 예컨대 이하의 화합물을 들 수 있다. 단, 본 발명은, 이들 제1 화합물의 구체예에 한정되지 않는다.
[화학식 41]
제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 이용할 수 있는 제1 화합물의 구체예 로서는, 예컨대 이하의 화합물을 들 수 있다. 단, 본 발명은, 이들 제1 화합물의 구체예에 한정되지 않는다.
[화학식 42]
(제2 화합물)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 호스트 재료는, 축합 방향환을 갖는 화합물, 축합 복소 방향환을 갖는 화합물, 또는 축합 방향환 및 축합 복소 방향환을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 축합 방향환으로서는, 안트라센 골격, 피렌 골격, 플루오란텐 골격, 페난트렌 골격, 나프탈렌 골격, 플루오렌 골격, 크리센 골격, 트리페닐렌 골격, 테트라센 골격, 벤조안트라센 골격, 및 벤조크리센 골격으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 골격을 갖는 화합물이 바람직하다. 축합 복소 방향환으로서는, 디벤조푸란 골격, 디벤조티오펜 골격, 크산텐 골격, 및 벤조크산텐 골격으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 골격을 갖는 화합물이 바람직하다.
특히 제2 호스트 재료는, 제1 호스트 재료보다 TTF를 효율적으로 일으키는 화합물이 바람직하고, 안트라센 골격을 갖는 화합물이 바람직하며, 하기 일반식 (2)로 표시되는 화합물인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 43]
(상기 일반식 (2)에 있어서,
R201∼R208은 각각 독립적으로
수소 원자
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
L201 및 L202는 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar201 및 Ar202는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 환 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
(제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 제2 화합물 중, R901, R902, R903, R904, R905, R906, R907, R801 및 R802는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R901이 복수 존재하는 경우, 복수의 R901은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R902가 복수 존재하는 경우, 복수의 R902는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R903이 복수 존재하는 경우, 복수의 R903은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R904가 복수 존재하는 경우, 복수의 R904는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R905가 복수 존재하는 경우, 복수의 R905는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R906이 복수 존재하는 경우, 복수의 R906은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R907이 복수 존재하는 경우, 복수의 R907은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R801이 복수 존재하는 경우, 복수의 R801은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R802가 복수 존재하는 경우, 복수의 R802는 서로 동일하거나 또는 상이하다.)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서,
R201∼R208은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 할로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼50의 아랄킬기,
-C(=O)R801로 표시되는 기,
-COOR802로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기, 또는
니트로기이고,
L201 및 L202는 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이며,
Ar201 및 Ar202는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서,
L201 및 L202는 각각 독립적으로
단일 결합, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기이고,
Ar201 및 Ar202는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서,
Ar201 및 Ar202는 각각 독립적으로
페닐기,
나프틸기,
페난트릴기,
비페닐기,
터페닐기,
디페닐플루오레닐기,
디메틸플루오레닐기,
벤조디페닐플루오레닐기,
벤조디메틸플루오레닐기,
디벤조푸라닐기,
디벤조티에닐기,
나프토벤조푸라닐기, 또는
나프토벤조티에닐기인 것이 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물은, 하기 일반식 (201), 일반식 (202), 일반식 (203), 일반식 (204), 일반식 (205), 일반식 (206), 일반식 (207), 일반식 (208) 또는 일반식 (209)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 44]
[화학식 45]
[화학식 46]
[화학식 47]
[화학식 48]
[화학식 49]
[화학식 50]
[화학식 51]
[화학식 52]
(상기 일반식 (201)∼(209) 중,
L201 및 Ar201은 상기 일반식 (2)에 있어서의 L201 및 Ar201과 동일한 의미이고,
R201∼R208은 각각 독립적으로 상기 일반식 (2)에 있어서의 R201∼R208과 동일한 의미이다.)
상기 일반식 (201)∼(209) 중, R202 및 R203은 각각 독립적으로 -L203-Ar203인 것이 바람직하고, R202 및 R203 중 한쪽이 -L203-Ar203인 것이 보다 바람직하다.
이때, L203은 상기 일반식 (2)에 있어서의 L201과 동일한 의미이며, Ar203은 상기 일반식 (2)에 있어서의 Ar201과 동일한 의미이다.
L203과 L201은 서로 동일하거나 또는 상이하고, Ar203과 Ar201은 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
R202 및 R203이 -L203-Ar203인 경우, 2개의 L203은 서로 동일하거나 또는 상이하고, 2개의 Ar203은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제2 호스트 재료가 상기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물인 경우, 상기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물 중, 안트라센 골격의 치환기인 R201∼R208은 분자간의 상호 작용이 억제되는 것을 막고, 전자 이동도의 저하를 억제한다는 점에서 수소 원자인 것이 바람직하지만, R201∼R208은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기여도 좋다.
R201∼R208이 알킬기 및 시클로알킬기 등의 부피가 큰 치환기가 된 경우, 분자간의 상호 작용이 억제되고, 제1 호스트 재료에 대하여 전자 이동도가 저하되어, 상기 수식(수학식 4)에 기재된 μe(H2)>μe(H1)의 관계를 충족시키지 못하게 될 우려가 있다. 제2 화합물을 제2 호스트 재료로서 제2 발광층에 이용한 경우에는, μe(H2)>μe(H1)의 관계를 충족시킴으로써, 제1 발광층에서의 홀과 전자의 재결합능의 저하, 및 발광 효율의 저하를 억제하는 것을 기대할 수 있다. 또한, 치환기로서는, 할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기, -O-(R904)로 표시되는 기, -S-(R905)로 표시되는 기, -N(R906)(R907)로 표시되는 기, 아랄킬기, -C(=O)R801로 표시되는 기, -COOR802로 표시되는 기, 할로겐 원자, 시아노기, 및 니트로기가 부피가 커질 우려가 있고, 알킬기, 및 시클로알킬기가 더욱 부피가 커질 우려가 있다.
상기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물 중, 안트라센 골격의 치환기인 R201∼R208은 부피가 큰 치환기가 아닌 것이 바람직하고, 알킬기 및 시클로알킬기가 아닌 것이 바람직하며, 알킬기, 시클로알킬기, 할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기, -O-(R904)로 표시되는 기, -S-(R905)로 표시되는 기, -N(R906)(R907)로 표시되는 기, 아랄킬기, -C(=O)R801로 표시되는 기, -COOR802로 표시되는 기, 할로겐 원자, 시아노기, 및 니트로기가 아닌 것이 보다 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물 중, R201∼R208은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기, 또는 -Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기인 것도 바람직하다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 일반식 (2)로 표시되는 제2 화합물 중, R201∼R208은 수소 원자인 것이 바람직하다.
제2 화합물 중, R201∼R208에 있어서의 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우에 있어서의 치환기는, 전술한 부피가 커질 우려가 있는 치환기, 특히 치환 혹은 무치환의 알킬기, 및 치환 혹은 무치환의 시클로알킬기를 포함하지 않는 것도 바람직하다. R201∼R208에 있어서의 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우에 있어서의 치환기가, 치환 혹은 무치환의 알킬기, 및 치환 혹은 무치환의 시클로알킬기를 포함하지 않음으로써, 알킬기 및 시클로알킬기 등의 부피가 큰 치환기가 존재함에 따른 분자간의 상호 작용이 억제되는 것을 막아, 전자 이동도의 저하를 막을 수 있고, 또한, 이러한 제2 화합물을 제2 호스트 재료로서 제2 발광층에 이용한 경우에는, 제1 발광층에서의 홀과 전자의 재결합능의 저하, 및 발광 효율의 저하를 억제할 수 있다.
안트라센 골격의 치환기인 R201∼R208이 부피가 큰 치환기가 아니라, 치환기로서의 R201∼R208은 무치환인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 안트라센 골격의 치환기인 R201∼R208이 부피가 큰 치환기가 아닌 경우에 있어서, 부피가 크지 않은 치환기로서의 R201∼R208에 치환기가 결합하는 경우, 해당 치환기도 부피가 큰 치환기가 아닌 것이 바람직하고, 치환기로서의 R201∼R208에 결합하는 해당 치환기는, 알킬기 및 시클로알킬기가 아닌 것이 바람직하며, 알킬기, 시클로알킬기, 할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기, -O-(R904)로 표시되는 기, -S-(R905)로 표시되는 기, -N(R906)(R907)로 표시되는 기, 아랄킬기, -C(=O)R801로 표시되는 기, -COOR802로 표시되는 기, 할로겐 원자, 시아노기, 및 니트로기가 아닌 것이 보다 바람직하다.
제2 화합물에 있어서, 「치환 혹은 무치환」이라고 기재된 기는 모두 「무치환」의 기인 것이 바람직하다.
(제2 화합물의 제조 방법)
제2 화합물은 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 제2 화합물은, 공지된 방법에 따라, 목적물에 맞춘 기지의 대체 반응 및 원료를 이용함으로써도 제조할 수 있다.
(제2 화합물의 구체예)
제2 화합물의 구체예로서는, 예컨대 이하의 화합물을 들 수 있다. 단, 본 발명은, 이들 제2 화합물의 구체예에 한정되지 않는다.
[화학식 53]
(제1 발광성 화합물, 제2 발광성 화합물 및 제3 발광성 화합물)
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 제1 발광성 화합물, 제2 발광성 화합물 및 제3 발광성 화합물은 각각 독립적으로 축합 방향환을 갖는 화합물, 복소환을 갖는 화합물, 또는 축합 방향환 및 축합 복소 방향환을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 또한, 복소환에는 붕소 원자를 갖는 것이 바람직하다. 복소환은 복소 방향환인 것이 바람직하다. 제1 발광성 화합물, 제2 발광성 화합물 및 제3 발광성 화합물은 각각 독립적으로 피렌 유도체, 스티릴아민 유도체, 크리센 유도체, 플루오란텐 유도체, 플루오렌 유도체, 디아민 유도체, 트리아릴아민 유도체, 카르바졸 유도체, 또는 붕소 원자를 갖는 복소 방향환인 것이 바람직하다.
제1 발광성 화합물, 제2 발광성 화합물 및 제3 발광성 화합물로서는, 예컨대 하기 제3 화합물, 및 하기 제4 화합물 등을 들 수 있다.
제3 화합물 및 제4 화합물은 각각 독립적으로 하기 일반식 (3)으로 표시되는 화합물, 하기 일반식 (4)로 표시되는 화합물, 하기 일반식 (6)으로 표시되는 화합물, 하기 일반식 (7)로 표시되는 화합물, 하기 일반식 (8)로 표시되는 화합물, 하기 일반식 (9)로 표시되는 화합물, 및 하기 일반식 (10)으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물이다.)
(일반식 (3)으로 표시되는 화합물)
일반식 (3)으로 표시되는 화합물에 대해서 설명한다.
[화학식 54]
(상기 일반식 (3)에 있어서,
R301∼R310 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
R301∼R310 중 적어도 하나는 하기 일반식 (31)로 표시되는 1가의 기이며,
상기 단환을 형성하지 않고, 상기 축합환을 형성하지 않으며, 또한 하기 일반식 (31)로 표시되는 1가의 기가 아닌 R301∼R310은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.
[화학식 55]
(상기 일반식 (31)에 있어서,
Ar301 및 Ar302는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
L301∼L303은 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 2가의 복소환기이며,
*는 상기 일반식 (3) 중의 피렌환에 있어서의 결합 위치를 나타낸다.)
제3 화합물 및 제4 화합물 중, R901, R902, R903, R904, R905, R906 및 R907은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기이며,
R901이 복수 존재하는 경우, 복수의 R901은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R902가 복수 존재하는 경우, 복수의 R902는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R903이 복수 존재하는 경우, 복수의 R903은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R904가 복수 존재하는 경우, 복수의 R904는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R905가 복수 존재하는 경우, 복수의 R905는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R906이 복수 존재하는 경우, 복수의 R906은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
R907이 복수 존재하는 경우, 복수의 R907은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
상기 일반식 (3)에 있어서, R301∼R310 중 2개가 상기 일반식 (31)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (3)으로 표시되는 화합물은 하기 일반식 (33)으로 표시되는 화합물이다.
[화학식 56]
(상기 일반식 (33)에 있어서,
R311∼R318은 각각 독립적으로 상기 일반식 (3)에 있어서의 상기 일반식 (31)로 표시되는 1가의 기가 아닌 R301∼R310과 동일한 의미이며,
L311∼L316은 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 2가의 복소환기이고,
Ar312, Ar313, Ar315 및 Ar316은 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
상기 일반식 (31)에 있어서, L301은 단일 결합인 것이 바람직하고, L302 및 L303은 단일 결합인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (33)에 있어서, L311 및 L314는 단일 결합인 것이 바람직하고, L312, L313, L315 및 L316은 단일 결합인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (31)에 있어서, 바람직하게는, Ar301 및 Ar302 중 적어도 하나가 하기 일반식 (36)으로 표시되는 기이다.
상기 일반식 (33)에 있어서, 바람직하게는 Ar312 및 Ar313 중 적어도 하나가 하기 일반식 (36)으로 표시되는 기이다.
상기 일반식 (33)에 있어서, 바람직하게는 Ar315 및 Ar316 중 적어도 하나가 하기 일반식 (36)으로 표시되는 기이다.
[화학식 57]
(상기 일반식 (36)에 있어서,
X3은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고,
R321∼R327 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않으며,
상기 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 축합환을 형성하지 않는 R321∼R327은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
*는 L302, L303, L312, L313, L315 또는 L316과의 결합 위치를 나타낸다.)
X3은 산소 원자인 것이 바람직하다.
R321∼R327 중 적어도 하나는,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (31)에 있어서, Ar301이 상기 일반식 (36)으로 표시되는 기이고, Ar302가 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (33)에 있어서, Ar312가 상기 일반식 (36)으로 표시되는 기이고, Ar313이 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (33)에 있어서, Ar315가 상기 일반식 (36)으로 표시되는 기이고, Ar316이 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기인 것이 바람직하다.
(일반식 (4)로 표시되는 화합물)
일반식 (4)로 표시되는 화합물에 대해서 설명한다.
[화학식 58]
(상기 일반식 (4)에 있어서,
Z는 각각 독립적으로 CRa 또는 질소 원자이고,
A1 고리 및 A2 고리는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환이며,
Ra가 복수 존재하는 경우, 복수의 Ra 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
n21 및 n22는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이며,
Rb가 복수 존재하는 경우, 복수의 Rb 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
Rc가 복수 존재하는 경우, 복수의 Rc 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않으며,
상기 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 축합환을 형성하지 않는 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
A1 고리 및 A2 고리의 「방향족 탄화수소환」은 전술한 「아릴기」에 수소 원자를 도입한 화합물과 동일한 구조이다.
A1 고리 및 A2 고리의 「방향족 탄화수소환」은 상기 일반식 (4) 중앙의 축합 2환 구조 상의 탄소 원자 2개를 고리 형성 원자로서 포함한다.
「치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환」의 구체예로서는, 구체예 군 G1에 기재된 「아릴기」에 수소 원자를 도입한 화합물 등을 들 수 있다.
A1 고리 및 A2 고리의 「복소환」은 전술한 「복소환기」에 수소 원자를 도입한 화합물과 동일한 구조이다.
A1 고리 및 A2 고리의 「복소환」은 상기 일반식 (4) 중앙의 축합 2환 구조 상의 탄소 원자 2개를 고리 형성 원자로서 포함한다.
「치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환」의 구체예로서는, 구체예 군 G2에 기재된 「복소환기」에 수소 원자를 도입한 화합물 등을 들 수 있다.
Rb는, A1 고리로서의 방향족 탄화수소환을 형성하는 탄소 원자 중 어느 하나, 또는 A1 고리로서의 복소환을 형성하는 원자 중 어느 하나에 결합한다.
Rc는, A2 고리로서의 방향족 탄화수소환을 형성하는 탄소 원자 중 어느 하나, 또는 A2 고리로서의 복소환을 형성하는 원자 중 어느 하나에 결합한다.
Ra, Rb 및 Rc 중 적어도 하나가 하기 일반식 (4a)로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 적어도 2개가 하기 일반식 (4a)로 표시되는 기인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 59]
(상기 일반식 (4a)에 있어서,
L401은
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 2가의 복소환기이며,
Ar401은
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기, 또는
하기 일반식 (4b)로 표시되는 기이다.)
[화학식 60]
(상기 일반식 (4b)에 있어서,
L402 및 L403은 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 2가의 복소환기이며,
Ar402 및 Ar403으로 이루어지는 조는
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
상기 단환을 형성하지 않으며, 또한 상기 축합환을 형성하지 않는 Ar402 및 Ar403은 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (4)로 표시되는 화합물은 하기 일반식 (42)로 표시된다.
[화학식 61]
(상기 일반식 (42)에 있어서,
R401∼R411 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
상기 단환을 형성하지 않으며, 또한 상기 축합환을 형성하지 않는 R401∼R411은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
R401∼R411 중 적어도 하나가 상기 일반식 (4a)로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 적어도 2개 상기 일반식 (4a)로 표시되는 기인 것이 보다 바람직하다.
R404 및 R411이 상기 일반식 (4a)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (4)로 표시되는 화합물은 A1 고리에 하기 일반식 (4-1) 또는 일반식 (4-2)로 표시되는 구조가 결합한 화합물이다.
또한, 일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (42)로 표시되는 화합물은 R404∼R407이 결합하는 고리에 하기 일반식 (4-1) 또는 일반식 (4-2)로 표시되는 구조가 결합한 화합물이다.
[화학식 62]
(상기 일반식 (4-1)에 있어서, 2개의 *는 각각 독립적으로 상기 일반식 (4)의 A1 고리로서의 방향족 탄화수소환의 고리 형성 탄소 원자 혹은 복소환의 고리 형성 원자와 결합하거나 또는 상기 일반식 (42)의 R404∼R407 중 어느 하나와 결합하고,
상기 일반식 (4-2)의 3개의 *는 각각 독립적으로 상기 일반식 (4)의 A1 고리로서의 방향족 탄화수소환의 고리 형성 탄소 원자 혹은 복소환의 고리 형성 원자와 결합하거나 또는 상기 일반식 (42)의 R404∼R407 중 어느 하나와 결합하며,
R421∼R427 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
R431∼R438 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않으며,
상기 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 축합환을 형성하지 않는 R421∼R427 그리고 R431∼R438은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
일 실시형태에 있어서는, 상기 일반식 (4)로 표시되는 화합물은, 하기 일반식 (41-3), 일반식 (41-4) 또는 일반식 (41-5)로 표시되는 화합물이다.
[화학식 63]
[화학식 64]
[화학식 65]
(상기 일반식 (41-3), 식 (41-4) 및 식 (41-5) 중,
A1 고리는 상기 일반식 (4)에서 정의한 바와 같고,
R421∼R427은 각각 독립적으로 상기 일반식 (4-1)에 있어서의 R421∼R427과 동일한 의미이며,
R440∼R448은 각각 독립적으로 상기 일반식 (42)에 있어서의 R401∼R411과 동일한 의미이다.)
일 실시형태에 있어서는, 상기 일반식 (41-5)의 A1 고리로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환은,
치환 혹은 무치환의 나프탈렌환, 또는
치환 혹은 무치환의 플루오렌환이다.
일 실시형태에 있어서는, 상기 일반식 (41-5)의 A1 고리로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환은,
치환 혹은 무치환의 디벤조푸란환,
치환 혹은 무치환의 카르바졸환, 또는
치환 혹은 무치환의 디벤조티오펜환이다.
(일반식 (6)으로 표시되는 화합물)
일반식 (6)으로 표시되는 화합물에 대해서 설명한다.
[화학식 66]
(상기 일반식 (6)에 있어서,
a 고리, b 고리 및 c 고리는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환이며,
R601 및 R602는 각각 독립적으로 상기 a 고리, b 고리 또는 c 고리와 결합하여 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하거나, 또는 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하지 않고,
상기 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하지 않는 R601 및 R602는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
a 고리, b 고리 및 c 고리는 붕소 원자 및 2개의 질소 원자로 구성되는 상기 일반식 (6) 중앙의 축합 2환 구조에 축합되는 고리(치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환)이다.
a 고리, b 고리 및 c 고리의 「방향족 탄화수소환」은 전술한 「아릴기」에 수소 원자를 도입한 화합물과 동일한 구조이다.
a 고리의 「방향족 탄화수소환」은 상기 일반식 (6) 중앙의 축합 2환 구조 상의 탄소 원자 3개를 고리 형성 원자로서 포함한다.
b 고리 및 c 고리의 「방향족 탄화수소환」은 상기 일반식 (6) 중앙의 축합 2환 구조 상의 탄소 원자 2개를 고리 형성 원자로서 포함한다.
「치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환」의 구체예로서는, 구체예 군 G1에 기재된 「아릴기」에 수소 원자를 도입한 화합물 등을 들 수 있다.
a 고리, b 고리 및 c 고리의 「복소환」은 전술한 「복소환기」에 수소 원자를 도입한 화합물과 동일한 구조이다.
a 고리의 「복소환」은, 상기 일반식 (6) 중앙의 축합 2환 구조 상의 탄소 원자 3개를 고리 형성 원자로서 포함한다. b 고리 및 c 고리의 「복소환」은 상기 일반식 (6) 중앙의 축합 2환 구조 상의 탄소 원자 2개를 고리 형성 원자로서 포함한다. 「치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환」의 구체예로서는, 구체예 군 G2에 기재된 「복소환기」에 수소 원자를 도입한 화합물 등을 들 수 있다.
R601 및 R602는 각각 독립적으로 a 고리, b 고리 또는 c 고리와 결합하여, 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하여도 좋다. 이 경우에 있어서의 복소환은, 상기 일반식 (6) 중앙의 축합 2환 구조 상의 질소 원자를 포함한다. 이 경우에 있어서의 복소환은, 질소 원자 이외의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋다. R601 및 R602가 a 고리, b 고리 또는 c 고리와 결합한다고 하는 것은, 구체적으로는, a 고리, b 고리 또는 c 고리를 구성하는 원자와 R601 및 R602를 구성하는 원자가 결합한다는 것을 의미한다. 예컨대, R601이 a 고리와 결합하여, R601을 포함하는 고리와 a 고리가 축합한 2환 축합(또는 3환 축합 이상)의 함질소 복소환을 형성하여도 좋다. 상기 함질소 복소환의 구체예로서는, 구체예 군 G2 중, 질소를 포함하는 2환 축합 이상의 복소환기에 대응하는 화합물 등을 들 수 있다.
R601이 b 고리와 결합하는 경우, R602가 a 고리와 결합하는 경우, 및 R602가 c 고리와 결합하는 경우도 상기와 동일하다.
일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (6)에 있어서의 a 고리, b 고리 및 c 고리는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환이다.
일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (6)에 있어서의 a 고리, b 고리 및 c 고리는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 벤젠환 또는 나프탈렌환이다.
일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (6)에 있어서의 R601 및 R602는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
바람직하게는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기이다.
일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (6)으로 표시되는 화합물은 하기 일반식 (62)로 표시되는 화합물이다.
[화학식 67]
(상기 일반식 (62)에 있어서,
R601A는 R611 및 R621로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상과 결합하여 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하거나, 또는 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하지 않고,
R602A는 R613 및 R614로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상과 결합하여 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하거나, 또는 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하지 않고,
상기 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하지 않는 R601A 및 R602A는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R611∼R621 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
상기 치환 혹은 무치환의 복소환을 형성하지 않고, 상기 단환을 형성하지 않으며, 또한 상기 축합환을 형성하지 않는 R611∼R621은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
상기 일반식 (62)의 R601A 및 R602A는 각각 상기 일반식 (6)의 R601 및 R602에 대응하는 기이다.
예컨대, R601A와 R611이 결합하여, 이들을 포함하는 고리와 a 고리에 대응하는 벤젠환이 축합한 2환 축합(또는 3환 축합 이상)의 함질소 복소환을 형성하여도 좋다. 해당 함질소 복소환의 구체예로서는, 구체예 군 G2 중, 질소를 포함하는 2환 축합 이상의 복소환기에 대응하는 화합물 등을 들 수 있다. R601A와 R621이 결합하는 경우, R602A와 R613이 결합하는 경우, 및 R602A와 R614가 결합하는 경우도 상기와 동일하다.
R611∼R621 중 인접한 2개 이상으로 이루어지는 조의 1조 이상이
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나, 또는
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하여도 좋다.
예컨대, R611과 R612가 결합하여, 이들이 결합하는 6원환에 대하여, 벤젠환, 인돌환, 피롤환, 벤조푸란환 또는 벤조티오펜환 등이 축합된 구조를 형성하여도 좋고, 형성된 축합환은 나프탈렌환, 카르바졸환, 인돌환, 디벤조푸란환 또는 디벤조티오펜환이 된다.
일 실시형태에 있어서, 고리 형성에 기여하지 않는 R611∼R621은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.
일 실시형태에 있어서, 고리 형성에 기여하지 않는 R611∼R621은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.
일 실시형태에 있어서, 고리 형성에 기여하지 않는 R611∼R621은 각각 독립적으로
수소 원자, 또는
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기이다.
일 실시형태에 있어서, 고리 형성에 기여하지 않는 R611∼R621은 각각 독립적으로
수소 원자, 또는
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기이며,
R611∼R621 중 적어도 하나는 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기이다.
(일반식 (7)로 표시되는 화합물)
일반식 (7)로 표시되는 화합물에 대해서 설명한다.
[화학식 68]
[화학식 69]
(상기 일반식 (7)에 있어서,
r 고리는 인접 고리의 임의의 위치에서 축합하는 상기 일반식 (72) 또는 일반식 (73)으로 표시되는 고리이며,
q 고리 및 s 고리는 각각 독립적으로 인접 고리의 임의의 위치에서 축합하는 상기 일반식 (74)로 표시되는 고리이고,
p 고리 및 t 고리는 각각 독립적으로 인접 고리의 임의의 위치에서 축합하는 상기 일반식 (75) 또는 일반식 (76)으로 표시되는 구조이며,
X7은 산소 원자, 황 원자, 또는 NR702이다.
R701이 복수 존재하는 경우, 인접한 복수의 R701은
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않고,
상기 단환을 형성하지 않으며, 또한 상기 축합환을 형성하지 않는 R701 및 R702는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
Ar701 및 Ar702는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
L701은
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬렌기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐렌기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐렌기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬렌기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴렌기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 2가의 복소환기이고,
m1은 0, 1 또는 2이며,
m2는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
m3은 각각 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이며,
m4는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고,
R701이 복수 존재하는 경우, 복수의 R701은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
X7이 복수 존재하는 경우, 복수의 X7은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
R702가 복수 존재하는 경우, 복수의 R702는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
Ar701이 복수 존재하는 경우, 복수의 Ar701은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
Ar702가 복수 존재하는 경우, 복수의 Ar702는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
L701이 복수 존재하는 경우, 복수의 L701은 서로 동일하거나 또는 상이하다.)
상기 일반식 (7)에 있어서, p 고리, q 고리, r 고리, s 고리 및 t 고리의 각 고리는 인접 고리와 탄소 원자 2개를 공유하여 축합한다. 축합하는 위치 및 방향은 한정되지 않고, 임의의 위치 및 방향에서 축합 가능하다.
일 실시형태에 있어서, r 고리로서의 상기 일반식 (72) 또는 일반식 (73)에 있어서, m1=0 또는 m2=0이다.
(일반식 (8)로 표시되는 화합물)
일반식 (8)로 표시되는 화합물에 대해서 설명한다.
[화학식 70]
(상기 일반식 (8)에 있어서,
R801과 R802, R802와 R803, 및 R803과 R804 중 적어도 1조는 서로 결합하여 하기 일반식 (82)로 표시되는 2가의 기를 형성하고,
R805와 R806, R806과 R807, 및 R807과 R808 중 적어도 1조는 서로 결합하여 하기 일반식 (83)으로 표시되는 2가의 기를 형성한다.)
[화학식 71]
(상기 일반식 (82)로 표시되는 2가의 기를 형성하지 않는 R801∼R804, 및 R811∼R814 중 적어도 하나는 하기 일반식 (84)로 표시되는 1가의 기이며,
상기 일반식 (83)으로 표시되는 2가의 기를 형성하지 않는 R805∼R808, 및 R821∼R824 중 적어도 하나는 하기 일반식 (84)로 표시되는 1가의 기이고,
X8은 산소 원자, 황 원자, 또는 NR809이며,
상기 일반식 (82) 및 일반식 (83)으로 표시되는 2가의 기를 형성하지 않고, 또한, 상기 일반식 (84)로 표시되는 1가의 기가 아닌 R801∼R808, 상기 일반식 (84)로 표시되는 1가의 기가 아닌 R811∼R814 및 R821∼R824, 그리고 R809는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
[화학식 72]
(상기 일반식 (84)에 있어서,
Ar801 및 Ar802는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
L801∼L803은 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 2가의 복소환기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 2가의 복소환기로 이루어진 군으로부터 선택되는 2∼4개의 기가 결합하여 형성되는 2가의 연결기이고,
상기 일반식 (84) 중의 *는 상기 일반식 (8)로 표시되는 고리 구조, 일반식 (82) 또는 일반식 (83)으로 표시되는 기와의 결합 위치를 나타낸다.)
상기 일반식 (8)에 있어서, 상기 일반식 (82)로 표시되는 2가의 기 및 일반식 (83)으로 표시되는 2가의 기가 형성되는 위치는 특별히 한정되지 않고, R801∼R808의 가능한 위치에 있어서 상기 기를 형성할 수 있다.
(일반식 (9)로 표시되는 화합물)
일반식 (9)로 표시되는 화합물에 대해서 설명한다.
[화학식 73]
(상기 일반식 (9)에 있어서,
A91 고리 및 A92 고리는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환이며,
A91 고리 및 A92 고리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 고리는
하기 일반식 (92)로 표시되는 구조의 *와 결합한다.)
[화학식 74]
(상기 일반식 (92)에 있어서,
A93 고리는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환이며,
X9는 NR93, C(R94)(R95), Si(R96)(R97), Ge(R98)(R99), 산소 원자, 황 원자 또는 셀레늄 원자이고,
R91 및 R92는
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 단환을 형성하거나,
서로 결합하여 치환 혹은 무치환의 축합환을 형성하거나, 또는
서로 결합하지 않으며,
상기 단환을 형성하지 않고, 또한 상기 축합환을 형성하지 않는 R91 및 R92, 그리고 R93∼R99는 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이다.)
A91 고리 및 A92 고리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 고리는 상기 일반식 (92)로 표시되는 구조의 *와 결합한다. 즉, 일 실시형태에 있어서, A91 고리의 상기 방향족 탄화수소환의 고리 형성 탄소 원자, 또는 상기 복소환의 고리 형성 원자는 상기 일반식 (92)로 표시되는 구조의 *와 결합한다. 또한, 일 실시형태에 있어서, A92 고리의 상기 방향족 탄화수소환의 고리 형성 탄소 원자, 또는 상기 복소환의 고리 형성 원자는 상기 일반식 (92)로 표시되는 구조의 *와 결합한다.
일 실시형태에 있어서, A91 고리 및 A92 고리 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에 하기 일반식 (93)으로 표시되는 기가 결합한다.
[화학식 75]
(상기 일반식 (93)에 있어서,
Ar91 및 Ar92는 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
L91∼L93은 각각 독립적으로
단일 결합,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 2가의 복소환기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 2가의 복소환기로 이루어진 군으로부터 선택되는 2∼4개 결합하여 형성되는 2가의 연결기이며,
상기 일반식 (93) 중의 *는 A91 고리 및 A92 고리 중 어느 하나와의 결합 위치를 나타낸다.)
일 실시형태에 있어서, A91 고리에 더하여, A92 고리의 상기 방향족 탄화수소환의 고리 형성 탄소 원자, 또는 상기 복소환의 고리 형성 원자는 상기 일반식 (92)로 표시되는 구조의 *와 결합한다. 이 경우, 상기 일반식 (92)로 표시되는 구조는 서로 동일하여도 좋고 상이하여도 좋다.
일 실시형태에 있어서, R91 및 R92는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기이다.
일 실시형태에 있어서, R91 및 R92는 서로 결합하여 플루오렌 구조를 형성한다.
일 실시형태에 있어서, 고리 A91 및 고리 A92는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환이며, 예컨대 치환 혹은 무치환의 벤젠환이다.
일 실시형태에 있어서, 고리 A93은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환이며, 예컨대 치환 혹은 무치환의 벤젠환이다.
일 실시형태에 있어서, X9는 산소 원자 또는 황 원자이다.
(일반식 (10)으로 표시되는 화합물)
일반식 (10)으로 표시되는 화합물에 대해서 설명한다.
[화학식 76]
[화학식 77]
(상기 일반식 (10)에 있어서,
Ax1 고리는 인접 고리의 임의의 위치에서 축합하는 상기 일반식 (10a)로 표시되는 고리이고,
Ax2 고리는 인접 고리의 임의의 위치에서 축합하는 상기 일반식 (10b)로 표시되는 고리이며,
상기 일반식 (10b) 중의 2개의 *는 Ax3 고리의 임의의 위치와 결합하고,
XA 및 XB는 각각 독립적으로 C(R1003)(R1004), Si(R1005)(R1006), 산소 원자 또는 황 원자이며,
Ax3 고리는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환이고,
Ar1001은
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이며,
R1001∼R1006은 각각 독립적으로
수소 원자,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼50의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼50의 시클로알킬기,
-Si(R901)(R902)(R903)으로 표시되는 기,
-O-(R904)로 표시되는 기,
-S-(R905)로 표시되는 기,
-N(R906)(R907)로 표시되는 기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼50의 복소환기이고,
mx1은 3이며, mx2는 2이고,
복수의 R1001은 서로 동일하거나 또는 상이하며,
복수의 R1002는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
ax는 0, 1 또는 2이며,
ax가 0 또는 1인 경우, 「3-ax」로 표시되는 괄호 안의 구조는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
ax가 2인 경우, 복수의 Ar1001은 서로 동일하거나 또는 상이하다.)
일 실시형태에 있어서, Ar1001은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 아릴기이다.
일 실시형태에 있어서, Ax3 고리는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼50의 방향족 탄화수소환이고, 예컨대 치환 혹은 무치환의 벤젠환, 치환 혹은 무치환의 나프탈렌환, 또는 치환 혹은 무치환의 안트라센환이다.
일 실시형태에 있어서, R1003 및 R1004는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼50의 알킬기이다.
일 실시형태에 있어서, ax는 1이다.
[제3 실시형태]
(유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법)
제3 실시형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법(이하, 제3 실시형태의 제조 방법이라고도 부름)은, 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 제1 발광층 및 제2 발광층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법이다.
제3 실시형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하는 상기 제1 발광층을 형성하는 공정과, 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하는 상기 제2 발광층을 형성하는 공정을 갖는다.
제1 호스트 재료와 제2 호스트 재료는 서로 상이하다.
제1 발광성 화합물과 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하다.
제1 발광층을 형성하는 공정 및 제2 발광층을 형성하는 공정에서 이용하는 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료는, 하기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 6)을 충족시키는 재료로부터 선택된다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
D1≥3.0×10-9(cm2/s) …(수학식 6)
(상기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 6)에 있어서,
T1(H1)은 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)이고,
T1(H2)은 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이며,
D1은 확산 방정식으로부터 산출된 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수이다.)
제3 실시형태의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은, 상기 제1 호스트 재료에 제1 인광 착체를 첨가한 제1 해석층과, 상기 제1 호스트 재료에 제2 인광 착체를 첨가한 제2 해석층이 적층된 확산 속도 해석층을 이용하여, 여기광이 상기 제1 해석층 측으로부터 입사되고, 투과광이 상기 제2 해석층으로부터 투과되도록 하여 측정된 상기 투과광의 과도 PL 스펙트럼에 기초하여 산출되며, 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제1 인광 착체의 삼중항 에너지 T1(C1)이 하기 수식(수학식 X)의 관계를 충족시키고, 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 인광 착체의 삼중항 에너지 T1(C2)이 하기 수식(수학식 Y)의 관계를 충족시킨다.
T1(C1)>T1(H1) …(수학식 X)
T1(H1)>T1(C2) …(수학식 Y)
제3 실시형태의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 500 nm 이하인 것이 바람직하다.
상기 제1 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 보다 바람직하다.
제3 실시형태의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 500 nm 이하인 것이 바람직하다.
상기 제2 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 보다 바람직하다.
제3 실시형태의 제조 방법은,
삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이 3.0×10-9(cm2/s) 이상인 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하는 제1 발광층을 형성하는 공정과,
수식(수학식 1)을 충족시키는 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하는 제2 발광층을 형성하는 공정을 갖는다.
제3 실시형태의 제조 방법에 의해, 예컨대 제1 실시형태에서 설명한 유기 EL 소자가 제조된다. 따라서, 제3 실시형태의 제조 방법에 따르면, 발광 효율이 향상된 유기 EL 소자가 제조된다.
제3 실시형태의 제조 방법에서 이용할 수 있는 제1 호스트 재료, 제1 발광성 화합물, 제2 호스트 재료, 및 제2 발광성 화합물은, 제1 실시형태에서 설명한 제1 호스트 재료, 제1 발광성 화합물, 제2 호스트 재료, 및 제2 발광성 화합물과 동일하며, 바람직한 범위도 동일하다.
제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은, 제1 실시형태에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 산출된다. 상기 확산 계수 D1의 바람직한 범위도 제1 실시형태와 동일하다.
제1 해석층에 포함되는 제1 인광 착체, 및 제2 해석층에 포함되는 제2 인광 착체는, 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)에 따라 선택되는 것이 바람직하다.
예컨대, T1(H1)≥2.0 eV인 경우, 제1 인광 착체는 Ir(ppy)3이며, 제2 인광 착체는 Ir(piq)2(acac)인 것이 바람직하다.
또한, 2.0 eV>T1(H1)≥1.9 eV인 경우, 제1 인광 착체로서는 Ir(ppy)3을 이용할 수 있고, 제2 인광 착체로서는 PtOEP를 이용할 수 있다.
(제1 발광층을 형성하는 공정 및 제2 발광층을 형성하는 공정)
제1 발광층 및 제2 발광층의 형성 방법으로서는, 제1 실시형태의 「층형성 방법」의 항에서 설명한 방법을 들 수 있다.
제1 발광층을 형성하는 공정은, 제1 호스트 재료와, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 발광을 나타내는 제1 발광성 화합물을 공증착함으로써, 제1 발광층을 형성하는 공정인 것이 바람직하다.
제2 발광층을 형성하는 공정은, 제2 호스트 재료와, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 발광을 나타내는 제2 발광성 화합물을 공증착함으로써, 제2 발광층을 형성하는 공정인 것이 바람직하다.
제3 실시형태의 제조 방법은, 양극과 음극의 사이에 제1 발광층을 형성하는 공정과, 제1 발광층과 음극의 사이에 제2 발광층을 형성하는 공정을 갖는 제조 방법이어도 좋고, 양극과 음극의 사이에 제2 발광층을 형성하는 공정과, 제2 발광층과 음극의 사이에 제1 발광층을 형성하는 공정을 갖는 제조 방법이어도 좋다.
또한, 제3 실시형태의 제조 방법은, 1 이상의 유기층을 형성하는 공정을 더 갖고 있어도 좋고, 제1 실시형태에서 설명한 제3 발광층을 형성하는 공정을 갖고 있어도 좋다.
유기층으로서는, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 장벽층 및 전자 장벽층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 층을 들 수 있다.
각 층의 형성 방법으로서는, 제1 실시형태의 「층형성 방법」의 항에서 설명한 방법을 들 수 있다. 제3 실시형태의 제조 방법은, 상기에서 설명한 것 이외에 있어서도, 제1 실시형태에서 설명한 구성을 이용할 수 있다.
[제4 실시형태]
(유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법)
제4 실시형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법(이하, 제4 실시형태의 제조 방법이라고도 부름)은, 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 제1 발광층 및 제2 발광층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법이다.
제4 실시형태의 제조 방법은, 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하는 상기 제1 발광층을 형성하는 공정과, 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하는 상기 제2 발광층을 형성하는 공정을 갖는다.
제1 호스트 재료와 제2 호스트 재료는 서로 상이하다.
제1 발광성 화합물과 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하다.
제1 발광층을 형성하는 공정 및 제2 발광층을 형성하는 공정에서 이용하는 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료는 하기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 10)을 충족시키는 재료로부터 선택된다.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
V1≤-11(mV/nm) …(수학식 10)
(상기 수식 (수학식 1) 및 수식(수학식 10)에 있어서,
T1(H1)은 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)이고,
T1(H2)은 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이며,
V1은 상기 제1 호스트 재료의 표면 전위이다.)
제4 실시형태의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 500 nm 이하인 것이 바람직하다.
상기 제1 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 보다 바람직하다.
제4 실시형태의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 발광성 화합물의 최대 피크 파장은, 500 nm 이하인 것이 바람직하다.
상기 제2 발광성 화합물은, 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 형광 발광을 나타내는 형광 발광성 화합물인 것이 보다 바람직하다.
제4 실시형태의 제조 방법은,
표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하이고, 또한 수식(수학식 1)을 충족시키는 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하는 제1 발광층을 형성하는 공정과,
수식(수학식 1)을 충족시키는 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하는 제2 발광층을 형성하는 공정을 갖는다.
제4 실시형태의 제조 방법에 의해, 예컨대 제2 실시형태에서 설명한 유기 EL 소자가 제조된다. 따라서, 제4 실시형태의 제조 방법에 따르면, 발광 효율이 향상된 유기 EL 소자가 제조된다.
제4 실시형태의 제조 방법에서 이용할 수 있는 제1 호스트 재료, 제1 발광성 화합물, 제2 호스트 재료, 및 제2 발광성 화합물은, 제2 실시형태에서 설명한 제1 호스트 재료, 제1 발광성 화합물, 제2 호스트 재료, 및 제2 발광성 화합물과 동일하며, 바람직한 범위도 동일하다.
제1 호스트 재료의 표면 전위 V1은, 제2 실시형태에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 산출된다. 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1의 바람직한 범위도 제2 실시형태와 동일하다.
(제1 발광층을 형성하는 공정 및 제2 발광층을 형성하는 공정)
제1 발광층 및 제2 발광층의 형성 방법으로서는, 제2 실시형태의 「층형성 방법」의 항에서 설명한 방법을 들 수 있다.
제1 발광층을 형성하는 공정은, 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물(바람직하게는 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 발광을 나타내는 제1 발광성 화합물)을 공증착함으로써, 제1 발광층을 형성하는 공정인 것이 바람직하다.
제2 발광층을 형성하는 공정은, 제2 호스트 재료와, 제2 발광성 화합물(바람직하게는 최대 피크 파장이 500 nm 이하인 발광을 나타내는 제2 발광성 화합물)을 공증착함으로써, 제2 발광층을 형성하는 공정인 것이 바람직하다.
제4 실시형태의 제조 방법은, 양극과 음극의 사이에 제1 발광층을 형성하는 공정과, 제1 발광층과 음극의 사이에 제2 발광층을 형성하는 공정을 갖는 제조 방법이어도 좋고, 양극과 음극의 사이에 제2 발광층을 형성하는 공정과, 제2 발광층과 음극의 사이에 제1 발광층을 형성하는 공정을 갖는 제조 방법이어도 좋다.
제4 실시형태의 제조 방법은, 양극과 음극의 사이에 제1 발광층을 형성하는 공정과, 제1 발광층과 음극의 사이에 제2 발광층을 형성하는 공정을 갖는 제조 방법인 것이 바람직하다.
또한, 제4 실시형태의 제조 방법은, 1 이상의 유기층을 형성하는 공정을 더 갖고 있어도 좋고, 제2 실시형태에서 설명한 제3 발광층을 형성하는 공정을 갖고 있어도 좋다.
유기층으로서는, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 장벽층 및 전자 장벽층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 층을 들 수 있다.
각 층의 형성 방법으로서는, 제2 실시형태의 「층형성 방법」의 항에서 설명한 방법을 들 수 있다. 제4 실시형태의 제조 방법은, 상기에서 설명한 것 이외에 있어서도, 제2 실시형태에서 설명한 구성을 이용할 수 있다.
[제5 실시형태]
(전자 기기)
제5 실시형태에 따른 전자 기기는, 전술한 실시형태 중 어느 하나의 유기 EL 소자를 탑재하고 있다. 전자 기기로서는, 예컨대 표시 장치 및 발광 장치 등을 들 수 있다. 표시 장치로서는, 예컨대 표시 부품(예컨대, 유기 EL 패널 모듈 등), 텔레비전, 휴대전화, 태블릿, 및 퍼스널 컴퓨터 등을 들 수 있다. 발광 장치로서는, 예컨대 조명 및 차량용 등기구 등을 들 수 있다.
[실시형태의 변형]
또한, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변경, 개량 등은 본 발명에 포함된다.
예컨대, 발광층은, 2층에 한정되지 않고, 2를 초과하는 복수의 발광층이 적층되어 있어도 좋다. 유기 EL 소자가 2를 초과하는 복수의 발광층을 갖는 경우, 적어도 2개의 발광층이 상기 실시형태에서 설명한 조건을 충족하고 있으면 좋다. 예컨대, 그 밖의 발광층이, 형광 발광형의 발광층이어도, 삼중항 여기 상태로부터 직접 기저 상태로의 전자 천이에 의한 발광을 이용한 인광 발광형의 발광층이어도 좋다.
또한, 유기 EL 소자가 복수의 발광층을 갖는 경우, 이들 발광층이 서로 인접하여 설치되어 있어도 좋고, 중간층을 통해 복수의 발광 유닛이 적층된, 이른바 탠덤형 유기 EL 소자여도 좋다.
또한, 예컨대 발광층의 음극측에 장벽층을 인접시켜 설치하여도 좋다. 발광층의 음극측에서 직접 접하여 배치된 장벽층은, 정공, 및 여기자 중 적어도 어느 하나를 저지하는 것이 바람직하다.
예컨대, 발광층의 음극측에서 접하여 장벽층이 배치된 경우, 상기 장벽층은, 전자를 수송하고, 또한 정공이 상기 장벽층보다 음극측의 층(예컨대, 전자 수송층)에 도달하는 것을 저지한다. 유기 EL 소자가 전자 수송층을 포함하는 경우는, 발광층과 전자 수송층의 사이에 상기 장벽층을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 여기 에너지가 발광층으로부터 그 주변층으로 누출되지 않도록, 장벽층을 발광층에 인접시켜 설치하여도 좋다. 발광층에서 생성된 여기자가 상기 장벽층보다 전극측의 층(예컨대, 전자 수송층 및 정공 수송층 등)으로 이동하는 것을 저지한다.
발광층과 장벽층은 접합되어 있는 것이 바람직하다.
그 밖에, 본 발명의 실시에 있어서의 구체적인 구조, 및 형상 등은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 하여도 좋다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다.
<화합물>
실시예 1∼5에 따른 유기 EL 소자의 제조에 이용한 제1 호스트 재료를 이하에 나타낸다.
[화학식 78]
[화학식 79]
비교예 1에 따른 유기 EL 소자의 제조에 이용한 비교 화합물의 구조를 이하에 나타낸다.
[화학식 80]
실시예 1∼5 및 비교예 1에 따른 유기 EL 소자의 제조에 이용한 다른 화합물의 구조를 이하에 나타낸다.
[화학식 81]
[화학식 82]
[화학식 83]
<유기 EL 소자의 제작 1>
유기 EL 소자를 이하와 같이 제작하여, 평가하였다.
[실시예 1]
25 mm×75 mm×1.1 mm 두께의 ITO(Indium Tin Oxide) 투명 전극(양극)이 구비된 유리 기판(지오마텍 가부시키가이샤 제조)을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행하였다. ITO 투명 전극의 막 두께는, 130 nm로 하였다.
세정 후의 투명 전극 라인이 구비된 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 쪽의 면 상에 투명 전극을 덮도록 하여, 화합물 HT1 및 화합물 HA1을 공증착하여, 막 두께 10 nm의 정공 주입층(HI)을 형성하였다. 이 정공 주입층 중의 화합물 HT1의 비율을 90 질량%로 하고, 화합물 HA1의 비율을 10 질량%로 하였다.
정공 주입층의 성막에 이어서 화합물 HT1을 증착하여, 막 두께 85 nm의 제1 정공 수송층(HT)을 성막하였다.
제1 정공 수송층의 성막에 이어서 화합물 HT3을 증착하여, 막 두께 5 nm의 제2 정공 수송층(전자 장벽층이라고도 함)(EBL)을 성막하였다.
제2 정공 수송층 상에 화합물 BH1-A(제1 호스트 재료(BH)) 및 화합물 BD(제1 발광성 화합물(BD))를, 화합물 BD의 비율이 2 질량%가 되도록 공증착하여, 막 두께 5 nm의 제1 발광층을 성막하였다.
제1 발광층 상에 화합물 BH2(제2 호스트 재료(BH)) 및 화합물 BD(제2 발광성 화합물(BD))를, 화합물 BD의 비율이 2 질량%가 되도록 공증착하여, 막 두께 15 nm의 제2 발광층을 성막하였다.
제2 발광층 상에 화합물 ET1을 증착하여, 막 두께 5 nm의 제1 전자 수송층(정공 장벽층(HBL)이라 부르는 경우도 있음)을 형성하였다.
제1 전자 수송층 상에 화합물 ET2 및 화합물 Liq를 공증착하여, 막 두께 25 nm의 제2 전자 수송층(ET)을 형성하였다. 이 제2 전자 수송층 중의 화합물 ET2의 비율을 50 질량%로 하고, 화합물 Liq의 비율을 50 질량%로 하였다. 또한, Liq는, (8-퀴놀리놀라토)리튬((8-Quinolinolato)lithium)의 약칭이다.
제2 전자 수송층 상에 화합물 Liq를 증착하여 막 두께 1 nm의 전자 주입층을 형성하였다.
전자 주입층 상에 금속 Al을 증착하여 막 두께 80 nm의 음극을 형성하였다.
실시예 1의 소자 구성을 약식으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/HT1:HA1(10,90%:10%)/HT1(85)/HT3(5)/BH1-A:BD(5,98%:2%)/BH2:BD
(15,98%:2%)/ET1(5)/ET2:Liq(25,50%:50%)/Liq(1)/Al(80)
또한, 괄호 안의 숫자는 막 두께(단위: nm)를 나타낸다.
동 괄호 안에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자(90%:10%)는, 정공 주입층에 있어서의 화합물 HT1 및 화합물 HA1의 비율(질량%)을 나타내고, 퍼센트 표시된 숫자(98%:2%)는, 제1 발광층 또는 제2 발광층에 있어서의 호스트 재료(화합물 BH1-A 또는 BH2) 및 발광성 화합물(화합물 BD)의 비율(질량%)을 나타내며, 퍼센트 표시된 숫자(50%:50%)는, 제2 전자 수송층에 있어서의 화합물 ET2 및 화합물 Liq의 비율(질량%)을 나타낸다.
[실시예 2∼5 및 비교예 1]
실시예 2∼5 및 비교예 1의 유기 EL 소자는, 실시예 1의 제1 발광층 중의 화합물 BH1-A(제1 호스트 재료)를 표 3에 기재된 화합물로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 제작하였다.
<제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1>
실시예 1의 제1 호스트 재료를 이용하여, 이미 설명한 방법으로, 제1 해석층과, 제2 해석층이 적층된 확산 속도 해석층을 구비하는 과도 PL 데이터 측정용 시료를 제작하였다. 이 과도 PL 데이터 측정용 시료를 이용하여 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1을 산출하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
또한, 제1 인광 착체로서, Ir(ppy)3을 이용하고, 제2 인광 착체로서, Ir(piq)2(acac)를 이용하였다.
상기 수식(수학식 10B)에 있어서, 흡광 계수 A는 1.0E5를 이용하고, To=1.0E17(/cm3)을 이용하였다.
상기 수식(수학식 101)에 있어서, Ir(piq)2(acac)의 I(τ)는 I(τ)=exp(-τ/τPH)로 하고, τPH=3.5E-7(s)을 이용하였다.
실시예 1의 과도 PL 데이터 측정용 시료의 구성을 약식으로 나타내면, 다음과 같다.
투과광측/glass(0.7 mm)/BH1-A:Ir(piq)2(acac)(20nm, 95%:5%)/BH1-A:Ir(ppy)3(100 nm,80%:20%)/밀봉 유리(0.6 mm)/입사광측
또한, 괄호 안의 숫자는 막 두께를 나타낸다. 동 괄호 안에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자(95%:5%)는 화합물 BH1-A와 Ir(piq)2(acac)의 비율(질량%)을 나타낸다. 퍼센트 표시된 숫자(80%:20%)는 화합물 BH1-A와 Ir(ppy)3의 비율(질량%)을 나타낸다.
실시예 2∼5 및 비교예 1의 과도 PL 데이터 측정용 시료는, 실시예 1에서 이용한 화합물 BH1-A(제1 호스트 재료)를 표 3에 기재된 화합물로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 제작하였다.
[표 3]
<유기 EL 소자의 평가>
제작한 유기 EL 소자에 대해서, 이하의 평가를 행하였다. 결과를 표 4 및 도 6에 나타낸다.
·TTF 비율
이미 설명한 방법으로 TTF 비율을 측정하였다. 구체적인 측정 조건은 이하와 같다.
각 예에서 제작한 유기 EL 소자에 대하여, 실온(25℃) 하에서 통전하고, 시각 약 3×10-8초의 시점에서 펄스 전압을 제거하였다.
전압 제거 시점을 원점으로 취하고, 전압 제거 후, 1.5×10-5초까지의 광강도의 제곱근의 역수를 플롯한 이 그래프로부터 TTF 비율을 구하였다.
·외부 양자 효율 EQE
전류 밀도가 10 mA/cm2가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카미놀타가부시키가이샤 제조)로 계측하였다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 램버시안 방사를 행했다고 가정하여 외부 양자 효율 EQE(단위: %)를 산출하였다.
[표 4]
표 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 실시예 1∼5의 유기 EL 소자는, 수식(수학식 1)을 충족시키고, 또한 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이 3.0×10-9(cm2/s) 이상인 제1 호스트 재료를 이용하고 있기 때문에, 비교예 1의 유기 EL 소자에 비해 TTF 비율이 높고, 또한 높은 외부 양자 효율 EQE를 나타내었다.
<화합물>
실시예 1A∼4A에 따른 유기 EL 소자의 제조에 이용한 제1 호스트 재료를 이하에 나타낸다. 또한, 화합물 BH1-A1은, 상기 화합물 BH1-E와 동일한 화합물이다. 화합물 BH1-D1은, 상기 화합물 BH1-C와 동일한 화합물이다.
[화학식 84]
[화학식 85]
비교예 1A에 따른 유기 EL 소자의 제조에 이용한 비교 화합물의 구조를 이하에 나타낸다.
[화학식 86]
실시예 1A∼4A 및 비교예 1A에 따른 유기 EL 소자의 제조에 이용한 다른 화합물의 구조를 이하에 나타낸다.
[화학식 87]
[화학식 88]
[화학식 89]
<유기 EL 소자의 제작 2>
유기 EL 소자를 이하와 같이 제작하여, 평가하였다.
[실시예 1A]
25 mm×75 mm×1.1 mm 두께의 ITO(Indium Tin Oxide) 투명 전극(양극)이 구비된 유리 기판(지오마텍 가부시키가이샤 제조)을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행하였다. ITO 투명 전극의 막 두께는, 130 nm로 하였다.
세정 후의 투명 전극 라인이 구비된 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 쪽의 면 상에 투명 전극을 덮도록 하여, 화합물 HT1 및 화합물 HA1을 공증착하여, 막 두께 10 nm의 정공 주입층(HI)을 형성하였다. 이 정공 주입층 중의 화합물 HT1의 비율을 90 질량%로 하고, 화합물 HA1의 비율을 10 질량%로 하였다.
정공 주입층의 성막에 이어서 화합물 HT1을 증착하여, 막 두께 85 nm의 제1 정공 수송층(HT)을 성막하였다.
제1 정공 수송층의 성막에 이어서 화합물 HT3을 증착하여, 막 두께 5 nm의 제2 정공 수송층(전자 장벽층이라고도 함)(EBL)을 성막하였다.
제2 정공 수송층 상에 화합물 BH1-A1(제1 호스트 재료(BH)) 및 화합물 BD(제1 발광성 화합물(BD))을, 화합물 BD의 비율이 2 질량%가 되도록 공증착하여, 막 두께 5 nm의 제1 발광층을 성막하였다.
제1 발광층 상에 화합물 BH2(제2 호스트 재료(BH)) 및 화합물 BD(제2 발광성 화합물(BD))를, 화합물 BD의 비율이 2 질량%가 되도록 공증착하여, 막 두께 15 nm의 제2 발광층을 성막하였다.
제2 발광층 상에 화합물 ET1을 증착하여, 막 두께 5 nm의 제1 전자 수송층(정공 장벽층(HBL)이라 부르는 경우도 있음)을 형성하였다.
제1 전자 수송층 상에 화합물 ET2 및 화합물 Liq를 공증착하여, 막 두께 25 nm의 제2 전자 수송층(ET)을 형성하였다. 이 제2 전자 수송층 중의 화합물 ET2의 비율을 50 질량%로 하고, 화합물 Liq의 비율을 50 질량%로 하였다. 또한, Liq는, (8-퀴놀리놀라토)리튬((8-Quinolinolato)lithium)의 약칭이다.
제2 전자 수송층 상에 화합물 Liq를 증착하여 막 두께 1 nm의 전자 주입층을 형성하였다.
전자 주입층 상에 금속 Al을 증착하여 막 두께 80 nm의 음극을 형성하였다.
실시예 1A의 소자 구성을 약식으로 나타내면, 다음과 같다.
ITO(130)/HT1:HA1(10,90%:10%)/HT1(85)/HT3(5)/BH1-A1:BD(5,98%:2%)/BH2:BD
(15,98%:2%)/ET1(5)/ET2:Liq(25,50%:50%)/Liq(1)/Al(80)
또한, 괄호 안의 숫자는 막 두께(단위: nm)를 나타낸다.
동 괄호 안에 있어서, 퍼센트 표시된 숫자(90%:10%)는, 정공 주입층에 있어서의 화합물 HT1과 화합물 HA1의 비율(질량%)을 나타내고, 퍼센트 표시된 숫자(98%:2%)는, 제1 발광층 또는 제2 발광층에 있어서의 호스트 재료(화합물 BH1-A1 또는 BH2)과 발광성 화합물(화합물 BD)의 비율(질량%)을 나타내며, 퍼센트 표시된 숫자(50%:50%)는 제2 전자 수송층에 있어서의 화합물 ET2와 화합물 Liq의 비율(질량%)을 나타낸다.
[실시예 2A∼4A 및 비교예 1A]
실시예 2A∼4A 및 비교예 1A의 유기 EL 소자는, 실시예 1A의 제1 발광층 중의 화합물 BH1-A1(제1 호스트 재료)을 표 5에 기재된 화합물로 변경한 것 이외에는, 실시예 1A와 동일하게 하여 제작하였다.
<제1 호스트 재료의 표면 전위 V1>
실시예 1A의 제1 호스트 재료(화합물 BH1-A1)를 이용하여, 이미 설명한 방법으로, 표면 전위 측정용 시료 1, 2를 제작하였다.
실시예 1A의 표면 전위 측정용 시료 1, 2의 구성을 약식으로 나타내면, 다음과 같다.
시료 1: 유리 기판(0.7 mm)/ITO(130 nm)/화합물 BH1-A1(20 nm)
시료 2: 유리 기판(0.7 mm)/ITO(130 nm)/화합물 BH1-A1(60 nm)
또한, 괄호 안의 숫자는 막 두께를 나타낸다.
제작한 시료 1, 2를 이용하여, 이미 설명한 방법으로(KP Technology Ltd 제조 UHVKP020의 절차에 따라), 시료 1의 제1 호스트 재료층의 일함수 W(d1)(mV) 및 시료 2의 제1 호스트 재료층의 일함수 W(d2)(mV)를 측정하여, W(d1) 및 W(d2)의 값을 얻었다.
상기 수식(수학식 100)을 이용하여, 실시예 1A의 제1 호스트 재료(화합물 BH1-A1)의 표면 전위 V1(mV/nm)을 산출하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
측정 조건은 이하와 같다.
-조건-
·장치: KP Technology Ltd 제조 UHVKP020
·측정 영역: 10 mmφ
실시예 2A∼4A 및 비교예 1A의 표면 전위 측정용 시료 1, 2는, 실시예 1A에서 이용한 화합물 BH1-A1(제1 호스트 재료)을 표 5에 기재된 화합물로 변경한 것 이외에는, 실시예 1A와 동일한 방법으로 제작하였다. 제작한 표면 전위 측정용 시료 1, 2를 이용하여 실시예 1A와 동일한 방법으로, 실시예 2A∼4A 및 비교예 1A의 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1(mV/nm)을 산출하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
[표 5]
<유기 EL 소자의 평가>
제작한 유기 EL 소자에 대해서, 이하의 평가를 행하였다. 결과를 표 6 및 도 9에 나타낸다.
·외부 양자 효율 EQE
전류 밀도가 10 mA/㎠가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카미놀타 가부시키가이샤 제조)으로 계측하였다. 얻어진 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 램버시안 방사를 행했다고 가정하고 외부 양자 효율 EQE(단위: %)를 산출하였다.
[표 6]
표 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 실시예 1A∼4A의 유기 EL 소자는, 수식(수학식 1)을 충족시키고, 또한 표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하인 제1 호스트 재료를 이용하고 있기 때문에, 비교예 1A의 유기 EL 소자에 비해, 높은 외부 양자 효율 EQE를 나타내었다.
<화합물의 평가 방법>
표 3∼6 중의 화합물에 대해서 이하의 평가를 행하였다.
(삼중항 에너지 T1)
측정 대상이 되는 화합물을 EPA(디에틸에테르:이소펜탄:에탄올=5:5:2(용적비)) 중에, 농도가 10 μmol/L가 되도록 용해하여, 이 용액을 석영 셀 안에 넣어 측정 시료로 하였다. 이 측정 시료에 대해서, 저온(77[K])에서 인광 스펙트럼(종축: 인광 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장값 λedge[nm]에 기초하여, 다음 환산식 (F1)으로부터 산출되는 에너지량을 삼중항 에너지 T1로 하였다. 또한, 삼중항 에너지 T1은, 측정 조건에 따라서는 상하 0.02 eV 정도의 오차가 발생할 수 있다.
환산식 (F1): T1[eV]=1239.85/λedge
인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대값 중, 가장 단파장측의 극대값까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때에, 장파장측을 향해 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라(즉 종축이 증가함에 따라), 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대값을 취하는 점에 있어서 그은 접선(즉 변곡점에 있어서의 접선)은, 상기 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또한, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15% 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 전술한 가장 단파장측의 극대값에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대값에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을 상기 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
인광의 측정에는, (주)히타치하이테크놀로지 제조의 F-4500형 분광 형광 광도계 본체를 이용하였다.
(일중항 에너지 S1)
측정 대상이 되는 화합물의 10 μmol/L 톨루엔 용액을 조제하여 석영 셀에 넣고, 상온(300 K)에서 이 시료의 흡수 스펙트럼(종축: 흡수 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정하였다. 이 흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장값 λedge[nm]를 다음에 나타내는 환산식 (F2)에 대입하여 일중항 에너지를 산출하였다.
환산식 (F2): S1[eV]=1239.85/λedge
흡수 스펙트럼 측정 장치로서는, 히타치사 제조의 분광 광도계(장치명: U3310)를 이용하였다.
흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 흡수 스펙트럼의 극대값 중, 가장 장파장측의 극대값으로부터 장파장 방향으로 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때에, 곡선 상의 각 점에 있어서의 접선을 생각한다. 이 접선은, 곡선이 하강함에 따라(즉 종축의 값이 감소함에 따라), 기울기가 감소하고 그 후 증가하는 것을 반복한다. 기울기의 값이 가장 장파장측(단, 흡광도가 0.1 이하가 되는 경우는 제외함)에서 극소값을 취하는 점에 있어서 그은 접선을 상기 흡수 스펙트럼의 장파장측의 하강에 대한 접선으로 한다.
또한, 흡광도의 값이 0.2 이하인 극대점은, 상기 가장 장파장측의 극대값에는 포함시키지 않는다.
(최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO)
최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO는, 대기 하에서, 광전자 분광 장치(리켄케이키 가부시키가이샤 제조, 「AC-3」)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로는, 재료에 광을 조사하고, 그때에 전하 분리에 의해 발생하는 전자량을 측정함으로써, 화합물의 최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO를 측정하였다.
(형광 발광 최대 피크 파장(FL-peak)의 측정)
화합물 BD를, 4.9×10-6 mol/L의 농도로 톨루엔에 용해하여, 화합물 BD의 톨루엔 용액을 조제하였다. 형광 스펙트럼 측정 장치(분광 형광 광도계 F-7000(가부시키가이샤 히타치하이테크사이언스 제조))를 이용하여, 화합물 BD의 톨루엔 용액을 390 nm로 여기한 경우의 형광 발광 최대 피크 파장을 측정하였다.
화합물 BD의 형광 발광 최대 피크 파장은 455 nm였다.
(화합물의 반데르발스 반경)
이미 설명한 방법으로, 「화합물의 반데르발스 반경」을 산출하였다.
화합물 BH1-A의 반데르발스 반경은 1.08 nm로 산출되었다. 화합물 BH1-B의 반데르발스 반경은 1.27 nm로 산출되었다. 화합물 BH1-C의 반데르발스 반경은 1.50 nm로 산출되었다. 화합물 BH1-D의 반데르발스 반경은 1.24 nm로 산출되었다. 화합물 BH1-E의 반데르발스 반경은 1.09 nm로 산출되었다. 화합물 Ref-1의 반데르발스 반경은 1.08 nm로 산출되었다. 화합물 BH1-A1의 반데르발스 반경은 1.09 nm로 산출되었다. 화합물 BH1-B1의 반데르발스 반경은 1.18 nm로 산출되었다. 화합물 BH1-C1의 반데르발스 반경은 1.30 nm로 산출되었다. 화합물 BH1-D1의 반데르발스 반경은 1.50 nm로 산출되었다.
1, 1A…유기 EL 소자
2…기판
3…양극
4…음극
51…제1 발광층
52…제2 발광층
6…정공 주입층
7…정공 수송층
8…전자 수송층
9…전자 주입층.
2…기판
3…양극
4…음극
51…제1 발광층
52…제2 발광층
6…정공 주입층
7…정공 수송층
8…전자 수송층
9…전자 주입층.
Claims (20)
- 양극과,
음극과,
상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 발광층
을 가지며,
상기 발광층은 제1 발광층 및 제2 발광층을 포함하고,
상기 제1 발광층은 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하며,
상기 제2 발광층은 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하고,
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하며,
상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하고,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 하기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키며,
확산 방정식으로부터 산출한 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1이 3.0×10-9(cm2/s) 이상인
유기 일렉트로루미네센스 소자.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1) - 제1항에 있어서,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은, 상기 제1 호스트 재료에 제1 인광 착체를 첨가한 제1 해석층과, 상기 제1 호스트 재료에 제2 인광 착체를 첨가한 제2 해석층이 적층된 확산 속도 해석층을 이용하여, 여기광이 상기 제1 해석층 측으로부터 입사되고, 투과광이 상기 제2 해석층으로부터 투과되도록 하여 측정된 상기 투과광의 과도 PL 스펙트럼에 기초하여, 확산 방정식으로부터 산출되며,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제1 인광 착체의 삼중항 에너지 T1(C1)이 하기 수식(수학식 X)의 관계를 충족시키고,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 인광 착체의 삼중항 에너지 T1(C2)이 하기 수식(수학식 Y)의 관계를 충족시키는
유기 일렉트로루미네센스 소자.
T1(C1)>T1(H1) …(수학식 X)
T1(H1)>T1(C2) …(수학식 Y) - 제2항에 있어서,
상기 제1 인광 착체가 Ir(ppy)3이고,
상기 제2 인광 착체가 Ir(piq)2(acac)인
유기 일렉트로루미네센스 소자. - 양극과,
음극과,
상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 발광층
을 가지며,
상기 발광층은 제1 발광층 및 제2 발광층을 포함하고,
상기 제1 발광층은 제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하며,
상기 제2 발광층은 제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하고,
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하며,
상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하고,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 하기 수식(수학식 1)의 관계를 충족시키며,
상기 제1 호스트 재료의 표면 전위 V1이 -11(mV/nm) 이하인
유기 일렉트로루미네센스 소자.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1) - 제4항에 있어서,
상기 양극과 상기 음극의 사이에 상기 제1 발광층을 포함하고, 상기 제1 발광층과 상기 음극의 사이에 상기 제2 발광층을 포함하는
유기 일렉트로루미네센스 소자. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광성 화합물의 최대 피크 파장이 500 nm 이하인
유기 일렉트로루미네센스 소자. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 발광성 화합물의 최대 피크 파장이 500 nm 이하인
유기 일렉트로루미네센스 소자. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 호스트 재료의 최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO(H1)의 절대값과,
상기 제1 발광성 화합물의 최고 피점 궤도의 에너지 준위 HOMO(D1)의 절대값이, 하기 수식(수학식 2)의 관계를 충족시키는
유기 일렉트로루미네센스 소자.
|HOMO(H1)|-|HOMO(D1)|≥0.2 eV …(수학식 2) - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광성 화합물의 삼중항 에너지 T1(D1)과 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이 하기 수식(수학식 3)의 관계를 충족시키는
유기 일렉트로루미네센스 소자.
T1(D1)>T1(H2) …(수학식 3) - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 호스트 재료의 전자 이동도 μe(H2)와 상기 제1 호스트 재료의 전자 이동도 μe(H1)가 하기 수식(수학식 4)의 관계를 충족시키는
유기 일렉트로루미네센스 소자.
μe(H2)>μe(H1) …(수학식 4) - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 호스트 재료의 일중항 에너지 S1(H1)과 상기 제2 호스트 재료의 일중항 에너지 S1(H2)이 하기 수식(수학식 5)의 관계를 충족시키는
유기 일렉트로루미네센스 소자.
S1(H1)>S1(H2) …(수학식 5) - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
분자 궤도 계산에 의해 산출되는 상기 제1 호스트 재료의 반데르발스 반경이 1.08 nm 이상인
유기 일렉트로루미네센스 소자. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광층의 막 두께가 2 nm 이상 20 nm 이하인
유기 일렉트로루미네센스 소자. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네센스 소자를 탑재한 전자 기기.
- 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 제1 발광층 및 제2 발광층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법으로서,
제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하는 상기 제1 발광층을 형성하는 공정과,
제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하는 상기 제2 발광층을 형성하는 공정
을 가지며,
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하고,
상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 제1 발광층을 형성하는 공정 및 상기 제2 발광층을 형성하는 공정에서 이용하는 상기 제1 호스트 재료 및 상기 제2 호스트 재료는 하기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 6)을 충족시키는 재료로부터 선택되는
유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
D1≥3.0×10-9(cm2/s) …(수학식 6)
(상기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 6)에 있어서,
T1(H1)은 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)이고,
T1(H2)은 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이며,
D1은 확산 방정식으로부터 산출된 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수이다.) - 제15항에 있어서,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)의 확산 계수 D1은, 상기 제1 호스트 재료에 제1 인광 착체를 첨가한 제1 해석층과, 상기 제1 호스트 재료에 제2 인광 착체를 첨가한 제2 해석층이 적층된 확산 속도 해석층을 이용하여, 여기광이 상기 제1 해석층 측으로부터 입사되고, 투과광이 상기 제2 해석층으로부터 투과되도록 하여 측정된 상기 투과광의 과도 PL 스펙트럼에 기초하여, 확산 방정식으로부터 산출되며,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제1 인광 착체의 삼중항 에너지 T1(C1)이 하기 수식(수학식 X)의 관계를 충족시키고,
상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)과 상기 제2 인광 착체의 삼중항 에너지 T1(C2)이 하기 수식(수학식 Y)의 관계를 충족시키는
유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법.
T1(C1)>T1(H1) …(수학식 X)
T1(H1)>T1(C2) …(수학식 Y) - 제16항에 있어서,
상기 제1 인광 착체가 Ir(ppy)3이고,
상기 제2 인광 착체가 Ir(piq)2(acac)인
유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법. - 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치된 제1 발광층 및 제2 발광층을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법으로서,
제1 호스트 재료와 제1 발광성 화합물을 포함하는 상기 제1 발광층을 형성하는 공정과,
제2 호스트 재료와 제2 발광성 화합물을 포함하는 상기 제2 발광층을 형성하는 공정
을 가지며,
상기 제1 호스트 재료와 상기 제2 호스트 재료는 서로 상이하고,
상기 제1 발광성 화합물과 상기 제2 발광성 화합물이 서로 동일하거나 또는 상이하며,
상기 제1 발광층을 형성하는 공정 및 상기 제2 발광층을 형성하는 공정에서 이용하는 상기 제1 호스트 재료 및 상기 제2 호스트 재료는 하기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 10)을 충족시키는 재료로부터 선택되는
유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법.
T1(H1)>T1(H2) …(수학식 1)
V1≤-11(mV/nm) …(수학식 10)
(상기 수식(수학식 1) 및 수식(수학식 10)에 있어서,
T1(H1)은 상기 제1 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H1)이고,
T1(H2)은 상기 제2 호스트 재료의 삼중항 에너지 T1(H2)이며,
V1은 상기 제1 호스트 재료의 표면 전위이다.) - 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광성 화합물의 최대 피크 파장이 500 nm 이하인
유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법. - 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 발광성 화합물의 최대 피크 파장이 500 nm 이하인
유기 일렉트로루미네센스 소자의 제조 방법.
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