KR20240026147A - 유기 발광 소자 및 막 - Google Patents
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Abstract
하기의 각 일반식으로 나타나는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 우수한 발광 특성을 갖는다. X1, X2는 일방이 N, 타방이 B; R1~R26, A1, A2는 H, D 또는 치환기; R112와 R113의 일방은 CN이거나 트라이아진일기; 타방과 R111, R114, R115는 H, D, 치환 아미노기를 포함하는 도너성기, 또는 아릴기이지만, 적어도 하나는 치환 또는 축환 카바졸-9-일기이다.
Description
본 발명은, 양호한 발광 특성을 갖는 유기 발광 소자 및 막에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED) 등의 유기 발광 소자의 발광 효율을 높이는 연구가 활발히 행해지고 있다.
예를 들면, 비특허문헌 1에는, 5,9-Diphenyl-5H,9H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborine (DABNA-1)과 같이 다중 공명 효과를 발현하는 화합물을 이용함으로써, 역계간 교차 과정에 의한 열활성형 지연 형광을 발현하여, 반값폭이 좁고 색순도가 높은 발광을 실현한 것이 기재되어 있다. 이와 같은 발광은, 높은 발광 효율을 달성할 수 있는 점에서, 디스플레이를 지향한 용도에 있어서 유용하다.
또, 비특허문헌 1 및 2에는, DABNA-1을 수식함으로써, 최고 피천이 분자 궤도(HOMO) 및 최저 공분자 궤도(LUMO) 등의 에너지 준위를 조정하고, 또 발광에 기여하는 형광 방사 과정이나 역계간 교차 과정을 촉진하여, 일렉트로 루미네선스 양자 효율을 개선한 것이 기재되어 있다.
비특허문헌 1: Adv. Mater. 2016, 28, 2777-2781
비특허문헌 2: Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 11316-11320
이와 같이 다중 공명 효과를 발현하는 화합물에 관한 연구가 다양하게 행해지고 있지만, 그 구조와 발광 특성의 관계에 대해서는 미지(未知)인 점도 많다. 실용성이 있는 발광 소자를 제조하기 위해서는, 조금이라도 발광 특성이 우수한 재료를 제공하는 것이 필요하게 되었다. 또, 발광 특성이 우수한 재료를 제공할 뿐만 아니라, 그것과 조합하여 이용하는 재료도 선택함으로써, 한층 발광 특성이 우수한 유기 발광 소자를 제공할 것도 요망된다.
따라서, 본 발명자들은, 다중 공명 효과를 발현하는 화합물의 유도체를 개발함과 함께, 그것과 조합하여 이용하는 재료를 선택함으로써, 한층 발광 특성이 우수한 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 하여 예의 검토를 진행했다.
예의 검토를 진행한 결과, 본 발명자들은, 다중 공명 효과를 발현하는 화합물 중에서도 특정 구조를 갖는 것이 우수한 발광 특성을 갖는 것을 발견했다. 그리고, 그 우수한 발광 특성은, 특정 구조를 갖는 재료와 조합하여 이용함으로써, 한층 양호해지는 것을 알아냈다. 본 발명은, 이와 같은 지견(知見)에 근거하여 제안된 것이며, 이하의 구성을 갖는다.
[1]
하기 일반식 (1)로 나타나는 화합물 및 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
일반식 (1)
[화학식 1]
[일반식 (1)에 있어서, X1 및 X2는, 일방이 질소 원자이며, 타방이 붕소 원자이다. R1~R26, A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R17과 R18, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R21과 R22, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26은, 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 단, X1이 질소 원자일 때, R17과 R18은 서로 결합하여 단결합이 되어 피롤환을 형성하고, X2가 질소 원자일 때, R21과 R22는 서로 결합하여 단결합이 되어 피롤환을 형성한다. 단, X1이 질소 원자이며, R7과 R8 및 R21과 R22가 질소 원자를 개재하여 결합하여 6원환을 형성하고, R17과 R18이 서로 결합하여 단결합을 형성하고 있을 때, R1~R6 중 적어도 하나는 치환 혹은 무치환의 아릴기이거나, R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6 중 어느 하나가 서로 결합하여 방향환 또는 복소 방향환을 형성하고 있다.]
일반식 (2)
[화학식 2]
[일반식 (2)에 있어서, R112와 R113 중 일방은, 사이아노기 또는 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기를 나타낸다. R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 아미노기를 포함하는 도너성기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기(치환 아미노기를 포함하는 도너성기는 제외한다)를 나타낸다. 단, R112와 R113 중 타방과, R111, R114, R115 중 적어도 하나는, 각각 독립적으로 카바졸-9-일기(상기 카바졸-9-일기는, 적어도 치환되어 있거나, 추가로 환이 축합되어 있다)이다.]
[2]
일반식 (1)의 R3 및 R6이 모두 치환기인, [1]에 기재된 유기 발광 소자.
[3]
일반식 (1)의 R8 및 R12가 모두 치환기인, [1] 또는 [2]에 기재된 유기 발광 소자. 특히, R8 및 R12가 탄소수 2 이상의 알킬기, 바람직하게는 3 이상의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 3~8의 알킬기, 더 바람직하게는 3 또는 4의 알킬기이다.
[4]
일반식 (1)의 X1이 질소 원자이고, X2가 붕소 원자인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[5]
일반식 (1)의 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -B(R32)-를 형성하고 있고, R32는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타내는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[6]
일반식 (1)의 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -CO-를 형성하고 있는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[7]
일반식 (1)의 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -CS-를 형성하고 있는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[8]
일반식 (1)의 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -N(R27)-을 형성하고 있고, R27은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타내는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[9]
일반식 (1)의 R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26 중 1~6세트가, 서로 결합하여 벤조퓨란환 또는 벤조싸이오펜환을 형성하고 있는, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[10]
일반식 (1)로 나타나는 화합물이 회전 대칭 구조를 갖는, [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[11]
일반식 (1)로 나타나는 화합물이 하기의 어느 하나의 구조를 갖는, [1]에 기재된 유기 발광 소자. 예를 들면, 최상단 좌측의 화합물 이외의 9개의 화합물로 이루어지는 군으로부터 화합물을 선택해도 된다.
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[12]
일반식 (2)의 R112가 사이아노기 또는 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기인, [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[13]
일반식 (2)의 도너성기가 카바졸-9-일 구조를 포함하는, [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 유기 발광 소자.
[14]
상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물 및 상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하는 막.
[15]
상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량이 상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물보다 적은, [14]에 기재된 막.
[16]
상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물 및 상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물보다 최저 여기 일중항 에너지가 높은 호스트 재료를 더 포함하는 [14] 또는 [15]에 기재된 막.
본 발명의 막은, 발광 재료가 우수한 배향성을 나타내고 있으며, 유기 발광 소자에 적합하게 이용할 수 있다. 또, 본 발명의 유기 발광 소자는 우수한 발광 특성을 나타낸다. 특히 본 발명의 유기 발광 소자는, 발광 효율이 높고, 소자 수명이 길며 내구성이 우수하다.
이하에 있어서, 본 발명의 내용에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태나 구체예에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태나 구체예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다. 또, 본 발명에 이용되는 화합물의 분자 내에 존재하는 수소 원자의 일부 또는 전부는 중수소 원자(2H, 듀테륨 D)로 치환할 수 있다. 본 명세서의 화학 구조식에서는, 수소 원자는 H라고 표시하고 있거나, 그 표시를 생략하고 있다. 예를 들면 벤젠환의 환 골격 구성 탄소 원자에 결합하는 원자의 표시가 생략되어 있을 때, 표시가 생략되어 있는 개소에서는 H가 환 골격 구성 탄소 원자에 결합되어 있는 것으로 한다. 본 명세서에서 "치환기"라는 용어는, 수소 원자 및 중수소 원자 이외의 원자 또는 원자단을 의미한다. 한편, "치환 혹은 무치환의"라는 용어는, 수소 원자가 중수소 원자 또는 치환기로 치환되어 있어도 되는 것을 의미한다.
[일반식 (1)로 나타나는 화합물]
하기 일반식 (1)로 나타나는 화합물에 대하여 설명한다.
일반식 (1)
[화학식 4]
일반식 (1)에 있어서, X1 및 X2는, 일방이 질소 원자이며, 타방이 붕소 원자이다. 본 발명의 일 양태에서는, X1이 질소 원자이며, X2가 붕소 원자이다. 이때, R17과 R18은 서로 결합하여 단결합이 되어 피롤환을 형성한다. 본 발명의 다른 일 양태에서는, X1이 붕소 원자이며, X2가 질소 원자이다. 이때, R21과 R22는 서로 결합하여 단결합이 되어 피롤환을 형성한다.
일반식 (1)에 있어서, R1~R26, A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R17과 R18, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R21과 R22, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26은, 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있어도 된다.
R7과 R8이 결합하여 형성하는 환상 구조는, 환 골격 구성 원자로서 붕소 원자와 4개의 탄소 원자를 포함한다. R17과 R18이 결합하여 형성하는 환상 구조는, X1이 붕소 원자일 때, 환 골격 구성 원자로서 붕소 원자와 4개의 탄소 원자를 포함한다. X1이 질소 원자일 때, 환상 구조는 피롤환에 한정된다. R21과 R22가 결합하여 형성하는 환상 구조는, X2가 붕소 원자일 때, 환 골격 구성 원자로서 붕소 원자와 4개의 탄소 원자를 포함한다. X2가 질소 원자일 때, 환상 구조는 피롤환에 한정된다. R7과 R8, R17과 R18, R21과 R22가 서로 결합하여 붕소 원자를 포함하는 환상 구조를 형성할 때, 그 환상 구조는 5~7원환인 것이 바람직하고, 5 또는 6원환인 것이 보다 바람직하며, 6원환인 것이 더 바람직하다. R7과 R8, R17과 R18, R21과 R22가 서로 결합할 때는, 서로 결합하여 단결합, -O-, -S-, -N(R27)-, -C(R28)(R29)-, -Si(R30)(R31)-, -B(R32)-, -CO-, -CS-를 형성하는 것이 바람직하고, -O-, -S- 또는 -N(R27)-을 형성하는 것이 보다 바람직하며, -N(R27)-을 형성하는 것이 더 바람직하다. 여기에서, R27~R32는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로서는, 후술하는 치환기군 A~E 중 어느 하나로부터 선택되는 기를 채용해도 되지만, 치환 혹은 무치환의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기인 것이 바람직하고, 특히 R27은 치환 혹은 무치환의 아릴기인 것이 바람직하다. R27~R32가 치환기일 때, R7과 R8이 서로 결합하여 형성하는 환에 있어서의 R27~R32는 R6 및 R9 중 적어도 일방과 결합하여 추가로 환상 구조를 형성해도 되고, R17과 R18이 서로 결합하여 형성하는 환에 있어서의 R27~R32는 R16 및 R19 중 적어도 일방과 결합하여 추가로 환상 구조를 형성해도 되며, R21과 R22가 서로 결합하여 형성하는 환에 있어서의 R27~R32는 R20 및 R23 중 적어도 일방과 결합하여 추가로 환상 구조를 형성해도 된다. 본 발명의 일 양태에서는, R7과 R8, R17과 R18, R21과 R22 중 1세트만이 서로 결합하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R7과 R8, R17과 R18, R21과 R22 중 2세트만이 서로 결합하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R7과 R8, R17과 R18, R21과 R22의 전부가 서로 결합하고 있다.
R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26이 서로 결합하여 형성하는 환상 구조는, 방향환이어도 되고 지방환이어도 되며, 또 헤테로 원자를 포함하는 것이어도 되고, 또 다른 환이 1환 이상 축합되어 있어도 된다. 여기에서 말하는 헤테로 원자로서는, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 것이 바람직하다. 형성되는 환상 구조의 예로서, 벤젠환, 피리딘환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환, 피롤환, 이미다졸환, 피라졸환, 트라이아졸환, 이미다졸린환, 퓨란환, 싸이오펜환, 옥사졸환, 아이소옥사졸환, 싸이아졸환, 아이소싸이아졸환, 사이클로헥사다이엔환, 사이클로헥센환, 사이클로펜텐환, 사이클로헵타트라이엔환, 사이클로헵타다이엔환, 사이클로헵텐환, 및 이들의 환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 환이 추가로 축합된 환을 들 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 환상 구조는 치환 혹은 무치환의 벤젠환(추가로 환이 축합되어 있어도 된다)이며, 예를 들면, 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있어도 되는 벤젠환이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 환상 구조는 치환 혹은 무치환의 복소 방향환이며, 바람직하게는 벤조퓨란의 퓨란환, 벤조싸이오펜의 싸이오펜환이다. R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26 중, 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있는 조합의 수는 0이어도 되고, 예를 들면 1~6 중 어느 하나여도 된다. 예를 들면 1~4 중 어느 하나여도 되고, 1을 선택하거나, 2를 선택하거나, 3 또는 4를 선택하거나 할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4로부터 선택되는 1세트가 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R5와 R6이 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12로부터 선택되는 1세트가 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R1과 R2, R13과 R14가 모두 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4로부터 선택되는 1세트가 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있으며, 또한, R5와 R6이 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R5와 R6, R19와 R20이 모두 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있다.
인접하는 Rn(n=1~26)과 서로 결합하고 있지 않은 R1~R26은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기이다. 치환기로서는, 후술하는 치환기군 A~E 중 어느 하나로부터 선택되는 기를 채용할 수 있다.
R1~R26이 채용할 수 있는 바람직한 치환기는, 치환 혹은 무치환의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기이며, 예를 들면 치환기는 치환 혹은 무치환의 아릴기여도 되고, 예를 들면 치환기는 치환 혹은 무치환의 알킬기여도 된다. 여기에서 말하는 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기의 치환기도 치환기군 A~E 중 어느 하나로부터 선택되는 기를 채용할 수 있지만, 바람직하게는 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 기이고, 보다 바람직하게는 치환기군 E의 기이며, 무치환이어도 된다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, R1~R6 중 적어도 하나는 치환기이며, 바람직하게는 치환기군 E의 기이다. 예를 들면 R2~R6 중 적어도 하나가 치환기이며, 바람직하게는 치환기군 E의 기이다. 예를 들면, R5 및 R6 중 적어도 하나가 치환기이며, 바람직하게는 치환기군 E의 기이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, R3 및 R6 중 적어도 일방이 치환기이며, 보다 바람직하게는 양방이 치환기이고, 바람직하게는 치환기군 E의 기이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, X1이 질소 원자일 때, R15 및 R20 중 적어도 일방이 치환기이며, 보다 바람직하게는 양방이 치환기이고, 바람직하게는 치환기군 E의 기이다. 이때, R17과 R18은 서로 결합하여 단결합을 형성하고 있다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, X2가 질소 원자일 때, R19 및 R24 중 적어도 일방이 치환기이며, 보다 바람직하게는 양방이 치환기이고, 바람직하게는 치환기군 E의 기이다. 이때, R21과 R22는 서로 결합하여 단결합을 형성하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R8 및 R12 중 적어도 일방이 치환기이며, 바람직하게는 양방이 치환기이다. 본 발명의 일 양태에서는, R8, R10 및 R12가 치환기이다. R8~R12의 치환기로서는, 무치환의 알킬기가 바람직하다. 특히, R8 및 R12가 탄소수 2 이상의 알킬기(바람직하게는 탄소수 3 이상의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 3~8의 알킬기, 더 바람직하게는 3 또는 4의 알킬기)일 때, 막으로 했을 때에 배향성이 높아져 바람직하다. 그중에서도, R8 및 R12가 치환기(바람직하게는 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 2 이상의 알킬기, 더 바람직하게는 탄소수 3 이상의 알킬기, 보다 더 바람직하게는 탄소수 3~8의 알킬기, 특히 바람직하게는 3 또는 4의 알킬기)이며, 또한, R1~R6 중 적어도 하나는 치환기(바람직하게는 치환기군 E의 기)인 경우가 특히 바람직하다. X1이 붕소 원자일 때, R13 및 R17 중 적어도 일방이 치환기이며, 바람직하게는 양방이 치환기이다. 본 발명의 일 양태에서는, X1이 붕소 원자일 때, R13, R15 및 R17이 치환기이다. X1이 붕소 원자일 때, R13~R17의 치환기로서는, 무치환의 알킬기가 바람직하다. X2가 붕소 원자일 때, R22 및 R26 중 적어도 일방이 치환기이며, 바람직하게는 양방이 치환기이다. 본 발명의 일 양태에서는, X2가 붕소 원자일 때, R22, R24 및 R26이 치환기이다. X2가 붕소 원자일 때, R22~R26의 치환기로서는, 무치환의 알킬기가 바람직하다. 일반식 (1) 중에 B라고 표시되는 붕소 원자나, X1 또는 X2가 나타내는 붕소 원자에 결합하는 기의 구체예를 이하에 든다. 단, 본 발명에서 채용할 수 있는 붕소 원자에 결합하는 기는, 이하의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 또한, 본 명세서 중에서는 메틸기는 CH3의 표시를 생략하고 있다. *는 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 5]
이하에 있어서, 일반식 (1)의 R1~R26의 구체예를 든다. R1~R7, X1이 질소 원자일 때의 R13~R21, X2가 질소 원자일 때의 R18~R26으로서 Z1~Z9가 바람직하고, R8~R12, X1이 질소 원자일 때의 R22~R26, X2가 질소 원자일 때의 R13~R17로서 Z1~Z7이 바람직하다. 단, 본 발명에서 채용할 수 있는 붕소 원자에 결합하는 기는, 이하의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. D는 중수소 원자를 나타낸다. *는 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 6]
A1 및 A2는, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기이다. 치환기로서는, 후술하는 치환기군 A~E 중 어느 하나로부터 선택되는 기를 채용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 양태에서는, A1 및 A2는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 중수소 원자이다. 예를 들면, A1 및 A2는 수소 원자이다. 예를 들면, A1 및 A2는 중수소 원자이다.
A1 및 A2 중 일방은 치환기여도 된다. 또, A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환기여도 된다.
A1 및 A2가 채용할 수 있는 바람직한 치환기는, 억셉터성기이다. 억셉터성기는, 하메트의 σp값이 양인 기이다. 여기에서, "하메트의 σp값"은, L. P. 하메트에 의하여 제창된 것이며, 파라 치환 벤젠 유도체의 반응 속도 또는 평형에 미치는 치환기의 영향을 정량화한 것이다. 구체적으로는, 파라 치환 벤젠 유도체에 있어서의 치환기와 반응 속도 상수 또는 평형 상수의 사이에 성립하는 하기 식:
log(k/k0)=ρσp
또는
log(K/K0)=ρσp
에 있어서의 치환기에 특유한 상수(σp)이다. 상기 식에 있어서, k0은 치환기를 갖지 않는 벤젠 유도체의 속도 상수, k는 치환기로 치환된 벤젠 유도체의 속도 상수, K0은 치환기를 갖지 않는 벤젠 유도체의 평형 상수, K는 치환기로 치환된 벤젠 유도체의 평형 상수, ρ는 반응의 종류와 조건에 따라 정해지는 반응 상수를 나타낸다. 본 발명에 있어서의 "하메트의 σp값"에 관한 설명과 각 치환기의 수치에 대해서는, Hansch, C. et. al., Chem. Rev., 91, 165-195(1991)의 σp값에 관한 기재를 참조할 수 있다.
A1 및 A2가 채용할 수 있는 억셉터성기는, 하메트의 σp값이 0.2보다 큰 기인 것이 보다 바람직하다. 하메트의 σp값이 0.2보다 큰 기로서, 사이아노기, 적어도 사이아노기로 치환되어 있는 아릴기, 불소 원자를 포함하는 기, 환 골격 구성 원자로서 질소 원자를 포함하는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기를 들 수 있다. 여기에서 말하는 적어도 사이아노기로 치환되어 있는 아릴기는, 사이아노기 이외의 치환기(예를 들면 알킬기나 아릴기)로 치환되어 있어도 되지만, 사이아노기만으로 치환되어 있는 아릴기여도 된다. 적어도 사이아노기로 치환되어 있는 아릴기는, 적어도 사이아노기로 치환되어 있는 페닐기인 것이 바람직하다. 사이아노기의 치환수는 1 또는 2인 것이 바람직하고, 예를 들면 1이어도 되며, 2여도 된다. 불소 원자를 포함하는 기는, 불소 원자, 불화 알킬기, 불소 원자 또는 불화 알킬기로 적어도 치환된 아릴기를 들 수 있다. 불화 알킬기는, 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수는 1~6인 것이 바람직하며, 1~3인 것이 보다 바람직하다. 또, 환 골격 구성 원자로서 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴기는, 단환이어도 되고, 2개 이상의 환이 축합된 축합환이어도 된다. 축합환인 경우, 축합한 후의 환의 수는 2~6인 것이 바람직하고, 예를 들면 2~4 중에서 선택하거나, 2로 하거나 할 수 있다. 헤테로아릴기를 구성하는 환의 구체예로서, 피리딘환, 피리미딘환, 피라진환, 트라이아진환, 퀴놀린환, 아이소퀴놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 퀴나졸린환이나 퀴녹살린환 이외의 나프티리딘환을 들 수 있다. 헤테로아릴기를 구성하는 환은, 중수소 원자나 치환기로 치환되어 있어도 되고, 치환기로서는 예를 들면, 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 기 또는 2개 이상을 조합하여 형성되는 기를 들 수 있다. A1 및 A2가 채용할 수 있는 억셉터성기로서 특히 바람직한 것은 사이아노기이다.
본 발명의 일 양태에서는, A1 및 A2 중 적어도 일방은 억셉터성기이다. 본 발명의 일 양태에서는, A1 및 A2 중 일방만이 억셉터성기이다. 본 발명의 일 양태에서는, A1 및 A2의 양방이 동일한 억셉터성기이다. 본 발명의 일 양태에서는, A1 및 A2가 서로 상이한 억셉터성기이다. 본 발명의 일 양태에서는, A1 및 A2가 사이아노기이다. 본 발명의 일 양태에서는, A1 및 A2가 할로젠 원자이며, 예를 들면 브로민 원자이다.
이하에 있어서, 본 발명에서 채용할 수 있는 억셉터성기의 구체예를 나타낸다. 단, 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 억셉터성기는 이하의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 본 명세서 중에서는 메틸기는 표시를 생략하고 있다. 이 때문에, 예를 들면 A15이면, 4-메틸페닐기가 2개 포함되는 기를 나타내고 있다. 또 "D"는 중수소 원자를 나타낸다. *는 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 7-1]
[화학식 7-2]
또한, X1이 질소 원자이며, R7과 R8이 질소 원자를 개재하여 결합하여 6원환을 형성하고, R21과 R22가 질소 원자를 개재하여 결합하여 6원환을 형성하며, R17과 R18이 서로 결합하여 단결합을 형성하고 있을 때, R1~R6 중 적어도 하나는 치환 혹은 무치환의 아릴기이거나, R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6 중 어느 하나가 서로 결합하여 방향환(축합되어 있어도 되는 치환 혹은 무치환의 벤젠환) 또는 복소 방향환(바람직하게는 축합되어 있어도 되는 치환 혹은 무치환의 벤조퓨란의 퓨란환, 축합되어 있어도 되는 치환 혹은 무치환의 벤조싸이오펜의 싸이오펜환)을 형성하고 있다.
또, X1이 붕소 원자이고, X2가 질소 원자이며, R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 붕소 원자를 포함하는 환상 구조를 형성하고 있는 경우, 그 환상 구조는 5~7원환이고, 6원환인 경우는 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -B(R32)-, -CO-, -CS- 또는 -N(R27)-을 형성하고 있다. R27은 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
일반식 (1)의 X1이 질소 원자일 때, 본 발명의 화합물은 하기의 골격 (1a)를 갖는다. 일반식 (1)의 X2가 질소 원자일 때, 본 발명의 화합물은 하기의 골격 (1b)를 갖는다.
[화학식 8]
골격 (1a) 및 (1b)에 있어서의 각 수소 원자는, 중수소 원자 또는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 또, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 상세하게는, 일반식 (1)의 대응하는 R1~R26, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다. 골격 (1a) 및 (1b)에 있어서 붕소 원자에 결합하고 있는 페닐기가 모두 메시틸기, 2,6-다이아이소프로필페닐기 또는 2,4,6-트라이아이소프로필페닐기로 치환되어 있는 화합물 등을 예시할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (1a) 및 (1b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (1a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군(一群)으로서, 하기 일반식 (1a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (1a)
[화학식 9]
일반식 (1a)에 있어서, Ar1~Ar4는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R41 및 R42는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m1 및 m2는 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타내고, n1 및 n3은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타내며, n2 및 n4는 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. n1~n4 중 적어도 하나는 1 이상이며, m1 및 m2는 각각 독립적으로 1~5 중 어느 하나의 정수인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에서는, n1~n4는 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, n1~n4 중 적어도 하나는 1 이상이고, 바람직하게는 n1 및 n2 중 적어도 하나는 1 이상이며, n3 및 n4 중 적어도 하나는 1 이상이다. 본 발명의 일 양태에서는, n1 및 n3이 각각 독립적으로 1 또는 2이며, n2 및 n4가 0이다. 본 발명의 일 양태에서는 n2 및 n4가 각각 독립적으로 1 또는 2이며, n1 및 n3이 0이다. 본 발명의 일 양태에서는, n1~n4는 각각 독립적으로 1 또는 2이다. 본 발명의 일 양태에서는, n1과 n3은 동일하고, n2와 n4는 동일하다. 본 발명의 일 양태에서는, n1과 n3은 1이며, n2와 n4는 0이다. 본 발명의 일 양태에서는, n1과 n3은 0이며, n2와 n4는 1이다. 본 발명의 일 양태에서는, n1~n4는 모두 1이다. Ar1~Ar4의 결합 위치는, 카바졸환의 3, 6위 중 적어도 하나여도 되고, 2, 7위 중 적어도 하나여도 되며, 1, 8위 중 적어도 하나여도 되고, 4, 5위 중 적어도 하나여도 된다. Ar1~Ar4의 결합 위치는, 카바졸환의 3, 6위의 양방이어도 되고, 2, 7위의 양방이어도 되며, 1, 8위의 양방이어도 되고, 4, 5위의 양방이어도 된다. 예를 들면, 3, 6위 중 적어도 하나를 바람직하게 선택할 수 있거나, 혹은, 3, 6위의 양방을 더 바람직하게 선택할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, Ar1~Ar4는 모두 동일한 기이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, Ar1~Ar4는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 치환 혹은 무치환의 페닐기 또는 나프틸기이며, 더 바람직하게는 치환 혹은 무치환의 페닐기이다. 치환기로서는 후술하는 치환기군 A~E 중 어느 하나로부터 선택되는 기를 들 수 있지만, 무치환의 페닐기도 바람직하다. Ar1~Ar4의 바람직한 구체예로서, 페닐기, o-바이페닐기, m-바이페닐기, p-바이페닐기, 터페닐기를 들 수 있다.
본 발명의 일 양태에서는, m1 및 m2는 각각 독립적으로 0이다. 본 발명의 일 양태에서는, m1 및 m2는 각각 독립적으로 1~5 중 어느 하나의 정수이다. 본 발명의 일 양태에서는, m1과 m2는 동일하다. 본 발명의 일 양태에서는, R41 및 R42는 탄소수 1~6의 알킬기이며, 예를 들면 탄소수 1~3의 알킬기 중에서 선택하거나, 메틸기를 선택하거나 할 수 있다. 알킬기의 치환 위치는, 붕소 원자에 결합하고 있는 탄소 원자를 1위로 하여, 2위만, 3위만, 4위만, 3위와 5위, 2위와 4위, 2위와 6위, 2위와 4위와 6위 등을 예시할 수 있으며, 적어도 2위인 것이 바람직하고, 적어도 2위와 6위인 것이 보다 바람직하다.
A1 및 A2의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1)의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (1a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (1a)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 예를 들면 바람직한 일군으로서, 하기의 4단째 중앙의 화합물과 하기의 8단째 중앙의 화합물을 제외한, 나머지의 화합물로 이루어지는 군을 들 수 있다.
[화학식 10-1]
[화학식 10-2]
[화학식 10-3]
[화학식 10-4]
[화학식 10-5]
[화학식 10-6]
[화학식 10-7]
이하에 있어서, 일반식 (1a)로 나타나는 화합물의 다른 일군의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (1a)의 화합물은, 하기의 일군의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 11-1]
[화학식 11-2]
[화학식 11-3]
[화학식 11-4]
[화학식 11-5]
[화학식 11-6]
골격 (1b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (1b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (1b)
[화학식 12]
일반식 (1b)에 있어서, Ar5~Ar8은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R43 및 R44는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m3 및 m4는 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타내고, n6 및 n8은 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타내며, n5 및 n7은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Ar5~Ar8, R43 및 R44, m3 및 m4, n5~n8, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1~Ar4, R41 및 R42, m1 및 m2, n1~n4, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다. n5~n8 중 적어도 하나는 1 이상이며, m3 및 m4는 각각 독립적으로 1~5 중 어느 하나의 정수인 것이 바람직하다.
이하에 있어서, 일반식 (1b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (1b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 13]
일반식 (1)의 R7과 R8이 서로 결합하여 N-Ph를 형성할 때, 본 발명의 화합물은 X1이 질소 원자일 때에 예를 들면 하기의 골격 (2a)를 갖고, X2가 질소 원자일 때에 예를 들면 하기의 골격 (2b)를 갖는다. Ph는 페닐기이다.
골격 (2a)
[화학식 14]
골격 (2a) 및 (2b)에 있어서의 각 수소 원자는, 중수소 원자 또는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 또, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 상세하게는, 일반식 (1)의 대응하는 R1~R26, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다. 골격 (2a)에 포함되어 있는 카바졸 부분 구조를 구성하는 벤젠환 중 적어도 하나의 수소 원자는, 치환 혹은 무치환의 아릴기로 치환되어 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (2a) 및 (2b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (2a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (2a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (2a)
[화학식 15]
일반식 (2a)에 있어서, Ar9~Ar14는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. n9, n11, n12, n14는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타내고, n10 및 n13은 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. 단, n9, n10, n12, n13 중 적어도 하나는 1 이상이다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에서는, n9~n14는 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. 본 발명의 일 양태에서는, n9~n14 중 적어도 하나는 1 이상이며, 예를 들면, n9 및 n12를 1 이상으로 하거나, n10 및 n13을 1 이상으로 하거나 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, n9, n10, n12, n13 중 적어도 하나는 1 이상이다. 본 발명의 일 양태에서는, n9 및 n12가 각각 독립적으로 1 또는 2이며, n10, n11, n13, n14가 0이다. 본 발명의 일 양태에서는 n10 및 n13이 각각 독립적으로 1 또는 2이며, n9, n11, n12, n14가 0이다. 본 발명의 일 양태에서는, n9 및 n12가 각각 독립적으로 1 또는 2이고, n10 및 n13이 각각 독립적으로 1 또는 2이며, n11 및 n14가 0이다. 본 발명의 일 양태에서는, n9~n14는 모두 1이다. Ar9~Ar14의 결합 위치는, 카바졸환의 3, 6위로 하거나, 그 외의 위치로 하거나 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, Ar9~Ar14는 모두 동일한 기이다. Ar9~Ar14의 바람직한 기에 대해서는, Ar1~Ar4의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. A1 및 A2의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1)의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (2a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (2a)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 16]
골격 (2b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (2b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (2b)
[화학식 17]
일반식 (2b)에 있어서, Ar15~Ar20은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. n15, n17, n18, n20은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타내고, n16 및 n19는 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Ar15~Ar20, n15~n20, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (2a)의 Ar9~Ar14, n9~n14, A1, A2의 기재를 순서대로 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (2b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (2b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 18]
일반식 (1)의 R7과 R8이 서로 결합하여 단결합을 형성할 때, 본 발명의 화합물은 X1이 질소 원자일 때에 예를 들면 하기의 골격 (3a)를 갖고, X2가 질소 원자일 때에 예를 들면 하기의 골격 (3b)를 갖는다.
[화학식 19]
골격 (3a) 및 (3b)에 있어서의 각 수소 원자는, 중수소 원자 또는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 또, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 상세하게는, 일반식 (1)의 대응하는 R1~R26, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (3a) 및 (3b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (3a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (3a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (3a)
[화학식 20]
일반식 (3a)에 있어서, Ar21~Ar26은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. n21, n23, n24, n26은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타내고, n22 및 n25는 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Ar21~Ar25, n21~n25의 상세에 대해서는, 일반식 (2a)의 Ar9~Ar14, n9~n14, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (3a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (3a)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 21]
골격 (3b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (3b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (3b)
[화학식 22]
일반식 (3b)에 있어서, Ar27~Ar32는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. n27, n29, n30, n32는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타내고, n28 및 n31은 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Ar27~Ar32, n27~n32, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (2b)의 Ar15~Ar20, n15~n20, A1, A2의 기재를 순서대로 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (3b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (3b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 23]
본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 일반식 (1)에 존재하는 카바졸 부분 구조를 구성하는 2개의 벤젠환에 다른 환이 축합되어 있는 화합물을 선택한다. 그중에서도, 벤조퓨란환을 축합한 화합물, 벤조싸이오펜환이 축합된 화합물, 벤젠환이 축합된 화합물을 특히 바람직하게 선택할 수 있다. 이하에 있어서, 이들 환이 축합된 화합물에 대하여 구체예를 들면서 설명한다.
일반식 (1)에 존재하는 카바졸 부분 구조를 구성하는 2개의 벤젠환 중 붕소 원자가 직접 결합하고 있지 않은 벤젠환에, 벤조퓨란환 또는 벤조싸이오펜환을 축합한 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 그와 같은 화합물의 예로서, 하기의 골격 (4a)를 갖는 화합물과, 하기의 골격 (4b)를 갖는 화합물을 예시할 수 있다.
[화학식 24]
골격 (4a) 및 (4b)에 있어서, Y1~Y4는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. 여기에서 말하는 수소 원자 2개는, 붕소 원자에 결합하고 있는 2개의 벤젠환이 서로 연결되어 있지 않은 상태를 나타내고 있다. Y1과 Y2는 동일하고, Y3과 Y4는 동일한 것이 바람직하지만, 각각 상이해도 된다. 본 발명의 일 양태에서는, Y1~Y4는 단결합이다. 본 발명의 일 양태에서는, Y1~Y4는 N(R27)이다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
Z1~Z4는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. Z1과 Z2는 동일하고, Z3과 Z4는 동일한 것이 바람직하지만, 각각 상이해도 된다. 본 발명의 일 양태에서는 Z1~Z4는 산소 원자이다. 이때, 벤조퓨란의 퓨란환이, 골격 (4a) 및 (4b)에 있어서의 카바졸 부분 구조를 구성하는 벤젠환에 축합되어 있다. 축합되어 있는 퓨란환의 방향은 제한되지 않는다. 본 발명의 일 양태에서는 Z1~Z4는 황 원자이다. 이때, 벤조싸이오펜의 싸이오펜환은, 골격 (4a) 및 (4b)에 있어서의 카바졸 부분 구조를 구성하는 벤젠환에 축합되어 있다. 축합되어 있는 싸이오펜환의 방향은 제한되지 않는다.
골격 (4a) 및 (4b)에 있어서의 각 수소 원자는, 중수소 원자 또는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 또, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 상세하게는, 일반식 (1)의 대응하는 R1~R26, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (4a) 및 (4b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (4a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (4a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다. 구체예 중의 X는 산소 원자 또는 황 원자이며, X가 산소 원자인 화합물과 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 이후의 다른 일반식으로 나타나는 화합물의 구체예 중의 X도 동일한 의미를 나타낸다.
일반식 (4a)
[화학식 25]
일반식 (4a)에 있어서, Ar51 및 Ar52는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R51 및 R52는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m51 및 m52는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. n51 및 n52는 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. Y1~Y4는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Z1~Z4는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에서는, n51과 n52는 동일한 수이다. 예를 들면, n51과 n52는 0이어도 되고, n51과 n52는 1이어도 된다. 본 발명의 일 양태에서는, m51과 m52는 동일한 수이다. 본 발명의 일 양태에서는, m51과 m52는 0~3의 정수이다. 예를 들면, m51과 m52는 0이어도 되고, m51과 m52는 1이어도 되며, m51과 m52는 2여도 되고, m51과 m52는 3이어도 된다. Ar51, Ar52, R51, R52, A1, A2의 바람직한 기에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1~Ar4, R41~R42, A1, A2의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (4a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (4a)의 화합물은, 하기의 일군의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. X를 포함하는 구체예에 대해서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 26-1]
[화학식 26-2]
[화학식 26-3]
[화학식 26-4]
[화학식 26-5]
[화학식 26-6]
[화학식 26-7]
이하에 있어서, 일반식 (4a)로 나타나는 화합물의 다른 일군의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (4a)의 화합물은, 하기의 일군의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 27-1]
[화학식 27-2]
골격 (4b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (4b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (4b)
[화학식 28]
일반식 (4b)에 있어서, Ar53 및 Ar54는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R53 및 R54는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m53 및 m54는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. n53 및 n54는 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. Y3 및 Y4는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Z3 및 Z4는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Ar53, Ar54, R53, R54, m53, m54, n53, n54, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (4a)의 Ar51, Ar52, R51, R52, m51, m52, n51, n52, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (4b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (4b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. X를 포함하는 구체예에 대해서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 29]
일반식 (1)에 존재하는 카바졸 부분 구조를 구성하는 2개의 벤젠환 중 붕소 원자가 직접 결합하고 있는 벤젠환에, 벤조퓨란환 또는 벤조싸이오펜환을 축합한 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 그와 같은 화합물의 예로서, 하기의 골격 (5a)를 갖는 화합물과, 하기의 골격 (5b)를 갖는 화합물을 예시할 수 있다.
[화학식 30]
골격 (5a) 및 (5b)에 있어서, Y5~Y8은, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. Z5~Z8은, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. Y5~Y8, Z5~Z8의 상세에 대해서는, 골격 (4a) 및 (4b)의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (5a) 및 (5b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (5a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (5a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (5a)
[화학식 31]
일반식 (5a)에 있어서, Ar55 및 Ar56은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R55 및 R56은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m55 및 m56은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. n55 및 n56은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y5 및 Y6은, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Z5 및 Z6은, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에서는, n55와 n56은 0~2의 정수이다. 예를 들면, n55와 n56은 0이어도 되고, n55와 n56은 1이어도 된다. 본 발명의 일 양태에서는, m51과 m52는 동일한 수이다. m55와 m56의 상세에 대해서는, 일반식 (4a)의 m51과 m52의 기재를 참조할 수 있다. Ar55, Ar56, R55, R56, A1, A2의 바람직한 기에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1, Ar3, R41, R42, A1, A2의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (5a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (5a)의 화합물은, 하기의 일군의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. X를 포함하는 구체예에 대해서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 32-1]
[화학식 32-2]
[화학식 32-3]
[화학식 32-4]
[화학식 32-5]
이하에 있어서, 일반식 (5a)로 나타나는 화합물의 다른 일군의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (5a)의 화합물은, 하기의 일군의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 33]
골격 (5b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (5b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (5b)
[화학식 34]
일반식 (5b)에 있어서, Ar57 및 Ar58은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R57 및 R58은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m57 및 m58은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. n57 및 n58은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y7 및 Y8은, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Z7 및 Z8은, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Ar57, Ar58, R57, R58, m57, m58, n57, n58, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (5a)의 Ar55, Ar56, R55, R56, m55, m56, n55, n56, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (5b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (5b)의 화합물은, 하기의 일군의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. X를 포함하는 구체예에 대해서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 35]
이하에 있어서, 일반식 (5b)로 나타나는 화합물의 다른 일군의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (5b)의 화합물은, 하기의 일군의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 36-1]
[화학식 36-2]
일반식 (1)에 존재하는 카바졸 부분 구조를 구성하는 2개의 벤젠환의 양방에, 벤조퓨란환 또는 벤조싸이오펜환이 축합된 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 그와 같은 화합물의 예로서, 하기의 골격 (6a)를 갖는 화합물과, 하기의 골격 (6b)를 갖는 화합물을 예시할 수 있다.
[화학식 37]
골격 (6a) 및 (6b)에 있어서, Y9~Y12는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. Z9~Z16은, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. Z9~Z16은 동일한 것이 바람직하지만, 상이해도 상관없다. 본 발명의 일 양태에서는, Z9~Z16은 산소 원자이다. 본 발명의 일 양태에서는, Z9~Z16은 황 원자이다. Y9~Y12의 상세에 대해서는, 골격 (4a) 및 (4b)의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (6a) 및 (6b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (6a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (6a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (6a)
[화학식 38]
일반식 (6a)에 있어서, R59 및 R60은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m59 및 m60은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y9 및 Y10은, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Z9~Z12는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R59, R60, m59, m60, Z9~Z12, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (5a)의 R55, R56, m55, m56, A1, A2와, 골격 (6a)에 있어서의 Z9~Z12의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (6a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (6a)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. X를 포함하는 구체예에 대해서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 39-1]
[화학식 39-2]
[화학식 39-3]
[화학식 39-4]
[화학식 39-5]
골격 (6b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (6b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (6b)
[화학식 40]
일반식 (6b)에 있어서, R61 및 R62는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m61 및 m62는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y11 및 Y12는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Z13~Z16은, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R61, R62, m61, m62, Z13~Z16, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (6a)의 R59, R60, m59, m60, A1, A2와, 골격 (6b)에 있어서의 Z13~Z16의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (6b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (6b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. X를 포함하는 구체예에 대해서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 41-1]
[화학식 41-2]
[화학식 41-3]
일반식 (1)에 존재하는 카바졸 부분 구조를 구성하는 2개의 벤젠환 중 붕소 원자가 직접 결합하고 있지 않은 벤젠환에, 벤젠환이 축합된 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 그와 같은 화합물의 예로서, 하기의 골격 (7a)를 갖는 화합물과, 하기의 골격 (7b)를 갖는 화합물을 예시할 수 있다.
[화학식 42]
골격 (7a) 및 (7b)에 있어서, Y21~Y24는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. Y21~Y24의 상세에 대해서는, 골격 (4a) 및 (4b)의 Y1~Y4의 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (7a) 및 (7b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (7a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (7a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (7a)
[화학식 43]
일반식 (7a)에 있어서, Ar71~Ar74는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. n71 및 n73은 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. n72 및 n74는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y21 및 Y22는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에서는, n71~n74는 0~2의 정수이다. 본 발명의 일 양태에서는, n71과 n73은 동일한 수이며, n72와 n74는 동일한 수이다. n71~n74가 동일한 수여도 된다. 예를 들면, n71~n74는 0이어도 된다. n71~n74는 모두 1이어도 된다. 또, 예를 들면, n71과 n73은 0이어도 되고, n72와 n74는 1이어도 된다.
Ar71~Ar74, A1, A2의 바람직한 기에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1~Ar4, A1, A2의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (7a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (7a)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 44]
골격 (7b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (7b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (7b)
[화학식 45]
일반식 (7b)에 있어서, Ar75~Ar78은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. n75 및 n77은 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타낸다. n76 및 n78은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y23 및 Y24는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. n75~n78의 상세한 설명에 대해서는, 순서대로, 일반식 (7a)의 n71~n74의 기재를 참조할 수 있다. Ar75~Ar78의 바람직한 기에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1~Ar4의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (7b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (7b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 46]
일반식 (1)에 존재하는 카바졸 부분 구조를 구성하는 2개의 벤젠환 중 붕소 원자가 직접 결합하고 있는 벤젠환에, 벤젠환이 축합된 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 그와 같은 화합물의 예로서, 하기의 골격 (8a)를 갖는 화합물과, 하기의 골격 (8b)를 갖는 화합물을 예시할 수 있다.
[화학식 47]
골격 (8a) 및 (8b)에 있어서, Y25~Y28은, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. Y25~Y28의 상세에 대해서는, 골격 (4a) 및 (4b)의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (8a) 및 (8b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (8a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (8a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (8a)
[화학식 48]
일반식 (8a)에 있어서, Ar79 및 Ar80은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R71 및 R72는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m71 및 m72는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. n79 및 n80은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y25 및 Y26은, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에서는, n79 및 n80은 0~2의 정수이다. 본 발명의 일 양태에서는, n79와 n80은 동일한 수이며, 예를 들면 모두 0이어도 되고, 모두 1이어도 된다. 본 발명의 일 양태에서는, m71 및 m72는 0~2의 정수이다. 본 발명의 일 양태에서는, m71 및 m72는 동일한 수이며, 예를 들면 모두 0이어도 되고, 모두 1이어도 된다. Ar79, Ar80, R71, R72, A1, A2의 바람직한 기에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1, Ar3, R41, R42, A1, A2의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (8a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (8a)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 49]
골격 (8b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (8b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (8b)
[화학식 50]
일반식 (8b)에 있어서, Ar81 및 Ar82는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R73 및 R74는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m73 및 m74는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. n81 및 n82는 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y27 및 Y28은, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
m73, m74, n81, n82의 상세한 설명에 대해서는, 일반식 (8a)의 m71, m72, n79, n80의 기재를 참조할 수 있다. Ar81, Ar82, R73, R74, A1, A2의 바람직한 기에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1, Ar3, R41, R42, A1, A2의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (8b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (8b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 51]
일반식 (1)에 존재하는 카바졸 부분 구조를 구성하는 2개의 벤젠환의 양방에, 벤젠환이 축합된 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 그와 같은 화합물의 예로서, 하기의 골격 (9a)를 갖는 화합물과, 하기의 골격 (9b)를 갖는 화합물을 예시할 수 있다.
[화학식 52]
골격 (9a) 및 (9b)에 있어서, Y29~Y32는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. Y29~Y32의 상세에 대해서는, 골격 (4a) 및 (4b)의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (9a) 및 (9b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (9a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (9a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (9a)
[화학식 53]
일반식 (9a)에 있어서, R75 및 R76은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m75 및 m76은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y29 및 Y30은, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R75, R76, m75, m76, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (8a)의 R71, R72, m71, m72, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (9a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (9a)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 54-1]
[화학식 54-2]
골격 (9b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (9b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (9b)
[화학식 55]
일반식 (9b)에 있어서, R77 및 R78은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m77 및 m78은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타낸다. Y31 및 Y32는, 각각 독립적으로 수소 원자 2개, 단결합 또는 N(R27)을 나타낸다. R27은, 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R77, R78, m77, m78, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (8a)의 R71, R72, m71, m72, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (9b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (9b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 56]
일반식 (1)로 나타나는 화합물로서는, 분자 내에 4개 이상의 카바졸 부분 구조를 포함하는 화합물도 바람직하다. 그와 같은 화합물의 예로서, 하기의 골격 (10)을 갖는 화합물을 예시할 수 있다.
골격 (10)
[화학식 57]
골격 (10)에 있어서의 각 수소 원자는, 중수소 원자 또는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 또, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 상세하게는, 일반식 (1)의 대응하는 R1~R26, A1, A2의 기재를 참조할 수 있다. 골격 (10)에 포함되어 있는 카바졸 부분 구조를 구성하는 벤젠환 중 적어도 하나의 수소 원자는, 치환 혹은 무치환의 아릴기로 치환되어 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (10)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (10)을 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (10)으로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (10)
[화학식 58]
일반식 (10)에 있어서, Ar91~Ar94는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. n91 및 n93은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타내고, n92 및 n94는 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타낸다. α환, β환, γ환, δ환은 치환되어 있어도 되고, 적어도 하나의 환은, 치환 혹은 무치환의 아릴기로 치환되어 있거나, 치환되어 있어도 되는 벤젠환이 축합되어 있거나, 치환 혹은 무치환의 벤조퓨란의 퓨란환 또는 치환 혹은 무치환의 싸이오펜의 싸이오펜환이 축합되어 있다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에서는, n91~n94는 0~2의 정수이다. 본 발명의 일 양태에서는, n91과 n93은 동일한 수이며, n92와 n94는 동일한 수이다. n91~n94는 전부가 동일한 수여도 되고, 예를 들면 모두 0이어도 되며, 모두 1이어도 된다. Ar91~Ar94의 바람직한 기에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1~Ar4의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, α환과 γ환은 동일한 치환기를 갖고 있거나, 동일한 축합 구조를 갖고 있고, β환과 δ환은 동일한 치환기를 갖고 있거나, 동일한 축합 구조를 갖고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, β환과 δ환이 모두 치환 혹은 무치환의 아릴기로 치환되어 있거나, 치환되어 있어도 되는 벤젠환을 축합하고 있거나, 치환 혹은 무치환의 벤조퓨란의 퓨란환 또는 치환 혹은 무치환의 싸이오펜의 싸이오펜환을 축합하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, α환과 γ환이 모두 치환 혹은 무치환의 아릴기로 치환되어 있거나, 치환되어 있어도 되는 벤젠환이 축합되어 있거나, 치환 혹은 무치환의 벤조퓨란의 퓨란환 또는 치환 혹은 무치환의 싸이오펜의 싸이오펜환이 축합되어 있다. 본 발명의 일 양태에서는, α환, β환, γ환, δ환의 전부가, 치환 혹은 무치환의 아릴기로 치환되어 있거나, 치환되어 있어도 되는 벤젠환이 축합되어 있거나, 치환 혹은 무치환의 벤조퓨란의 퓨란환 또는 치환 혹은 무치환의 싸이오펜의 싸이오펜환이 축합되어 있다. A1 및 A2의 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1)의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (10)으로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (10)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 59-1]
[화학식 59-2]
[화학식 59-3]
일반식 (1)로 나타나는 화합물은, 골격이 대칭성을 갖고 있지 않은 것이어도 된다. 예를 들면, 하기 골격 (11a)나 하기 골격 (11b)와 같은 비대칭 골격을 갖는 화합물이어도 된다.
[화학식 60]
골격 (11a) 및 (11b)에 있어서, Z17 및 Z18은, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 본 발명의 일 양태에서는, 골격 (11a) 및 (11b)에 있어서의 각 수소 원자는, 인접하는 수소 원자와 함께 연결기로 치환되어 환상 구조를 형성하고 있지 않다.
골격 (11a)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (11a)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (11a)
[화학식 61]
일반식 (11a)에 있어서, Ar83~Ar85는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R83 및 R84는 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. Z17은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. m83 및 m84는 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타낸다. n83은 0~4의 정수를 나타내고, n84 및 n85는 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타낸다.
Ar83~Ar85, R83, R84, m83, m84, n83~n85의 상세한 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1, Ar2, Ar4, R41, R42, m1, m2, n1, n2, n4의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (11a)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (11a)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 이하의 구체예에 있어서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 62]
골격 (11b)를 갖는 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (11b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (11b)
[화학식 63]
일반식 (11b)에 있어서, Ar86~Ar88은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택할 수 있다. R86 및 R87은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. Z18은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. m86 및 m87은 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타낸다. n86은 0~4의 정수를 나타내고, n87 및 n88은 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타낸다.
Ar86~Ar88, R86, R87, m86, m87, n86~n88의 상세한 설명과 바람직한 범위에 대해서는, 일반식 (1a)의 Ar1, Ar2, Ar4, R41, R42, m1, m2, n1, n2, n4의 기재를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, 일반식 (11b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (11b)의 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 이하의 구체예에 있어서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 64]
일반식 (1)로 나타나는 화합물로서, R5가 도너성기인 화합물을 바람직하게 채용할 수 있다. R5가 도너성기인 화합물은, 몰 흡광 계수가 높고, 발광 효율이 높은 경향이 있다. 예를 들면, R3이 도너성기인 화합물에 비하여 우수한 발광 특성을 나타낸다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, R3은 도너성기가 아니다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, R1~R7 중에서는 R5만이 도너성기이거나, 모두 도너성기(특히 σp값이 -0.2 이하인 도너성기)가 아니다. 도너성기는, 하메트의 σp값이 음인 기이다. R5의 도너성기는, σP값이 -0.2 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면 -0.4 이하여도 되며, 예를 들면 -0.6 이하여도 된다. 바람직한 도너성기로서, 치환 아미노기를 들 수 있으며, 바람직하게는 치환 혹은 무치환의 다이아릴아미노기이다. 아릴기는, 단환이어도 되고, 2개 이상의 환이 축합된 축합환이어도 된다. 축합환인 경우, 축합한 후의 환의 수는 2~6인 것이 바람직하고, 예를 들면 2~4 중에서 선택하거나, 2로 하거나 할 수 있다. 다이아릴아미노기를 구성하는 2개의 아릴기는 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 2개의 아릴기는 단결합 또는 연결기로 연결되어 있어도 된다. 치환 혹은 무치환의 다이아릴아미노기로서 바람직한 것은, 치환 혹은 무치환의 다이페닐아미노기이다. 2개의 페닐기가 단결합에 의하여 결합한 치환 혹은 무치환의 카바졸-9-일기를 채용해도 되고, 2개의 페닐기가 단결합에 의하여 결합하고 있지 않은 치환 혹은 무치환의 다이페닐아미노기를 채용해도 된다. 일반식 (1)의 R1~R7 중 어느 하나가 치환 아미노기일 때, 적어도 R5가 치환 아미노기인 것이 바람직하고, R5만이 치환 아미노기인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 일 양태에서는, R3은 치환 아미노기가 아니다.
R5가 도너성기이며, X1이 질소 원자일 때, R16 또는 R19가 도너성기인 것이 바람직하고, R19가 도너성기인 것이 보다 바람직하다. 이때, 그 외의 R1~R26은 예를 들면 전부가 수소 원자 또는 중수소 원자여도 되고, 예를 들면 R3, R6, R15, R20 중 적어도 하나가 치환기(바람직하게는 치환 혹은 무치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기)이며 그 외가 수소 원자 또는 중수소 원자여도 된다.
R5가 도너성기이며, X1이 붕소 원자일 때, R20 또는 R23이 도너성기인 것이 바람직하고, R20이 도너성기인 것이 보다 바람직하다. 이때, 그 외의 R1~R26은 예를 들면 전부가 수소 원자 또는 중수소 원자여도 되고, 예를 들면 R3, R6, R19, R24 중 적어도 하나가 치환기(바람직하게는 치환 혹은 무치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기)이며 그 외가 수소 원자 또는 중수소 원자여도 된다.
R5가 도너성기인 화합물의 바람직한 일군으로서, 하기 일반식 (12a)로 나타나는 화합물과 하기 일반식 (12b)로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
일반식 (12a)
[화학식 65]
일반식 (12a) 및 일반식 (12b)에 있어서, Ar1~Ar8은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타내고, 예를 들면 치환 혹은 무치환의 알킬기를 바람직하게 선택하거나, 치환 혹은 무치환의 아릴기를 바람직하게 선택하거나 할 수 있다. R5는 도너성기를 나타낸다. R41~R44는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기를 나타낸다. m1~m4는 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타낸다. n1, n3, n5, n7은 각각 독립적으로 0~4의 정수를 나타내고, n4 및 n8은 0~3의 정수를 나타내며, n2' 및 n6'은 0~2의 정수를 나타낸다. A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Ar1~Ar8, R41~R44, m1~m4, n1, n3~n5, n7, n8, A1, A2의 상세에 대해서는, 일반식 (1a) 및 일반식 (1b)의 대응하는 기재를 참조할 수 있다. 단, 인접하는 탄소 원자에 결합하고 있는 Ar1끼리, 인접하는 탄소 원자에 결합하고 있는 Ar3끼리, 인접하는 탄소 원자에 결합하고 있는 Ar5끼리, 인접하는 탄소 원자에 결합하고 있는 Ar7끼리는, 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있어도 되고, 바람직하게는 벤조퓨란(퓨란환으로 축합) 또는 벤조싸이오펜(싸이오펜환으로 축합)을 형성하고 있어도 된다.
이하에 있어서, 일반식 (12a) 및 일반식 (12b)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 단, 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (12a) 및 일반식 (12b)의 화합물은, 이하의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 이하의 구체예에서는, 식 F1~F56 중의 R과 Ar과 X를 표 중에서 특정함으로써 각 화합물의 구조를 규정하고 있다. R은 하기에 기재하는 A~D 중에서 선택하고, Ar은 하기에 기재하는 a~d 중에서 선택하며, X는 α~γ 중에서 선택한다. 예를 들면 표 중의 No. 1의 화합물은, 식 F1에 있어서, R이 A이며, Ar이 a인 구조를 갖는 화합물이다.
[화학식 66]
[화학식 67]
[화학식 68]
[화학식 69]
[화학식 70]
[화학식 71]
[표 1-1]
[표 1-2]
[표 1-3]
[표 1-4]
[표 1-5]
[표 1-6]
[표 1-7]
[표 1-8]
[표 1-9]
[화학식 72]
본 발명의 일 양태에서는, 상기 골격 (1a)~(12b)는, 다른 환이 더 축합되어 있지 않은 골격이다. 본 발명의 일 양태에서는, 상기 골격 (1a)~(12b)는, 다른 환이 더 축합되어 있어도 되는 골격이다. 여기에서 말하는 다른 환에 대해서는, 상기의 R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26이 서로 결합하여 형성하는 환상 구조의 기재를 참조할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 A1과 A2가 억셉터성기이다. 예를 들면, A1과 A2의 위치가 억셉터성기이며, 골격 (1a)~(12b) 중 어느 하나를 갖는 화합물을 들 수 있다. 억셉터성기의 설명과 구체예에 대해서는, 상기의 일반식 (1)의 A1과 A2의 억셉터성기의 설명과 구체예를 참조할 수 있다.
이하에 있어서, A1과 A2가 억셉터성기인 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 A1과 A2가 억셉터성기인 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 이하의 구체예는, A1과 A2가 모두 "A"인 구조를 갖고 있으며, 그 "A"를 개별적으로 특정함으로써 각 화합물의 구조를 특정하고 있다.
[화학식 73-1]
[화학식 73-2]
[화학식 73-3]
[화학식 73-4]
[화학식 73-5]
[화학식 73-6]
[화학식 73-7]
[화학식 73-8]
[화학식 73-9]
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서 회전 대칭 구조를 갖는 화합물을 선택한다. 본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서 선대칭 구조를 갖는 화합물을 선택한다. 본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서 비대칭 구조를 갖는 화합물을 선택한다.
이하에 비대칭 골격을 갖는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 비대칭 골격을 갖는 화합물이나 비대칭 구조를 갖는 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. X를 포함하는 구체예에 대해서는, 분자 내의 모든 X가 산소 원자인 화합물과, 분자 내의 모든 X가 황 원자인 화합물이 각각 개시되어 있는 것으로 한다. 분자 내의 X의 일부가 산소 원자이고 그 외가 황 원자인 화합물도 채용할 수 있다.
[화학식 74-1]
[화학식 74-2]
[화학식 74-3]
[화학식 74-4]
이하에, 대칭 골격을 갖고 있지만, 치환기가 비대칭으로 결합하고 있기 때문에 비대칭 구조를 갖는 화합물의 구체예를 든다. 본 발명에서 이용할 수 있는 비대칭 구조를 갖는 화합물은, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 75-1]
[화학식 75-2]
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R3은 다이아릴아미노기(다이아릴아미노기를 구성하는 2개의 아릴기는 서로 결합하고 있어도 된다)가 아니다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R3은 수소 원자, 중수소 원자 또는 억셉터성기이다(도너성기가 아니다).
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1a)의 n1~n4 중 적어도 하나가 1 이상이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 일반식 (1a)의 m1 및 m2 중 적어도 하나가 1 이상이다. 본 발명의 더 바람직한 일 양태에서는, 일반식 (1a)의 n1~n4 중 적어도 하나가 1 이상이고, 또한, 일반식 (1a)의 m1 및 m2 중 적어도 하나가 1 이상이다.
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1b)의 n5~n8 중 적어도 하나가 1 이상이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 일반식 (1b)의 m3 및 m4 중 적어도 하나가 1 이상이다. 본 발명의 더 바람직한 일 양태에서는, 일반식 (1b)의 n5~n8 중 적어도 하나가 1 이상이고, 또한, 일반식 (1a)의 m3 및 m4 중 적어도 하나가 1 이상이다.
상기의 m1 및 m2 중 적어도 하나가 1 이상이고, m3 및 m4 중 적어도 하나가 1 이상일 때, R41과 R42 중 적어도 하나와 R43과 R44 중 적어도 하나는 중수소 원자로 치환되어 있어도 되는 알킬기인 것이 바람직하고, 예를 들면 R41~R44의 전부가 중수소 원자로 치환되어 있어도 되는 알킬기이다. 상기의 n1~n4 중 적어도 하나가 1 이상이며, n5~n8 중 적어도 하나가 1 이상일 때, Ar1~Ar4 중 적어도 하나와 Ar5~Ar8 중 적어도 하나는 중수소 원자나 알킬기로 치환되어 있어도 되는 아릴기인 것이 바람직하고, 예를 들면 Ar1~Ar8의 전부가 중수소 원자나 알킬기로 치환되어 있어도 되는 아릴기이다.
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 X1이 붕소 원자이고 R8, R10, R12, R13, R15, R17이 알킬기(또는 메틸기)일 때, R1~R7, R18~R20, R23~R26 중 적어도 하나는 치환기이며, 바람직하게는 치환기군 E의 기이고, 예를 들면 중수소 원자나 알킬기로 치환되어 있어도 되는 아릴기이다. 본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 X2가 붕소 원자이고 R8, R10, R12, R22, R24, R26이 알킬기(또는 메틸기)일 때, R1~R7, R13~R16, R19~R21 중 적어도 하나는 치환기이며, 바람직하게는 치환기군 E의 기이고, 예를 들면 중수소 원자나 알킬기로 치환되어 있어도 되는 아릴기이다.
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 X1이 붕소 원자이고, R8과 R9, R9와 R10 중 어느 1세트와, R15와 R16, R16과 R17 중 어느 1세트가 서로 결합하여 방향환(또는 벤젠환)을 형성하고 있을 때, R1~R7, R18~R20, R23~R26 중 적어도 하나는 치환기이며, 바람직하게는 치환기군 E의 기이고, 예를 들면 중수소 원자나 알킬기로 치환되어 있어도 되는 아릴기이다. 본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 X2가 붕소 원자이고, R8과 R9, R9와 R10 중 어느 1세트와, R22와 R23, R23과 R24 중 어느 1세트가 서로 결합하여 방향환(또는 벤젠환)을 형성하고 있을 때, R1~R7, R13~R16, R19~R21 중 적어도 하나는 치환기이며, 바람직하게는 치환기군 E의 기이고, 예를 들면 중수소 원자나 알킬기로 치환되어 있어도 되는 아릴기이다.
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R9 및 R11은, 사이아노기도 아니고 알킬기도 아니다. 즉, R9와 R11은, 수소 원자, 중수소 원자, 또는, 사이아노기와 알킬기 이외의 치환기이다. 본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R9 및 R11은, 사이아노기도 아니고 tert-뷰틸기도 아니다.
본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R8~R12 중 적어도 하나는 치환기이다.
본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R3은, 치환 아미노기나 아릴기가 아니다. 본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R3은, 치환 아미노기나 페닐기가 아니다. 본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R3은, 다이메틸아미노기, 다이페닐아미노기, 페닐기가 아니다.
본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 일반식 (1)의 R1~R26 중 적어도 하나는 치환기이며, 보다 바람직하게는 R1~R26 중 적어도 하나는 알킬기이고, 예를 들면 탄소수 1~4의 알킬기이다.
일반식 (1)로 나타나는 화합물의 분자량은, 예를 들면 일반식 (1)로 나타나는 화합물을 포함하는 유기층을 증착법에 의하여 제막하여 이용하는 것을 의도하는 경우에는, 1500 이하인 것이 바람직하고, 1200 이하인 것이 보다 바람직하며, 1000 이하인 것이 더 바람직하고, 900 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 분자량의 하한값은, 일반식 (1)로 나타나는 화합물군의 최소 화합물의 분자량이다. 바람직하게는 624 이상이다.
일반식 (1)로 나타나는 화합물은, 금속 원자를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 금속 원자에는 붕소 원자는 포함되지 않는다. 예를 들면, 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 및 붕소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다. 예를 들면, 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 붕소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다. 예를 들면, 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자, 황 원자 및 붕소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다. 예를 들면, 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자 및 붕소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다. 예를 들면, 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 및 붕소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다.
일반식 (1)로 나타나는 화합물은, 이미 알려진 반응을 조합함으로써 합성할 수 있다. 예를 들면, 폐환 반응을 이용하거나, 치환 반응을 이용하거나 함으로써 합성할 수 있다.
본 명세서에 있어서 "알킬기"는, 직쇄상, 분기상, 환상 중 어느 것이어도 된다. 또, 직쇄 부분과 환상 부분과 분기 부분 중 2종 이상이 혼재하고 있어도 된다. 알킬기의 탄소수는, 예를 들면 1 이상, 2 이상, 4 이상으로 할 수 있다. 또, 탄소수는 30 이하, 20 이하, 10 이하, 6 이하, 4 이하로 할 수 있다. 알킬기의 구체예로서, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, tert-뷰틸기, n-펜틸기, 아이소펜틸기, n-헥실기, 아이소헥실기, 2-에틸헥실기, n-헵틸기, 아이소헵틸기, n-옥틸기, 아이소옥틸기, n-노닐기, 아이소노닐기, n-데칸일기, 아이소데칸일기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로헵틸기를 들 수 있다. 치환기인 알킬기는, 아릴기로 더 치환되어 있어도 된다.
"알켄일기"는, 직쇄상, 분기상, 환상 중 어느 것이어도 된다. 또, 직쇄 부분과 환상 부분과 분기 부분 중 2종 이상이 혼재하고 있어도 된다. 알켄일기의 탄소수는, 예를 들면 2 이상, 4 이상으로 할 수 있다. 또, 탄소수는 30 이하, 20 이하, 10 이하, 6 이하, 4 이하로 할 수 있다. 알켄일기의 구체예로서, 에텐일기, n-프로펜일기, 아이소프로펜일기, n-뷰텐일기, 아이소뷰텐일기, n-펜텐일기, 아이소펜텐일기, n-헥센일기, 아이소헥센일기, 2-에틸헥센일기를 들 수 있다. 치환기인 알켄일기는, 치환기로 더 치환되어 있어도 된다.
"아릴기" 및 "헤테로아릴기"는, 단환이어도 되고, 2개 이상의 환이 축합된 축합환이어도 된다. 축합환인 경우, 축합되어 있는 환의 수는 2~6인 것이 바람직하고, 예를 들면 2~4 중에서 선택할 수 있다. 환의 구체예로서, 벤젠환, 피리딘환, 피리미딘환, 트라이아진환, 나프탈렌환, 안트라센환, 페난트렌환, 트라이페닐렌환, 퀴놀린환, 피라진환, 퀴녹살린환, 나프티리딘환을 들 수 있으며, 이들이 축합된 환이어도 된다. 아릴기 또는 헤테로아릴기의 구체예로서, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라센일기, 2-안트라센일기, 9-안트라센일기, 2-피리딜기, 3-피리딜기, 4-피리딜기를 들 수 있다. 아릴기의 환 골격 구성 원자수는 6~40인 것이 바람직하고, 6~20인 것이 보다 바람직하며, 6~14의 범위 내에서 선택하거나, 6~10의 범위 내에서 선택하거나 해도 된다. 헤테로아릴기의 환 골격 구성 원자수는 4~40인 것이 바람직하고, 5~20인 것이 보다 바람직하며, 5~14의 범위 내에서 선택하거나, 5~10의 범위 내에서 선택하거나 해도 된다. "아릴렌기" 및 "헤테로아릴기"는, 아릴기 및 헤테로아릴기의 설명에 있어서의 가수를 1에서 2로 대체한 것으로 할 수 있다.
본 명세서에 있어서 "치환기군 A"란, 하이드록실기, 할로젠 원자(예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자), 알킬기(예를 들면 탄소수 1~40), 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~40), 알킬싸이오기(예를 들면 탄소수 1~40), 아릴기(예를 들면 탄소수 6~30), 아릴옥시기(예를 들면 탄소수 6~30), 아릴싸이오기(예를 들면 탄소수 6~30), 헤테로아릴기(예를 들면 환 골격 구성 원자수 5~30), 헤테로아릴옥시기(예를 들면 환 골격 구성 원자수 5~30), 헤테로아릴싸이오기(예를 들면 환 골격 구성 원자수 5~30), 아실기(예를 들면 탄소수 1~40), 알켄일기(예를 들면 탄소수 1~40), 알카인일기(예를 들면 탄소수 1~40), 알콕시카보닐기(예를 들면 탄소수 1~40), 아릴옥시카보닐기(예를 들면 탄소수 1~40), 헤테로아릴옥시카보닐기(예를 들면 탄소수 1~40), 실릴기(예를 들면 탄소수 1~40의 트라이알킬실릴기) 및 나이트로기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 기 또는 2개 이상을 조합하여 형성되는 기를 의미한다.
본 명세서에 있어서 "치환기군 B"란, 알킬기(예를 들면 탄소수 1~40), 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~40), 아릴기(예를 들면 탄소수 6~30), 아릴옥시기(예를 들면 탄소수 6~30), 헤테로아릴기(예를 들면 환 골격 구성 원자수 5~30), 헤테로아릴옥시기(예를 들면 환 골격 구성 원자수 5~30), 다이아릴아미노기(예를 들면 탄소 원자수 0~20)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 기 또는 2개 이상을 조합하여 형성되는 기를 의미한다.
본 명세서에 있어서 "치환기군 C"란, 알킬기(예를 들면 탄소수 1~20), 아릴기(예를 들면 탄소수 6~22), 헤테로아릴기(예를 들면 환 골격 구성 원자수 5~20), 다이아릴아미노기(예를 들면 탄소 원자수 12~20)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 기 또는 2개 이상을 조합하여 형성되는 기를 의미한다.
본 명세서에 있어서 "치환기군 D"란, 알킬기(예를 들면 탄소수 1~20), 아릴기(예를 들면 탄소수 6~22) 및 헤테로아릴기(예를 들면 환 골격 구성 원자수 5~20)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 기 또는 2개 이상을 조합하여 형성되는 기를 의미한다.
본 명세서에 있어서 "치환기군 E"란, 알킬기(예를 들면 탄소수 1~20) 및 아릴기(예를 들면 탄소수 6~22)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 기 또는 2개 이상을 조합하여 형성되는 기를 의미한다.
본 명세서에 있어서 "치환기"나 "치환 혹은 무치환의"라고 기재되어 있는 경우의 치환기는, 예를 들면 치환기군 A 중에서 선택해도 되고, 치환기군 B 중에서 선택해도 되며, 치환기군 C 중에서 선택해도 되고, 치환기군 D 중에서 선택해도 되며, 치환기군 E 중에서 선택해도 된다.
[일반식 (2)로 나타나는 화합물]
다음으로, 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물에 대하여 설명한다.
일반식 (2)
[화학식 76]
일반식 (2)에 있어서, R112와 R113 중 일방은, 사이아노기 또는 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에서는, R112가 사이아노기이다. 본 발명의 일 양태에서는, R113이 사이아노기이다. 본 발명의 일 양태에서는, R112가 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기이다. 본 발명의 일 양태에서는, R113이 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기이다.
트라이아진일기의 치환기는, 치환기군 A~E 중 어느 하나로부터 선택되는 기를 채용할 수 있지만, 바람직하게는 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 기이며, 보다 바람직하게는 치환기군 E의 기이다. 예를 들면, 알킬기 및 아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 기 또는 2개 이상을 조합한 기에 의하여 치환되어 있어도 되는 아릴기를 들 수 있다. 예를 들면, 무치환의 아릴기를 들 수 있다. 트라이아진일기는, 3위와 5위가 치환되어 있어도 되는 2,4,6-트라이아진일기인 것이 바람직하고, 3위와 5위가 모두 치환되어 있는 2,4,6-트라이아진일기인 것이 보다 바람직하며, 3위와 5위가 모두 치환 혹은 무치환의 아릴기로 치환되어 있는 2,4,6-트라이아진일기인 것이 더 바람직하다.
일반식 (2)에 있어서, R112와 R113의 타방(즉, 사이아노기 또는 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기가 아닌 쪽)과, R111, R114, R115는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 아미노기를 포함하는 도너성기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기(치환 아미노기를 포함하는 도너성기는 제외한다)를 나타낸다. 단, R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115 중 적어도 하나는, 각각 독립적으로 카바졸-9-일기(상기 카바졸-9-일기는, 적어도 치환되어 있거나, 추가로 환이 축합되어 있다)이다.
여기에서 말하는 도너성기란, 상기의 하메트의 σP값이 음인 기를 의미한다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기는 σP값이 -0.2 이하이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기는 σP값이 -0.4 이하이다. 도너성기는 σP값이 -0.6 이하이다.
치환 아미노기를 포함하는 도너성기는, 도너성기 중에 치환 아미노기를 갖는 기를 의미하고 있으며, 치환 아미노기여도 되고, 치환 아미노기가 결합한 기여도 된다. 전형적인 치환 아미노기를 포함하는 도너성기는, 하기 일반식 (3)으로 나타나는 구조를 갖는다.
일반식 (3)
[화학식 77]
일반식 (3)에 있어서, R121과 R122는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 알켄일기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기를 나타낸다. R121과 R122는 서로 결합하여 환상 구조를 형성해도 된다. L은 단결합, 치환 혹은 무치환의 아릴렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴렌기를 나타낸다. 치환기는, 치환기군 A~E 중 어느 하나로부터 선택되는 기를 채용해도 되지만, 치환 혹은 무치환의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기인 것이 바람직하고, 치환기군 E로부터 선택되는 기가 보다 바람직하다. 복수의 치환기가 도입되는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, L의 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기에 도입할 수 있는 치환기는, 일반식 (3)으로 나타나는 기여도 된다. *는, 일반식 (2)에 있어서의 환의 환 골격을 구성하는 탄소 원자 (C)에 대한 결합 위치를 나타낸다.
일반식 (3)으로 나타나는 기는, 카바졸-9-일 구조를 포함하는 것인 것이 바람직하다. 카바졸-9-일 구조는, 치환 혹은 무치환의 카바졸-9-일기(환이 축합되어 있어도 된다)뿐만 아니라, 치환 혹은 무치환의 카바졸-9-일기(환이 축합되어 있어도 된다)로 치환된 기도 포함한다. 또, 카바졸-9-일 구조는 2개 이상 포함되어 있어도 된다.
카바졸-9-일 구조로 축합되어 있는 환은, 방향족 탄화 수소환, 방향족 복소환, 지방족 탄화 수소환 및 지방족 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 환 또는 2개 이상이 축합된 환이다. 2개 이상이 축합되어 있는 경우, 동일 종의 환이 2개 이상 축합된 것이어도 되고, 상이한 종류의 환이 2개 이상 축합된 것이어도 된다. 전자의 예로서는, 벤젠환이 2개 축합된 나프탈렌환을 들 수 있고, 후자의 예로서는, 벤젠환과 퓨란환이 축합된 벤조퓨란환을 들 수 있다. 축합되어 있는 환으로서 바람직한 것은, 방향족 탄화 수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 환 또는 2개 이상이 축합된 환이다.
방향족 탄화 수소환으로서는 벤젠환을 들 수 있다. 방향족 복소환은, 환 골격 구성 원자로서 헤테로 원자를 포함하는 방향성을 나타내는 환을 의미하며, 5~7원환인 것이 바람직하고, 예를 들면 5원환인 것이나, 6원환인 것을 채용하거나 할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 방향족 복소환으로서 퓨란환, 싸이오펜환, 피롤환을 채용할 수 있다. 피롤환의 질소 원자에는, 치환기군 E 중에서 선택한 치환기가 결합하고 있는 것이 바람직하고, 알킬기나 아릴기로 치환되어 있어도 되는 아릴기가 결합하고 있는 것이 보다 바람직하다. 방향족 복소환으로서 바람직한 것은 퓨란환과 싸이오펜환이다. 지방족 탄화 수소환으로서는 사이클로펜타다이엔환을 들 수 있다.
본 발명의 일 양태에서는, 카바졸-9-일 구조로 축합되어 있는 환은, 벤젠환, 퓨란환, 싸이오펜환, 피롤환 및 사이클로펜타다이엔환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 환 또는 2개 이상이 축합된 환으로부터 선택된다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 벤젠환, 퓨란환, 싸이오펜환 및 피롤환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 환 또는 2개 이상이 축합된 환으로부터 선택된다. 본 발명의 더 바람직한 일 양태에서는, 벤젠환, 퓨란환 및 싸이오펜환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 환 또는 2개 이상이 축합된 환으로부터 선택된다.
본 발명의 일 양태에서는, 카바졸-9-일 구조로 축합되어 있는 환은, 벤젠환, 나프탈렌환, 벤조퓨란환, 벤조싸이오펜환, 인돌환이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 카바졸-9-일 구조로 축합되어 있는 환은, 벤젠환, 나프탈렌환, 벤조퓨란환 또는 벤조싸이오펜환이다. 본 발명의 더 바람직한 일 양태에서는, 카바졸-9-일 구조로 축합되어 있는 환은, 벤젠환, 벤조퓨란환 또는 벤조싸이오펜환이다. 본 발명의 특히 바람직한 일 양태에서는, 카바졸-9-일 구조로 축합되어 있는 환은, 벤조퓨란환 또는 벤조싸이오펜환이다. 여기에서 말하는 벤조퓨란환, 벤조싸이오펜환, 인돌환 및 인덴환은 5원환으로 카바졸-9-일 구조를 구성하는 벤젠환에 축합된다.
카바졸-9-일 구조에는, 1~4개소에서 환이 축합되어 있어도 되지만, 1개소 또는 2개소에서 환이 축합되어 있는 것이 바람직하고, 1개소에서 환이 축합되어 있는 것이 보다 바람직하다. 2개소 이상에서 환이 축합되어 있는 경우, 축합되어 있는 환은 서로 동일해도 되고 상이해도 되지만, 동일한 것이 바람직하다.
추가로 환이 축합되어 있어도 되는 카바졸-9-일 구조에는, 치환기가 치환되어 있어도 된다. 그와 같은 치환기는, 예를 들면 치환기군 A~E 중에서 선택할 수 있고, 치환기군 E 중에서 선택하는 것이 바람직하다.
치환 아미노기를 포함하는 도너성기는, 바람직하게는 치환 혹은 무치환의 카바졸-9-일기(환이 축합되어 있어도 된다)이다. 여기에서 말하는 치환 혹은 무치환의 카바졸-9-일기(환이 축합되어 있어도 된다)에 대해서는, 상기의 카바졸-9-일 구조의 설명과 바람직한 범위를 참조할 수 있다.
일반식 (2)에 있어서, R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115 중 적어도 하나는, 각각 독립적으로 카바졸-9-일기(여기에서 말하는 카바졸-9-일기는, 적어도 치환되어 있거나, 추가로 환이 축합되어 있다)이다. 즉, R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115가 취하는 도너성기 중 적어도 하나는, 카바졸-9-일기(여기에서 말하는 카바졸-9-일기는, 적어도 치환되어 있거나, 추가로 환이 축합되어 있다)이다.
본 발명의 일 양태에서는, 여기에서 말하는 카바졸-9-일기는 치환되어 있지만, 또한 환은 축합되어 있지 않다. 본 발명의 일 양태에서는, 여기에서 말하는 카바졸-9-일기는, 환이 축합되어 있지만, 치환은 되어 있지 않다. 본 발명의 일 양태에서는, 여기에서 말하는 카바졸-9-일기는, 환이 축합되어 있으며, 치환도 되어 있다. 치환되어 있는 경우와 추가로 환이 축합되어 있는 경우에 대해서는, 상기의 카바졸-9-일 구조의 대응하는 기재를 참조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 양태에서는, R112와 R113 중 타방과, R111, R114, R115 중 적어도 하나는, 하기 일반식 (4)로 나타나는 구조를 갖는다.
일반식 (4)
[화학식 78]
일반식 (4)에 있어서, X는 O, S, N(R134) 또는 C(R135)(R136)을 나타낸다. 바람직하게는, O, S 또는 N(R134)이고, 보다 바람직하게는 O 또는 S이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, X는 O이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, X는 S이다. 또한, 일반식 (4)에서는, (R133)n3이 결합하고 있는 우상(右上)의 벤젠환과 (R132)n2가 결합하고 있는 중앙의 벤젠환은, X를 개재하는 결합과 단결합으로 연결되어 있지만, 이들 2개의 결합의 위치 관계는 제한되지 않는다. 상기 일반식 (4)에서는 X를 개재하는 결합이 상방에 기재되고, 단결합이 하방에 기재되어 있지만, 일반식 (4)에는 X를 개재하는 결합이 하방이고, 단결합이 상방에 위치하는 구조도 포함된다.
일반식 (4)에 있어서, n1 및 n3은 각각 독립적으로 0~4 중 어느 하나의 정수를 나타내며, 0~2가 바람직하고, 0 또는 1인 것이 보다 바람직하다. n2는 0~2 중 어느 하나의 정수를 나타내며, 0 또는 1인 것이 바람직하다. n1+n2+n3은 0~10 중 어느 하나의 정수이며, 예를 들면 0~4이고, 예를 들면 0~2이다. 본 발명의 일 양태에서는, n1이 1~4이다. 본 발명의 일 양태에서는, n2가 1 또는 2이다. 본 발명의 일 양태에서는, n3이 1~4이다.
일반식 (4)에 있어서, R131~R133은 각각 독립적으로 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기는, 예를 들면 치환기군 A~E로부터 선택할 수 있고, 치환기군 E로부터 선택하는 것이 바람직하다.
일반식 (4)에서는, 인접하는 환 골격 구성 탄소 원자에 결합하고 있는 R131끼리, 인접하는 환 골격 구성 탄소 원자에 결합하고 있는 R132끼리, 인접하는 환 골격 구성 탄소 원자에 결합하고 있는 R133끼리는, 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 형성되는 환상 구조에 대해서는, 상기의 카바졸-9-일 구조에 축합되어 있는 환의 기재를 참조할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 인접하는 환 골격 구성 탄소 원자에 결합하고 있는 R131끼리가 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있으며, 바람직하게는 벤조퓨로 구조 또는 벤조티에노 구조를 형성하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 인접하는 환 골격 구성 탄소 원자에 결합하고 있는 R133끼리가 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있으며, 바람직하게는 벤조퓨로 구조 또는 벤조티에노 구조를 형성하고 있다. 본 발명의 일 양태에서는, R131끼리, R132끼리, R133끼리가 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있지 않다. 또한, R131과 R132, R132와 R133이 서로 결합하여 환상 구조를 형성하는 경우는 없다.
일반식 (4)의 *는 일반식 (2)의 벤젠환 골격 구성 탄소 원자에 대한 결합 위치를 나타낸다.
이하에 있어서, R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115로서 채용할 수 있는 도너성기의 구체예를 나타낸다. 단, 본 발명에서 채용할 수 있는 도너성기는, 이하의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 또한, 이하의 구체예에 있어서, *는 결합 위치를 나타낸다. 메틸기는 표시를 생략하고 있기 때문에, 예를 들면 D2는 1개의 메틸기를 갖고 있다.
[화학식 79-1]
[화학식 79-2]
[화학식 79-3]
[화학식 79-4]
[화학식 79-5]
[화학식 79-6]
[화학식 79-7]
[화학식 79-8]
[화학식 79-9]
[화학식 79-10]
[화학식 79-11]
[화학식 79-12]
[화학식 79-13]
[화학식 79-14]
[화학식 79-15]
[화학식 79-16]
[화학식 79-17]
[화학식 79-18]
[화학식 79-19]
[화학식 79-20]
[화학식 79-21]
[화학식 79-22]
[화학식 79-23]
[화학식 79-24]
상기 D1~D420 내에 존재하는 수소 원자를 전부 중수소 원자로 치환한 것을 D421~D840으로서 개시한다. 상기 D2~6, D19~42, D49~D78, D100, D101, D106, D107, D112, D113, D118, D119, D153~D156, D159~D323, D412~D419 내에 존재하는 치환기인 페닐기 또는 알킬기에 존재하는 모든 수소 원자를 중수소 원자로 치환한 것을 순서대로 D841~D1084로서 개시한다.
본 발명의 일 양태에서는, 도너성기는 D1~D1084로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 적어도 하나는 D2~D1084로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 본 발명의 일 양태에서는, 적어도 하나의 도너성기는 D13~D78, D84~D119, D150~D420으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
일반식 (1)의 R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115는, 치환 혹은 무치환의 아릴기여도 된다. 단, 여기에서 말하는 치환 혹은 무치환의 아릴기로부터는, 치환 아미노기를 포함하는 도너성기는 제외된다. 여기에서 말하는 아릴기에 대해서는, 일반식 (1)에 있어서의 아릴기의 설명을 참조할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 아릴기는 페닐기이다. 본 발명의 일 양태에서는, 아릴기는 1-나프틸기 또는 2-나프틸기이다. 아릴기의 치환기는, 예를 들면 치환기군 A~E 중 어느 하나 중에서 선택할 수 있고, 치환기군 E 중에서 선택하는 것이 바람직하다.
이하에 있어서, R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115가 채용할 수 있는, 치환 혹은 무치환의 아릴기의 구체예를 나타낸다. 단, 본 발명에서 채용할 수 있는 치환 혹은 무치환의 아릴기는, 이들 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 또한, 이하의 구체예에 있어서, 메틸기는 표시를 생략하고 있다. 이 때문에, 예를 들면 Ar4는 메틸기로 치환되고, Ar5는 아이소프로필기로 치환되어 있다. *는 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 80]
상기 Ar1~Ar20 내에 존재하는 수소 원자를 모두 중수소 원자로 치환한 것을 순서대로 Ar21~Ar40으로서 개시한다. 상기 Ar4~Ar20의 치환기인 페닐기 또는 알킬기에 존재하는 모든 수소 원자를 중수소 원자로 치환한 것을 순서대로 Ar41~Ar57로서 개시한다.
본 발명의 일 양태에서는, 치환 혹은 무치환의 아릴기는, Ar1~Ar57 중에서 선택한다. 본 발명의 일 양태에서는, 치환 혹은 무치환의 아릴기는, Ar1~Ar3, Ar19~Ar23, Ar39, Ar40, Ar56, Ar57 중에서 선택한다. 본 발명의 일 양태에서는, 치환 혹은 무치환의 아릴기는, Ar1 또는 Ar21이다. 본 발명의 일 양태에서는, 치환 혹은 무치환의 아릴기는, Ar1, Ar4~Ar18, Ar21, Ar24~Ar38, Ar41~Ar55 중에서 선택한다.
일반식 (1)의 R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115는, 도너성기가 1~4개인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 아릴기가 0~2개인 것이 바람직하며, 수소 원자 또는 중수소 원자가 0~2개인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 4개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 3개이고, 치환 혹은 무치환의 아릴기가 1개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 3개이고, 수소 원자 또는 중수소 원자가 1개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 2개이고, 치환 혹은 무치환의 아릴기가 2개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 2개이고, 치환 혹은 무치환의 아릴기가 1개이며, 수소 원자 또는 중수소 원자가 1개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 2개이고, 수소 원자 또는 중수소 원자가 2개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 1개이고, 치환 혹은 무치환의 아릴기가 2개이며, 수소 원자 또는 중수소 원자가 1개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 1개이고, 치환 혹은 무치환의 아릴기가 1개이며, 수소 원자 또는 중수소 원자가 2개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 1개이고, 수소 원자 또는 중수소 원자가 3개이다.
본 발명의 바람직한 일 양태에서는, 도너성기의 전부가 카바졸-9-일 구조를 갖는다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기 중에 카바졸-9-일 구조를 포함하지 않는 기가 있다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기 중, 카바졸-9-일기(상기 카바졸-9-일기는, 적어도 치환되어 있거나, 추가로 환이 축합되어 있다)는 1개이다. 본 발명의 일 양태에서는, 도너성기가 2개 이상일 때, 카바졸-9-일기(상기 카바졸-9-일기는, 적어도 치환되어 있거나, 추가로 환이 축합되어 있다)는 2개이다.
본 발명의 바람직한 일 양태에서는, R112가 사이아노기 또는 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기이고, R113~R115가 도너성기 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기이다. 본 발명의 일 양태에서는, R111이 수소 원자 또는 중수소 원자이다. 본 발명의 일 양태에서는, R114가 치환 혹은 무치환의 아릴기이다. 본 발명의 일 양태에서는, R113~R115가 도너성기이다.
이하에 있어서, 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 구체예를 든다. 단, 본 발명에서 채용할 수 있는 일반식 (2)로 나타나는 화합물은 이들 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 또한, 하기 구체예 중의 D는 중수소 원자를 나타내고, tBu는 터셔리(tertiary) 뷰틸기를 나타내며, Ph는 페닐기를 나타낸다. 또, 메틸기는 표기를 생략하고 있다. 이 때문에, 예를 들면 T4는 치환기로서 메틸기를 갖는다.
[화학식 81-1]
[화학식 81-2]
[화학식 81-3]
[화학식 81-4]
[화학식 81-5]
[화학식 81-6]
[화학식 81-7]
[화학식 81-8]
[화학식 81-9]
[화학식 81-10]
일반식 (2)로 나타나는 화합물의 분자량은, 예를 들면 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하는 유기층을 증착법에 의하여 제막하여 이용하는 것을 의도하는 경우에는, 1500 이하인 것이 바람직하고, 1200 이하인 것이 보다 바람직하며, 1000 이하인 것이 더 바람직하고, 900 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 분자량의 하한값은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물군의 최소 화합물의 분자량이다.
일반식 (2)로 나타나는 화합물은, 금속 원자를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 일반식 (2)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다. 예를 들면, 일반식 (2)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자 및 산소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다. 예를 들면, 일반식 (2)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다. 예를 들면, 일반식 (2)로 나타나는 화합물로서, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자로 이루어지는 화합물을 선택할 수 있다.
[막]
본 발명의 막은, 일반식 (1)로 나타나는 화합물과 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하는 막이다.
본 발명의 막은, 일반식 (1)로 나타나는 화합물과 일반식 (2)로 나타나는 화합물만으로 구성되어 있어도 되고, 그 외의 재료를 포함하고 있어도 된다. 그 외의 재료로서는, 최저 여기 일중항 에너지가 일반식 (1)로 나타나는 화합물이나 일반식 (2)로 나타나는 화합물보다 큰 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 화합물은 호스트 재료로서 이용할 수 있다. 본 발명의 막에는, 일반식 (1)로 나타나는 화합물이 2종류 이상 포함되어 있어도 된다. 또, 본 발명의 막에는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이 2종류 이상 포함되어 있어도 된다.
일 실시형태에서는, 본 발명의 막은 금속 원소를 포함하지 않는다. 일 실시형태에서는, 본 발명의 막은 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 및 붕소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 구성되는 재료로 구성할 수 있다. 혹은, 본 발명의 막은, 탄소 원자, 수소 원자, 중수소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 붕소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자만으로 구성되는 재료로 구성할 수도 있다.
본 발명의 막에는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이 일반식 (1)로 나타나는 화합물보다 많이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 양태에서는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 100중량부로 했을 때, 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량은 0.1~50중량부이며, 바람직하게는 0.5~20중량부이고, 예를 들면 1~10중량부이다. 본 발명의 막이 호스트 재료를 포함할 때, 호스트 재료와 일반식 (1)로 나타나는 화합물과 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 합계량을 100중량부로 했을 때, 호스트 재료는 35~99중량부인 것이 바람직하고, 45~95중량부인 것이 보다 바람직하며, 예를 들면 50~90중량부로 할 수 있다.
본 발명의 막의 제조 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시형태에서는, 본 발명의 막은, 습식 공정에서 형성할 수 있다. 습식 공정에서는, 본 발명의 화합물을 포함하는 조성물을 용해한 용액을 면에 도포하여, 용매의 제거 후에 막을 형성한다. 습식 공정으로서, 스핀 코트법, 슬릿 코트법, 잉크젯법(스프레이법), 그라비어 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 플렉소 인쇄법을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 습식 공정에서는, 일반식 (1)의 화합물과 일반식 (2)의 화합물을 포함하는 조성물을 용해할 수 있는 적절한 유기 용매를 선택하여 이용한다. 일 실시형태에서는, 조성물에 포함되는 화합물에, 유기 용매에 대한 용해성을 높이는 치환기(예를 들면 알킬기)를 도입할 수 있다. 또, 일 실시형태에서는, 본 발명의 화합물을 포함하는 필름은, 건식 공정에서 형성할 수 있다. 일 실시형태에서는, 건식 공정으로서 진공 증착법을 채용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 진공 증착법을 채용하는 경우는, 필름을 구성하는 화합물을 개별의 증착원으로부터 공증착시켜도 되고, 화합물을 혼합한 단일의 증착원으로부터 공증착시켜도 된다. 단일의 증착원을 이용하는 경우는, 화합물의 분말을 혼합한 혼합 분말을 이용해도 되고, 그 혼합 분말을 압축한 압축 성형체를 이용해도 되며, 각 화합물을 가열 용융하여 냉각한 혼합물을 이용해도 된다. 일 실시형태에서는, 단일의 증착원에 포함되는 복수의 화합물의 증착 속도(중량 감소 속도)가 일치 내지 대략 일치하는 조건에서 공증착을 행함으로써, 증착원에 포함되는 복수의 화합물의 조성비에 대응하는 조성비의 막을 형성할 수 있다. 형성되는 막의 조성비와 동일한 조성비로 복수의 화합물을 혼합하여 증착원으로 하면, 원하는 조성비를 갖는 막을 간편하게 형성할 수 있다. 일 실시형태에서는, 공증착되는 각 화합물이 동일한 중량 감소율이 되는 온도를 특정하여, 그 온도를 공증착 시의 온도로서 채용할 수 있다.
본 발명의 막의 두께는 용도에 따라 적절히 결정할 수 있다. 예를 들면, 발광용으로 이용하는 경우는, 0.5~100μm의 범위 내로 할 수 있다.
본 발명의 막은, 구성 재료의 배향성이 높다. 특히, 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 배향성이 높다. 일반식 (1)로 나타나는 화합물은 막면에 수평 배향하기 때문에, 발광 효율이 높다는 이점을 갖는다. 배향성은, 배향값(S값)으로 평가할 수 있다. 음의 값이 클수록(수치가 작을수록) 배향성이 높은 것을 의미한다. 배향값(S값)은, Scientific Reports 2017, 7, 8405에 기재되는 방법에 의하여 결정할 수 있다. 본 발명의 막에 있어서의 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 배향값은 -0.35 이하인 것이 바람직하고, -0.38 이하인 것이 보다 바람직하며, -0.41 이하인 것이 더 바람직하다.
일 실시형태에서는, 본 발명의 막은 지연 형광을 발한다.
본 개시의 일 실시형태에서는, 본 발명의 막은, 열적 또는 전자적 수단으로 여기될 때, UV 영역, 가시 스펙트럼 중 청색, 녹색, 황색, 오렌지색, 적색 영역(예를 들면 약 420nm~약 500nm, 약 500nm~약 600nm 또는 약 600nm~약 700nm) 또는 근적외선 영역에서 광을 발할 수 있다.
본 발명에 있어서 호스트 재료를 이용하는 경우는, 정공 수송 기능 및 전자 수송 기능을 갖는 유기 화합물 중에서 호스트 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 일 실시형태에서는, 발광층의 호스트 재료는, 방사광의 파장이 증가하는 것을 방지하는 유기 화합물이다. 일 실시형태에서는, 발광층의 호스트 재료는, 높은 유리 전이 온도를 갖는 유기 화합물이다.
몇 개의 실시형태에서는, 호스트 재료는 이하로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 단, 본 발명에서 채용할 수 있는 호스트 재료는, 하기의 구체예에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다.
[화학식 82-1]
[화학식 82-2]
[화학식 82-3]
또, 하기 일반식으로 나타나는 호스트 재료도 바람직하게 채용할 수 있다.
[화학식 83]
상기 일반식에 있어서, R'은 치환 또는 무치환의 아릴기, 또는, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기를 나타낸다. 예를 들면, 페닐기, 피리딜기, 다이벤조퓨릴기 및 다이벤조싸이엔일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 기 또는 2개 이상을 조합한 기를 예시할 수 있다. q는 1~5 중 어느 하나의 정수를 나타내며, 1 또는 2인 것이 바람직하고, 1인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식으로 나타나는 화합물의 구체예를 이하에 예시한다.
[화학식 84]
또, 하기 일반식으로 나타나는 호스트 재료도 바람직하게 채용할 수 있다.
[화학식 85]
상기 일반식에 있어서, R141~R147은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 또는 치환기를 나타내고, R141~R147 중 적어도 하나는 치환 혹은 무치환의 아릴기이다. Q는 치환 혹은 무치환의 12H-벤조퓨로카바졸-12-일페닐기를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에서는, R141~R147은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 혹은 무치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기이다. 본 발명의 일 양태에서는, R141~R147은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 또는, 중수소 원자, 알킬기 및 아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 원자나 기 또는 2개 이상을 조합하여 형성되는 기로 치환되어 있어도 되는 아릴기이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, R141~R147 중 1개만이 중수소 원자, 알킬기 및 아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 원자나 기 혹은 2개 이상을 조합하여 형성되는 기로 치환되어 있어도 되는 아릴기이며, 나머지가 각각 독립적으로 수소 원자 또는 중수소 원자이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, R141~R147 중 하나는, 하기에 기재하는 P1~P14 중에서 선택된다.
본 발명의 일 양태에서는, Q는, 중수소 원자, 알킬기 및 아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 원자나 기 혹은 2개 이상을 조합하여 형성되는 기로 치환되어 있어도 되는 12H-벤조퓨로카바졸-12-일페닐기이다. 본 발명의 일 양태에서는, Q는 무치환의 12H-벤조퓨로카바졸-12-일페닐기이다. 본 발명의 바람직한 일 양태에서는, Q는, 하기에 기재하는 Q1~Q18 중에서 선택된다.
이하에 있어서, 상기 일반식으로 나타나는 화합물의 구체예를 표 형식으로 나타낸다. 표 1에서는, 각 화합물의 Q 및 R141~R147을 나타냄으로써, 화합물의 구조를 특정하고 있다. 예를 들면, 화합물 141-1-1은, Q가 Q1이며, R141이 P1이고, R142~R147이 수소 원자인 화합물이며, 화합물 141-1-2는, Q가 Q1이고, R141이 P2이며, R142~R147이 수소 원자인 화합물이다. 표 2의 각 단(段)에서는, 14종의 구조를 일괄하여 1개의 단으로 특정하고 있다. 예를 들면, 표 2의 "141-1-1~141-1-14"의 단락이면, Q가 Q1이며, R141이 P1~P14이고, R142~R147이 수소 원자인 화합물을, 순서대로 화합물 141-1-1~화합물 141-1-14로서 일괄하여 특정하고 있다. 여기에 일괄하여 표시되어 있는 화합물 141-1-1~화합물 141-1-14의 구조는, 표 1에서 특정되는 화합물 141-1-1~화합물 141-1-14의 구조에 대응하고 있다. 표 2의 "141-2-1~141-2-14"의 단락이면, Q가 Q2이며, R141이 P1~P14이고, R142~R147이 수소 원자인 화합물을, 순서대로 화합물 141-2-1~화합물 141-2-14로서 일괄하여 특정하고 있다. 그 이후의 단에 대해서도, 동일한 요령으로 각 화합물의 구조를 특정하고 있다. 표 2에서 특정되는 각 화합물은, 개별적으로 본원 명세서에 개시되어 있는 것으로 한다.
[표 2]
[표 3-1]
[표 3-2]
[표 3-3]
[화학식 86-1]
[화학식 86-2]
[화학식 87]
[유기 발광 소자]
본 발명의 유기 발광 소자는, 일반식 (1)로 나타나는 화합물과 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 이용한 유기 발광 소자이다.
일 실시형태에서는, 유기 발광 소자는 발광층을 포함한다. 일 실시형태에서는, 발광층은 발광 재료로서 일반식 (1)로 나타나는 화합물을 포함한다. 일 실시형태에서는, 유기 발광 소자는 유기 광 루미네선스 소자(유기 PL 소자)이다. 일 실시형태에서는, 유기 발광 소자는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자(유기 EL 소자)이다. 일 실시형태에서는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물은, 발광층에 포함되는 일반식 (1)로 나타나는 발광 재료의 광 방사를(이른바 어시스트 도펀트로서) 보조한다. 일 실시형태에서는, 발광층은 상기의 본 발명의 막이다.
일 실시형태에서는, 유기 광 루미네선스 소자는, 적어도 하나의 발광층을 포함한다. 일 실시형태에서는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자는, 적어도 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극의 사이의 유기층을 포함한다. 일 실시형태에서는, 유기층은, 적어도 발광층을 포함한다. 일 실시형태에서는, 유기층은, 발광층만을 포함한다. 일 실시형태에서는, 유기층은, 발광층에 더하여 1개 이상의 유기층을 포함한다. 유기층의 예로서는, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 장벽층, 정공 장벽층, 전자 주입층, 전자 수송층 및 여기자 장벽층을 들 수 있다. 일 실시형태에서는, 정공 수송층은, 정공 주입 기능을 갖는 정공 주입 수송층이어도 되고, 전자 수송층은, 전자 주입 기능을 갖는 전자 주입 수송층이어도 된다.
이하에 있어서, 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 각 부재 및 발광층 이외의 각층(各層)에 대하여 설명한다.
기재:
몇 개의 실시형태에서는, 본 발명의 유기 일렉트로 루미네선스 소자는 기재에 의하여 지지되며, 당해 기재는 특별히 한정되지 않고, 유기 일렉트로 루미네선스 소자에서 일반적으로 이용되는, 예를 들면 유리, 투명 플라스틱, 쿼츠 및 실리콘에 의하여 형성된 어느 하나의 재료를 이용하면 된다.
양극:
몇 개의 실시형태에서는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치의 양극은, 금속, 합금, 도전성 화합물 또는 그들의 조합으로 제조된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기의 금속, 합금 또는 도전성 화합물은 높은 일(work) 함수(4eV 이상)를 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 금속은 Au이다. 몇 개의 실시형태에서는, 도전성의 투명 재료는, CuI, 산화 인듐·주석(ITO), SnO2 및 ZnO로부터 선택된다. 몇 개의 실시형태에서는, IDIXO(In2O3-ZnO) 등의, 투명한 도전성 필름을 형성할 수 있는 어모퍼스 재료를 사용한다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 양극은 박막이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 박막은 증착 또는 스퍼터링에 의하여 제작된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 필름은 포토리소그래피 방법에 의하여 패턴화된다. 몇 개의 실시형태에서는, 패턴이 고정밀도일 필요가 없는(예를 들면 약 100μm 이상) 경우, 당해 패턴은, 전극 재료에 대한 증착 또는 스퍼터링에 적합한 형상의 마스크를 이용하여 형성해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 유기 도전성 화합물 등의 코팅 재료를 도포할 수 있을 때, 프린트법이나 코팅법 등의 습식 필름 형성 방법이 이용된다. 몇 개의 실시형태에서는, 방사광이 양극을 통과할 때, 양극은 10% 초과의 투과도를 갖고, 당해 양극은, 단위 면적당 수백 옴 이하의 시트 저항을 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 양극의 두께는 10~1,000nm이다. 몇 개의 실시형태에서는, 양극의 두께는 10~200nm이다. 몇 개의 실시형태에서는, 양극의 두께는 이용하는 재료에 따라 변동된다.
음극:
몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극은, 낮은 일 함수를 갖는 금속(4eV 이하)(전자 주입 금속이라고 칭해진다), 합금, 도전성 화합물 또는 그 조합 등의 전극 재료로 제작된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 전극 재료는, 나트륨, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘, 리튬, 마그네슘-구리 혼합물, 마그네슘-은 혼합물, 마그네슘-알루미늄 혼합물, 마그네슘-인듐 혼합물, 알루미늄-산화 알루미늄(Al2O3) 혼합물, 인듐, 리튬-알루미늄 혼합물 및 희토류 원소로부터 선택된다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 주입 금속과, 전자 주입 금속보다 높은 일 함수를 갖는 안정적인 금속인 제2 금속의 혼합물이 이용된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 혼합물은, 마그네슘-은 혼합물, 마그네슘-알루미늄 혼합물, 마그네슘-인듐 혼합물, 알루미늄-산화 알루미늄(Al2O3) 혼합물, 리튬-알루미늄 혼합물 및 알루미늄으로부터 선택된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 혼합물은 전자 주입 특성 및 산화에 대한 내성을 향상시킨다. 몇 개의 실시형태에서는, 음극은, 증착 또는 스퍼터링에 의하여 전극 재료를 박막으로 하여 형성시킴으로써 제조된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극은 단위 면적당 수백 옴 이하의 시트 저항을 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극의 두께는 10nm~5μm이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극의 두께는 50~200nm이다. 몇 개의 실시형태에서는, 방사광을 투과시키기 위하여, 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 양극 및 음극 중 어느 하나는 투명 또는 반투명이다. 몇 개의 실시형태에서는, 투명 또는 반투명의 일렉트로 루미네선스 소자는 광 방사 휘도를 향상시킨다.
몇 개의 실시형태에서는, 상기 음극을, 상기 양극에 관하여 상술한 도전성의 투명한 재료로 형성됨으로써, 투명 또는 반투명의 음극이 형성된다. 몇 개의 실시형태에서는, 소자는 양극과 음극을 포함하지만, 모두 투명 또는 반투명이다.
주입층:
주입층은, 전극과 유기층의 사이의 층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 주입층은 구동 전압을 감소시켜, 광 방사 휘도를 증강시킨다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 주입층은, 정공 주입층과 전자 주입층을 포함한다. 상기 주입층은, 양극과 발광층 또는 정공 수송층의 사이, 및 음극과 발광층 또는 전자 수송층의 사이에 배치할 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 주입층이 존재한다. 몇 개의 실시형태에서는, 주입층이 존재하지 않는다.
이하에, 정공 주입 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물예를 든다.
[화학식 88]
다음으로, 전자 주입 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물예를 든다.
[화학식 89]
장벽층:
장벽층은, 발광층에 존재하는 전하(전자 또는 정공) 및/또는 여기자가, 발광층의 외측으로 확산되는 것을 저지할 수 있는 층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 장벽층은, 발광층과 정공 수송층의 사이에 존재하고, 전자가 발광층을 통과하여 정공 수송층에 도달하는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 장벽층은, 발광층과 전자 수송층의 사이에 존재하고, 정공이 발광층을 통과하여 전자 수송층에 도달하는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 장벽층은, 여기자가 발광층의 외측으로 확산되는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 장벽층 및 정공 장벽층은 여기자 장벽층을 구성한다. 본 명세서에서 이용하는 용어 "전자 장벽층" 또는 "여기자 장벽층"에는, 전자 장벽층의, 및 여기자 장벽층의 기능의 양방을 갖는 층이 포함된다.
정공 장벽층:
정공 장벽층은, 전자 수송층으로서 기능한다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자의 수송 동안, 정공 장벽층은 정공이 전자 수송층에 도달하는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 장벽층은, 발광층에 있어서의 전자와 정공의 재결합의 확률을 높인다. 정공 장벽층에 이용하는 재료는, 전자 수송층에 대하여 상술한 것과 동일한 재료여도 된다.
이하에, 정공 장벽층에 이용할 수 있는 바람직한 화합물예를 든다.
[화학식 90]
전자 장벽층:
전자 장벽층은, 정공을 수송한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공의 수송 동안, 전자 장벽층은 전자가 정공 수송층에 도달하는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 장벽층은, 발광층에 있어서의 전자와 정공의 재결합의 확률을 높인다. 전자 장벽층에 이용하는 재료는, 정공 수송층에 대하여 상술한 것과 동일한 재료여도 된다.
전자 장벽 재료로서 이용할 수 있는 화합물로서, 하기 일반식으로 나타나는 화합물을 예시할 수 있다.
[화학식 91]
상기 일반식에 있어서, Ar11~Ar13은 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 아릴기를 나타낸다. 예를 들면, 치환 혹은 무치환의 페닐기, 치환 혹은 무치환의 나프탈렌-1-일기, 치환 혹은 무치환의 나프탈렌-2-일기를 예시할 수 있다. 아릴기의 수소 원자의 치환기로서는, 중수소 원자, 알킬기 및 아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개의 원자나 기 또는 2개 이상을 조합한 기를 들 수 있다. 예를 들면, 치환 아릴기로서, 4-바이페닐일기, 3-바이페닐일기, m-터페닐-5'-일기를 들 수 있다.
상기 일반식으로 나타나는 화합물의 구체예를 이하에 예시한다.
[화학식 92-1]
[화학식 92-2]
이하에 전자 장벽 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물의 구체예를 든다.
[화학식 93-1]
[화학식 93-2]
여기자 장벽층:
여기자 장벽층은, 발광층에 있어서의 정공과 전자의 재결합을 통하여 발생한 여기자가 전자 수송층까지 확산되는 것을 저지한다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층은, 발광층에 있어서의 여기자의 유효한 구속(confinement)을 가능하게 한다. 몇 개의 실시형태에서는, 장치의 광 방사 효율이 향상된다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층은, 양극 측과 음극 측 중 어느 하나에서, 및 그 양측의 발광층에 인접한다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층이 양극 측에 존재할 때, 당해 층은, 정공 수송층과 발광층의 사이에 존재하고, 당해 발광층에 인접해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층이 음극 측에 존재할 때, 당해 층은, 발광층과 음극의 사이에 존재하고, 당해 발광층에 인접해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 주입층, 전자 장벽층 또는 동일한 층은, 양극과, 양극 측의 발광층에 인접하는 여기자 장벽층의 사이에 존재한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 주입층, 전자 장벽층, 정공 장벽층 또는 동일한 층은, 음극과, 음극 측의 발광층에 인접하는 여기자 장벽층의 사이에 존재한다. 몇 개의 실시형태에서는, 여기자 장벽층은, 여기 일중항 에너지와 여기 삼중항 에너지를 포함하고, 그 적어도 하나가, 각각, 발광 재료의 여기 일중항 에너지와 여기 삼중항 에너지보다 높다.
정공 수송층:
정공 수송층은, 정공 수송 재료를 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송층은 단층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송층은 복수의 층을 갖는다.
몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는, 정공의 주입 또는 수송 특성 및 전자의 장벽 특성 중 하나의 특성을 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는 유기 재료이다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는 무기 재료이다. 본 발명에서 사용할 수 있는 공지의 정공 수송 재료의 예로서는, 한정되지 않지만, 트라이아졸 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 카바졸 유도체, 인돌로카바졸 유도체, 폴리아릴알케인 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌다이아민 유도체, 알릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스타이릴안트라센 유도체, 플루오렌온 유도체, 하이드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라제인 유도체, 아닐린 코폴리머 및 도전성 폴리머 올리고머(특히 싸이오펜 올리고머), 또는 그 조합을 들 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는 포피린 화합물, 방향족 3급 아민 화합물 및 스타이릴아민 화합물로부터 선택된다. 몇 개의 실시형태에서는, 정공 수송 재료는 방향족 3급 아민 화합물이다. 이하에 정공 수송 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물의 구체예를 든다.
[화학식 94]
전자 수송층:
전자 수송층은, 전자 수송 재료를 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송층은 단층이다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송층은 복수의 층을 갖는다.
몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송 재료는, 음극으로부터 주입된 전자를 발광층에 수송하는 기능만 있으면 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송 재료는 또, 정공 장벽 재료로서도 기능한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 전자 수송층의 예로서는, 한정되지 않지만, 나이트로 치환 플루오렌 유도체, 다이페닐퀴논 유도체, 싸이오피란다이옥사이드 유도체, 카보다이이미드, 플루오렌일리덴메테인 유도체, 안트라퀴노다이메테인, 안트론 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 아졸 유도체, 아진 유도체 또는 그 조합, 또는 그 폴리머를 들 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송 재료는 싸이아다이아졸 유도체 또는 퀴녹살린 유도체이다. 몇 개의 실시형태에서는, 전자 수송 재료는 폴리머 재료이다. 이하에 전자 수송 재료로서 이용할 수 있는 바람직한 화합물의 구체예를 든다.
[화학식 95]
또한, 각 유기층에 첨가 가능한 재료로서 바람직한 화합물예를 든다. 예를 들면, 안정화 재료로서 첨가하는 것 등이 생각된다.
[화학식 96]
유기 일렉트로 루미네선스 소자에 이용할 수 있는 바람직한 재료를 구체적으로 예시했지만, 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 재료는, 이하의 예시 화합물에 의하여 한정적으로 해석되는 경우는 없다. 또, 특정 기능을 갖는 재료로서 예시한 화합물이어도, 그 외의 기능을 갖는 재료로서 전용(轉用)하는 것도 가능하다.
디바이스:
몇 개의 실시형태에서는, 발광층은 디바이스 중에 포함된다. 예를 들면, 디바이스에는, OLED 밸브, OLED 램프, 텔레비전용 디스플레이, 컴퓨터용 모니터, 휴대 전화 및 태블릿이 포함되지만, 이들에 한정되지 않는다.
몇 개의 실시형태에서는, 전자 디바이스는, 양극, 음극, 및 당해 양극과 당해 음극의 사이의 발광층을 포함하는 적어도 하나의 유기층을 갖는 OLED를 포함한다.
몇 개의 실시형태에서는, 본원 명세서에 기재된 구성물은, OLED 또는 광전자 디바이스 등의, 다양한 감광성 또는 광활성화 디바이스에 포함될 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 구성물은 디바이스 내의 전하 이동 또는 에너지 이동의 촉진에, 및/또는 정공 수송 재료로서 유용할 수 있다. 상기 디바이스로서는, 예를 들면 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 집적 회선(OIC), 유기 전계 효과 트랜지스터(O-FET), 유기 박막 트랜지스터(O-TFT), 유기 발광 트랜지스터(O-LET), 유기 태양 전지(O-SC), 유기 광학 검출 장치, 유기 광 수용체, 유기 자장 ??칭(field-quench) 장치(O-FQD), 발광 연료 전지(LEC) 또는 유기 레이저 다이오드(O-레이저)를 들 수 있다.
밸브 또는 램프:
몇 개의 실시형태에서는, 전자 디바이스는, 양극, 음극, 당해 양극과 당해 음극의 사이의 발광층을 포함하는 적어도 하나의 유기층을 포함하는 OLED를 포함한다.
몇 개의 실시형태에서는, 디바이스는 색채가 상이한 OLED를 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, 디바이스는 OLED의 조합을 포함하는 어레이를 포함한다. 몇 개의 실시형태에서는, OLED의 상기 조합은, 3색의 조합(예를 들면 RGB)이다. 몇 개의 실시형태에서는, OLED의 상기 조합은, 적색도 녹색도 청색도 아닌 색(예를 들면 오렌지색 및 황녹색)의 조합이다. 몇 개의 실시형태에서는, OLED의 상기 조합은, 2색, 4색 또는 그 이상의 색의 조합이다.
몇 개의 실시형태에서는, 디바이스는,
장착면을 갖는 제1 면과 그와 반대의 제2 면을 갖고, 적어도 하나의 개구부를 획정(劃定)하는 회로 기판과,
상기 장착면 상의 적어도 하나의 OLED이며, 당해 적어도 하나의 OLED가, 양극, 음극, 및 당해 양극과 당해 음극의 사이의 발광층을 포함하는 적어도 하나의 유기층을 포함하는, 발광하는 구성을 갖는 적어도 하나의 OLED와,
회로 기판용의 하우징과,
상기 하우징의 단부(端部)에 배치된 적어도 하나의 커넥터이며, 상기 하우징 및 상기 커넥터가 조명 설비에 대한 장착에 적합한 패키지를 획정하는, 적어도 하나의 커넥터를 구비하는 OLED 라이트이다.
몇 개의 실시형태에서는, 상기 OLED 라이트는, 복수의 방향으로 광이 방사되도록 회로 기판에 장착된 복수의 OLED를 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 제1 방향으로 발해진 일부의 광은 편광되어 제2 방향으로 방사된다. 몇 개의 실시형태에서는, 반사기를 이용하여 제1 방향으로 발해진 광을 편광한다.
디스플레이 또는 스크린:
몇 개의 실시형태에서는, 본 발명의 발광층은 스크린 또는 디스플레이에 있어서 사용할 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 본 발명에 관한 화합물은, 한정되지 않지만 진공 증발, 퇴적, 증착 또는 화학 증착(CVD) 등의 공정을 이용하여 기재 상으로 퇴적시킨다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 기재는, 독특한 애스펙트비의 픽셀을 제공하는 2면 에칭에 있어서 유용한 포토 플레이트 구조이다. 상기 스크린(또한 마스크라고도 불린다)은, OLED 디스플레이의 제조 공정에서 이용된다. 대응하는 아트 워크 패턴의 설계에 의하여, 수직 방향에서는 픽셀의 사이의 매우 가파르고 좁은 타이 바의, 및 수평 방향에서는 큰 광범위의 사각(斜角) 개구부의 배치를 가능하게 한다. 이로써, TFT 백 플레인 상으로의 화학 증착을 최적화하면서, 고해상도 디스플레이에 필요로 하는 픽셀의 미세한 패턴 구성이 가능해진다.
픽셀의 내부 패터닝에 의하여, 수평 및 수직 방향에서의 다양한 애스펙트비의 3차원 픽셀 개구부를 구성하는 것이 가능해진다. 또한, 픽셀 영역 중의 화상화된 "스트라이프" 또는 하프톤 원(圓)의 사용은, 이들 특정 패턴을 언더 컷하여 기재로부터 제거될 때까지, 특정 영역에 있어서의 에칭이 보호된다. 그때, 모든 픽셀 영역은 동일한 에칭 속도로 처리되지만, 그 깊이는 하프톤 패턴에 의하여 변화한다. 하프톤 패턴의 사이즈 및 간격을 변경함으로써, 픽셀 내에서의 보호율이 다양한 상이한 에칭이 가능해지고, 가파른 수직 사각을 형성하는 데 필요한 국재화(局在化)된 깊은 에칭이 가능해진다.
증착 마스크용의 바람직한 재료는 인바(invar)이다. 인바는, 제철소에서 긴 박형 시트상으로 냉연(冷延)된 금속 합금이다. 인바는, 니켈 마스크로서 스핀 맨드릴 상으로 전착할 수 없다. 증착용 마스크 내에 개구 영역을 형성하기 위한 적절하고 또한 저비용의 방법은, 습식 화학 에칭에 의한 방법이다.
몇 개의 실시형태에서는, 스크린 또는 디스플레이 패턴은, 기재 상의 픽셀 매트릭스이다. 몇 개의 실시형태에서는, 스크린 또는 디스플레이 패턴은, 리소그래피(예를 들면 포토리소그래피 및 e빔 리소그래피)를 사용하여 가공된다. 몇 개의 실시형태에서는, 스크린 또는 디스플레이 패턴은, 습식 화학 에칭을 사용하여 가공된다. 가일층의 실시형태에서는, 스크린 또는 디스플레이 패턴은, 플라즈마 에칭을 사용하여 가공된다.
디바이스의 제조 방법:
OLED 디스플레이는, 일반적으로는, 대형의 마더 패널을 형성하고, 다음으로 당해 마더 패널을 셀 패널 단위로 절단함으로써 제조된다. 통상은, 마더 패널 상의 각 셀 패널은, 베이스 기재 상에, 활성층과 소스/드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하고, 상기 TFT에 평탄화 필름을 도포하여, 픽셀 전극, 발광층, 상대 전극 및 캡슐화층을 순서대로 경시적으로 형성하며, 상기 마더 패널로부터 절단함으로써 형성된다.
본 발명의 다른 양태에서는, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법을 제공하며, 당해 방법은,
마더 패널의 베이스 기재 상에 장벽층을 형성하는 공정과,
상기 장벽층 상에, 셀 패널 단위로 복수의 디스플레이 유닛을 형성하는 공정과,
상기 셀 패널의 디스플레이 유닛의 각각의 위에 캡슐화층을 형성하는 공정과,
상기 셀 패널 간의 인터페이스부에 유기 필름을 도포하는 공정을 포함한다.
몇 개의 실시형태에서는, 장벽층은, 예를 들면 SiNx로 형성된 무기 필름이며, 장벽층의 단부는 폴리이미드 또는 아크릴로 형성된 유기 필름으로 피복된다. 몇 개의 실시형태에서는, 유기 필름은, 마더 패널이 셀 패널 단위로 부드럽게 절단되도록 보조한다.
몇 개의 실시형태에서는, 박막 트랜지스터(TFT)층은, 발광층과, 게이트 전극과, 소스/드레인 전극을 갖는다. 복수의 디스플레이 유닛의 각각은, 박막 트랜지스터(TFT)층과, TFT층 상에 형성된 평탄화 필름과, 평탄화 필름 상에 형성된 발광 유닛을 가져도 되고, 상기 인터페이스부에 도포된 유기 필름은, 상기 평탄화 필름의 재료와 동일한 재료로 형성되어, 상기 평탄화 필름의 형성과 동시에 형성된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 발광 유닛은, 부동태화층과, 그 사이의 평탄화 필름과, 발광 유닛을 피복하여 보호하는 캡슐화층에 의하여 TFT층과 연결된다. 상기 제조 방법 중 몇 개의 실시형태에서는, 상기 유기 필름은, 디스플레이 유닛에도 캡슐화층에도 연결되지 않는다.
상기 유기 필름과 평탄화 필름의 각각은, 폴리이미드 및 아크릴 중 어느 하나를 포함해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 장벽층은 무기 필름이어도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 베이스 기재는 폴리이미드로 형성되어도 된다. 상기 방법은 또한, 폴리이미드로 형성된 베이스 기재 중 하나의 표면에 장벽층을 형성하기 전에, 당해 베이스 기재의 또 하나의 표면에 유리 재료로 형성된 캐리어 기재를 장착하는 공정과, 인터페이스부를 따른 절단 전에, 상기 캐리어 기재를 베이스 기재로부터 분리하는 공정을 포함해도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 OLED 디스플레이는 플렉시블한 디스플레이이다.
몇 개의 실시형태에서는, 상기 부동태화층은, TFT층의 피복을 위하여 TFT층 상에 배치된 유기 필름이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 평탄화 필름은, 부동태화층 상에 형성된 유기 필름이다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 평탄화 필름은, 장벽층의 단부에 형성된 유기 필름과 동일하게, 폴리이미드 또는 아크릴로 형성된다. 몇 개의 실시형태에서는, OLED 디스플레이의 제조 시, 상기 평탄화 필름 및 유기 필름은 동시에 형성된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 유기 필름은, 장벽층의 단부에 형성되어도 되고, 그로써, 당해 유기 필름의 일부가 직접 베이스 기재와 접촉하며, 당해 유기 필름의 나머지 부분이, 장벽층의 단부를 둘러싸면서, 장벽층과 접촉한다.
몇 개의 실시형태에서는, 상기 발광층은, 픽셀 전극과, 상대 전극과, 당해 픽셀 전극과 당해 상대 전극의 사이에 배치된 유기 발광층을 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 픽셀 전극은, TFT층의 소스/드레인 전극에 연결되어 있다.
몇 개의 실시형태에서는, TFT층을 통하여 픽셀 전극에 전압이 인가될 때, 픽셀 전극과 상대 전극의 사이에 적절한 전압이 형성되며, 그로써 유기 발광층이 광을 방사하여, 그로써 화상이 형성된다. 이하, TFT층과 발광 유닛을 갖는 화상 형성 유닛을, 디스플레이 유닛이라고 칭한다.
몇 개의 실시형태에서는, 디스플레이 유닛을 피복하고, 외부의 수분의 침투를 방지하는 캡슐화층은, 유기 필름과 무기 필름이 교대로 적층되는 박막상의 캡슐화 구조로 형성되어도 된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 캡슐화층은, 복수의 박막이 적층된 박막상 캡슐화 구조를 갖는다. 몇 개의 실시형태에서는, 인터페이스부에 도포되는 유기 필름은, 복수의 디스플레이 유닛의 각각과 간격을 두고 배치된다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 유기 필름은, 일부의 유기 필름이 직접 베이스 기재와 접촉하고, 유기 필름의 나머지 부분이 장벽층의 단부를 둘러싸는 한편 장벽층과 접촉하는 양태로 형성된다.
일 실시형태에서는, OLED 디스플레이는 플렉시블이며, 폴리이미드로 형성된 유연한 베이스 기재를 사용한다. 몇 개의 실시형태에서는, 상기 베이스 기재는 유리 재료로 형성된 캐리어 기재 상에 형성되고, 다음으로 당해 캐리어 기재가 분리된다.
몇 개의 실시형태에서는, 장벽층은, 캐리어 기재의 반대 측의 베이스 기재의 표면에 형성된다. 일 실시형태에서는, 상기 장벽층은, 각 셀 패널의 사이즈에 따라 패턴화된다. 예를 들면, 베이스 기재가 마더 패널의 모든 표면 상에 형성되는 한편, 장벽층이 각 셀 패널의 사이즈에 따라 형성되고, 그로써, 셀 패널의 장벽층의 사이의 인터페이스부에 홈이 형성된다. 각 셀 패널은, 상기 홈을 따라 절단할 수 있다.
몇 개의 실시형태에서는, 상기의 제조 방법은, 추가로 인터페이스부를 따라 절단하는 공정을 포함하고, 거기에는 홈이 장벽층에 형성되며, 적어도 일부의 유기 필름이 홈에서 형성되어, 당해 홈이 베이스 기재에 침투하지 않는다. 몇 개의 실시형태에서는, 각 셀 패널의 TFT층이 형성되며, 무기 필름인 부동태화층과 유기 필름인 평탄화 필름이, TFT층 상에 배치되어, TFT층을 피복한다. 예를 들면 폴리이미드 또는 아크릴제의 평탄화 필름이 형성됨과 동시에, 인터페이스부의 홈은, 예를 들면 폴리이미드 또는 아크릴제의 유기 필름으로 피복된다. 이것은, 각 셀 패널이 인터페이스부에서 홈을 따라 절단될 때, 발생한 충격을 유기 필름에 흡수시킴으로써 금이 발생하는 것을 방지한다. 즉, 모든 장벽층이 유기 필름 없이 완전히 노출되어 있는 경우, 각 셀 패널이 인터페이스부에서 홈을 따라 절단될 때, 발생한 충격이 장벽층에 전달되며, 그로써 금이 발생하는 리스크가 증가한다. 그러나, 일 실시형태에서는, 장벽층 간의 인터페이스부의 홈이 유기 필름으로 피복되어, 유기 필름이 없으면 장벽층에 전달될 수 있는 충격을 흡수하기 위하여, 각 셀 패널을 소프트하게 절단하여, 장벽층에서 금이 발생하는 것을 방지해도 된다. 일 실시형태에서는, 인터페이스부의 홈을 피복하는 유기 필름 및 평탄화 필름은, 서로 간격을 두고 배치된다. 예를 들면, 유기 필름 및 평탄화 필름이 하나의 층으로서 서로 접속되어 있는 경우에는, 평탄화 필름과 유기 필름이 남아 있는 부분을 통하여 디스플레이 유닛에 외부의 수분이 침입할 우려가 있기 때문에, 유기 필름 및 평탄화 필름은, 유기 필름이 디스플레이 유닛으로부터 간격을 두고 배치되도록, 서로 간격을 두고 배치된다.
몇 개의 실시형태에서는, 디스플레이 유닛은, 발광 유닛의 형성에 의하여 형성되며, 캡슐화층은, 디스플레이 유닛을 피복하기 위하여 디스플레이 유닛 상에 배치된다. 이로써, 마더 패널이 완전히 제조된 후, 베이스 기재를 담지하는 캐리어 기재가 베이스 기재로부터 분리된다. 몇 개의 실시형태에서는, 레이저 광선이 캐리어 기재로 방사되면, 캐리어 기재는, 캐리어 기재와 베이스 기재의 사이의 열팽창률의 상위(相違)에 의하여, 베이스 기재로부터 분리된다.
몇 개의 실시형태에서는, 마더 패널은, 셀 패널 단위로 절단된다. 몇 개의 실시형태에서는, 마더 패널은, 커터를 이용하여 셀 패널 간의 인터페이스부를 따라 절단된다. 몇 개의 실시형태에서는, 마더 패널이 따라 절단되는 인터페이스부의 홈이 유기 필름으로 피복되어 있기 때문에, 절단 동안, 당해 유기 필름이 충격을 흡수한다. 몇 개의 실시형태에서는, 절단 동안, 장벽층에서 금이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
몇 개의 실시형태에서는, 상기 방법은 제품의 불량률을 감소시켜, 그 품질을 안정시킨다.
다른 양태는, 베이스 기재 상에 형성된 장벽층과, 장벽층 상에 형성된 디스플레이 유닛과, 디스플레이 유닛 상에 형성된 캡슐화층과, 장벽층의 단부에 도포된 유기 필름을 갖는 OLED 디스플레이이다.
실시예
이하에 합성예와 실시예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 재료, 처리 내용, 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다. 또한, 발광 특성의 평가는, 소스 미터(키슬리사제: 2400시리즈), 반도체 파라미터·애널라이저(애질런트·테크놀로지사제: E5273A), 광 파워미터 측정 장치(뉴 포트사제: 1930C), 광학 분광기(오션 옵틱스사제: USB2000), 분광 방사계(톱콘사제: SR-3) 및 스트리크 카메라(하마마쓰 포토닉스(주)제 C4334형)를 이용하여 행했다. 배향값의 측정은, (하마마쓰 포토닉스(주) 분자 배향 특성 측정 장치 C14234-01)을 이용하여 행했다.
(합성예 1) 화합물 1의 합성
[화학식 97]
질소 기류하, 카바졸(7.69g, 46.0mmol)을 수소화 나트륨(1.16g, 29.0mmol)의 N,N-다이메틸폼아마이드 용액(160mL)에 더하고, 실온에서 30분간 교반한 후, 2,5-다이브로모-1,4-다이플루오로벤젠(5.00g, 18.4mmol)을 더하여 60℃에서 16시간 교반했다. 이 혼합물을 실온으로 되돌리고, 물을 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 이것을 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(톨루엔)로 정제하고, 얻어진 고체를 아세토나이트릴로 세정함으로써 백색 고체의 중간체 A(5.83g, 10.3mmol, 수율 56%)를 얻었다.
1HNMR(400MHz, CDCl3, δ): 8.19(d, J=8.0Hz, 4H), 8.01(s, 2H), 7.58-7.48(m, 4H), 7.39-7.35(m, 4H), 7.27-7.24(m, 4H)
MS(ASAP): 567.01(M+H+). Calcd for. C30H18Br2N2: 565.98
[화학식 98]
질소 기류하, 중간체 A(1.00g, 1.80mmol)의 톨루엔 용액(100mL)에 -30℃에서 n-뷰틸리튬(1.6mol/L 헥세인 용액, 4.5mL, 7.19mmol)을 더하여 실온에서 1시간 교반했다. 반응 혼합물을 -30℃로 냉각하고, 삼브로민화 붕소(0.991g, 3.96mmol)를 더하여 실온에서 30분 교반했다. 반응 혼합물에 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(0.558g, 3.60mmol)을 더하여 120℃에서 17시간 교반했다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, 2-메시틸마그네슘 브로마이드(1.0mol/L 테트라하이드로퓨란 용액, 5.4mL, 5.40mmol)를 더하여 실온에서 2.5시간 교반했다. 얻어진 반응 혼합물의 용매를 증류 제거하고, 메탄올을 더하여 침전을 여과했다. 이 고체를 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(톨루엔:헥세인=4:6)로 정제하여, 등색 고체의 화합물 1(0.258g, 0.388mmol, 수율 22%)을 얻었다.
1HNMR(400MHz, CDCl3, δ): 9.26(s, 2H), 8.52(d, J=6.8Hz, 2H), 8.28-8.21(m, 4H), 7.94-7.90(m, 2H), 7.64-7.60(m, 2H), 7.45-7.42(m, 4H), 7.15-7.14(m, 4H), 2.56(s, 6H), 2.16(s, 12H)
MS(ASAP): 664.23(M+). Calcd for. C48H38B2N2: 664.32
(합성예 2) 화합물 2의 합성
[화학식 99]
질소 기류하, 3,6-다이페닐카바졸(3.00g, 9.39mmol)을 수소화 나트륨(0.376g, 9.39mmol)의 N,N-다이메틸폼아마이드 용액(70mL)에 더하고, 실온에서 30분간 교반한 후, 2,5-다이브로모-1,4-다이플루오로벤젠(1.02g, 3.76mmol)을 더하여 60℃에서 14시간 교반했다. 이 혼합물을 실온으로 되돌리고, 물, 메탄올을 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 이 고체를 열 톨루엔 중에 용해시키고, 실리카젤 패드(톨루엔)로 여과하여, 여과액의 용매를 증류 제거했다. 얻어진 고체를 아세토나이트릴로 세정함으로써 백색 고체의 중간체 B(2.36g, 2.71mmol, 수율 72%)를 얻었다.
1HNMR(400MHz, CDCl3, δ): 8.46-8.44(m, 4H), 8.10(s, 2H), 7.79-7.75(m, 12H), 7.54-7.49(m, 8H), 7.41-7.35(m, 8H)
MS(ASAP): 870.20(M+). Calcd for. C54H34Br2N2: 870.11
[화학식 100]
질소 기류하, 중간체 B(1.00g, 1.15mmol)의 톨루엔 용액(300mL)에 -30℃에서 n-뷰틸리튬(1.6mol/L 헥세인 용액, 2.9mL, 4.60mmol)을 더하여 실온에서 1시간 교반했다. 반응 혼합물을 -30℃로 냉각하고, 삼브로민화 붕소(0.633g, 2.53mmol)를 더하여 실온에서 30분 교반했다. 반응 혼합물에 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(0.357g, 2.30mmol)을 더하여 120℃에서 17시간 교반했다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, 2-메시틸마그네슘 브로마이드(1.0mol/L의 테트라하이드로퓨란 용액, 3.4mL, 3.40mmol)를 더하여 실온에서 4시간 교반했다. 얻어진 반응 혼합물을 실리카젤 패드(톨루엔)로 여과하고, 여과액의 용매를 증류 제거했다. 얻어진 점착체에 아세트산 에틸을 더하여 침전을 여과함으로써 등색 고체의 화합물 2(0.0710g, 0.0732mmol, 수율 6%)를 얻었다.
1HNMR(400MHz, CDCl3, δ): 9.29(s, 2H), 8.81-8.79(m, 2H), 8.53-8.52(m, 2H), 8.46-8.45(m, 2H), 7.82-7.78(m, 8H), 7.59-7.36(m, 14H), 7.20-7.18(m, 4H), 2.59(s, 6H), 2.22(s, 12H)
MS(ASAP): 968.67(M+). Calcd for. C72H54B2N2: 968.45
(합성예 3) 화합물 3의 합성
[화학식 101]
중간체 C
질소 기류하, 3,6-다이tert-뷰틸-9H-카바졸(29.2g, 105mmol), 탄산 세슘(61.9g, 190mmol)과 2,5-다이브로모-1,4-다이플루오로벤젠(12.9g, 47.5mmol)의 N,N-다이메틸폼아마이드 용액(360mL)을 120℃에서 17시간 교반했다. 이 혼합물을 실온으로 되돌리고, 물을 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 이것을 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(톨루엔)로 정제하고, 얻어진 고체를 톨루엔/메탄올로 재결정함으로써 백색 고체의 중간체 C(17.5g, 22.1mmol, 수율 47%)를 얻었다.
1HNMR(400MHz, CDCl3, δ): 8.2-8.17(m, 4H), 7.93(s, 2H), 7.55-7.52(m, 4H), 7.17(d, J=8.4Hz, 4H), 1.49(s, 36H)
MS(ASAP): 791.47(M+H+). Calcd for. C46H50Br2N2: 790.23
[화학식 102]
화합물 3
질소 기류하, 중간체 C(2.00g, 2.52mmol)의 톨루엔 용액(100mL)에 -30℃에서 n-BuLi(1.6mol/L 헥세인 용액, 4.7mL, 7.56mmol)를 더하여 50℃에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물을 -30℃로 냉각하고, 삼브로민화 붕소(3.16g, 12.6mmol)를 더하여 실온에서 30분 교반했다. 반응 혼합물에 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(1.96g, 12.6mmol)을 더하여 130℃에서 2시간 교반했다. 반응 혼합물에, 2-메시틸마그네슘 브로마이드(1.0mol/L 테트라하이드로퓨란 용액, 25.2mL, 25.2mmol)를 더하여 실온으로 되돌리면서 17시간 교반했다. 얻어진 반응 혼합물의 용매를 증류 제거하고, 메탄올을 더하여 침전을 여과했다. 이 고체를 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(톨루엔:헥세인=1:9)로 정제하여, 등색 고체의 화합물 3(0.292g, 0.328mmol, 수율 13%)을 얻었다.
1HNMR(400MHz, CDCl3, δ): 9.11(s, 2H), 8.58(d, J=2.0Hz, 2H), 8.25(d, J=2.0Hz, 2H), 8.23(d, J=1.6Hz, 2H), 7.75(d, J=9.2Hz, 2H), 7.44-7.41(m, 2H), 7.17(s, 4H), 2.60(s, 6H), 2.16(s, 12H), 1.53-1.51(m, 36H)
MS(ASAP): 888.85(M+). Calcd for. C64H70B2N2: 888.57
(합성예 4) 화합물 4의 합성
[화학식 103]
화합물 4
질소 기류하, 화합물 3(250mg, 0.281mmol)과 N-브로모석신이미드(99.6mg, 0.562mmol)의 N,N-다이메틸폼아마이드 용액(20mL)을 실온에서 16시간 교반한다. 이 혼합물에 물을 더하여, 석출된 고체를 여과한다. 이것을 실리카젤 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 등색 고체의 화합물 4를 얻는다.
(합성예 5) 화합물 5의 합성
[화학식 104]
화합물 5
질소 기류하, 화합물 4(100mg, 0.0955mmol)의 테트라하이드로퓨란 용액(10mL)에 -30℃에서 n-BuLi(1.6mol/L 헥세인 용액, 0.13mL, 0.201mmol)를 더하여 실온에서 30분간 교반한다. 반응 혼합물에 다이메틸말로노나이트릴(27.0mg, 0.287mmol)을 더하여 실온에서 16시간 교반한다. 반응 혼합물의 용매를 증류 제거하고, 실리카젤 칼럼 크로마토그래피로 정제하여, 적색 고체의 화합물 5를 얻는다.
(합성예 6) 화합물 6의 합성
[화학식 105]
화합물 6
질소 기류하, 중간체 C(2.00g, 2.53mmol)의 톨루엔 용액(100mL)에 0℃에서 n-BuLi(1.6mol/L 헥세인 용액, 4.7mL, 7.56mmol)를 더하여 50℃에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물을 0℃로 냉각하고, 삼브로민화 붕소(3.16g, 12.6mmol)를 더하여 실온에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물에 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(1.96g, 12.6mmol)을 더하여 135℃에서 2시간 교반했다. 반응 혼합물에, 2,4,6-트라이아이소프로필마그네슘 브로마이드-염화 리튬 착체(1.0mol/L 테트라하이드로퓨란 용액, 25.2mL, 25.2mmol)를 더하여 실온으로 되돌리면서 17시간 교반했다. 얻어진 반응 혼합물의 용매를 증류 제거하고, 메탄올을 더하여 침전을 여과했다. 이 고체를 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(톨루엔:헥세인=1:49)로 정제하고, 톨루엔/메탄올로 재결정함으로써, 등색 고체의 화합물 6(0.140g, 0.328mmol, 수율 5%)을 얻었다.
1HNMR(400MHz, CDCl3, δ): 9.10(s, 2H), 8.53(d, J=1.6Hz, 2H), 8.27(d, J=1.6Hz, 2H), 8.21(d, J=1.6Hz, 2H), 7.64(d, J=8.8Hz, 2H), 7.36(dd, J=8.8, 1.6Hz, 2H), 7.27(s, 4H), 3.17(sept, J=6.8Hz, 2H), 2.55(sept, J=6.8Hz, 4H), 1.55(d, J=6.8Hz, 12H), 1.48(s, 18H), 1.47(s, 18H), 1.06(d, J=6.8Hz, 12H), 1.01(d, J=6.8Hz, 12H).
MS(MALDI): 1058.07(M+). Calcd for. C76H96B2N2: 1058.78
(합성예 7) 화합물 7 및 8의 합성
[화학식 106]
중간체 D
질소 기류하, 3-tert-뷰틸-9H-카바졸(1.8g, 8.06mmol), 탄산 칼륨(1.78g, 12.9mmol)과 2,5-다이브로모-1,4-다이플루오로벤젠(0.876g, 3.22mmol)의 N,N-다이메틸폼아마이드 용액(50mL)을 120℃에서 17시간 교반했다. 이 혼합물을 실온으로 되돌리고, 물을 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 이것을 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(클로로폼:헥세인=1:4)로 정제함으로써, 백색 고체의 중간체 D(0.44g, 0.650mmol, 수율 20%)를 얻었다.
1HNMR(400MHz, CDCl3, δ): 8.2-8.18(m, 4H), 7.97(s, 2H), 7.56(d, J=8.4Hz, 2H), 7.48(t, J=8.4Hz, 2H), 7.35(t, J=8.4Hz, 2H), 7.25-7.18(m, 6H), 1.49(s, 18H)
MS(ASAP): 679.28(M+H+). Calcd for. C38H34Br2N2: 678.11
[화학식 107]
화합물 7, 8
질소 기류하, 중간체 D(1.90g, 2.79mmol)의 톨루엔 용액(100mL)에 -30℃에서 n-BuLi(1.6mol/L 헥세인 용액, 5.23mL, 8.37mmol)를 더하여 50℃에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물을 -30℃로 냉각하고, 삼브로민화 붕소(3.49g, 14.0mmol)를 더하여 실온에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물에 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(2.17g, 14.0mmol)을 더하여 135℃에서 2시간 교반했다. 반응 혼합물에, 2-메시틸마그네슘 브로마이드(1.0mol/L 테트라하이드로퓨란 용액, 27.9mL, 27.9mmol)를 더하여 실온으로 되돌리면서 17시간 교반했다. 얻어진 반응 혼합물의 용매를 증류 제거하고, 메탄올을 더하여 침전을 여과했다. 이 고체를 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(톨루엔:헥세인=1:9)로 정제하여, 등색 고체의 화합물 7(0.243g, 0.313mmol, 수율 11%)과 화합물 8(0.313g, 0.403mmol, 수율 14%)을 얻었다.
화합물 7
1H NMR(400MHz,CDCl3, δ): 9.21(s, 2H), 8.52(dd, J=9.5, 2.0Hz, 2H), 8.25(d, J=2.0Hz, 2H), 8.20(dd, J=9.5, 2.0Hz, 2H), 7.81(d, J=11.5Hz, 2H), 7.60(t, J=9.5Hz, 2H), 7.44(dd, J=11.5, 9.0Hz, 2H), 7.16(s, 4H), 2.57(s, 6H), 2.15(s, 12H), 1.51(s, 18H)
MS(MALDI): 776.90(M+). Calcd for. C56H54B2N2: 776.45
화합물 8
1H NMR(400MHz, CDCl3, δ): 9.21(s, 1H), 9.16(s, 1H), 8.58(d, J=2.0Hz, 1H), 8.52(d, J=7.6Hz, 1H), 8.3-8.24(m, 3H), 8.19(d, J=7.2Hz, 1H), 7.92-7.85(m, 1H), 7.82-7.75(m, 1H), 7.60(t, J=7.2Hz, 1H), 7.47-7.39(m, 3H), 7.19-7.13(m, 4H), 2.6-2.55(m, 6H), 2.17-2.14(m, 12H), 1.51(s, 18H)
MS(MALDI): 776.98(M+). Calcd for. C56H54B2N2: 776.45
(합성예 8) 화합물 9의 합성
[화학식 108]
화합물 9
질소 기류하, 중간체 A(1.00g, 1.77mmol)의 톨루엔 용액(100mL)에 -30℃에서 n-BuLi(1.6mol/L 헥세인 용액, 3.3mL, 5.30mmol)를 더하여 실온에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물을 -30℃로 냉각하고, 삼브로민화 붕소(2.21g, 8.83mmol)를 더하여 실온에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물에 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(1.37g, 8.83mmol)을 더하여 120℃에서 15시간 교반했다. 반응 혼합물을 실온으로 되돌리고, 2,4,6-트라이아이소프로필마그네슘 브로마이드-염화 리튬 착체(1.0mol/L 테트라하이드로퓨란 용액, 17.7mL, 17.7mmol)를 더하여 120℃에서 4시간 교반했다. 얻어진 반응 혼합물을 여과하고, 여과액의 용매를 증류 제거했다. 이 잔사를 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(톨루엔:헥세인=15:85)로 정제함으로써, 등색 고체의 화합물 9(0.128g, 0.154mmol, 수율 9%)를 얻었다.
1H NMR(400MHz, CDCl3, δ): 9.31(s, 2H), 8.49(d, J=7.2Hz, 2H), 8.28(d, J=7.2Hz, 2H), 8.25(d, J=7.6Hz, 2H), 7.85(d, J=8.4Hz, 2H), 7.61(t, J=7.6Hz, 2H), 7.41(t, J=7.6Hz, 2H), 7.38-7.33(m, 2H), 7.28(s, 4H), 3.16(sept, J=6.8Hz, 2H), 2.57(sept, J=6.8Hz, 4H), 1.52(d, J=7.2Hz, 12H), 1.09(d, J=6.8Hz, 12H), 1.04(d, J=6.8Hz, 12H)
MS(MALDI): 832.73(M+). Calcd for. C60H62B2N2: 832.51
(합성예 9) 화합물 10의 합성
[화학식 109]
중간체 E
질소 기류하, 3-tert-뷰틸-6-페닐-9H-카바졸(2.70g, 9.02mmol), 탄산 세슘(5.34g, 16.4mmol)과 2,5-다이브로모-1,4-다이플루오로벤젠(1.11g, 4.10mmol)의 N,N-다이메틸폼아마이드 용액(50mL)을 120℃에서 15시간 교반했다. 이 혼합물을 실온으로 되돌리고, 물을 더하여, 석출한 고체를 여과했다. 이것을 톨루엔으로 재결정함으로써 백색 고체의 중간체 E(3.06g, 3.68mmol, 수율 90%)를 얻었다.
1HNMR(400MHz,CDCl3, δ): 8.40(d, J=2.0Hz, 2H), 8.23(d, J=1.6Hz, 2H), 8.02(s, 2H), 7.79-7.76(m, 4H), 7.73(dd, J=8.8, 1.6Hz, 2H), 7.59(dd, J=8.4, 1.6Hz, 2H), 7.53-7.48(m, 4H), 7.41-7.35(m, 2H), 7.31(d, J=7.6Hz, 2H), 7.23(d, J=8.8Hz, 2H), 1.50(s, 18H)
MS(ASAP): 831.43(M+H+). Calcd for. C50H42Br2N2: 830.17
[화학식 110]
화합물 10
질소 기류하, 중간체 E(1.00g, 1.21mmol)의 톨루엔 용액(100mL)에 -30℃에서 n-BuLi(1.6mol/L 헥세인 용액, 2.27mL, 3.63mmol)를 더하여 50℃에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물을 -30℃로 냉각하고, 삼브로민화 붕소(1.52g, 6.05mmol)를 더하여 실온에서 30분간 교반했다. 반응 혼합물에 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(0.939g, 6.05mmol)을 더하여 135℃에서 2시간 교반했다. 반응 혼합물에, 2,4,6-트라이아이소프로필마그네슘 브로마이드-염화 리튬 착체(1.0mol/L 테트라하이드로퓨란 용액, 12.1mL, 12.1mmol)를 더하여 실온으로 되돌리면서 17시간 교반했다. 얻어진 반응 혼합물의 용매를 증류 제거하고, 메탄올을 더하여 침전을 여과했다. 이 고체를 실리카젤 칼럼 크로마토그래피(톨루엔:헥세인=1:9)로 정제하고, 톨루엔/메탄올로 재결정함으로써, 등색 고체의 화합물 10(0.364g, 0.332mmol, 수율 27%)을 얻었다.
1H NMR(400MHz, CDCl3, δ): 9.24-9.19(m, 2H), 8.62-8.60(m, 2H), 8.50-8.47(m, 2H), 8.35-8.32(m, 2H), 7.85-7.69(m, 6H), 7.64-7.60(m, 2H), 7.56-7.46(m, 4H), 7.45-7.35(m, 2H), 7.31(s, 4H), 3.23-3.16(m, 2H), 2.65-2.56(m, 4H), 1.60-1.55(m, 18H), 1.51-1.48(m, 12H), 1.14-1.02(m, 24H)
MS(MALDI): 1098.09(M+H+). Calcd for. C80H86B2N2: 1096.70
또한, 합성예에서 합성한 화합물은 승화 정제하고 나서 이하의 용도로 이용했다.
(실시예 1) 박막의 제작
석영 기판 상에 진공 증착법으로, 진공도 1×10-3Pa 미만의 조건에서 Host1, 표 3에 기재되는 지연 형광 재료, 표 3에 기재되는 발광 재료를 상이한 증착원으로부터 증착하고, 100nm의 두께의 박막을 형성했다. Host1, 지연 형광 재료, 발광 재료의 함유량은, 순서대로 64.5질량%, 35.0질량%, 0.5질량%로 했다.
형성한 박막의 발광 재료의 배향값 S를 측정한 결과를 표 3에 나타낸다.
(실시예 2) 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 제작과 평가
막두께 100nm의 인듐·주석 산화물(ITO)로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기재 상에, 각 박막을 진공 증착법으로, 진공도 1×10-5Pa로 적층했다. 먼저, ITO 상에 HATCN을 5nm의 두께로 형성하고, 그 위에, NPD를 60nm의 두께로 형성하며, EBL1을 10nm의 두께로 더 형성했다. 다음으로, Host1, 표 3에 기재되는 지연 형광 재료, 표 3에 기재되는 발광 재료를 상이한 증착원으로부터 공증착하여, 35nm의 두께의 발광층을 형성했다. Host1, 지연 형광 재료, 발광 재료의 함유량은, 순서대로 64.5질량%, 35.0질량%, 0.5질량%로 했다. 다음으로, SF3-TRZ를 10nm의 두께로 형성한 후, Liq와 SF3-TRZ를 상이한 증착원으로부터 공증착하여, 30nm의 두께의 층을 형성했다. 이 층에 있어서의 Liq와 SF3-TRZ의 함유량은 각각 30질량%와 70질량%로 했다. 또한 Liq를 2nm의 두께로 형성하고, 이어서 알루미늄(Al)을 100nm의 두께로 증착함으로써 음극을 형성하여, 유기 일렉트로 루미네선스 소자로 했다.
각 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 통전시킨 결과, 어느 소자로부터도 발광이 관측되었다. 발광층에 포함되는 재료 중, 발광 재료로부터의 발광량이 최대였다. 각 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 6.3mA/cm2에 있어서의 외부 양자 효율(EQE)을 측정하고, 결과를 표 3에 나타냈다. 또, 통전 개시 시의 발광 강도가 95%가 될 때까지의 시간을 측정하고, 비교예 1의 시간을 1로 했을 때의 상댓값을 표 3에 나타냈다(LT95). 본 발명의 유기 일렉트로 루미네선스 소자(소자 1~3)는, 모두 높은 EQE를 나타내고, 소자 수명이 길며 내구성이 우수했다.
[표 4]
[화학식 111]
본 발명의 막은, 발광 재료가 우수한 배향성을 나타내고 있으며, 유기 발광 소자에 적합하게 이용할 수 있다. 또, 본 발명의 유기 발광 소자는, 발광 효율이 높고, 소자 수명이 길며 내구성이 우수한 점에서, 산업상 이용가능성이 높다.
Claims (16)
- 하기 일반식 (1)로 나타나는 화합물 및 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
일반식 (1)
[화학식 1]
[일반식 (1)에 있어서, X1 및 X2는, 일방이 질소 원자이며, 타방이 붕소 원자이다. R1~R26, A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R17과 R18, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R21과 R22, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26은, 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 단, X1이 질소 원자일 때, R17과 R18은 서로 결합하여 단결합이 되어 피롤환을 형성하고, X2가 질소 원자일 때, R21과 R22는 서로 결합하여 단결합이 되어 피롤환을 형성한다. 단, X1이 질소 원자이며, R7과 R8 및 R21과 R22가 질소 원자를 개재하여 결합하여 6원환을 형성하고, R17과 R18이 서로 결합하여 단결합을 형성하고 있을 때, R1~R6 중 적어도 하나는 치환 혹은 무치환의 아릴기이거나, R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6 중 어느 하나가 서로 결합하여 방향환 또는 복소 방향환을 형성하고 있다.]
일반식 (2)
[화학식 2]
[일반식 (2)에 있어서, R112와 R113 중 일방은, 사이아노기 또는 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기를 나타낸다. R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 아미노기를 포함하는 도너성기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기(치환 아미노기를 포함하는 도너성기는 제외한다)를 나타낸다. 단, R112와 R113 중 타방과, R111, R114, R115 중 적어도 하나는, 각각 독립적으로 카바졸-9-일기(상기 카바졸-9-일기는, 적어도 치환되어 있거나, 추가로 환이 축합되어 있다)이다.] - 청구항 1에 있어서,
일반식 (1)의 R3 및 R6이 모두 치환기인, 유기 발광 소자. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
일반식 (1)의 R8 및 R12가 모두 치환기인, 유기 발광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (1)의 X1이 질소 원자이고, X2가 붕소 원자인, 유기 발광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (1)의 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -B(R32)-를 형성하고 있고, R32는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타내는, 유기 발광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (1)의 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -CO-를 형성하고 있는, 유기 발광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (1)의 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -CS-를 형성하고 있는, 유기 발광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (1)의 R7과 R8, R17과 R18이 서로 결합하여 -N(R27)-을 형성하고 있고, R27은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타내는, 유기 발광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (1)의 R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26 중 1~6세트가, 서로 결합하여 벤조퓨란환 또는 벤조싸이오펜환을 형성하고 있는, 유기 발광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (1)로 나타나는 화합물이 회전 대칭 구조를 갖는, 유기 발광 소자. - 청구항 1에 있어서,
일반식 (1)로 나타나는 화합물이 하기의 어느 하나의 구조를 갖는, 유기 발광 소자.
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
- 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (2)의 R112가 사이아노기 또는 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기인, 유기 발광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (2)의 도너성기가 카바졸-9-일 구조를 포함하는, 유기 발광 소자. - 하기 일반식 (1)로 나타나는 화합물 및 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하는 막.
일반식 (1)
[화학식 4]
[일반식 (1)에 있어서, X1 및 X2는, 일방이 질소 원자이며, 타방이 붕소 원자이다. R1~R26, A1, A2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R13과 R14, R14와 R15, R15와 R16, R16과 R17, R17과 R18, R18과 R19, R19와 R20, R20과 R21, R21과 R22, R22와 R23, R23과 R24, R24와 R25, R25와 R26은, 서로 결합하여 환상 구조를 형성하고 있어도 된다. 단, X1이 질소 원자일 때, R17과 R18은 서로 결합하여 단결합이 되어 피롤환을 형성하고, X2가 질소 원자일 때, R21과 R22는 서로 결합하여 단결합이 되어 피롤환을 형성한다. 단, X1이 질소 원자이며, R7과 R8 및 R21과 R22가 질소 원자를 개재하여 결합하여 6원환을 형성하고, R17과 R18이 서로 결합하여 단결합을 형성하고 있을 때, R1~R6 중 적어도 하나는 치환 혹은 무치환의 아릴기이거나, R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R4와 R5, R5와 R6 중 어느 하나가 서로 결합하여 방향환 또는 복소 방향환을 형성하고 있다.]
일반식 (2)
[화학식 5]
[일반식 (2)에 있어서, R112와 R113 중 일방은, 사이아노기 또는 치환 혹은 무치환의 트라이아진일기를 나타낸다. R112와 R113의 타방과, R111, R114, R115는, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 아미노기를 포함하는 도너성기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기(치환 아미노기를 포함하는 도너성기는 제외한다)를 나타낸다. 단, R112와 R113 중 타방과, R111, R114, R115 중 적어도 하나는, 각각 독립적으로 카바졸-9-일기(상기 카바졸-9-일기는, 적어도 치환되어 있거나, 추가로 환이 축합되어 있다)이다.] - 청구항 14에 있어서,
상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량이 상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물보다 적은, 막. - 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물 및 상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물보다 최저 여기 일중항 에너지가 높은 호스트 재료를 더 포함하는 막.
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