KR20240052073A - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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다쿠지 하타케야마
가쓰야 마스다
모토키 야나이
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가꼬우 호징 관세이 가쿠잉
에스케이머티리얼즈제이엔씨 주식회사
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Abstract

[과제] 양자 효율과 수명 특성이 우수한 유기 EL 소자를 제공한다.
[해결 수단] 하기 일반식(1)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체로 이루어지는 화합물군 중에서, 도펀트로서 적어도 2종류의 화합물을 포함하는 발광층으로 한 유기 전계 발광 소자에 의해 상기 과제를 해결한다.

(상기 식(1) 중, A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들의 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 치환되어 있어도 되고, X1 및 X2는 각각 독립적으로, >O, >N-R, >S, >Se 또는 >C(-Ra)2이며, 상기 >N-R의 R은, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이고, 또한, 상기 >N-R의 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되며, 상기 >C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1이상)」로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고, 식(1)로 표시되는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 됨)

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은, 도펀트 재료로서의 특정한 화합물을 2종류 이상 포함하는 발광층을 가지는 유기 전계 발광 소자, 이것을 사용한 표시 장치 및 조명 장치에 관한 것이다.
종래, 전계 발광하는 발광 소자를 사용한 표시 장치는, 소절약화나 박형화가 가능하므로, 다양하게 연구되고, 또한 유기 재료로 이루어지는 유기 전계 발광 소자(이하, 유기 EL 소자)는, 경량화나 대형화가 용이하여 활발하게 검토되어 왔다. 특히, 광의 3원색의 하나인 청색 등의 발광 특성을 가지는 유기 재료의 개발, 및 최적인 발광 특성이 되는 복수 재료의 조합에 대해서는, 고분자 화합물, 저분자 화합물을 막론하고 지금까지 활발하게 연구되어 왔다.
유기 EL 소자는, 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 이 한 쌍의 전극 사이에 배치되고, 유기 화합물을 포함하는 한층 또는 복수의 층으로 이루어지는 구조를 가진다. 유기 화합물을 포함하는 층에는, 발광층이나, 정공, 전자 등의 전하를 수송 또는 주입하는 전하 수송/주입층 등이 있지만, 이들 층에 적당한 각종 유기 재료가 개발되고 있다.
발광층용 재료로서는, 예를 들면, 벤조플루오렌계 화합물 등이 개발되고 있다(국제공개 제2004/061047호 공보). 또한, 정공 수송 재료로서는, 예를 들면 트리페닐아민계 화합물 등이 개발되고 있다(일본공개특허 제2001-172232호 공보). 또한, 전자 수송 재료로서는, 예를 들면 안트라센계 화합물 등이 개발되고 있다(일본공개특허 제2005-170911호 공보).
또한, 최근에는 트리페닐아민 유도체를 개량한 재료도 보고되고 있다(국제공개 제2012/118164호 공보). 이 재료는 이미 실용화되었던 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민(TPD)을 참고로 하여, 트리페닐아민을 구성하는 방향환끼리를 연결함으로써그 평면성을 높인 것을 특징으로 하는 재료이다. 이 문헌에서는, 예를 들면 NO 연결계 화합물(63페이지의 화합물 1)의 전하 수송 특성이 평가되어 있지만, NO 연결계 화합물 이외의 재료의 제조 방법에 대해서는 기재되어 있지 않고, 또한, 연결하는 원소가 다르면 화합물 전체의 전자 상태가 상이하므로, NO 연결계 화합물 이외의 재료로부터 얻어지는 특성도 아직 알려져 있지 않다. 이와 같은 화합물의 예는 그 외에도 보여진다(국제공개 제2011/107186호 공보). 예를 들면, 3중항 여기자의 에너지(T1)가 큰 공역 구조를 가지는 화합물은, 보다 짧은 파장의 인광을 발할 수 있으므로, 청색의 발광층용 재료로서 유익하다.
국제공개 제2004/061047호 공보 일본공개특허 제2001-172232호 공보 일본공개특허 제2005-170911호 공보 국제공개 제2012/118164호 공보 국제공개 제2011/107186호 공보
전술하는 바와 같이, 유기 EL 소자에 사용되는 재료로서는 각종 재료가 개발되고 있지만, 더 높은 양자 효율이나 장수명의 특성을 가지는 유기 EL 소자를 실현 가능한 재료, 특히 발광층용 재료로서 우수한 재료가 요망되고 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 붕소 원자와 질소 원자 또는 산소 원자 등으로 복수의 방향족환을 연결한 화합물을 2종류 이상 조합하여, 발광층에 함유시킴으로써, 발광층 내의 캐리어 밸런스를 향상시키고, 양자 효율과 수명이 우수한 유기 EL 소자가 얻어지는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.
항 1.
양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 이 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층을 가지는 유기 전계 발광 소자로서,
상기 발광층은, 하기 일반식(1)로 표시되는 다환(多環) 방향족 화합물 및 하기 일반식(1)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체로 이루어지는 화합물군 중에서, 도펀트로서 적어도 2개의 다환 방향족 화합물 및/또는 다량체를 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
(상기 식(1) 중,
A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 치환되어 있어도 되고,
X1 및 X2는 각각 독립적으로, >O, >N-R, >S, >Se 또는 >C(-Ra)2이며, 상기 >N-R의 R은, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이고, 또한, 상기 >N-R의 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되고, 상기 >C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고,
식(1)로 표시되는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 됨)
항 2.
상기 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체는, 하기 일반식(1A)∼(1E) 중 어느 하나로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1A)∼(1E) 중 어느 하나로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체로부터 선택되는, 항 1에 기재하는 유기 전계 발광 소자.
(상기 식(1A)∼(1E) 중,
A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 치환되어 있어도 되고,
>N-R의 R은 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이며, 상기 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되고,
>C(-Ra)2의 Ra는 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고,
식(1A)∼(1E) 중 어느 하나로 표시되는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 됨)
항 3.
상기 A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 치환 혹은 무치환의 아릴, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴, 치환 혹은 무치환의 디아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 아릴헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 알킬, 치환 혹은 무치환의 알콕시, 트리알킬실릴, 치환 혹은 무치환의 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
상기 >N-R의 R은, 알킬로 치환되어 있어도 되는 아릴, 알킬로 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이며, 상기 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되고, 상기-C(-R)2-의 R은 수소 또는 알킬이며,
상기 >C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼6)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이고,
식(1A)∼(1E)로 표시되는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
다량체의 경우에는, 식(1A)∼(1E)로 표시되는 구조를 2개 또는 3개 가지는 2량체 또는 3량체인,
항 2에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 4.
상기 일반식(1A)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1A')로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 항 2 또는 3에 기재된 유기 전계 발광 소자.
(상기 식(1A') 중,
R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 되고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 되며,
>N-R의 R은 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼6의 알킬이며, 상기 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되고, 상기-C(-R)2-의 R은 탄소수 1∼6의 알킬이며, 그리고,
식(1A')로 표시되는 화합물 또는 그의 다량체에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 됨)
항 5.
상기 식(1A') 중,
R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴 또는 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴)이고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 탄소수 6∼10의 아릴로 치환되어 있어도 되고,
>N-R의 R은 독립적으로, 탄소수 6∼10의 아릴이며, 그리고,
식(1A')로 표시되는 화합물 또는 그의 다량체에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 되는,
항 4에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 6.
상기 식(1A')로 표시되는 화합물이 하기 어느 하나의 구조식으로 표시되는 화합물인, 항 4에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 7.
상기 일반식(1B)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1B') 또는 식(1B")로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 항 2 또는 3에 기재된 유기 전계 발광 소자.
(상기 식(1B') 또는 식(1B") 중,
R1∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
R4가 복수인 경우, 인접하는 R4끼리가 결합하여 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이며, p는 0∼4의 정수임)
항 8.
상기 식(1B') 또는 식(1B") 중,
R1은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴 또는 탄소수 1∼24의 알킬이며,
R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 1∼4의 알킬을 가지는 트리알킬실릴 또는 탄소수 6∼30의 아릴옥시이고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼18의 알킬로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이며, p는 0∼2의 정수인,
항 7에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 9.
상기 식(1B')로 표시되는 화합물이 하기 구조식으로 표시되는 화합물인, 항 7에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 10.
상기 일반식(1B)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1B3') 또는 식(1B4')로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 항 2 또는 3에 기재된 유기 전계 발광 소자.
(상기 식(1B3') 또는 식(1B4') 중,
R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
R4가 복수인 경우, 인접하는 R4끼리가 결합하여 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이며, p는 0∼4의 정수임)
항 11.
상기 식(1B3') 또는 식(1B4') 중,
R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 1∼4의 알킬을 가지는 트리알킬실릴 또는 탄소수 6∼30의 아릴옥시이고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼18의 알킬로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이며, p는 0∼2의 정수인,
항 10에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 12.
상기 식(1B3')로 표시되는 화합물이 하기 구조식으로 표시되는 화합물인, 항 10에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 13.
상기 일반식(1C)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1C') 또는 식(1C")로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 항 2 또는 3에 기재된 유기 전계 발광 소자.
(상기 식(1C') 또는 식(1C") 중,
R1∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
R4가 복수인 경우, 인접하는 R4끼리가 결합하여 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
m은 0∼3의 정수이며, n은 각각 독립적으로 0∼6의 정수이고, p는 0∼4의 정수이며, 그리고,
>N-R의 R은 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼6의 알킬임)
항 14.
상기 식(1C') 또는 식(1C") 중,
R1은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴 또는 탄소수 1∼24의 알킬이며,
R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 1∼4의 알킬을 가지는 트리알킬실릴 또는 탄소수 6∼30의 아릴옥시이고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼18의 알킬로 치환되어 있어도 되며,
m은 0∼3의 정수이며, n은 각각 독립적으로 0∼6의 정수이고, p는 0∼2의 정수이며, 그리고,
N-R의 R은 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼4의 알킬인,
항 13에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 15.
상기 식(1C')로 표시되는 화합물이 하기 어느 하나의 구조식으로 표시되는 화합물인, 항 13에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 16.
상기 일반식(1D)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1D')로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 항 2 또는 3에 기재된 유기 전계 발광 소자.
(상기 식(1D') 중,
R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리는 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼6)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고,
다환 방향족 화합물의 다량체의 경우에는, 식(1D')로 표시되는 구조를 2개 또는 3개 가지는 2량체 또는 3량체임)
항 17.
상기 식(1D') 중,
R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 시아노 또는 할로겐이며, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리는 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼4)」로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄의 알킬인,
항 16에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 18.
상기 일반식(1E)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 항 2 또는 3에 기재된 유기 전계 발광 소자.
(상기 식(1E') 중,
R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리는 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
>N-R의 R은 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬이며, 상기 R에서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼6)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고,
다환 방향족 화합물의 다량체의 경우에는, 식(1E')로 표시되는 구조를 2개 또는 3개 가지는 2량체 또는 3량체임)
항 19.
상기 식(1E') 중,
R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 시아노 또는 할로겐이며, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리는 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
>N-R의 R은 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 또는 탄소수 1∼24의 알킬이고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼4)」로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄의 알킬인,
항 18에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 20.
상기 식(1E')로 표시되는 화합물이 하기 구조식으로 표시되는 화합물인, 항 18에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 21.
상기 발광층이, 상기 적어도 2개의 다환 방향족 화합물 및/또는 다량체를 0.1∼30 중량% 함유하는, 항 1∼20 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 22.
상기 발광층이 안트라센 유도체, 플루오렌 유도체 및 디벤조크리센 유도체 중에서 선택되는 적어도 1개를 함유하는, 항 1∼21 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 23.
상기 음극과 상기 발광층 사이에 배치되는 전자 수송층 및/또는 전자 주입층을 가지고, 이 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 1개는, 보란 유도체, 피리딘 유도체, 플루오란텐 유도체, BO계 유도체, 안트라센 유도체, 벤조플루오렌 유도체, 포스핀옥사이드 유도체, 피리미딘 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아진 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체 및 퀴놀리놀계 금속 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 함유하는, 항 1∼22 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 24.
상기 전자 수송층 및/또는 전자 주입층이, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리토류 금속의 산화물, 알칼리토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 항 23에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 25.
항 1∼24 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 구비한 표시 장치.
항 26.
항 1∼24 중 어느 하나에 기재하는 유기 전계 발광 소자를 구비한 조명 장치.
본 발명의 바람직한 태양(態樣)에 의하면, 상기 일반식(1)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체 중에서 2종류 이상 함유하는 발광층용 재료를 조제하고, 이것을 발광층에 사용한 유기 EL 소자를 제작함으로써, 양자 효율 및 수명이 우수한 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
[도 1] 본 실시형태에 관한 유기 EL 소자를 나타낸 개략 단면도이다.
1. 유기 EL 소자에서의 특징적인 발광층
본 발명은, 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 이 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층을 가지는 유기 EL 소자로서, 상기 발광층은, 하기 일반식(1)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체로 이루어지는 화합물군 중에서, 도펀트로서 적어도 2개의 다환 방향족 화합물 및/또는 다량체를 포함하는, 유기 EL 소자이다. 그리고, 식(1)에서의 각 부호는 전술한 정의와 동일하다.
1-1. 일반식(1)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체
일반식(1)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체는 기본적으로는 도펀트로서 기능한다. 상기 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체는, 바람직하게는, 하기 일반식(1')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1')로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체이다.
상기 식(1') 중,
R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 되고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 되며,
X1 및 X2는 각각 독립적으로, >O, >N-R, >S, >Se 또는 >C(-Ra)2이며, 상기 >N-R의 R은 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼6의 알킬이고, 또한, 상기 >N-R의 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 a환, b환 및/또는 c환과 결합하고 있어도 되며, 상기 -C(-R)2-의 R은 탄소수 1∼6의 알킬이고, 상기 >C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고,
식(1')로 표시되는 화합물에서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
일반식(1)에서의 A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이들 치환기는, 치환 또는 무치환의 아릴, 치환 또는 무치환의 헤테로아릴, 치환 또는 무치환의 디아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환 또는 무치환의 알킬, 치환 또는 무치환의 알콕시, 트리알킬실릴, 치환 또는 무치환의 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이 바람직하다. 이들 기가 치환기를 가지는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬을 예로 들 수 있다. 또한, 상기 아릴환 또는 헤테로아릴환은, 중심 원소 B(붕소), X1 및 X2로 구성되는 일반식(1) 중앙의 축합 2환 구조(이하, 이 구조를 「D 구조」라고도 함)와 결합을 공유하는 5원환 또는 6원환을 가지는 것이 바람직하다.
여기에서, 「축합 2환 구조(D 구조)」란, 일반식(1)의 중앙에 나타낸, 중심 원소 B(붕소), X1 및 X2를 포함하여 구성되는 2개의 포화 탄화수소환이 축합한 구조를 의미한다. 또한, 「축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환」이란, 예를 들면, 상기 일반식(1')로 나타낸 바와 같이 상기 D 구조로 축합한 a환(벤젠환(6원환))을 의미한다. 또한, 「(A환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환이 이 6원환을 가지는」이란, 이 6원환만으로 A환이 형성되거나, 또는, 이 6원환을 포함하도록 이 6원환에 다른 환 등이 더 축합하여 A환이 형성되는 것을 의미한다. 바꿔 말하면, 여기에서 말하는 「6원환을 가지는 (A환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환」이란, A환의 전부 또는 일부를 구성하는 6원환이, 상기 D 구조로 축합하고 있는 것을 의미한다. 「B환(b환)」, 「C환(c환)」, 또한 「5원환」에 대해서도 동일한 설명이 적합하다.
일반식(1)에서의 A환(또는 B환, C환)은, 일반식(1')에서의 a환과 그 치환기 R1∼R3(또는 b환과 그 치환기 R8∼R11, c환과 그 치환기 R4∼R7)에 대응한다. 즉 일반식(1')은, 일반식(1)의 A∼C환으로서 「6원환을 가지는 A∼C환」이 선택된 구조에 대응한다. 그 의미에서, 일반식(1')의 각 환을 소문자 a∼c로 나타내었다.
일반식(1')에서는, a환, b환 및 c환의 치환기 R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다. 따라서, 일반식(1')로 표시되는 다환 방향족 화합물은, a환, b환 및 c환에서의 치환기의 상호의 결합 형태에 의해, 하기 식(1'-1) 및 식(1'-2)에 나타낸 바와 같이, 화합물을 구성하는 환 구조가 변화된다. 각 식 중의 A'환, B'환 및 C'환은, 일반식(1)에서의 각각 A환, B환 및 C환에 대응한다. 그리고, 식(1'-1) 및 식(1'-2)에서의 각 부호는 식(1')에서의 정의와 동일하다.
상기 식(1'-1) 및 식(1'-2) 중의 A'환, B'환 및 C'환은, 일반식(1')로 설명하면, 치환기 R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환 및 c환과 함께 형성한 아릴환 또는 헤테로아릴환을 나타낸다(a환, b환 또는 c환에 다른 환 구조가 축합하여 생긴 축합환이라고도 할 수 있음). 그리고, 식에서는 나타내고는 있지 않지만, a환, b환 및 c환 모두가 A'환, B'환 및 C'환으로 변화된 화합물도 있다. 또한, 상기 식(1'-1) 및 식(1'-2)로부터 알 수 있는 바와 같이, 예를 들면, b환의 R8과 c환의 R7, b환의 R11과 a환의 R1, c환의 R4와 a환의 R3 등은 「인접하는 기끼리」에는 해당하지 않고, 이들이 결합하는 경우는 없다. 즉, 「인접하는 기」란 동일 환상에서 인접하는 기를 의미한다.
상기 식(1'-1)이나 식(1'-2)로 표시되는 화합물은, 예를 들면 후술하는 구체적 화합물로서 열거한 식(1A-402)∼(1-409) 등으로 표시되는 바와 같은 화합물에 대응한다. 즉, 예를 들면, a환(또는 b환 또는 c환)인 벤젠환에 대하여 벤젠환, 인돌환, 피롤환, 벤조퓨란환 또는 벤조티오펜환이 축합하여 형성되는 A'환(또는 B'환 또는 C'환)을 가지는 화합물이며, 형성되어 생긴 축합환 A'(또는 축합환 B' 또는 축합환 C')는 각각 나프탈렌환, 카르바졸환, 인돌환, 디벤조퓨란환 또는 디벤조티오펜환이다.
일반식(1)에서의 X1 및 X2는 각각 독립적으로, >O, >N-R, >S, >Se 또는 >C(-Ra)2이다. 상기 >N-R의 R은, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이고, 상기 >N-R의 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되며, 연결기로서는, -O-, -S- 또는 -C(-R)2-이 바람직하다. 그리고, 상기 「-C(-R)2-」의 R은 수소 또는 알킬이다. 상기 >C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이다. 이 설명은 일반식(1')에서의 X1 및 X2라도 동일하다.
여기에서, 일반식(1)에서의 「>N-R의 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합되어 있는」이라는 규정은, 일반식(1')에서는 「>N-R의 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 a환, b환 및/또는 c환과 결합되어 있는」이라는 규정에 대응한다.
이 규정은, 하기 식(1'-3-1)로 표시되는, X1이나 X2가 축합환 B' 및 축합환 C'에 받아들여진 환 구조를 가지는 화합물로 표현할 수 있다. 즉, 예를 들면 일반식(1')에서의 b환(또는 c환)인 벤젠환에 대하여 X1(또는 X2)을 받아들이도록 하여 다른 환이 축합하여 형성되는 B'환(또는 C'환)을 가지는 화합물이다. 이 화합물은, 예를 들면 후술하는 구체적 화합물로서 열거한, 식(1A-451)∼(1A-462)로 표시되는 바와 같은 화합물 및 식(1A-1401)∼(1A-1460)으로 표시되는 바와 같은 화합물에 대응하고, 형성되어 생긴 축합환 B'(또는 축합환 C')는, 예를 들면 페녹사진환, 페노티아진환 또는 아크리딘환이다.
또한, 상기 규정은, 하기 식(1'-3-2)나 식(1'-3-3)으로 표시되는, X1 및/또는 X2가 축합환 A'에 받아들여진 환 구조를 가지는 화합물로도 표현할 수 있다. 즉, 예를 들면 일반식(1')에서의 a환인 벤젠환에 대하여 X1(및/또는 X2)을 받아들이도록 하여 다른 환이 축합하여 형성되는 A'환을 가지는 화합물이다. 이 화합물은, 예를 들면 후술하는 구체적 화합물로서 열거한 식(1A-471)∼(1A-479)로 표시되는 바와 같은 화합물에 대응하고, 형성되어 생긴 축합환 A'는, 예를 들면 페녹사진환, 페노티아진환 또는 아크리딘환이다.
그리고, 식(1'-3-1)∼식(1'-3-3)에서의 각 부호는 식(1')에서의 정의와 동일하다.
>C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는, 메틸렌기(-CH2-)로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이다. 2개의 Ra는 동일 구조로서, 일반식(1)에서의 X1 또는 X2로서의 「>C(-Ra)2」부분 중의 「C(탄소)」는 부제탄소로 되는 경우는 없다. n은 1 이상으로서, 바람직하게는 n=1∼6이고, 보다 바람직하게는 n=1∼4이며, 더욱 바람직하게는 n=1∼3이고, 특히 바람직하게는 n=1 또는 2이며, 가장 바람직하게는 n=1(메틸기)이다. Ra로서의 알킬의 구체예에 대해서는, 상세하게는 후술하지만, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 직쇄의 알킬이 특히 바람직하다. Ra는 메틸렌기(-CH2-)로부터 시작되는 알킬기이므로, Ra가 분지쇄 알킬인 경우에는, 「>C(-Ra)2」부분 중의 「C(탄소)」에 결합하는 탄소(즉 1번 위치의 탄소)에서 분기되는 경우는 없고, 2번 위치 이후의 탄소로부터 분기될 수 있다. 예를 들면, Ra로서 「-CH2-C(-CH3)3」의 분지쇄 알킬은 있을 수 있지만, 「-CH(-CH3)-CH3」의 분지쇄 알킬은 있을 수 없다. 이 Ra에 관한 설명은 일반식(1')에서의 Ra에서도 동일하다.
일반식(1)의 A환, B환 및 C환인 「아릴환」으로서는, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴환을 들 수 있고, 탄소수 6∼16의 아릴환이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴환이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴환이 특히 바람직하다. 그리고, 이 「아릴환」은, 일반식(1')에서 규정된 「R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 형성된 아릴환」에 대응하고, 또한, a환(또는 b환, c환)이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있으므로, 이것에 5원환이 축합한 축합환의 합계 탄소수 9가 하한의 탄소수가 된다.
구체적인 「아릴환」으로서는, 단환계인 벤젠환, 2환계인 비페닐환, 축합 2환계인 나프탈렌환, 3환계인 터페닐환(m-터페닐, o-터페닐, p-터페닐), 축합 3환계인, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 축합 4환계인 트리페닐렌환, 피렌환, 나프타센환, 축합 5환계인 페릴렌환, 펜타센환 등을 들 수 있다.
일반식(1)의 A환, B환 및 C환인 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면 탄소수 2∼30의 헤테로아릴환을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴환이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴환이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴환이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴환이 특히 바람직하다. 또한, 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1개∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다. 그리고, 이 「헤테로아릴환」은, 일반식(1')에서 규정된 「R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 형성된 헤테로아릴환」에 대응하고, 또한, a환(또는 b환, c환)이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있으므로, 이것에 5원환이 축합한 축합환의 합계 탄소수 6이 하한의 탄소수가 된다.
구체적인 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤즈이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 프탈라진환, 나프티리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사틴환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 인돌리진환, 퓨란환, 벤조퓨란환, 이소벤조퓨란환, 디벤조퓨란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 퓨라잔환, 옥사디아졸환, 티안트렌환 등을 들 수 있다.
상기 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 제1 치환기인, 치환 또는 무치환의 「아릴」, 치환 또는 무치환의 「헤테로아릴」, 치환 또는 무치환의 「디아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「디헤테로아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「아릴헤테로아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「알킬」, 치환 또는 무치환의 「알콕시」, 트리알킬실릴, 치환 또는 무치환의 「아릴옥시」, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되지만, 이 제1 치환기로서의 「아릴」이나 「헤테로아릴」, 「디아릴아미노」의 아릴, 「디헤테로아릴아미노」의 헤테로아릴, 「아릴헤테로아릴아미노」의 아릴과 헤테로아릴, 또한 「아릴옥시」의 아릴로서는 전술한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기를 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「알킬」로서는, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬을 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬)이 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬)이 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이 특히 바람직하다.
구체적인 알킬로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「알콕시」로서는, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄의 알콕시를 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알콕시(탄소수 3∼18의 분지쇄의 알콕시)가 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알콕시(탄소수 3∼12의 분지쇄의 알콕시)가 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알콕시(탄소수 3∼6의 분지쇄의 알콕시)가 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알콕시(탄소수 3∼4의 분지쇄의 알콕시)가 특히 바람직하다.
구체적인 알콕시로서는, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시 등을 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「트리알킬실릴」은, 실릴기에 있어서의 3개의 수소가 각각 독립적으로 알킬로 치환된 구조를 들 수 있고, 알킬로서는 제1 치환기로서의 「알킬」의 란에서 설명한 기를 들 수 있다. 치환하는 데에 바람직한 알킬은, 탄소수 1∼4의 알킬이며, 구체적으로는 메틸, 에틸, 프로필, i-프로필, 부틸, sec-부틸, tert-부틸, 시클로부틸 등을 들 수 있다.
구체적인 트리알킬실릴로서는, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리i-프로필실릴, 트리부틸실릴, 트리sec-부틸실릴, 트리tert-부틸실릴, 에틸디메틸실릴, 프로필디메틸실릴, i-프로필디메틸실릴, 부틸디메틸실릴, sec-부틸디메틸실릴, tert-부틸디메틸실릴, 메틸디에틸실릴, 프로필디에틸실릴, i-프로필디에틸실릴, 부틸디에틸실릴, sec-부틸디에틸실릴, tert-부틸디에틸실릴, 메틸디프로필실릴, 에틸디프로필실릴, 부틸디프로필실릴, sec-부틸디프로필실릴, tert-부틸디프로필실릴, 메틸디i-프로필실릴, 에틸디i-프로필실릴, 부틸디i-프로필실릴, sec-부틸디i-프로필실릴, tert-부틸디i-프로필실 등을 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「할로겐」은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이며, 바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬, 보다 바람직하게는 염소이다.
제1 치환기인, 치환 또는 무치환의 「아릴」, 치환 또는 무치환의 「헤테로아릴」, 치환 또는 무치환의 「디아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「디헤테로아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「아릴헤테로아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「알킬」, 치환 또는 무치환의 「알콕시」, 또는, 치환 또는 무치환의 「아릴옥시」는, 치환 또는 무치환으로 설명되어 있는 대로, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소가 제2 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 제2 치환기로서는, 예를 들면, 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬을 들 수 있고, 이들의 구체예는, 전술한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기, 또한 제1 치환기로서의 「알킬」의 설명을 참조할 수 있다. 또한, 제2 치환기로서의 아릴이나 헤테로아릴에는, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소가 페닐 등의 아릴(구체예는 전술한 기)이나 메틸 등의 알킬(구체예는 전술한 기)로 치환된 기도 제2 치환기로서의 아릴이나 헤테로아릴에 포함된다. 그 일례로서는, 제2 치환기가 카르바졸릴기인 경우에는, 9번 위치에 있어서의 적어도 1개의 수소가 페닐 등의 아릴이나 메틸 등의 알킬로 치환된 카르바졸릴기도 제2 치환기로서의 헤테로아릴에 포함된다.
일반식(1')의 R1∼R11에서의 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노의 아릴, 디헤테로아릴아미노의 헤테로아릴, 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴, 또는 아릴옥시의 아릴로서는, 일반식(1)에서 설명한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기를 들 수 있다. 또한, R1∼R11에서의 알킬 또는 알콕시로서는, 전술한 일반식(1)의 설명에서의 제1 치환기로서의 「알킬」이나 「알콕시」의 설명을 참조할 수 있다. 또한, 이들 기로의 치환기로서의 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬도 마찬가지이다. 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성한 경우의, 이들 환으로의 치환기인 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시, 및 새로운 치환기인 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬에 대해서도 마찬가지이다.
일반식(1)의 X1 및 X2에서의 >N-R의 R은 전술한 제2 치환기로 치환되어 있어도 되는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬이며, 아릴이나 헤테로아릴에서의 적어도 1개의 수소는, 예를 들면 알킬로 치환되어 있어도 된다. 이 아릴, 헤테로아릴이나 알킬로서는 전술하는 기를 들 수 있다. 특히 탄소수 6∼10의 아릴(예를 들면, 페닐, 나프틸 등), 탄소수 2∼15의 헤테로아릴(예를 들면 카르바졸릴 등), 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등)이 바람직하다. 이 설명은 일반식(1')에서의 X1 및 X2에서도 동일하다.
일반식(1)에서의 연결기인 「-C(-R)2-」의 R은 수소 또는 알킬이지만, 이 알킬로서는 전술하는 기를 들 수 있다. 특히 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등)이 바람직하다. 이 설명은 일반식(1')에서의 연결기인 「-C(-R)2-」에서도 동일하다.
또한, 일반식(1)로 표시되는 단위 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체, 바람직하게는, 일반식(1')로 표시되는 단위 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체는, 2∼6량체가 바람직하고, 2∼3량체가 보다 바람직하며, 2량체가 특히 바람직하다. 다량체는, 1개의 화합물 중에 상기 단위 구조를 복수 가지는 형태라면 되고, 예를 들면, 상기 단위 구조가 단결합, 탄소수 1∼3의 알킬렌기, 페닐렌기, 나프틸렌기 등의 연결기로 복수 결합한 형태에 더하여, 상기 단위 구조에 포함되는 임의의 환(A환, B환 또는 c환, a환, b환 또는 c환)을 복수의 단위 구조로 공유하도록 하여 결합한 형태라도 되고, 또한, 상기 단위 구조에 포함되는 임의의 환(A환, B환 또는 c환, a환, b환 또는 c환)끼리가 축합하도록 하여 결합한 형태라도 된다.
이와 같은 다량체로서는, 예를 들면 하기 식(1'-4), 식(1'-4-1), 식(1'-4-2), 식(1'-5-1)∼식(1'-5-4) 또는 식(1'-6)으로 표시되는 다량체 화합물을 들 수 있다. 하기 식(1'-4)로 표시되는 다량체 화합물은, 예를 들면, 후술하는 식(1A-423)으로 표시되는 바와 같은 화합물에 대응한다. 즉, 일반식(1')에서 설명하면, a환인 벤젠환을 공유하도록 하여, 복수의 일반식(1')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 또한, 하기 식(1'-4-1)로 표시되는 다량체 화합물은, 일반식(1')에서 설명하면, a환인 벤젠환을 공유하도록 하여, 2개의 일반식(1')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 또한, 하기 식(1'-4-2)로 표시되는 다량체 화합물은, 예를 들면, 후술하는 식(1A-2666)으로 표시되는 바와 같은 화합물에 대응한다. 즉 일반식(1')에서 설명하면, a환인 벤젠환을 공유하도록 하여, 3개의 일반식(1')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 또한, 하기 식(1'-5-1)∼식(1'-5-4)로 표시되는 다량체 화합물은, 일반식(1')에서 설명하면, b환(또는 c환)인 벤젠환을 공유하도록 하여, 복수의 일반식(1')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 또한, 하기 식(1'-6)으로 표시되는 다량체 화합물은, 예를 들면, 후술하는 식(1A-431)로 표시되는 바와 같은 화합물에 대응한다. 즉, 일반식(1')에서 설명하면, 예를 들면, 어떤 단위 구조의 b환(또는 a환, c환)인 벤젠환과 어떤 단위 구조의 b환(또는 a환, c환)인 벤젠환이 축합하도록 하여, 복수의 일반식(1')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다.
그리고, 식(1'-4), 식(1'-4-1), 식(1'-4-2), 식(1'-5-1)∼식(1'-5-4) 또는 식(1'-6)에서의 각 부호는 식(1')에서의 정의와 동일하다.
다량체 화합물은, 식(1'-4), 식(1'-4-1) 또는 식(1'-4-2)로 표현되는 다량화 형태와, 식(1'-5-1)∼식(1'-5-4) 중 어느 하나 또는 식(1'-6)으로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체라도 되고, 식(1'-5-1)∼식(1'-5-4) 중 어느 하나로 표현되는 다량화 형태와, 식(1'-6)으로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체라도 되고, 식(1'-4), 식(1'-4-1) 또는 식(1'-4-2)로 표현되는 다량화 형태와 식(1'-5-1)∼식(1'-5-4) 중 어느 하나로 표현되는 다량화 형태와 식(1'-6)으로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체라도 된다.
또한, 일반식(1) 또는 일반식(1')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 화학 구조 중의 수소는, 그 전부 또는 일부가 중수소라도 된다.
1-2. 일반식(1A)∼(1E)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체
본 발명에서 사용하는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 구체적인 예로서는, 하기 일반식(1A)∼(1E) 중 어느 하나로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1A)∼(1E) 중 어느 하나로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체를 들 수 있다. 하기 식(1A)∼(1E)에서의 각 부호는 전술한 정의와 동일하다.
본 발명에서는, 발광층용 재료에 있어서의 도펀트로서, 2종류 이상의 상기 다환 방향족 화합물 및/또는 그 단량체를 포함하지만, 이 조합으로서는, (조합 1) 식(1A)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 2개의 화합물, (조합 2) 식(1B)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 2개의 화합물, (조합 3) 식(1C)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 2개의 화합물, (조합 4) 식(1D)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 2개의 화합물, (조합 5) 식(1E)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 2개의 화합물의 조합을 들 수 있다.
또한, (조합 6) 식(1A)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1B)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물, (조합 7) 식(1A)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1C)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물, (조합 8) 식(1A)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1D)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물, (조합 9) 식(1A)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1E)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물의 조합을 들 수 있다.
또한, (조합 10) 식(1B)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1C)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물, (조합 11) 식(1B)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1D)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물, (조합 12) 식(1B)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1E)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물의 조합을 들 수 있다.
또한, (조합 13) 식(1C)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1D)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물, (조합 14) 식(1C)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1E)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물의 조합을 들 수 있다.
또한, (조합 15) 식(1D)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물과, 식(1E)의 화합물 및 그의 다량체 중에서 적어도 1개의 화합물의 조합을 들 수 있다.
상기 식(1A)∼(1E)에서의 각 부호는 전술한 정의와 동일하지만, 바람직하게는, 식(1A)∼(1E)에 있어서,
A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 치환 혹은 무치환의 아릴, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴, 치환 혹은 무치환의 디아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 아릴헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 알킬, 치환 혹은 무치환의 알콕시, 트리알킬실릴, 치환 혹은 무치환의 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
>N-R의 R은 독립적으로, 알킬로 치환되어 있어도 되는 아릴, 알킬로 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이며, 상기 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되며, 상기-C(-R)2-의 R은 수소 또는 알킬이고,
>C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼6)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이고,
식(1A)∼(1E)로 표시되는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
다량체의 경우에는, 식(1A)∼(1E)로 표시되는 구조를 2개 또는 3개 가지는 2량체 또는 3량체이다.
식(1A)∼(1E) 중 어느 하나로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체에 대해서는, 전술한 식(1)에서의 각 부호의 설명을 인용할 수 있지만, 이하에 각 식에 대하여 각각 설명한다.
1-2(1). 일반식(1A)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체
일반식(1A)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1A)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체는 하기한 바와 같으며, 바람직하게는, 하기 일반식(1A')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1A')로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체이다.
일반식(1A)에서의 A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 치환기는, 치환 혹은 무치환의 아릴, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴, 치환 혹은 무치환의 디아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환 혹은 무치환의 알킬, 치환 혹은 무치환의 알콕시, 치환 혹은 무치환의 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이 바람직하다. 이들 기가 치환기를 가지는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬을 들 수 있다. 또한, 상기 아릴환 또는 헤테로아릴환은, 중심 원소 B(붕소) 및 좌우의 >N-R로 구성되는 일반식(1A) 중앙의 축합 2환 구조(이하, 이 구조를 「D 구조」라고도 함)와 결합을 공유하는 5원환 또는 6원환을 가지는 것이 바람직하다.
여기에서, 「축합 2환 구조(D 구조)」란, 일반식(1A)의 중앙에 나타낸, 중심 원소 B(붕소) 및 좌우의 >N-R을 포함하여 구성되는 2개의 포화 탄화수소환이 축합한 구조를 의미한다. 또한, 「축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환」이란, 예를 들면, 상기 일반식(1A')로 나타낸 바와 같이 상기 D 구조로 축합한 a환(벤젠환(6원환))을 의미한다. 또한, 「(A환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환이 이 6원환을 가지는」이란, 이 6원환만으로 A환이 형성되거나, 또는, 이 6원환을 포함하도록 이 6원환에 다른 환 등이 더 축합하여 A환이 형성되는 것을 의미한다. 바꿔 말하면, 여기에서 말하는 「6원환을 가지는 (A환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환」이란, A환의 전부 또는 일부를 구성하는 6원환이, 상기 D 구조로 축합하고 있는 것을 의미한다. 「B환(b환)」, 「C환(c환)」, 또한 「5원환」에 대해서도 동일한 설명이 적합하다.
일반식(1A)에서의 A환(또는 B환, C환)은, 일반식(1A')에서의 a환과 그 치환기 R1∼R3(또는 b환과 그 치환기 R8∼R11, c환과 그 치환기 R4∼R7)에 대응한다. 즉, 일반식(1A')는, 일반식(1A)의 A∼C환으로서 「6원환을 가지는 A∼C환」이 선택된 구조에 대응한다. 그 의미에서, 일반식(1A'2)의 각 환을 소문자 a∼c로 나타내었다.
일반식(1A')에서는, a환, b환 및 c환의 치환기 R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다. 따라서, 일반식(1A')로 표시되는 다환 방향족 화합물은, a환, b환 및 c환에서의 치환기의 상호의 결합 형태에 의해, 하기 식(1A'-1) 및 식(1A'-2)에 나타낸 바와 같이, 화합물을 구성하는 환 구조가 변화된다. 각 식 중의 A'환, B'환 및 C'환은, 일반식(1A)에서의 각각 A환, B환 및 C환에 대응한다. 그리고, 식(1A'-1) 및 식(1A'-2)에서의 각 부호는 식(1A)에서의 정의와 동일하다.
상기 식(1A'-1) 및 식(1A'-2) 중의 A'환, B'환 및 C'환은, 일반식(1A')에서 설명하면, 치환기 R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 a환, b환 및 c환과 함께 형성한 아릴환 또는 헤테로아릴환을 나타낸다(a환, b환 또는 c환에 다른 환 구조가 축합하여 생긴 축합환이라고도 할 수 있음). 그리고, 식에서는 나타내고는 있지 않지만, a환, b환 및 c환 모두가 A'환, B'환 및 C'환으로 변화된 화합물도 있다. 또한, 상기 식(1A'-1) 및 식(1A'-2)로부터 알 수 있는 바와 같이, 예를 들면, b환의 R8과 c환의 R7, b환의 R11과 a환의 R1, c환의 R4과 a환의 R3 등은 「인접하는 기끼리」에는 해당하지 않고, 이들이 결합하는 경우는 없다. 즉, 「인접하는 기」란 동일 환상에서 인접하는 기를 의미한다.
상기 식(1A'-1)이나 식(1A'-2)로 표시되는 화합물은, 예를 들면, a환(또는 b환 또는 c환)인 벤젠환에 대하여 벤젠환, 인돌환, 피롤환, 벤조퓨란환 또는 벤조티오펜환이 축합하여 형성되는 A'환(또는 B'환 또는 C'환)을 가지는 화합물이며, 형성되어 생긴 축합환 A'(또는 축합환 B' 또는 축합환 C')은 각각 나프탈렌환, 카르바졸환, 인돌환, 디벤조퓨란환 또는 디벤조티오펜환이다.
일반식(1A)에서의 >N-R의 R은 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이고, 상기 >N-R의 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되며, 연결기로서는, -O-, -S- 또는 -C(-R)2-이 바람직하다. 그리고, 상기 「-C(-R)2-」의 R은 수소 또는 알킬이다. 이 설명은 일반식(1A')에서의 >N-R에서도 동일하다.
여기에서, 일반식(1A)에서의 「>N-R의 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합되어 있는」이라는 규정은, 일반식(1A')에서는 「>N-R의 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 a환, b환 및/또는 c환과 결합되어 있는」이라는 규정에 대응한다.
이 규정은, 하기 식(1A'-3-1)로 표시되는, N이 축합환 B' 및 축합환 C'에 받아들여진 환 구조를 가지는 화합물로 표현할 수 있다. 즉, 예를 들면 일반식(1A')에서의 b환(또는 c환)인 벤젠환에 대하여 N을 받아들이도록 하여 다른 환이 축합하여 형성되는 B'환(또는 C'환)을 가지는 화합물이다. 형성된 축합환 B'(또는 축합환 C')는 예를 들면 페녹사진환, 페노티아진환 또는 아크리딘환이다.
또한, 상기 규정은, 하기 식(1A'-3-2)나 식(1A'-3-3)으로 표시되는, N이 축합환 A'에 받아들여진 환 구조를 가지는 화합물로도 표현할 수 있다. 즉, 예를 들면 일반식(1A')에서의 a환인 벤젠환에 대하여 N을 받아들이도록 하여 다른 환이 축합하여 형성되는 A'환을 가지는 화합물이다. 형성된 축합환 A'는, 예를 들면 페녹사진환, 페노티아진환 또는 아크리딘환이다. 그리고, 식(1A'-3-1)∼식(1A'-3-3)에서의 각 부호는 식(1A')에서의 정의와 동일하다.
일반식(1A)의 A환, B환 및 C환인 「아릴환」으로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴환을 들 수 있고, 탄소수 6∼16의 아릴환이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴환이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴환이 특히 바람직하다. 그리고, 이 「아릴환」은, 일반식(1A')에서 규정된 「R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 형성된 아릴환」에 대응하고, 또한, a환(또는 b환, c환)이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있으므로, 이것에 5원환이 축합한 축합환의 합계 탄소수 9가 하한의 탄소수가 된다.
구체적인 「아릴환」으로서는, 단환계인 벤젠환, 2환계인 비페닐환, 축합 2환계인 나프탈렌환, 3환계인 터페닐환(m-터페닐, o-터페닐, p-터페닐), 축합 3환계인, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 축합 4환계인 트리페닐렌환, 피렌환, 나프타센환, 축합 5환계인 페릴렌환, 펜타센환 등을 들 수 있다.
일반식(1A)의 A환, B환 및 C환인 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴환을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴환이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴환이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴환이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1개∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다. 그리고, 이 「헤테로아릴환」은, 일반식(1A')에서 규정된 「R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 형성된 헤테로아릴환」에 대응하고, 또한, a환(또는 b환, c환)이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있으므로, 이것에 5원환이 축합한 축합환의 합계 탄소수 6이 하한의 탄소수가 된다.
구체적인 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤즈이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 프탈라진환, 나프티리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사틴환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 인돌리진환, 퓨란환, 벤조퓨란환, 이소벤조퓨란환, 디벤조퓨란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 퓨라잔환, 옥사디아졸환, 티안트렌환 등을 들 수 있다.
상기 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 제1 치환기인, 치환 또는 무치환의 「아릴」, 치환 또는 무치환의 「헤테로아릴」, 치환 또는 무치환의 「디아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「디헤테로아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「아릴헤테로아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「알킬」, 치환 또는 무치환의 「알콕시」, 또는, 치환 또는 무치환의 「아릴옥시」로 치환되어 있어도 되지만, 이 제1 치환기로서의 「아릴」이나 「헤테로아릴」, 「디아릴아미노」의 아릴, 「디헤테로아릴아미노」의 헤테로아릴, 「아릴헤테로아릴아미노」의 아릴과 헤테로아릴, 또한 「아릴옥시」의 아릴로서는 전술한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기를 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「알킬」로서는, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬을 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬)이 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬)이 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이 특히 바람직하다.
구체적인 알킬로서는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「알콕시」로서는, 예를 들면 탄소수 1∼24의 직쇄 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄의 알콕시를 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알콕시(탄소수 3∼18의 분지쇄의 알콕시)가 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알콕시(탄소수 3∼12의 분지쇄의 알콕시)가 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알콕시(탄소수 3∼6의 분지쇄의 알콕시)가 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알콕시(탄소수 3∼4의 분지쇄의 알콕시)가 특히 바람직하다.
구체적인 알콕시로서는, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시 등을 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「할로겐」은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이며, 바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬, 보다 바람직하게는 염소이다.
제1 치환기인, 치환 또는 무치환의 「아릴」, 치환 또는 무치환의 「헤테로아릴」, 치환 또는 무치환의 「디아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「디헤테로아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「아릴헤테로아릴아미노」, 치환 또는 무치환의 「알킬」, 치환 또는 무치환의 「알콕시」, 또는, 치환 또는 무치환의 「아릴옥시」는, 치환 또는 무치환으로 설명되어 있는 대로, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소가 제2 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 제2 치환기로서는, 예를 들면 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬을 들 수 있고, 이들의 구체예는, 전술한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기, 또한 제1 치환기로서의 「알킬」의 설명을 참조할 수 있다. 또한, 제2 치환기로서의 아릴이나 헤테로아릴에는, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소가 페닐 등의 아릴(구체예는 전술한 기)이나 메틸 등의 알킬(구체예는 전술한 기)로 치환된 기도 제2 치환기로서의 아릴이나 헤테로아릴에 포함된다. 그 일례로서는, 제2 치환기가 카르바졸릴기인 경우에는, 9번 위치에 있어서의 적어도 1개의 수소가 페닐 등의 아릴이나 메틸 등의 알킬로 치환된 카르바졸릴기도 제2 치환기로서의 헤테로아릴에 포함된다.
일반식(1A')의 R1∼R11에서의 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노의 아릴, 디헤테로아릴아미노의 헤테로아릴, 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴, 또는 아릴옥시의 아릴로서는, 일반식(1A)에서 설명한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기를 들 수 있다. 또한, R1∼R11에서의 알킬 또는 알콕시로서는, 전술한 일반식(1A)의 설명에서의 제1 치환기로서의 「알킬」이나 「알콕시」의 설명을 참조할 수 있다. 또한, 이들 기로의 치환기로서의 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬도 마찬가지이다. 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성한 경우의, 이들 환으로의 치환기인 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시, 및 새로운 치환기인 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬에 대해서도 마찬가지이다.
일반식(1A)의 >N-R의 R은 전술한 제2 치환기로 치환되어 있어도 되는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬이며, 아릴이나 헤테로아릴에서의 적어도 1개의 수소는, 예를 들면, 알킬로 치환되어 있어도 된다. 이 아릴, 헤테로아릴이나 알킬로서는 전술하는 기를 들 수 있다. 특히 탄소수 6∼10의 아릴(예를 들면, 페닐, 나프틸 등), 탄소수 2∼15의 헤테로아릴(예를 들면 카르바졸릴 등), 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등)이 바람직하다. 이 설명은 일반식(1A')에서의 >N-R의 R에서도 동일하다.
일반식(1A)에서의 연결기인 「-C(-R)2-」의 R은 수소 또는 알킬이지만, 이 알킬로서는 전술하는 기를 들 수 있다. 특히, 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등)이 바람직하다. 이 설명은 일반식(1A')에서의 연결기인 「-C(-R)2-」에서도 동일하다.
또한, 발광층에는, 일반식(1A)로 표시되는 단위 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체, 바람직하게는, 일반식(1A')로 표시되는 단위 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체가 포함되어도 된다. 다량체는 2∼6량체가 바람직하고, 2∼3량체가 보다 바람직하며, 2량체가 특히 바람직하다. 다량체는, 1개의 화합물 중에 상기 단위 구조를 복수 가지는 형태라면 되고, 예를 들면, 상기 단위 구조가 단결합, 탄소수 1∼3의 알킬렌기, 페닐렌기, 나프틸렌기 등의 연결기로 복수 결합한 형태에 더하여, 상기 단위 구조에 포함되는 임의의 환(A환, B환 또는 C환, a환, b환 또는 c환)을 복수의 단위 구조로 공유하도록 하여 결합한 형태라도 되고, 또한, 상기 단위 구조에 포함되는 임의의 환(A환, B환 또는 C환, a환, b환 또는 c환)끼리가 축합하도록 하여 결합한 형태라도 된다.
이와 같은 다량체로서는, 예를 들면 하기 식(1A'-4), 식(1A'-4-1), 식(1A'-4-2), 식(1A'-5-1)∼식(1A'-5-4) 또는 식(1A'-6)으로 표시되는 다량체 화합물을 들 수 있다. 하기 식(1A'-4)는 2량체 화합물, 식(1A'-4-1)은 2량체 화합물, 식(1A'-4-2)은 3량체 화합물, 식(1A'-5-1)은 2량체 화합물, 식(1A'-5-2)는 2량체 화합물, 식(1A'-5-3)은 2량체 화합물, 식(1A'-5-4)는 3량체 화합물, 식(1A'-6)은 2량체 화합물이다. 하기 식(1A'-4)로 표시되는 다량체 화합물은, 일반식(1A')에서 설명하면, a환인 벤젠환을 공유하도록 하여, 복수의 일반식(1A')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 또한, 하기 식(1A'-4-1)로 표시되는 다량체 화합물은, 일반식(1A')에서 설명하면, a환인 벤젠환을 공유하도록 하여, 2개의 일반식(1A')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 또한, 하기 식(1A'-4-2)로 표시되는 다량체 화합물은, 일반식(1A')에서 설명하면, a환인 벤젠환을 공유하도록 하여, 3개의 일반식(1A')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 또한, 하기 식(1A'-5-1)∼식(1A'-5-4)로 표시되는 다량체 화합물은, 일반식(1A')에서 설명하면, b환(또는 c환)인 벤젠환을 공유하도록 하여, 복수의 일반식(1A')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 또한, 하기 식(1A'-6)으로 표시되는 다량체 화합물은, 일반식(1A')에서 설명하면, 예를 들면, 어떤 단위 구조의 b환(또는 a환, c환)인 벤젠환과 어떤 단위 구조의 b환(또는 a환, c환)인 벤젠환이 축합하도록 하여, 복수의 일반식(1A')로 표시되는 단위 구조를 1개의 화합물 중에 가지는 다량체 화합물이다. 그리고, 식(1A'-4), 식(1A'-4-1), 식(1A'-4-2), 식(1A'-5-1)∼식(1A'-5-4) 및 식(1A'-6)에서의 각 부호는 식(1A')에서의 정의와 동일하다.
다량체 화합물은, 식(1A'-4), 식(1A'-4-1) 또는 식(1A'-4-2)로 표현되는 다량화 형태와, 식(1A'-5-1)∼식(1A'-5-4) 중 어느 하나 또는 식(1A'-6)으로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체라도 되고, 식(1A'-5-1)∼식(1A'-5-4) 중 어느 하나로 표현되는 다량화 형태와, 식(1A')로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체라도 되고, 식(1A'), 식(1A'-4-1) 또는 식(1A'-4-2)로 표현되는 다량화 형태와 식(1A'-5-1)∼식(1A'-5-4) 중 어느 하나로 표현되는 다량화 형태와 식(1A'-6)으로 표현되는 다량화 형태가 조합된 다량체라도 된다.
또한, 일반식(1A) 또는 일반식(1A')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 화학 구조 중의 수소는, 그 전부 또는 일부가 중수소라도 된다.
또한, 일반식(1A) 또는 일반식(1A')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 화학 구조 중의 수소는, 그 전부 또는 일부가 시아노 또는 할로겐이어도 된다. 예를 들면, 식(1A)에 있어서는, A환, B환, C환(A∼C환은 아릴환 또는 헤테로아릴환), A∼C환으로의 치환기, 및, >N-R에서의 R(=알킬, 아릴)에 있어서의 수소가 시아노 또는 할로겐으로 치환될 수 있지만, 이들 중에서도 아릴이나 헤테로아릴에서의 전부 또는 일부의 수소가 시아노 또는 할로겐으로 치환된 태양을 들 수 있다. 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이며, 바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬, 보다 바람직하게는 염소이다.
일반식(1A)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 더욱 구체적인 예로서는, 하기 구조식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
또한, 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체는, A환, B환 및 C환(a환, b환 및 c환) 중 적어도 1개에 있어서의, 중심 원소 B(붕소)에 대한 파라 위치에 페닐옥시기, 카르바졸릴기 또는 디페닐아미노기를 도입함으로써, T1 에너지의 향상(대략 0.01∼0.1eV 향상)을 기대할 수 있다. 특히, B(붕소)에 대한 파라 위치에 페닐옥시기를 도입함으로써, A환, B환 및 C환(a환, b환 및 c환)인 벤젠환상의 HOMO가 보다 붕소에 대한 메타 위치에 국재화(局在化)하고, LUMO가 붕소에 대한 오르토 및 파라 위치에 국재화하므로, T1 에너지의 향상을 특히 기대할 수 있다.
이와 같은 구체예로서는, 예를 들면, 하기 식(1A-4501)∼(1A-4522)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
그리고, 식 중의 R은 알킬이며, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬을 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬)이 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬)이 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬이 특히 바람직하다. 또한, R로서는 이외에 페닐을 들 수 있다.
또한, 「PhO-」는 페닐옥시기이며, 이 페닐은 직쇄 또는 분지쇄의 알킬로 치환되어 있어도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬, 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬), 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬), 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬), 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)로 치환되어 있어도 된다.
또한, 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체가 구체적인 예로서는, 전술한 화합물에 있어서, 화합물 중의 1개 또는 복수 개의 방향환에 있어서의 적어도 1개의 수소가 1개 또는 복수 개의 알킬이나 아릴로 치환된 화합물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 1∼2개의 탄소수 1∼12의 알킬이나 탄소수 6∼10의 아릴로 치환된 화합물을 들 수 있다.
구체적으로는, 이하의 화합물을 들 수 있다. 하기 식 중의 R은 각각 독립적으로 탄소수 1∼12의 알킬 또는 탄소수 6∼10의 아릴, 바람직하게는 탄소수 1∼4의 알킬 또는 페닐이며, n은 각각 독립적으로 0∼2, 바람직하게는 1이다.
또한, 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 구체적인 예로서는, 화합물 중의 1개 또는 복수 개의 페닐기 또는 1개의 페닐렌기에 있어서의 적어도 1개의 수소가 1개 또는 복수 개의 탄소수 1∼4의 알킬, 바람직하게는 탄소수 1∼3의 알킬(바람직하게는 1개 또는 복수 개의 메틸기)로 치환된 화합물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 1개의 페닐기의 오르토 위치에서의 수소(2개소 중 2개소 모두, 바람직하게는 어느 1개소) 또는 1개의 페닐렌기의 오르토 위치에서의 수소(최대 4개소 중 4개소 모두, 바람직하게는 어느 1개소)가 메틸기로 치환된 화합물을 들 수 있다.
화합물 중의 말단의 페닐기나 p-페닐렌기의 오르토 위치에서의 적어도 1개의 수소를 메틸기 등으로 치환하는 것에 의해, 인접하는 방향환끼리가 직교하기 쉬워져 공역이 약해지는 결과, 3중항 여기(勵起) 에너지(ET)를 높이는 것이 가능하게 된다.
1-2(2). 일반식(1B) 또는 (1C)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체
일반식(1B)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1B)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체는 이하와 같으며, 바람직하게는, 하기 일반식(1B')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1B')로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체, 또는, 하기 일반식(1B")로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1B")로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체이다. 또한, 일반식(1C)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1C)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체는 이하와 같으며, 바람직하게는, 하기 일반식(1C')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1C')로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체, 또는, 하기 일반식(1C")로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1C")로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체이다.
그리고, 식(1B), 식(1B'), 식(1B"), 식(1C), 식(1C'), 식(1C")에서의 각 부호는 전술한 정의와 동일하다. 또한, 「축합 2환 구조(D 구조)」의 정의, 상위 개념의 식(1B)과 하위 개념의 식(1B') 및 식(1B"), 상위 개념의 식(1C)와 하위 개념의 식(1C') 및 식(1C")와의 화학 구조의 관련성, 이들 식으로 표시되는 구조의 설명, 또한, 이들 식을 단위 구조로 하는 다량체의 설명에 대해서는, 전술한 식(1A) 및 식(1A')의 설명을 인용할 수 있다. 이하, 식(1B'), 식(1B"), 식(1C') 및 식(1C")(이하, 하위 개념식이라고도 함)에 대하여, 더욱 상세하게 설명한다.
하위 개념식에서의 R1∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴 또는 아릴옥시이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다.
하위 개념식에서의 R1∼R4로서의 아릴 및 헤테로아릴에 대해서는 이하와 같다.
아릴로서는, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있고, 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다.
구체적인 아릴로서는, 단환계인 페닐, 2환계인 비페닐릴, 축합 2환계인 나프틸, 3환계인 터페닐릴(m-터페닐릴, o-터페닐릴, p-터페닐릴), 축합 3환계인, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트레닐, 축합 4환계인 트리페닐레닐, 피레닐, 나프타세닐, 축합 5환계인 페릴레닐, 펜타세닐 등을 들 수 있다.
헤테로아릴로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 피롤릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀릴, 퀴나졸릴, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 인돌리지닐, 퓨릴, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 디벤조퓨라닐, 티에닐, 벤조[b]티에닐, 디벤조티에닐, 퓨라자닐, 옥사디아졸릴, 티안트레닐, 나프토벤조퓨라닐, 나프토벤조티에닐 등을 들 수 있다.
하위 개념식에서의 R1∼R4로서의 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노 및 아릴헤테로아릴아미노는, 각각 아미노기에 2개의 아릴기, 2개의 헤테로아릴기, 1개의 아릴기와 1개의 헤테로아릴기가 치환한 기이며, 여기서의 아릴 및 헤테로아릴은 전술한 설명을 인용할 수 있다.
하위 개념식에서의 R1∼R4로서의 알킬로서는, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬을 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬)이 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬)이 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이 특히 바람직하다.
구체적인 알킬로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다.
하위 개념식에서의 R1∼R4로서의 알콕시로서는, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄의 알콕시를 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알콕시(탄소수 3∼18의 분지쇄의 알콕시)가 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알콕시(탄소수 3∼12의 분지쇄의 알콕시)가 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알콕시(탄소수 3∼6의 분지쇄의 알콕시)가 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알콕시(탄소수 3∼4의 분지쇄의 알콕시)가 특히 바람직하다.
구체적인 알콕시로서는, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시 등을 들 수 있다.
하위 개념식에서의 R1∼R4로서의 트리알킬실릴은, 실릴기에 있어서의 3개의 수소가 각각 독립적으로 알킬로 치환된 구조를 들 수 있고, 알킬로서는 R1∼R6으로서의 알킬의 란에서 설명한 기를 들 수 있다. 치환하는 데에 바람직한 알킬은, 탄소수 1∼4의 알킬이며, 구체적으로는 메틸, 에틸, 프로필, i-프로필, 부틸, sec-부틸, tert-부틸, 시클로부틸 등을 들 수 있다.
구체적인 트리알킬실릴로서는, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리i-프로필실릴, 트리부틸실릴, 트리sec-부틸실릴, 트리tert-부틸실릴, 에틸디메틸실릴, 프로필디메틸실릴, i-프로필디메틸실릴, 부틸디메틸실릴, sec-부틸디메틸실릴, tert-부틸디메틸실릴, 메틸디에틸실릴, 프로필디에틸실릴, i-프로필디에틸실릴, 부틸디에틸실릴, sec-부틸디에틸실릴, tert-부틸디에틸실릴, 메틸디프로필실릴, 에틸디프로필실릴, 부틸디프로필실릴, sec-부틸디프로필실릴, tert-부틸디프로필실릴, 메틸디i-프로필실릴, 에틸디i-프로필실릴, 부틸디i-프로필실릴, sec-부틸디i-프로필실릴, tert-부틸디i-프로필실 등을 들 수 있다.
하위 개념식에서의 R1∼R4로서의 아릴옥시는, 히드록실기의 수소가 아릴로 치환된 기이며, 여기서의 아릴도 전술한 설명을 인용할 수 있다.
또한, 하위 개념식에서의 R1∼R4에서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노 또는 알킬로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 대해서도 전술한 설명을 인용할 수 있다.
일반식(1B") 및 일반식(1C")에서의 R4가 복수인 경우에는, 인접하는 R4끼리가 결합하여 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴 또는 아릴옥시로 치환되어 있어도 되며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다.
여기에서, 형성된 환에서의 치환기(아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴 또는 아릴옥시), 해당 치환기로의 새로운 치환기(아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노 또는 알킬)에 대해서는, 전술한 설명을 인용할 수 있다.
치환기 R4가 인접하는 경우란, 2개의 치환기 R4가 c환(벤젠환) 상에서 인접하는 탄소 상에 치환한 경우를 의미한다. 그리고, 일반식(1B") 또는 일반식(1C")로 표시되는 다환 방향족 화합물은, c환에서의 치환기의 상호의 결합 형태에 의해, 하기 일반식(1B"-c') 및 일반식(1C"-c')에 나타낸 바와 같이, 화합물을 구성하는 환 구조가 변화된다(c환이 c'환으로 변화됨).
상기 일반식(1B"-c')이나 일반식(1C"-c')로 표시되는 화합물은, 예를 들면, c환인 벤젠환에 대하여 벤젠환이 축합하여 형성되는 c'환을 가지는 화합물이며, 형성되어 생긴 축합환 c'는 나프탈렌환이다. 그 외에는, c환인 벤젠환에 대하여, 인돌환, 피롤환, 벤조퓨란환 또는 벤조티오펜환이 축합하여 형성된, 각각 카르바졸환(N 상의 수소가 상기 알킬이나 아릴로 치환된 환도 포함함), 인돌환(N 상의 수소가 상기 알킬이나 아릴로 치환된 환도 포함함), 디벤조퓨란환 또는 디벤조티오펜환 등도 있다.
식(1B'), 식(1B"), 식(1C') 및 식(1C")(하위 개념식)에서의 R3과 구조식 중의 플루오렌환은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -C(-R)2-의 R은 수소 또는 탄소수 1∼6의 알킬(특히 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등))이다.
R3과 구조식 중의 플루오렌환이 결합한 일례를 이하에 나타낸다. 플루오렌환에 있어서의 결합 개소를 R6으로 나타낸다.
하위 개념식에서의 m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0부터 5의 정수이며, p는 0∼4의 정수이다.
m은, 바람직하게는 0∼2의 정수이며, 보다 바람직하게는 0 또는 1이고, 특히 바람직하게는 0이다. 또한, n은 각각 독립적으로, 바람직하게는 0∼3의 정수이며, 보다 바람직하게는 0∼2의 정수이고, 더욱 바람직하게는 0 또는 1이며, 가장 바람직하게는 0이다. p는, 바람직하게는 0∼2의 정수이며, 보다 바람직하게는 0 또는 1이며, 특히 바람직하게는 0이다.
식(1C') 및 식(1C")에서의 >N-R의 R은 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼6의 알킬이다.
상기 >N-R의 R로서의 아릴, 헤테로아릴, 알킬은 전술한 설명을 인용할 수 있다.
또한, 식(1C') 및 식(1C")에서의 >N-R의 R은, -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 c환과 결합하고 있어도 되고, 상기-C(-R)2-의 R은 수소 또는 탄소수 1∼6의 알킬(특히 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등))이다.
상기 -C(-R)2-의 R로서의 알킬도 전술한 설명을 인용할 수 있다. 또한, 「>N-R의 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 c환과 결합되어 있는」이라는 규정은, 하기 일반식(1C"-c")로 표시되는, N이 축합환 c"에 받아들여진 환 구조를 가지는 화합물로 표현할 수 있다. 즉, 예를 들면 일반식(1C")에서의 c환인 벤젠환에 대하여 N을 받아들이도록 하여 다른 환이 축합하여 형성되는 c"환을 가지는 화합물이다. 이와 같이 하여 형성되어 생긴 축합환 c"는, 예를 들면 페녹사진환, 페노티아진환 또는 아크리딘환 등이다.
일반식(1B)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1B)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체로서는, 하기 일반식(1B3')으로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1B3')으로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체, 또는, 하기 일반식(1B4')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1B4')로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체도 바람직하다. 또한, 일반식(1C)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1C)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체로서는, 하기 일반식(1C3')으로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1C3')으로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체, 또는, 하기 일반식(1C4')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1C4')로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체도 바람직하다.
R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시 또는 시아노이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다.
아릴로서는, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있고, 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다.
구체적인 아릴로서는, 단환계인 페닐, 2환계인 비페닐릴, 축합 2환계인 나프틸, 3환계인 터페닐릴(m-터페닐릴, o-터페닐릴, p-터페닐릴), 축합 3환계인, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트레닐, 축합 4환계인 트리페닐레닐, 피레닐, 나프타세닐, 축합 5환계인 페릴레닐, 펜타세닐 등을 들 수 있다.
헤테로아릴로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 피롤릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀릴, 퀴나졸릴, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 인돌리지닐, 퓨릴, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 디벤조퓨라닐, 티에닐, 벤조[b]티에닐, 디벤조티에닐, 퓨라자닐, 옥사디아졸릴, 티안트레닐, 나프토벤조퓨라닐, 나프토벤조티에닐 등을 들 수 있다.
R2∼R4로서의 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노 및 아릴헤테로아릴아미노는, 각각 아미노기에 2개의 아릴기, 2개의 헤테로아릴기, 1개의 아릴기와 1개의 헤테로아릴기가 치환한 기이며, 여기서의 아릴 및 헤테로아릴은 상기 R2∼R4의 설명을 인용할 수 있다.
R2∼R4로서의 알킬로서는 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬을 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬)이 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬)이 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이 특히 바람직하다.
구체적인 알킬로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다.
R2∼R4로서의 알콕시로서는, 예를 들면 탄소수 1∼24의 직쇄 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄의 알콕시를 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알콕시(탄소수 3∼18의 분지쇄의 알콕시)가 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알콕시(탄소수 3∼12의 분지쇄의 알콕시)가 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알콕시(탄소수 3∼6의 분지쇄의 알콕시)가 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알콕시(탄소수 3∼4의 분지쇄의 알콕시)가 특히 바람직하다.
구체적인 알콕시로서는, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시 등을 들 수 있다.
R2∼R4로서의 트리알킬실릴은, 실릴기에 있어서의 3개의 수소가 각각 독립적으로 알킬로 치환된 것을 들 수 있고, 알킬로서는 R2∼R4로서의 알킬의 란에서 설명한 것을 들 수 있다. 치환하는 데에 바람직한 알킬은 탄소수 1∼4의 알킬이며, 구체적으로는 메틸, 에틸, 프로필, i-프로필, 부틸, sec-부틸, tert-부틸, 시클로부틸 등을 들 수 있다.
구체적인 트리알킬실릴로서는, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리i-프로필실릴, 트리부틸실릴, 트리sec-부틸실릴, 트리tert-부틸실릴, 에틸디메틸실릴, 프로필디메틸실릴, i-프로필디메틸실릴, 부틸디메틸실릴, sec-부틸디메틸실릴, tert-부틸디메틸실릴, 메틸디에틸실릴, 프로필디에틸실릴, i-프로필디에틸실릴, 부틸디에틸실릴, sec-부틸디에틸실릴, tert-부틸디에틸실릴, 메틸디프로필실릴, 에틸디프로필실릴, 부틸디프로필실릴, sec-부틸디프로필실릴, tert-부틸디프로필실릴, 메틸디i-프로필실릴, 에틸디i-프로필실릴, 부틸디i-프로필실릴, sec-부틸디i-프로필실릴, tert-부틸디i-프로필실 등을 들 수 있다.
R2∼R4로서의 아릴옥시는 히드록실기의 수소가 아릴로 치환된 기이며, 여기서의 아릴은 상기 R2∼R4의 설명을 인용할 수 있다.
또한, R2∼R4에서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노 또는 알킬로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 대해서도 전술한 설명을 인용할 수 있다.
일반식(1B4') 및 일반식(1C4')에서의 R4가 복수인 경우에는, 인접하는 R4끼리가 결합하여 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시 또는 시아노로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다.
여기에서, 형성된 환에서의 치환기(아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴 또는 아릴옥시), 해당 치환기로의 새로운 치환기(아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노 또는 알킬)에 대해서는, 전술한 설명을 인용할 수 있다.
치환기 R4가 인접하는 경우란, 2개의 치환기 R4가 c환(벤젠환) 상에 있어서 인접하는 탄소 상에 치환한 경우를 의미한다. 그리고, 일반식(1B4') 또는 일반식(1C4')로 표시되는 다환 방향족 아미노 화합물은, c환에서의 치환기의 상호의 결합 형태에 의해, 하기 일반식(1B4'-c') 및 일반식(1C4'-c')에 나타낸 바와 같이, 화합물을 구성하는 환 구조가 변화된다(c환이 c'환으로 변화됨).
상기 일반식(1B4'-c')이나 일반식(1C4'-c')로 표시되는 화합물은, 후술하는 구체적 화합물로서 열거한, 예를 들면 식(1B-321)∼식(1B-342), 식(1B-346), 식(1B-351), 식(1B-352) 또는 식(1B-356) 등으로 표시되는 바와 같은 화합물에 대응한다. 즉, c환인 벤젠환에 대하여 벤젠환 등이 축합하여 형성되는 c'환을 가지는 화합물이며, 형성되어 생긴 축합환 c'는 나프탈렌환 등이다. 그 외에는, c환인 벤젠환에 대하여, 인돌환, 피롤환, 벤조퓨란환 또는 벤조티오펜환이 축합하여 형성된, 각각 카르바졸환(N 상의 수소가 상기 알킬이나 아릴로 치환된 것도 포함함), 인돌환(N 상의 수소가 상기 알킬이나 아릴로 치환된 것도 포함함), 디벤조퓨란환 또는 디벤조티오펜환 등도 있다.
m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5까지의 정수이며, p는 0∼4의 정수이다.
m은 바람직하게는 0∼2의 정수이며, 보다 바람직하게는 0 또는 1이고, 특히 바람직하게는 0이다. 또한, n은 각각 독립적으로, 바람직하게는 0∼3의 정수이며, 보다 바람직하게는 0∼2의 정수이고, 더욱 바람직하게는 0 또는 1이며, 가장 바람직하게는 0이다. p는, 바람직하게는 0∼2의 정수이며, 보다 바람직하게는 0 또는 1이고, 특히 바람직하게는 0이다.
X1 및 X2는 각각 독립적으로, O 또는 N-R이며, 상기 N-R의 R은 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼6의 알킬이다.
상기 N-R의 R로서의 아릴, 헤테로아릴, 알킬은 상기 R2∼R4에서의 설명을 인용할 수 있다.
또한, 일반식(1B4') 및 (1C4')에서의 X2가 상기 N-R인 경우의 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 c환과 결합하고 있어도 되고, 상기 -C(-R)2-의 R은 수소 또는 탄소수 1∼6의 알킬(특히 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등))이다.
상기-C(-R)2-의 R로서의 알킬도 상기 R2∼R4에서의 설명을 인용할 수 있다. 또한, 「N-R의 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 A환과 결합되어 있는」이라는 규정은, 하기 일반식(1B4'-c")나 일반식(1B4'-c")로 표시되는, X2이 축합환 c"에 받아들여진 환 구조를 가지는 화합물로 표현할 수 있다. 즉, 예를 들면 일반식(1B4')나 일반식(1C4')에서의 c환인 벤젠환에 대하여 X2를 받아들이도록 하여 다른 환이 축합하여 형성되는 c"환을 가지는 화합물이다. 이와 같이 하여 형성되어 생긴 축합환 c"는, 예를 들면 페녹사진환, 페노티아진환 또는 아크리딘환 등이다.
일반식(1B) 또는 일반식(1C)로 표시되는 화합물에서의 적어도 1개의 수소는 시아노, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
할로겐은, 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이며, 바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬, 보다 바람직하게는 염소이다.
일반식(1B) 또는 일반식(1C)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 더 구체적인 예로서는, 하기 구조식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
또한, 일반식(1B") 또는 일반식(1C")로 표시되는 다환 방향족 화합물은, c환에서의, B(붕소)에 대한 파라 위치에 페닐옥시기, 카르바졸릴기 또는 디페닐아미노기를 도입함으로써, T1 에너지의 향상(대략 0.01∼0.1eV 향상)을 기대할 수 있다. 특히, B(붕소)에 대한 파라 위치에 페닐옥시기를 도입함으로써, c환인 벤젠환 상의 HOMO가 보다 붕소에 대한 메타 위치에 국재화하고, LUMO가 붕소에 대한 오르토 및 파라 위치에 국재화하므로, T1 에너지의 향상을 특히 기대할 수 있다.
또한, 일반식(1B) 또는 일반식(1C)로 표시되는 다환 방향족 화합물의 구체적인 예로서는, 화합물 중의 1개 또는 복수 개의 페닐기 또는 1개의 페닐렌기에 있어서의 적어도 1개의 수소가 1개 또는 복수 개의 탄소수 1∼4의 알킬, 바람직하게는 탄소수 1∼3의 알킬(바람직하게는 1개 또는 복수 개의 메틸기)로 치환된 화합물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 1개의 페닐기의 오르토 위치에서의 수소(2개소 중 2개소 모두, 바람직하게는 어느 1개소) 또는 1개의 페닐렌기의 오르토 위치에서의 수소(최대 4개소 중 4개소 모두, 바람직하게는 어느 1개소)가 메틸기로 치환된 화합물을 들 수 있다.
화합물 중의 말단의 페닐기나 p-페닐렌기의 오르토 위치에서의 적어도 1개의 수소를 메틸기 등으로 치환함으로써, 인접하는 방향환끼리가 직교하기 쉬워져 공역이 약해지는 결과, 3중항 여기 에너지(ET)를 높이는 것이 가능하게 된다.
1-2(3). 일반식(1D) 또는 (1E)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체
일반식(1D)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1D)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체는 이하와 같으며, 바람직하게는, 하기 일반식(1D')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1D')로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체이다. 또한, 일반식(1E)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1E)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체는 이하와 같으며, 바람직하게는, 하기 일반식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1E')로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체이다.
<A환, B환 및 C환(a환, b환 및 c환과 치환기 R 1 ∼R 11 )에 대하여>
일반식(1D) 및 식(1E)에서의 A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 치환기는, 치환 혹은 무치환의 아릴, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴, 치환 혹은 무치환의 디아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환 혹은 무치환의 알킬, 치환 혹은 무치환의 시클로알킬, 치환 혹은 무치환의 알콕시, 치환 혹은 무치환의 아릴옥시, 치환 혹은 무치환의 아릴술포닐, 치환 혹은 무치환의 디아릴포스핀, 치환 혹은 무치환의 디아릴포스핀술피드, 치환 혹은 무치환의 실릴, 치환 혹은 무치환의 게르밀(germyl), 치환 혹은 무치환의 술폰산 에스테르, 치환 혹은 무치환의 보론산 에스테르, 보론산, 할로겐 또는 시아노가 바람직하다. 또한, 이들 기가 치환기를 가지는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 할로겐 또는 시아노를 들 수 있다.
또한, 상기 아릴환 또는 헤테로아릴환은, 중심 원소 B(붕소), >C(-Ra)2, 및 >O 또는 >N-R로 구성되는 일반식(1D) 및 식(1E) 중앙의 축합 2환 구조(이하, 이 구조를 「D 구조」라고도 함)와 결합을 공유하는 5원환 또는 6원환을 가지는 것이 바람직하다.
여기에서, 「축합 2환 구조(D 구조)」란, 일반식(1D) 및 식(1E)의 중앙에 나타낸, 중심 원소 B(붕소), >C(-Ra)2, 및 >O 또는 >N-R을 포함하여 구성되는 2개의 포화 탄화수소환이 축합한 구조를 의미한다. 또한, 「축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환」이란, 예를 들면, 상기 일반식(1D') 및 식(1E')로 나타낸 바와 같이 상기 D 구조로 축합한 a환(벤젠환(6원환))을 의미한다. 또한, 「(A환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환이 이 6원환을 가지는」이란, 이 6원환만으로 A환이 형성되거나, 또는, 이 6원환을 포함하도록 이 6원환에 다른 환 등이 더 축합하여 A환이 형성되는 것을 의미한다. 바꿔 말하면, 여기에서 말하는 「6원환을 가지는 (A환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환」이란, A환의 전부 또는 일부를 구성하는 6원환이, 상기 D 구조로 축합하고 있는 것을 의미한다. 「B환(b환)」, 「C환(c환)」, 또한 「5원환」에 대해서도 동일한 설명이 적합하다.
일반식(1D) 및 식(1E)에서의 A환(또는 B환, C환)은, 일반식(1D') 및 식(E')에서의 a환과 그 치환기 R1∼R3(또는 B환과 그 치환기 R8∼R11, c환과 그 치환기 R4∼R7)에 대응한다. 즉 일반식(1D') 및 식(E')는, 일반식(1D) 및 식(E)의 A∼C환으로서 「6원환을 가지는 A∼C환」이 선택된 식에 대응한다. 그 의미에서, 일반식(1D') 및 식(E')의 각 환을 소문자 a∼c로 나타내었다.
일반식(1D') 및 식(E')에서는, a환, b환 및 c환의 치환기 R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 플루오로알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아릴술포닐, 디아릴포스핀, 디아릴포스핀술피드, 실릴, 게르밀, 술폰산 에스테르, 보론산 에스테르, 보론산, 할로겐 또는 시아노로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 할로겐 또는 시아노로 치환되어 있어도 된다.
일반식(1E)에서의 >N-R의 R은 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 치환기는, 치환 혹은 무치환의 아릴, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴, 치환 혹은 무치환의 디아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환 혹은 무치환의 알킬, 치환 혹은 무치환의 시클로알킬, 치환 혹은 무치환의 알콕시, 치환 혹은 무치환의 아릴옥시, 치환 혹은 무치환의 아릴술포닐, 치환 혹은 무치환의 디아릴포스핀, 치환 혹은 무치환의 디아릴포스핀술피드, 치환 혹은 무치환의 실릴, 치환 혹은 무치환의 게르밀, 치환 혹은 무치환의 술폰산 에스테르, 치환 혹은 무치환의 보론산 에스테르, 보론산, 할로겐 또는 시아노가 바람직하다. 또한, 이들 기가 치환기를 가지는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 할로겐 또는 시아노를 들 수 있다.
>N-R의 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되고, 연결기로서는 -O-, -S- 또는 -C(-R)2-이 바람직하다. 그리고, 상기 「-C(-R)2-」의 R은 수소 또는 알킬이다. 이 설명은 일반식(1E')에서의 >N-R의 R에서도 동일하다. 여기에서, 일반식(1E)에서의 「>N-R의 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환 및/또는 C환과 결합되어 있는」이라는 규정은, 하위의 일반식(1E')에서는 「>N-R의 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 a환 및/또는 c환과 결합되어 있는」이라는 규정에 대응한다.
이 규정은, 하기 식(1E'-3-1)로 표시되는, N이 축합환 C'에 받아들여진 환 구조를 가지는 화합물로 표현할 수 있다. 즉 예를 들면, 일반식(1E')에서의 c환인 벤젠환에 대하여 N을 받아들이도록 하여 다른 환이 축합하여 형성되는 C'환을 가지는 화합물이다. 형성된 축합환 C'는 카르바졸환이며, 그 외에는, 예를 들면 페녹사진환, 페노티아진환 또는 아크리딘환 등을 들 수 있다.
또한, 상기 규정은, 하기 식(1E'-3-2)로 표시되는, N이 축합환 A'에 받아들여진 환 구조를 가지는 화합물에서도 표현할 수 있다. 즉 예를 들면, 일반식(1E')에서의 a환인 벤젠환에 대하여 N을 받아들이도록 하여 다른 환이 축합하여 형성되는 A'환을 가지는 화합물이다. 형성된 축합환 A'는 카르바졸환이며, 그 외에는, 예를 들면 페녹사진환, 페노티아진환 또는 아크리딘환 등을 들 수 있다. 그리고, 하기 식(1E'-3-1) 및 식(1E'-3-2) 중의 각 부호의 정의는 일반식(1E')에서의 부호와 동일하다.
전술한 바와 같이, 일반식(1D) 및 식(1E)에서의 A환, B환 및 C환, 이것에 대응하는 일반식(1D') 및 식(1E')에서의 a환과 치환기 R1∼R3, b환과 치환기 R8∼R11 및 c환과 치환기 R4∼R7은, 환이나 치환기의 종류, 또한 치환기끼리의 결합 형태 등에 의해 구조가 다양하게 변화될 수 있다. 그러나, 제조의 용이함이나 비용 등의 관점에서는, A환, B환 및 C환(또는 이들에 대응하는 일반식(1D') 및 식(1E')에서의 부분)은 동일 구조의 환인 것이 바람직하고, 특히 A환 및 C환(또는 이들에 대응하는 일반식(1D') 및 식(1E')에서의 부분)은 동일 구조의 환인 것이 바람직하다.
<Ra에 대하여>
>C(-Ra)2에서의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는, 메틸렌기(-CH2-)로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이다. 2개의 Ra는 동일 구조이며, 일반식(1D) 및 식(1E)에서의 「>C(-Ra)2」 부분 중의 「C(탄소)」는 부제탄소로 되는 경우는 없다. n은 1 이상으로서, 바람직하게는 n=1∼6이고, 보다 바람직하게는 n=1∼4이며, 더욱 바람직하게는 n=1∼3이고, 특히 바람직하게는 n=1 또는 2이며, 가장 바람직하게는 n=1(메틸기)이다. Ra로서의 알킬의 구체예에 대해서는, 상세하게는 후술하지만, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 직쇄의 알킬이 특히 바람직하다. Ra는 메틸렌기(-CH2-)로부터 시작되는 알킬기이므로, Ra가 분지쇄 알킬인 경우에는, 「>C(-Ra)2」 부분 중의 「C(탄소)」에 결합하는 탄소(즉 1번 위치의 탄소)에서 분기되는 것은 아니고, 2번 위치 이후의 탄소에서 분기될 수 있다. 예를 들면, Ra로서 「-CH2-C(-CH3)3」의 분지쇄 알킬은 있을 수 있지만, 「-CH(-CH3)-CH3」의 분지쇄 알킬은 있을 수 없다. 이 Ra에 대한 설명은 일반식(1D') 및 식(1E')에서의 Ra에서도 동일하다.
<A환, B환 및 C환(a환, b환 및 c환과 치환기 R 1 ∼R 11 )의 상세>
일반식(1D) 및 식(1E)의 A환, B환 및 C환인 「아릴환」으로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴환을 들 수 있고, 탄소수 6∼16의 아릴환이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴환이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴환이 특히 바람직하다. 그리고, 이 「아릴환」은, 일반식(1D') 및 식(1E')로 규정된 「R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 형성된 아릴환」에 대응하고, 또한, a환(또는 b환, c환)이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있으므로, 이것에 5원환이 축합한 축합환의 합계 탄소수 9가 하한의 탄소수가 된다.
구체적인 「아릴환」으로서는, 단환계인 벤젠환, 2환계인 비페닐환, 축합 2환계인 나프탈렌환, 3환계인 터페닐환(m-터페닐, o-터페닐, p-터페닐), 축합 3환계인, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 축합 4환계인 트리페닐렌환, 피렌환, 나프타센환, 축합 5환계인 페릴렌환, 펜타센환 등을 들 수 있다.
일반식(1D) 및 식(1E)의 A환, B환 및 C환인 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴환을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴환이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴환이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴환이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴환이 특히 바람직하다. 또한, 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1개∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다. 그리고, 이 「헤테로아릴환」은, 일반식(1D') 및 식(1E')로 규정된 「R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 형성된 헤테로아릴환」에 대응하고, 또한, a환(또는 b환, c환)이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있으므로, 이에 5원환이 축합한 축합환의 합계 탄소수 6이 하한의 탄소수가 된다.
구체적인 「헤테로아릴환」으로서는, 예를 들면 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤즈이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 프탈라진환, 나프티리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사틴환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 인돌리진환, 퓨란환, 벤조퓨란환, 이소벤조퓨란환, 디벤조퓨란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 퓨라잔환, 옥사디아졸환, 티안트렌환 등을 들 수 있다.
상기 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 제1 치환기인, 치환 혹은 무치환의 「아릴」, 치환 혹은 무치환의 「헤테로아릴」, 치환 혹은 무치환의 「디아릴아미노」, 치환 혹은 무치환의 「디헤테로아릴아미노」, 치환 혹은 무치환의 「아릴헤테로아릴아미노」, 치환 혹은 무치환의 「알킬」, 치환 혹은 무치환의 「시클로알킬」, 치환 혹은 무치환의 「알콕시」, 치환 혹은 무치환의 「아릴옥시」, 치환 혹은 무치환의 「아릴술포닐」, 치환 혹은 무치환의 「디아릴포스핀」, 치환 혹은 무치환의 「디아릴포스핀술피드」, 치환 혹은 무치환의 「실릴」, 치환 혹은 무치환의 「게르밀」, 치환 혹은 무치환의 「술폰산 에스테르」, 치환 혹은 무치환의 「보론산 에스테르」, 「보론산」, 「할로겐」또는 「시아노」로 치환되어 있어도 되지만, 이 제1 치환기로서의 「아릴」, 「헤테로아릴」, 「디아릴아미노」의 아릴, 「디헤테로아릴아미노」의 헤테로아릴, 「아릴헤테로아릴아미노」의 아릴과 헤테로아릴, 「아릴옥시」의 아릴, 「아릴술포닐」의 아릴, 「디아릴포스핀」의 아릴, 또한 「디아릴포스핀술피드」의 아릴로서는 전술한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기를 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「알킬」로서는, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬을 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬)이 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬)이 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이 특히 바람직하다.
구체적인 알킬로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「시클로알킬」로서는, 예를 들면 탄소수 3∼12의 시클로알킬을 들 수 있다. 바람직한 시클로알킬은 탄소수 3∼10의 시클로알킬이다. 보다 바람직한 시클로알킬은 탄소수 3∼8의 시클로알킬이다. 더욱 바람직한 시클로알킬은, 탄소수 3∼6의 시클로알킬이다.
구체적인 시클로알킬로서는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸시클로펜틸, 시클로헵틸, 메틸시클로헥실, 시클로옥틸 또는 디메틸시클로헥실 등을 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「알콕시」로서는, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄의 알콕시를 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알콕시(탄소수 3∼18의 분지쇄의 알콕시)가 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알콕시(탄소수 3∼12의 분지쇄의 알콕시)가 보다 바람직하며, 탄소수 1∼6의 알콕시(탄소수 3∼6의 분지쇄의 알콕시)가 더욱 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알콕시(탄소수 3∼4의 분지쇄의 알콕시)가 특히 바람직하다.
구체적인 알콕시로서는, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시 등을 들 수 있다.
또한, 제1 치환기로서의 「실릴」은 「-SiH3」이고, 「게르밀」은 「-GeH3」이며, 「술폰산 에스테르(-S(=O)2-OR」에서의 R은 전술한 알킬이고, 「보론산 에스테르(-B(-OR)2」에서의 R은 전술한 알킬이며, 2개의 R은 결합하고 있어도 된다.
또한, 제1 치환기로서의 「할로겐」으로서는, 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 들 수 있다.
제1 치환기인, 치환 혹은 무치환의 「아릴」, 치환 혹은 무치환의 「헤테로아릴」, 치환 혹은 무치환의 「디아릴아미노」, 치환 혹은 무치환의 「디헤테로아릴아미노」, 치환 혹은 무치환의 「아릴헤테로아릴아미노」, 치환 혹은 무치환의 「알킬」, 치환 혹은 무치환의 「시클로알킬」, 치환 혹은 무치환의 「알콕시」, 치환 혹은 무치환의 「아릴옥시」, 치환 혹은 무치환의 「아릴술포닐」, 치환 혹은 무치환의 「디아릴포스핀」, 치환 혹은 무치환의 「디아릴포스핀술피드」, 치환 혹은 무치환의 「실릴」, 치환 혹은 무치환의 「게르밀」, 치환 혹은 무치환의 「술폰산 에스테르」, 또는, 치환 혹은 무치환의 「보론산 에스테르」는, 치환 또는 무치환으로 설명되어 있는 대로, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소가 제2 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 제2 치환기로서는, 예를 들면 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 할로겐 또는 시아노를 들 수 있고, 이들의 구체예는, 전술한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기, 또한 제1 치환기로서의 「알킬」이나 「할로겐」의 설명을 참조할 수 있다. 또한, 제2 치환기로서의 아릴, 헤테로아릴 및 알킬에는, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소가 페닐 등의 아릴(구체예는 전술한 기), 메틸 등의 알킬(구체예는 전술한 기), 불소 등의 할로겐(구체예는 전술한 기)으로 치환된 기도 제2 치환기로서의 아릴, 헤테로아릴 및 알킬에 포함된다. 그 일례로서는, 제2 치환기가 카르바졸릴기인 경우에는, 9번 위치에 있어서의 적어도 1개의 수소가 페닐 등의 아릴이나 메틸 등의 알킬로 치환된 카르바졸릴기도 제2 치환기로서의 헤테로아릴에 포함된다.
일반식(1D') 및 식(1E')의 R1∼R11에서의, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노의 아릴, 디헤테로아릴아미노의 헤테로아릴, 아릴헤테로아릴아미노의 아릴과 헤테로아릴, 아릴옥시의 아릴, 아릴술포닐의 아릴, 디아릴포스핀의 아릴, 또는, 디아릴포스핀술피드의 아릴로서는, 일반식(1D) 및 식(1E)에서 설명한 「아릴환」또는 「헤테로아릴환」의 1가의 기를 들 수 있다. 또한, R1∼R11에서의 알킬, 시클로알킬 또는 알콕시로서는, 전술한 일반식(1D) 및 식(1E)의 설명에서의 제1 치환기로서의 「알킬」, 「시클로알킬」 또는 「알콕시」의 설명을 참조할 수 있다. 또한, 이들 기로의 치환기로서의 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 할로겐 또는 시아노도 마찬가지이다. 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성한 경우의, 이들 환으로의 치환기인 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 플루오로알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아릴술포닐, 디아릴포스핀, 디아릴포스핀술피드, 실릴, 게르밀, 술폰산 에스테르, 보론산 에스테르, 보론산, 할로겐 또는 시아노, 및 새로운 치환기인 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 할로겐 또는 시아노에 대해서도 마찬가지이다.
<일반식(1E)의 X에서의 N-R의 상세에 대하여>
일반식(1E)에서의 >N-R의 R은 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 치환 혹은 무치환의 아릴, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴, 치환 혹은 무치환의 디아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환 혹은 무치환의 알킬, 치환 혹은 무치환의 시클로알킬, 치환 혹은 무치환의 알콕시, 치환 혹은 무치환의 아릴옥시, 치환 혹은 무치환의 아릴술포닐, 치환 혹은 무치환의 디아릴포스핀, 치환 혹은 무치환의 디아릴포스핀술피드, 치환 혹은 무치환의 실릴, 치환 혹은 무치환의 게르밀, 치환 혹은 무치환의 술폰산 에스테르, 치환 혹은 무치환의 보론산 에스테르, 보론산, 할로겐 또는 시아노로 치환되어 있어도 되고, 또한, 이들 기가 치환기를 가지는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 할로겐 또는 시아노를 들 수 있지만, 이들 전부의 설명은, 식(1E)에서의 A환, B환 및 C환에서의 설명을 인용할 수 있다. R로서의 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로서는, 특히 탄소수 6∼10의 아릴(예를 들면, 페닐, 나프틸 등), 탄소수 2∼15의 헤테로아릴(예를 들면 카르바졸릴 등), 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등)이 바람직하다.
>N-R의 R이 A환 및/또는 C환(a환 및/또는 c환)과 결합할 때의 「-C(-R)2-」의 R은 수소 또는 알킬이지만, 이 알킬의 구체예로서는 전술하는 기를 들 수 있다. 특히 탄소수 1∼4의 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸 등)이 바람직하다.
이들 설명은 일반식(1E')에서의 >N-R의 R에서도 동일하다.
<다량체에 대하여>
또한, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 및 식(1E') 중 어느 하나로 표시되는 다환 방향족 화합물의 다량체로서는, 2∼6량체가 바람직하고, 2∼3량체가 보다 바람직하며, 2량체가 특히 바람직하다. 다량체는, 1개의 화합물 중에 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 및 식(1E') 중 어느 하나로 표시되는 단위 구조를 복수 가지는 형태라면 되고, 예를 들면, 상기 단위 구조가 단결합, 탄소수 1∼3의 알킬렌기, 페닐렌기, 나프틸렌기 등의 연결기로 복수 결합한 형태에 더하여, 상기 단위 구조에 포함되는 임의의 환(A환, B환 또는 C환, a환, b환 또는 c환)을 복수의 단위 구조로 공유하도록 하여 결합한 형태라도 되고, 또한, 상기 단위 구조에 포함되는 임의의 환(A환, B환 또는 C환, a환, b환 또는 c환)끼리가 축합하도록 하여 결합한 형태라도 된다.
<다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 구체예에 대하여>
일반식(1D) 또는 식(1E)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 더욱 구체적인 예로서는, 하기 구조식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 그리고, 구조식 중의 「Me」는 메틸을, 「Et」는 에틸을, 「nPr」은 노르말프로필을, 「iPr」은 이소프로필을, 「nBu」는 노르말부틸을, 「tBu」는 터셔리부틸을, 「Tf」는 트리플루오로메탄술포닐을, 그리고, 「Nf」는 노나플루오로부탄술포닐을 나타낸다.
또한, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체는, A환, B환 및 C환(a환, b환 및 c환) 중 적어도 1개에서의, 중심 원소 B(붕소)에 대한 파라 위치에 페닐옥시기, 카르바졸릴기 또는 디페닐아미노기를 도입함으로써, T1 에너지의 향상(대략 0.01∼0.1eV 향상)을 기대할 수 있다. A환, B환 및 C환(a환, b환 및 c환)인 벤젠환 상의 HOMO가 보다 붕소에 대한 메타 위치에 국재화하고, LUMO가 붕소에 대한 오르토 및 파라 위치에 국재화하므로, T1 에너지의 향상이 특히 기대할 수 있다.
또한, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체가 구체적인 예로서는, 전술한 화합물에 있어서, 화합물 중의 1개 또는 복수 개의 방향환에 있어서의 적어도 1개의 수소가 1개 또는 복수 개의 알킬이나 아릴로 치환된 화합물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 1∼2개의 탄소수 1∼12의 알킬이나 탄소수 6∼10의 아릴로 치환된 화합물을 들 수 있다.
또한, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체가 구체적인 예로서는, 화합물 중의 1개 또는 복수 개의 페닐기 또는 1개의 페닐렌기에 있어서의 적어도 1개의 수소가 1개 또는 복수 개의 탄소수 1∼4의 알킬, 바람직하게는 탄소수 1∼3의 알킬(바람직하게는 1개 또는 복수 개의 메틸기)로 치환된 화합물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 1개의 페닐기의 오르토 위치에서의 수소(2개소 중 2개소 모두, 바람직하게는 어느 1개소) 또는 1개의 페닐렌기의 오르토 위치에서의 수소(최대 4개소 중 4개소 모두, 바람직하게는 어느 1개소)가 메틸기로 치환된 화합물을 들 수 있다.
화합물 중의 말단의 페닐기나 p-페닐렌기의 오르토 위치에서의 적어도 1개의 수소를 메틸기 등으로 치환하는 것에 의해, 인접하는 방향환끼리가 직교하기 쉬워져 공역이 약해지는 결과, 3중항 여기 에너지(ET)를 높이는 것이 가능하게 된다.
2. 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 제조 방법
2-1. 일반식(1)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 제조 방법
일반식(1)이나 식(1')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체는, 기본적으로는, 먼저 A환(a환)과 B환(b환) 및 C환(c환)을 결합기(X1이나 X2를 포함하는 기)로 결합시킴으로써 중간체를 제조하고(제1 반응), 그 후에, A환(a환), B환(b환) 및 C환(c환)을 결합기(중심 원소 B(붕소)를 포함하는 기)로 결합시킴으로써 최종 생성물을 제조할 수 있다(제2 반응). 제1 반응에서는, 예를 들면, 에테르화 반응이면, 구핵(求核) 치환 반응, 울만 반응(ullmann-reaction)이라는 일반적 반응을 이용할 수 있고, 아미노화 반응이면 부흐발트-하트위그(Buchwald-Hartwig) 반응이라는 일반적 반응을 이용할 수 있다. 또한, 제2 반응에서는, 탠덤 헤테로 프리델 크라프트(Tandem Hetero-Friedel-Crafts) 반응(연속적인 방향족 구전자(求電子) 치환 반응, 이하 동일)을 이용할 수 있다.
제2 반응은, 하기 스킴(1)이나 스킴(2)에 나타낸 바와 같이, A환(a환), B환(b환) 및 C환(c환)을 결합하는 중심 원소 B(붕소)를 도입하는 반응이며, 예로서 X1 및 X2가 산소 원자인 경우를 이하에 나타낸다. 먼저, X1과 X2 사이의 수소 원자를 n-부틸리튬, sec-부틸리튬 또는 tert-부틸리튬 등으로 오르토 메탈화한다. 이어서, 3염화붕소나 3브롬화붕소 등을 더하고, 리튬-붕소의 금속 교환을 행한 후, N,N-디이소프로필에틸아민 등의 브뢴스테드 염기를 더함으로써, 탠덤 보라 프리델 크라프트(Tandem Bora-Friedel-Crafts) 반응시켜, 목적물을 얻을 수 있다. 제2 반응에 있어서는 반응을 촉진시키기 위해 3염화알루미늄 등의 루이스산을 더해도 된다.
그리고, 상기 스킴(1)이나 스킴(2)는, 일반식(1)이나 식(1')로 표시되는 다환 방향족 화합물의 제조 방법을 주로 나타내고 있지만, 그 다량체에 대해서는, 복수의 A환(a환), B환(b환) 및 C환(c환)을 가지는 중간체를 사용함으로써 제조할 수 있다. 상세하게는 하기 스킴(3)∼(5)에서 설명한다. 이 경우, 사용하는 부틸리튬 등의 시약의 양을 2배량, 3배량으로 함으로써 목적물을 얻을 수 있다.
상기 스킴에 있어서는, 오르토 메탈화에 의해 원하는 위치에 리튬을 도입했지만, 하기 스킴(6) 및 스킴(7)과 같이 리튬을 도입하고자 하는 위치에 브롬 원자 등을 도입하고, 할로겐-메탈 교환에 의해서도 원하는 위치에 리튬을 도입할 수 있다.
또한, 스킴(3)에서 설명한 다량체의 제조 방법에 대해서도, 상기 스킴(6) 및 스킴(7)과 같이 리튬을 도입하고자 하는 위치에 브롬 원자나 염소 원자 등의 할로겐을 도입하고, 할로겐-메탈 교환에 의해서도 원하는 위치에 리튬을 도입할 수 있다(하기 스킴(8), 스킴(9) 및 스킴(10)).
이 방법에 의하면, 치환기의 영향으로 오르토 메탈화를 할 수 없는 경우라도 목적물을 제조할 수 있어 유용하다.
전술한 제조법을 적절히 선택하고, 사용하는 원료도 적절히 선택함으로써, 원하는 위치에 치환기를 가지고, X1 및 X2가 산소 원자인 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
다음으로, 예로서 X1 및 X2가 질소 원자인 경우를 하기 스킴(11) 및 스킴(12)에 나타낸다. X1 및 X2가 산소 원자인 경우와 마찬가지로, 먼저 X1과 X2 사이의 수소 원자를 n-부틸리튬 등으로 오르토 메탈화한다. 이어서, 3브롬화붕소 등을 더하여, 리튬-붕소의 금속 교환을 행한 후, N,N-디이소프로필에틸아민 등의 브뢴스테드 염기를 더함으로써, 탠덤 보라 프리델 크라프트 반응시켜, 목적물을 얻을 수 있다. 여기서는 반응을 촉진시키기 위해 3염화알루미늄 등의 루이스산을 더해도 된다.
또한, X1 및 X2가 질소 원자인 경우의 다량체에 대해서도, 상기 스킴(6) 및 스킴(7)과 같이 리튬을 도입하고자 하는 위치에 브롬 원자나 염소 원자 등의 할로겐을 도입하고, 할로겐-메탈 교환에 의해서도 원하는 위치에 리튬을 도입할 수 있다(하기 스킴(13), 스킴(14) 및 스킴(15)).
이상의 스킴에서는, X1이나 X2가 >O나 >N-R인 화합물의 제조예를 제시했지만, X1이나 X2가 >S, >Se 또는 >C(-Ra)2인 화합물도, 먼저 A환(a환)과 B환(b환) 및 C환(c환)을 결합기(X1이나 X2를 포함하는 기)로 결합시키는 제1 반응에 있어서 적절한 반응을 이용함으로써 동일하게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용하는 다환 방향족 화합물이나 그의 다량체에는, 적어도 일부의 수소 원자가 중수소로 치환되어 있는 구조나 불소나 염소 등의 할로겐으로 치환되어 있는 구조도 포함되지만, 이와 같은 화합물 등은 원하는 개소가 중수소화, 불소화 또는 염소화된 원료를 사용함으로써, 상기와 동일하게 제조할 수 있다.
그리고, 상기 스킴(1)∼(15)의 반응에서 사용되는 용매로서는, tert-부틸벤젠이나 크실렌 등을 들 수 있다.
그리고, 상기 스킴(1)∼(15)에서 사용하는 오르토 메탈화 시약으로서는, 메틸리튬, n-부틸리튬, sec-부틸리튬, tert-부틸리튬 등의 알킬리튬, 리튬디이소프로필아미드, 리튬테트라메틸피페리디드, 리튬헥사메틸디실라디드, 칼륨헥사메틸디실라디드 등의 유기 알칼리 화합물을 들 수 있다.
그리고, 상기 스킴(1)∼(15)에서 사용하는 메탈-B(붕소)의 금속 교환 시약으로서는, 붕소의 3불화물, 3염화물, 3브롬화물, 3요오드화물 등의 붕소의 할로겐화물, CIPN(NEt2)2 등의 붕소의 아미노화 할로겐화물, 붕소의 알콕시화물, 붕소의 아릴옥시화물 등을 들 수 있다.
그리고, 상기 스킴(1)∼(15)에서 사용하는 브뢴스테드 염기로서는, N,N-디이소프로필에틸아민, 트리에틸아민, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘, N,N-디메틸아닐린, N,N-디메틸톨루이딘, 2,6-루티딘, 테트라페닐붕산나트륨, 테트라페닐붕산칼륨, 트리페닐보란, 테트라페닐실란, Ar4BNa, Ar4BK, Ar3B, Ar4Si(그리고, Ar은 페닐 등의 아릴) 등을 들 수 있다.
상기 스킴(1)∼(15)에서 사용하는 루이스산으로서는, AlCl3, AlBr3, AlF3, BF3·OEt2, BCl3, BBr3, GaCl3, GaBr3, InCl3, InBr3, In(OTf)3, SnCl4, SnBr4, AgOTf, ScCl3, Sc(OTf)3, ZnCl2, ZnBr2, Zn(OTf)2, MgCl2, MgBr2, Mg(OTf)2, LiOTf, NaOTf, KOTf, Me3SiOTf, Cu(OTf)2, CuCl2, YCl3, Y(OTf)3, TiCl4, TiBr4, ZrCl4, ZrBr4, FeCl3, FeBr3, CoCl3, CoBr3 등을 들 수 있다.
상기 스킴(1)∼(15)에서는, 탠덤 헤테로 프리델 크라프트 반응의 촉진을 위하여 브뢴스테드 염기 또는 루이스산을 사용해도 된다. 다만, 붕소의 3불화물, 3염화물, 3브롬화물, 3요오드화물 등의 붕소의 할로겐화물을 사용한 경우에는, 방향족 구전자 치환 반응의 진행과 함께, 불화수소, 염화수소, 브롬화수소, 요오드화수소라는 산이 생성되므로, 산을 포착하는 브뢴스테드 염기의 사용이 효과적이다. 한편, 붕소의 아미노화 할로겐화물, 붕소의 알콕시화물을 사용한 경우에는, 방향족 구전자 치환 반응의 진행과 함께, 아민, 알코올이 생성되므로, 많은 경우, 브뢴스테드 염기를 사용할 필요는 없지만, 아미노기나 알콕시기의 탈리능이 낮으므로, 그 탈리를 촉진하는 루이스산의 사용이 효과적이다.
2-2. 일반식(1A)∼(1E)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 제조 방법
일반식(1A)∼(1E) 중 어느 하나로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 일반식(1A)∼(1E) 중 어느 하나로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체에 대해서도, 일반식(1)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 제조 방법을 참고로 하여 제조할 수 있다.
2-2(1). 일반식(1A)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 제조 방법
일반식(1)의 화합물의 제조 방법에서 설명한 스킴(11)∼(15)에 의하여, 일반식(1A) 또는 식(1A')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
2-2(2). 일반식(1B)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 제조 방법
일반식(1)의 화합물의 제조 방법에서 설명한 스킴(1)∼(10)에 의하여, 일반식(1B) 또는 식(1B')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
2-2(3). 일반식(1C)의 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체의 제조 방법
일반식(1)의 화합물의 제조 방법에서 설명한 스킴(1)∼(10) 및 스킴(11)∼(15)을 조합하는 것에 의해, 일반식(1C) 또는 식(1C')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
2-2(4). 일반식(1D), (1E)의 다환 방향족 화합물 및 다량체의 제조 방법
일반식(1D), 식(1D'), 식(1E) 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체는, 기본적으로는, A환(a환)과 C환(c환)을 결합기(>O 또는 >N-R을 포함하는 기)로 결합하여 제1 중간체를 제조하는 제1 공정, 3요오드화붕소 등을 사용한 탠덤 보라 프리델 크라프트 반응(연속적인 방향족 구전자 치환 반응, 이하 동일)에 의해 중심 원소 B(붕소)를 도입하는 제2 공정, B환(b환) 부분에 상당하는, 예를 들면, 이소프로페닐기 등의 알케닐기가 치환된 아릴 그리냐르 시약이나 아릴리튬 등의 유기 금속 화합물을 반응시킴으로써 제2 중간체를 제조하는 제3 공정, 이 화합물에 산을 작용시켜 환화 반응시킴으로써 일반식(1D), 식(1D'), 식(1E) 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조하는 제4 공정을 경과하여 제조할 수 있다. 그리고, 후술하는 스킴(21)∼(27)에서의 구조식 중의 각 부호의 정의는 일반식(1D), 식(1D'), 식(1E) 또는 식(1E')에서의 정의와 동일하다.
<제1 공정>
A환(a환)과 C환(c환)이 결합기(>O 또는 >N-R을 포함하는 기)로 결합한 화합물을 제조하기 위해서는, 예를 들면, 결합기가 >O인 경우에는, 구핵 치환 반응이나 울만 반응이라는 일반적인 에테르화 반응을 이용할 수 있고, >N-R인 경우에는, 부흐발트-하트위그 반응이라는 일반적인 아미노화 반응을 이용할 수 있다.
<제2 공정 및 제3 공정>
이 공정을 하기 스킴(21) 및 스킴(22)에 의해 설명한다. 이하와 같이, 3요오드화붕소 등을 사용한 탠덤 보라 프리델 크라프트 반응 후에, 알케닐기 「-C(-Ra)=CHRa'」가 치환된 아릴 그리냐르 시약이나 아릴리튬 등을 반응시키고, 붕소 원자 상에 B환(b환) 부분을 도입함으로써, 제2 중간체를 제조할 수 있다. 그리고, 각 스킴 중의 X2는 >O 또는 >N-R이다.
알케닐기 「-C(-Ra)=CHRa'」에서의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이고, Ra'는, 「-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬로서, n이 1인 경우에는 수소를 나타내고, Ra에서의 메틸렌기 이외의 「-Cn-1H2(n-1)+1」부분의 구조와, Ra'인 「-Cn-1H2(n-1)+1」의 구조와는 동일하다. 이것은, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 및 식(1E') 중의 「>C(-Ra)2」 부분의 「C(탄소)」가 부제탄소가 되지 않게 하기 위해서다. n은 1 이상으로서, 바람직하게는 n=1∼6이고, 보다 바람직하게는 n=1∼4이며, 더욱 바람직하게는 n=1∼3이고, 특히 바람직하게는 n=1 또는 2이며, 가장 바람직하게는 n=1(Ra=메틸기, Ra'=수소)이다.
여기서 Ra가 메틸기이고, 또한 Ra'가 수소 원자인 경우 이외는 이중 결합 부분에서 E/Z 이성체가 생길 수 있지만, 제2 중간체 및 그의 다량체로부터 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조하는 반응에 있어서는, 제2 중간체 및 그의 다량체에서의 이중 결합 부분이 E체라도, 또한 Z체라도 동일한 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 부여한다. 그러므로 본 명세서 중에서는, 제2 중간체 및 그의 다량체는 단일의 이성체의 구조식만을 기재하고 있지만, 상기 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체에서의 이중 결합 부분의 형태로서는, E체 또는 Z체, 어느 쪽의 이성체라도 되며, 또한 E체와 Z체의 임의의 비의 혼합물이라도 된다.
상기 스킴(21) 및 스킴(22)에서 제조되는 제2 중간체의 다량체에 대해서는, 복수의 A환(a환) 및 C환(c환)을 가지는 제1 중간체를 사용함으로써 제조할 수 있다. 상세한 것은 하기 스킴(23)∼(25)에 나타내는 바와 같다. 이 경우, 사용하는 3요오드화붕소 등의 시약의 양을 2배량, 3배량으로 함으로써 목적으로 하는 제2 중간체의 다량체를 제조할 수 있다. 그리고, 각 스킴 중의 X2는 >O 또는 >N-R이다.
상기 스킴(21)∼(25)에 있어서는, 제2 공정인 탠덤 보라 프리델 크라프트 반응에 있어서 3요오드화붕소를 사용하는 예를 제시했지만, 3염화붕소나 3브롬화붕소, 또는 3불화붕소·디에틸에테르 착체와 같은, 기타의 할로겐화붕소 시약을 사용할 수도 있다. 또한, 이들 반응에서의 탠덤 보라 프리델 크라프트 반응을 촉진시키기 위하여, 예를 들면 3염화알루미늄, 3염화갈륨 또는 4염화티탄과 같은 루이스산을 첨가해도 된다.
전술한 제조법을 적절히 선택하고, 사용하는 원료도 적절히 선택함으로써, 원하는 위치에 치환기를 가지는, 제2 중간체 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
또한, 전술한 제조법으로, 예를 들면 할로겐, 트리플루오로메탄술폰산 에스테르와 같은 술폰산 에스테르, 보론산 또는 보론산 에스테르라는 반응성 치환기를 가지는 화합물을 제조한 후에, 스즈키(鈴木) 커플링, 네기시(根岸) 커플링 또는 쿠마다(熊田) 커플링과 같은 크로스 커플링 반응, 부흐발트-하트위그 반응, 울만 반응, 부틸리튬 등을 사용한 할로겐-금속 교환 반응이나 그리냐르 반응과 같은 메탈화로 이어지는 구전자 반응 시약과의 반응이라는, 일반적인 반응을 이용해도, 원하는 위치에 치환기를 가지는, 제2 중간체 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
할로겐을 가지는, 제2 중간체 및 그의 다량체는, 할로겐을 가지는 원료를 사용함으로써 제조할 수 있는 것 이외에, 일반적으로 알려져 있는 반응을 이용하여 상기 제2 중간체 및 그의 다량체를 할로겐화함으로써도 제조할 수 있다.
또한, 트리플루오로메탄술폰산 에스테르와 같은 술폰산 에스테르를 가지는, 제2 중간체 및 그의 다량체는, 술폰산 에스테르를 가지는 원료를 사용함으로써 제조할 수 있는 것 이외에, 메톡시기와 같은 알콕시기를 가지는 원료를 사용하는 것 등을 행하여 제조한 화합물에, 3브롬화붕소나 피리딘 염산염과 같은 일반적으로 알려져 있는 시약을 반응시킴으로써 알콕시기를 수산기로 변환한 후에, 무수 트리플루오로메탄술폰산과 같은 무수 화합물이나 노나플루오로-1-부탄술포닐플루오라이드와 같은 할로겐화물 등을 반응시킴으로써도 제조할 수 있다.
또한, 제2 중간체 및 그의 다량체에는, 적어도 일부의 수소 원자가 중수소로 치환되어 있는 화합물도 포함되지만, 이와 같은 화합물도 원하는 개소가 중수소로 치환되어 있는 원료를 사용함으로써, 상기와 동일하게 제조할 수 있다.
<제4 공정>
제4 공정은, 전술한 바와 같이 하여 제조한, 제2 중간체 및 그의 다량체에 산을 작용시켜 환화 반응시키는 것에 의해, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조하는 공정이다. 이 공정에서는, 하기 스킴(26) 및 스킴(27)에 나타낸 바와 같이, 산, 특히 Sc(OTf)3과 같은 루이스산에 의한 프리델 크라프트 반응에 의하여, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
여기서 Ra가 메틸기이고, 또한 Ra'가 수소 원자인 경우 이외는, 이중 결합 부분에서 E/Z 이성체가 존재한다. 그러나, 상기 스킴(26) 및 스킴(27)에서는, 제2 중간체는 E체라도, 또한 Z체라도 동일한 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 부여한다. 그러므로, 본 명세서 중의 제2 중간체의 표기에 있어서는, 단일의 이성체의 구조식만을 기재하고 있지만, 제2 중간체에서의 이중 결합 부분의 형태로서는, E체 또는 Z체, 어느 쪽의 이성체라도 되며, 또한 E체와 Z체가 임의의 비의 혼합물이라도 된다.
상기 스킴(26) 및 스킴(27)에서 사용하는 루이스산으로서는, 일반적으로 알려져 있는 루이스산을 사용할 수 있지만, 예를 들면, AlCl3, AlBr3, AlF3, BF3·OEt2, BCl3, BBr3, GaCl3, GaBr3, InCl3, InBr3, In(OTf)3, SnCl4, SnBr4, AgOTf, ScCl3, Sc(OTf)3, ZnCl2, ZnBr2, Zn(OTf)2, MgCl2, MgBr2, Mg(OTf)2, LiOTf, NaOTf, KOTf, Me3SiOTf, Cu(OTf)2, CuCl2, YCl3, Y(OTf)3, TiCl4, TiBr4, ZrCl4, ZrBr4, FeCl3, FeBr3, CoCl3 및 CoBr3 등을 들 수 있다.
상기 스킴(26) 및 스킴(27)에서 사용하는 용매로서는, 일반적인 유기 용매를 사용할 수 있지만, 예를 들면, 디클로로메탄, 클로로포름, 4염화탄소, 1,2-디클로로에탄, 벤젠, 톨루엔, 크실렌의 각 이성체 및 그 혼합물, 트리메틸벤젠의 각 이성체 및 그 혼합물, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 벤조트리플루오라이드, 디에틸에테르, 메틸-tert-부틸에테르, 테트라히드로퓨란, 디옥산, 시클로펜틸메틸에테르, 디페닐에테르, 시클로펜탄, 펜탄, 시클로헥산, 헥산, 옥탄, 도데칸 및 데칼린 등을 들 수 있고, 또한 이들의 임의의 비의 혼합물도 사용할 수 있다.
전술한 제조법을 적절히 선택하고, 사용하는 원료도 적절히 선택함으로써, 원하는 위치에 치환기를 가지는, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
또한 전술한 제조법으로, 예를 들면, 할로겐, 트리플루오로메탄술폰산 에스테르와 같은 술폰산 에스테르, 보론산 또는 보론산 에스테르라는 반응성 치환기를 가지는 화합물을 제조한 후에, 스즈키 커플링, 네기시 커플링 또는 쿠다마 커플링과 같은 크로스 커플링 반응, 부흐발트-하트위그 반응, 울만 반응, 부틸리튬 등을 사용한 할로겐-금속 교환 반응이나 그리냐르 반응과 같은 메탈화로 이어지는 구전자 반응 시약과의 반응이라는, 일반적인 반응을 사용해도, 원하는 위치에 치환기를 가지는, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
할로겐을 가지는, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체는, 할로겐을 가지는 원료를 사용함으로써 제조할 수 있는 것 이외에, 일반적으로 알려져 있는 반응을 이용하여 상기 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 할로겐화함으로써도 제조할 수 있다.
또한, 트리플루오로메탄술폰산 에스테르와 같은 술폰산 에스테르를 가지는, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물은, 술폰산 에스테르를 가지는 원료를 사용함으로써 제조할 수 있는 것 이외에, 메톡시기와 같은 알콕시기를 가지는 원료를 사용하는 것 등을 행하여 제조한 화합물에, 3브롬화붕소나 피리딘 염산염과 같은 일반적으로 알려져 있는 시약을 반응시킴으로써 알콕시기를 수산기로 변환한 후에, 무수 트리플루오로메탄술폰산과 같은 무수 화합물이나 노나플루오로-1-부탄술포닐플루오라이드와 같은 할로겐화물 등을 반응시킴으로써도 제조할 수 있다.
또한, 일반식(1D), 식(1E), 식(1D') 또는 식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물에는, 적어도 일부의 수소 원자가 중수소로 치환되어 있는 화합물도 포함되지만, 이와 같은 다환 방향족 화합물 등도 원하는 개소가 중수소로 치환되어 있는 원료를 사용함으로써, 상기와 동일하게 제조할 수 있다.
3. 유기 전계 발광 소자
이하에, 본 실시형태에 관한 유기 EL 소자에 대하여 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 유기 EL 소자를 나타낸 개략 단면도이다.
<유기 전계 발광 소자의 구조>
도 1에 나타내어진 유기 EL 소자(100)는, 기판(101)과, 기판(101) 상에 설치된 양극(102)과, 양극(102) 상에 설치된 정공 주입층(103)과, 정공 주입층(103) 상에 설치된 정공 수송층(104)과, 정공 수송층(104) 상에 설치된 발광층(105)과, 발광층(105) 상에 설치된 전자 수송층(106)과, 전자 수송층(106) 상에 설치된 전자 주입층(107)과, 전자 주입층(107) 상에 설치된 음극(108)을 가진다.
그리고, 유기 EL 소자(100)는 제작 순서를 반대로 하여, 예를 들면, 기판(101)과, 기판(101) 상에 설치된 음극(108)과, 음극(108) 상에 설치된 전자 주입층(107)과, 전자 주입층(107) 상에 설치된 전자 수송층(106)과, 전자 수송층(106) 상에 설치된 발광층(105)과, 발광층(105) 상에 설치된 정공 수송층(104)과, 정공 수송층(104) 상에 설치된 정공 주입층(103)과, 정공 주입층(103) 상에 설치된 양극(102)을 가지는 구성으로 해도 된다.
상기 각 층 모두가 없으면 안되는 것은 아니고, 최소 구성 단위를 양극(102)과 발광층(105)과 음극(108)으로 이루어지는 구성으로서, 정공 주입층(103), 정공 수송층(104), 전자 수송층(106), 전자 주입층(107)은 임의로 설치되는 층이다. 또한, 상기 각 층은, 각각 단일층으로 되어도 되고, 복수층으로 되어도 된다.
유기 EL 소자를 구성하는 층의 태양으로서는, 전술하는 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」의 구성 태양 이외에, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 주입층/음극」의 구성 태양이라도 된다.
<유기 전계 발광 소자에서의 기판>
기판(101)은 유기 EL 소자(100)의 지지체이며, 통상, 석영, 유리, 금속, 플라스틱 등을 사용된다. 기판(101)은 목적에 따라 판형, 필름형, 또는 시트형으로 형성되고, 예를 들면, 유리판, 금속판, 금속박, 플라스틱 필름, 플라스틱 시트 등을 사용된다. 그 중에서도, 유리판, 및 폴리에스테르, 폴리에틸렌메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리술폰 등이 투명한 합성 수지제의 판이 바람직하다. 유리기판이라면, 소다 라임 유리나 무알칼리 유리 등이 사용되고, 또한, 두께도 기계적 강도를 유지하는 데에 충분한 두께이면 되므로, 예를 들면, 0.2㎜ 이상이면 된다. 두께의 상한값으로서는, 예를 들면 2㎜ 이하, 바람직하게는 1㎜ 이하이다. 유리의 재질에 대해서는, 유리로부터의 용출 이온이 적은 쪽이 바람직하므로, 무알칼리 유리 쪽이 바람직하지만, SiO2 등의 배리어 코팅을 실시한 소다 라임 유리도 시판되고 있으므로 이것을 사용할 수 있다. 또한, 기판(101)에는, 가스 배리어성을 높이기 위하여, 적어도 한쪽 면에 치밀한 실리콘 산화막 등의 가스 배리어막을 형성해도 되고, 특히 가스 배리어성이 낮은 합성 수지제의 판자, 필름 또는 시트를 기판(101)으로서 이용하는 경우에는 가스 배리어막을 형성하는 것이 바람직하다.
<유기 전계 발광 소자에서의 양극>
양극(102)은, 발광층(105)에 정공을 주입하는 역할을 수행한다. 그리고, 양극(102)과 발광층(105) 사이에 정공 주입층(103) 및/또는 정공 수송층(104)이 설치되어 있는 경우에는, 이들을 통하여 발광층(105)에 정공을 주입하게 된다.
양극(102)을 형성하는 재료로서는 무기 화합물 및 유기 화합물을 들 수 있다. 무기 화합물로서는, 예를 들면 금속(알루미늄, 금, 은, 니켈, 팔라듐, 크롬 등), 금속 산화물(인듐의 산화물, 주석의 산화물, 인듐-주석 산화물(ITO), 인듐-아연산화물(IZO) 등), 할로겐화 금속(요오드화구리 등), 황화구리, 카본블랙, ITO 유리나 네사 글라스(Nesa glass) 등을 들 수 있다. 유기 화합물로서는, 예를 들면 폴리(3-메틸티오펜) 등의 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 도전성 폴리머 등을 들 수 있다. 그 외에, 유기 EL 소자의 양극으로서 이용되고 있는 물질 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
투명 전극의 저항은, 발광 소자의 발광에 충분한 전류를 공급할 수 있으면 되므로 한정되지 않지만, 발광 소자의 소비 전력의 관점에서는 저저항인 것이 바람직하다. 예를 들면, 300Ω/□ 이하의 ITO 기판이면 소자 전극으로서 기능하지만, 현재에서는 10Ω/□ 정도의 기판의 공급도 가능해지고 있으므로, 예를 들면, 100∼5Ω/□, 바람직하게는 50∼5Ω/□의 저저항품을 사용하는 것이 특히 바람직하다. ITO의 두께는 저항값에 맞추어 임의로 선택할 수 있지만, 통상 50∼300㎚ 사이에서 사용되는 경우가 많다.
<유기 전계 발광 소자에서의 정공 주입층, 정공 수송층>
정공 주입층(103)은, 양극(102)으로부터 이동해 오는 정공을, 효율적으로 발광층(105) 내 또는 정공 수송층(104) 내에 주입하는 역할을 수행한다. 정공 수송층(104)은, 양극(102)으로부터 주입된 정공 또는 양극(102)으로부터 정공 주입층(103)을 통하여 주입된 정공을, 효율적으로 발광층(105)에 수송하는 역할을 수행한다. 정공 주입층(103) 및 정공 수송층(104)은 각각, 정공 주입·수송 재료의 1종 또는 2종 이상을 적층, 혼합하거나, 정공 주입·수송 재료와 고분자 결합제의 혼합물에 의해 형성된다. 또한, 정공 주입·수송 재료에 염화철(III)과 같은 무기염을 첨가하여 층을 형성해도 된다.
정공 주입·수송성 물질로서는 전계를 주어진 전극 사이에 있어서 양극으로부터의 정공을 효율적으로 주입·수송하는 것이 필요하며, 정공 주입 효율이 높고, 주입된 정공을 효율적으로 수송하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 이온화 포텐셜이 작고, 또한 정공 이동도가 크며, 더 안정성이 우수하고, 트랩이 되는 불순물이 제조 시 및 사용 시에 발생하기 어려운 물질인 것이 바람직하다.
정공 주입층(103) 및 정공 수송층(104)을 형성하는 재료로서는, 광 도전 재료에 있어서, 정공의 전하 수송 재료로서 종래부터 관용되고 있는 화합물, p형 반도체, 유기 EL 소자의 정공 주입층 및 정공 수송층에 사용되고 있는 공지의 화합물 중에서 임의의 화합물을 선택하여 사용할 수 있다. 이들의 구체예는, 카르바졸 유도체(N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등), 비스(N-아릴카르바졸) 또는 비스(N-알킬카르바졸) 등의 비스 카르바졸 유도체, 트리아릴아민 유도체(방향족 제3급 아미노를 주쇄 또는 측쇄에 가지는 폴리머, 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)시클로헥산, N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디아미노비페닐, N,N'-디페닐-N,N'-디나프틸-4,4'-디아미노비페닐, N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디페닐-1,1'-디아민, N,N'-디나프틸-N,N'-디페닐-4,4'-디페닐-1,1'-디아민, N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, N4,N4,N4',N4'-테트라[1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐(페닐)아미노)트리페닐아민 등의 트리페닐아민 유도체, 스타버스트 아민 유도체 등), 스틸벤 유도체, 프탈로시아닌 유도체(무금속, 구리 프탈로시아닌 등), 피라졸린 유도체, 히드라존계 화합물, 벤조퓨란 유도체나 티오펜 유도체, 옥사디아졸 유도체, 퀴녹살린 유도체(예를 들면, 1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌-2,3,6,7,10,11-헥사카르보니트릴 등), 포르필린 유도체 등의 복소환 화합물, 폴리실란 등이다. 폴리머계에서는 상기 단량체를 측쇄에 가지는 폴리카보네이트나 스티렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 및 폴리실란 등이 바람직하지만, 발광 소자의 제작에 필요한 박막을 형성하고, 양극으로부터 정공을 주입할 수 있고, 더욱 정공을 수송할 수 있는 화합물이라면 특별히 한정되지 않는다.
또한, 유기 반도체의 도전성은, 그 도핑(doping)에 의하여, 강한 영향을 받는 것도 알려져 있다. 이와 같은 유기 반도체 매트릭스 물질은, 전자 공여성이 양호한 화합물, 또는, 전자 수용성이 양호한 화합물로 구성되어 있다. 전자 공여 물질의 도핑을 위해, 테트라시아노퀴논디메탄(TCNQ) 또는 2,3,5,6-테트라플루오로테트라시아노-1,4-벤조퀴논디메탄(F4TCNQ) 등의 강한 전자 수용체가 알려져 있다(예를 들면, 문헌 「M. Pfeiffer, A. Beyer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett. , 73(22), 3202-3204(1998)」 및 문헌 「J. Blochwitz, M. Pheiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett. , 73(6), 729-731(1998)」을 참조). 이들은, 전자 공여형 베이스 물질(정공 수송 물질)에 있어서의 전자 이동 프로세스에 의하여, 소위 정공을 생성한다. 정공의 수 및 이동도에 의하여, 베이스 물질의 전도성이 매우 크게 변화된다. 정공 수송 특성을 가지는 매트릭스 물질로서는, 예를 들면 벤지딘 유도체(TPD 등) 또는 스타버스트 아민 유도체(TDATA 등), 또는, 특정한 금속 프탈로시아닌(특히, 아연 프탈로시아닌(ZnPc) 등)이 알려져 있다(일본공개특허 제2005-167175호 공보).
<유기 전계 발광 소자에서의 발광층>
발광층(105)은, 전계를 인가된 전극 사이에 있어서, 양극(102)으로부터 주입된 정공과, 음극(108)으로부터 주입된 전자를 재결합시킴으로써 발광하는 층이다. 발광층(105)을 형성하는 재료로서는, 정공과 전자의 재결합에 의해 여기되어 발광하는 화합물(발광성 화합물)이면 되고, 안정한 박막 형상을 형성할 수 있고, 또한, 고체 상태에서 강한 발광(형광) 효율을 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 발광층에서의 도펀트 재료로서, 상기 일반식(1)로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 상기 일반식(1)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체로 이루어지는 화합물군 중에서 적어도 2개의 다환 방향족 화합물 및/또는 다량체를 이용한다. 이 적어도 2개의 다환 방향족 화합물 및/또는 다량체는, 발광층 중에 0.1∼30 중량% 함유시키는 것이 바람직하고, 0.5∼20 중량% 함유시키는 것이 보다 바람직하며, 1∼10 중량% 함유시키는 것이 더욱 바람직하고, 2∼6 중량% 함유시키는 것이 특히 바람직하다.
발광층은 단일층이라도 되고 복수층으로 되어도 되며, 어느 쪽이라도 되고, 각각 발광층용 재료(호스트 재료, 도펀트 재료)에 의해 형성된다. 호스트 재료는 각각 1종류라도 되고, 복수의 조합이라도 되며, 어느 쪽이라도 된다. 도펀트 재료는 호스트 재료의 전체에 포함되어 있어도 되고, 부분적으로 포함되어 있어도 되며, 어느 쪽이라도 된다. 도핑 방법으로서는, 호스트 재료와의 공증착(共烝着)법에 의해 형성할 수 있지만, 호스트 재료와 미리 혼합하고 나서 동시에 증착해도 된다. 또한, 본 발명과 같이 2종류 이상의 도펀트 재료를 사용하는 경우에는, 호스트 재료와 2종류 이상의 도펀트 재료를 공증착하는 방법(증착 보트는 각각의 재료에 대응한 복수의 보트를 사용해도 되고, 각 재료를 프리믹스(premix)하여 1개의 보트를 사용해도 됨)이나, 호스트 재료와 2종류 이상의 도펀트 재료를 적당한 용매에 녹인 상태로 도포하는 방법 등을 이용할 수 있고, 발광층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다.
호스트 재료의 사용량은 호스트 재료의 종류에 따라서 상이하고, 그 호스트 재료의 특성에 맞추어 정하면 된다. 호스트 재료의 사용량의 기준은, 바람직하게는 발광층용 재료 전체의 70∼99.9 중량%이고, 보다 바람직하게는 80∼99.5 중량%이며, 더욱 바람직하게는 90∼99 중량%이고, 특히 바람직하게는 94∼98 중량%이다.
호스트 재료로서는, 이전부터 발광체로서 알려져 있던 안트라센 유도체, 플루오렌 유도체, 디벤조크리센 유도체 및 카르바졸 유도체 등을 들 수 있다.
안트라센 유도체로서는, 하기 구조식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 해당 화합물에서의 적어도 1개의 수소는, 탄소수 1∼6의 알킬, 시아노, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
상기 식 중, L2 및 L3은 각각 독립적으로, 탄소수 6∼30의 아릴 또는 탄소수 2∼30의 헤테로아릴이다. 아릴로서는, 탄소수 6∼24의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼16의 아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼12의 아릴이 더욱 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하며, 구체적으로는, 벤젠환, 비페닐환, 나프탈렌환, 터페닐환, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 트리페닐렌환, 피렌환, 나프타센환, 페릴렌환 및 펜타센환 등의 1가의 기를 들 수 있다. 헤테로아릴로서는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하며, 구체적으로는, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤즈이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 프탈라진환, 나프티리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사틴환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 인돌리진환, 퓨란환, 벤조퓨란환, 이소벤조퓨란환, 디벤조퓨란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 퓨라잔환, 옥사디아졸환 및 티안트렌환 등의 1가의 기를 들 수 있다.
플루오렌 유도체로서는, 하기 구조식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 해당 화합물에서의 적어도 1개의 수소는, 탄소수 1∼6의 알킬, 시아노, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
상기 식 중,
R1로부터 R10은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알케닐, 알콕시 또는 아릴옥시이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 되고,
또한, R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8 또는 R9와 R10이 각각 독립적으로 결합하여 축합환 또는 스피로환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴(해당 헤테로아릴은 연결기를 통하여 해당 형성된 환과 결합하고 있어도 됨), 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알케닐, 알콕시 또는 아릴옥시로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다.
디벤조크리센 유도체로서는, 하기 구조식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 해당 화합물에서의 적어도 1개의 수소는, 탄소수 1∼6의 알킬, 시아노, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
상기 식 중,
R1로부터 R16은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알케닐, 알콕시 또는 아릴옥시이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 되고,
또한, R1로부터 R16 중 인접하는 기끼리가 결합하여 축합환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴(해당 헤테로아릴은 연결기를 통하여 해당 형성된 환과 결합하고 있어도 됨), 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알케닐, 알콕시 또는 아릴옥시로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다.
카르바졸 유도체로서는, 하기 구조식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 해당 화합물에서의 적어도 1개의 수소는, 탄소수 1∼6의 알킬, 시아노, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
상기 식 중, L1은 탄소수 6∼24의 아릴렌이며, 탄소수 6∼16의 아릴렌이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴렌이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴렌이 특히 바람직하고, 구체적으로는, 벤젠환, 비페닐환, 나프탈렌환, 터페닐환, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환, 트리페닐렌환, 피렌환, 나프타센환, 페릴렌환 및 펜타센환 등의 2가의 기를 들 수 있다.
<유기 전계 발광 소자에서의 전자 주입층, 전자 수송층>
전자 주입층(107)은, 음극(108)으로부터 이동해 오는 전자를, 효율적으로 발광층(105) 내 또는 전자 수송층(106) 내에 주입하는 역할을 수행한다. 전자 수송층(106)은, 음극(108)으로부터 주입된 전자 또는 음극(108)으로부터 전자 주입층(107)을 통하여 주입된 전자를, 효율적으로 발광층(105)에 수송하는 역할을 수행한다. 전자 수송층(106) 및 전자 주입층(107)은 각각, 전자 수송·주입 재료의 1종 또는 2종 이상을 적층, 혼합하거나, 전자 수송·주입 재료와 고분자 결합제의 혼합물에 의해 형성된다.
전자 주입·수송층이란, 음극으로부터 전자가 주입되고, 또한 전자를 수송하는 것을 담당하는 층이며, 전자 주입 효율이 높고, 주입된 전자를 효율적으로 수송하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 전자 친화력이 크고, 또한 전자 이동도가 크며, 더 안정성이 우수하고, 트랩이 되는 불순물이 제조 시 및 사용 시에 발생하기 어려운 물질인 것이 바람직하다. 그러나, 정공과 전자의 수송 밸런스를 고려한 경우에, 양극으로부터의 정공이 재결합하지 않고 음극 측으로 흐르는 것을 효율적으로 저지할 수 있는 역할을 주로 수행하는 경우에는, 전자 수송능이 그렇게 높지 않아도, 발광 효율을 향상시키는 효과는 전자 수송능이 높은 재료와 동등하게 가진다. 따라서, 본 실시형태에서의 전자 주입·수송층은, 정공의 이동을 효율적으로 저지할 수 있는 층의 기능도 포함되어도 된다.
전자 수송층(106) 또는 전자 주입층(107)을 형성하는 재료(전자 수송 재료)로서는, 광 도전 재료에 있어서 전자 전달 화합물로서 종래부터 관용되고 있는 화합물, 유기 EL 소자의 전자 주입층 및 전자 수송층에 사용되고 있는 공지의 화합물 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다.
전자 수송층 또는 전자 주입층에 사용되는 재료로서는, 탄소, 수소, 산소, 유황, 규소 및 인 중에서 선택되는 1종 이상의 원자로 구성되는 방향족환 혹은 복소 방향족환으로 이루어지는 화합물, 피롤 유도체 및 그의 축합환 유도체 및 전자 수용성 질소를 가지는 금속 착체 중에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 나프탈렌, 안트라센 등의 축합환계 방향족환 유도체, 4,4'-비스(디페닐에테닐)비페닐로 대표되는 스티릴계 방향족환 유도체, 페리논 유도체, 쿠마린 유도체, 나프탈이미드 유도체, 안트라퀴논이나 디페노퀴논 등의 퀴논 유도체, 인옥사이드 유도체, 카르바졸 유도체 및 인돌 유도체 등을 들 수 있다. 전자 수용성 질소를 가지는 금속 착체로서는, 예를 들면, 히드록시페닐옥사졸 착체 등의 히드록시아졸 착체, 아조메틴 착체, 트로폴론 금속 착체, 플라보놀 금속 착체 및 벤조퀴놀린 금속 착체 등을 들 수 있다. 이들 재료는 단독으로도 사용되지만, 상이한 재료와 혼합하여 사용해도 상관없다.
또한, 다른 전자 전달 화합물의 구체예로서, 피리딘 유도체, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페난트롤린 유도체, 페리논 유도체, 쿠마린 유도체, 나프탈이미드 유도체, 안트라퀴논 유도체, 디페노퀴논 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 페릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체(1,3-비스[(4-tert-부틸페닐)(1,3,4-옥사디아졸릴]페닐렌 등), 티오펜 유도체, 트리아졸 유도체(N-나프틸-2,5-디페닐-1,3,4-트리아졸 등), 티아디아졸 유도체, 옥신 유도체의 금속 착체, 퀴놀리놀계 금속 착체, 퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체의 폴리머, 벤자졸류 화합물, 갈륨 착체, 피라졸 유도체, 퍼플루오로화 페닐렌 유도체, 트리아진 유도체, 피라진 유도체, 벤조퀴놀린 유도체(2,2'-비스(벤조[h]퀴놀린-2-일)-9,9'-스피로비플루오렌 등), 이미다조피리딘 유도체, 보란 유도체, 벤즈이미다졸 유도체(트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠 등), 벤조옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 퀴놀린 유도체, 터피리딘 등의 올리고 피리딘 유도체, 비피리딘 유도체, 터피리딘 유도체(1,3-비스(4'-(2,2':6'2"-터피리디닐)벤젠 등), 나프티리딘 유도체(비스(1-나프틸)-4-(1,8-나프티리딘-2-일)페닐포스핀옥사이드 등), 알다진유도체, 카르바졸 유도체, 인돌 유도체, 인옥사이드 유도체, 비스스티릴 유도체 등을 들 수 있다.
또한, 전자 수용성 질소를 가지는 금속 착체를 사용할 수도 있고, 예를 들면, 퀴놀리놀계 금속 착체나 히드록시페닐옥사졸 착체 등의 히드록시아졸 착체, 아조메틴 착체, 트로폴론 금속 착체, 플라보놀 금속 착체 및 벤조퀴놀린 금속 착체 등을 들 수 있다.
전술한 재료는 단독으로 사용되지만, 상이한 재료와 혼합하여 사용해도 상관없다.
전술한 재료 중에서도, 보란 유도체, 피리딘 유도체, 플루오란텐 유도체, BO계 유도체, 안트라센 유도체, 벤조플루오렌 유도체, 포스핀옥사이드 유도체, 피리미딘 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아진 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 및 퀴놀리놀계 금속 착체가 바람직하다.
<보란 유도체>
보란 유도체는, 예를 들면 하기 일반식(ETM-1)로 표시되는 화합물이며, 상세하게는 일본공개특허 제2007-27587호 공보에 개시되어 있다.
상기 식(ETM-1) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있는 실릴, 치환되어 있어도 되는 질소 함유 복소환, 또는 시아노 중 적어도 하나이며, R13∼R16은 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 아릴이고, X는 치환되어 있어도 되는 아릴렌이며, Y는 치환되어 있어도 되는 탄소수 16 이하의 아릴, 치환되어 있는 보릴, 또는 치환되어 있어도 되는 카르바졸릴이며, 그리고, n은 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다. 또한, 「치환되어 있어도 되는」 또는 「치환되어 있는」 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬 등을 들 수 있다.
상기 일반식(ETM-1)로 표시되는 화합물 중에서도, 하기 일반식(ETM-1-1)로 표시되는 화합물이나 하기 일반식(ETM-1-2)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
식(ETM-1-1) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있는 실릴, 치환되어 있어도 되는 질소 원자를 갖는 복소환식 화합물, 또는 시아노 중 적어도 하나이며, R13∼R16은 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 아릴이고, R21 및 R22는 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있는 실릴, 치환되어 있어도 되는 질소 함유 복소환, 또는 시아노 중 적어도 하나이며, X1은, 치환되어 있어도 되는 탄소수 20 이하의 아릴렌이며, n은 각각 독립적으로 0∼3의 정수이고, 그리고, m은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다. 또한, 「치환되어 있어도 되는」 또는 「치환되어 있는」 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬 등을 들 수 있다.
식(ETM-1-2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있는 실릴, 치환되어 있어도 되는 질소 함유 복소환, 또는 시아노 중 적어도 하나이며, R13∼R16은 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 아릴이고, X1은, 치환되어 있어도 되는 탄소수 20 이하의 아릴렌이며, 그리고, n은 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다. 또한, 「치환되어 있어도 되는」 또는 「치환되어 있는」 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬 등을 들 수 있다.
X1의 구체적인 예로서는, 하기 식(X-1)∼식(X-9)로 표시되는 2가의 기를 들 수 있다.
(각 식 중, Ra는 각각 독립적으로 알킬기 또는 치환되어 있어도 되는 페닐기임)
이 보란 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이 보란 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<피리딘 유도체>
피리딘 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-2)로 표시되는 화합물이며, 바람직하게는 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)로 표시되는 화합물이다.
φ는, n가의 아릴환(바람직하게는 n가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)이며, n은 1∼4의 정수이다.
상기 식(ETM-2-1)에 있어서, R11∼R18은 각각 독립적으로, 수소, 알킬(바람직하게는 탄소수 1∼24의 알킬), 시클로알킬(바람직하게는 탄소수 3∼12의 시클로알킬) 또는 아릴(바람직하게는 탄소수 6∼30의 아릴)이다.
상기 식(ETM-2-2)에 있어서, R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소, 알킬(바람직하게는 탄소수 1∼24의 알킬), 시클로알킬(바람직하게는 탄소수 3∼12의 시클로알킬) 또는 아릴(바람직하게는 탄소수 6∼30의 아릴)이며, R11 및 R12는 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
각 식에 있어서, 「피리딘계 치환기」는, 하기 식(Py-1)∼식(Py-15) 중 어느 하나이며, 피리딘계 치환기는 각각 독립적으로 탄소수 1∼4의 알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 피리딘계 치환기는 페닐렌기나 나프틸렌기를 통하여 각 식에서의 φ, 안트라센환 또는 플루오렌환에 결합하고 있어도 된다.
피리딘계 치환기는, 상기 식(Py-1)∼식(Py-15) 중 어느 하나이지만, 이들 중에서도, 하기 식(Py-21)∼식(Py-44) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
각 피리딘 유도체에서의 적어도 1개의 수소가 중수소로 치환되어 있어도 되고, 또한, 상기 식(ETM-2-1) 및 식(ETM-2-2)에서의 2개의 「피리딘계 치환기」 중의 한쪽은 아릴로 치환되어 있어도 된다.
R11∼R18에서의 「알킬」로서는, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬을 들 수 있다. 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬)이다. 보다 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬)이다. 더욱 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬)이다. 특히 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이다.
구체적인 「알킬」로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 예로 들 수 있다.
피리딘계 치환기로 치환하는 탄소수 1∼4의 알킬로서는, 상기 알킬의 설명을 인용할 수 있다.
R11∼R18에서의 「시클로알킬」로서는, 예를 들면 탄소수 3∼12의 시클로알킬을 들 수 있다. 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼10의 시클로알킬이다. 보다 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼8의 시클로알킬이다. 더욱 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼6의 시클로알킬이다.
구체적인 「시클로알킬」로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸시클로펜틸, 시클로헵틸, 메틸시클로헥실, 시클로옥틸 또는 디메틸시클로헥실 등을 들 수 있다.
R11∼R18에서의 「아릴」로서는, 바람직한 아릴은 탄소수 6∼30의 아릴이고, 보다 바람직한 아릴은 탄소수 6∼18의 아릴이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 6∼14의 아릴이고, 특히 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「탄소수 6∼30의 아릴」로서는, 단환계 아릴인 페닐, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 나프타센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일, 펜타센-(1-, 2-, 5-, 6-)일 등을 들 수 있다.
바람직한 「탄소수 6∼30의 아릴」은, 페닐, 나프틸, 페난트릴, 크리세닐 또는 트리페닐레닐 등을 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸 또는 페난트릴을 들 수 있고, 특히 바람직하게는 페닐, 1-나프틸 또는 2-나프틸을 들 수 있다.
상기 식(ETM-2-2)에서의 R11 및 R12는 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 이 결과, 플루오렌 골격의 5원환에는, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥산, 플루오렌 또는 인덴 등이 스피로 결합하고 있어도 된다.
이 피리딘 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이 피리딘 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<플루오란텐 유도체>
플루오란텐 유도체는, 예를 들면 하기 일반식(ETM-3)으로 표시되는 화합물이며, 상세하게는 국제공개 제2010/134352호 공보에 개시되어 있다.
상기 식(ETM-3) 중, X12∼X21은 수소, 할로겐, 직쇄, 분지 혹은 환형의 알킬, 직쇄, 분지 혹은 환형의 알콕시, 치환 혹은 무치환의 아릴, 또는 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴을 나타낸다. 여기에서, 치환되어 있는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬 등을 들 수 있다.
이 플루오란텐 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
<BO계 유도체>
BO계 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-4)로 표시되는 다환 방향족 화합물, 또는 하기 식(ETM-4)로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체이다.
R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다.
또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 된다.
또한, 식(ETM-4)로 표시되는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 1개의 수소가 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
식(ETM-4)에서의 치환기나 환 형성의 형태, 또한 식(ETM-4)의 구조가 복수 합쳐져서 생기는 다량체의 설명에 대해서는, 상기 일반식(1)이나 식(1')로 표시되는 다환 방향족 화합물이나 그의 다량체의 설명을 인용할 수 있다.
이 BO계 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이 BO계 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<안트라센 유도체>
안트라센 유도체의 하나는, 예를 들면 하기 식(ETM-5-1)로 표시되는 화합물이다.
Ar은 각각 독립적으로, 2가의 벤젠 또는 나프탈렌이며, R1∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼20의 아릴이다.
Ar은 각각 독립적으로, 2가의 벤젠 또는 나프탈렌으로부터 적절히 선택할 수 있고, 2개의 Ar이 상이해도 되고 동일해도 되지만, 안트라센 유도체의 합성의 용이함의 관점에서는 동일한 것이 바람직하다. Ar은 피리딘과 결합하여, 「Ar 및 피리딘으로 이루어지는 부위」를 형성하고 있고, 이 부위는, 예를 들면 하기 식(Py-1)∼식(Py-12) 중 어느 하나로 표시되는 기로서 안트라센에 결합하고 있다.
이들 기 중에서도, 상기 식(Py-1)∼식(Py-9) 중 어느 하나로 표시되는 기가 바람직하고, 상기 식(Py-1)∼식(Py-6) 중 어느 하나로 표시되는 기가 보다 바람직하다. 안트라센에 결합하는 2개의 「Ar 및 피리딘으로 이루어지는 부위」는, 그 구조가 동일해도 되고 상이해도 되지만, 안트라센 유도체의 합성의 용이함의 관점에서는 동일한 구조인 것이 바람직하다. 다만, 소자 특성의 관점에서는, 2개의 「Ar 및 피리딘으로 이루어지는 부위」의 구조가 동일해도 되고 상이해도 된다.
R1∼R4에서의 탄소수 1∼6의 알킬에 대해서는 직쇄 및 분지쇄 중 어느 하나라도 된다. 즉, 탄소수 1∼6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬이다. 보다 바람직하게는, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이다. 구체예로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 또는 2-에틸부틸 등을 들 수 있고, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, 또는 tert-부틸이 바람직하고, 메틸, 에틸, 또는 tert-부틸이 보다 바람직하다.
R1∼R4에서의 탄소수 3∼6의 시클로알킬의 구체예로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸시클로펜틸, 시클로헵틸, 메틸시클로헥실, 시클로옥틸 또는 디메틸시클로헥실 등을 들 수 있다.
R1∼R4에서의 탄소수 6∼20의 아릴에 대해서는, 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다.
「탄소수 6∼20의 아릴」의 구체예로서는, 단환계 아릴인 페닐, (o-, m-, p-)트릴, (2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5-)크실릴, 메시틸(2,4,6-트리메틸페닐), (o-, m-, p-)쿠메닐, 2환계 아릴인 (2-, 3-, 4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 안트라센-(1-, 2-, 9-)일, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 테트라센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일 등을 들 수 있다.
바람직한 「탄소수 6∼20의 아릴」은, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴 또는 나프틸이고, 보다 바람직하게는, 페닐, 비페닐릴, 1-나프틸, 2-나프틸 또는 m-터페닐-5'-일이며, 더욱 바람직하게는, 페닐, 비페닐릴, 1-나프틸 또는 2-나프틸이고, 가장 바람직하게는 페닐이다.
안트라센 유도체의 하나는, 예를 들면 하기 식(ETM-5-2)로 표시되는 화합물이다.
Ar1은 각각 독립적으로, 단결합, 2가의 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 또는 페날렌이다.
Ar2는 각각 독립적으로, 탄소수 6∼20의 아릴이며, 상기 식(ETM-5-1)에서의 「탄소수 6∼20의 아릴」과 동일한 설명을 인용할 수 있다. 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다. 구체예로서는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 터페닐릴, 안트라세닐, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피레닐, 테트라세닐, 페릴레닐 등을 들 수 있다.
R1∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3∼6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 상기 식(ETM-5-1)에서의 설명을 인용할 수 있다.
이들 안트라센 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이들 안트라센 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<벤조플루오렌 유도체>
벤조플루오렌 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-6)으로 표시되는 화합물이다.
Ar1은 각각 독립적으로, 탄소수 6∼20의 아릴이며, 상기 식(ETM-5-1)에서의 「탄소수 6∼20의 아릴」과 동일한 설명을 인용할 수 있다. 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다. 구체예로서는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 터페닐릴, 안트라세닐, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피레닐, 테트라세닐, 페릴레닐 등을 들 수 있다.
Ar2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬(바람직하게는 탄소수 1∼24의 알킬), 시클로알킬(바람직하게는 탄소수 3∼12의 시클로알킬) 또는 아릴(바람직하게는 탄소수 6∼30의 아릴이며, 2개의 Ar2는 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
Ar2에서의 「알킬」로서는, 직쇄 및 분지쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분지쇄 알킬을 들 수 있다. 바람직한 「알킬」은 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분지쇄 알킬)이다. 보다 바람직한 「알킬」은 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분지쇄 알킬)이다. 더욱 바람직한 「알킬」은 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분지쇄 알킬)이다. 특히 바람직한 「알킬」은 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분지쇄 알킬)이다. 구체적인 「알킬」로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실 등을 들 수 있다.
Ar2에서의 「시클로알킬」로서는, 예를 들면, 탄소수 3∼12의 시클로알킬을 들 수 있다. 바람직한 「시클로알킬」은 탄소수 3∼10의 시클로알킬이다. 보다 바람직한 「시클로알킬」은 탄소수 3∼8의 시클로알킬이다. 더욱 바람직한 「시클로알킬」은 탄소수 3∼6의 시클로알킬이다. 구체적인 「시클로알킬」로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸시클로펜틸, 시클로헵틸, 메틸시클로헥실, 시클로옥틸 또는 디메틸시클로헥실 등을 들 수 있다.
Ar2에서의 「아릴」로서는, 바람직한 아릴은 탄소수 6∼30의 아릴이고, 보다 바람직한 아릴은 탄소수 6∼18의 아릴이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 6∼14의 아릴이고, 특히 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「탄소수 6∼30의 아릴」로서는, 페닐, 나프틸, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피레닐, 나프타세닐, 페릴레닐, 펜타세닐 등을 들 수 있다.
2개의 Ar2는 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 이 결과, 플루오렌 골격의 5원환에는, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥산, 플루오렌 또는 인덴 등이 스피로 결합하고 있어도 된다.
이 벤조플루오렌 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이 벤조플루오렌 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<포스핀옥사이드 유도체>
포스핀옥사이드 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-7-1)로 표시되는 화합물이다. 상세한 것은 국제공개 제2013/079217호 공보에도 기재되어 있다.
R5는, 치환 또는 무치환의, 탄소수 1∼20의 알킬, 탄소수 6∼20의 아릴 또는 탄소수 5∼20의 헤테로아릴이고,
R6은, CN, 치환 또는 무치환의, 탄소수 1∼20의 알킬, 탄소수 1∼20의 헤테로 알킬, 탄소수 6∼20의 아릴, 탄소수 5∼20의 헤테로아릴, 탄소수 1∼20의 알콕시 또는 탄소수 6∼20의 아릴옥시이며,
R7 및 R8은 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의, 탄소수 6∼20의 아릴 또는 탄소수 5∼20의 헤테로아릴이고,
R9는 산소 또는 유황이며,
j는 0 또는 1이고, k는 0 또는 1이며, r은 0∼4의 정수이고, q는 1∼3의 정수이다.
여기에서, 치환되어 있는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬 등을 들 수 있다.
포스핀옥사이드 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-7-2)로 표시되는 화합물이라도 된다.
R1∼R3은 동일해도 되고 상이해도 되며, 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 아랄킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 복소환기, 할로겐, 시아노기, 알데히드기, 카르보닐기, 카르복실기, 아미노기, 니트로기, 실릴기 및 인접 치환기와의 사이에 형성되는 축합환 중에서 선택된다.
Ar1은 동일해도 되고 상이해도 되며, 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기다. Ar2는 동일해도 되고 상이해도 되며, 아릴기 또는 헤테로아릴기다. 다만, Ar1 및 Ar2 중 적어도 한쪽은 치환기를 가지고 있거나, 또는 인접 치환기와의 사이에 축합환을 형성하고 있다. n은 0∼3의 정수이며, n이 0일 때 불포화 구조 부분은 존재하지 않고, n이 3일 때 R1은 존재하지 않는다.
이들 치환기 중, 알킬기란, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 포화 지방족 탄화수소기를 나타내고, 이것은 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 치환되어 있는 경우의 치환기로는 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 알킬기, 아릴기, 복소환기 등을 들 수 있고, 이 점은, 이하의 기재에도 공통된다. 또한, 알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 입수의 용이성이나 비용 면에서, 통상 1∼20의 범위이다.
또한, 시클로알킬기란, 예를 들면, 시클로프로필, 시클로헥실, 노보닐, 아다만틸 등의 포화 지환식 탄화수소기를 나타내고, 이것은 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 알킬기 부분의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 3∼20의 범위이다.
또한, 아랄킬기란, 예를 들면, 벤질기, 페닐에틸기 등의 지방족 탄화수소를 통한 방향족 탄화수소기를 나타내고, 지방족 탄화수소와 방향족 탄화수소는 모두 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 지방족 부분의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 1∼20의 범위이다.
또한, 알케닐기란, 예를 들면, 비닐기, 알릴기, 부타디에닐기 등의 이중 결합을 포함하는 불포화 지방족 탄화수소기를 나타내고, 이것은 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 알케닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2∼20의 범위이다.
또한, 시클로알케닐기란, 예를 들면, 시클로펜테닐기, 시클로펜타디에닐기, 시클로헥센기 등의 이중 결합을 포함하는 불포화 지환식 탄화수소기를 나타내고, 이것은 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다.
또한, 알키닐기란, 예를 들면, 아세틸레닐기 등의 3중 결합을 포함하는 불포화 지방족 탄화수소기를 나타내고, 이것은 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 알키닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2∼20의 범위이다.
또한, 알콕시기란, 예를 들면, 메톡시기 등의 에테르 결합을 통한 지방족 탄화수소기를 나타내고, 지방족 탄화수소기는 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 1∼20의 범위이다.
또한, 알킬티오기란, 알콕시기의 에테르 결합의 산소 원자가 유황 원자로 치환된 기이다.
또한, 아릴에테르기란, 예를 들면, 페녹시기 등의 에테르 결합을 통한 방향족 탄화수소기를 나타내고, 방향족 탄화수소기는 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 아릴에테르기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 6∼40의 범위이다.
또한, 아릴티오에테르기란, 아릴에테르기의 에테르 결합의 산소 원자가 유황 원자로 치환된 기이다.
또한, 아릴기란, 예를 들면, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 페난트릴기, 터페닐기, 피레닐기 등의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 아릴기는, 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 아릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 6∼40의 범위이다.
또한, 복소환기란, 예를 들면, 퓨라닐기, 티오페닐기, 옥사졸릴기, 피리딜기, 퀴놀리닐기, 카르바졸릴기 등의 탄소 이외의 원자를 가지는 환형 구조기를 나타내고, 이것은 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 복소환기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2∼30의 범위이다.
할로겐이란, 불소, 염소, 브롬, 요오드를 나타낸다.
알데히드기, 카르보닐기, 아미노기에는, 지방족 탄화수소, 지환식 탄화수소, 방향족 탄화수소, 복소환 등으로 치환된 기도 포함할 수 있다.
또한, 지방족 탄화수소, 지환식 탄화수소, 방향족 탄화수소, 복소환은 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다.
실릴기란, 예를 들면, 트리메틸실릴기 등의 규소 화합물기를 나타내고, 이것은 무치환이라도 되고 치환되어 있어도 된다. 실릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 3∼20의 범위이다. 또한, 규소수는, 통상 1∼6이다.
인접 치환기와의 사이에 형성되는 축합환이란, 예를 들면, Ar1과 R2, Ar1과 R3, Ar2와 R2, Ar2와 R3, R2와 R3, Ar1과 Ar2 등의 사이에서 형성된 공역 또는 비공역의 축합환이다. 여기에서, n이 1인 경우, 2개의 R1끼리로 공역 또는 비공역의 축합환을 형성해도 된다. 이들 축합환은 환내 구조에 질소, 산소, 유황 원자를 포함해도 되고, 또 다른 환과 축합해도 된다.
이 포스핀옥사이드 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이 포스핀옥사이드 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<피리미딘 유도체>
피리미딘 유도체는, 예를 들면, 하기 식(ETM-8)로 표시되는 화합물이며, 바람직하게는 하기 식(ETM-8-1)로 표시되는 화합물이다. 상세한 것은 국제공개 제2011/021689호 공보에도 기재되어 있다.
Ar은 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 또는 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴이다. n은 1∼4의 정수이고, 바람직하게는 1∼3의 정수이며, 보다 바람직하게는 2 또는 3이다.
「치환되어 있어도 되는 아릴」의 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 6∼24의 아릴, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼20의 아릴, 더욱 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「아릴」로서는, 단환계 아릴인 페닐, 2환계 아릴인 (2-, 3-, 4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 4환계 아릴인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, m-쿼터페닐릴), 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 나프타센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일, 펜타센-(1-, 2-, 5-, 6-)일 등을 들 수 있다.
「치환되어 있어도 되는 헤테로아릴」의 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1개∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 퓨릴, 티에닐, 피롤릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 옥사디아졸릴, 퓨라자닐, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 벤조[b]티에닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀릴, 퀴나졸릴, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페녹사티이닐, 티안트레닐, 인돌리지닐 등을 들 수 있다.
또한, 상기 아릴 및 헤테로아릴은 치환되어 있어도 되고, 각각 예를 들면 상기 아릴이나 헤테로아릴로 치환되어 있어도 된다.
이 피리미딘 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이 피리미딘 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<카르바졸 유도체>
카르바졸 유도체는, 예를 들면, 하기 식(ETM-9)로 표시되는 화합물, 또는 그것이 단결합 등으로 복수 결합한 다량체이다. 상세한 것은 미국 공개 공보 2014/0197386호 공보에 기재되어 있다.
Ar은 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 또는 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴이다. n은 독립적으로 0∼4의 정수이고, 바람직하게는 0∼3의 정수이며, 더욱 바람직하게는 0 또는 1이다.
「치환되어 있어도 되는 아릴」의 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 6∼24의 아릴, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼20의 아릴, 더욱 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「아릴」로서는, 단환계 아릴인 페닐, 2환계 아릴인 (2-, 3-, 4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 4환계 아릴인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, m-쿼터페닐릴), 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 나프타센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일, 펜타센-(1-, 2-, 5-, 6-)일 등을 들 수 있다.
「치환되어 있어도 되는 헤테로아릴」의 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1개∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 퓨릴, 티에닐, 피롤릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 옥사디아졸릴, 퓨라자닐, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 벤조[b]티에닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀릴, 퀴나졸릴, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페녹사티이닐, 티안트레닐, 인돌리지닐 등을 들 수 있다.
또한, 상기 아릴 및 헤테로아릴은 치환되어 있어도 되고, 각각 예를 들면 상기 아릴이나 헤테로아릴로 치환되어 있어도 된다.
카르바졸 유도체는, 상기 식(ETM-9)로 표시되는 화합물이 단결합 등으로 복수 결합한 다량체라도 된다. 이 경우, 단결합 이외에, 아릴환(바람직하게는 다가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)으로 결합되어 있어도 된다.
이 카르바졸 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이 카르바졸 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<트리아진 유도체>
트리아진 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-10)으로 표시되는 화합물이며, 바람직하게는 하기 식(ETM-10-1)로 표시되는 화합물이다. 상세한 것은 미국 공개 공보 2011/0156013호 공보에 기재되어 있다.
Ar은 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 또는 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴이다. n은 1∼3의 정수이며, 바람직하게는 2 또는 3이다.
「치환되어 있어도 되는 아릴」의 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 6∼24의 아릴, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼20의 아릴, 더욱 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「아릴」로서는, 단환계 아릴인 페닐, 2환계 아릴인 (2-, 3-, 4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 4환계 아릴인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, m-쿼터페닐릴), 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 나프타센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일, 펜타센-(1-, 2-, 5-, 6-)일 등을 들 수 있다.
「치환되어 있어도 되는 헤테로아릴」의 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 더욱 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면 환 구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 유황 및 질소로부터 선택되는 헤테로 원자를 1개∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 퓨릴, 티에닐, 피롤릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 옥사디아졸릴, 퓨라자닐, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 벤조[b]티에닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀릴, 퀴나졸릴, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페녹사티이닐, 티안트레닐, 인돌리지닐 등을 들 수 있다.
또한, 상기 아릴 및 헤테로아릴은 치환되어 있어도 되고, 각각 예를 들면 상기 아릴이나 헤테로아릴로 치환되어 있어도 된다.
이 트리아진 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
이 트리아진 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<벤즈이미다졸 유도체>
벤즈이미다졸 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-11)로 표시되는 화합물이다.
φ는, n가의 아릴환(바람직하게는 n가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)이고, n은 1∼4의 정수이며, 「벤즈이미다졸계 치환기」는, 상기 식(ETM-2), 식(ETM-2-1) 및 식(ETM-2-2)에서의 「피리딘계 치환기」 중의 피리딜기가 벤즈이미다졸기로 치환된 기이고, 벤즈이미다졸 유도체에서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
상기 벤즈이미다졸기에서의 R11은, 수소, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼12의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼30의 아릴이며, 상기 식(ETM-2-1) 및 식(ETM-2-2)에서의 R11의 설명을 인용할 수 있다.
φ는, 안트라센환 또는 플루오렌환인 것이 더욱 바람직하고, 이 경우의 구조는 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)의 구조를 인용할 수 있고, 각 식 중의 R11∼R18은 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서의 설명을 인용할 수 있다. 또한, 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서는 2개의 피리딘계 치환기가 결합한 형태에서 설명되어 있지만, 이들을 벤즈이미다졸계 치환기로 치환할 때는, 양쪽의 피리딘계 치환기를 벤즈이미다졸계 치환기로 치환해도 되고(즉 n=2), 어느 하나의 피리딘계 치환기를 벤즈이미다졸계 치환기로 치환하고 다른 쪽의 피리딘계 치환기를 R11∼R18로 치환해도 된다(즉 n=1). 또한, 예를 들면 상기 식(ETM-2-1)에서의 R11∼R18 중 적어도 1개를 벤즈이미다졸계 치환기로 치환하여 「피리딘계 치환기」를 R11∼R18로 치환해도 된다.
이 벤즈이미다졸 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 1-페닐-2-(4-(10-페닐안트라센-9-일)페닐)-1H-벤조[d]이미다졸, 2-(4-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 2-(3-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 5-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일-1,2-디페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 1-(4-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)페닐)-2-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 1-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-2-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 5-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일-1,2-디페닐-1H-벤조[d]이미다졸 등을 들 수 있다.
이 벤즈이미다졸 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<페난트롤린 유도체>
페난트롤린 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-12) 또는 식(ETM-12-1)로 표시되는 화합물이다. 상세한 것은 국제공개 2006/021982호 공보에 기재되어 있다.
φ는, n가의 아릴환(바람직하게는 n가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)이고, n은 1∼4의 정수이다.
각 식의 R11∼R18은 각각 독립적으로, 수소, 알킬(바람직하게는 탄소수 1∼24의 알킬), 시클로알킬(바람직하게는 탄소수 3∼12의 시클로알킬) 또는 아릴(바람직하게는 탄소수 6∼30의 아릴)이다. 또한, 상기 식(ETM-12-1)에 있어서는 R11∼R18 중 어느 하나가 아릴환인 φ와 결합한다.
각 페난트롤린 유도체에서의 적어도 1개의 수소가 중수소로 치환되어 있어도 된다.
R11∼R18에서의 알킬, 시클로알킬 및 아릴로서는, 상기 식(ETM-2)에서의 R11∼R18의 설명을 인용할 수 있다. 또한, φ는 상기한 구조 이외에, 예를 들면 이하의 구조식을 들 수 있다. 그리고, 하기 구조식 중의 R은 각각 독립적으로, 수소, 메틸, 에틸, 이소프로필, 시클로헥실, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 비페닐릴 또는 터페닐릴이다.
이 페난트롤린 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린, 9,10-디(1,10-페난트롤린-2-일)안트라센, 2,6-디(1,10-페난트롤린-5-일)피리딘, 1,3,5-트리(1,10-페난트롤린-5-일)벤젠, 9,9'-디플루오로-비스(1,10-페난트롤린-5-일), 바소큐프로인이나 1,3-비스(2-페닐-1,10-페난트롤린-9-일)벤젠 등을 들 수 있다.
이 페난트롤린 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<퀴놀리놀계 금속 착체>
퀴놀리놀계 금속 착체는, 예를 들면 하기 일반식(ETM-13)으로 표시되는 화합물이다.
식 중, R1∼R6은 각각 독립적으로, 수소, 불소, 알킬, 아랄킬, 알케닐, 시아노, 알콕시 또는 아릴이고, M은 Li, Al, Ga, Be 또는 Zn이며, n은 1∼3의 정수이다.
퀴놀리놀계 금속 착체의 구체예로서는, 8-퀴놀리놀리튬, 트리스(8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 트리스(3,4-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 트리스(4,5-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 트리스(4,6-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2-메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(3-메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(4-메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2-페닐페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(3-페닐페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(4-페닐페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2,3-디메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2,6-디메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(3,4-디메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(3,5-디메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(3,5-디-tert-부틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2,6-디페닐페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2,4,6-트리페닐페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2,4,6-트리메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2,4,5,6-테트라메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(1-나프톨레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2-나프톨레이트)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)(2-페닐페놀레이트)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)(3-페닐페놀레이트)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)(4-페닐페놀레이트)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)(3,5-디메틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)(3,5-디-tert-부틸페놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄-μ-옥소-비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-4-에틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-4-에틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-4-메톡시-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-4-메톡시-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-5일시아노-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-5-트리플루오로메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-5-트리플루오로메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀린베릴륨 등을 들 수 있다.
이 퀴놀리놀계 금속 착체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<티아졸 유도체 및 벤조티아졸 유도체>
티아졸 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-14-1)로 표시되는 화합물이다.
벤조티아졸 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-14-2)로 표시되는 화합물이다.
각 식의 φ는, n가의 아릴환(바람직하게는 n가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)이고, n은 1∼4의 정수이며, 「티아졸계 치환기」나 「벤조티아졸계 치환기」는, 상기 식(ETM-2), 식(ETM-2-1) 및 식(ETM-2-2)에서의 「피리딘계 치환기」 중의 피리딜기가 티아졸기나 벤조티아기로 치환된 기이고, 티아졸 유도체 및 벤조티아졸 유도체에서의 적어도 1개의 수소가 중수소로 치환되어 있어도 된다.
φ는, 또한 안트라센환 또는 플루오렌환인 것이 바람직하고, 이 경우의 구조는 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)의 구조를 인용할 수 있고, 각 식 중의 R11∼R18은 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서의 설명을 인용할 수 있다. 또한, 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서는 2개의 피리딘계 치환기가 결합한 형태에서 설명되어 있지만, 이들을 티아졸계 치환기(또는 벤조티아졸계 치환기)로 치환할 때는, 양쪽의 피리딘계 치환기를 티아졸계 치환기(또는 벤조티아졸계 치환기)로 치환해도 되고(즉 n=2), 어느 하나의 피리딘계 치환기를 티아졸계 치환기(또는 벤조티아졸계 치환기)로 치환하고 다른 쪽의 피리딘계 치환기를 R11∼R18로 치환해도 된다(즉 n=1). 또한, 예를 들면, 상기 식(ETM-2-1)에서의 R11∼R18 중 적어도 1개를 티아졸계 치환기(또는 벤조티아졸계 치환기)로 치환하고 「피리딘계 치환기」를 R11∼R18로 치환해도 된다.
이들 티아졸 유도체 또는 벤조티아졸 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
전자 수송층 또는 전자 주입층에는, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료를 환원할 수 있는 물질을 더 포함해도 된다. 이 환원성 물질은, 일정한 환원성을 가지는 물질이면, 다양한 물질이 사용되고, 예를 들면, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리토류 금속의 산화물, 알칼리토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 바람직하게 사용할 수 있다.
바람직한 환원성 물질로서는, Na(일함수 2.36eV), K(일함수 2.28eV), Rb(일함수 2.16eV) 또는 cs(일함수 1.95eV) 등의 알칼리 금속이나, Ca(일함수 2.9eV), Sr(일함수 2.0∼2.5eV) 또는 Ba(일함수 2.52eV) 등의 알칼리토류 금속을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하인 물질이 특히 바람직하다. 이들 중, 보다 바람직한 환원성 물질은 K, Rb 또는 cs의 알칼리 금속이고, 더욱 바람직하게는 Rb 또는 cs이며, 가장 바람직한 것은 Cs다. 이들 알칼리 금속은, 특히 환원 능력이 높고, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료로의 비교적 소량의 첨가에 의하여, 유기 EL 소자에서의 발광 휘도의 향상이나 장수명화가 도모된다. 또한, 일함수가 2.9eV 이하인 환원성 물질로서, 이들 2종 이상의 알칼리 금속의 조합해도 바람직하고, 특히, Cs를 포함한 조합, 예를 들면, Cs와 Na, Cs와 K, Cs와 Rb, 또는 Cs와 Na와 K의 조합이 바람직하다. Cs를 포함하는 것에 의해, 환원 능력을 효율적으로 발휘할 수 있고, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료로의 첨가에 의하여, 유기 EL 소자에서의 발광 휘도의 향상이나 장수명화가 도모된다.
<유기 전계 발광 소자에서의 음극>
음극(108)은, 전자 주입층(107) 및 전자 수송층(106)을 통하여, 발광층(105)에 전자를 주입하는 역할을 수행한다.
음극(108)을 형성하는 재료로서는, 전자를 유기층에 효율적으로 주입할 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않지만, 양극(102)을 형성하는 재료와 같은 재료를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 주석, 인듐, 칼슘, 알루미늄, 은, 구리, 니켈, 크롬, 금, 백금, 철, 아연, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘 및 마그네슘 등의 금속 또는 이들의 합금(마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 불화리튬/알루미늄 등의 알루미늄-리튬 합금 등)등이 바람직하다. 전자 주입 효율을 올려 소자 특성을 향상시키기 위해서는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 칼슘, 마그네슘 또는 이들 저일함수 금속을 포함하는 합금이 유효하다. 그러나, 이들 저일함수 금속은 일반적으로 대기 중에서 불안정한 경우가 많다. 이 점을 개선하기 위하여, 예를 들면, 유기층에 미량의 리튬, 세슘이나 마그네슘을 도핑하여, 안정성이 높은 전극을 사용하는 방법이 알려져 있다. 그 외의 도펀트로서는, 불화리튬, 불화세슘, 산화리튬 및 산화세슘과 같은 무기염도 사용할 수 있다. 다만, 이들에 한정되지 않는다.
또한, 전극 보호를 위해 백금, 금, 은, 구리, 철, 주석, 알루미늄 및 인듐 등의 금속, 또는 이들 금속을 사용한 합금, 그리고, 실리카, 이산화티타늄 및 질화규소 등의 무기물, 폴리비닐알코올, 염화비닐, 탄화수소계 고분자 화합물 등을 적층하는 것이 바람직한 예로서 들 수 있다. 이들 전극의 제작법도, 저항 가열, 전자선 빔, 스퍼터링, 이온 플레이팅 및 코팅 등, 도통을 취할 수 있으면 특별히 제한되지 않는다.
<각 층에서 사용해도 되는 결합제>
이상의 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층에 사용되는 재료는 단독으로 각 층을 형성할 수 있지만, 고분자 결합제로서 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리(N-비닐카르바졸), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리부타디엔, 탄화수소 수지, 케톤 수지, 페녹시 수지, 폴리아미드, 에틸셀룰로오스, 아세트산 비닐 수지, ABS 수지, 폴리우레탄 수지 등의 용제 가용성 수지나, 페놀 수지, 크실렌 수지, 석유 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등의 경화성 수지 등으로 분산시켜 사용하는 것도 가능하다.
<유기 전계 발광 소자의 제작 방법>
유기 EL 소자를 구성하는 각 층은, 각 층을 구성해야 할 재료를 증착법, 저항 가열 증착, 전자 빔 증착, 스퍼터링, 분자 적층법, 인쇄법, 스핀 코팅법 또는 캐스트법, 코팅법 등의 방법으로 박막으로 함으로써, 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 형성된 각 층의 막 두께에 대해서는 특별히 한정은 없고, 재료의 성질에 따라서 적절히 설정할 수 있지만, 통상 2㎚∼5000㎚의 범위이다. 막 두께는 통상, 수정 발진식(發振式) 막 두께 측정 장치 등으로 측정할 수 있다. 증착법을 이용하여 박막화하는 경우, 그 증착 조건은, 재료의 종류, 막이 목적으로 하는 결정 구조 및 회합 구조 등에 따라 상이하다. 증착 조건은 일반적으로, 보트 가열 온도 +50∼+400℃, 진공도 10-6∼10-3Pa, 증착 속도 0.01∼50㎚/초, 기판 온도 -150∼+300℃, 막 두께 2㎚∼5㎛의 범위에서 적절히 설정하는 것이 바람직하다.
다음으로, 유기 EL 소자를 제작하는 방법의 일례로서, 양극/정공 주입층/정공 수송층/호스트 재료와 도펀트 재료로 이루어지는 발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극으로 이루어지는 유기 EL 소자의 제작법에 대하여 설명한다. 적당한 기판 상에, 양극 재료의 박막을 증착법 등에 의해 형성시켜 양극을 제작한 후, 이 양극 상에 정공 주입층 및 정공 수송층의 박막을 형성시킨다. 이 위에 호스트 재료와 도펀트 재료를 공증착하고 박막을 형성시켜 발광층으로 하고, 이 발광층 위에 전자 수송층, 전자 주입층을 형성시키고, 또한 음극용 물질로 이루어지는 박막을 증착법 등에 의해 형성시켜 음극으로 함으로써, 원하는 유기 EL 소자가 얻어진다. 그리고, 전술한 유기 EL 소자의 제작에 있어서는, 제작 순서를 반대로 하여, 음극, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 양극의 순서로 제작하는 것도 가능하다.
이와 같이 하여 얻어진 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가하는 경우에는, 양극을 +, 음극을 -의 극성으로서 인가하면 되고, 전압 2∼40V 정도를 인가하면, 투명 또는 반투명의 전극측(양극 또는 음극, 및 양쪽)으로부터 발광을 관측할 수 있다. 또한, 이 유기 EL 소자는, 펄스 전류나 교류 전류를 인가한 경우에도 발광한다. 그리고, 인가하는 교류의 파형은 임의라도 된다.
<유기 전계 발광 소자의 응용예>
또한, 본 발명은, 유기 EL 소자를 구비한 표시 장치 또는 유기 EL 소자를 구비한 조명 장치 등에도 응용할 수 있다.
유기 EL 소자를 구비한 표시 장치 또는 조명 장치는, 본 실시형태에 관한 유기 EL 소자와 공지의 구동 장치를 접속하는 등 공지의 방법에 의해 제조할 수 있고, 직류 구동, 펄스 구동, 교류 구동 등 공지의 구동 방법을 적절히 이용하여 구동할 수 있다.
표시 장치로서는, 예를 들면 컬러 평판 패널 디스플레이 등의 패널 디스플레이, 플렉시블 컬러 유기 전계 발광(EL) 디스플레이 등의 플렉시블 디스플레이 등을 들 수 있다(예를 들면, 일본공개특허 평10-335066호 공보, 일본공개특허 제2003-321546호 공보, 일본공개특허 제2004-281086호 공보 등 참조). 또한, 디스플레이의 표시 방식으로서는, 예를 들면, 매트릭스 및/또는 세그먼트 방식 등을 들 수 있다. 그리고, 매트릭스 표시와 세그먼트 표시는 동일한 패널 중에 공존하고 있어도 된다.
매트릭스는, 표시를 위한 화소가 격자형이나 모자이크형 등 2차원적으로 배치되어 있고, 화소의 집합으로 문자나 화상을 표시한다. 화소의 형상이나 사이즈는 용도에 따라 정해진다. 예를 들면, PC, 모니터, 텔레비전의 화상 및 문자 표시에는, 통상 1변이 300㎛ 이하인 사각형의 화소가 사용되고, 또한, 표시 패널과 같은 대형 디스플레이의 경우에는, 1변이 mm 오더인 화소를 사용하게 된다. 단색(monochrome) 표시의 경우에는, 동일한 색의 화소를 배열하면 되지만, 컬러 표시의 경우에는, 적색, 녹색, 청색의 화소를 배열하여 표시시킨다. 이 경우에, 전형적으로는 델타 타입과 스트라이프 타입이 있다. 그리고, 이 매트릭스의 구동 방법으로서는, 선(線) 순차 구동 방법이나 액티브 매트릭스 중 어느 쪽이라도 된다. 선 순차 구동 쪽이 구조가 간단하다는 이점이 있지만, 동작 특성을 고려한 경우, 액티브 매트릭스 쪽이 우수한 경우가 있으므로, 이것도 용도에 따라 구분하여 사용할 필요가 있다.
세그먼트 방식(타입)에서는, 사전에 결정된 정보를 표시하도록 패턴을 형성하고, 결정된 영역을 발광 시키게 된다. 예를 들면, 디지털 시계나 온도계에 있어서의 시각이나 온도 표시, 오디오 기기나 전자(電磁) 조리기 등의 동작 상태 표시 및 자동차의 패널 표시 등이 있다.
조명 장치로서는, 예를 들면, 실내 조명 등의 조명 장치, 액정 표시 장치의 백라이트 등을 들 수 있다(예를 들면, 일본공개특허 제2003-257621호 공보, 일본공개특허 제2003-277741호 공보, 일본공개특허 제2004-119211호 공보 등 참조). 백라이트는, 주로 자발광하지 않는 표시 장치의 시인성(視認性)을 향상시킬 목적으로 사용되고, 액정 표시 장치, 시계, 오디오 장치, 자동차 패널, 표시판 및 표식 등에 사용된다. 특히, 액정 표시 장치, 그 중에서도 박형화가 과제로 되어 있는 PC 용도의 백라이트로서는, 종래 방식이 형광등이나 도광판(導光板)으로 되어 있으므로, 박형화가 곤란한 것을 고려하면, 본 실시형태에 따른 발광 소자를 사용한 백라이트는 박형이며 경량인 것으로 특징으로 한다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 먼저, 다환 방향족 화합물의 합성예에 대하여, 이하에 설명한다.
합성예 (1)
화합물(1C-2):5-([1,1'-비페닐]-4-일-15,15-디메틸-N,N,2-트리페닐-5H,15H-9-옥사-5-아자-16b-보라인데노[1,2-b]나프토[1,2,3-fg]안트라센-13-아민의 합성
질소 분위기 하, 7-(디페닐아미노)-9,9'-디메틸-9H-플루오렌-3-올(9.0g), 1,2-디브로모-3-플루오로벤젠(7.9g), 탄산칼륨(8.2g) 및 NMP(45ml)가 들어간 플라스크를, 환류 온도에서 2시간 가열 교반하였다. 반응 정지 후, 반응액을 실온까지 냉각하고, 물을 가하여 석출한 침전물을 흡인 여과에 의해 채취하였다. 얻어진 침전물을 물, 이어서, 솔믹스로 세정한 후, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(용리액: 헵탄/톨루엔=3/1(용량비))로 정제하여, 6-(2,3-디브로모페녹시)-9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민을 12.4g(수율: 84.8%) 얻었다.
질소 분위기 하, 6-(2,3-디브로모페녹시)-9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(10.0g), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민(5.3g), 아세트산팔라듐(0.15g), 디시클로헥실(2',6'-디이소프로폭시-[1,1'-비페닐]-2-일)포스판(0.61g), NaOtBu(2.4g) 및 톨루엔(35ml)이 들어간 플라스크를 80℃에서 6시간 가열하였다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 물 및 톨루엔을 가하여 분액하였다. 또한 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(용리액: 헵탄/톨루엔=2/1(용량비))로 정제하여, 6-(2-브로모-3-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)페녹시)-9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민을 7.4g(수율: 53.1%) 얻었다.
질소 분위기 하, 6-(2-브로모-3-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)페녹시)-9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(7.9g) 및 테트라히드로퓨란(42ml)을 플라스크에 넣고, -40℃까지 냉각하고, 1.6M의 n-부틸리튬헥산 용액(6ml)을 적하하였다. 적하 종료 후, 이 온도에서 1시간 교반한 후, 트리메틸보레이트(1.7g)를 더하였다. 실온까지 승온하여 2시간 교반하였다. 그 후, 물(100ml)을 천천히 적하하였다. 다음으로, 반응 혼합액을 아세트산에틸로 추출하고, 무수 황산나트륨으로 건조한 후, 건조제를 제거하여, 디메틸(2-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)-6-(7-(디페닐아미노)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-3-일)옥시)페닐)보로네이트를 7.0g(수율: 100%) 얻었다.
질소 분위기 하, 디메틸(2-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)-6-(7-(디페닐아미노)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-3-일)옥시)페닐)보로네이트(6.5g), 염화알루미늄(10.3g) 및 톨루엔(39ml)을 플라스크에 넣어서 3분간 교반하였다. 그 후, N-에틸-N-이소프로필프로판-2-아민(2.5g)을 더하고, 105℃에서 1시간 가열 교반하였다. 가열 종료 후에 반응액을 냉각하고, 얼음물(20ml)을 첨가하였다. 그 후, 반응 혼합액을 톨루엔으로 추출하고, 유기층을 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(용리액:톨루엔), 이어서 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(용리액: 헵탄/톨루엔=3/1(용량비))로 정제한 후, 헵탄으로 재침전을 행하고, NH2 실리카겔로 컬럼(용매: 헵탄/톨루엔=1/1(용량비)로 더 정제하였다. 마지막으로, 승화 정제를 하여, 식 화합물(1C-2)을 0.74g(수율: 12.3%) 얻었다.
MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=9.22(s, 1H), 8.78(s, 1H), 7.96(d, 2H), 7.80∼7.77(m, 6H), 7.71(d, 1H), 7.59∼7.44(m, 8H), 7.39(t, 1H), 7.32∼7.29(m, 4H), 7.71(d, 1H), 7.19(dd, 4H), 7.12∼7.06(m, 4H), 7.00(d, 1H), 6.45(d, 1H), 1.57(s, 6H).
또한 화합물(1C-2)의 유리 전이 온도(Tg)는 165.6℃였다.
[측정 기기: Diamond DSC(PERKIN-ELMER사 제조); 측정 조건: 냉각 속도 200℃/Min., 승온 속도 10℃/Min. ]
합성예 (2)
화합물(1A-2619):2,12-디-tert-부틸-5,9-비스(4-(tert-부틸)페닐)-7-메틸-5,9-디히드로-5,9-디아자-13b-보라나프토[3,2,1-de]안트라센의 합성
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(500MHz, CDCl3):δ=1.47(s, 36H), 2.17(s, 3H), 5.97(s, 2H), 6.68(d, 2H), 7.28(d, 4H), 7.49(dd, 2H), 7.67(d, 4H), 8.97(d, 2H).
합성예 (3)
식(1B-101)의 화합물: N5,N5,N13,N13-테트라페닐-7,11-디옥사-17c-보라페난트로[2,3,4-no]테트라펜-5,13-디아민의 합성
질소 분위기 하, 디페닐아민(22.3g), 4-브로모나프탈렌-2-올(28.0g), Pd-132(존슨·매티)(0.9g), NaOtBu(30.0g) 및 톨루엔(252ml)이 들어간 플라스크를 가열하고, 4시간 환류하였다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 물 및 아세트산에틸을 가하여 분액하였다. 또한 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(용리액:톨루엔)로 정제하고, 4-(디페닐아미노)나프탈렌-2-올을 35g(수율: 89.5%) 얻었다.
질소 분위기 하, 4-(디페닐아미노)나프탈렌-2-올(16.0g), 2-브로모-1,3-디플루오로벤젠(5.0g), 탄산칼륨(17.8g) 및 1-메틸-2-피롤리돈(30ml)이 들어간 플라스크를, 환류 온도에서 8시간 가열 교반하였다. 반응 정지 후, 반응액을 실온까지 냉각하고, 물을 가하여 석출한 침전물을 흡인 여과에 의해 채취하였다. 얻어진 침전물을 물, 이어서, 메탄올로 세정한 후, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(용리액: 헵탄/톨루엔=2/1(용량비)의 혼합 용매)로 정제하여, 3,3'-(2-브로모-1,3-페닐렌)비스(옥시)비스(N,N-디페닐나프탈렌-1-아민)을 15.2g(수율: 76.2%) 얻었다.
질소 분위기 하, 3,3'-(2-브로모-1,3-페닐렌)비스(옥시)비스(N,N-디페닐나프탈렌-1-아민)(8.6g) 및 테트라히드로퓨란(52ml)을 플라스크에 넣고, -40℃까지 냉각하고, 1.6M의 n-부틸리튬헥산 용액(8ml)을 적하하였다. 적하 종료 후, 이 온도에서 1시간 교반한 후, 트리메틸보레이트(1.7g)를 가하였다. 실온까지 승온하여 2시간 교반하였다. 그 후, 물(100ml)을 천천히 적하하였다. 다음으로, 반응 혼합액을 아세트산에틸로 추출하고, 무수 황산나트륨으로 건조한 후, 건조제를 제거하여, 디메틸(2,6-비스(4-디페닐아미노)나프탈렌-2-일)옥시)페닐)보로네이트를 8.5g(수율: 99.4%) 얻었다.
질소 분위기 하, 디메틸(2,6-비스(4-디페닐아미노)나프탈렌-2-일)옥시)페닐)
보로네이트(7.9g), 염화알루미늄(AlCl3)(13.7g) 및 클로로벤젠(50ml)을 플라스크에 넣어서 5분간 교반하였다. 그 후, N-에틸디이소프로필아민(16.7g)을 가하고, 125℃에서 1시간 가열 교반하였다. 가열 종료 후에 반응액을 냉각하고, 얼음물(50ml)을 첨가하였다. 그 후, 반응 혼합액을 톨루엔으로 추출하고, 무수 황산나트륨으로 건조한 후, 건조제를 제거하고, 용매를 감압 유거(留去)하여 얻어진 조(粗)제품을 실리카겔로 컬럼 정제(용리액: 헵탄/톨루엔=3/1(용량비))를 행한 후, 헵탄으로 재침전을 행하였다. 다음으로, NH2 실리카겔로 컬럼 정제(용리액: 헵탄/톨루엔=1/1(용량비))를 행하고, 승화 정제를 더 행하여, 화합물(1B-101)을 0.8g(수율: 11%) 얻었다.
MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=8.00(d, 2H), 7.88(d, 2H), 7.70(t, 1H), 7.47(s, 2H), 7.31∼7.22(m, 12H), 7.18∼7.16(m, 8H), 7.09∼7.04(m, 6H).
합성예 (4)
화합물(1A-2687): 2,12-디-tert-부틸-5,9-비스(4-(tert-부틸)페닐)-N,N-디페닐-5,9-디히드로-5,9-디아자-13b-보라나프토[3,2,1-de]안트라센-7-아민의 합성
전술한 합성 실시예와 동일한 방법을 이용하여, 화합물(1A-2687)을 합성하였다.
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=1.33(s, 18H), 1.46(s, 18H), 5.55(s, 2H), 6.75(d, 2H), 6.89(t, 2H), 6.94(d, 4H), 7.06(t, 4H), 7.13(d, 4H), 7.43∼7.46(m, 6H), 8.95(d, 2H).
합성예 (5)
식(1B-1)의 화합물: 16,16,19,19-테트라메틸-N2,N2,N14,N14-테트라페닐-16,19-디히드로-6,10-디옥사-17b-보라인데노[1,2-b]인데노[1',2':6,7]나프토[1,2,3-fg]안트라센-2,14-디아민의 합성
질소 분위기 하, 4-메톡시살리실산메틸(50.0g), 피리딘(탈수)(350ml)이 들어간 플라스크를, 빙욕(氷浴)에서 냉각하였다. 이어서, 트리플루오로메탄술폰산 무수 화합물(154.9g)을 이 용액에 적하하였다. 적하 종료 후에 빙욕을 제거하고, 실온에서 2시간 교반하고, 물을 더하여 반응을 정지하였다. 톨루엔을 더하여 분액한 후, 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(용리액:톨루엔)으로 정제함으로써, 메틸4-메톡시-2-((트리플루오로메틸)술포닐)옥시)벤조에이트(86.0g)를 얻었다.
질소 분위기 하, 메틸4-메톡시-2-((트리플루오로메틸)술포닐)옥시)벤조에이트(23.0g), (4-(디페닐아미노)페닐)보론산(25.4g), 제3인산칼륨(31.1g), 톨루엔(184ml), 에탄올(27.6ml) 및 물(27.6ml)의 현탁 용액에, Pd(PPh3)4(2.5g)를 가하고, 환류 온도에서 3시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 물 및 톨루엔을 더하여 분액하고, 유기층의 용매를 감압 유거하였다. 얻어진 고체를 실리카겔 컬럼(용리액: 헵탄/톨루엔 혼합 용매)으로 정제하고, 메틸4'-(디페닐아미노)-5-메톡시-[1,1'-비페닐]-2-카르복실레이트(29.7g)를 얻었다. 이 때,「유기 화학 실험의 입문(1-물질 취급법과 분리 정제법-」가부시키가이샤 가가쿠 도우진 출판, 94페이지에 기재된 방법을 참고로 하여, 용리액 중의 톨루엔의 비율을 서서히 증가시켜 목적물을 용출시켰다.
질소 분위기 하, 메틸4'-(디페닐아미노)-5-메톡시-[1,1'-비페닐]-2-카르복실레이트(11.4g)를 용해한 THF(111.4ml) 용액을 수욕(水浴)에서 냉각시키고, 그 용액에, 메틸마그네슘브로마이드 THF 용액(1.0M, 295ml)을 적하하였다. 적하 종료 후, 수욕을 제거하고 환류 온도까지 승온하여 4시간 교반하였다. 그 후, 빙욕에서 냉각하고, 염화암모니아 수용액을 첨가하여 반응을 정지하고, 아세트산에틸을 가하여 분액한 후, 용매를 감압 유거하였다. 얻어진 고체를 실리카겔 컬럼(용리액:톨루엔)으로 정제하고, 2-(5'-(디페닐아미노)-5-메톡시-[1,1'-비페닐]-2-일)프로판-2-올(8.3g)을 얻었다.
질소 분위기 하, 2-(5'-(디페닐아미노)-5-메톡시-[1,1'-비페닐]-2-일)프로판-2-올(27.0g), TAYCACURE-15(13.5g) 및 톨루엔(162ml)이 들어간 플라스크를 환류 온도에서 2시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(용리액:톨루엔)을 통과시킴으로써, TAYCACURE-15를 제거한 후, 용매를 감압 유거함으로써, 6-메톡시-9,9'-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(25.8g)을 얻었다.
질소 분위기 하, 6-메톡시-9,9'-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(25.0g), 피리딘 염산염(36.9g) 및 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(22.5ml)이 들어간 플라스크를 환류 온도에서 6시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 물 및 아세트산에틸을 가하여 분액하였다. 용매를 감압 유거한 후, 실리카겔 컬럼(용리액:톨루엔)으로 정제함으로써, 7-(디페닐아미노)-9,9'-디메틸-9H-플루오렌-3-올(22.0g)을 얻었다.
질소 분위기 하, 7-(디페닐아미노)-9,9'-디메틸-9H-플루오렌-3-올(14.1g), 2-브로모-1,3-디플루오로벤젠(3.6g), 탄산칼륨(12.9g) 및 NMP(30ml)이 들어간 플라스크를, 환류 온도에서 5시간 가열 교반하였다. 반응 정지 후, 반응액을 실온까지 냉각하고, 물을 부가하여 석출한 침전물을 흡인 여과에 의해 채취하였다. 얻어진 침전물을 물, 이어서, 메탄올로 세정한 후, 실리카겔 컬럼(용리액:헵탄/톨루엔 혼합 용매)으로 정제하여, 6,6'-(2-브로모-1,3-페닐렌)비스(옥시)비스(9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민)(12.6g)를 얻었다. 이 때, 용리액 중의 톨루엔의 비율을 서서히 증가시켜 목적물을 용출시켰다.
질소 분위기 하, 6,6'-((2-브로모-1,3-페닐렌)비스(옥시)비스(9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민)(11.0g) 및 크실렌(60.5ml)이 들어간 플라스크를 -40℃까지 냉각하고, 2.6M의 n-부틸리튬헥산 용액(5.1ml)을 적하하였다. 적하 종료 후, 이 온도에서 0.5시간 교반한 후, 60℃까지 승온하여 3시간 교반하였다. 그 후, 반응액을 감압하여 저비점의 성분을 유거한 후, -40℃까지 냉각하여 3브롬화붕소(4.3g)를 더하였다. 실온까지 승온하여 0.5시간 교반한 후, 0℃까지 냉각하여 N-에틸-N-이소프로필프로판-2-아민(3.8g)을 첨가하고, 125℃에서 8시간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 아세트산나트륨 수용액을 더하여 반응을 정지시킨 후, 톨루엔을 가하여 분액하였다. 유기층을 실리카겔 쇼트 패스 컬럼, 이어서, 실리카겔 컬럼(용리액:헵탄/톨루엔=4/1(용량비)), 활성탄 컬럼(용리액:톨루엔)으로 더 정제하고, 화합물(1B-1)을 얻었다(1.2g).
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(400MHz, CDCl3):δ=8.64(s, 2H), 7.75(m, 3H), 7.69(d, 2H), 7.30(t, 8H), 7.25(s, 2H), 7.20(m, 10H), 7.08(m, 6H), 1.58(s, 12H).
합성예 (6)
화합물(1C-1)의 합성
질소 분위기 하, 6-(3-브로모-2-클로로페녹시)-9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(32.7g), 디(나프탈렌-2-일)아민(15.5g), Pd-132(존슨·매티)(1.2g), NaOtBu(13.9g) 및 크실렌(160ml)이 들어간 플라스크를 가열하고, 85℃에서 2시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 물 및 톨루엔을 더하여 분액하고, 유기층을 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(용리액:톨루엔)으로 정제한 후, 실리카겔 컬럼(용리액:톨루엔/헵탄=1/3(용량비))으로 정제하고, 6-(2-클로로-3-(디(나프탈렌-2-일)아미노)페녹시)-9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(34.7g)을 얻었다.
질소 분위기 하, 6-(2-클로로-3-(디(나프탈렌-2-일)아미노)페녹시)-9,9-디메틸-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(27g) 및 크실렌(200ml)이 들어간 플라스크를 0℃까지 냉각하고, 2.6M의 n-부틸리튬헥산 용액(41.2ml)을 적하하였다. 적하 종료 후, 이 온도에서 0.5시간 교반한 후, 70℃까지 승온하여 2시간 교반하였다. 그 후, 반응액을 감압하여 저비점의 성분을 유거한 후, -30℃까지 냉각하여 3브롬화붕소(30.0g)를 더하였다. 실온까지 승온하여 1시간 교반한 후, 0℃까지 냉각하여 N-에틸-N-이소프로필프로판-2-아민(9.2g)을 첨가하고, 120℃에서 3시간 가열하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 아세트산나트륨 수용액을 더하여 반응을 정지시킨 후, 아세트산에틸을 더하여 분액하였다. 유기층을 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(용리액:톨루엔), 이어서, 실리카겔 컬럼(용리액:톨루엔/헵탄=1/3(용량비)) 정제를 행하고, 그 후, NH2 실리카겔 컬럼(용리액: 아세트산에틸/헵탄=1/3(용량비))으로 정제하였다. 얻어진 조제품을 톨루엔에 용해하여, 솔믹스로 수회 재침전하고, 아세트산에틸로 수회 재결정을 더 행한 후, 마지막으로 승화 정제함으로써, 황색 고체로서 화합물(1C-1)을 얻었다(0.7g).
MS 스펙트럼 및 NMR 측정에 의해 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=9.10(d, 1H), 8.47(s, 1H), 8.20(d, 1H), 8.06(d, 1H), 7.94(d, 1H), 7.92(s, 1H), 7.83∼7.63(m, 6H), 7.49∼7.44(m, 4H), 7.31∼7.00(m, 14H), 6.38(d, 1H), 1.54(s, 6H).
또한, 화합물의 유리 전이 온도(Tg)는 194.7℃였다.
[측정 기기: Diamond DSC (PERKIN-ELMER사 제조);측정 조건: 냉각 속도 200℃/Min. , 승온 속도 10℃/Min. ]
합성예 (7)
화합물(1E-1)의 합성
트리-p-트릴아민(0.287g, 1.00㎜ol), 3요오드화붕소(0.783g, 2.00㎜ol) 및 o-디클로로벤젠(10.0mL)을 질소 분위기 하, 150℃에서 2시간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 식히고, 2-이소프로페닐페닐마그네슘브로마이드(5.25mL, 1.2M, 6.30㎜ol)를 가하였다. 그 후, 플로리실 쇼트 패스 컬럼(용리액:톨루엔)을 이용하여 여과하고, 용매를 감압 유거하였다. 얻어진 조(粗)생성물을 헥산으로 세정함으로써 단리 정제하여, 화합물(1E-1')을 0.309g, 수율 75%로 얻었다.
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=2.05(s, 3H), 2.31(s, 6H), 2.54(s, 3H), 4.78(s, 2H), 6.74(d, 2H) 7.20-7.28(m, 4H), 7.37-7.48(m, 5H), 7.56(d, 1H), 7.68(s, 2H).
13C-NMR(CDCl3):δ=20.6(s, 2C), 21.3(s, 1C), 23.8(s, 1C), 116.7(s, 2C), 116.9(s, 1C), 126.0(d, 2C), 126.8(s, 1C), 128.2(s, 2C), 130.0(d, 4C), 131.4(d, 4C), 133.0(s, 1C), 133.7(s, 2C), 136.4(s, 2C), 138.6(s, 1C), 139.3(s, 1C), 145.1(s, 1C), 147.0(d, 2C).
화합물(1E-1')(82.2mg, 0.20㎜ol), 트리플루오로메탄술폰산스칸듐(0.100g, 0.20㎜ol) 및 1,2-디클로로에탄(55.0mL)을 질소 분위기 하, 95℃에서 24시간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 식힌 후, 플로리실 쇼트 패스 컬럼(용리액:톨루엔)을 이용하여 여과하고, 용매를 감압 유거하였다. 얻어진 조생성물을 실리카겔 컬럼(용리액:헥산/톨루엔=6/1(용량비))에 의해 단리 정제하여, 화합물(1E-1)을 32.0mg, 수율 39%로 얻었다.
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(CDCl3):δ=1.98(s, 6H), 2.48(s, 3H), 2.53(s, 3H), 2.76(s, 3H), 6.61(d, 1H), 6.75(d, 1H), 7.14-7.31(m, 4H), 7.40-7.47(m, 3H), 7.57(dt, 1H), 7.81(d, 1H), 8.44(d, 1H), 8.50(s, 1H).
13C-NMR(CDCl3):δ=20.9(s, 1C), 21.4(s, 1C), 24.3(s, 1C), 32.6(s, 2C), 43.5(s, 1C), 114.0(s, 1C), 116.6(s, 1C), 124.7(s, 1C), 125.8(s, 1C), 127.0(s, 1C), 128.4(s, 2C), 130.1(s, 2C), 130.5(s, 1C), 131.4(s, 2C), 133.0(s, 1C), 135.2(s, 1C), 135.5(s, 1C), 137.7(s, 1C), 138.4(s, 1C), 139.5(s, 1C), 144.3(s, 1C), 145.4(s, 1C), 151.4(s, 1C), 159.5(s, 1C).
합성예 (8)
화합물(H-2): 2-(10-페닐안트라센-9-일)나프토[2,3-b]벤조퓨란의 합성
화합물(H-2)은, 국제공개 제2014/141725호 공보의 단락[0106]에 기재된 방법에 준하여 합성하였다.
원료의 화합물을 적절히 변경하는 것에 의해, 전술한 합성예에 준한 방법으로, 다른 다환 방향족 화합물 및 그의 다량체를 제조할 수 있다.
<유기 EL 소자의 평가>
실시예 1∼27 및 비교예 1∼18에 관한 유기 EL 소자를 제작하고, 각각 1000cd/㎡ 발광 시의 특성인 전압(V), 발광 파장(㎚), CIE 색도(x, y), 외부 양자 효율(%) 측정하고, 소자 수명으로서 전류값 10mA/c㎡로 발광시켰을 때, 초기 휘도의 90% 이상의 휘도를 유지하는 시간(hr)을 측정하였다.
발광 소자의 양자 효율에는, 내부 양자 효율과 외부 양자 효율이 있지만, 내부 양자 효율은, 발광 소자의 발광층에 전자(또는 정공)로서 주입되는 외부 에너지가 순수하게 광자로 변환되는 비율을 나타내고 있다. 한편, 외부 양자 효율은, 이 광자가 발광 소자의 외부에까지 방출된 양에 기초하여 산출되고, 발광층에 있어서 발생한 광자는, 그 일부가 발광 소자의 내부에서 흡수되거나 또는 계속해서 반사되거나 하여, 발광 소자의 외부로 방출되지 않으므로, 외부 양자 효율은 내부 양자 효율보다 낮아진다.
외부 양자 효율의 측정 방법은 다음과 같다. 아드밴티스트사 제조의 전압/전류 발생기 R6144를 사용하여, 소자의 휘도가 1000cd/㎡가 되는 전압을 인가하여 소자를 발광시켰다. TOPCON사 제조의 분광 방사 휘도계 SR-3AR을 사용하고, 발광면에 대하여 수직 방향으로부터 가시광 영역의 분광 방사 휘도를 측정하였다. 발광면이 완전 확산면이라고 가정하여, 측정한 각 파장 성분의 분광 방사 휘도의 값을 파장 에너지로 나누어서 π를 곱한 수치가 각 파장에서의 포톤수이다. 다음으로, 관측한 전체 파장 영역에서 포톤수를 적산하고, 소자로부터 방출된 전체 포톤수로 하였다. 인가(印加) 전류값을 소전하(素電荷)로 나눈 수치를 소자에 주입한 캐리어수로 하여, 소자로부터 방출된 전체 포톤수를 소자에 주입한 캐리어수로 나눈 수치가 외부 양자 효율이다.
제작한 실시예 1∼3 및 비교예 1∼2에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 1A에 나타낸다.
[표 1A]
표 1A에 있어서, 「HI」는 N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민이고, 「HAT-CN」은 1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌헥사카르보니트릴이며,「HT-1」은 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민이고, 「HT-2」는 N,N-비스(4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-[1,1':4',1"-터페닐]-4-아민이며, 「ET-1」은 4,6,8,10-테트라페닐[1,4]벤조옥사보리니노[2,3,4-kl]페녹사보리닌이고, 「ET-2」는 3,3'-((2-페닐안트라센-9,10-디일)비스(4-메틸피리딘)이다. 「Liq」와 함께 이하에 화학 구조를 나타낸다.
<실시예 1>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(쇼와 신쿠(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-1, 화합물(1A-2619), 화합물(1C-2), ET-1 및 ET-2를 각각 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-1, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1C-2)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-1과, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1C-2)과의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-1을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-2와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하여, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-2와 Liq의 중량비가 약 50 대 50으로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 1B).
<실시예 2>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비를 약 50 대 50으로 변경한 것 이외는 실시예 1에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 1B).
<실시예 3>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비를 약 75 대 25로 변경한 것 이외는 실시예 1에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 1B).
<비교예 1>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1A-2619)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 1에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 1B).
<비교예 2>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1C-2)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 1에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 1B).
실시예 1∼3 및 비교예 1∼2의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 1B에 나타낸다.
[표 1B]
제작한 실시예 4∼6 및 비교예 3∼4에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 2A에 나타낸다.
[표 2A]
<실시예 4>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(죠슈 산교(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-1, 화합물(1A-2619), 화합물(1B-101), ET-1 및 ET-2를 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-1, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1B-101)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1A-2619)과 화합물(1B-101)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-1과, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1B-101)의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-1을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-2와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하여, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-2와 Liq의 중량비가 약 50 대 50로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 2B).
<실시예 5>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1B-101)의 중량비를 약 50 대 50로 변경한 것 이외는 실시예 4에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 2B).
<실시예 6>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1B-101)의 중량비를 약 75 대 25로 변경한 것 이외는 실시예 4에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 2B).
<비교예 3>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1A-2619)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 4에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 2B).
<비교예 4>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1B-101)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 4에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 2B).
실시예 4∼6 및 비교예 3∼4의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 2B에 나타낸다.
[표 2B]
제작한 실시예 7∼9 및 비교예 5∼6에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 3A에 나타낸다.
[표 3A]
<실시예 7>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(죠슈 산교(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-1, 화합물(1A-2619), 화합물(1A-2687), ET-1 및 ET-2를 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음에, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음에, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음에, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-1, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1A-2687)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1A-2619)과 화합물(1A-2687)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-1과, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1A-2687)의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-1을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-2와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하고, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-2와 Liq의 중량비가 약 50 대 50으로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 3B).
<실시예 8>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1A-2687)의 중량비를 약 50 대 50으로 변경한 것 이외는 실시예 7에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 3B).
<실시예 9>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1A-2687)의 중량비를 약 75 대 25로 변경한 것 이외는 실시예 7에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 3B).
<비교예 5>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1A-2619)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 7에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 3B).
<비교예 6>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1A-2687)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 7에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 3B).
실시예 7∼9 및 비교예 5∼6의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 3B에 나타낸다.
[표 3B]
제작한 실시예 10∼12 및 비교예 7∼8에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 4A에 나타낸다.
[표 4A]
<실시예 10>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(죠슈 산교(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-1, 화합물(1C-2), 화합물(1B-101), ET-1 및 ET-2를 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-1, 도펀트의 화합물(1C-2) 및 화합물(1B-101)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1C-2)과 화합물(1B-101)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-1과, 도펀트의 화합물(1C-2) 및 화합물(1B-101)의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-1을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-2와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하여, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-2와 Liq의 중량비가 약 50 대 50으로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 4B).
<실시예 11>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1C-2)과 화합물(1B-101)의 중량비를 약 50 대 50으로 변경한 것 이외는 실시예 10에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 4B).
<실시예 12>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1C-2)과 화합물(1B-101)의 중량비를 약 75 대 25로 변경한 것 이외는 실시예 10에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 4B).
<비교예 7>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1C-2)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 10에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 4B).
<비교예 8>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1B-101)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 10에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 4B).
실시예 10∼12 및 비교예 7∼8의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 4B에 나타낸다.
[표 4B]
제작한 실시예 13∼15 및 비교예 9∼10에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 5A에 나타낸다.
[표 5A]
표 5A에 있어서, 「H-2」는 2-(10-페닐안트라센-9-일)나프토[2,3-b]벤조퓨란이며, 이하에 화학 구조를 나타낸다.
<실시예 13>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(죠슈 산교(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-2, 화합물(1A-2619), 화합물(1C-2), ET-1 및 ET-2를 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-2, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1C-2)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-2과, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1C-2)과의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-1을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-2와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하여, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-2와 Liq의 중량비가 약 50 대 50으로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 5B).
<실시예 14>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비를 약 50 대 50으로 변경한 것 이외는 실시예 13에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 5B).
<실시예 15>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비를 약 75 대 25로 변경한 것 이외는 실시예 13에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 5B).
<비교예 9>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1A-2619)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 13에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 5B).
<비교예 10>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1C-2)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 13에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 5B).
실시예 13∼15 및 비교예 9∼10의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 5B에 나타낸다.
[표 5B]
제작한 실시예 16∼18 및 비교예 11∼12에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 6A에 나타낸다.
[표 6A]
표 6A에서의 「ET-3」 및 「ET-4」의 화학 구조를 이하에 나타낸다.
<실시예 16>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(죠슈 산교(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-2, 화합물(1A-2619), 화합물(1C-2), ET-3 및 ET-4를 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-2, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1C-2)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-2과, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1C-2)과의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-3을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-4와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하여, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-4와 Liq의 중량비가 약 50 대 50으로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 6B).
<실시예 17>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비를 약 50 대 50으로 변경한 것 이외는 실시예 16에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 6B).
<실시예 18>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1C-2)의 중량비를 약 75 대 25로 변경한 것 이외는 실시예 16에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 6B).
<비교예 11>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1A-2619)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 16에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 6B).
<비교예 12>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1C-2)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 16에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 6B).
실시예 16∼18 및 비교예 11∼12의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 6B에 나타낸다.
[표 6B]
제작한 실시예 19∼21 및 비교예 13∼14에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 7A에 나타낸다.
[표 7A]
<실시예 19>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(죠슈 산교(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-2, 화합물(1B-1), 화합물(1B-101), ET-1 및 ET-2를 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-2, 도펀트의 화합물(1B-1) 및 화합물(1B-101)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1B-1)과 화합물(1B-101)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-2과, 도펀트의 화합물(1B-1) 및 화합물(1B-101)과의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-1을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-2와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하여, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-2와 Liq의 중량비가 약 50 대 50으로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 7B).
<실시예 20>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1B-1)과 화합물(1B-101)의 중량비를 약 50 대 50으로 변경한 것 이외는 실시예 19에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 7B).
<실시예 21>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1B-1)과 화합물(1B-101)의 중량비를 약 75대 25로 변경한 것 이외는 실시예 19에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 7B).
<비교예 13>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1B-1)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 19에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 7B).
<비교예 14>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1B-101)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 19에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 7B).
실시예 19∼21 및 비교예 13∼14의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 7B에 나타낸다.
[표 7B]
제작한 실시예 22∼24 및 비교예 15∼16에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 8A에 나타낸다.
[표 8A]
<실시예 22>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(죠슈 산교(주) 제조)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-2, 화합물(1C-2), 화합물(1C-10), ET-1 및 ET-2를 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-2, 도펀트의 화합물(1C-2) 및 화합물(1C-10)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1C-2)과 화합물(1C-10)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-1과, 도펀트의 화합물(1C-2) 및 화합물(1C-10)의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-1을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-2와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하여, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-2와 Liq의 중량비가 약 50 대 50으로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 8B).
<실시예 23>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1C-2)과 화합물(1C-10)의 중량비를 약 50 대 50으로 변경한 것 이외는 실시예 22에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 8B).
<실시예 24>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1C-2)과 화합물(1C-10)의 중량비를 약 75대 25로 변경한 것 이외는 실시예 22에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 8B).
<비교예 15>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1C-2)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 22에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 8B).
<비교예 16>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1C-10)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 22에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 8B).
실시예 22∼24 및 비교예 15∼16의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 8B에 나타낸다.
[표 8B]
제작한 실시예 25∼27 및 비교예 17∼18에 관한 유기 EL 소자에서의 각 층의 재료 구성을 하기 표 9A에 나타낸다.
[표 9A]
<실시예 25>
스퍼터링에 의해 180㎚의 두께로 제막한 ITO를 150㎚까지 연마한, 26㎜×28㎜×0.7㎜의 유리기판((주)옵토사이언스 제조)을 투명 지지 기판으로 하였다. 이 투명 지지 기판을 시판되고 있는 증착 장치(죠슈 산교(주)제)의 기판 홀더에 고정하고, HI, HAT-CN, HT-1, HT-2, H-2, 화합물(1A-2619), 화합물(1E-1), ET-1 및 ET-2를 각각 넣은 탄탈제 증착용 보트, Liq, LiF 및 Al을 각각 넣은 질화알루미늄제 증착용 보트를 장착하였다.
투명 지지 기판의 ITO막 위에 순차적으로, 하기 각 층을 형성하였다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하고, 먼저, HI를 가열하여 막 두께 40㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HAT-CN을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-1을 가열하여 막 두께 15㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, HT-2를 가열하여 막 두께 10㎚로 되도록 증착하여, 4층으로 이루어지는 정공층을 형성하였다. 또한, 호스트의 H-2, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1E-1)을 동시에 가열하여 막 두께 20㎚로 되도록 증착하여 발광층을 형성하였다. 화합물(1A-2619)과 화합물(1E-1)의 중량비가 약 25 대 75로 되도록, 또한, 호스트의 H-2과, 도펀트의 화합물(1A-2619) 및 화합물(1E-1)의 중량비가 약 96 대 4로 되도록, 증착 속도를 조절하였다. 다음으로, ET-1을 가열하여 막 두께 5㎚로 되도록 증착하고, 다음으로, ET-2와 Liq를 동시에 가열하여 막 두께 25㎚로 되도록 증착하여, 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다. ET-2와 Liq의 중량비가 약 50 대 50으로 되도록 증착 속도를 조절하였다. 각 층의 증착 속도는 0.01∼1㎚/초였다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1㎚로 되도록 0.01∼0.1㎚/초의 증착 속도로 증착하고, 이어서, Al을 가열하여 막 두께 100㎚로 되도록 증착하여 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 9B).
<실시예 26>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1E-1)의 중량비를 약 50 대 50으로 변경한 것 이외는 실시예 25에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 9B).
<실시예 27>
발광층을 형성할 때, 도펀트의 화합물(1A-2619)과 화합물(1E-1)의 중량비를 약 75 대 25로 변경한 것 이외는 실시예 25에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 9B).
<비교예 17>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1A-2619)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 25에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 9B).
<비교예 18>
발광층을 형성할 때, 도펀트로서 화합물(1E-1)을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 25에 준한 방법으로 유기 EL 소자를 얻었다. ITO 전극을 양극, LiF/Al 전극을 음극으로 하여 직류 전압을 인가하고, 1000cd/㎡ 발광 시의 특성 및 소자 수명을 측정하였다(표 9B).
실시예 25∼27 및 비교예 17∼18의 유기 EL 평가 결과를 하기 표 9B에 나타낸다.
[표 9B]
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 붕소 원자와 질소 원자 또는 산소 원자 등으로 복수의 방향족환을 연결한, 2종류 이상의 화합물을 발광층에 함유시킴으로써, 양자 효율과 수명 특성이 우수한 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
100 : 유기 전계 발광 소자
101 : 기판
102 : 양극
103 : 정공 주입층
104 : 정공 수송층
105 : 발광층
106 : 전자 수송층
107 : 전자 주입층
108 : 음극

Claims (25)

  1. 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층을 가지는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 발광층은, 하기 일반식(1A)∼일반식(1E) 중 어느 하나로 표시되는 다환 방향족 화합물 및 하기 일반식(1A)∼일반식(1E) 중 어느 하나로 표시되는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체로 이루어지는 화합물군 중에서, 도펀트로서 적어도 2개의 다환 방향족 화합물 및/또는 다량체를 포함하는, 유기 전계 발광 소자:

    (상기 일반식(1A)∼일반식(1E) 중,
    A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 치환되어 있어도 되고,
    >N-R의 R은 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이며, 상기 R은 연결기 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되고,
    >C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1 이상)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고,
    상기 일반식(1A)∼일반식(1E) 중 어느 하나로 표시되는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 됨).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 A환, B환 및 C환은 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 치환 혹은 무치환의 아릴, 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴, 치환 혹은 무치환의 디아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 아릴헤테로아릴아미노, 치환 혹은 무치환의 알킬, 치환 혹은 무치환의 알콕시, 트리알킬실릴, 치환 혹은 무치환의 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
    상기 >N-R의 R은, 알킬로 치환되어 있어도 되는 아릴, 알킬로 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴 또는 알킬이며, 상기 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되고, 상기 -C(-R)2-의 R은 수소 또는 알킬이며,
    상기 >C(-Ra)2의 Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼6)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이고,
    상기 일반식(1A)∼일반식(1E)로 표시되는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
    다량체의 경우에는, 상기 일반식(1A)∼일반식(1E)로 표시되는 구조를 2개 또는 3개 가지는 2량체 또는 3량체인, 유기 전계 발광 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 일반식(1A)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1A')로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 유기 전계 발광 소자:

    (상기 일반식(1A') 중,
    R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 되고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬로 치환되어 있어도 되며,
    >N-R의 R은 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼6의 알킬이고, 상기 R은 -O-, -S-, -C(-R)2- 또는 단결합에 의해 상기 A환, B환 및/또는 C환과 결합하고 있어도 되고, 상기 -C(-R)2-의 R은 탄소수 1∼6의 알킬이며, 그리고,
    상기 일반식(1A')로 표시되는 화합물 또는 그의 다량체에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 됨).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 일반식(1A') 중,
    R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴 또는 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴)이고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 탄소수 6∼10의 아릴로 치환되어 있어도 되고,
    >N-R의 R은 독립적으로, 탄소수 6∼10의 아릴이며, 그리고,
    상기 일반식(1A')로 표시되는 화합물 또는 그의 다량체에 있어서의 적어도 1개의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 되는, 유기 전계 발광 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 일반식(1A')로 표시되는 화합물이 하기 어느 하나의 구조식으로 표시되는 화합물인, 유기 전계 발광 소자:
    .
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 일반식(1B)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1B') 또는 일반식(1B")로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 유기 전계 발광 소자:

    (상기 일반식(1B') 또는 일반식(1B") 중,
    R1∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
    R4가 복수인 경우, 인접하는 R4끼리가 결합하여 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
    m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이며, p는 0∼4의 정수임).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 일반식(1B') 또는 일반식(1B") 중,
    R1은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴 또는 탄소수 1∼24의 알킬이며,
    R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 1∼4의 알킬을 가지는 트리알킬실릴 또는 탄소수 6∼30의 아릴옥시이고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼18의 알킬로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
    m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이며, p는 0∼2의 정수인, 유기 전계 발광 소자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 일반식(1B')로 표시되는 화합물이 하기 구조식으로 표시되는 화합물인, 유기 전계 발광 소자:
    .
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 일반식(1B)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1B3') 또는 일반식(1B4')로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 유기 전계 발광 소자:

    (상기 일반식(1B3') 또는 일반식(1B4') 중,
    R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
    R4가 복수인 경우, 인접하는 R4끼리가 결합하여 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
    m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이며, p는 0∼4의 정수임).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 일반식(1B3') 또는 일반식(1B4') 중,
    R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 1∼4의 알킬을 가지는 트리알킬실릴 또는 탄소수 6∼30의 아릴옥시이고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼18의 알킬로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
    m은 0∼3의 정수이고, n은 각각 독립적으로 0∼5의 정수이며, p는 0∼2의 정수인, 유기 전계 발광 소자.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 일반식(1B3')로 표시되는 화합물이 하기 구조식으로 표시되는 화합물인, 유기 전계 발광 소자:
    .
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 일반식(1C)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1C') 또는 일반식(1C")로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 유기 전계 발광 소자:

    (상기 일반식(1C') 또는 일반식(1C") 중,
    R1∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고,
    R4가 복수인 경우, 인접하는 R4끼리가 결합하여 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
    m은 0∼3의 정수이며, n은 각각 독립적으로 0∼6의 정수이고, p는 0∼4의 정수이며, 그리고,
    >N-R의 R은 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼6의 알킬임).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 일반식(1C') 또는 일반식(1C") 중,
    R1은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴 또는 탄소수 1∼24의 알킬이며,
    R2∼R4는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 1∼24의 알콕시, 탄소수 1∼4의 알킬을 가지는 트리알킬실릴 또는 탄소수 6∼30의 아릴옥시이고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼18의 알킬로 치환되어 있어도 되며,
    m은 0∼3의 정수이며, n은 각각 독립적으로 0∼6의 정수이고, p는 0∼2의 정수이며, 그리고,
    N-R의 R은 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴 또는 탄소수 1∼4의 알킬인, 유기 전계 발광 소자.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 일반식(1C")로 표시되는 화합물이 하기 어느 하나의 구조식으로 표시되는 화합물인, 유기 전계 발광 소자:
    .
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 일반식(1D)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1D')로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 유기 전계 발광 소자:

    (상기 일반식(1D') 중,
    R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리는 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
    Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼6)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고,
    다환 방향족 화합물의 다량체의 경우에는, 일반식(1D')로 표시되는 구조를 2개 또는 3개 가지는 2량체 또는 3량체임).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 일반식(1D') 중,
    R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 시아노 또는 할로겐이며, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리는 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
    Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼4)」로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄의 알킬인, 유기 전계 발광 소자.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 일반식(1E)로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체는, 하기 일반식(1E')로 표시되는 다환 방향족 화합물 또는 그의 다량체인, 유기 전계 발광 소자:

    (상기 일반식(1E') 중,
    R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐이며, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리는 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
    >N-R의 R은 아릴, 헤테로아릴 또는 알킬이며, 상기 R에서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
    Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼6)」으로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬이며, 그리고,
    다환 방향족 화합물의 다량체의 경우에는, 일반식(1E')로 표시되는 구조를 2개 또는 3개 가지는 2량체 또는 3량체임).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 일반식(1E') 중,
    R1∼R11은 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 시아노 또는 할로겐이며, 또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리는 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되며, 형성된 환에 있어서의 적어도 1개의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(다만, 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 탄소수 1∼24의 알킬, 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며,
    >N-R의 R은 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 또는 탄소수 1∼24의 알킬이고, 이들에 있어서의 적어도 1개의 수소는 시아노 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되며, 그리고,
    Ra는, 「-CH2-Cn-1H2(n-1)+1(n은 1∼4)」로 표시되는, 메틸렌기로부터 시작되는 직쇄의 알킬인, 유기 전계 발광 소자.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 일반식(1E')로 표시되는 화합물이 하기 구조식으로 표시되는 화합물인, 유기 전계 발광 소자:
    .
  20. 제1항에 있어서,
    상기 발광층이, 상기 적어도 2개의 다환 방향족 화합물 및/또는 다량체를 0.1∼30 중량% 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 발광층이, 안트라센 유도체, 플루오렌 유도체 및 디벤조크리센 유도체 중에서 선택되는 적어도 1개를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 음극과 상기 발광층 사이에 배치되는 전자 수송층 및/또는 전자 주입층을 가지고, 상기 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 1개는, 보란 유도체, 피리딘 유도체, 플루오란텐 유도체, BO계 유도체, 안트라센 유도체, 벤조플루오렌 유도체, 포스핀옥사이드 유도체, 피리미딘 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아진 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체 및 퀴놀리놀계 금속 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전자 수송층 및/또는 전자 주입층이, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리토류 금속의 산화물, 알칼리토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 더 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  24. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 구비한 표시 장치.
  25. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 구비한 조명 장치.
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