KR101389522B1 - 퀴녹살린 유도체, 및 퀴녹살린 유도체를 사용한 발광소자, 발광장치, 전자기기 - Google Patents

퀴녹살린 유도체, 및 퀴녹살린 유도체를 사용한 발광소자, 발광장치, 전자기기 Download PDF

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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

신규한 바이폴라성의 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 구동 전압이 낮은 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 소비전력이 작은 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이들 발광소자를 사용함으로써, 저소비전력의 발광장치 및 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 퀴녹살린의 2위치와 3위치 중 적어도 한쪽의 탄소와, 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리(이하, 헤테로 고리라고 한다)을 가지는 아민 유닛이 아릴렌기를 통하여 결합하고 있는 구조를 가지는 퀴녹살린 유도체를 제공한다.
퀴녹살린 유도체, 바이폴라성 유기 화합물, 발광소자, 아민 유닛, 아릴렌기

Description

퀴녹살린 유도체, 및 퀴녹살린 유도체를 사용한 발광소자, 발광장치, 전자기기{Quinoxaline derivative, and light emitting element, light emitting device and electronic appliance using the same}
본 발명은, 퀴녹살린 유도체, 및 퀴녹살린 유도체를 사용한 발광소자, 발광장치, 전자기기에 관한 것이다.
유기 화합물은 무기 화합물에 비하여 다양한 구조를 취하는 것이 가능하여, 적절한 분자 설계에 의하여 다양한 기능을 가지는 재료를 부여할 가능성이 있다. 이러한 이점(利點)으로부터, 근년, 기능성 유기 재료를 사용한 포토일렉트로닉스나 일렉트로닉스가 주목을 모으고 있다.
예를 들어, 유기 화합물을 기능성 재료로서 사용한 일렉트로닉스 디바이스의 예로서 태양전지나 발광소자, 유기(有機) 트랜지스터 등을 들 수 있다. 이들은 유기 화합물의 전기 물성 및 광 물성을 이용한 디바이스이고, 특히 발광소자는 눈부신 발전을 보이고 있다.
발광소자의 발광 기구는, 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 끼우고 전압을 인가함으로써, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 발광층의 발광 중심에서 재결합하여 분자 여기자를 형성하고, 그 분자 여기자가 기저 상태로 완화할 때에 에너지를 방출하여 발광한다고 생각되고 있다. 여기 상태에는, 일중항 여기와 삼중항 여기가 알려져 있고, 발광은 어느 쪽의 여기 상태를 거쳐도 가능하다고 생각되고 있다.
이와 같은 발광소자는 유기 재료에 의존한 문제가 많고, 이들을 극복하기 위해 소자 구조의 개량이나 재료 개발 등이 행해지고 있다.
발광소자의 가장 기본적인 구조로서는, 정공 수송성의 유기 화합물로 이루어지는 정공 수송층과, 전자 수송성의 유기 화합물로 이루어지는 전자 수송성 발광층을 적층시킨 합계 약 100 nm 정도의 박막을 전극들 사이에 끼운 구조가 알려져 있다(예를 들어, 문헌 1 참조).
문헌 1에 기재되어 있는 발광소자에 전압을 인가하면, 발광성 및 전자 수송성을 가지는 유기 화합물로부터의 발광을 얻을 수 있다.
또한, 문헌 1에 기재되어 있는 발광소자는, 정공의 수송은 정공 수송층이 행하고, 전자의 수송 및 발광은 전자 수송층이 행한다는, 박막의 기능 분리가 적절히 행해지고 있다. 그러나, 적층한 층의 계면에서는, 다양한 상호 작용(예를 들어, 엑시플렉스(exciplex)의 형성 등)이 일어나고, 그 결과, 발광 스펙트럼의 변화나 발광 효율의 저하가 생기는 경우가 있다.
계면에서의 상호 작용에 기인한 발광 스펙트럼의 변화나 발광 효율의 저하를 억제하기 위하여, 더욱 더 박막의 기능을 분리한 발광소자가 고안되었다. 예를 들어, 정공 수송층과 전자 수송층과의 사이에 발광층을 끼우는 구조의 발광소자가 제 안되어 있다(예를 들어, 문헌 2 참조).
문헌 2에 기재되어 있는 바와 같은 발광소자에서, 계면에서 일어나는 상호 작용을 보다 효과적으로 억제하기 위해서는, 전자 수송성과 정공 수송성 양쪽 모두를 가지는 바이폴라(bipolar)성의 유기 화합물을 사용하여 발광층을 형성하는 것이 바람직하다.
그러나, 유기 화합물의 상당수는 정공 수송성 또는 전자 수송성에 치우친 모노폴라(monopolar)성의 재료이다.
따라서, 전자 수송성과 정공 수송성 양쪽 모두를 가지는 바이폴라성의 유기 화합물의 개발이 요구되고 있다.
[문헌 1] C.W. Tang 외 1명, Applied Physics Letters, vol. 51, No. 12, pp. 913∼915(1987).
[문헌 2] 치하야 아다치 외 3 명, Japanese Journal of Applied Physics, vol. 27, No. 2, L269∼L271(1988).
상기 문제를 감안하여, 본 발명은 신규한 바이폴라성의 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 바이폴라성의 유기 화합물을 사용함으로써, 구동 전압이 낮고, 소비전력이 작은 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 바이폴라성의 유기 화합물을 사용함으로써, 소비전력이 작은 발광장치 및 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나는, 일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G11)]
Figure 112008081278615-pat00001
(식 중, Het는 치환 또는 무(無)치환의 5원(員) 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1∼Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나 타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
본 명세서에서는, Het로 나타내어지는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리로서는, 5원 고리의 단환(單環)의 복소 방향 고리뿐만 아니라, 5원 고리의 복소 방향 고리와 다른 방향 고리로 형성되는 축합 고리도 포함하는 것으로 한다. 구체적으로는, 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,5-a]피리딘, 치환 또는 무치환의 1,2,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸, 치환 또는 무치환의 1,3,4-트리아졸, 치환 또는 무치환의 이미다졸, 치환 또는 무치환의 옥사졸, 치환 또는 무치환의 1,3-티아졸, 치환 또는 무치환의 1,2,5-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 피라졸, 치환 또는 무치환의 이소티아졸, 치환 또는 무치환의 이소옥사졸, 치환 또는 무치환의 인다졸, 치환 또는 무치환의 푸린, 치환 또는 무치환의 1H-이미다조[5,1-c][1,2,4]트리아졸, 치환 또는 무치환의 1H-테트라졸, 치환 또는 무치환의 1,2,3,4-옥사트리아졸, 치환 또는 무치환의 1,2,3,4-티아트리아졸 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G12)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G12)]
Figure 112008081278615-pat00002
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G13)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G13)]
Figure 112008081278615-pat00003
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R21∼R25는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G14)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G14)]
Figure 112008081278615-pat00004
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R21∼R25는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타내고, R31∼R35는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G15)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G15)]
Figure 112008081278615-pat00005
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G16)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G16)]
Figure 112008081278615-pat00006
(식 중, R41은 치환 또는 무치환의 페닐기와, 치환 또는 무치환의 나프틸기와, 치환 또는 무치환의 피리딜기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G17)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G17)]
Figure 112008081278615-pat00007
(식 중, R51∼R54는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 메톡시기와, 페닐기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G18)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G18)]
Figure 112008081278615-pat00008
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G21)]
Figure 112008081278615-pat00009
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1∼Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄 소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
Het로 나타내어지는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리로서는, 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,5-a]피리딘, 치환 또는 무치환의 1,2,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸, 치환 또는 무치환의 1,3,4-트리아졸, 치환 또는 무치환의 이미다졸, 치환 또는 무치환의 옥사졸, 치환 또는 무치환의 1,3-티아졸, 치환 또는 무치환의 1,2,5-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 피라졸, 치환 또는 무치환의 이소티아졸, 치환 또는 무치환의 이소옥사졸, 치환 또는 무치환의 인다졸, 치환 또는 무치환의 푸린, 치환 또는 무치환의 1H-이미다조[5,1-c][1,2,4]트리아졸, 치환 또는 무치환의 1H-테트라졸, 치환 또는 무치환의 1,2,3,4-옥사트리아졸, 치환 또는 무치환의 1,2,3,4-티아트리아졸 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G22)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G22)]
Figure 112008081278615-pat00010
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G23)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G23)]
Figure 112008081278615-pat00011
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R21∼R25는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무 치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G24)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G24)]
Figure 112008081278615-pat00012
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R21∼R25는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G25)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G25)]
Figure 112008081278615-pat00013
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G26)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G26)]
Figure 112008081278615-pat00014
(식 중, R41은 치환 또는 무치환의 페닐기와, 치환 또는 무치환의 나프틸기와, 치환 또는 무치환의 피리딜기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G27)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G27)]
Figure 112008081278615-pat00015
(식 중, R51∼R54는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 메톡시기와, 페닐기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 하나는, 일반식 (G28)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G28)]
Figure 112008081278615-pat00016
또한, 본 발명의 하나는, 상기 퀴녹살린 유도체를 사용한 발광소자이다. 구체적으로는, 한 쌍의 전극 사이에 상술한 퀴녹살린 유도체를 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자이다.
또한, 본 발명의 하나는, 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 가지고, 발광층은 상술한 퀴녹살린 유도체를 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자이다.
또한, 본 발명의 하나는, 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 가지고, 발광층은 상술한 퀴녹살린 유도체와 형광을 발광하는 물질을 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자이다.
또한, 본 발명의 하나는, 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 가지고, 발광층은 상술한 퀴녹살린 유도체와 인광을 발광하는 물질을 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자이다.
또한, 본 발명의 발광장치는, 한 쌍의 전극 사이에 발광 물질을 함유하는 층을 가지고, 발광 물질을 함유하는 층에 상기 퀴녹살린 유도체를 포함하는 발광소자 를 가지는 것을 특징으로 한다. 또한, 발광소자의 발광을 제어하는 제어 회로를 가지는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 명세서 중에서의 발광장치란, 화상 표시 디바이스, 발광 디바이스, 또는 광원(조명장치 포함)을 포함한다. 또한, 패널에 커넥터, 예를 들어, FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 부착된 모듈, TAB 테이프나 TCP의 끝에 프린트 배선판이 설치된 모듈을 포함한다. 또한, 본 명세서 중에서의 발광장치는, 발광소자에 COG(Chip On Glass) 방식에 의하여 IC(집적회로)가 직접 실장된 모듈도 포함하는 것으로 한다.
또한, 본 발명의 발광소자를 표시부에 사용한 전자기기도 본 발명의 범주에 포함하는 것으로 한다. 따라서, 본 발명의 전자기기는, 표시부를 가지고, 표시부는 상술한 발광소자와 발광소자의 발광을 제어하는 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이고, 전자 수송성과 정공 수송성 모두가 뛰어나다.
또한, 본 발명의 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 발광소자에 사용함으로써, 구동 전압이 낮고 소비전력이 작은 발광소자를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 소비전력이 작은 발광장치 및 전자기기를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 양태에 대하여 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하의 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 벗어남이 없이 그의 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
[실시형태 1]
본 실시형태에서는, 본 발명의 퀴녹살린 유도체에 대하여 설명한다.
본 발명자들은 예의 검토의 결과, 하나의 분자 내에 전자 수송성의 골격과, 정공 수송성의 골격을 도입함으로써, 바이폴라성의 유기 화합물을 얻을 수 있다는 것을 알아냈다. 특히, 하나의 분자 내에, 퀴녹살린 골격과, 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리와, 아민 골격을 가짐으로써, 캐리어 밸런스가 뛰어난 바이폴라성을 나타내는 유기 화합물을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명의 퀴녹살린 유도체는, 퀴녹살린의 2위치와 3위치 중의 적어도 한쪽의 탄소와, 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리(이하, 헤테로 고리라고 한다)를 가지는 아민 유닛이 아릴렌기를 통하여 결합하고 있는 구조를 가지고 있다. 즉, 하나의 분자 내에, 퀴녹살린 골격과, 헤테로 고리와, 아민 골격을 가진다.
보다 구체적으로는, 본 발명에 관한 퀴녹살린 유도체는, 일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G11)]
Figure 112008081278615-pat00017
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1∼Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 본 발명에 관한 퀴녹살린 유도체는, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체이다.
[일반식 (G21)]
Figure 112008081278615-pat00018
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1∼Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체는, 퀴녹살린의 2위치의 탄소와 아민 유닛이 아릴렌기를 통하여 결합하고 있다. 또한, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체는, 퀴녹살린의 2위치의 탄소 및 3위치의 탄소와 아민 유닛이 아릴렌기를 통하여 결합하고 있다. 일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체는 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체보다도 분자량이 작기 때문에, 승화하기 쉽다. 따라서, 승화 정제에 의한 정제가 가능하다. 따라서, 진공 증착법에 의한 성막에 매우 적합하다. 한편, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체는 일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체보다도 분자량이 크기 때문에, 열적 안정성이 뛰어나다.
일반식 (G11) 및 일반식 (G21)에서, Het로 나타내어지는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리로서는, 5원 고리의 단환(單環)의 복소 방향 고리뿐만 아니라, 5원 고리의 복소 방향 고리와 다른 방향 고리가 축합함으로써 형성되는 축합 고리를 포함하는 것으로 한다. 예를 들어, 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 치환 또는 무치환 의 이미다조[1,5-a]피리딘, 치환 또는 무치환의 1,2,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸, 치환 또는 무치환의 1,3,4-트리아졸, 치환 또는 무치환의 이미다졸, 치환 또는 무치환의 옥사졸, 치환 또는 무치환의 1,3-티아졸, 치환 또는 무치환의 1,2,5-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 피라졸, 치환 또는 무치환의 이소티아졸, 치환 또는 무치환의 이소옥사졸, 치환 또는 무치환의 인다졸, 치환 또는 무치환의 푸린, 치환 또는 무치환의 1H-이미다조[5,1-c][1,2,4]트리아졸, 치환 또는 무치환의 1H-테트라졸, 치환 또는 무치환의 1,2,3,4-옥사트리아졸, 치환 또는 무치환의 1,2,3,4-티아트리아졸 등을 들 수 있다. 이들 치환기의 구체적인 구조예를 구조식 (10-1)∼구조식 (10-13) 및 구조식 (11-1)∼구조식 (11-20)에 예시한다.
[구조식 (10-1)∼구조식 (10-13)]
Figure 112008081278615-pat00019
그 중에서도, 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸은 합성 및 정제(고순도화)가 용이하기 때문에 바람직하다. 특히, 구조식 (11-1)∼구조식 (11-16)으로 나타내어지는 치환기는, 합성이 용이하기 때문에 바람직하다.
[구조식 (11-1)∼구조식 (11-20)]
Figure 112008081278615-pat00020
또한, 일반식 (G11) 및 일반식 (G21)에서, Ar1∼Ar2로 나타내어지는 치환기로서는, 예를 들어, 구조식 (12-1)∼구조식 (12-10)으로 나타내어지는 아릴렌기를 들 수 있다. 구조식 (12-4) 등으로 나타낸 바와 같이, Ar1∼Ar2로 나타내어지는 아릴렌기는 치환기를 가지고 있어도 좋다. 또한, 본 명세서 중에서 나타내는 아릴기나 아릴렌기의 탄소수는 주 골격의 고리를 형성하는 탄소수를 나타내고, 거기에 결합하는 치환기의 탄소수를 포함하는 것은 아니다. 또한, 구조식 (12-9)나 구조식 (13-8)로 나타낸 바와 같이, 본 명세서 중의 아릴기 및 아릴렌기가 치환기를 2개 이상 가지는 경우, 치환기끼리 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 좋고, 고리 구조로서는 스피로 고리를 포함하는 것으로 한다.)
[구조식 (12-1)∼구조식 (12-10)]
Figure 112008081278615-pat00021
또한, 일반식 (G11) 및 일반식 (G21)에서, Ar3으로 나타내어지는 치환기로서는, 예를 들어, 구조식 (13-1)∼구조식 (13-13)으로 나타내어지는 아릴기를 들 수 있다. 구조식 (13-7)∼구조식 (13-13) 등으로 나타낸 바와 같이, Ar3로 나타내어지 는 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 좋다.
[구조식 (13-1)∼구조식 (13-13)]
Figure 112008081278615-pat00022
또한, 일반식 (G11) 및 일반식 (G21)에서, R11∼R14로 나타내어지는 치환기로서는, 예를 들어, 구조식 (14-1)∼구조식 (14-22)로 나타내어지는 수소와, 알킬기와, 아릴기 등을 들 수 있다. 구조식 (14-16)∼구조식 (14-22) 등으로 나타낸 바와 같이, R11∼R14로 나타내어지는 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 좋다.
[구조식 (14-1)∼구조식 (14-22)]
Figure 112008081278615-pat00023
또한, 일반식 (G11)에서, R1로 나타내어지는 치환기로서는, 예를 들어, 구조식 (15-1)∼구조식 (15-21)로 나타내어지는 알킬기나 아릴기를 들 수 있다. 구조식 (15-15)∼구조식 (15-21) 등으로 나타낸 바와 같이, R1로 나타내어지는 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 좋다.
[구조식 (15-1)∼구조식 (15-21)]
Figure 112008081278615-pat00024
일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체에서, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, Ar2는 페닐렌기인 것이 바람직하다. 즉, 일반식 (G12)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체인 것이 바람직하다.
[일반식 (G12)]
Figure 112008081278615-pat00025
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
마찬가지로, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체에서, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, Ar2는 페닐렌기인 것이 바람직하다. 즉, 일 반식 (G22)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체인 것이 바람직하다.
[일반식 (G22)]
Figure 112008081278615-pat00026
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
더욱 바람직하게는, 일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체에서, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, Ar3은 페닐기인 것이 바람직하다. 즉, 일반식 (G13)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체인 것이 바람직하다.
[일반식 (G13)]
Figure 112008081278615-pat00027
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R21∼R25는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
마찬가지로, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체에서, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, Ar3은 페닐렌기인 것이 바람직하다. 즉, 일반식 (G23)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체인 것이 바람직하다.
[일반식 (G23)]
Figure 112008081278615-pat00028
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R21∼R25는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체에서, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, R1은 페닐기인 것이 바람직하다. 또한, R11∼R14는 수소인 것이 바람직하다. 즉, 일반식 (G14)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체인 것이 바람직하다.
[일반식 (G14)]
Figure 112008081278615-pat00029
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R21∼R25는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타내고, R31∼R35는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
마찬가지로, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체에서, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, 또한, R11∼R14는 수소인 것이 바람직하다. 즉, 일반식 (G24)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체인 것이 바람직하다.
[일반식 (G24)]
Figure 112008081278615-pat00030
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R21∼R25는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 페닐기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
또한, 일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체에서, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, Ar1은 페닐기인 것이 바람직하다. 또한, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 즉, 일반식 (G15)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체인 것이 바람직하다.
[일반식 (G15)]
Figure 112008081278615-pat00031
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타낸다.)
일반식 (G15)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서는, 구체적으로는, 일반식 (G16)∼일반식 (G18)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체를 들 수 있다.
[일반식 (G16)]
Figure 112008081278615-pat00032
(식 중, R41은 치환 또는 무치환의 페닐기와, 치환 또는 무치환의 나프틸기와, 치환 또는 무치환의 피리딜기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
[일반식 (G17)]
Figure 112008081278615-pat00033
(식 중, R51∼R54는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 메톡시기와, 페닐기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
[일반식 (G18)]
Figure 112008081278615-pat00034
마찬가지로, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체에서, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, Ar1은 페닐기인 것이 바람직하다. 또한, 적절한 삼중항 여기 에너지를 가지는 퀴녹살린 유도체를 얻는다는 관점, 및, 합성 및 정제(고순도화)가 용이하다는 점으로부터, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 즉, 일반식 (G25)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체인 것이 바람직하다.
[일반식 (G25)]
Figure 112008081278615-pat00035
(식 중, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸과, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘과, 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 것인가를 나타낸다.)
일반식 (G25)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서는, 구체적으로는, 일반식 (G26)∼ 일반식 (G28)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체를 들 수 있다.
[일반식 (G26)]
Figure 112008081278615-pat00036
(식 중, R41은 치환 또는 무치환의 페닐기와, 치환 또는 무치환의 나프틸기와, 치환 또는 무치환의 피리딜기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
[일반식 (G27)]
Figure 112008081278615-pat00037
(식 중, R51∼R54는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 메톡시기와, 페닐기 중 어느 것인가를 나타낸다.)
[일반식 (G28)]
Figure 112008081278615-pat00038
일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서는, 예를 들어, 구조식 (101)∼구조식 (181), 구조식 (201)∼구조식 (282), 구조식 (301)∼구조식 (373)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체를 들 수 있다. 또한, 일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서는, 예를 들어, 구조식 (401)∼구조식 (467), 구조식 (501)∼구조식 (568), 구조식 (601)∼구조식 (659)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체를 들 수 있다. 그러나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[구조식 (101)∼구조식 (181), 구조식 (201)∼구조식 (282), 구조식 (301)∼구조식 (373), 구조식 (401)∼구조식 (467), 구조식 (501)∼구조식 (568), 구조식 (601)∼구조식 (659)]
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본 발명의 퀴녹살린 유도체의 합성 방법으로서는, 다양한 반응의 적용이 가능하다. 예를 들어, 이하에 나타내는 합성 반응을 행함으로써, 본 발명의 퀴녹살린 유도체를 합성할 수 있다. 또한, 본 발명의 퀴녹살린 유도체의 합성 방법은 이하의 합성 방법에 한정되는 것은 아니다.
[일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체의 합성 방법(1)]
＜2급 헤테로아릴아민(화합물 A)의 합성법＞
일반식(화합물 A)으로 나타내어지는 2급 헤테로아릴아민은, 합성 스킴(scheme)(반응식 A1-1)과 같이 하여 합성할 수 있다. 즉, 할로겐화 헤테로아릴(화합물 A1)과 아릴아민(화합물 A2)을 염기 존재 하에서 금속 또는 금속 화합물을 사용하여 커플링시킴으로써, 2급 헤테로아릴아민(화합물 A)을 얻을 수 있다.
[반응식 A1-1]
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합성 스킴(반응식 A1-1)에서, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타낸다. 또한, X1은 할로겐을 나타내고, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다.
합성 스킴(반응식 A1-1)에서, 부크발드-하트위그(Buchwald-Hartwig) 반응을 행하는 경우, 사용할 수 있는 팔라듐 촉매로서는, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 초산 팔라듐(II) 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 촉매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(tert-부틸)포스핀이나, 트리(n-헥실)포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 배위자는 이들에 한정되는 것은 아니다. 합성 스킴(반응식 A1-1)에서 사용할 수 있는 염기로서는, 나트륨 tert-부톡시드 등의 유기 염기나, 탄산칼륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 합성 스킴(반응식 A1-1)에서, 울만(Ullmann) 반응을 행하는 경우에 대하여 설명한다. 울만 반응을 행하는 경우, 구리 화합물을 사용할 수 있다. 합성 스킴(반응식 A1-1)에서, R104와 R105는 각각, 할로겐이나 아세틸기 등을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또한, R104가 요오드인 요오드화 구리(I), 또는 R105가 아세틸기인 초산 구리(II)가 바람직하다. 반응에 사용되는 구리 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구리 화합물 외에 구리를 사용할 수도 있다. 사용할 수 있는 염기로서는, 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다. 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, 1,3-디메틸-3,4,5,6-테트라하이드로-2(1H)피리미디논(DMPU), 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니 다. 울만 반응에서는, 반응 온도가 100℃ 이상인 것이 보다 단시간에 고수율로 목적물을 얻을 수 있기 때문에, 비점(沸點)이 높은 DMPU, 크실렌을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응 온도는 150℃ 이상의 보다 높은 온도가 더욱 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 DMPU를 사용한다.
＜할로겐화 퀴녹살린 유도체(화합물 B)의 합성법＞
일반식(화합물 B)으로 나타내어지는 할로겐화 퀴녹살린 유도체는 합성 스킴(반응식 A1-2)과 같이 하여 합성할 수 있다. 즉, 1,2-페닐렌디아민 유도체(화합물 B1)와 할로겐화 디케톤 유도체(화합물 B2)를 탈수 고리화 반응함으로써, 할로겐화 퀴녹살린 유도체(화합물 B)를 얻을 수 있다.
[반응식 A1-2]
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합성 스킴(반응식 A1-2)에서, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼ 13의 아릴렌기를 나타낸다. X2는 할로겐 또는 트리플루오로메탄술폰산 에스테르기(트리플레이트기)를 나타낸다. X2가 할로겐인 경우는, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다. 반응식 A1-2에서 사용할 수 있는 용매는, 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐계 용매, 에탄올, 메탄올, 이소프로판올 등의 알코올류, 초산, 탄산나트륨 수용액, 황산 수소 나트륨 수용액, 초산 나트륨 수용액, 초산 나트륨 수용액과 초산의 혼합 용매 등을 들 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 할로겐계 용매를 사용하는 경우에는, 비점이 보다 높은 클로로포름 또는 사염화탄소를 사용하는 것이 바람직하다.
＜퀴녹살린 유도체(G11)의 합성＞
일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체는, 합성 스킴(반응식 B1)과 같이 하여 합성할 수 있다. 즉, 2급 헤테로아릴아민(화합물 A)과 할로겐화 퀴녹살린 유도체(화합물 B)를 염기 존재 하에서 금속 또는 금속 화합물을 사용하여 커플링시킴으로써, 퀴녹살린 유도체(G11)를 얻을 수 있다.
[반응식 B1]
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합성 스킴(반응식 B1)에서, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지 는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1∼Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다. 또한, X2는 할로겐 또는 트리플레이트기를 나타내고, X2가 할로겐인 경우에는, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다.
합성 스킴(반응식 B1)에서, 부크발드-하트위드 반응을 행하는 경우, 사용할 수 있는 팔라듐 촉매로서는, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 초산 팔라듐(II) 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 촉매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(tert-부틸)포스핀이나, 트리(n-헥실)포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 배위자는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 염기로서는, 나트륨 tert-부톡시드 등의 유기 염기나, 탄산칼륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 합성 스킴(반응식 B1)에서, 울만 반응을 행하는 경우에 대하여 설명한 다. 울만 반응을 행하는 경우, 구리 화합물을 사용할 수 있다. 합성 스킴(반응식 B1)에서, R104와 R105는 각각, 할로겐이나 아세틸기 등을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또한, R104가 요오드인 요오드화 구리(I), 또는 R105가 아세틸기인 초산 구리(II)가 바람직하다. 반응에 사용되는 구리 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구리 화합물 외에 구리를 사용할 수도 있다. 사용할 수 있는 염기로서는, 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다. 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, DMPU, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 울만 반응에서는, 반응 온도가 100℃ 이상인 것이 보다 단시간에 고수율로 목적물을 얻을 수 있기 때문에, 비점이 높은 DMPU, 크실렌을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응 온도는 150℃ 이상의 보다 높은 온도가 더욱 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 DMPU를 사용한다.
[일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체의 합성 방법(2)]
＜퀴녹살린 구조를 가지는 2급 아민(화합물 C)의 합성＞
일반식(화합물 C)으로 나타내어지는 퀴녹살린 구조를 가지는 2급 아민은 합성 스킴(반응식 A2-2)과 같이 하여 합성할 수 있다. 즉, 할로겐화 퀴녹살린 유도체(화합물 B)와 아릴아민(화합물 A2)을 염기 존재 하에서 금속 또는 금속 화합물을 사용하여 커플링시킴으로써, 퀴녹살린 구조를 가지는 2급 아민(화합물 C)을 얻을 수 있다.
[반응식 A2-2]
Figure 112008081278615-pat00195
합성 스킴(반응식 A2-2)에서, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다. 또한, X2는 할로겐 또는 트리플레이트기를 나타내고, X2가 할로겐인 경우는, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다.
합성 스킴(반응식 A2-2)에서, 부크발드-하트위그 반응을 행하는 경우, 사용할 수 있는 팔라듐 촉매로서는, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 초산 팔라듐(II) 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 촉매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(tert-부틸)포스핀이나, 트리(n-헥실)포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 배위자는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 염기로서는, 나트륨 tert-부톡 시드 등의 유기 염기나, 탄산칼륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 합성 스킴(반응식 A2-2)에서, 울만 반응을 행하는 경우에 대하여 설명한다. 울만 반응을 행하는 경우, 구리 화합물을 사용할 수 있다. 합성 스킴(반응식 A2-2)에서, R104와 R105는 각각, 할로겐이나 아세틸기 등을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또한, R104가 요오드인 요오드화 구리(I), 또는 R105가 아세틸기인 초산 구리(II)가 바람직하다. 반응에 사용되는 구리 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구리 화합물 외에 구리를 사용할 수도 있다. 사용할 수 있는 염기로서는, 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다. 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, DMPU, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 울만 반응에서는, 반응 온도가 100℃ 이상인 것이 보다 단시간에 고수율로 목적물을 얻을 수 있기 때문에, 비점이 높은 DMPU, 크실렌을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응 온도는 150℃ 이상의 보다 높은 온도가 더욱 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 DMPU를 사용한다.
＜퀴녹살린 유도체(G11)의 합성＞
일반식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체는 합성 스킴(반응식 B2)과 같 이 하여 합성할 수 있다. 즉, 퀴녹살린 구조를 가지는 2급 아민(화합물 C)과 할로겐화 헤테로아릴(화합물 A1)을 염기 존재 하에서 금속 또는 금속 화합물을 사용하여 커플링시킴으로써, 퀴녹살린 유도체(G11)를 얻을 수 있다.
[반응식 B2]
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합성 스킴(반응식 B2)에서, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1∼Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R1은 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다. 또한, X1은 할로겐을 나타내고, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다.
합성 스킴(반응식 B2)에서, 부크발드-하트위드 반응을 행하는 경우, 사용할 수 있는 팔라듐 촉매로서는, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 초산 팔라듐(II) 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 촉매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(tert-부틸)포스핀이나, 트리(n-헥실)포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 배위자는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 염기로서는, 나트륨 tert-부톡시드 등의 유기 염기나, 탄산칼륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 합성 스킴(반응식 B2)에서, 울만 반응을 행하는 경우에 대하여 설명한다. 울만 반응을 행하는 경우, 구리 화합물을 사용할 수 있다. 합성 스킴(반응식 B2)에서, R104와 R105는 각각, 할로겐이나 아세틸기 등을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또한, R104가 요오드인 요오드화 구리(I), 또는 R105가 아세틸기인 초산 구리(II)가 바람직하다. 반응에 사용되는 구리 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구리 화합물 외에 구리를 사용할 수도 있다. 사용할 수 있는 염기로서는, 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다. 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, DMPU, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 울만 반응에서는, 반응 온도가 100℃ 이상인 것이 보다 단시간에 고수율로 목적물을 얻을 수 있기 때문에, 비점이 높은 DMPU, 크실렌을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응 온도는 150℃ 이상의 보다 높은 온도가 더욱 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 DMPU를 사용한다.
[일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체의 합성 방법(1)]
＜할로겐화 퀴녹살린 유도체(화합물 D)의 합성법＞
일반식(화합물 D)으로 나타내어지는 할로겐화 퀴녹살린 유도체는 합성 스킴(반응식 A3-2)과 같이 하여 합성할 수 있다. 즉, 1,2-페닐렌디아민 유도체(화합물 B1)와 할로겐화 디케톤 유도체(화합물 B3)를 탈수 고리화 반응함으로써, 할로겐화 퀴녹살린 유도체(화합물 D)를 얻을 수 있다.
[반응식 A3-2]
Figure 112008081278615-pat00197
합성 스킴(반응식 A3-2)에서, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다. 또한, X2는 할로겐 또는 트리플레이트기를 나타낸다. X2가 할로겐인 경우에는, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다. 반응식 A3-2에서, 사용할 수 있는 용매는, 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐계 용매, 에탄올, 메탄 올, 이소프로판올 등의 알코올류, 초산, 탄산 나트륨 수용액, 황산 수소 나트륨 수용액, 초산 나트륨 수용액, 초산 나트륨 수용액과 초산의 혼합 용매 등을 들 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 할로겐계 용매를 사용하는 경우는, 비점이 보다 높은 클로로포름 또는 사염화탄소를 사용하는 것이 바람직하다.
＜퀴녹살린 유도체(G21)의 합성＞
일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체는 합성 스킴(반응식 B3)과 같이 하여 합성할 수 있다. 즉, 2급 헤테로아릴아민(화합물 A)과 할로겐화 퀴녹살린 유도체(화합물 D)를 염기 존재 하에서 금속 또는 금속 화합물을 사용하여 커플링시킴으로써, 퀴녹살린 유도체(G21)를 얻을 수 있다.
[반응식 B3]
Figure 112008081278615-pat00198
합성 스킴(반응식 B3)에서, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지 는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1∼Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다. 또한, X2는 할로겐 또는 트리플레이트기를 나타낸다. X2가 할로겐인 경우는, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다.
합성 스킴(반응식 B3)에서, 부크발드-하트위그 반응을 행하는 경우, 사용할 수 있는 팔라듐 촉매로서는, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 초산 팔라듐(II) 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 촉매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(tert-부틸)포스핀이나, 트리(n-헥실)포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 배위자는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 염기로서는, 나트륨 tert-부톡시드 등의 유기 염기나, 탄산칼륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 합성 스킴(반응식 B3)에서, 울만 반응을 행하는 경우에 대하여 설명한다. 울만 반응을 행하는 경우, 구리 화합물을 사용할 수 있다. 합성 스킴(반응식 B3)에서, R104와 R105는 각각, 할로겐이나 아세틸기 등을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또한, R104가 요오드인 요오드화 구리(I), 또는 R105가 아세틸기인 초산 구리(II)가 바람직하다. 반응에 사용되는 구리 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구리 화합물 외에 구리를 사용할 수도 있다. 사용할 수 있는 염기로서는, 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다. 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, DMPU, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 울만 반응에서는, 반응 온도가 100℃ 이상인 것이 보다 단시간에 고수율로 목적물을 얻을 수 있기 때문에, 비점이 높은 DMPU, 크실렌을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응 온도는 150℃ 이상의 보다 높은 온도가 더욱 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 DMPU를 사용한다.
[일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체의 합성 방법(2)]
＜퀴녹살린 구조를 가지는 2급 아민(화합물 E)의 합성＞
일반식(화합물 E)으로 나타내어지는 퀴녹살린 구조를 가지는 2급 아민은 합성 스킴(반응식 A4-2)과 같이 하여 합성할 수 있다. 즉, 할로겐화 퀴녹살린 유도체(화합물 D)와 아릴아민(화합물 A2)을 염기 존재 하에서 금속 또는 금속 화합물을 사용하여 커플링시킴으로써, 퀴녹살린 구조를 가지는 2급 아민(화합물 E)을 얻을 수 있다.
[반응식 A4-2]
Figure 112008081278615-pat00199
합성 스킴(반응식 A4-2)에서, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다. 또한, X2는 할로겐 또는 트리플레이트기를 나타낸다. X2가 할로겐인 경우는, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다.
합성 스킴(반응식 A4-2)에서, 부크발드-하트위그 반응을 행하는 경우, 사용할 수 있는 팔라듐 촉매로서는, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 초산 팔라듐(II) 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 촉매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(tert-부틸)포스핀이나, 트리(n-헥실)포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 배위자는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 염기로서는, 나트륨 tert-부톡 시드 등의 유기 염기나, 탄산칼륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 합성 스킴(반응식 A4-2)에서, 울만 반응을 행하는 경우에 대하여 설명한다. 울만 반응을 행하는 경우, 구리 화합물을 사용할 수 있다. 합성 스킴(반응식 A4-2)에서, R104와 R105는 각각, 할로겐이나 아세틸기 등을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또한, R104가 요오드인 요오드화 구리(I), 또는 R105가 아세틸기인 초산 구리(II)가 바람직하다. 반응에 사용되는 구리 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구리 화합물 외에 구리를 사용할 수도 있다. 사용할 수 있는 염기로서는, 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다. 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, DMPU, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 울만 반응에서는, 반응 온도가 100℃ 이상인 것이 보다 단시간에 고수율로 목적물을 얻을 수 있기 때문에, 비점이 높은 DMPU, 크실렌을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응 온도는 150℃ 이상의 보다 높은 온도가 더욱 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 DMPU를 사용한다.
＜퀴녹살린 유도체(G21)의 합성＞
일반식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체는 합성 스킴(반응식 B4)과 같 이 하여 합성할 수 있다. 즉, 퀴녹살린 구조를 가지는 2급 아민(화합물 E)과 할로겐화 헤테로아릴(화합물 A1)을 염기 존재 하에서 금속 또는 금속 화합물을 사용하여 커플링시킴으로써, 퀴녹살린 유도체(G21)를 얻을 수 있다.
[반응식 B4]
Figure 112008081278615-pat00200
합성 스킴(반응식 B4)에서, Het는 치환 또는 무치환의 5원 고리 구조를 가지는 복소 방향 고리를 나타내고, Ar1∼Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고, Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고, R11∼R14는 각각 동일하여도 상이하여도 좋고, 수소와, 탄소수 1∼4의 알킬기와, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 것인가를 나타낸다. 또한, X1은 할로겐을 나타내고, 염소, 브롬, 또는 요오드가 바람직하다.
합성 스킴(반응식 B4)에서, 부크발드-하트위그 반응을 행하는 경우, 사용할 수 있는 팔라듐 촉매로서는, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 초산 팔라듐(II) 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 촉매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(tert-부틸)포스핀이나, 트리(n-헥실)포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 배위자는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 염기로서는, 나트륨 tert-부톡시드 등의 유기 염기나, 탄산칼륨 등의 무기 염기 등을 들 수 있지만, 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있으나, 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 합성 스킴(반응식 B4)에서, 울만 반응을 행하는 경우에 대하여 설명한다. 울만 반응을 행하는 경우, 구리 화합물을 사용할 수 있다. 합성 스킴(반응식 B4)에서, R104와 R105는 각각, 할로겐이나 아세틸기 등을 나타내고, 할로겐으로서는 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또한, R104가 요오드인 요오드화 구리(I), 또는 R105가 아세틸기인 초산 구리(II)가 바람직하다. 반응에 사용되는 구리 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구리 화합물 외에 구리를 사용할 수도 있다. 사용할 수 있는 염기로서는, 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다. 사용할 수 있는 염기는 이들에 한정되는 것은 아니다. 사용할 수 있는 용매로서는, DMPU, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 용매는 이들에 한정되는 것은 아니다. 울만 반응에서는, 반응 온도가 100℃ 이상인 것이 보다 단시간에 고수율로 목적물을 얻을 수 있기 때문에, 비점이 높은 DMPU, 크실렌을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응 온도는 150℃ 이상의 보다 높은 온도가 더욱 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 DMPU를 사용한다.
또한, 본 발명의 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이고, 전자 수송성 및 정공 수송성 모두가 뛰어나다. 따라서, 본 발명의 퀴녹살린 유도체를 일렉트로닉스 디바이스에 사용함으로써, 양호한 전기 특성을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 퀴녹살린 유도체는 가시광을 발광하기 때문에, 발광소자에 매우 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 밴드 갭이 크기 때문에, 발광소자의 발광층에서의 발광 재료를 분산시키기 위한 호스트 재료로서 매우 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 퀴녹살린 유도체는 삼중항 여기 에너지가 크기 때문에, 인광 발광성 물질의 호스트 재료로서 매우 적합하게 사용할 수 있다.
[실시형태 2]
본 실시형태에서는, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용한 발광소자의 일 양태에 대하여 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다.
본 발명의 발광소자는 한 쌍의 전극 사이에 복수의 층을 가진다. 이 복수의 층은, 전극으로부터 떨어진 곳에 발광 영역이 형성되도록, 즉, 전극으로부터 떨어진 부위에서 캐리어 재결합이 행해지도록, 캐리어 주입성이 높은 물질이나 캐리어 수송성이 높은 물질로 이루어지는 층을 조합하여 적층시킨 것이다.
본 실시형태에서, 발광소자는 제1 전극(102)과, 제2 전극(104)과, 제1 전극(102)과 제2 전극(104)과의 사이에 제공된 EL 층(103)으로 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1 전극(102)은 양극으로서 기능하고, 제2 전극(104)은 음극으로서 기능하는 것으로 하여, 이하, 설명한다. 즉, 제1 전극(102)의 쪽이 제2 전극(104)보다 전위가 높게 되도록, 제1 전극(102)과 제2 전극(104)에 전압을 인가했을 때 발광이 얻어지는 것으로 하여, 이하 설명한다.
기판(101)은 발광소자의 지지체로서 사용된다. 기판(101)으로서는, 예를 들어, 유리 또는 플라스틱, 금속 등을 사용할 수 있다. 또한, 발광소자의 지지체로서 기능하는 것이라면, 이들 외의 것이어도 좋다. 또한, 발광소자로부터의 발광을 기판을 통하여 외부로 취출하는 경우에는, 기판(101)은 투광성을 가지는 기판인 것이 바람직하다.
제1 전극(102)으로서는, 일 함수가 큰(구체적으로는 4.0 eV 이상인 것이 바람직하다) 금속, 합금, 도전성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산화인듐-산화주석(ITO: Indium Tin Oxide), 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연(IZO: Indium Zinc Oxide), 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO) 등을 들 수 있다. 이들 도전성 금속 산화물막은 통상은 스퍼터링법에 의하여 성막되지만, 졸-겔(sol-gel)법 등을 응용하여, 잉크젯법, 스핀 코팅법 등에 의하여 제조하여도 상관없다. 예를 들어, 산화인듐-산화아연(IZO)은, 산화인듐에 대하여 1∼20 wt%의 산화아연을 더한 타겟을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 또한, 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO)은, 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5∼5 wt%, 산화아연을 0.1∼1 wt% 함유한 타겟을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 이 외에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti), 또는 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화티탄) 등을 들 수 있다.
또한, 제1 전극(102)과 접하는 층으로서, 후술하는 복합 재료를 포함하는 층을 사용한 경우에는, 제1 전극(102)으로서, 일 함수의 대소에 상관없이 다양한 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄을 함유하는 합금(AlSi) 등을 사용할 수 있다. 또한, 일 함수가 작은 재료인, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉, 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이들을 함유하는 합금(MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 함유하는 합금 등을 사용할 수도 있다. 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 이들을 함유하는 합금의 막은 진공 증착법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 합금은 스퍼터링법에 의하여 형성하는 것도 가능하다. 또한, 은 페이스트 등을 잉크젯법 등에 의하여 성막하는 것도 가능하다.
본 실시형태에서 나타내는 EL 층(103)은, 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 전자 주입층(115)을 가지고 있다. 또한, EL 층(103)은, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 가지고 있으면 좋고, 그 외의 층의 적층 구조에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 즉, EL 층(103)은, 층의 적층 구조에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 전자 수송성이 높은 물질 또는 정공 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 정공 주입성이 높은 물질, 바 이폴라성(전자 및 정공의 수송성이 높은 물질)의 물질, 발광성이 높은 물질 등을 함유하는 층과, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 적절히 조합하여 구성하면 좋다. 예를 들어, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 적절히 조합하여 구성할 수 있다. 각 층을 구성하는 재료에 대하여 이하에 구체적으로 나타낸다.
정공 주입층(111)은 정공 주입성이 높은 물질을 함유하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는, 산화몰리브덴, 산화바나듐, 산화루테늄, 산화텅스텐, 산화망간 등을 사용할 수 있다. 이 외에, 저분자의 유기 화합물로서는, 프탈로시아닌(약칭: H2Pc), 구리(II) 프탈로시아닌(약칭: CuPc), 바나딜 프탈로시아닌(약칭: VOPc) 등의 프탈로시아닌계 화합물; 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B), 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 정공 주입층(111)으로서, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용할 수 있다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 것을 사용함으로써, 전극의 일 함수에 의존하지 않고 전극을 형성하는 재료를 선택할 수 있다. 즉, 제1 전극(102)으로서, 일 함수가 큰 재료뿐만 아니라, 일 함수가 작은 재료를 사용할 수 있다. 이들 복합 재료는, 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터 물질을 공증착함으로써 형성할 수 있다.
또한, 본 명세서 중에서, 복합이란, 단지 2개의 재료가 혼합되어 있는 상태뿐만 아니라, 복수의 재료를 혼합함으로써 재료들 사이에서의 전하의 수수(授受)를 행할 수 있는 상태가 되는 것을 말한다.
복합 재료에 사용하는 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 다양한 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 복합 재료에 사용하는 유기 화합물로서는, 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 10-6 cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질인 것이 바람직하다. 그러나, 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 물질이라면, 이들 이외의 것을 사용하여도 좋다. 이하에서는, 복합 재료에 사용할 수 있는 유기 화합물을 구체적으로 열거한다.
복합 재료에 사용할 수 있는 유기 화합물로서는, 예를 들어, MTDATA, TDATA, DPAB, DNTPD, DPA3B, PCzPCA1, PCzPCA2, PCzPCN1, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭: TPD) 등의 방향족 아민 화합물; 4,4'-디(N-카르 바졸일)비페닐(약칭: CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸일)페닐]벤젠(약칭: TCPB), 9-[4-(N-카르바졸일)]페닐-10-페닐안트라센(약칭: CzPA), 1,4-비스[4-(N-카르바졸일)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등의 카르바졸 유도체; 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭: t-BuDBA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭: DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭: t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭: DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸-안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 9,9'-비안트릴, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌, 펜타센, 코로넨, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭: DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭: DPVPA) 등의 방향족 탄화수소 화합물을 들 수 있다.
또한, 억셉터성 물질로서는, 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭: F4-TCNQ), 클로라닐 등의 유기 화합물이나, 천이 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, 원소 주기율표의 제4족 내지 제8족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화바나듐, 산화니오브, 산화탄탈, 산화크롬, 산화몰 리브덴, 산화텅스텐, 산화망간, 산화레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 그 중에서도 특히, 산화몰리브덴은 대기 중에서도 안정하고, 흡습성이 낮고, 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.
또한, 정공 주입층(111)으로서는, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭: PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌술폰산)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌술폰산)(PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 상술한 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물과, 상술한 억셉터성 물질을 사용하여 복합 재료를 형성하여 정공 주입층(111)으로 사용하여도 좋다.
정공 수송층(112)은 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송성이 높은 물질로서는, 저분자의 유기 화합물로서는, NPB(또는, α-NPD), TPD, 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: DFLDPBi), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: BSPB) 등의 방향족 아민 화합물을 사용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10-6 cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질이다. 그러나, 전자 수송성보다 정공 수 송성이 높은 물질이라면, 이들 이외의 것을 사용하여도 좋다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 함유하는 층은 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층을 2층 이상 적층한 것이어도 좋다.
또한, 상술한 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 정공 수송층(112)으로 사용하여도 좋다.
또한, 정공 수송층(112)으로서, PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
발광층(113)은 발광성이 높은 물질을 함유하는 층이고, 다양한 재료를 사용할 수 있다. 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 청∼녹색의 발광을 나타내기 때문에, 발광성 물질로서 발광소자에 매우 적합하게 사용할 수 있다.
전자 수송층(114)은 전자 수송성이 높은 물질을 함유하는 층이다. 전자 수송성이 높은 물질로서는, 저분자의 유기 화합물로서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(II)(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(II)(약칭: Znq), 비스[2-(2-벤조옥사졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 금속 착체를 들 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약 칭: OXD-7), 3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ01), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP) 등의 복소 고리 화합물도 사용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은 주로 10-6 cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이다. 또한, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이라면, 상기 이외의 물질을 전자 수송층으로서 사용하여도 상관없다. 또한, 전자 수송층은 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층을 2층 이상 적층한 것이어도 좋다.
또한, 전자 수송층(114)으로서, 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)](약칭: PF-Py), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭: PF-BPy) 등을 사용할 수 있다.
전자 주입층(115)은 전자 주입성이 높은 물질을 함유하는 층이다. 전자 주입성이 높은 물질로서는, 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2) 등과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속 또는 그들의 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자 수송성을 가지는 물질로 이루어지는 층 중에 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속 또는 그들의 화합물을 함유시킨 것, 예를 들어, Alq 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 것 등을 사용할 수 있다. 또한, 전자 주입층으로서, 전자 수송성을 가지는 물질로 이루어지는 층 중에 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유시킨 것을 사용함으로써, 제2 전극(104)으로부터의 전자 주입이 효율 좋게 행해지기 때문에 보다 바람직하다.
제2 전극(104)을 형성하는 물질로서는, 일 함수가 작은(구체적으로는 3.8 eV 이하인 것이 바람직하다) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 음극 재료의 구체예로서는, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉, 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이들을 함유하는 합금(MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 함유하는 합금 등을 들 수 있다. 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 이들을 함유하는 합금의 막은, 진공 증착법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 합금은 스퍼터링법에 의하여 형성하는 것도 가능하다. 또한, 은 페이스트 등을 잉크젯법 등에 의하여 성막하는 것도 가능하다.
또한, 제2 전극(104)과 전자 수송층(114) 사이에, 전자 주입을 촉진하는 기능을 가지는 층인 전자 주입층(115)을 제공함으로써, 일 함수의 대소에 상관없이, Al, Ag, ITO, 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석 등 다양한 도전성 재료를 제2 전극(104)으로 사용할 수 있다. 이들 도전성 재료는 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코팅법 등을 사용하여 성막하는 것이 가능하다.
또한, EL 층의 형성 방법으로서는, 건식법, 습식법을 불문하고, 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 진공 증착법, 잉크젯법 또는 스핀 코팅법 등을 사용하여도 상관없다. 또한, 각 전극 또는 각 층마다 다른 성막 방법을 사용하여 형 성하여도 상관없다.
예를 들어, 상술한 재료 중 고분자 화합물을 사용하여 습식법으로 EL 층을 형성해도 좋다. 또는, 저분자 유기 화합물을 사용하여 습식법으로 형성할 수도 있다. 또한, 저분자 유기 화합물을 사용하여 진공 증착법 등의 건식법을 사용하여 EL 층을 형성해도 좋다.
또한, 전극에 대해서도, 졸-겔법을 사용하여 습식법으로 형성해도 좋고, 금속 재료의 페이스트를 사용하여 습식법으로 형성해도 좋다. 또한, 스퍼터링법이나 진공 증착법 등의 건식법을 사용하여 형성해도 좋다.
예를 들어, 본 발명의 발광소자를 표시장치에 적용하고, 대형 기판을 사용하여 제조하는 경우에는, 발광층은 습식법에 의하여 형성하는 것이 바람직하다. 발광층을 잉크젯법을 사용하여 형성함으로써, 대형 기판을 사용하여도 발광층을 나누어 바르는 것이 용이하게 된다.
이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 발광소자는, 제1 전극(102)과 제2 전극(104)과의 사이에 부여된 전위차에 의하여 전류가 흐르고, EL 층(103)에서 정공과 전자가 재결합하여, 발광하는 것이다.
발광은, 제1 전극(102)과 제2 전극(104) 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 통하여 외부로 취출된다. 따라서, 제1 전극(102)과 제2 전극(104) 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두는 투광성을 가지는 전극이다. 예를 들어, 제1 전극(102)만이 투광성을 가지는 전극인 경우, 발광은 제1 전극(102)을 통하여 기판측으로부터 취출된다. 또한, 제2 전극(104)만이 투광성을 가지는 전극인 경우, 발광은 제2 전극(104)을 통하여 기판과 반대측으로부터 취출된다. 제1 전극(102)과 제2 전극(104) 모두가 투광성을 가지는 전극인 경우, 발광은 제1 전극(102) 및 제2 전극(104)을 통하여 기판측 및 기판과 반데측의 양쪽 모두로부터 취출된다.
또한, 제1 전극(102)과 제2 전극(104)과의 사이에 제공되는 층의 구성은 상기의 것에 한정되는 것은 아니다. 발광 영역과 금속이 근접함으로써 생기는 소광(消光)을 막도록, 제1 전극(102) 및 제2 전극(104)으로부터 떨어진 부위에 정공과 전자가 재결합하는 발광 영역을 제공한 구성으로서, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 가지는 구성이라면, 상기 이외의 것이어도 좋다.
즉, 층의 적층 구조에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 전자 수송성이 높은 물질 또는 정공 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 정공 주입성이 높은 물질, 바이폴라성(전자 및 정공의 수송성이 높은 물질)의 물질 등으로 이루어지는 층과, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 적절히 조합하여 구성하면 좋다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(101) 위에, 음극으로서 기능하는 제2 전극(104), EL 층(103), 양극으로서 기능하는 제1 전극(102)이 순차로 적층된 구성으로 하여도 좋다. 도 2에서는, 제2 전극(104) 위에, 전자 주입층(115), 전자 수송층(114), 발광층(113), 정공 수송층(112), 정공 주입층(111)이 순차로 적층된 구성으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 유리, 플라스틱 등으로 이루어지는 기판 위에 발광소자를 제조하고 있다. 일 기판 위에 이와 같은 발광소자를 복수 제조함으로써, 패시브 매트릭스형의 발광장치를 제조할 수 있다. 또한, 유리, 플라스틱 등으로 이루어지는 기판 위에, 예를 들어, 박막트랜지스터(TFT)를 형성하고, TFT와 전기적으로 접속된 전극 위에 발광소자를 제조해도 좋다. 이것에 의해, TFT에 의하여 발광소자의 구동을 제어하는 액티브 매트릭스형의 발광장치를 제조할 수 있다. 또한, TFT의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 스태거형의 TFT이어도 좋고, 역스태거형의 TFT이어도 좋다. 또한, TFT 기판에 형성되는 구동용 회로에 대해서도, N형 및 P형의 TFT로 이루어지는 것이어도 좋고, 또는 N형의 TFT와 P형의 TFT 중의 어느 한쪽으로만 이루어지는 것이어도 좋다. 또한, TFT에 사용되는 반도체막의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않는다. 비정질 반도체막을 사용하여도 좋고, 결정성 반도체막을 사용하여도 좋다. 또한, 단결정 반도체막을 사용하여도 좋다. 단결정 반도체막은 스마트컷(Smart Cut)법 등을 사용하여 제조할 수 있다.
본 발명의 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성을 가지고, 또한, 발광성을 가지는 물질이다. 따라서, 본 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 다른 발광성 물질을 함유하지 않고 발광층으로서 사용하는 것이 가능하다.
또한, 바이폴라성이기 때문에, 적층한 막의 계면으로 발광 영역이 치우치기 어렵다. 따라서, 구동 중, 엑시플렉스(exciplex)의 생성 등에 기인하는 발광 스펙트럼 변화나 발광 효율 변화가 거의 없는, 양호한 특성을 가지는 발광소자를 제조할 수 있다. 또한, 발광 효율이 높은 발광소자를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이고, 캐리어 수송성(전자 수송성 및 정공 수송성)이 뛰어난 재료이기 때문에, 발광소자에 사용함으로써, 발광 소자의 구동 전압을 저감할 수 있고, 소비전력의 저감으로 이어진다.
[실시형태 3]
본 실시형태에서는, 실시형태 2에서 설명한 구성과 다른 구성의 발광소자에 대하여 설명한다.
실시형태 2에서 설명한 발광층(113)을, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 다른 물질에 분산시킨 구성으로 함으로써, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체로부터의 발광을 얻을 수 있다. 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 청∼녹색의 발광을 나타내기 때문에, 청∼녹색의 발광을 나타내는 발광소자를 얻을 수 있다.
여기서, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 분산시키는 물질로서는, 다양한 재료를 사용할 수 있고, 실시형태 2에서 설명한 정공 수송이 높은 물질이나 전자 수송성이 높은 물질 외에, 4,4'-비스(N-카르바졸일)-비페닐(약칭: CBP), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리-일)-트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸](약칭: TPBI), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA) 등을 들 수 있다.
실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이고, 캐리어 수송성(전자 수송성 및 정공 수송성)이 뛰어난 재료이기 때문에, 발광소자에 사용함으로써, 발광소자의 구동 전압을 저감할 수 있고, 소비전력의 저감으로 이어진다.
또한, 발광층(113) 이외에는, 실시형태 2에서 나타낸 구성을 적절히 사용할 수 있다.
[실시형태 4]
본 실시형태에서는, 실시형태 2 및 실시형태 3에서 설명한 구성과 다른 구성의 발광소자에 대하여 설명한다.
실시형태 2에서 설명한 발광층(113)을, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체에 발광성의 물질을 분산시킨 구성으로 함으로써, 발광성의 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다.
실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성을 가지고 있다. 또한, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린은 밴드 갭이 크다. 또한, 삼중항 여기 에너지가 크다. 따라서, 발광성의 물질(게스트 재료)을 다른 물질(호스트 재료)에 분산시킨 구성의 발광층에서, 호스트 재료로서 사용할 수 있다.
실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 다른 발광성 물질을 분산시키는 재료로서 사용하는 경우, 발광성 물질에 기인한 발광색을 얻을 수 있다. 또한, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체에 기인한 발광색과, 퀴녹살린 유도체 중에 분산되어 있는 발광성 물질에 기인한 발광색이 혼색된 발광을 얻을 수도 있다.
실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 호스트 재료로서 사용한 경우, 게스트 재료가 형광을 발광하는 경우에는, 게스트 재료로서, 실시형태 1에서 나타낸 퀴녹살린 유도체보다도 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 낮고, 최고 피점유 궤도 준위(HOMO 준위)가 높은 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 청색계의 발광 재료로서, N,N'-비스[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약칭: YGA2S), 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭: YGAPA) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계의 발광 재료로서, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭: 2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭: 2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭: 2DPABPhA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)]-N-[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭: 2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭: DPhAPhA) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계의 발광 재료로서, 루브렌, 5,12-비스(1,1'-비페닐-4-일)-6,11-디페닐테트라센(약칭: BPT) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계의 발광 재료로서, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭: p-mPhTD), 7,13-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭: p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
또한, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 호스트 재료로서 사용한 경우, 게스트 재료가 인광을 발광하는 경우에는, 게스트 재료로서, 실시형태 1에서 나타낸 퀴녹살린 유도체보다도 삼중항 여기 에너지가 작은 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]티에닐)피리디나토-N,C3']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(btp)2(acac)), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(piq)2(acac)), (아세틸아세토나토) 비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)2(acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린백금(II)(약칭: PtOEP) 등의 유기 금속 착체를 들 수 있다.
실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이고, 캐리어 수송성(전자 수송성 및 정공 수송성)이 뛰어난 재료이기 때문에, 발광소자에 사용함으로써, 발광소자의 구동 전압을 저감할 수 있고, 소비전력의 저감으로 이어진다.
또한, 발광성의 물질(게스트 재료)을 분산시키기 위한 물질(호스트 재료)은 복수종 사용할 수 있다. 따라서, 발광층은 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체 이외에, 제2 호스트 재료를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 적층한 막의 계면으로 발광 영역이 치우치기 어렵다. 그 때문에, 인광을 발광하는 물질을 사용한 경우에는, T-T 소멸(T-T annihilation)을 억제할 수 있다.
또한, 발광층(113) 이외에는, 실시형태 2에서 나타낸 구성을 적절히 사용할 수 있다.
[실시형태 5]
본 실시형태는, 본 발명에 관한 복수의 발광 유닛을 적층한 구성의 발광소자(이하, 적층형 소자라고 한다)의 양태에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 이 발광소자는, 제1 전극과 제2 전극과의 사이에 복수의 발광 유닛을 가지는 적층형 발광소자이다. 각 발광 유닛의 구성으로서는, 실시형태 2∼실시형태 4에서 설명한 구성과 같은 구성을 사용할 수 있다. 즉, 실시형태 2에서 설명한 발광소자는 하나의 발광 유닛을 가지는 발광소자이다. 본 실시형태에서는, 복수의 발광 유닛을 가지는 발광소자에 대하여 설명한다.
도 3에서, 제1 전극(501)과 제2 전극(502)과의 사이에는, 제1 발광 유닛(511)과 제2 발광 유닛(512)이 적층되어 있다. 제1 전극(501)과 제2 전극(502)은 실시형태 2와 같은 것을 적용할 수 있다. 또한, 제1 발광 유닛(511)과 제2 발광 유닛(512)은 같은 구성이어도 좋고 다른 구성이어도 좋고, 그의 구성은 실시형태 2와 같은 것을 적용할 수 있다.
전하 발생층(513)은, 제1 전극(501)과 제2 전극(502)에 전압을 인가했을 때에, 한쪽 발광 유닛에 전자를 주입하고, 다른 쪽 발광 유닛에 정공을 주입하는 층이고, 단층이어도 좋고 복수의 층을 적층한 구성이어도 좋다. 복수의 층을 적층한 구성으로서는, 정공을 주입하는 층과 전자를 주입하는 층을 적층하는 구성인 것이 바람직하다.
정공을 주입하는 층으로서는, 산화몰리브덴, 산화바나듐, 산화레늄, 산화루테늄 등의 반도체나 절연체를 사용할 수 있다. 또는, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터 물질이 첨가된 구성이어도 좋다. 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터성 물질을 포함하는 층은 실시형태 2에서 설명한 복합 재료이고, 억셉터 물질로서, 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭: F4-TCNQ)이나, 산화바나듐이나 산화몰리브덴이나 산화텅스텐 등의 금속 산화물을 포함한다. 정공 수 송성이 높은 물질로서는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머) 등, 다양한 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질로서는, 정공 이동도가 10-6 cm2/Vs 이상인 것을 적용하는 것이 바람직하다. 그러나, 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 물질이라면, 이들 이외의 것을 사용하여도 좋다. 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터성 물질을 포함하는 복합 재료는 캐리어 주입성과 캐리어 수송성이 뛰어나기 때문에, 저전압구동, 저전류구동을 실현할 수 있다.
전자를 주입하는 층으로서는, 산화리튬, 불화리튬, 탄산세슘 등의 절연체나 반도체를 사용할 수 있다. 또는, 전자 수송성이 높은 물질에 도너성 물질이 첨가된 구성이어도 좋다. 도너성 물질로서는, 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속 또는 희토류 금속 또는 원소 주기율표의 제13족에 속하는 금속 및 그의 산화물, 탄산염을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 리튬(Li), 세슘(Cs), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 이테르븀(Yb), 인듐(In), 산화리튬, 탄산세슘 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 테트라티아나프타센과 같은 유기 화합물을 도너성 물질로서 사용하여도 좋다. 전자 수송성이 높은 물질로서는, 실시형태 2에서 설명한 재료를 사용할 수 있다. 또한, 전자 수송성이 높은 물질로서는, 전자 이동도가 10-6 cm2/Vs 이상인 것을 적용하는 것이 바람직하다. 그러나, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이라면, 이들 이외의 것을 사용하여도 좋다. 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질을 가지는 복합 재료는 캐리어 주입성, 캐리어 수송성이 뛰어나기 때문에, 저전압 구동, 저전류구동을 실현할 수 있다.
또한, 전하 발생층(513)으로서, 실시형태 2에서 설명한 전극 재료를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 정공 수송성이 높은 물질과 금속 산화물을 함유하는 층과 투명 도전막을 조합하여 형성해도 좋다. 또한, 광 취출 효율의 점에서, 전하 발생층은 투광성이 높은 층으로 하는 것이 바람직하다.
어쨌든, 제1 발광 유닛(511)과 제2 발광 유닛(512) 사이에 끼어지는 전하 발생층(513)은, 제1 전극(501)과 제2 전극(502)에 전압을 인가했을 때에, 한쪽 발광 유닛에 전자를 주입하고, 다른 쪽 발광 유닛에 정공을 주입하는 것이면 좋다. 예를 들어, 제1 전극의 전위가 제2 전극의 전위보다 높게 되도록 전압을 인가한 경우, 전하 발생층(513)은, 제1 발광 유닛(511)에 전자를 주입하고, 제2 발광 유닛(512)에 정공을 주입하는 것이라면 어떠한 구성이어도 좋다.
본 실시형태에서는, 2개의 발광 유닛을 가지는 발광소자에 대하여 설명했지만, 마찬가지로 3개 이상의 발광 유닛을 적층한 발광소자에 대해서도 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관한 발광소자와 같이, 한 쌍의 전극 사이에 복수의 발광 유닛을 전하 발생층으로 분리하여 배치함으로써, 낮은 전류 밀도로 고휘도의 발광을 얻을 수 있어, 발광소자의 장수명화에 공헌한다. 또한, 소비전력이 낮은 발광장치를 실현할 수 있다.
또한, 각각의 발광 유닛의 발광색을 상이한 것으로 함으로써, 발광소자 전체로서, 소망의 색의 발광을 얻을 수 있다. 예를 들어, 2개의 발광 유닛을 가지는 발광소자에서, 제1 발광 유닛의 발광색과 제2 발광 유닛의 발광색을 보색(補色)의 관계가 되도록 함으로써, 발광소자 전체로서 백색 발광하는 발광소자를 얻는 것도 가능하다. 또한, 보색이란, 혼합하면 무채색이 되는 색들의 관계를 말한다. 즉, 보색의 관계에 있는 색을 발광하는 물질로부터 얻어진 광을 혼합하면, 백색 발광을 얻을 수 있다. 또한, 3개의 발광 유닛을 가지는 발광소자의 경우에도 마찬가지이고, 예를 들어, 제1 발광 유닛의 발광색이 적색이고, 제2 발광 유닛의 발광색이 녹색이고, 제3 발광 유닛의 발광색이 청색인 경우, 발광소자 전체로서는, 백색 발광을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합하는 것이 가능하다.
[실시형태 6]
본 실시형태에서는, 본 발명의 발광소자를 가지는 발광장치에 대하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 화소부에 본 발명의 발광소자를 가지는 발광장치에 대하여 도 4를 사용하여 설명한다. 또한, 도 4(A)는 발광장치를 나타내는 상면도이고, 도 4(B)는 도 4(A)의 A-A'선 및 B-B'선에서 절단한 단면도이다. 이 발광장치는, 발광소자의 발광을 제어하는 것으로서, 점선으로 나타낸 구동회로부(소스측 구동회로)(601), 화소부(602), 구동회로부(게이트측 구동회로)(603)를 포함하고 있다. 또한, 부호 604는 봉지(封止) 기판, 부호 605는 시일(seal)재이고, 시일재(605)로 둘러싸인 내측은 공간(607)으로 되어 있다.
또한, 리드(lead) 배선(608)은 소스측 구동회로(601) 및 게이트측 구동회로(603)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이고, 외부 입력 단자가 되는 FPC(Flexible Printed Circuit)(609)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 받는다. 또한, 여기서는 FPC밖에 도시하지 않았지만, 이 FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 부착되어 있어도 좋다. 본 명세서에서의 발광장치에는, 발광장치 본체뿐만 아니라, 거기에 FPC 또는 PWB가 부착된 상태도 포함하는 것으로 한다.
다음에, 단면 구조에 대하여 도 4(B)를 사용하여 설명한다. 소자 기판(610) 위에는 구동회로부 및 화소부가 형성되어 있지만, 여기서는, 구동회로부인 소스측 구동회로(601)와 화소부(602) 중 하나의 화소를 나타내고 있다.
또한, 소스측 구동회로(601)는 N채널형 TFT(623)와 P채널형 TFT(624)를 조합한 CMOS 회로로 형성된다. 또한, 구동회로는, 다양한 CMOS 회로, PMOS 회로 또는 NMOS 회로로 형성해도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 화소부가 형성된 기판과 동일 기판 위에 구동회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 구동회로를, 화소부가 형성된 기판과 동일 기판 위가 아니라, 외부에 형성할 수도 있다.
또한, 화소부(602)는 스위칭용 TFT(611)와, 전류 제어용 TFT(612)와 그 전류 제어용 TFT의 드레인에 전기적으로 접속된 제1 전극(613)을 포함하는 복수의 화소에 의해 형성된다. 또한, 제1 전극(613)의 단부를 덮도록 절연물(614)이 형성되어 있다. 여기서는, 그 절연물을 포지티브형의 감광성 아크릴 수지막을 사용하여 형성한다.
또한, 피복성을 양호한 것으로 하기 위하여, 절연물(614)의 상단부 또는 하 단부에 곡률을 가지는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들어, 절연물(614)의 재료로서 포지티브형의 감광성 아크릴을 사용한 경우, 절연물(614)의 상단부에만 곡률 반경(0.2 ㎛∼3 ㎛)을 가지는 곡면을 가지게 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(614)로서, 광의 조사에 의해 에천트에 불용해성이 되는 네거티브형과, 광의 조사에 의해 에천트에 용해성이 되는 포지티브형을 모두 사용할 수 있다.
제1 전극(613) 위에는, EL 층(616), 및 제2 전극(617)이 각각 형성되어 있다. 여기서, 제1 전극(613)에 사용하는 재료로서는, 다양한 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 제1 전극을 양극으로서 사용하는 경우에는, 그 중에서도, 일 함수가 큰(바람직하게는, 일 함수 4.0 eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 규소를 함유한 산화인듐-산화주석막, 산화인듐-산화아연막, 질화티탄막, 크롬막, 텅스텐막, Zn막, Pt막 등의 단층막의 외에, 질화티탄과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과의 적층, 질화티탄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화티탄막과의 3층 구조 등의 적층막을 사용할 수 있다. 또한, 적층 구조로 하면, 배선으로서의 저항도 낮고, 전류 제어용 TFT(612)의 드레인과 양호한 오믹 콘택트(ohmic contact)를 취할 수 있어, 더욱 양극으로서 기능시킬 수 있다.
또한, EL 층(616)은 증착 마스크를 사용한 증착법, 잉크젯법, 스핀 코팅법 등의 다양한 방법에 의해 형성된다. EL 층(616)은 실시형태 2∼실시형태 5에서 나타낸 캐리어 이동을 제어하는 층을 가지고 있다. 또한, EL 층(616)을 구성하는 재료로서는, 저분자 화합물, 또는 고분자 화합물, 올리고머, 덴드리머 중 어느 것인 가를 사용하여도 좋다. 또한, EL 층에 사용하는 재료로서는, 유기 화합물뿐만 아니라, 무기 화합물을 사용하여도 좋다.
또한, 제2 전극(617)에 사용하는 재료로서는, 다양한 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 제2 전극을 음극으로서 사용하는 경우에는, 그 중에서도, 일 함수가 작은(바람직하게는 일 함수 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉, 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이들을 함유하는 합금(MgAg, AlLi) 등을 들 수 있다. 또한, EL 층(616)에서 발생한 광을 제2 전극(617)을 투과시키는 경우에는, 제2 전극(617)으로서, 막 두께를 얇게 한 금속 박막과, 투명 도전막(산화인듐-산화주석(ITO), 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연(IZO), 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO) 등)과의 적층막을 사용하는 것도 가능하다.
또한, 시일재(605)에 의해 봉지 기판(604)을 소자 기판(610)과 부착시킴으로써, 소자 기판(610), 봉지 기판(604), 및 시일재(605)로 둘러싸인 공간(607)에 발광소자(618)가 구비된 구조로 되어 있다. 또한, 공간(607)에는, 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 외에, 시일재(605) 등의 충전제가 충전되는 경우도 있다.
또한, 시일재(605)에는 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 재료는 수분이나 산소를 가능한 한 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다. 또한, 봉지 기판(604)에 사용하는 재료로서, 유리 기판이나 석영 기판 외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐 플루오라이드), 폴리에스터 또는 아크릴 등으로 이루어지는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
이상과 같이 하여, 본 발명의 발광소자를 가지는 발광장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 발광장치는 실시형태 2∼실시형태 5에서 설명한 발광소자를 가진다. 실시형태 2∼실시형태 5에서 설명한 발광소자는 구동전압이 낮기 때문에, 소비전력이 낮은 발광장치를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 트랜지스터에 의하여 발광소자의 구동을 제어하는 액티브 매트릭스형의 발광장치에 대하여 설명했지만, 패시브 매트릭스형의 발광장치이어도 좋다. 도 5에는 본 발명을 적용하여 제조한 패시브 매트릭스형의 발광장치를 나타낸다. 또한, 도 5(A)는 이 발광장치를 나타내는 사시도이고, 도 5(B)는 도 5(A)의 X-Y선에서 절단한 단면도이다. 도 5에서, 기판(951) 위에는, 전극(952)과 전극(956)과의 사이에 EL 층(955)이 제공되어 있다. 전극(952)의 단부는 절연층(953)으로 덮여 있다. 그리고, 절연층(953) 위에는 격벽층(954)이 제공되어 있다. 격벽층(954)의 측벽은, 기판면에 가까워짐에 따라 한쪽 측벽과 다른 쪽 측벽과의 간격이 좁아져 가는 경사를 가진다. 즉, 격벽층(954)의 짧은 변 방향의 단면은 사다리꼴 형상이고, 바닥변(절연층(953)의 면 방향과 같은 방향으로 향하고, 절연층(953)과 접하는 변)이 윗변(절연층(953)의 면 방향과 같은 방향으로 향하고, 절연층(953)과 접하지 않는 변)보다 짧다. 이와 같이, 격벽층(954)을 제공함으로써, 음극을 패터닝할 수 있다. 또한, 패시브 매트릭스형의 발광장치에서 도, 구동전압이 낮은 본 발명에 관한 발광소자를 포함하는 것에 의해, 소비전력이 낮은 발광장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합하는 것이 가능하다.
[실시형태 7]
본 실시형태에서는, 실시형태 6에 나타내는 발광장치를 일부에 포함하는 본 발명의 전자기기에 대하여 설명한다. 본 발명의 전자기기는 실시형태 2∼실시형태 5에서 설명한 발광소자를 가지고, 저소비전력의 표시부를 가진다.
본 발명의 발광장치를 사용하여 제조된 전자기기로서, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이, 내비게이션 시스템, 음향 재생장치(카 오디오, 오디오 콤포넌트 등), 컴퓨터, 게임기기, 휴대형 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화기, 휴대형 게임기 또는 전자 서적 등), 기록 매체를 구비한 화상 재생장치(구체적으로는 DVD(Digital Versatile Disc) 등의 기록 매체를 재생하고, 그의 화상을 표시할 수 있는 표시장치를 구비한 장치) 등을 들 수 있다. 이들 전자기기의 구체예를 도 6에 나타낸다.
도 6(A)은 본 실시형태에 관한 텔레비전 장치이고, 케이스(9101), 지지대(9102), 표시부(9103), 스피커부(9104), 비디오 입력 단자(9105) 등을 포함한다. 이 텔레비전 장치에서, 표시부(9103)는 실시형태 2∼실시형태 5에서 설명한 발광소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되어 있다. 이 발광소자는, 구동 전압이 낮고, 소비전력이 낮다는 특징을 가지고 있다. 그 발광소자로 구성되는 표시부(9103)도 같은 특징을 가지기 때문에, 이 텔레비전 장치는 저소비전력화를 도모 할 수 있다. 이러한 특징에 의해, 텔레비전 장치에서, 전원 회로를 대폭 삭감 또는 축소할 수 있으므로, 케이스(9101)나 지지대(9102)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관한 텔레비전 장치는 저소비전력 및 소형 경량화를 도모하고 있으므로, 그것에 의하여 주거 환경에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 6(B)는 본 실시형태에 관한 컴퓨터이고, 본체(9201), 케이스(9202), 표시부(9203), 키보드(9204), 외부 접속 포트(9205), 포인팅 디바이스(9206) 등을 포함한다. 이 컴퓨터에서, 표시부(9203)는 실시형태 2∼실시형태 5에서 설명한 발광소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되어 있다. 이 발광소자는, 구동 전압이 낮고, 소비전력이 낮다는 특징을 가지고 있다. 그 발광소자로 구성되는 표시부(9203)도 같은 특징을 가지기 때문에, 이 컴퓨터는 저소비전력화를 도모할 수 있다. 이러한 특징에 의해, 컴퓨터에서, 전원 회로를 대폭 삭감 또는 축소할 수 있으므로, 본체(9201)나 케이스(9202)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관한 컴퓨터는 저소비전력 및 소형 경량화를 도모하고 있으므로, 환경에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 6(C)는 카메라이고, 본체(9301), 표시부(9302), 케이스(9303), 외부 접속 포트(9304), 리모콘 수신부(9305), 수상부(9306), 배터리(9307), 음성 입력부(9308), 조작 키(9309), 접안부(9310) 등을 포함한다. 이 카메라에서, 표시부(9302)는 실시형태 2∼실시형태 5에서 설명한 발광소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되어 있다. 이 발광소자는, 구동 전압이 낮고, 소비전력이 낮다는 특징을 가지고 있다. 그 발광소자로 구성되는 표시부(9302)도 같은 특징을 가지기 때문에, 이 카메라는 저소비전력화를 도모할 수 있다. 이러한 특징에 의해, 카메라에서, 전원 회로를 대폭 삭감 또는 축소할 수 있으므로, 본체(9301)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관한 카메라는 저소비전력 및 소형 경량화를 도모하고 있으므로, 휴대에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 6(D)는 본 실시형태에 관한 휴대 전화기이고, 본체(9401), 케이스(9402), 표시부(9403), 음성 입력부(9404), 음성 출력부(9405), 조작 키(9406), 외부 접속 포트(9407), 안테나(9408) 등을 포함한다. 이 휴대 전화기에서, 표시부(9403)는 실시형태 2∼실시형태 5에서 설명한 발광소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되어 있다. 이 발광소자는, 구동 전압이 낮고, 소비전력이 낮다는 특징을 가지고 있다. 그 발광소자로 구성되는 표시부(9403)도 같은 특징을 가지기 때문에, 이 휴대 전화기는 저소비전력화를 도모하고 있다. 이러한 특징에 의해, 휴대 전화기에서, 전원 회로를 대폭 삭감 또는 축소할 수 있으므로, 본체(9401)나 케이스(9402)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관한 휴대 전화기는 저소비전력 및 소형 경량화를 도모하고 있으므로, 휴대에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 12에는, 도 6(D)와는 다른 구성의 휴대 전화기의 일례를 나타낸다. 도 12(A)가 정면도이고, 도 12(B)가 배면도이고, 도 12(C)가 전개도이다. 도 12에 나타내는 휴대 전화기는 전화기와 휴대형 정보 단말기 모두의 기능을 구비하고 있고, 컴퓨터를 내장하여, 음성 통화 외에도 다양한 데이터 처리가 가능한 소위 스마트폰(smartphone)이다.
도 12에 나타내는 휴대 전화기는 케이스(1001)와 케이스(1002)의 2개의 케이스로 구성되어 있다. 케이스(1001)에는, 표시부(1101), 스피커(1102), 마이크로폰(1103), 조작 키(1104), 포인팅 디바이스(1105), 카메라용 렌즈(1106), 외부 접속 단자(1107) 등을 구비하고, 케이스(1002)에는, 키보드(1201), 외부 메모리 슬롯(1202), 카메라용 렌즈(1203), 라이트(1204), 이어폰 단자(1108) 등을 구비하고 있다. 또한, 안테나는 케이스(1001) 내부에 내장되어 있다.
또한, 상기 구성에 더하여, 비접촉 IC 칩(chip), 소형 기록 장치 등을 내장하고 있어도 좋다.
표시부(1101)에는, 실시형태 6에서 나타낸 발광장치를 조립하는 것이 가능하고, 사용 형태에 따라 표시의 방향이 적절히 변화한다. 표시부(1101)와 동일면에 카메라용 렌즈(1106)를 구비하고 있기 때문에, 영상 통화가 가능하다. 또한, 표시부(1101)를 파인더로 하여 카메라용 렌즈(1203) 및 라이트(1204)로 정지 화상 및 동영상의 촬영이 가능하다. 스피커(1102) 및 마이크로폰(1103)은 음성 통화에 한정되지 않고, 영상 통화, 녹음, 재생 등이 가능하다. 조작 키(1104)에서는, 전화의 착발신, 전자 메일 등의 간단한 정보 입력, 화면의 스크롤, 커서 이동 등이 가능하다. 또한, 서로 겹쳐진 케이스(1001)와 케이스(1002)(도 12(A))는 슬라이드하여 도 12(C)와 같이 전개하여, 휴대형 정보 단말기로서 사용할 수 있다. 이 경우, 키보드(1201), 포인팅 디바이스(1105)를 사용하여 원활한 조작이 가능하다. 외부 접속 단자(1107)는 AC 어댑터 및 USB 케이블 등의 각종 케이블과 접속 가능하고, 내장된 배터리의 충전 및 컴퓨터 등과의 데이터 통신이 가능하다. 또한, 외부 메 모리 슬롯(1202)에 기록 매체를 삽입하여, 보다 대량의 데이터 보존 및 이동에 대응할 수 있다.
또한, 상기 기능에 더하여, 적외선 통신 기능, TV 수신 기능 등을 구비한 것이어도 좋다.
도 7은 음향 재생장치, 구체예로서 카 오디오이고, 본체(701), 표시부(702), 조작 스위치(703, 704)를 포함한다. 표시부(702)는 실시형태 6의 발광장치(패시브 매트릭스형 또는 액티브 매트릭스형)로 실현할 수 있다. 또한, 이 표시부(702)는 세그먼트 방식의 발광장치로 형성해도 좋다. 어쨌든, 본 발명에 관한 발광소자를 사용함으로써, 차량용 전원(12∼42 V)을 사용하여, 저소비전력화를 도모하면서 밝은 표시부를 구성할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 차량용 오디오를 나타내지만, 휴대형이나 가정용의 오디오 장치에 사용하여도 좋다.
도 8은, 음향 재생장치의 일례로서 디지털 플레이어를 나타내고 있다. 도 8에 나타내는 디지털 플레이어는, 본체(710), 표시부(711), 메모리부(712), 조작부(713), 이어폰(714) 등을 포함하고 있다. 또한, 이어폰(714) 대신에 헤드폰이나 무선식 이어폰을 사용할 수 있다. 표시부(711)로서, 실시형태 6의 발광장치(패시브 매트릭스형 또는 액티브 매트릭스형)로 실현할 수 있다. 또한, 이 표시부(711)는 세그먼트 방식의 발광장치로 형성해도 좋다. 어쨌든, 본 발명에 관한 발광소자를 사용함으로써, 2차 전지(니켈-수소 전지 등)를 사용하여도 표시가 가능하고, 저소비전력화를 도모하면서 밝은 표시부를 구성할 수 있다. 메모리부(712)에는, 하드디스크나 불휘발성 메모리를 사용하고 있다. 예를 들어, 기록 용량이 20∼200 기가바이트(GB)인 NAND형 불휘발성 메모리를 사용함으로써, 대량의 영상이나 음성(음악)을 기록, 재생할 수 있다. 또한, 표시부(702) 및 표시부(711)는 흑색 배경에 백색 문자를 표시함으로써 소비전력이 억제된다. 이것은 휴대형의 오디오 장치에서 특히 유효하다.
이상과 같이, 본 발명을 적용하여 제조한 발광장치의 적용 범위는 매우 넓고, 이 발광장치를 모든 분야의 전자기기에 적용하는 것이 가능하다. 본 발명을 적용함으로써, 저소비전력의 표시부를 가지는 전자기기를 제조하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명을 적용한 발광장치는 발광 효율이 높은 발광소자를 가지고 있고, 조명장치로서 사용할 수도 있다. 본 발명을 적용한 발광소자를 조명장치로서 사용하는 일 양태에 대하여 도 9를 사용하여 설명한다.
도 9에는, 본 발명에 관한 발광장치를 조명장치로서 사용한 전자기기의 일례로서, 본 발명을 적용한 발광장치를 백라이트로서 사용한 액정 표시장치를 나타낸다. 도 9에 나타낸 액정 표시장치는, 케이스(901), 액정층(902), 백라이트(903), 케이스(904)를 가지고, 액정층(902)은 드라이버 IC(905)와 접속되어 있다. 또한, 백라이트(903)에는 본 발명을 적용한 발광장치가 사용되고 있고, 단자(906)에 의해 전류가 공급되고 있다.
본 발명에 관한 발광장치는 박형이고 저소비전력이기 때문에, 본 발명에 관한 발광장치를 액정 표시장치의 백라이트로서 사용함으로써, 표시장치의 박형화, 저소비전력화도 가능하게 된다. 또한, 본 발명에 관한 발광장치는 면발광의 조명 장치이고 대면적화도 가능하기 때문에, 백라이트의 대면적화가 가능하고, 액정 표시장치의 대면적화도 가능하게 된다.
도 10은 본 발명에 관한 발광장치를, 조명장치인 전기 스탠드로서 사용한 예이다. 도 10에 나타내는 전기 스탠드는 케이스(2001)와 광원(2002)을 가지고, 광원(2002)으로서, 본 발명에 관한 발광장치가 사용되고 있다. 본 발명의 발광장치는 저소비전력화되어 있기 때문에, 전기 스탠드도 소비전력이 낮다.
도 11은 본 발명을 적용한 발광장치를, 실내의 조명장치(3001)로서 사용한 예이다. 본 발명에 관한 발광장치는 대면적화도 가능하기 때문에, 대면적의 조명장치로서 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 발광장치는 저소비전력이기 때문에, 저소비전력의 조명장치로서 사용하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이, 본 발명을 적용한 발광장치를 실내의 조명장치(3001)로서 사용한 방에, 도 6(A)에서 설명한 바와 같은 본 발명에 관한 텔레비전 장치(3002)를 설치하여 공공 방송이나 영화를 감상할 수 있다. 이와 같은 경우, 양 장치는 저소비전력이므로, 환경에의 부하를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합하는 것이 가능하다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 구조식 (101)로 나타내어지는 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: OPA1PQ)의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[구조식 (101)]
Figure 112008081278615-pat00201
[스텝 1 : 4-(3-페닐퀴녹살린-2-일)디페닐아민의 합성]
4-(3-페닐퀴녹살린-2-일)디페닐아민의 합성 스킴을 (E-1)에 나타낸다.
[합성 스킴 (E-1)]
Figure 112008081278615-pat00202
2-(4-브로모페닐)-3-페닐퀴녹살린 5.0 g(14 mmol), 나트륨 tert-부톡시드 3.0 g(31 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 0.20 g(0.35 mmol)을 300 mL의 3구 플라스크에 넣고, 이 플라스크 내를 질소 치환하였다. 이 혼합물에 톨루엔 50 mL, 아닐린 2.0 mL(22 mmol), 트리(tert-부틸)포스핀(10 wt% 헥산 용액) 0.2 mL를 더하였다. 이 혼합물을 80℃에서 3시간 가열 교반하고, 교반 후, 이 혼합물에 클로로포름을 더하여 가열하였다. 이 현탁액을 셀라이트(Celite)(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 531-16855)를 통하여 흡인 여과하여, 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 1 M 염산, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수의 순으로 세정하였다. 유기층에 황산 마그네슘을 더하여, 건조시켰다. 이 혼합물을 흡인 여과하여 황산 마그네슘을 제거하고, 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 농축하여 얻은 고체를 메탄올로 세정한 결과, 목적물인 담황색 고체를 수량 11 g, 수율 71%로 얻었다.
[스텝 2 : 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: OPA1PQ)의 합성]
OPA1PQ의 합성 스킴을 (E-2)에 나타낸다.
[합성 스킴 (E-2)]
Figure 112008081278615-pat00203
170 mg(0.46 mmol)의 4-(3-페닐퀴녹살린-2-일)디페닐아민과, 140 mg(0.46 mmol)의 2-(4-브로모페닐)-5-페닐-1,3,4-옥사디아졸과, 300 mg(3.1 mmol)의 나트륨 t-부톡시드를 50 mL의 3구 플라스크에 넣었다. 플라스크 내를 질소 치환한 후, 이 혼합물에 5 mL의 톨루엔과, 0.10 mL의 트리(t-부틸)포스핀(10 wt% 헥산 용액)을 더하였다. 이 혼합물을 감압 탈기한 후, 17 mg(0.02 mmol)의 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)을 더하였다. 이 혼합물을 80℃에서 3시간 교반하였다. 교반 후, 혼합물에 약 20 mL의 톨루엔과, 약 20 mL의 초산 에틸을 더하고 나서, 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 531-16855), 플로리실(Florisil)(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 540-00135), 알루미나를 통하여 여과하였다. 얻어진 여과액을 농축하여, 황색 유상물(油狀物)을 얻었다. 이 유상물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(전개 용매는, 헥산 : 톨루엔 : 초산 에틸 = 2 : 2 : 1)에 의하여 정제하고, 얻어진 고체를 디클로로메탄/헥산에 의하여 재결정한 결과, 목적물인 황색 분말상 고체를 230 mg, 수율 88%로 얻었다.
얻어진 화합물을 핵자기 공명 측정(NMR)에 의하여 측정하여, 얻어진 화합물이 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: OPA1PQ)인 것을 확인하였다.
이하에 1H NMR 데이터를 나타낸다. 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : δ = 7.10(d,J = 8.7 Hz, 2H), 7.15-7.19(m, 5H), 7.33(d,J = 7.2 Hz, 2H), 7.37-7.42(m, 3H), 7.47(d,J = 8.4 Hz, 2H), 7.53-7.60(m, 5H), 7.76-7.80(m, 2H), 7.98(d,J = 8.7 Hz, 2H), 8.12-8.20(m, 4H). 또한, 1H NMR 차트를 도 13(A) 및 도 13(B)에 나타낸다. 도 13(B)는 도 13(A)에 있어서의 7.0 ppm∼8.5 ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다.
또한, OPA1PQ의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 도 14(A)에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 사용하였다. 용액은 석영 셀에 넣고, 석영 셀의 흡수 스펙트럼을 뺀 흡수 스펙트럼을 도시하였다. 도 14(A)에서, 횡축은 파장(nm), 종축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는 366 nm 부근에 흡수가 관찰되었다. 또한, 최대 발광 파장은 톨루엔 용액의 경우에는 462 nm(여기 파장 370 nm)이었다.
또한, OPA1PQ의 박막의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 도 14(B)에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 사용하였다. 석영 기판에 증착하여 샘플을 제조하고, 석영 기판의 흡수 스펙트럼을 뺀 흡수 스펙트럼을 도시하였다. 도 14(B)에서, 횡축은 파장(nm), 종축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 박막의 경우에는 374 nm 부근에 흡수가 관찰되었다. 또한, 최대 발광 파장은 박막의 경우에는 505 nm(여기 파장 400 nm)이었다.
또한, OPA1PQ의 박막 상태에서의 이온화 포텐셜을 대기 중의 광전자 분광법(리켄 계기사제, AC-2)으로 측정한 결과, 5.38 eV이었다. 그 결과, HOMO 준위가 -5.38 eV인 것을 알 수 있었다. 또한, OPA1PQ의 박막의 흡수 스펙트럼의 데이터를 사용하여, 직접 천이를 가정한 Tauc 플롯으로부터 흡수단을 구하고, 그 흡수단을 광학적 에너지 갭으로서 추측한 결과, 그 에너지 갭은 2.80 eV이었다. 얻어진 에너지 갭의 값과 HOMO 준위로부터 LUMO 준위를 구한 결과, -2.58 eV이었다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 구조식 (201)로 나타내어지는 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(3- 페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: BOxA1PQ)의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[구조식 (201)]
Figure 112008081278615-pat00204
[스텝 1 : 4-브로모-N-(2-하이드록시페닐)벤즈아미드의 합성]
4-브로모-N-(2-하이드록시페닐)벤즈아미드의 합성 스킴을 (E-3)에 나타낸다.
[합성스킴 (E-3)]
Figure 112008081278615-pat00205
200 mL의 3구 플라스크에 2-아미노페놀 4.5 g(20 mmol)과 트리에틸아민 3.0 mL(22 mmol), 테트라하이드로퓨란(THF) 50 mL를 더하고, 0℃로 냉각시켰다. 냉각 후, 질소 기류 하에서, 4-브로모 안식향산 클로라이드 4.5 g(20 mmol)의 THF 50 mL 용액을 적하하였다. 이 용액을 질소 기류 하에 0℃에서 4시간 교반하였다. 이 후, 물에 이 용액을 더하고, 유기층과 수층(水層)을 분리하고, 수층으로부터 초산 에틸로 유기물을 추출하였다. 얻어진 추출 용액과 유기층을 합하여, 0.2 M의 염산, 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세정한 후, 이 유기층을 황산 마그네슘에 의 하여 건조시켰다. 이 혼합물을 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 531-16855)를 통하여 흡인 여과하고, 여과액을 농축하여 고체를 얻었다. 얻어진 고체를 초산 에틸/헥산으로 재결정하여, 목적물인 백색 분말을 수량 5.3 g, 수율 88%로 얻었다.
[스텝 2 : 2-(4-브로모페닐)벤조옥사졸의 합성]
2-(4-브로모페닐)벤조옥사졸의 합성 스킴을 (E-4)에 나타낸다.
[합성 스킴 (E-4)]
Figure 112008081278615-pat00206
300 mL의 3구 플라스크에 4-브로모-N-(2-하이드록시페닐)벤즈아미드 5.3 g(18 mmol), 파라-톨루엔술폰산 1수화물 8.0 g(46 mmol), 톨루엔 200 mL를 더하였다. 이 혼합물을 질소 기류 하에서 4시간 환류하였다. 이 후, 얻어진 혼합물에 물을 더하고, 유기층과 수층을 분리하였다. 수층으로부터 초산 에틸에 의하여 유기물을 추출하였다. 이 추출 용액과 유기층을 합하여, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수로 세정하고, 유기층을 황산 마그네슘에 의해 건조시켰다. 얻어진 혼합물을 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 531-16855)를 통하여 흡인 여과하고, 여과액을 농축하여 고체를 얻었다. 얻어진 고체를 초산 에틸/헥산에 의하여 재결정하여, 목적 생성물의 백색 분말을 수량 3.1 g, 수율 61%로 얻었 다.
[스텝 3 : 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: BOxA1PQ)의 합성]
BOxA1PQ의 합성 스킴을 (E-5)에 나타낸다.
[합성 스킴 (E-5)]
Figure 112008081278615-pat00207
4-(3-페닐퀴녹살린-2-일)디페닐아민 2.0 g(5.4 mmol), 2-(4-브로모페닐)-벤조옥사졸 1.5 g(5.4 mmol), 나트륨 tert-부톡시드 1.8 g(19 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 0.10 g(0.17 mmol)을 100 mL의 3구 플라스크에 넣고, 이 플라스크 내를 질소 치환하였다. 이 혼합물에 톨루엔 30 mL, 트리(tert-부틸)포스핀(10 wt% 헥산 용액) 0.1 mL를 더하였다. 이 혼합물을 80℃에서 5시간 가열 교반하고, 교반 후, 이 혼합물에 클로로포름을 더하고, 이 현탁액을 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 531-16855)를 통하여 흡인 여과하여, 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수의 순으로 세정하였다. 얻어진 유기층에 황산 마그네슘을 더하여 건조시켰다. 이 혼합물을 흡인 여과하여 황산 마그네슘을 제거하여 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 농축하 여 얻은 고체를 톨루엔에 용해하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의한 정제를 행하였다. 칼럼 크로마토그래피는, 먼저 톨루엔을 전개 용매로서 사용하고, 다음에 톨루엔 : 초산 에틸 = 9 : 1의 혼합 용매를 전개 용매로서 사용함으로써 행하였다. 얻어진 분율(fraction)을 농축하여 얻은 고체를 클로로포름과 메탄올의 혼합 용매로 재결정한 결과, 분말상 황색 고체를 수량 2.6 g, 수율 85%로 얻었다.
얻어진 백색 고체 1.0 g의 승화 정제를 트레인 서블리메이션(train sublimation)법에 의하여 행하였다. 승화 정제는 7.0 Pa의 감압 하에 아르곤의 유량을 3 mL/min로 하여 240℃에서 20시간 행하였다. 수량 0.74 g이고 수율은 74%이었다. 또한, 이 화합물을 핵자기 공명 측정(NMR)에 의하여 측정하여, 얻어진 화합물이 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: BOxA1PQ)인 것을 확인하였다.
이하에 1H NMR 데이터를 나타낸다. 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : δ = 7.06-7.23(m, 7H), 7.26-7.43(m, 7H), 7.46(d,J = 8.8 Hz, 2H), 7.52-7.63(m, 3H), 7.71-7.81(m, 3H), 8.09(d,J = 8.8 Hz, 2H), 8.14-8.22(m, 2H). 또한, 1H NMR 차트를 도 15(A) 및 도 15(B)에 나타낸다. 도 15(B)는 도 15(A)에 있어서의 6.5 ppm∼8.5 ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다.
또한, BOxA1PQ의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 도 16(A)에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 사용하였다. 용액은 석영 셀에 넣고, 석영 셀의 흡수 스펙트럼을 뺀 흡수 스펙트 럼을 도시하였다. 도 16(A)에서, 횡축은 파장(nm), 종축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는 386 nm 부근에 흡수가 관찰되었다. 또한, 최대 발광 파장은 톨루엔 용액의 경우에는 468 nm(여기 파장 386 nm)이었다.
또한, BOxA1PQ의 박막의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 도 16(B)에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 사용하였다. 석영 기판에 증착하여 샘플을 제조하고, 석영 기판의 흡수 스펙트럼을 뺀 흡수 스펙트럼을 도시하였다. 도 16(B)에서, 횡축은 파장(nm), 종축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 박막의 경우에는 377 nm 부근에 흡수가 관찰되었다. 또한, 최대 발광 파장은 박막의 경우에는 492 nm(여기 파장 377 nm)이었다.
또한, BOxA1PQ의 박막 상태에서의 이온화 포텐셜을 대기 중의 광전자 분광법(리켄 계기사제, AC-2)으로 측정한 결과, 5.68 eV이었다. 그 결과, HOMO 준위가 -5.68 eV인 것을 알 수 있었다. 또한, BOxA1PQ의 박막의 흡수 스펙트럼의 데이터를 사용하여, 직접 천이를 가정한 Tauc 플롯으로부터 흡수단을 구하고, 그 흡수단을 광학적 에너지 갭으로서 추측한 결과, 그 에너지 갭은 2.79 eV이었다. 얻어진 에너지 갭의 값과 HOMO 준위로부터 LUMO 준위를 구한 결과, -2.89 eV이었다.
[실시예 3]
본 실시예에서는, 구조식 (301)로 나타내어지는 4-(이미다조[1,2-a]피리딘-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: PIMA1PQ)의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[구조식 (301)]
Figure 112008081278615-pat00208
[스텝 1 : 2-(4-브로모페닐)이미다조[1,2-a]피리딘의 합성]
2-(4-브로모페닐)이미다조[1,2-a]피리딘의 합성 스킴을 (E-6)에 나타낸다.
[합성 스킴 (E-6)]
Figure 112008081278615-pat00209
2-아미노피리딘 1.0 g(11 mmol), 4-브로모페나실브로마이드 3.0 g(11 mmol), 탄산수소나트륨 1.9 g(14 mmol)을 50 mL의 3구 플라스크에 넣고, 이 플라스크 내를 질소 치환하였다. 이 혼합물에 에탄올 10 mL를 더하고 80℃에서 6시간 가열 교반하고, 교반 후, 이 혼합물에 물을 더하여 흡인 여과하여, 고체를 얻었다. 얻어진 고체를 물, 메탄올의 순으로 세정한 결과, 목적물인 백색 고체를 수량 2.3 g, 수율 76%로 얻었다.
[스텝 2 : 4-(이미다조[1,2-a]피리딘-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페 닐아민(약칭: PIMA1PQ)의 합성]
PIMA1PQ의 합성 스킴을 (E-7)에 나타낸다.
[합성 스킴 (E-7)]
Figure 112008081278615-pat00210
4-(3-페닐퀴녹살린-2-일)디페닐아민 1.5 g(4.0 mmol), 2-(4-브로모페닐)이미다조[1,2-a]피리딘 1.1 g(4.0 mmol), 나트륨 tert-부톡시드 1.0 g(10 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 0.10 g(0.17 mmol)을 100 mL의 3구 플라스크에 넣고, 이 플라스크 내를 질소 치환하였다. 이 혼합물에 톨루엔 30 mL, 트리(tert-부틸)포스핀(10 wt% 헥산 용액) 0.1 mL를 더하였다. 이 혼합물을 80℃에서 5시간 가열 교반하고, 교반 후, 이 혼합물에 클로로포름을 더하고, 이 현탁액을 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 531-16855)를 통하여 흡인 여과하여, 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수의 순으로 세정하였다. 얻어진 유기층에 황산 마그네슘을 더하여 건조시켰다. 이 혼합물을 흡인 여과하여 황산 마그네슘을 제거하여 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 농축하여 얻은 고체를 톨루엔에 용해하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의한 정제를 행하였다. 칼럼 크로마토그래피는, 먼저 톨루엔을 전개 용매로서 사용하고, 다 음에 톨루엔 : 초산 에틸 = 5 : 1의 혼합 용매를 전개 용매로서 사용함으로써 행하였다. 얻어진 분율을 농축하여 얻은 고체를 클로로포름과 메탄올의 혼합 용매로 재결정한 결과, 분말상 황색 고체를 수량 1.3 g, 수율 59%로 얻었다.
얻어진 백색 고체 1.3 g의 승화 정제를 트레인 서블리메이션법에 의하여 행하였다. 승화 정제는 7.0 Pa의 감압 하에서 아르곤의 유량을 3 mL/min로 하여 280℃에서 20시간 행하였다. 수량 1.2 g이고 수율은 92%이었다. 또한, 이 화합물을 핵자기 공명 측정(NMR)에 의하여 측정하여, 얻어진 화합물이 4-(이미다조[1,2-a]피리딘-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: PIMA1PQ)인 것을 확인하였다.
이하에 1H NMR 데이터를 나타낸다. 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : δ = 7.76(t,J = 6.8 Hz, 1H), 7.01-7.51(m, 15H), 7.53-7.67(m, 3H), 7.70-7.90(m, 5H), 8.06-8.22(m, 3H). 또한, 1H NMR 차트를 도 17(A) 및 도 17(B)에 나타낸다. 도 17(B)는 도 17(A)에 있어서의 6.5 ppm∼8.5 ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다.
또한, PIMA1PQ의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 도 18(A)에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 사용하였다. 용액은 석영 셀에 넣고, 석영 셀의 흡수 스펙트럼을 뺀 흡수 스펙트럼을 도시하였다. 도 18(A)에서, 횡축은 파장(nm), 종축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는 406 nm 부근에 흡수가 관찰되었다. 또한, 최대 발광 파장은 톨루엔 용액의 경우에는 497 nm(여기 파장 406 nm)이었다.
또한, PIMA1PQ의 박막의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 도 18(B)에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 사용하였다. 석영 기판에 증착하여 샘플을 제조하고, 석영 기판의 흡수 스펙트럼을 뺀 흡수 스펙트럼을 도시하였다. 도 18(B)에서, 횡축은 파장(nm), 종축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 박막의 경우에는 412 nm 부근에 흡수가 관찰되었다. 또한, 최대 발광 파장은 박막의 경우에는 542 nm(여기 파장 412 nm)이었다.
또한, PIMA1PQ의 박막 상태에서의 이온화 포텐셜을 대기 중의 광전자 분광법(리켄 계기사제, AC-2)로 측정한 결과, 5.54 eV이었다. 그 결과, HOMO 준위가 -5.54 eV인 것을 알 수 있었다. 또한, PIMA1PQ의 박막의 흡수 스펙트럼의 데이터를 사용하여, 직접 천이를 가정한 Tauc 플롯으로부터 흡수단을 구하고, 그 흡수단을 광학적 에너지 갭으로서 추측한 결과, 그 에너지 갭은 2.64 eV이었다. 얻어진 에너지 갭의 값과 HOMO 준위로부터 LUMO 준위를 구한 결과, -2.90 eV이었다.
[실시예 4]
본 실시예에서는, 구조식 (401)로 나타내어지는 4,4'-(퀴녹살린-2,3-디일)비스{N-페닐-N-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]아닐린}(약칭: OPAPQ)의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[구조식 (401)]
Figure 112008081278615-pat00211
[스텝 1 : 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)디페닐아민의 합성]
4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)디페닐아민의 합성 스킴을 (E-8)에 나타낸다.
[합성 스킴 (E-8)]
Figure 112008081278615-pat00212
2-(4-브로모페닐)-5-페닐-1,3,4-옥사디아졸 15 g(50 mmol), 나트륨 tert-부톡시드 6.3 g(66 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 0.20 g(0.35 mmol)을 300 mL의 3구 플라스크에 넣고, 이 플라스크 내를 질소 치환하였다. 이 혼합물에 톨루엔 100 mL, 아닐린 8.0 mL(84 mmol), 트리(tert-부틸)포스핀(10 wt% 헥산 용액) 0.2 mL를 더하였다. 이 혼합물을 80℃에서 3시간 가열 교반하고, 교반 후, 이 혼합물에 클로로포름을 더하여 가열하였다. 이 현탁액을 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 531-16855)를 통하여 흡인 여과하여, 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 1 M 묽은 염산, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수의 순으로 세정하였다. 얻어진 유기층에 황산 마그네슘을 더하여, 건조시켰다. 이 혼합물을 흡인 여과하고 황산 마그네슘을 제거하여, 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 농축하여 얻은 고체를 메탄올 세정한 결과, 담황색 고체를 수율 11 g, 수량 71%로 얻었다.
[스텝 2 : 4,4'-(퀴녹살린-2,3-디일)비스{N-페닐-N-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]아닐린}(약칭: OPAPQ)의 합성]
OPAPQ 합성 스킴을 (E-9)에 나타낸다.
[합성 스킴 (E-9)]
Figure 112008081278615-pat00213
2,3-비스(4-브로모페닐)퀴녹살린 2.0 g(4.5 mmol), 나트륨 tert-부톡시드 1.5 g(16 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 0.10 g(0.17 mmol), 실시예 1에서 합성한 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)디페닐아민 2.8 g(9.1 mmol)을 100 mL의 3구 플라스크에 넣고, 이 플라스크 내를 질소 치환하였다. 이 혼합물에 톨루엔 50 mL, 트리(tert-부틸)포스핀(10 wt% 헥산 용액) 0.2 mL를 더하였다. 이 혼합물을 80℃에서 5시간 가열 교반하고, 교반 후, 이 혼합물에 물을 더한 결과, 고체가 석출하였다. 석출한 고체를 흡인 여과하여, 고체를 얻었다. 얻어진 고체를 클로로포름에 용해하고, 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호: 531-16855)를 통하여 흡인 여과하여, 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수의 순으로 세정하였다. 유기층에 황산 마그네슘을 더하여 건조시켰다. 이 혼합물을 흡인 여과하여 황산 마그네슘을 제거하고, 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액을 농축하여 얻은 고체를 클로로포름에 용해하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의한 정제를 행하였다. 칼럼 크로마토그래피는, 먼저 클로로포름을 전개 용매로서 사용하고, 다음에 클로로포름 : 초산 에틸 = 9 : 1의 혼합 용매를 전개 용매로서 사용함으로써 행하였다. 얻어진 분율을 농축하여 얻은 고체를 클로로포름과 메탄올의 혼합 용매로 재결정한 결과, 황색의 분말상 고체를 수량 3.2 g, 수율 78%로 얻었다.
얻어진 화합물을 핵자기 공명 측정(NMR)에 의하여 측정하여, 얻어진 화합물이 4,4'-(퀴녹살린-2,3-디일)비스{N-페닐-N-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]아닐린}(약칭: OPAPQ)인 것을 확인하였다.
이하에 1H NMR 데이터를 나타낸다. 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : δ= 7.14-7.22(m, 14H), 7.30-7.38(m, 5H), 7.49-7.55(m, 9H), 7.74-7.81(m, 2H), 7.97(d,J = 8.8 Hz, 4H), 8.06-8.12(m, 4H), 8.14-8.20(m, 2H). 또한, 1H NMR 차트를 도 19(A) 및 도 19(B)에 나타낸다. 도 19(B)는 도 19(A)에 있어서의 7.0 ppm∼8.5 ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다.
또한, OPAPQ의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 도 20(A)에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 사용하였다. 용액은 석영 셀에 넣고, 석영 셀의 흡수 스펙트럼을 뺀 흡수 스펙트럼을 도시하였다. 도 20(A)에서, 횡축은 파장(nm), 종축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는 362 nm 부근에 흡수가 관찰되었다. 또한, 최대 발광 파장은 톨루엔 용액의 경우에는 466 nm(여기 파장 362 nm)이었다.
또한, OPAPQ의 박막의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 도 20(B)에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 사용하였다. 석영 기판에 증착하여 샘플을 제조하고, 석영 기판의 흡수 스펙트럼을 뺀 흡수 스펙트럼을 도시하였다. 도 20(B)에서, 횡축은 파장(nm), 종축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 박막의 경우에는 366 nm 부근에 흡수가 관찰되었다. 또한, 최대 발광 파장은 박막의 경우에는 541 nm(여기 파장 366 nm)이었다.
또한, OPAPQ의 박막 상태에서의 이온화 포텐셜을 대기 중의 광전자 분광법(리켄 계기사제, AC-2)으로 측정한 결과, 5.40 eV이었다. 그 결과, HOMO 준위가 -5.40 eV인 것을 알 수 있었다. 또한, OPAPQ의 박막의 흡수 스펙트럼의 데이터를 사용하여, 직접 천이를 가정한 Tauc 플롯으로부터 흡수단을 구하고, 그 흡수단을 광학적 에너지 갭으로서 추측한 결과, 그 에너지 갭은 2.72 eV이었다. 얻어진 에너지 갭의 값과 HOMO 준위로부터 LUMO 준위를 구한 결과, -2.68 eV이었다.
[실시예 5]
본 실시예에서는, 본 발명의 발광소자에 대하여 도 21을 사용하여 설명한다. 본 실시예에서 사용한 재료의 구조식을 이하에 나타낸다. 또한, 이미 구조식을 나타낸 재료에 대해서는 생략한다.
Figure 112008081278615-pat00214
이하에, 본 실시예의 발광소자의 제조 방법을 나타낸다.
(발광소자 1)
먼저, 유리 기판(2101) 위에, 산화규소를 함유하는 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법으로 성막하여, 제1 전극(2102)을 형성하였다. 또한, 그의 막 두께는 110 nm로 하고, 전극 면적은 2 mm×2 mm로 하였다.
다음에, 제1 전극(2102)이 형성된 면이 하방이 되도록, 제1 전극이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정하였다. 성막실을 10-4 Pa 정도까지 감압한 후, 제1 전극(2102) 위에, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB)과 산화 몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 유기 화합물과 무기 화합물을 복합하여 이루어지는 복합 재료를 포함하는 층(2111)을 형성하였다. 그의 막 두께는 50 nm로 하고, NPB와 산화 몰리브덴(VI)과의 비율은 중량비로 4 : 1(= NPB : 산화 몰리브덴)이 되도록 조절하였다. 또한, 공증착법이란, 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
다음에, 저항 가열을 사용한 증착법에 의해, 복합 재료를 포함하는 층(2111) 위에 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB)을 10 nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 정공 수송층(2112)을 형성하였다.
또한, 구조식 (101)로 나타내어지는 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: OPA1PQ)과 (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)2(acac))을 공증착함으로써, 정공 수송층(2112) 위에 30 nm의 막 두께의 발광층(2113)을 형성하였다. 여기서, OPA1PQ와 Ir(Fdpq)2(acac)와의 중량비는 1 : 0.06(= OPA1PQ : Ir(Fdpq)2(acac))이 되도록 조절하였다.
그 후, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 발광층(2113) 위에, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭: BAlq)을 10 nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 전자 수송층(2114)을 형성하였다. 또한, BAlq는 밴드 갭이 크고, HOMO 준위가 깊기 때문에, 전자 수송층(2114)은 정공 블록킹층으로도 기능한다.
또한, 전자 수송층(2114) 위에, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq)과 리튬을 공증착함으로써, 50 nm의 막 두께로 전자 주입층(2115)을 형성하였다. 여기서, Alq와 리튬과의 중량비는 1 : 0.01(= Alq : 리튬)이 되도록 조절하였다.
마지막으로, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 전자 주입층(2115) 위에 알루미늄을 200 nm의 막 두께가 되도록 성막하여 제2 전극(2104)을 형성함으로써, 발광소자 1을 제조하였다.
(발광소자 2)
발광소자 1과 동일 기판을 사용하고, OPA1PQ 대신에, 구조식 (301)로 나타내어지는 4-(이미다조[1,2-a]피리딘-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: PIMA1PQ)을 사용하여, 발광소자 1과 마찬가지로 제조하였다. 즉, PIMA1PQ와 Ir(Fdpq)2(acac)를 공증착함으로써, 정공 수송층(2112) 위에 30 nm의 막 두께의 발광층(2113)을 형성하였다. 여기서, PIMA1PQ와 Ir(Fdpq)2(acac)와의 중량비는 1 : 0.06(= PIMA1PQ : Ir(Fdpq)2(acac))이 되도록 조절하였다. 발광층(2113) 외에는 발광소자 1과 마찬가지로 제조하였다.
이상에 의하여 얻어진 발광소자 1 및 발광소자 2를 질소 분위기의 글로브 박스 내에서 발광소자가 대기에 노출되지 않도록 봉지(封止)하는 작업을 행한 후, 이들 발광소자의 동작 특성에 대하여 측정을 행하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광소자 1 및 발광소자 2의 전류 밀도-휘도 특성을 도 22에 나타낸다. 또한, 전압-휘도 특성을 도 23에 나타낸다. 또한, 휘도-전류 효율 특성을 도 24에 나타낸다. 또한, 전압-전류 특성을 도 25에 나타낸다.
또한, 1 mA의 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 도 26에 나타낸다. 도 26으로부터, 발광소자 1 및 발광소자 2의 발광은, Ir(Fdpq)2(acac)에 유래한 발광인 것을 알 수 있다. 따라서, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 적색 인광을 발광하는 게스트 재료를 여기할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 삼중항 여기 에너지가 크다는 것을 알 수 있다.
발광소자 1에서, 휘도 930 cd/m2일 때의 CIE 색도 좌표는 (x=0.71, y=0.29)로서, 짙은 적색의 발광을 나타냈다. 또한, 휘도 930 cd/m2일 때의 전류 효율은 5.0 cd/A이고, 외부 양자 효율은 12.9%이었다. 또한, 휘도 930 cd/m2일 때의 전압 은 7.2 V, 전류 밀도는 18.6 mA/cm2, 파워 효율은 2.2 lm/W이었다.
또한, 발광소자 2에서, 휘도 960 cd/m2일 때의 CIE 색도 좌표는 (x=0.71, y=0.29)로서, 짙은 적색의 발광을 나타냈다. 또한, 휘도 960 cd/m2일 때의 전류 효율은 5.1 cd/A이고, 외부 양자 효율은 13.2%이었다. 또한, 휘도 960 cd/m2일 때의 전압은 7.8 V, 전류 밀도는 19.0 mA/cm2, 파워 효율은 2.0 lm/W이었다.
도 24로부터 알 수 있는 바와 같이, 발광소자 1 및 발광소자 2는 실용 휘도 영역(100∼1000 cd/m2)에서 T-T 소멸(T-T annihilation)이 억제되어 있고, 높은 발광 효율을 보유하고 있다. 즉, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 발광 영역의 캐리어 밸런스가 개선되기 때문에, T-T 소멸을 억제할 수 있고, 높은 발광 효율을 보유할 수 있다.
또한, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 본 발명을 적용함으로써, 저구동전압의 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 발광소자를 얻을 수 있다.
[실시예 6]
본 실시예에서는, 본 발명의 발광소자에 대하여 도 21을 사용하여 설명한다. 이하에, 본 실시예의 발광소자의 제조 방법을 나타낸다.
(발광소자 3)
먼저, 유리 기판(2101) 위에, 산화규소를 함유하는 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법으로 성막하여, 제1 전극(2102)을 형성하였다. 또한, 그의 막 두께는 110 nm로 하고, 전극 면적은 2 mm×2 mm로 하였다.
다음에, 제1 전극(2102)이 형성된 면이 하방이 되도록, 제1 전극이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정하였다. 성막실을 10-4 Pa 정도까지 감압한 후, 제1 전극(2102) 위에, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB)과 산화 몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 유기 화합물과 무기 화합물을 복합하여 이루어지는 복합 재료를 포함하는 층(2111)을 형성하였다. 그의 막 두께는 50 nm로 하고, NPB와 산화 몰리브덴(VI)과의 비율은 중량비로 4 : 1(= NPB : 산화 몰리브덴)이 되도록 조절하였다. 또한, 공증착법이란, 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
다음에, 저항 가열을 사용한 증착법에 의해, 복합 재료를 포함하는 층(2111) 위에 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB)을 10 nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 정공 수송층(2112)을 형성하였다.
또한, 구조식 (201)로 나타내어지는 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: BOxA1PQ)과 (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)2(acac))을 공증착함으로써, 정공 수송층(2112) 위에 30 nm의 막 두께의 발광층(2113)을 형성하였다. 여기서, BOxA1PQ와 Ir(Fdpq)2(acac)와의 중량비는 1 : 0.06(= BOxA1PQ : Ir(Fdpq)2(acac))이 되도록 조절하였다.
그 후, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 발광층(2113) 위에, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭: BAlq)을 10 nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 전자 수송층(2114)을 형성하였다. 또한, BAlq는 밴드 갭이 크고, HOMO 준위가 깊기 때문에, 전자 수송층(2114)은 정공 블록킹층으로도 기능한다.
또한, 전자 수송층(2114) 위에, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq)과 리튬을 공증착함으로써, 50 nm의 막 두께로 전자 주입층(2115)을 형성하였다. 여기서, Alq와 리튬과의 중량비는 1 : 0.01(= Alq : 리튬)이 되도록 조절하였다.
마지막으로, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 전자 주입층(2115) 위에 알루미늄을 200 nm의 막 두께가 되도록 성막하여 제2 전극(2104)을 형성함으로써, 발광소자 3을 제조하였다.
이상에 의하여 얻어진 발광소자 3을 질소 분위기의 글로브 박스 내에서 발광소자가 대기에 노출되지 않도록 봉지하는 작업을 행한 후, 이 발광소자의 동작 특성에 대하여 측정을 행하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광소자 3의 전류 밀도-휘도 특성을 도 27에 나타낸다. 또한, 전압-휘도 특성을 도 28에 나타낸다. 또한, 휘도-전류 효율 특성을 도 29에 나타낸다. 또한, 전압-전류 특성을 도 30에 나타낸다.
또한, 1 mA의 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 도 31에 나타낸다. 도 31로부터, 발광소자 3의 발광은 Ir(Fdpq)2(acac)에 유래한 발광인 것을 알 수 있다. 따라서, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 적색 인광을 발광하는 게스트 재료를 여기할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 삼중항 여기 에너지가 크다는 것을 알 수 있다.
발광소자 3에서, 휘도 940 cd/m2일 때의 CIE 색도 좌표는 (x=0.71, y=0.29)로서, 짙은 적색의 발광을 나타냈다. 또한, 휘도 940 cd/m2일 때의 전류 효율은 6.1 cd/A이고, 외부 양자 효율은 10.8%이었다. 또한, 휘도 940 cd/m2일 때의 전압은 5.8 V, 전류 밀도는 15.4 mA/cm2, 파워 효율은 3.3 lm/W이었다.
도 29로부터 알 수 있는 바와 같이, 발광소자 3은 실용 휘도 영역(100∼1000 cd/m2)에서 T-T 소멸(T-T annihilation이라고도 한다)이 억제되어 있고, 높은 발광 효율을 보유하고 있다. 즉, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 발광 영역의 캐리어 밸런스가 개선되기 때문에, T-T 소멸을 억제할 수 있고, 높은 발광 효율을 보유할 수 있다.
또한, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 본 발명을 적용함으로써, 저구동전압의 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 발광소자를 얻을 수 있다.
[실시예 7]
본 실시예에서는, 본 발명의 발광소자에 대하여 도 21을 사용하여 설명한다. 이하에, 본 실시예의 발광소자의 제조 방법을 나타낸다.
(발광소자 4)
먼저, 유리 기판(2101) 위에, 산화규소를 함유하는 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법으로 성막하여, 제1 전극(2102)을 형성하였다. 또한, 그의 막 두께는 110 nm로 하고, 전극 면적은 2 mm ×2 mm로 하였다.
다음에, 제1 전극(2102)이 형성된 면이 하방이 되도록, 제1 전극이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정하였다. 성막실을 10-4 Pa 정도까지 감압한 후, 제1 전극(2102) 위에, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB)과 산화 몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 유기 화합물과 무기 화합물을 복합하여 이루어지는 복합 재료를 포함하는 층(2111)을 형성하였다. 그의 막 두께는 50 nm로 하고, NPB와 산화 몰리브덴(VI)과의 비율은 중량비로 4 : 1(= NPB : 산화 몰리브덴)이 되도록 조절하였다. 또한, 공증착법이란, 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
다음에, 저항 가열을 사용한 증착법에 의해, 복합 재료를 포함하는 층(2111) 위에 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB)을 10 nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 정공 수송층(2112)을 형성하였다.
또한, 구조식 (101)로 나타내어지는 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)-4'- (3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: OPA1PQ)과 (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)2(acac))을 공증착함으로써, 정공 수송층(2112) 위에 30 nm의 막 두께의 발광층(2113)을 형성하였다. 여기서, OPA1PQ와 Ir(Fdpq)2(acac)와의 중량비는 1 : 0.06(= OPA1PQ : Ir(Fdpq)2(acac))이 되도록 조절하였다.
그 후, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 발광층(2113) 위에, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq)을 10 nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 전자 수송층(2114)을 형성하였다.
또한, 전자 수송층(2114) 위에, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq)과 리튬을 공증착함으로써, 50 nm의 막 두께로 전자 주입층(2115)을 형성하였다. 여기서, Alq와 리튬과의 중량비는 1 : 0.01(= Alq : 리튬)이 되도록 조절하였다.
마지막으로, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 전자 주입층(2115) 위에 알루미늄을 200 nm의 막 두께가 되도록 성막하여 제2 전극(2104)을 형성함으로써, 발광소자 4를 제조하였다.
(발광소자 5)
발광소자 4와 동일 기판을 사용하고, OPA1PQ 대신에, 구조식 (301)로 나타내어지는 4-(이미다조[1,2-a]피리딘-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: PIMA1PQ)을 사용하여, 발광소자 4와 마찬가지로 제조하였다. 즉, PIMA1PQ와 Ir(Fdpq)2(acac)를 공증착함으로써, 정공 수송층(2112) 위에 30 nm의 막 두께의 발 광층(2113)을 형성하였다. 여기서, PIMA1PQ와 Ir(Fdpq)2(acac)와의 중량비는 1 : 0.06(= PIMA1PQ : Ir(Fdpq)2(acac))이 되도록 조절하였다. 발광층(2113) 외에는 발광소자 4와 마찬가지로 제조하였다.
이상에 의하여 얻어진 발광소자 4 및 발광소자 5를 질소 분위기의 글로브 박스 내에서 발광소자가 대기에 노출되지 않도록 봉지하는 작업을 행한 후, 이들 발광소자의 동작 특성에 대하여 측정을 행하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광소자 4 및 발광소자 5의 전류 밀도-휘도 특성을 도 32에 나타낸다. 또한, 전압-휘도 특성을 도 33에 나타낸다. 또한, 휘도-전류 효율 특성을 도 34에 나타낸다. 또한, 전압-전류 특성을 도 35에 나타낸다.
또한, 1 mA의 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 도 36에 나타낸다. 도 36으로부터, 발광소자 4 및 발광소자 5의 발광은 Ir(Fdpq)2(acac)에 유래한 발광인 것을 알 수 있다. 따라서, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 적색 인광을 발광하는 게스트 재료를 여기할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 삼중항 여기 에너지가 큰 것을 알 수 있다. 또한, 정공 블록킹층을 사용하지 않는 경우에도, 발광층에 사용한 Ir(Fdpq)2(acac)에 유래한 발광이 효율 좋게 얻어진 것으로부터, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이고, 캐리어 밸런스가 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
발광소자 4에서, 휘도 1080 cd/m2일 때의 CIE 색도 좌표는 (x=0.68, y=0.30)으로서, 적색의 발광을 나타냈다. 또한, 휘도 1080 cd/m2일 때의 전류 효율은 4.1 cd/A이고, 외부 양자 효율은 9.1%이었다. 또한, 휘도 1080 cd/m2일 때의 전압은 6.4 V, 전류 밀도는 26.2 mA/cm2, 파워 효율은 2.0 lm/W이었다.
또한, 발광소자 5에서, 휘도 860 cd/m2일 때의 CIE 색도 좌표는 (x=0.67, y=0.32)로서, 적색의 발광을 나타냈다. 또한, 휘도 860 cd/m2일 때의 전류 효율은 3.8 cd/A이고, 외부 양자 효율은 8.4%이었다. 또한, 휘도 860 cd/m2일 때의 전압은 6.8 V, 전류 밀도는 22.5 mA/cm2, 파워 효율은 1.8 lm/W이었다.
도 34로부터 알 수 있는 바와 같이, 발광소자 4 및 발광소자 5는 실용 휘도 영역(100∼1000 cd/m2)에서 T-T 소멸(T-T annihilation)이 억제되어 있고, 높은 발광 효율을 보유하고 있다. 즉, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 발광 영역의 캐리어 밸런스가 개선되기 때문에, T-T 소멸을 억제할 수 있고, 높은 발광 효율을 보유할 수 있다.
또한, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 본 발명을 적용함으로써, 저구동전압의 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 발광소자를 얻을 수 있다.
[실시예 8]
본 실시예에서는, 본 발명의 발광소자에 대하여 도 21을 사용하여 설명한다. 이하에, 본 실시예의 발광소자의 제조 방법을 나타낸다.
(발광소자 6)
먼저, 유리 기판(2101) 위에, 산화규소를 함유하는 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법으로 성막하여, 제1 전극(2102)을 형성하였다. 또한, 그의 막 두께는 110 nm로 하고, 전극 면적은 2 mm × 2 mm로 하였다.
다음에, 제1 전극(2102)이 형성된 면이 하방이 되도록, 제1 전극이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정하였다. 성막실을 10-4 Pa 정도까지 감압한 후, 제1 전극(2102) 위에, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB)과 산화 몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 유기 화합물과 무기 화합물을 복합하여 이루어지는 복합 재료를 포함하는 층(2111)을 형성하였다. 그의 막 두께는 50 nm로 하고, NPB와 산화 몰리브덴(VI)과의 비율은 중량비로 4 : 1(= NPB : 산화 몰리브덴)이 되도록 조절하였다. 또한, 공증착법이란, 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
다음에, 저항 가열을 사용한 증착법에 의해, 복합 재료를 포함하는 층(2111) 위에 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB)을 10 nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 정공 수송층(2112)을 형성하였다.
또한, 구조식 (201)로 나타내어지는 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: BOxA1PQ)과 (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)2(acac))을 공증착함으로써, 정공 수송층(2112) 위에 30 nm의 막 두께의 발광층(2113)을 형성하였다. 여기서, BOxA1PQ와 Ir(Fdpq)2(acac)와의 중량비는 1 : 0.06(= BOxA1PQ : Ir(Fdpq)2(acac))이 되도록 조절하였다.
그 후, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 발광층(2113) 위에, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq)을 10 nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 전자 수송층(2114)을 형성하였다.
또한, 전자 수송층(2114) 위에, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq)과 리튬을 공증착함으로써, 50 nm의 막 두께로 전자 주입층(2115)을 형성하였다. 여기서, Alq와 리튬과의 중량비는 1 : 0.01(= Alq : 리튬)이 되도록 조절하였다.
마지막으로, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여 전자 주입층(2115) 위에 알루미늄을 200 nm의 막 두께가 되도록 성막하여 제2 전극(2104)을 형성함으로써, 발광소자 6을 제조하였다.
이상에 의하여 얻어진 발광소자 6을 질소 분위기의 글로브 박스 내에서 발광소자가 대기에 노출되지 않도록 봉지하는 작업을 행한 후, 이 발광소자의 동작 특성에 대하여 측정을 행하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광소자 6의 전류 밀도-휘도 특성을 도 37에 나타낸다. 또한, 전압-휘도 특성을 도 38에 나타낸다. 또한, 휘도-전류 효율 특성을 도 39에 나타낸다. 또한, 전압-전류 특성을 도 40에 나타낸다.
또한, 1 mA의 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 도 41에 나타낸다. 도 41로부터, 발광소자 6의 발광은 Ir(Fdpq)2(acac)에 유래한 발광인 것을 알 수 있다. 따라서, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 적색 인광을 발광하는 게스트 재료를 여기할 수 있는 것을 알 수 있었다. 그리고, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 삼중항 여기 에너지가 큰 것을 알 수 있다. 또한, 정공 블록킹층을 사용하지 않는 경우에도, 발광층에 사용한 Ir(Fdpq)2(acac)에 유래한 발광이 효율 좋게 얻어진 것으로부터, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이고, 캐리어 밸런스가 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
발광소자 6에서, 휘도 980 cd/m2일 때의 CIE 색도 좌표는 (x=0.67, y=0.32)로서, 적색의 발광을 나타냈다. 또한, 휘도 980 cd/m2일 때의 전류 효율은 4.2 cd/A이고, 외부 양자 효율은 6.4%이었다. 또한, 휘도 980 cd/m2일 때의 전압은 5.6 V, 전류 밀도는 23.5 mA/cm2, 파워 효율은 2.3 lm/W이었다.
도 39로부터 알 수 있는 바와 같이, 발광소자 6은 실용 휘도 영역(100∼1000 cd/m2)에서 T-T 소멸(T-T annihilation)이 억제되어 있고, 높은 발광 효율을 보유하 고 있다. 즉, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체를 사용함으로써, 발광 영역의 캐리어 밸런스가 개선되기 때문에, T-T 소멸을 억제할 수 있고, 높은 발광 효율을 유지할 수 있다.
또한, 실시형태 1에서 설명한 퀴녹살린 유도체는 바이폴라성이기 때문에, 본 발명을 적용함으로써, 저구동전압의 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 발광소자를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 발광소자를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 발광소자를 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 발광소자를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 발광장치를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 발광장치를 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 전자기기를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 전자기기를 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 전자기기를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 전자기기를 설명하는 도면.
도 10은 본 발명의 조명장치를 설명하는 도면.
도 11은 본 발명의 조명장치를 설명하는 도면.
도 12는 본 발명의 전자기기를 설명하는 도면.
도 13은 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: OPA1PQ)의 1H NMR 차트를 나타내는 도면.
도 14는 4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: OPA1PQ)의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 15는 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: BOxA1PQ)의 1H NMR 차트를 나타내는 도면.
도 16은 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: BOxA1PQ)의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 17은 4-(이미다조[1,2-a]피리딘-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: PIMA1PQ)의 1H NMR 차트를 나타내는 도면.
도 18은 4-(이미다조[1,2-a]피리딘-2-일)-4'-(3-페닐퀴녹살린-2-일)트리페닐아민(약칭: PIMA1PQ)의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 19는 4,4'-(퀴녹살린-2,3-디일)비스{N-페닐-N-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]아닐린}(약칭: OPAPQ)의 1H NMR 차트를 나타내는 도면.
도 20은 4,4'-(퀴녹살린-2,3-디일)비스{N-페닐-N-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]아닐린}(약칭: OPAPQ)의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 21은 실시예의 발광소자를 설명하는 도면.
도 22는 실시예 5에서 제조한 발광소자의 전류 밀도-휘도 특성을 나타내는 도면.
도 23은 실시예 5에서 제조한 발광소자의 전압-휘도 특성을 나타내는 도면.
도 24는 실시예 5에서 제조한 발광소자의 휘도-전류 효율 특성을 나타내는 도면.
도 25는 실시예 5에서 제조한 발광소자의 전압-전류 특성을 나타내는 도면.
도 26은 실시예 5에서 제조한 발광소자의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 27은 실시예 6에서 제조한 발광소자의 전류 밀도-휘도 특성을 나타내는 도면.
도 28은 실시예 6에서 제조한 발광소자의 전압-휘도 특성을 나타내는 도면.
도 29는 실시예 6에서 제조한 발광소자의 휘도-전류 효율 특성을 나타내는 도면.
도 30은 실시예 6에서 제조한 발광소자의 전압-전류 특성을 나타내는 도면.
도 31은 실시예 6에서 제조한 발광소자의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 32는 실시예 7에서 제조한 발광소자의 전류 밀도-휘도 특성을 나타내는 도면.
도 33은 실시예 7에서 제조한 발광소자의 전압-휘도 특성을 나타내는 도면.
도 34는 실시예 7에서 제조한 발광소자의 휘도-전류 효율 특성을 나타내는 도면.
도 35는 실시예 7에서 제조한 발광소자의 전압-전류 특성을 나타내는 도면.
도 36은 실시예 7에서 제조한 발광소자의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 37은 실시예 8에서 제조한 발광소자의 전류 밀도-휘도 특성을 나타내는 도면.
도 38은 실시예 8에서 제조한 발광소자의 전압-휘도 특성을 나타내는 도면.
도 39는 실시예 8에서 제조한 발광소자의 휘도-전류 효율 특성을 나타내는 도면.
도 40은 실시예 8에서 제조한 발광소자의 전압-전류 특성을 나타내는 도면.
도 41은 실시예 8에서 제조한 발광소자의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.

Claims (30)

  1. 아래의 식 (G11)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00215
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무(無)치환의 1, 3, 4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1, 2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내고,
    Ar1 및 Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고,
    Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고,
    R1은 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 를 나타내고,
    R11∼R14는 독립적으로 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  2. 아래의 식 (G12)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00266
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내고,
    Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고,
    Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고,
    R1은 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고,
    R11∼R14는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  3. 아래의 식 (G13)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00267
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내고,
    Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고,
    R21∼R25는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 치환 또는 무치환의 페닐기를 나타내고,
    R1은 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고,
    R11∼R14는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  4. 아래의 식 (G14)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00268
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내고,
    Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고,
    R21∼R25는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 치환 또는 무치환의 페닐기를 나타내고,
    R31∼R35는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 치환 또는 무치환의 탄소수 6~13의 페닐기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  5. 아래의 식 (G15)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00269
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  6. 아래의 식 (G16)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00270
    상기 식에서, R41은 치환 또는 무치환의 페닐기, 및 치환 또는 무치환의 나프틸기 중 어느 하나를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  7. 아래의 식 (G17)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00271
    상기 식에서, R51∼R54는 독립적으로, 탄소수 1∼4의 알킬기, 메톡시기, 또는 페닐기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  8. 아래의 식 (G18)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체.
    Figure 112013105745011-pat00272
  9. 아래의 식 (101), (201), 및 (301) 중 어느 하나로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체.
    Figure 112013105745011-pat00273
  10. 아래의 식 (G21)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00274
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1, 3, 4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1, 2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내고,
    Ar1 및 Ar2는 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고,
    Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고,
    R11∼R14는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  11. 아래의 식 (G22)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00275
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내고,
    Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고,
    Ar3은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내고,
    R11∼R14는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴기 중 어느 하나를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  12. 아래의 식 (G23)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00276
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내고,
    Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고,
    R21∼R25는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 치환 또는 무치환의 페닐기를 나타내고,
    R11∼R14는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 탄소수 6∼13의 아릴기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  13. 아래의 식 (G24)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00277
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내고,
    Ar1은 치환 또는 무치환의 탄소수 6∼13의 아릴렌기를 나타내고,
    R21∼R25는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기 또는, 치환 또는 무치환의 페닐기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  14. 아래의 식 (G25)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00278
    상기 식에서, Het는 치환 또는 무치환의 1,3,4-옥사디아졸, 치환 또는 무치환의 이미다조[1,2-a]피리딘, 및 치환 또는 무치환의 벤조옥사졸 중 어느 하나를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  15. 아래의 식 (G26)으로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00279
    상기 식에서, R41은 치환 또는 무치환의 페닐기 또는, 치환 또는 무치환의 나프틸기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  16. 아래의 식 (G27)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체로서,
    Figure 112013105745011-pat00280
    상기 식에서, R51∼R54는 독립적으로, 탄소수 1∼4의 알킬기, 메톡시기, 또는 페닐기를 나타내는, 퀴녹살린 유도체.
  17. 아래의 식 (G28)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체.
    Figure 112013105745011-pat00281
  18. 아래의 식 (401)로 나타내어지는 퀴녹살린 유도체.
    Figure 112013105745011-pat00282
  19. 한 쌍의 전극 사이에 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 퀴녹살린 유도체를 포함하는 발광소자.
  20. 발광소자로서,
    한 쌍의 전극 사이에 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 퀴녹살린 유도체를 포함하는, 발광소자.
  21. 발광소자로서,
    한 쌍의 전극 사이에 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 퀴녹살린 유도체와 형광 물질을 포함하는, 발광소자.
  22. 발광소자로서,
    한 쌍의 전극 사이에 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 퀴녹살린 유도체와 인광성 물질을 포함하는, 발광소자.
  23. 발광장치로서,
    제 19 항에 따른 발광소자와,
    상기 발광소자로부터의 발광을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는, 발광장치.
  24. 발광장치로서,
    제 20 항에 따른 발광소자와,
    상기 발광소자로부터의 발광을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는, 발광장치.
  25. 발광장치로서,
    제 21 항에 따른 발광소자와,
    상기 발광소자로부터의 발광을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는, 발광장치.
  26. 발광장치로서,
    제 22 항에 따른 발광소자와,
    상기 발광소자로부터의 발광을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는, 발광장치.
  27. 전자기기로서,
    표시부를 포함하고,
    상기 표시부는 제 19 항에 따른 발광소자와, 상기 발광소자로부터의 발광을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는, 전자기기.
  28. 전자기기로서,
    표시부를 포함하고,
    상기 표시부는 제 20 항에 따른 발광소자와, 상기 발광소자로부터의 발광을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는, 전자기기.
  29. 전자기기로서,
    표시부를 포함하고,
    상기 표시부는 제 21 항에 따른 발광소자와, 상기 발광소자로부터의 발광을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는, 전자기기.
  30. 전자기기로서,
    표시부를 포함하고,
    상기 표시부는 제 22 항에 따른 발광소자와, 상기 발광소자로부터의 발광을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는, 전자기기.
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