KR101882592B1 - 화합물, 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네선스 소자 및 전자 기기 - Google Patents

화합물, 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네선스 소자 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 화합물은, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 특징으로 한다. 하기 일반식 (1) 에 있어서, Cz 는, 하기 일반식 (1a) 로 나타내고, Az 는, 하기 일반식 (11) 로 나타낸다.

Description

화합물, 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네선스 소자 및 전자 기기 {COMPOUND, MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은, 화합물, 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네선스 소자 및 전자 기기에 관한 것이다.
유기 물질을 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자 (이하, 유기 EL 소자라고 약기하는 경우가 있다) 는, 고체 발광형의 저가의 대면적 풀 컬러 표시 소자로서의 용도가 유망시되어, 많은 개발이 실시되어 있다. 일반적으로 유기 EL 소자는, 발광층 및 그 발광층을 사이에 둔 1 쌍의 대향 전극으로 구성되어 있다. 양전극간에 전계가 인가되면, 음극측으로부터 전자가 주입되고, 양극측으로부터 정공이 주입된다. 또한, 이 전자가 발광층에 있어서 정공과 재결합하여, 여기 상태를 생성하고, 여기 상태가 기저 상태로 돌아올 때에 에너지를 광으로서 방출한다.
종래의 유기 EL 소자는, 무기 발광 다이오드에 비하여 구동 전압이 높고, 발광 휘도나 발광 효율도 낮았다. 최근의 유기 EL 소자는 서서히 개량되고 있지만, 추가적인 저전압화 및 고발광 효율화가 요구되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 피리미딘 고리를 갖는 화합물을 전자 수송 재료로서 사용한 유기 EL 소자가 기재되어 있다. 특허문헌 2 에는, 피리딘 고리와, 피리미딘 고리 또는 트리아진 고리를 갖는 화합물을 전자 수송 재료 또는 발광층의 호스트 재료로서 사용하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3 에는, 복수의 피리딘 고리를 갖는 화합물을 전자 수송 재료에 사용한 인광 발광성의 유기 EL 소자가 기재되어 있다. 특허문헌 4 에는, 비스카르바졸 골격과, 피리딘 고리 등의 함질소 복소 고리를 갖는 화합물을 발광층의 호스트 재료로서 사용한 유기 EL 소자가 기재되어 있다. 특허문헌 1 ∼ 4 에서는, 모두, 함질소 복소 고리기를 갖는 화합물을 발광층 또는 전자 수송층에 사용함으로써, 유기 EL 소자의 저전압화 및 고발광 효율화를 시도하고 있다.
국제 공개 제 2010/024572 호 국제 공개 제 2011/005060 호 일본 공개 특허 공보 2009-126793 호 국제 공개 제 2011/132683 호
그러나, 유기 EL 소자를 조명 장치나 표시 장치 등의 전자 기기에 채용하기 위해서는, 추가적인 소자 성능의 향상이 요구된다.
본 발명의 목적은, 유기 EL 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 화합물, 당해 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료, 당해 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네선스 소자, 및 당해 유기 일렉트로루미네선스 소자를 구비한 전자 기기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 화합물은, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112016011846405-pct00001
(상기 일반식 (1) 에 있어서,
R3 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
할로겐 원자,
하이드록실기,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기이다.
R2 는,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기이다.
R2 가 치환기를 갖는 경우, 치환기는,
할로겐 원자,
하이드록실기,
시아노기,
니트로기,
카르복시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 5 ∼ 30 의 함산소 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 5 ∼ 30 의 함황 복소 고리기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기이다.
상기 아릴옥시기 및 상기 아릴티오기가 치환기를 갖는 경우, 인접하는 치환기가 결합하여 고리를 형성하는 경우와 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
L1 은, 단결합 또는 연결기이고, L1 에 있어서의 연결기로는,
알케닐렌기,
알키닐렌기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
상기 방향족 탄화수소기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기,
상기 복소 고리기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기, 또는
상기 방향족 탄화수소기 및 상기 복소 고리기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기이다.
또한, 상기 다중 연결기를 구성하는 상기 방향족 탄화수소기 및 상기 복소 고리기는, 서로 동일 또는 상이하고, 이웃하는 기가 결합하여 추가로 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
L2 는, 연결기이고, 연결기로는, L1 에 있어서의 연결기와 동일한 의미이다.
n 및 m 은, 각각 독립적으로 1 이상 5 이하의 정수이다.
n 이 2 이상 5 이하의 정수인 경우, 복수의 Cz 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
m 이 2 이상 5 이하의 정수인 경우, 복수의 Az 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
Cz 는, 하기 일반식 (1a) 로 나타내고,
Az 는, 하기 일반식 (11) 로 나타낸다.)
[화학식 2]
Figure 112016011846405-pct00002
(상기 일반식 (1a) 에 있어서,
X1 ∼ X8 은, 각각 독립적으로 CR 또는 질소 원자이다.
R 및 R1 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
할로겐 원자,
하이드록실기,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기이다.
서로 인접하는 R 이 결합하여, 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
R 이 복수 있는 경우, 복수의 R 은, 서로 동일, 또는 상이하다.
단, R 및 R1 의 어느 1 개는, 상기 일반식 (1) 의 L1 에 결합하는 단결합이다.
또한, R1 과 인접하는 R 이 서로 결합하여, 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.)
[화학식 3]
Figure 112016011846405-pct00003
(상기 일반식 (11) 에 있어서,
X9 는, CR9 또는 질소 원자이고, X10 은, CR10 또는 질소 원자이다.
R4 ∼ R6, R9 및 R10 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
할로겐 원자,
하이드록실기,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기이다.
R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 이웃하는 기가 결합하여 추가로 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
단, R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 어느 1 개는, L2 에 결합하는 단결합이다.)
본 발명에 의하면, 유기 일렉트로루미네선스 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 화합물, 당해 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료, 당해 화합물을 포함하는 유기 일렉트로루미네선스 소자, 및 당해 유기 일렉트로루미네선스 소자를 구비한 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
[화합물]
본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물은, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 특징으로 한다.
[화학식 4]
Figure 112016011846405-pct00004
(상기 일반식 (1) 에 있어서, R3 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
할로겐 원자,
하이드록실기,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기이다.
R2 는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기이다.
R2 가 치환기를 갖는 경우, 치환기는,
할로겐 원자,
하이드록실기,
시아노기,
니트로기,
카르복시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알케닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알키닐기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 5 ∼ 30 의 함산소 복소 고리기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 5 ∼ 30 의 함황 복소 고리기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기이다.
상기 아릴옥시기 및 상기 아릴티오기가 치환기를 갖는 경우, 인접하는 치환기가 결합하여 고리를 형성하는 경우와 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
L1 은, 단결합 또는 연결기이고, L1 에 있어서의 연결기로는,
알케닐렌기,
알키닐렌기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기,
상기 방향족 탄화수소기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기,
상기 복소 고리기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기, 또는
상기 방향족 탄화수소기 및 상기 복소 고리기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기이다.
또한, 상기 다중 연결기를 구성하는 상기 방향족 탄화수소기 및 상기 복소 고리기는, 서로 동일 또는 상이하고, 이웃하는 기가 결합하여 추가로 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
L2 는, 연결기이고, 연결기로는, L1 에 있어서의 연결기와 동일한 의미이다.
n 및 m 은, 각각 독립적으로 1 이상 5 이하의 정수이다.
n 이 2 이상 5 이하의 정수인 경우, 복수의 Cz 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
m 이 2 이상 5 이하의 정수인 경우, 복수의 Az 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
Cz 는, 하기 일반식 (1a) 로 나타내고,
Az 는, 하기 일반식 (11) 로 나타낸다.)
[화학식 5]
Figure 112016011846405-pct00005
(상기 일반식 (1a) 에 있어서,
X1 ∼ X8 은, 각각 독립적으로 CR 또는 질소 원자이다.
R 및 R1 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
할로겐 원자,
하이드록실기,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기이다.
서로 인접하는 R 이 결합하여, 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
R 이 복수 있는 경우, 복수의 R 은, 서로 동일, 또는 상이하다.
단, R 및 R1 의 어느 1 개는, 상기 일반식 (1) 의 L1 에 결합하는 단결합이다.
또한, R1 과 인접하는 R 이 서로 결합하여, 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.)
[화학식 6]
Figure 112016011846405-pct00006
(상기 일반식 (11) 에 있어서,
X9 는, CR9 또는 질소 원자이고, X10 은, CR10 또는 질소 원자이다.
R4 ∼ R6, R9 및 R10 은, 각각 독립적으로,
수소 원자,
할로겐 원자,
하이드록실기,
시아노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기이다.
R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 이웃하는 기가 결합하여 추가로 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
단, R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 어느 1 개는, L2에 결합하는 단결합이다.)
상기 일반식 (1) 은, 하기 일반식 (1A) 또는 (1B) 로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 7]
Figure 112016011846405-pct00007
(상기 일반식 (1A) 에 있어서, L1, L2, R2, R3, Az, n, m 은, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, R2, R3, Az, n, m 과 동일한 의미이다. X1 ∼ X8 은, 각각 상기 일반식 (1a) 에 있어서의 X1 ∼ X8 과 동일한 의미이다.)
[화학식 8]
Figure 112016011846405-pct00008
(상기 일반식 (1B) 에 있어서, L1, L2, R2, R3, Az, n, m 은, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, R2, R3, Az, n, m 과 동일한 의미이다. R1, X1 ∼ X8 은, 각각 상기 일반식 (1a) 에 있어서의 R1, X1 ∼ X8 과 동일한 의미이다.
단, 상기 일반식 (1B) 에 있어서, X1 ∼ X8 중 어느 1 개는, L1 에 결합하는 탄소 원자이다.)
또한, 상기 일반식 (1), (1A) 및 (1B) 에 있어서, 상기 일반식 (11) 의 R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 이웃하는 기가 결합하여 추가로 고리를 형성하는 경우, 고리를 형성하고 있지 않은 R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 어느 것이, L2 에 결합하는 단결합인 경우가 있다. 또한, 고리를 형성한 R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 어느 것이, 추가로 L2 에 결합하는 단결합인 경우, 즉, R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 어느 것으로 형성된 고리가, L2 에 결합하는 경우가 있다. 예를 들어, 상기 일반식 (11) 에 있어서, R4 와 R9 가 고리를 형성하는 경우, 고리를 형성하고 있지 않은 R5 또는 R6 이 L2 에 결합하는 단결합인 경우와, 예를 들어, 하기 식 (11A) 로 나타내는 바와 같이 R4 와 R9 로 형성된 고리가 L2 에 결합하는 결합손을 갖는 경우가 있다. 또한, 하기 식 (11A) 에 있어서, R5, R6, X10 은, 상기 일반식 (11) 의 R5, R6, X10 과 동일한 의미이다.
[화학식 9]
Figure 112016011846405-pct00009
상기 일반식 (1), (1A) 또는 (1B) 에 있어서, 상기 X1 부터 X8 까지는, 각각 독립적으로 CR 인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (11), 즉, 상기 일반식 (1), (1A) 또는 (1B) 에 있어서, 상기 Az 는, 치환 혹은 무치환의 피리딘 고리, 치환 혹은 무치환의 피리미딘 고리, 치환 혹은 무치환의 트리아진 고리, 치환 혹은 무치환의 퀴놀린 고리, 치환 혹은 무치환의 이소퀴놀린 고리, 치환 혹은 무치환의 퀴나졸린 고리, 및 치환 혹은 무치환의 페난트롤린 고리의 어느 것에서 선택되는 것이 바람직하다.
그 중에서도, 상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리, 무치환의 피리미딘 고리, 무치환의 트리아진 고리, 무치환의 퀴놀린 고리, 무치환의 이소퀴놀린 고리, 무치환의 퀴나졸린 고리 및 무치환의 페난트롤린 고리의 어느 것에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 Az 는, 하기 일반식 (11-a) 부터 (11-x) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것이 바람직하고, 이들 중에서도, 축합 고리를 갖지 않는 단고리의 구조를 갖는 기인 것이 보다 바람직하고, (11-a) 부터 (11-g) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 하기 식 (11-a) 부터 (11-x) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 추가로 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우에는, 후술하는 「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우에 있어서의 치환기를 갖는다.
[화학식 10]
Figure 112016011846405-pct00010
(상기 일반식 (11-a) ∼ (11-x) 에 있어서, 결합손은 상기 일반식 (1), (1A) 또는 (1B) 의 L2 에 결합하는 결합손이다.)
상기 일반식 (11) 에 있어서, 상기 X9 는, CR9 이고, 상기 X10 은, CR10 인 것이 바람직하다. 즉, 상기 일반식 (1), (1A) 및 (1B) 에 있어서, 상기 Az 가, 치환 혹은 무치환의 피리딘 고리인 것이 바람직하다. 상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리인 것이 보다 바람직하고, 상기 일반식 (11-a) 부터 (11-c) 까지의 어느 것으로 나타내는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1), (1A) 및 (1B) 에 있어서, 상기 n 은, 1 또는 2 이고, 상기 m 은, 1 인 것이 바람직하다.
상기 일반식 (1A) 는, 하기 일반식 (12A-1) 또는 (12A-2) 로 나타내는 것이 바람직하고, 상기 일반식 (1B) 는, 하기 일반식 (12B-1) 또는 (12B-2) 로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 11]
Figure 112016011846405-pct00011
(상기 일반식 (12A-1) 에 있어서, L1, L2, R2, R3, Az 는, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, R2, R3, Az 와 동일한 의미이다. R11, R12 는, 카르바졸릴기의 임의의 탄소 원자에 결합한다. R11, R12 는, 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. p 및 q 는, 4 이다. 복수의 R11, R12 는, 각각 동일 또는 상이하다.)
[화학식 12]
Figure 112016011846405-pct00012
(상기 일반식 (12A-2) 에 있어서, L1, L2, R2, R3, Az 는, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, R2, R3, Az 와 동일한 의미이다. R11, R12, R13, R14 는, 카르바졸릴기의 임의의 탄소 원자에 결합한다. R11, R12, R13, R14 는, 각각 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. p, q, r, s 는, 4 이다. 복수의 R11, R12, R13, R14 는, 각각 동일 또는 상이하다.)
[화학식 13]
Figure 112016011846405-pct00013
(상기 일반식 (12B-1) 에 있어서, L1, L2, R2, R3, Az 는, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, R2, R3, Az 와 동일한 의미이다. 단, L1 은, 카르바졸릴기의 임의의 탄소 원자에 결합한다. R1 은, 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. R11, R12 는, 카르바졸릴기의 임의의 탄소 원자에 결합한다. R11, R12 는, 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. p 는, 4 이고, q 는 3 이다. 복수의 R11, R12 는, 각각 동일 또는 상이하다.)
[화학식 14]
Figure 112016011846405-pct00014
(상기 일반식 (12B-2) 에 있어서, L1, L2, R2, R3, Az 는, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, R2, R3, Az 와 동일한 의미이다. 단, L1 은, 카르바졸릴기의 임의의 탄소 원자에 결합한다. R1 및 R15 는, 각각 독립적으로, 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. R11, R12, R13, R14 는, 카르바졸릴기의 임의의 탄소 원자에 결합한다. R11, R12, R13, R14 는, 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. p 및 r 은, 4 이고, q 및 s 는 3 이다. 복수의 R11, R12, R13, R14 는, 각각 동일 또는 상이하다.)
본 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 상기 일반식 (1A) 로 나타내는 것이 바람직하고, 상기 일반식 (11A), (12A-1) 및 (12A-2) 의 어느 것으로 나타내는 것이 보다 바람직하다.
상기 L1 은, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것이 바람직하고, 하기 식 (L-1a) 부터 (L-1f) 까지의 어느 것으로 나타내는 것이 보다 바람직하다.
또한, 하기 식 (L-1a) 부터 (L-1f) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 추가로 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우에는, 후술하는 「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우에 있어서의 치환기를 갖는다.
[화학식 15]
Figure 112016011846405-pct00015
또한, 상기 L1 은, 치환 또는 무치환의 벤젠 고리인 것이 바람직하고, 상기 식 (L-1a) 로 나타내는 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1) 은, 하기 일반식 (13A) 로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 16]
Figure 112016011846405-pct00016
(상기 일반식 (13A) 에 있어서, L2, R2, R3, Az 는, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2, R2, R3, Az 와 동일한 의미이다. R11, R12, R13, R14 는, 카르바졸릴기의 임의의 탄소 원자에 결합한다. R11, R12, R13, R14, R16, R17, R18 은, 각각 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. p, q, r, s 는, 4 이다. 복수의 R11, R12, R13, R14 는, 각각 동일 또는 상이하다.)
상기 일반식 (1A) 는, 하기 일반식 (15A) 로 나타내도 바람직하다.
[화학식 17]
Figure 112016011846405-pct00017
(상기 일반식 (15A) 에 있어서, R2, L2, Az 는, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R2, L2, 및 Az 와 동일한 의미이다. R11, R12 는, 각각 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. 복수의 R11 은, 서로 동일하거나, 또는 상이하다. 복수의 R12 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다. p 및 q 는 4 이다.)
상기 L2 는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 또는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기인 것이 바람직하다. L2 가 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기인 경우, 디벤조푸란 고리 또는 디벤조티오펜 고리인 것이 바람직하다. 상기 L2 는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것이 보다 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기로는, 치환 혹은 무치환의 벤젠 고리, 치환 혹은 무치환의 나프탈렌 고리 또는 치환 혹은 무치환의 비페닐렌 고리가 바람직하다. 상기 L2 는, 하기 식 (L-2a) 부터 (L-2f) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 하기 식 (L-2a) 부터 (L-2f) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 추가로 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우에는, 후술하는 「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우에 있어서의 치환기를 갖는다.
[화학식 18]
Figure 112016011846405-pct00018
상기 L2 는, 치환 또는 무치환의 벤젠 고리인 것이 바람직하다. 상기 L2 는, 상기 식 (L-2a) ∼ (L-2c) 의 어느 것으로 나타내는 것이 보다 바람직하고, 상기 식 (L-2a) 로 나타내는 것이 더욱 바람직하다.
상기 R2 는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것이 바람직하고, 하기 식 (R-2a) 부터 (R-2e) 까지의 어느 것으로 나타내는 것이 바람직하다.
또한, 하기 식 (R-2a) 부터 (R-2e) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 추가로 치환기를 가지고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우에는, 후술하는 「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우에 있어서의 치환기를 갖는다.
[화학식 19]
Figure 112016011846405-pct00019
상기 R2 는, 치환 또는 무치환의 페닐기인 것이 바람직하고, 상기 식 (R-2a) 로 나타내는 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (15A) 는, 하기 일반식 (16A) 로 나타내는 것이 보다 바람직하다.
[화학식 20]
Figure 112016011846405-pct00020
(상기 일반식 (16A) 에 있어서, Az 는, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 Az 와 동일한 의미이다. R11, R12 는, 상기 일반식 (1) 의 R3 과 동일한 의미이다. 복수의 R11 은, 서로 동일하거나, 또는 상이하다. 복수의 R12 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다. p 및 q 는 4 이다.)
다음으로, 상기 일반식 (1), (1a), (1A), (1B), (13A), (15A) ∼ (16A), (12A-1) ∼ (12A-2), 및 (12B-1) ∼ (12B-2) 에 기재된 각 치환기에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기 (아릴기라고 칭하는 경우가 있다) 로는, 예를 들어, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 플루오란테닐기, 벤조[a]안트릴기, 벤조[c]페난트릴기, 트리페닐레닐기, 벤조[k]플루오란테닐기, 벤조[g]크리세닐기, 벤조[b]트리페닐레닐기, 피세닐기, 페릴레닐기 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 방향족 탄화수소기로는, 고리 형성 탄소수가 6 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 6 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하다. 상기 방향족 탄화수소기 중에서도 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 터페닐기, 플루오레닐기가 더욱 바람직하다. 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기 및 4-플루오레닐기에 대해서는, 9 위치의 탄소 원자에, 후술하는 본 실시형태에 있어서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 제 1 고리 구조에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 24 의 방향족 탄화수소기로는, 상기한 방향족 탄화수소기 중 고리 형성 탄소수가 6 ∼ 24 인 기를 사용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기 (헤테로아릴기, 헤테로 방향족 고리기, 또는 방향족 복소 고리기라고 칭하는 경우가 있다) 는, 헤테로 원자로서 질소, 황, 산소, 규소, 셀렌 원자, 및 게르마늄 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 것의 원자를 포함하는 것이 바람직하고, 질소, 황, 및 산소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 것의 원자를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로는, 예를 들어, 피리딜기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀리닐기, 나프티리디닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기, 인돌릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인다졸릴기, 이미다조피리디닐기, 벤조트리아졸릴기, 카르바졸릴기, 푸릴기, 티에닐기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이속사졸릴기, 이소티아졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 벤즈옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤즈이속사졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 벤즈옥사디아졸릴기, 벤조티아디아졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 피페리디닐기, 피롤리디닐기, 피페라지닐기, 모르폴릴기, 페나지닐기, 페노티아지닐기, 페녹사지닐기 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 복소 고리기의 고리 형성 원자수는 5 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 14 인 것이 보다 바람직하다. 상기 복소 고리기 중에서도 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티오페닐기, 2-디벤조티오페닐기, 3-디벤조티오페닐기, 4-디벤조티오페닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 9-카르바졸릴기가 더욱 바람직하다. 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기 및 4-카르바졸릴기에 대해서는, 9 위치의 질소 원자에, 본 실시형태에 있어서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 제 1 고리 구조에 있어서의 고리 형성 원자수 6 ∼ 24 의 복소 고리기로는, 상기한 복소 고리기 중 고리 형성 원자수가 6 ∼ 24 인 기를 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 복소 고리기는, 예를 들어, 하기 일반식 (XY-1) ∼ (XY-18) 로 나타내는 부분 구조로부터 유도되는 기여도 된다.
[화학식 21]
Figure 112016011846405-pct00021
[화학식 22]
Figure 112016011846405-pct00022
[화학식 23]
Figure 112016011846405-pct00023
상기 일반식 (XY-1) ∼ (XY-18) 에 있어서, X 및 Y 는, 각각 독립적으로, 헤테로 원자이고, 산소 원자, 황 원자, 셀렌 원자, 규소 원자, 또는 게르마늄 원자인 것이 바람직하다. 상기 일반식 (XY-1) ∼ (XY-18) 로 나타내는 부분 구조는, 임의의 위치에서 결합손을 가져 복소 고리기가 되고, 이 복소 고리기는, 치환기를 가지고 있어도 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 치환 또는 무치환의 카르바졸릴기로는, 예를 들어, 하기 식으로 나타내는 것과 같은 카르바졸 고리에 대하여 추가로 고리가 축합한 기도 포함할 수 있다. 이와 같은 기도 치환기를 가지고 있어도 된다. 또한, 결합손의 위치도 적절히 변경될 수 있다.
[화학식 24]
Figure 112016011846405-pct00024
본 실시형태에 있어서의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기로는, 직사슬, 분기 사슬 또는 고리형 중 어느 것이어도 된다. 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, 네오펜틸기, 아밀기, 이소아밀기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-펜틸헥실기, 1-부틸펜틸기, 1-헵틸옥틸기, 3-메틸펜틸기를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기의 탄소수는, 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 6 인 것이 보다 바람직하다. 상기 직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기 중에서도 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 아밀기, 이소아밀기, 네오펜틸기가 더욱 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 시클로알킬기로는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 아다만틸기, 노르보르닐기 등을 들 수 있다. 시클로알킬기의 고리 형성 탄소수는, 3 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 8 인 것이 보다 바람직하다. 상기 시클로알킬기 중에서도, 시클로펜틸기나 시클로헥실기가 더욱 바람직하다.
알킬기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화알킬기로는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기가 1 이상의 할로겐기로 치환된 기를 들 수 있다. 구체적으로는, 플루오로메틸기, 디플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 플루오로에틸기, 트리플루오로메틸메틸기, 트리플루오로에틸기, 펜타플루오로에틸기 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 2 ∼ 30 의 알케닐기로는, 직사슬, 분기 사슬, 또는 고리형 중 어느 것이어도 되고, 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 올레일기, 에이코사펜타에닐기, 도코사헥사에닐기, 스티릴기, 2,2-디페닐비닐기, 1,2,2-트리페닐비닐기, 2-페닐-2-프로페닐기, 시클로펜타디에닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헥사디에닐기 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 2 ∼ 30 의 알키닐기로는, 직사슬, 분기 사슬, 또는 고리형 중 어느 것이어도 되고, 예를 들어, 에티닐, 프로피닐, 2-페닐에티닐 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기로는, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시한 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기를 들 수 있고, 구체적으로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리-n-부틸실릴기, 트리-n-옥틸실릴기, 트리이소부틸실릴기, 디메틸에틸실릴기, 디메틸이소프로필실릴기, 디메틸-n-프로필실릴기, 디메틸-n-부틸실릴기, 디메틸-t-부틸실릴기, 디에틸이소프로필실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리이소프로필실릴기 등을 들 수 있다. 트리알킬실릴기에 있어서의 3 개의 알킬기는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기로는, 디알킬아릴실릴기, 알킬디아릴실릴기, 트리아릴실릴기를 들 수 있다.
디알킬아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시한 알킬기를 2 개 갖고, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기를 1 개 갖는 디알킬아릴실릴기를 들 수 있다. 디알킬아릴실릴기의 탄소수는, 8 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
알킬디아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기에서 예시한 알킬기를 1 개 갖고, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기를 2 개 갖는 알킬디아릴실릴기를 들 수 있다. 알킬디아릴실릴기의 탄소수는, 13 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
트리아릴실릴기는, 예를 들어, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기를 3 개 갖는 트리아릴실릴기를 들 수 있다. 트리아릴실릴기의 탄소수는, 18 ∼ 30 인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기는, -OZ1 로 나타낸다. 이 Z1 의 예로서, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다. 알콕시기는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기를 들 수 있다.
알콕시기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화알콕시기로는, 예를 들어, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기가 1 이상의 할로겐기로 치환된 기를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기는, -OZ2 로 나타낸다. 이 Z2 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기 또는 후술하는 단고리기 및 축합 고리기를 들 수 있다. 이 아릴옥시기로는, 예를 들어, 페녹시기를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 2 ∼ 30 의 알킬아미노기는, -NHRV, 또는 -N(RV)2 로 나타낸다. 이 RV 의 예로서, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴아미노기는, -NHRW, 또는 -N(RW)2 로 나타낸다. 이 RW 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬티오기는, -SRV 로 나타낸다. 이 RV 의 예로서, 상기 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기를 들 수 있다.
고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기는, -SRW 로 나타낸다. 이 RW 의 예로서, 상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 할로겐 원자로서, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 바람직하게는 불소 원자이다.
본 실시형태에 있어서, 방향족 탄화수소기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기, 복소 고리기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기, 또는 방향족 탄화수소기 및 상기 복소 고리기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기의 예로는, 상기 방향족 탄화수소기 및 상기 복소 고리기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 2 가의 기를 들 수 있다. 방향족 탄화수소기 및 상기 복소 고리기에서 선택되는 2 개 내지 4 개의 기가 결합하여 이루어지는 다중 연결기로는, 복소 고리기-방향족 탄화수소기, 방향족 탄화수소기-복소 고리기, 방향족 탄화수소기-복소 고리기-방향족 탄화수소기, 복소 고리기-방향족 탄화수소기-복소 고리기, 방향족 탄화수소기-복소 고리기-방향족 탄화수소기-복소 고리기, 복소 고리기-방향족 탄화수소기-복소 고리기-방향족 탄화수소기 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 상기 방향족 탄화수소기와 상기 복소 고리기가 1 개씩 결합하여 이루어지는 2 가의 기, 요컨대 복소 고리기-방향족 탄화수소기, 및 방향족 탄화수소기-복소 고리기이다. 또한, 이들 다중 연결기에 있어서의 방향족 탄화수소기 및 복소 고리기의 구체예로는, 상기 방향족 탄화수소기 및 상기 복소 고리기에서 설명한 기를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 고리 형성 탄소수란, 원자가 고리형으로 결합한 구조의 화합물 (예를 들어, 단고리 화합물, 축합 고리 화합물, 가교 화합물, 탄소 고리 화합물, 복소 고리 화합물) 의 당해 고리 자체를 구성하는 원자 중 탄소 원자의 수를 나타낸다. 당해 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우, 치환기에 포함되는 탄소는 고리 형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에서 기술되는 「고리 형성 탄소수」 에 대해서는, 특필하지 않는 한 동일한 것으로 한다. 예를 들어, 벤젠 고리는 고리 형성 탄소수가 6 이고, 나프탈렌 고리는 고리 형성 탄소수가 10 이고, 피리디닐기는 고리 형성 탄소수 5 이고, 푸라닐기는 고리 형성 탄소수 4 이다. 또한, 벤젠 고리나 나프탈렌 고리에 치환기로서 예를 들어 알킬기가 치환되어 있는 경우, 당해 알킬기의 탄소수는, 고리 형성 탄소수의 수에 포함하지 않는다. 또한, 플루오렌 고리에 치환기로서 예를 들어 플루오렌 고리가 결합하고 있는 경우 (스피로플루오렌 고리를 포함한다), 치환기로서의 플루오렌 고리의 탄소수는 고리 형성 탄소수의 수에 포함하지 않는다.
본 실시형태에 있어서, 고리 형성 원자수란, 원자가 고리형으로 결합한 구조 (예를 들어 단고리, 축합 고리, 고리 집합) 의 화합물 (예를 들어 단고리 화합물, 축합 고리 화합물, 가교 화합물, 탄소 고리 화합물, 복소 고리 화합물) 의 당해 고리 자체를 구성하는 원자의 수를 나타낸다. 고리를 구성하지 않는 원자 (예를 들어 고리를 구성하는 원자의 결합손을 종단 (終端) 하는 수소 원자) 나, 당해 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 고리 형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에서 기술되는 「고리 형성 원자수」 에 대해서는, 특필하지 않는 한 동일한 것으로 한다. 예를 들어, 피리딘 고리는, 고리 형성 원자수가 6 이고, 퀴나졸린 고리는, 고리 형성 원자수가 10 이고, 푸란 고리는, 고리 형성 원자수가 5 이다. 피리딘 고리나 퀴나졸린 고리의 탄소 원자에 각각 결합하고 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 대해서는, 고리 형성 원자수의 수에 포함하지 않는다. 또한, 플루오렌 고리에 치환기로서 예를 들어 플루오렌 고리가 결합하고 있는 경우 (스피로플루오렌 고리를 포함한다), 치환기로서의 플루오렌 고리의 원자수는 고리 형성 원자수의 수에 포함하지 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, 수소 원자란, 중성자수가 상이한 동위체, 즉, 경수소 (Protium), 중수소 (Deuterium), 삼중 수소 (Tritium) 를 포함한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우에 있어서의 치환기로는, 상기 서술한 바와 같은 방향족 탄화수소기, 복소 고리기, 알킬기 (직사슬 또는 분기 사슬의 알킬기, 시클로알킬기, 할로알킬기), 알콕시기, 아릴옥시기, 아르알킬기, 할로알콕시기, 알킬실릴기, 디알킬아릴실릴기, 알킬디아릴실릴기, 트리아릴실릴기, 할로겐 원자, 시아노기, 하이드록실기, 니트로기, 및 카르복시기를 들 수 있다. 그 외에, 알케닐기나 알키닐기도 들 수 있다.
여기서 예시한 치환기 중에서는, 방향족 탄화수소기, 복소 고리기, 알킬기, 할로겐 원자, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 시아노기가 바람직하고, 나아가, 각 치환기의 설명에 있어서 바람직하다고 한 구체적인 치환기가 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우에 있어서의 「무치환」 이란 상기 치환기로 치환되어 있지 않고, 수소 원자가 결합하고 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「치환 또는 무치환의 탄소수 XX ∼ YY 의 ZZ 기」 라는 표현에 있어서의 「탄소수 XX ∼ YY」 는, ZZ 기가 무치환인 경우의 탄소수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수는 포함하지 않는다. 여기서, 「YY」 는 「XX」 보다 크고, 「XX」 와「YY」 는 각각 1 이상의 정수를 의미한다.
본 실시형태에 있어서, 「치환 또는 무치환의 원자수 XX ∼ YY 의 ZZ 기」 라는 표현에 있어서의 「원자수 XX ∼ YY」 는, ZZ 기가 무치환인 경우의 원자수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수는 포함하지 않는다. 여기서, 「YY」 는 「XX」 보다 크고, 「XX」 와「YY」 는 각각 1 이상의 정수를 의미한다.
이하에 설명하는 화합물 또는 그 부분 구조에 있어서, 「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우에 대해서도, 상기와 동일하다.
단, 상기 일반식 (1), (1A), (1B), (12A-1), (12A-2), (12B-1), (12B-2), (13A), 및 (15A) 에 있어서, R2 가 치환기를 갖는 경우, 즉, 치환된 XX 기인 경우의 치환기는, 할로겐 원자, 하이드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복시기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알케닐기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알키닐기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬실릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 60 의 아릴실릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 5 ∼ 30 의 함산소 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 5 ∼ 30 의 함황 복소 고리기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기이고, 상기 아릴옥시기 및 상기 아릴티오기가 치환기를 갖는 경우, 인접하는 치환기가 결합하여 고리를 형성하는 경우와 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
이하에 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은, 이들 예시 화합물에 한정되지 않는다.
[화학식 25]
Figure 112016011846405-pct00025
[화학식 26]
Figure 112016011846405-pct00026
[화학식 27]
Figure 112016011846405-pct00027
[화학식 28]
Figure 112016011846405-pct00028
[화학식 29]
Figure 112016011846405-pct00029
[화학식 30]
Figure 112016011846405-pct00030
[화학식 31]
Figure 112016011846405-pct00031
[화학식 32]
Figure 112016011846405-pct00032
[화학식 33]
Figure 112016011846405-pct00033
[화학식 34]
Figure 112016011846405-pct00034
[화학식 35]
Figure 112016011846405-pct00035
[화학식 36]
Figure 112016011846405-pct00036
[화학식 37]
Figure 112016011846405-pct00037
[화학식 38]
Figure 112016011846405-pct00038
[화학식 39]
Figure 112016011846405-pct00039
[화학식 40]
Figure 112016011846405-pct00040
[화학식 41]
Figure 112016011846405-pct00041
[화학식 42]
Figure 112016011846405-pct00042
[화학식 43]
Figure 112016011846405-pct00043
[화학식 44]
Figure 112016011846405-pct00044
[유기 EL 소자용 재료]
본 실시형태의 화합물은, 유기 EL 소자용 재료로서 사용할 수 있다. 이 경우, 본 실시형태의 화합물을 단독으로 유기 EL 소자용 재료로 해도 되고, 본 실시형태의 화합물을 다른 재료와 함께 이용하여 유기 EL 소자용 재료로 해도 된다.
[유기 EL 소자]
본 발명의 일 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자는, 음극과, 양극과, 음극과 양극 사이에 배치된 유기층을 갖는다. 유기층은, 적어도 발광층을 포함하는 복수층으로 구성된다.
본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 유기층은, 적어도 발광층을 포함하고, 전자 수송 대역을 포함한다. 전자 수송 대역은, 발광층과 음극 사이에 형성된 층으로서, 전자 수송 대역은, 적어도 전자 주입층을 포함하고, 전자 주입층과 전자 수송층을 포함하고 있어도 되고, 추가로 정공 장벽층이나 스페이스층을 포함하고 있어도 된다. 이들 층 외에, 추가로 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 장벽층 등의 공지된 유기 EL 소자로 채용되는 층을 가지고 있어도 된다. 유기층은, 무기 화합물을 포함하고 있어도 된다.
상기 유기 EL 소자는, 형광 또는 인광 발광형의 단색 발광 소자여도 되고, 형광 및 인광 하이브리드형의 백색 발광 소자여도 되고, 단독의 발광 유닛을 갖는 심플형이어도 되고, 복수의 발광 유닛을 갖는 탠덤형이어도 되고, 그 중에서도, 인광 발광형인 것이 바람직하다.
심플형 유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로는, 이하의 소자 구성을 들 수가 있다.
(1) 양극/발광 유닛/음극
또한, 상기 발광 유닛은, 인광 발광층이나 형광 발광층을 복수 갖는 적층형이어도 되고, 그 경우, 각 발광층 사이에, 인광 발광층에서 생성된 여기자가 형광 발광층으로 확산되는 것을 방지할 목적으로, 스페이스층을 가지고 있어도 된다. 발광 유닛의 대표적인 층 구성을 이하에 나타낸다.
(a) 정공 수송층/발광층 (/전자 수송층)
(b) 정공 수송층/제 1 인광 발광층/제 2 인광 발광층 (/전자 수송층)
(c) 정공 수송층/인광 발광층/스페이스층/형광 발광층 (/전자 수송층)
(d) 정공 수송층/제 1 인광 발광층/제 2 인광 발광층/스페이스층/형광 발광층 (/전자 수송층)
(e) 정공 수송층/제 1 인광 발광층/스페이스층/제 2 인광 발광층/스페이스층/형광 발광층 (/전자 수송층)
(f) 정공 수송층/인광 발광층/스페이스층/제 1 형광 발광층/제 2 형광 발광층 (/전자 수송층)
(g) 정공 수송층/전자 장벽층/발광층 (/전자 수송층)
(h) 정공 수송층/발광층/정공 장벽층 (/전자 수송층)
(i) 정공 수송층/형광 발광층/트리플렛 장벽층 (/전자 수송층)
상기 각 발광 유닛에 있어서의 인광 발광층 또는 형광 발광층은, 각각 서로 상이한 발광색을 나타내는 구성으로 할 수 있다. 구체적으로는, 상기 발광 유닛 (d) 에 있어서, 정공 수송층/제 1 인광 발광층 (적색 발광)/제 2 인광 발광층 (녹색 발광)/스페이스층/형광 발광층 (청색 발광)/전자 수송층과 같은 층 구성 등을 들 수 있다.
또한, 각 발광층과 정공 수송층 사이, 혹은 각 발광층과 스페이스층 사이에는, 적절히, 전자 장벽층을 형성해도 된다. 또한, 각 발광층과 전자 수송층 사이에는, 적절히, 정공 장벽층을 형성해도 된다. 전자 장벽층이나 정공 장벽층을 형성함으로써, 전자 또는 정공을 발광층 내에 가두어, 발광층에 있어서의 전하의 재결합 확률을 높여, 수명을 향상시킬 수 있다.
탠덤형 유기 EL 소자의 대표적인 소자 구성으로는, 이하의 소자 구성을 들 수가 있다.
(2) 양극/제 1 발광 유닛/중간층/제 2 발광 유닛/음극
여기서, 상기 제 1 발광 유닛 및 제 2 발광 유닛으로는, 예를 들어, 각각 독립적으로 상기 서술한 발광 유닛과 동일한 발광 유닛을 선택할 수 있다.
상기 중간층은, 일반적으로, 중간 전극, 중간 도전층, 전하 발생층, 전자 인발층, 접속층, 또는 중간 절연층이라고도 불리고, 제 1 발광 유닛에 전자를, 제 2 발광 유닛에 정공을 공급하는, 공지된 재료 구성을 사용할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 형광 도펀트와 조합된 호스트를 형광 호스트라고 칭하고, 인광 도펀트와 조합된 호스트를 인광 호스트라고 칭한다. 형광 호스트와 인광 호스트는 분자 구조에 의해서만 구분되지 않는다. 즉, 인광 호스트란, 인광 도펀트를 함유하는 인광 발광층을 구성하는 재료를 의미하고, 형광 발광층을 구성하는 재료로서 이용할 수 없는 것을 의미하고 있는 것은 아니다. 형광 호스트에 대해서도 동일하다.
도 1 에, 본 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자의 일례의 개략 구성을 나타낸다.
도 1 에 나타내는 유기 EL 소자 (1) 는, 기판 (2) 과, 양극 (3) 과, 음극 (4) 과, 양극 (3) 과 음극 (4) 사이에 배치된 유기층 (10) 을 갖는다.
그리고, 유기층 (10) 은, 양극 (3) 측으로부터 순서대로, 정공 주입·수송층 (6), 발광층 (5), 전자 수송층 (7), 및 전자 주입층 (8) 이 적층되어 구성된다. 이 중, 전자 수송층 (7) 과 전자 주입층 (8) 이 전자 수송 대역 (11) 을 구성하고 있다.
(전자 수송 대역)
본 실시형태의 유기 EL 소자 (1) 에 있어서의, 전자 수송 대역 (11) 은, 상기한 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는, 전자 수송 대역 (11) 은, 전자 수송층 (7) 과 전자 주입층 (8) 을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물은, 전자 수송 대역 (11) 의 어느 층에 포함되어 있어도 되지만, 본 실시형태에 있어서는, 전자 주입층 (8) 에 포함된다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 전자 수송 대역 (11) 은, 후술하는 전자 공여성 도펀트를 함유하고 있어도 바람직하다.
(전자 주입층)
전자 주입층은, 음극으로부터 전자를 효율적으로 유기층 유닛에 주입하는 기능을 갖는다. 전자 수송 대역이 복수층으로 구성되는 경우, 음극에 가까운 유기층을 전자 주입층으로 한다. 본 실시형태의 전자 주입층 (8) 은, 상기한 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물을 포함한다. 즉, 상기 일반식 (1), (1A), (1B), (13A), (15A) ∼ (16A), (12A-1) ∼ (12A-2), 및 (12B-1) ∼ (12B-2) 의 어느 것으로 나타내는 화합물을 포함한다.
상기 일반식 (1), (1A), (1B), (13A), (15A) ∼ (16A), (12A-1) ∼ (12A-2), 및 (12B-1) ∼ (12B-2) 의 어느 것으로 나타내는 본 실시형태의 화합물은, 상기 일반식 (1) 중, 분자 말단에 Az 로 나타내는 함질소 복소 고리기를 가짐으로써, 전자 주입성이 높다.
(전자 수송층)
전자 수송층 (7) 은, 발광층과 음극 사이에 형성되는 유기층으로서, 전자를 음극으로부터 발광층으로 수송하는 기능을 갖는다. 상기한 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물 및 유기 EL 소자용 재료는, 전자 수송층을 형성하는 전자 수송층용 재료로서도 바람직하다.
상기 유기 EL 소자용 재료 이외에, 전자 수송층에 사용하는 전자 수송성 재료로는, 분자 내에 헤테로 원자를 1 개 이상 함유하는 방향족 헤테로 고리 화합물이 바람직하게 이용되고, 함질소 고리 유도체가 보다 바람직하다. 또한, 함질소 고리 유도체로는, 함질소 6 원자 고리 혹은 5 원자 고리 골격을 갖는 방향족 고리, 또는 함질소 6 원자 고리 혹은 5 원자 고리 골격을 갖는 축합 방향족 고리 화합물이 바람직하다.
이 함질소 고리 유도체로는, 예를 들어, 하기 식 (A) 로 나타내는 함질소 고리 금속 킬레이트 착물이 바람직하다.
[화학식 45]
Figure 112016011846405-pct00045
함질소 고리 금속 킬레이트 착물인 식 (A) 에 있어서의 R2 ∼ R7 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 하이드록실기, 아미노기, 탄소수 1 ∼ 40 의 탄화수소기, 탄소수 1 ∼ 40 의 알콕시기, 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴옥시기, 알콕시카르보닐기, 또는, 고리 형성 탄소수 5 ∼ 50 의 방향족 복소 고리기이고, 이들은 치환되어 있어도 된다.
할로겐 원자로는, 예를 들어, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있다.
치환되어 있어도 되는 아미노기의 예로는, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 아르알킬아미노기를 들 수 있다.
알킬아미노기 및 아르알킬아미노기는 -NQ1Q2 로 나타낸다. Q1 및 Q2 는, 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 아르알킬기를 나타낸다. Q1 및 Q2 의 일방은 수소 원자여도 된다.
아릴아미노기는 -NAr1Ar2 로 나타내고, Ar1 및 Ar2 는, 각각 독립적으로, 탄소수 6 ∼ 50 의 비축합 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기를 나타낸다. Ar1 및 Ar2 의 일방은 수소 원자여도 된다.
탄소수 1 ∼ 40 의 탄화수소기는 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 아릴기, 및 아르알킬기를 포함한다.
알콕시카르보닐기는 -COOY' 로 나타내고, Y' 는 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기를 나타낸다.
M 은, 알루미늄 (Al), 갈륨 (Ga) 또는 인듐 (In) 이고, In 인 것이 바람직하다.
L 은, 하기 식 (A') 또는 (A") 로 나타내는 기이다.
[화학식 46]
Figure 112016011846405-pct00046
식 (A') 중, R8 ∼ R12 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 40 의 탄화수소기이고, 서로 인접하는 기가 고리형 구조를 형성하고 있어도 된다. 또한, 상기 식 (A") 중, R13 ∼ R27 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 40 의 탄화수소기이고, 서로 인접하는 기가 고리형 구조를 형성하고 있어도 된다.
식 (A') 및 식 (A") 의 R8 ∼ R12 및 R13 ∼ R27 이 나타내는 탄소수 1 ∼ 40 의 탄화수소기는, 함질소 고리 금속 킬레이트 착물인 상기 식 (A) 중의 R2 ∼ R7 이 나타내는 탄화수소기와 동일하다. 또한, R8 ∼ R12 및 R13 ∼ R27 의 서로 인접하는 기가 고리형 구조를 형성한 경우의 2 가의 기로는, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 디페닐메탄-2,2'-디일기, 디페닐에탄-3,3'-디일기, 디페닐프로판-4,4'-디일기 등을 들 수 있다.
전자 수송층에 사용되는 전자 전달성 화합물로는, 8-하이드록시퀴놀린 또는 그 유도체의 금속 착물, 옥사디아졸 유도체, 함질소 복소 고리 유도체가 바람직하다. 상기 8-하이드록시퀴놀린 또는 그 유도체의 금속 착물의 구체예로는, 옥신 (일반적으로 8-퀴놀리놀 또는 8-하이드록시퀴놀린) 의 킬레이트를 포함하는 금속 킬레이트옥시노이드 화합물, 예를 들어 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄을 사용할 수 있다. 그리고, 옥사디아졸 유도체로는, 하기에 예시된다.
[화학식 47]
Figure 112016011846405-pct00047
상기 식 중, Ar17, Ar18, Ar19, Ar21, Ar22 및 Ar25 는, 각각 치환 혹은 무치환의 탄소수 6 ∼ 50 의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기를 나타내고, Ar17 과 Ar18, Ar19 와 Ar21, Ar22 와 Ar25 는, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기로는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 안트라닐기, 페릴레닐기, 피레닐기 등을 들 수 있다. 이들 치환기로는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시기 또는 시아노기 등을 들 수 있다.
Ar20, Ar23 및 Ar24 는, 각각 치환 혹은 무치환의 탄소수 6 ∼ 50 의 2 가의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기를 나타내고, Ar23 과 Ar24 는, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 2 가의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기로는, 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐렌기, 안트라닐렌기, 페릴레닐렌기, 피레닐렌기 등을 들 수 있다. 이들 치환기로는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시기 또는 시아노기 등을 들 수 있다.
전자 수송층에는, 박막 형성성이 양호한 전자 전달성 화합물이 바람직하게 사용된다. 그리고, 이들 전자 전달성 화합물로는, 하기에 예시된다.
[화학식 48]
Figure 112016011846405-pct00048
전자 전달성 화합물로서의 함질소 복소 고리 유도체는, 이하의 식을 갖는 유기 화합물로 이루어지는 함질소 복소 고리 유도체로서, 금속 착물이 아닌 함질소 화합물을 들 수 있다. 예를 들어, 전자 전달성 화합물로서의 함질소 복소 고리 유도체는, 하기 식 (B) 에 나타내는 골격을 포함하는 5 원자 고리 혹은 6 원자 고리를 갖는 화합물이나, 하기 식 (C) 에 나타내는 구조를 갖는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 49]
Figure 112016011846405-pct00049
상기 식 (C) 중, X 는 탄소 원자 혹은 질소 원자를 나타낸다. Z1 그리고 Z2 는, 각각 독립적으로 함질소 헤테로 고리를 형성 가능한 원자군을 나타낸다.
함질소 복소 고리 유도체는, 더욱 바람직하게는, 5 원자 고리 혹은 6 원자 고리로 이루어지는 함질소 방향 다고리족을 갖는 유기 화합물이다. 나아가, 이와 같은 복수 질소 원자를 갖는 함질소 방향 다고리족의 경우에는, 상기 식 (B) 와 (C) 혹은 상기 식 (B) 와 하기 식 (D) 를 조합한 골격을 갖는 함질소 방향 다고리 유기 화합물이 바람직하다.
[화학식 50]
Figure 112016011846405-pct00050
상기의 함질소 방향 다고리 유기 화합물의 함질소기는, 예를 들어, 이하의 식으로 나타내는 함질소 복소 고리기에서 선택된다.
[화학식 51]
Figure 112016011846405-pct00051
상기 각 식 중, R 은, 탄소수 6 ∼ 40 의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기, 탄소수 3 ∼ 40 의 방향족 복소 고리기 또는 축합 방향족 복소 고리기, 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이고, n 은 0 ∼ 5 의 정수이고, n 이 2 이상의 정수일 때, 복수의 R 은 서로 동일 또는 상이해도 된다.
또한, 바람직한 구체적인 화합물로서, 하기 식 (D1) 로 나타내는 함질소 복소 고리 유도체를 들 수 있다.
HAr-L1-Ar1-Ar2 (D1)
상기 식 (D1) 중, HAr 은, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 40 의 함질소 복소 고리기이고, L1 은 단결합, 치환 혹은 무치환의 탄소수 6 ∼ 40 의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 40 의 방향족 복소 고리기 또는 축합 방향족 복소 고리기이고, Ar1 은 치환 혹은 무치환의 탄소수 6 ∼ 40 의 2 가의 방향족 탄화수소기이고, Ar2 는 치환 혹은 무치환의 탄소수 6 ∼ 40 의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 40 의 방향족 복소 고리기 또는 축합 방향족 복소 고리기이다.
HAr 은, 예를 들어, 하기의 군에서 선택된다.
[화학식 52]
Figure 112016011846405-pct00052
상기 식 (D1) 에 있어서의 L1 은, 예를 들어, 하기의 군에서 선택된다.
[화학식 53]
Figure 112016011846405-pct00053
상기 식 (D1) 에 있어서의 Ar1 은, 예를 들어, 하기 식 (D2), 식 (D3) 의 아릴안트라닐기에서 선택된다.
[화학식 54]
Figure 112016011846405-pct00054
상기 식 (D2), 식 (D3) 중, R1 ∼ R14 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기, 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴옥시기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 6 ∼ 40 의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 40 의 방향족 복소 고리기 또는 축합 방향족 복소 고리기이고, Ar3 은, 치환 혹은 무치환의 탄소수 6 ∼ 40 의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 40 의 방향족 복소 고리기 또는 축합 방향족 복소 고리기이다. 또한, R1 ∼ R8 은, 모두 수소 원자인 함질소 복소 고리 유도체여도 된다.
상기 식 (D1) 에 있어서의 Ar2 는, 예를 들어, 하기의 군에서 선택된다.
[화학식 55]
Figure 112016011846405-pct00055
전자 전달성 화합물로서의 함질소 방향 다고리 유기 화합물에는, 이 외에, 하기 식 (D4) 의 화합물도 바람직하게 사용된다.
[화학식 56]
Figure 112016011846405-pct00056
상기 식 (D4) 중, R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 지방족기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 20 의 지방족 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 6 ∼ 50 의 방향족 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 50 의 복소 고리기를 나타내고, X1, X2 는, 각각 독립적으로, 산소 원자, 황 원자, 또는 디시아노메틸렌기를 나타낸다.
또한, 전자 전달성 화합물로서, 하기 식 (D5) 의 화합물도 바람직하게 사용된다.
[화학식 57]
Figure 112016011846405-pct00057
상기 식 (D5) 중, R1, R2, R3 및 R4 는 서로 동일하거나 또는 상이한 기로서, 하기 식 (D6) 으로 나타내는 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기이다.
[화학식 58]
Figure 112016011846405-pct00058
상기 식 (D6) 중, R5, R6, R7, R8 및 R9 는 서로 동일 또는 상이한 기로서, 수소 원자, 포화 혹은 불포화의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕실기, 포화 혹은 불포화의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 아미노기, 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬아미노기이다. R5, R6, R7, R8 및 R9 의 적어도 1 개는 수소 원자 이외의 기이다.
또한, 전자 전달성 화합물은, 그 함질소 복소 고리기 또는 함질소 복소 고리 유도체를 포함하는 고분자 화합물이어도 된다.
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 수송층은, 하기 식 (E) ∼ (G) 로 나타내는 함질소 복소 고리 유도체를 적어도 1 종 포함하는 것이 보다 바람직하다.
[화학식 59]
Figure 112016011846405-pct00059
식 (E) ∼ 식 (G) 중, Z1, Z2 및 Z3 은, 각각 독립적으로, 질소 원자 또는 탄소 원자이다.
R1 및 R2 는, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 헤테로아릴기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 할로알킬기 또는 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기이다.
n 은, 0 ∼ 5 의 정수이고, n 이 2 이상의 정수일 때, 복수의 R1 은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 인접하는 2 개의 R1 끼리가 서로 결합하여, 치환 혹은 무치환의 탄화수소 고리를 형성하고 있어도 된다.
Ar1 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 헤테로아릴기이다.
Ar2 는, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 할로알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 헤테로아릴기이다.
단, Ar1, Ar2 의 어느 일방은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 10 ∼ 50 의 축합 방향족 탄화수소 고리기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 9 ∼ 50 의 축합 방향족 복소 고리기이다.
Ar3 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴렌기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 헤테로아릴렌기이다.
L1, L2 및 L3 은, 각각 독립적으로, 단결합, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 9 ∼ 50 의 2 가의 축합 방향족 복소 고리기이다.
고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기로는, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 나프타세닐기, 크리세닐기, 피레닐기, 비페닐기, 터페닐기, 톨릴기, 플루오란테닐기, 플루오레닐기 등을 들 수 있다.
고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 헤테로아릴기로는, 피롤릴기, 푸릴기, 티에닐기, 실롤릴기, 피리딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸릴기, 이미다졸릴기, 피리미딜기, 카르바졸릴기, 셀레노페닐기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴녹살리닐기, 아크리디닐기, 이미다조[1,2-a]피리디닐기, 이미다조[1,2-a]피리미디닐기 등을 들 수 있다.
탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다.
탄소수 1 ∼ 20 의 할로알킬기로는, 상기 알킬기의 1 또는 2 이상의 수소 원자를 불소, 염소, 요오드 및 브롬에서 선택되는 적어도 1 의 할로겐 원자로 치환하여 얻어지는 기를 들 수 있다.
탄소수 1 ∼ 20 의 알콕시기로는, 상기 알킬기를 알킬 부위로 갖는 기를 들 수 있다.
고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴렌기로는, 상기 아릴기로부터 수소 원자 1 개를 제거하여 얻어지는 기를 들 수 있다.
고리 형성 원자수 9 ∼ 50 의 2 가의 축합 방향족 복소 고리기로는, 상기 헤테로아릴기로서 기재한 축합 방향족 복소 고리기로부터 수소 원자 1 개를 제거하여 얻어지는 기를 들 수 있다.
전자 수송층의 막두께는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 100 ㎚ 이다.
또한, 유기 EL 소자 (1) 의 전자 수송 대역 (11) 은, 전자 주입층 (8) 외에, 제 2 전자 주입층을 구비하고 있어도 된다. 제 2 전자 주입층은, 전자 수송층과 전자 주입층 (8) 사이에 형성되어 있어도 된다. 제 2 전자 주입층의 구성 성분으로는, 함질소 고리 유도체 외에 무기 화합물로서의 절연체 또는 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 전자 주입층이 절연체나 반도체로 구성되어 있으면, 전류의 리크를 유효하게 방지하여, 전자 주입성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 절연체로는, 알칼리 금속 칼코게나이드, 알칼리 토금속 칼코게나이드, 알칼리 금속의 할로겐화물 및 알칼리 토금속의 할로겐화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 금속 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 전자 주입층이 이들 알칼리 금속 칼코게나이드 등으로 구성되어 있으면, 전자 주입성을 더욱 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 구체적으로, 바람직한 알칼리 금속 칼코게나이드로는, 예를 들어, Li2O, K2O, Na2S, Na2Se 및 Na2O 를 들 수 있고, 바람직한 알칼리 토금속 칼코게나이드로는, 예를 들어, CaO, BaO, SrO, BeO, BaS 및 CaSe 를 들 수 있다. 또한, 바람직한 알칼리 금속의 할로겐화물로는, 예를 들어, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl 및 NaCl 등을 들 수 있다. 또한, 바람직한 알칼리 토금속의 할로겐화물로는, 예를 들어, CaF2, BaF2, SrF2, MgF2 및 BeF2 등의 불화물이나, 불화물 이외의 할로겐화물을 들 수 있다.
또한, 반도체로는, Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Li, Na, Cd, Mg, Si, Ta, Sb 및 Zn 의 적어도 1 개의 원소를 포함하는 산화물, 질화물 또는 산화질화물 등의 1 종 단독 또는 2 종 이상의 조합을 들 수 있다. 또한, 제 2 전자 주입층을 구성하는 무기 화합물이, 미세 결정 또는 비정질의 절연성 박막인 것이 바람직하다. 제 2 전자 주입층이 이들 절연성 박막으로 구성되어 있으면, 보다 균질의 박막이 형성되기 때문에, 다크 스폿 등의 화소 결함을 감소시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 무기 화합물로는, 알칼리 금속 칼코게나이드, 알칼리 토금속 칼코게나이드, 알칼리 금속의 할로겐화물 및 알칼리 토금속의 할로겐화물 등을 들 수 있다.
이와 같은 절연체 또는 반도체를 사용하는 경우, 그 층의 바람직한 두께는, 0.1 ㎚ ∼ 15 ㎚ 정도이다.
(전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물)
본 실시형태의 유기 EL 소자는, 전자 수송 대역 또는 음극과 유기층의 계면 영역에 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 어느 것을 갖는 것도 바람직하다.
이와 같은 구성에 의하면, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화를 도모할 수 있다.
전자 공여성 도펀트로는, 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속, 및 희토류 금속 화합물 등에서 선택된 적어도 1 종류를 들 수 있다.
유기 금속 착물로는, 알칼리 금속을 포함하는 유기 금속 착물, 알칼리 토금속을 포함하는 유기 금속 착물, 및 희토류 금속을 포함하는 유기 금속 착물 등에서 선택된 적어도 1 종류를 들 수 있다.
알칼리 금속으로는, 리튬 (Li) (일 함수 : 2.93 eV), 나트륨 (Na) (일 함수 : 2.36 eV), 칼륨 (K) (일 함수 : 2.28 eV), 루비듐 (Rb) (일 함수 : 2.16 eV), 세슘 (Cs) (일 함수 : 1.95 eV) 등을 들 수 있고, 일 함수가 2.9 eV 이하인 알칼리 금속이 바람직하다. 이들 중 바람직하게는 K, Rb, Cs, 보다 바람직하게는 Rb 또는 Cs 이고, 더욱 바람직하게는 Cs 이다.
알칼리 토금속으로는, 칼슘 (Ca) (일 함수 : 2.9 eV), 스트론튬 (Sr) (일 함수 : 2.0 eV 이상 2.5 eV 이하), 바륨 (Ba) (일 함수 : 2.52 eV) 등을 들 수 있고, 일 함수가 2.9 eV 이하인 알칼리 토금속이 바람직하다.
희토류 금속으로는, 스칸듐 (Sc), 이트륨 (Y), 세륨 (Ce), 테르븀 (Tb), 이테르븀 (Yb) 등을 들 수 있고, 일 함수가 2.9 eV 이하인 희토류 금속이 바람직하다.
이상의 금속 중 바람직한 금속은, 특히 환원 능력이 높고, 전자 주입역에 대한 비교적 소량의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장수명화가 가능하다.
알칼리 금속 화합물로는, 예를 들어, 산화리튬 (Li2O), 산화세슘 (Cs2O), 산화칼륨 (K2O) 등의 알칼리 산화물, 불화리튬 (LiF), 불화나트륨 (NaF), 불화세슘 (CsF), 불화칼륨 (KF) 등의 알칼리할로겐화물 등을 들 수 있고, 불화리튬 (LiF), 산화리튬 (Li2O), 불화나트륨 (NaF) 이 바람직하다.
알칼리 토금속 화합물로는, 예를 들어, 산화바륨 (BaO), 산화스트론튬 (SrO), 산화칼슘 (CaO) 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 토금속 화합물로는, 예를 들어, BaO 및 SrO 를 혼합한 스트론튬산바륨 (BaxSr1-xO) (0 ＜ x ＜ 1), 그리고 BaO, 및 CaO 를 혼합한 칼슘산바륨 (BaxCa1-xO) (0 ＜ x ＜ 1) 등을 들 수 있다. 알칼리 토금속 화합물로는, BaO, SrO, CaO 가 바람직하다.
희토류 금속 화합물로는, 예를 들어, 불화이테르븀 (YbF3), 불화스칸듐 (ScF3), 산화스칸듐 (ScO3), 산화이트륨 (Y2O3), 산화세륨 (Ce2O3), 불화가돌리늄 (GdF3), 불화테르븀 (TbF3) 등을 들 수 있고, YbF3, ScF3, TbF3 이 바람직하다.
유기 금속 착물로는, 상기한 바와 같이, 각각 금속 이온으로서 알칼리 금속 이온, 알칼리 토금속 이온, 희토류 금속 이온의 적어도 1 개를 함유하고 있으면 특별히 한정은 없다. 또한, 유기 금속 착물의 배위자에는, 예를 들어, 퀴놀리놀, 벤조퀴놀리놀, 아크리디놀, 페난트리디놀, 하이드록시페닐옥사졸, 하이드록시페닐티아졸, 하이드록시디아릴옥사디아졸, 하이드록시디아릴티아디아졸, 하이드록시페닐피리딘, 하이드록시페닐벤즈이미다졸, 하이드록시벤조트리아졸, 하이드록시풀보란, 비피리딜, 페난트롤린, 프탈로시아닌, 포르피린, 시클로펜타디엔, β-디케톤류, 아조메틴류, 및 그들의 유도체 등이 바람직하지만, 이들에 한정되지 않는다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 첨가 형태로는, 계면 영역에 층상 또는 섬상으로 형성하는 것이 바람직하다. 형성 방법으로는, 저항 가열 증착법에 의해 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 어느 것을 증착하면서, 계면 영역을 형성하는 발광 재료나 전자 주입 재료인 유기물을 동시에 증착시켜, 유기물 중에 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물 환원 도펀트의 적어도 어느 것을 분산시키는 방법이 바람직하다. 분산 농도는 몰비로 유기물 : 전자 공여성 도펀트, 유기 금속 착물 = 100 : 1 에서 1 : 100 까지, 바람직하게는 5 : 1 에서 1 : 5 까지이다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 어느 것을 층상으로 형성하는 경우에는, 계면의 유기층인 발광 재료나 전자 주입 재료를 층상으로 형성한 후에, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 어느 것을 단독으로 저항 가열 증착법에 의해 증착하여, 바람직하게는 층의 두께 0.1 ㎚ 이상 15 ㎚ 이하로 형성한다.
전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 어느 것을 섬상으로 형성하는 경우에는, 계면의 유기층인 발광 재료나 전자 주입 재료를 섬상으로 형성한 후에, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 어느 것을 단독으로 저항 가열 증착법에 의해 증착하여, 바람직하게는 섬의 두께 0.05 ㎚ 이상 1 ㎚ 이하로 형성한다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자에 있어서의, 주성분과 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 어느 것의 비율로는, 몰비로 주성분 : 전자 공여성 도펀트, 유기 금속 착물 = 5 : 1 에서 1 : 5 까지이면 바람직하고, 2 : 1 에서 1 : 2 까지이면 더욱 바람직하다.
(기판)
본 실시형태의 유기 EL 소자는, 투광성 기판 상에 제작한다. 투광성 기판은 유기 EL 소자를 지지하는 기판으로, 400 ㎚ ∼ 700 ㎚ 의 가시 영역의 광의 투과율이 50 ％ 이상이고 평활한 기판이 바람직하다. 구체적으로는, 유리판, 폴리머판 등을 들 수 있다. 유리판으로는, 예를 들어, 소다 석회 유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨붕규산 유리, 석영 등을 원료로서 이용하여 이루어지는 유리판을 들 수 있다. 또한 폴리머판으로는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설파이드, 폴리설폰 등을 원료로서 이용하여 이루어지는 폴리머판을 들 수 있다.
(양극)
유기 EL 소자의 양극은, 정공을 정공 수송층 또는 발광층에 주입하는 역할을 담당하고, 4.5 eV 이상의 일 함수를 갖는 재료를 사용하는 것이 효과적이다. 양극 재료의 구체예로는, 산화인듐주석 합금 (ITO), 산화주석 (NESA), 산화인듐아연 산화물, 금, 은, 백금, 구리 등을 들 수 있다. 양극은 이들 전극 물질을 증착법이나 스퍼터링법 등의 방법으로 박막을 형성시킴으로써 제작할 수 있다. 발광층으로부터의 발광을 양극으로부터 취출하는 경우, 양극의 가시 영역의 광의 투과율을 10 ％ 보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 양극의 시트 저항은, 수백 Ω／□ (오옴/스퀘어) 이하가 바람직하다. 양극의 막두께는, 재료에 따라 다르기도 하지만, 통상적으로 10 ㎚ ∼ 1 ㎛, 바람직하게는 10 ㎚ ∼ 200 ㎚ 의 범위에서 선택된다.
(음극)
음극은 전자 주입층, 전자 수송층 또는 발광층에 전자를 주입하는 역할을 담당하고, 일 함수가 작은 재료에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 음극 재료는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 인듐, 알루미늄, 마그네슘, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 알루미늄-리튬 합금, 알루미늄-스칸듐-리튬 합금, 마그네슘-은 합금 등을 사용할 수 있다. 음극도, 양극과 마찬가지로, 증착법이나 스퍼터링법 등의 방법으로 박막을 형성시킴으로써 제작할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 음극측으로부터 발광을 취출해도 된다.
(발광층)
발광 기능을 갖는 유기층으로서, 도핑 시스템을 채용하는 경우, 호스트와 도펀트를 포함하고 있다. 이 때, 호스트는, 주로 전자와 정공의 재결합을 촉진시켜, 여기자를 발광층 내에 가두는 기능을 갖고, 도펀트는, 재결합으로 얻어진 여기자를 효율적으로 발광시키는 기능을 갖는다.
인광 소자의 경우, 호스트는 주로 도펀트로 생성된 여기자를 발광층 내에 가두는 기능을 갖는다.
여기서, 상기 발광층은, 예를 들어, 전자 수송성의 호스트와 정공 수송성의 호스트를 조합하는 등 하여, 발광층 내의 캐리어 밸런스를 조정하는 더블 호스트 (호스트 및 코호스트라고도 한다) 를 채용해도 된다.
또한, 양자 수율이 높은 도펀트를 2 종류 이상 넣는 것에 의해, 각각의 도펀트가 발광하는 더블 도펀트를 채용해도 된다. 구체적으로는, 호스트, 적색 도펀트 및 녹색 도펀트를 공증착함으로써, 발광층을 공통화하여 황색 발광을 실현하는 양태를 들 수 있다.
상기 발광층은, 복수의 발광층을 적층한 적층체로 함으로써, 발광층 계면에 전자와 정공을 축적시켜, 재결합 영역을 발광층 계면에 집중시켜, 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
발광층에 대한 정공의 주입의 용이함과 전자의 주입의 용이함은 상이해도 되고, 또한, 발광층 중에서의 정공과 전자의 이동도로 나타내는 정공 수송능과 전자 수송능이 상이해도 된다.
발광층은, 예를 들어 증착법, 스핀 코트법, LB 법 (Langmuir Blodgett 법) 등의 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 수지 등의 결착제와 재료 화합물을 용제에 용해시킨 용액을 스핀 코트법 등에 의해 박막화하는 것에 의해서도, 발광층을 형성할 수 있다.
발광층은, 분자 퇴적막인 것이 바람직하다. 분자 퇴적막이란, 기상 상태의 재료 화합물로부터 침착되어 형성된 박막이나, 용액 상태 또는 액상 상태의 재료 화합물로부터 고체화되어 형성된 막이다. 통상적으로, 이 분자 퇴적막은, LB 법에 의해 형성된 박막 (분자 누적막) 과는, 응집 구조의 상이나, 고차 구조의 상이, 또는 거기에서 기인하는 기능적인 상이에 의해 구분할 수 있다.
도펀트로는, 형광형 발광을 나타내는 형광 도펀트 또는 인광형 발광을 나타내는 인광 도펀트를 들 수 있다.
발광층을 형성하는 인광 도펀트는 삼중항 여기 상태로부터 발광할 수 있는 화합물로, 삼중항 여기 상태로부터 발광하는 한 특별히 한정되지 않지만, Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re 및 Ru 에서 선택되는 적어도 1 개의 금속과 배위자를 포함하는 유기 금속 착물인 것이 바람직하다. 상기 배위자는, 오르토 메탈 결합을 갖는 것이 바람직하다. 인광 양자 수율이 높고, 유기 EL 소자의 외부 양자 효율을 보다 향상시킬 수 있다는 점에서, Ir, Os 및 Pt 에서 선택되는 금속 원자를 함유하는 금속 착물이 바람직하고, 이리듐 착물, 오스뮴 착물, 백금 착물 등의 금속 착물, 오르토 메탈화 착물이 보다 바람직하고, 이리듐 착물 및 백금 착물이 더욱 바람직하고, 오르토 메탈화 이리듐 착물이 보다 더욱 바람직하다.
인광 도펀트의 발광층에 있어서의 함유량은 특별히 제한은 없고 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 예를 들어, 0.1 ∼ 70 질량％ 가 바람직하고, 1 ∼ 30 질량％ 가 보다 바람직하다. 인광 도펀트의 함유량이 0.1 질량％ 이상이면 충분한 발광이 얻어지고, 70 질량％ 이하이면 농도 소광을 피할 수 있다.
인광 도펀트로서 바람직한 유기 금속 착물의 구체예를, 이하에 나타낸다.
[화학식 60]
Figure 112016011846405-pct00060
[화학식 61]
Figure 112016011846405-pct00061
[화학식 62]
Figure 112016011846405-pct00062
[화학식 63]
Figure 112016011846405-pct00063
인광 호스트는, 인광 도펀트의 삼중항 에너지를 효율적으로 발광층 내에 가둠으로써, 인광 도펀트를 효율적으로 발광시키는 기능을 갖는 화합물이다.
본 실시형태의 유기 EL 소자에 있어서, 발광층에 포함되는 인광 도펀트 재료의 발광 파장은 특별히 한정되지 않는다. 그 중에서도, 발광층에 포함되는 상기 인광 도펀트 재료 중 적어도 1 종은, 발광 파장의 피크가 490 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 490 ㎚ 이상 650 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 발광층의 발광색으로는, 예를 들어, 적색, 황색, 녹색이 바람직하다.
인광 호스트로서 바람직한 화합물의 구체예로는, 카르바졸 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라잔 유도체, 방향족 제 3 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 방향족 디메틸리덴계 화합물, 포르피린계 화합물, 안트라퀴노디메탄 유도체, 안트론 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 티오피란디옥사이드 유도체, 카르보디이미드 유도체, 플루오레닐리덴메탄 유도체, 디스티릴피라진 유도체, 나프탈렌페릴렌 등의 복소 고리 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌 유도체, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤즈옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸) 유도체, 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 폴리티오펜 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등의 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 인광 호스트는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 구체예로는, 이하와 같은 화합물을 들 수 있다.
[화학식 64]
Figure 112016011846405-pct00064
본 실시형태의 유기 EL 소자는, 형광 발광 재료를 함유하는 발광층, 요컨대 형광 발광층을 가지고 있어도 된다. 형광 발광층으로는, 공지된 형광 발광 재료를 사용할 수 있다. 그 형광 발광 재료로는, 안트라센 유도체, 플루오란텐 유도체, 스티릴아민 유도체 및 아릴아민 유도체에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 안트라센 유도체, 아릴아민 유도체가 보다 바람직하다. 호스트 재료로는 안트라센 유도체가 더욱 바람직하고, 도펀트로는 아릴아민 유도체가 바람직하다. 구체적으로는, 국제 공개 제 2010/134350 호나 국제 공개 제 2010/134352 호에 기재하는 바람직한 재료가 선택된다. 전술한 본 실시형태의 화합물 및 유기 EL 소자용 재료는, 형광 발광층의 형광 발광 재료로서 사용해도 되고, 형광 발광층의 호스트로서 사용해도 된다.
형광 발광 재료로서의 상기 안트라센 유도체의 고리 형성 탄소수는, 바람직하게는 26 ∼ 100, 보다 바람직하게는 26 ∼ 80, 더욱 바람직하게는 26 ∼ 60 이다. 그 안트라센 유도체로는, 보다 구체적으로는 하기 식 (10) 으로 나타내는 안트라센 유도체가 바람직하다.
[화학식 65]
Figure 112016011846405-pct00065
(상기 식 (10) 중, Ar31 및 Ar32 는, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기 또는 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 복소 고리기이다.
R81 ∼ R88 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 복소 고리기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 50 의 알킬기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 50 의 알콕시기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 7 ∼ 50 의 아르알킬기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴옥시기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴티오기, 치환 혹은 무치환의 탄소수 2 ∼ 50 의 알콕시카르보닐기, 치환 혹은 무치환의 실릴기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 하이드록실기이다.)
상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기로는, 모두, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴기가 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기가 보다 바람직하다.
상기 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 복소 고리기로는, 모두, 고리 형성 원자수 5 ∼ 40 의 복소 고리기가 바람직하고, 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기가 보다 바람직하다.
상기 탄소수 1 ∼ 50 의 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 더욱 바람직하다.
상기 탄소수 1 ∼ 50 의 알콕시기로는, 탄소수 1 ∼ 30 의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시기가 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기가 더욱 바람직하다.
상기 탄소수 7 ∼ 50 의 아르알킬기로는, 탄소수 7 ∼ 30 의 아르알킬기가 바람직하고, 탄소수 7 ∼ 20 의 아르알킬기가 보다 바람직하다.
상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴옥시기로는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴옥시기가 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴옥시기가 보다 바람직하다.
상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴티오기로는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴티오기가 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴티오기가 보다 바람직하다.
상기 탄소수 2 ∼ 50 의 알콕시카르보닐기로는, 탄소수 2 ∼ 30 의 알콕시카르보닐기가 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 10 의 알콕시카르보닐기가 보다 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 5 의 알콕시카르보닐기가 더욱 바람직하다.
상기 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등을 들 수 있다.
Ar31 및 Ar32 는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기인 것이 바람직하다.
또한, 식 (10) 으로 나타내는 안트라센 유도체로는, 하기 식 (10-1) 로 나타내는 안트라센 유도체가 바람직하다.
[화학식 66]
Figure 112016011846405-pct00066
(상기 식 (10-1) 중, Ar33 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기 또는 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 복소 고리기이다. R81 ∼ R88 은, 상기 정의한 바와 같다. R89 는, R81 ∼ R88 의 정의와 동일하다. a 는, 1 ∼ 7 의 정수이다.)
R81 ∼ R88 의 바람직한 양태도 상기와 동일하다. 또한, R89 의 바람직한 양태도, R81 ∼ R88 과 동일하다. a 는 1 ∼ 3 의 정수가 바람직하고, 1 또는 2 가 보다 바람직하다.
Ar33 이 나타내는 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기로는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴기가 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기가 보다 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 20 의 아릴기가 더욱 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기가 보다 더욱 바람직하다.
형광 발광 재료로서의 상기 아릴아민 유도체로는, 아릴디아민 유도체가 바람직하고, 피렌 골격을 함유하는 아릴디아민 유도체가 보다 바람직하고, 피렌 골격 및 디벤조푸란 골격을 함유하는 아릴디아민 유도체가 더욱 바람직하다.
아릴디아민 유도체로는, 보다 구체적으로는, 하기 식 (11) 로 나타내는 아릴디아민 유도체가 바람직하다.
[화학식 67]
Figure 112016011846405-pct00067
(식 (11) 중, Ar34 ∼ Ar37 은, 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 헤테로아릴기를 나타낸다.
L21 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴렌기 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 헤테로아릴렌기를 나타낸다.)
상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴기로는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기가 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 20 의 아릴기가 보다 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기가 더욱 바람직하고, 페닐기, 및 나프틸기가 보다 더욱 바람직하다.
상기 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 헤테로아릴기로는, 고리 형성 원자수 5 ∼ 40 의 헤테로아릴기가 바람직하고, 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 헤테로아릴기가 보다 바람직하고, 고리 형성 원자수 5 ∼ 20 의 헤테로아릴기가 더욱 바람직하다. 헤테로아릴기로는, 카르바졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기 등을 들 수 있고, 디벤조푸라닐기가 바람직하다. 그 헤테로아릴기의 바람직한 치환기로는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 (바람직하게는 6 ∼ 20, 보다 바람직하게는 6 ∼ 12) 의 아릴기를 들 수 있고, 페닐기, 나프틸기가 보다 바람직하다.
상기 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 아릴렌기로는, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 40 의 아릴렌기가 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴렌기가 보다 바람직하고, 고리 형성 탄소수 6 ∼ 20 의 아릴렌기가 더욱 바람직하고, 피레닐기가 보다 더욱 바람직하다.
발광층의 막두께는, 바람직하게는 5 ∼ 50 ㎚, 보다 바람직하게는 7 ∼ 50 ㎚, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 50 ㎚ 이다. 5 ㎚ 이상이면 발광층의 형성이 용이하고, 50 ㎚ 이하이면 구동 전압의 상승을 피할 수 있다.
(정공 수송층)
정공 수송층은, 발광층과 양극 사이에 형성되는 유기층으로서, 정공을 양극으로부터 발광층으로 수송하는 기능을 갖는다. 정공 수송층이 복수층으로 구성되는 경우, 양극에 가까운 유기층을 정공 주입층이라고 정의하는 경우가 있다. 정공 주입층은, 양극으로부터 정공을 효율적으로 유기층에 주입하는 기능을 갖는다.
정공 수송층을 형성하는 재료로는, 방향족 아민 화합물, 예를 들어, 하기 식 (H) 로 나타내는 방향족 아민 유도체가 바람직하게 사용된다.
[화학식 68]
Figure 112016011846405-pct00068
상기 식 (H) 에 있어서, Ar1 ∼ Ar4 는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 방향족 복소 고리기 또는 축합 방향족 복소 고리기, 또는, 그것들 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기와 방향족 복소 고리기 또는 축합 방향족 복소 고리기가 결합한 기를 나타낸다.
또한, 상기 식 (H) 에 있어서, L 은 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 50 의 방향족 탄화수소기 또는 축합 방향족 탄화수소기, 또는 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 50 의 방향족 복소 고리기 또는 축합 방향족 복소 고리기를 나타낸다.
식 (H) 의 화합물의 구체예를 이하에 서술한다.
[화학식 69]
Figure 112016011846405-pct00069
[화학식 70]
Figure 112016011846405-pct00070
또한, 하기 식 (J) 의 방향족 아민도 정공 수송층의 형성에 바람직하게 사용된다.
[화학식 71]
Figure 112016011846405-pct00071
상기 식 (J) 에 있어서, Ar1 ∼ Ar3 의 정의는 상기 식 (H) 의 Ar1 ∼ Ar4 의 정의와 동일하다. 이하에 식 (J) 의 화합물의 구체예를 기술하지만 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 72]
Figure 112016011846405-pct00072
본 실시형태의 유기 EL 소자의 정공 수송층은 제 1 정공 수송층 (양극측) 과 제 2 정공 수송층 (음극측) 의 2 층 구조로 해도 된다.
정공 수송층의 막두께는 특별히 한정되지 않지만, 10 ∼ 200 ㎚ 인 것이 바람직하다.
본 실시형태의 유기 EL 소자에서는, 정공 수송층 또는 제 1 정공 수송층의 양극측에 억셉터 재료를 함유하는 층을 접합해도 된다. 이로써 구동 전압의 저하 및 제조 비용의 저감이 기대된다.
상기 억셉터 재료로는 하기 식 (K) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 73]
Figure 112016011846405-pct00073
(상기 식 (K) 중, R21 ∼ R26 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, 각각 독립적으로 시아노기, -CONH2, 카르복실기, 또는 -COOR27 (R27 은 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기 또는 탄소수 3 ∼ 20 의 시클로알킬기를 나타낸다) 을 나타낸다. 단, R21 및 R22, R23 및 R24, 그리고 R25 및 R26 의 1 또는 2 이상의 쌍이 하나가 되어 -CO-O-CO- 로 나타내는 기를 형성해도 된다.)
R27 로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.
억셉터 재료를 함유하는 층의 막두께는 특별히 한정되지 않지만, 5 ∼ 20 ㎚ 인 것이 바람직하다.
(n/p 도핑)
상기 서술한 정공 수송층이나 전자 수송 대역에 있어서는, 일본 특허 제 3695714 호 명세서에 기재되어 있는 바와 같이, 도너성 재료의 도핑 (n) 이나 억셉터성 재료의 도핑 (p) 에 의해, 캐리어 주입능을 조정할 수 있다.
n 도핑의 대표예로는, 전자 수송 재료에 Li 나 Cs 등의 금속을 도핑하는 방법을 들 수 있고, p 도핑의 대표예로는, 정공 수송 재료에 F4TCNQ (2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane) 등의 억셉터 재료를 도핑하는 방법을 들 수 있다.
(스페이스층)
상기 스페이스층이란, 예를 들어, 형광 발광층과 인광 발광층을 적층하는 경우에, 인광 발광층에서 생성하는 여기자를 형광 발광층으로 확산시키지 않거나, 혹은, 캐리어 밸런스를 조정할 목적으로, 형광 발광층과 인광 발광층 사이에 형성되는 층이다. 또한, 스페이스층은, 복수의 인광 발광층 사이에 형성할 수도 있다.
스페이스층은 발광층 사이에 형성되기 때문에, 전자 수송성과 정공 수송성을 겸비하는 재료인 것이 바람직하다. 또한, 인접하는 인광 발광층 내의 삼중항 에너지의 확산을 방지하기 위해서, 삼중항 에너지가 2.6 eV 이상인 것이 바람직하다. 스페이스층에는, 상기 서술한 정공 수송층에 사용되는 재료와 동일한 재료가 사용된다.
(장벽층)
본 실시형태의 유기 EL 소자는, 발광층에 인접하는 부분에, 전자 장벽층, 정공 장벽층, 트리플렛 장벽층과 같은 장벽층을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 전자 장벽층이란, 발광층으로부터 정공 수송층으로 전자가 누출되는 것을 방지하는 층이고, 정공 장벽층이란, 발광층으로부터 전자 수송층으로 정공이 누출되는 것을 방지하는 층이다.
트리플렛 장벽층은, 발광층에서 생성하는 삼중항 여기자가, 주변의 층으로 확산되는 것을 방지하고, 삼중항 여기자를 발광층 내에 가두는 것에 의해 삼중항 여기자의 발광 도펀트 이외의 전자 수송층의 분자 상에서의 에너지 실활을 억제하는 기능을 갖는다.
트리플렛 장벽층을 형성하는 경우, 인광 소자에 있어서는, 발광층 중의 인광 발광성 도펀트의 삼중항 에너지를 ET d, 트리플렛 장벽층으로서 사용하는 화합물의 삼중항 에너지를 ET TB 라고 하면, ET d ＜ ET TB 의 에너지 대소 관계이면, 에너지 관계상, 인광 발광성 도펀트의 삼중항 여기자가 갇히고 (타분자로 이동할 수 없게 되고), 그 도펀트 상에서 발광하는 것 이외의 에너지 실활 경로가 끊겨, 고효율로 발광할 수 있는 것으로 추측된다. 단, ET d ＜ ET TB 의 관계가 성립되는 경우에도 이 에너지차 ΔET = ET TB - ET d 가 작은 경우에는, 실제의 소자 구동 환경인 실온 정도의 환경하에서는, 주변의 열에너지에 의해 흡열적으로 이 에너지차 ΔET 를 초과하여 삼중항 여기자가 타분자로 이동하는 것이 가능한 것으로 생각된다. 특히 인광 발광의 경우에는 형광 발광에 비하여 여기자 수명이 길기 때문에, 상대적으로 흡열적 여기자 이동 과정의 영향이 나타나기 쉬워진다. 실온의 열에너지에 대하여 이 에너지차 ΔET 는 클수록 바람직하고, 0.1 eV 이상이면 보다 바람직하고, 0.2 eV 이상이면 더욱 바람직하다. 한편, 형광 소자에 있어서는, 국제 공개 WO2010/134350A1 에 기재하는 TTF 소자 구성의 트리플렛 장벽층으로서, 전술한 본 실시형태의 유기 EL 소자용 재료를 사용할 수도 있다.
또한, 트리플렛 장벽층을 구성하는 재료의 전자 이동도는, 전계 강도 0.04 ∼ 0.5 MV/㎝ 의 범위에 있어서, 10-6 ㎠/(V·s) 이상인 것이 바람직하다. 유기 재료의 전자 이동도의 측정 방법으로는, Time of Flight 법 등 몇 가지 방법이 알려져 있지만, 여기서는 임피던스 분광법으로 결정되는 전자 이동도를 말한다.
전자 주입층은, 전계 강도 0.04 ∼ 0.5 MV/㎝ 의 범위에 있어서, 10-6 ㎠/(V·s) 이상인 것이 바람직하다. 이로써 음극으로부터의 전자 수송층으로의 전자 주입이 촉진되고, 나아가 인접하는 장벽층, 발광층으로의 전자 주입도 촉진되어, 보다 저전압에서의 구동을 가능하게 하기 때문이다.
(층 형성 방법)
본 실시형태의 유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법으로는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않지만, 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마법, 이온 플레이팅법 등의 건식 성막법이나, 스핀 코팅법, 딥핑법, 플로우 코팅법, 잉크젯법 등의 습식 성막법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.
(막두께)
본 실시형태의 유기 EL 소자의 각 유기층의 막두께는, 상기에서 특별히 언급한 것 이외에는 제한되지 않지만, 일반적으로 막두께가 지나치게 얇으면 핀홀 등의 결함이 발생하기 쉽고, 반대로 지나치게 두꺼우면 높은 인가 전압이 필요하여 효율이 나빠지기 때문에, 통상적으로는 수 ㎚ 내지 1 ㎛ 의 범위가 바람직하다.
[전자 기기]
본 실시형태에 관련된 유기 EL 소자는, 유기 EL 패널 모듈 등의 표시 부품, 텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 혹은 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치, 및 조명, 혹은 차량용등 기구의 발광 장치 등의 전자 기기에 사용할 수 있다.
[실시형태의 변형]
또한, 본 발명은, 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변경, 개량 등은, 본 발명에 포함된다.
본 발명은, 상기 일반식 (1) 등으로 나타내는 상기 실시형태에 관련된 화합물은, 유기 EL 소자 (1) 의 전자 주입층 (8) 에 사용되는 양태에 한정되지 않고, 그 밖의 유기층에 이용되어 있어도 된다. 예를 들어, 전자 수송층 (7) 에 상기 실시형태에 관련된 화합물이 포함되어 있는 것도 바람직하다. 또한, 전자 수송층 (7) 에는, 상기 실시형태에 관련된 화합물과 함께, 추가로, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 어느 것이 포함되어 있는 것도 바람직하다.
본 발명의 실시에 있어서의 구체적인 구조 및 형상 등은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 해도 된다.
실시예
이하, 본 발명에 관련된 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되지 않는다.
[1] 합성예 1 : 화합물 (1) 의 합성
화합물 (1) 의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
[화학식 74]
Figure 112016011846405-pct00074
[1-1] 중간체 (A1) 의 합성
아르곤 분위기하, 4-(피리딘-2-일)벤즈알데하이드 (5.00 g, 27.3 m㏖), 4-브로모아세토페논 (5.43 g, 27.3 m㏖), 및 나트륨메톡사이드 (147 ㎎, 0.273 m㏖) 에 에탄올 (88 ㎖) 을 첨가하고, 실온에서 2 시간 교반하고, 추가로 환류 온도에서 3 시간 교반하였다. 그 후, 벤즈아미딘 염산염 (4.40 g, 28.1 m㏖), 및 수산화나트륨 (2.18 g, 54.6 m㏖) 을 첨가하여, 환류 온도에서 3 시간 교반하였다. 반응 종료 후, 석출물을 여과 분리하고, 물과 메탄올로 세정하여, 중간체 (A1) (5.13 g, 11.0 m㏖) (수율 40 ％) 을 얻었다.
[1-2] 화합물 (1) 의 합성
아르곤 분위기하, 중간체 (A1) (2.97 g, 6.40 m㏖), 카르바졸 (1.07 g, 6.40 m㏖), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (0) (117 ㎎, 0.128 m㏖), tert-부틸포스핀의 테트라플루오로붕산염 (149 ㎎, 0.514 m㏖), 및 나트륨-tert-부톡사이드 (861 ㎎, 8.96 m㏖) 에 톨루엔 (26 ㎖) 을 첨가하고, 환류 온도에서 7 시간 교반하였다. 반응 종료 후, 혼합물을 여과 분리하여, 물과 메탄올로 세정하였다. 혼합물을 환류 온도의 톨루엔에 용해시키고, 실리카 겔의 쇼트 칼럼 크로마토그래피에 통과시켰다. 그 후, 용액을 톨루엔의 환류 온도까지 가열하고, 100 ℃ 에서 메탄올을 첨가한 후, 석출된 고체를 여과 분리 건조시켜 화합물 (1) (2.34 g, 4.25 m㏖) (수율 66 ％) 을 얻었다. 본 화합물은, 질량 분석의 결과, 목적물이고, 분자량 550.65 에 대하여, m/e = 550 이었다.
[2] 합성예 2 : 화합물 (2) 의 합성
화합물 (2) 의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
[화학식 75]
Figure 112016011846405-pct00075
화합물 (1) 의 합성에 있어서, 4-(피리딘-2-일)벤즈알데하이드 대신에 4-(피리딘-3-일)벤즈알데하이드를 사용한 것 이외에는 동일하게 합성하여, 중간체 (A2) 를 거쳐, 화합물 (2) 를 얻었다. 본 화합물은, 질량 분석의 결과, 목적물이고, 분자량 550.65 에 대하여, m/e = 550 이었다.
[3] 합성예 3 : 화합물 (3) 의 합성
화합물 (3) 의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
[화학식 76]
Figure 112016011846405-pct00076
화합물 (1) 의 합성에 있어서, 4-(피리딘-2-일)벤즈알데하이드 대신에 4-(피리딘-4-일)벤즈알데하이드를 사용한 것 이외에는 동일하게 합성하여, 중간체 (A3) 을 거쳐, 화합물 (3) 을 얻었다. 본 화합물은, 질량 분석의 결과, 목적물이고, 분자량 550.65 에 대하여, m/e = 550 이었다.
[4] 합성예 4 : 화합물 (4) 의 합성
화합물 (4) 의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
[화학식 77]
Figure 112016011846405-pct00077
[화학식 78]
Figure 112016011846405-pct00078
화합물 (1) 의 합성에 있어서, 4-(피리딘-2-일)벤즈알데하이드 대신에 4-브로모벤즈알데하이드를 이용하고, 그리고 4-브로모아세토페논 대신에 4-(이소퀴놀린-4-일)아세토페논을 사용한 것 이외에는 동일하게 합성하여, 중간체 (A4) 를 거쳐, 화합물 (4) 를 얻었다. 본 화합물은, 질량 분석의 결과, 목적물이고, 분자량 600.73 에 대하여, m/e = 600 이었다.
[5] 합성예 5 : 화합물 (5) 의 합성
화합물 (5) 의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
[화학식 79]
Figure 112016011846405-pct00079
[화학식 80]
Figure 112016011846405-pct00080
화합물 (2) 의 합성에 있어서, 4-브로모아세토페논 대신에 3,5-디브로모아세트페논을 사용한 것 이외에는 동일하게 합성하여, 중간체 (A5) 를 거쳐, 화합물 (5) 를 얻었다. 본 화합물은, 질량 분석의 결과, 목적물이고, 분자량 715.86 에 대하여, m/e = 715 였다.
[유기 EL 소자의 제조예]
이하에, 유기 EL 소자의 제조에 사용한 화합물을 나타낸다.
[화학식 81]
Figure 112016011846405-pct00081
· 실시예 1
25 ㎜ × 75 ㎜ × 1.1 ㎜ 두께의 ITO 투명 전극 (양극) 이 형성된 유리 기판 (지오마틱사 제조) 을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5 분간 실시한 후, UV 오존 세정을 30 분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인이 형성된 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 먼저 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 상기 화합물 (HI-1) 을 증착하여 막두께 10 ㎚ 의 HI-1 막을 성막하여, 정공 주입층을 형성하였다.
다음으로, 이 정공 주입층 상에, 제 1 정공 수송 재료로서 상기 화합물 (HT-1) 을 증착하여 막두께 80 ㎚ 의 HT-1 막을 성막하여, 제 1 정공 수송층을 형성하였다.
다음으로, 이 제 1 정공 수송층 상에, 상기 화합물 (HT-2) 를 증착하여 막두께 10 ㎚ 의 HT-2 막을 성막하여, 제 2 정공 수송층을 형성하였다.
또한, 이 HT-2 막 상에 막두께 25 ㎚ 로, 호스트 재료로서 상기 화합물 (BH-1) 과, 도펀트 재료로서 상기 화합물 (BD-1) 을 24 : 1 의 중량비로 공증착에 의해 성막하여, 발광층으로 하였다.
이 발광층 상에 상기 화합물 (HB-1) 을 증착하여, 막두께 25 ㎚ 의 HB-1 막을 성막하여, 정공 저지층 및 전자 수송층을 형성하였다.
또한, 상기 합성예 1 에서 합성한 화합물 (1) 을 증착하여, 막두께 10 ㎚ 의 전자 주입층을 형성하였다.
그 후, LiF 를 막두께 1 ㎚ 로 성막하고, 이 LiF 막 상에 금속 Al 을 150 ㎚ 증착시켜 금속 음극을 형성함으로써, 유기 EL 소자를 제조하였다.
· 실시예 2 ∼ 3, 비교예 1
실시예 1 에 있어서, 화합물 (1) 대신에 표 1 에 나타내는 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제작하고, 평가하였다.
[유기 EL 소자의 평가]
실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 에 있어서 제작한 유기 EL 소자에 대하여, 이하의 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.
· 구동 전압
전류 밀도가 10 ㎃/㎠ 가 되도록 양극 (ITO 투명 전극) 과 금속 음극 (금속 Al) 사이에 통전했을 때의 전압 (단위 : V) 을 계측하였다.
· 외부 양자 효율 EQE
전류 밀도가 10 ㎃/㎠ 가 되도록 소자에 전압을 인가했을 때의 분광 방사 휘도 스펙트럼을 분광 방사 휘도계 CS-1000 (코니카 미놀타사 제조) 으로 계측하였다. 얻어진 상기 분광 방사 휘도 스펙트럼으로부터, 란바시안 방사를 실시했다고 가정하여 외부 양자 효율 (단위 : ％) 을 산출하였다.
전자 주입층 전압 (V)
(10 mA/㎠ 시)		 외부 양자 효율
(%)		 발광색
실시예 1 화합물 (1) 5.1 9.2 청색
실시예 2 화합물 (2) 4.0 11 청색
실시예 3 화합물 (3) 4.8 9.9 청색
비교예 1 화합물 (E-1) 8.3 4.4 청색
표 1 로부터, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물을 사용하면, 유기 EL 소자의 저전압화와 고효율화를 실현할 수 있는 것을 알 수 있다. 비교예 1 에서 사용한 화합물 (E-1) 과의 비교에 의해, 말단에 함질소 복소 고리기를 갖는 화합물을 사용한 실시예 1 ∼ 3 의 유기 EL 소자가 저전압이고 또한 고효율로 동작하는 것을 알 수 있다.
이것은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물인 화합물 (1) ∼ (3) 이, 상기 일반식 (1) 에 있어서 Az 로 나타내는 말단의 함질소 복소 고리기에 의해 전자 주입성이 향상되기 때문이다. 이와 같이, 비교예 1 의 화합물 E-1 의 말단의 페닐기를 함질소 복소 고리기로 치환하는 것만으로, 전자 수송 재료로서 크게 성능 개선되는 것을 알 수 있다. 즉, 화합물 (E-1) 을 사용한 경우와 비교하여, 화합물 (1) ∼ (3) 을 사용한 것으로, 구동 전압 및 발광 효율의 점에서, 유기 EL 소자의 성능이 향상된 것을 알 수 있다.
· 실시예 4
25 ㎜ × 75 ㎜ × 1.1 ㎜ 두께의 ITO 투명 전극 (양극) 이 형성된 유리 기판 (지오마틱사 제조) 을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5 분간 실시한 후, UV 오존 세정을 30 분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인이 형성된 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 먼저 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 상기 화합물 (HI-1) 을 증착하여 막두께 5 ㎚ 의 HI-1 막을 성막하여, 정공 주입층을 형성하였다.
다음으로, 이 정공 주입층 상에, 제 1 정공 수송 재료로서 상기 화합물 (HT-1) 을 증착하여 막두께 80 ㎚ 의 HT-1 막을 성막하여, 제 1 정공 수송층을 형성하였다.
다음으로, 이 제 1 정공 수송층 상에, 상기 화합물 (HT-2) 를 증착하여 막두께 10 ㎚ 의 HT-2 막을 성막하여, 제 2 정공 수송층을 형성하였다.
또한, 이 HT-2 막 상에 막두께 25 ㎚ 로, 호스트 재료로서 하기 화합물 (BH-2) 와, 도펀트 재료로서 하기 화합물 (BD-2) 를 24 : 1 의 중량비로 공증착에 의해 성막하여, 발광층으로 하였다.
이 발광층 상에 상기 합성예 4 에서 합성한 화합물 (4) 를 증착하여, 막두께 25 ㎚ 의 화합물 (4) 막을 성막하여, 전자 수송층을 형성하였다.
그 후, LiF 를 막두께 1 ㎚ 로 성막하여, 이 LiF 막 상에 금속 Al 을 80 ㎚ 증착시켜 금속 음극을 형성함으로써, 유기 EL 소자를 제조하였다.
· 실시예 5
실시예 5 의 유기 EL 소자는, 실시예 4 에 있어서의 화합물 (4) 대신에 상기 합성예 5 에서 합성한 화합물 (5) 를 사용한 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 하여 제조하였다.
· 비교예 2
비교예 2 의 유기 EL 소자는, 실시예 4 에 있어서의 화합물 (4) 대신에 하기 화합물 (E-2) 를 사용한 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 하여 제조하였다.
[화학식 82]
Figure 112016011846405-pct00082
실시예 4, 5, 및 비교예 2 에서 제조한 유기 EL 소자에 대하여, 전술한 것과 동일하게 하여 구동 전압 및 외부 양자 효율을 측정하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
전자 수송층 전압 (V)
(10 mA/㎠ 시)		 외부 양자 효율
(%)
실시예 4 화합물 (4) 4.3 7.9
실시예 5 화합물 (5) 4.7 7.7
비교예 2 화합물 (E-2) 7.3 5.3
표 2 로부터, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물을 사용하면, 유기 EL 소자의 저전압화와 고효율화를 실현할 수 있는 것을 알 수 있다. 비교예 2 에서 사용한 화합물 (E-2) 와의 비교에 의해, 말단에 함질소 복소 고리기를 갖는 화합물을 사용한 실시예 4 ∼ 5 의 유기 EL 소자가 저전압이고 또한 고효율로 동작하는 것을 알 수 있다. 즉, 화합물 (E-2) 를 사용한 경우와 비교하여, 화합물 (4) 또는 화합물 (5) 를 사용한 것으로, 구동 전압 및 발광 효율의 점에서, 유기 EL 소자의 성능이 향상된 것을 알 수 있다.
· 실시예 6
25 ㎜ × 75 ㎜ × 1.1 ㎜ 두께의 ITO 투명 전극 (양극) 이 형성된 유리 기판 (지오마틱사 제조) 을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5 분간 실시한 후, UV 오존 세정을 30 분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인이 형성된 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 먼저 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 하기 화합물 HI-1 을 증착하여 막두께 5 ㎚ 의 HI-1 막을 성막하여, 정공 주입층을 형성하였다.
다음으로, 이 정공 주입층 상에, 제 1 정공 수송 재료로서 상기 화합물 HT-1 을 증착하여 막두께 80 ㎚ 의 HT-1 막을 성막하여, 제 1 정공 수송층을 형성하였다.
다음으로, 이 제 1 정공 수송층 상에, 상기 화합물 HT-2 를 증착하여 막두께 10 ㎚ 의 HT-2 막을 성막하여, 제 4 정공 수송층을 형성하였다.
또한, 이 HT-2 막 상에 막두께 25 ㎚ 로 상기 호스트 BH-2 와 상기 도펀트 BD-2 를 24 : 1 의 질량비로 공증착에 의해 성막하여, 발광층으로 하였다.
이 발광층 성막에 이어서, 상기 합성예 2 에서 합성한 화합물 (2) 와 8-퀴놀리노라토리튬 (Liq) 을 50 : 50 의 질량비로 공증착에 의해 성막하여, 막두께 25 ㎚ 의 전자 수송층을 성막하였다. 이 전자 수송층 상에 금속 Al 을 증착시켜, 금속 음극을 막두께 80 ㎚ 로 형성하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
· 비교예 3
비교예 3 의 유기 EL 소자는, 실시예 6 에 있어서의 화합물 (2) 대신에 하기 화합물 (E-3) 을 사용한 것 이외에는 실시예 6 과 동일하게 하여 제조하였다.
[화학식 83]
Figure 112016011846405-pct00083
실시예 6 및 비교예 3 에서 제조한 유기 EL 소자에 대하여, 전술한 것과 동일하게 하여 구동 전압을 측정하고, 하기 방법에 의해 수명 LT90 을 측정하고, 평가하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
전자 수송층 전압 (V)
(10 mA/㎠ 시)		 LT90
(hr)
실시예 6 화합물 (2) 3.9 365
비교예 3 화합물 (E-3) 4.0 285
표 3 으로부터, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화합물을 사용하면, 유기 EL 소자의 장수명화를 실현할 수 있는 것을 알 수 있다. 비교예 3 에서 사용한 화합물 (E-3) 과의 비교에 의해, 피리미딘의 2 개의 질소 원자 사이의 탄소 원자 (2 위치의 탄소 원자) 이외의 탄소 원자 (4 위치의 탄소 원자) 에 함질소 복소 고리 사슬을 갖는 화합물 (2) 를 사용한 실시예 6 의 유기 EL 소자가 장시간 동작하는 것을 알 수 있다. 즉, 화합물 (E-3) 을 사용한 경우와 비교하여, 화합물 (2) 를 사용한 것으로, 수명의 점에서, 유기 EL 소자의 성능이 향상된 것을 알 수 있다.
1 ; 유기 EL 소자
2 ; 기판
3 ; 양극
4 ; 음극
5 ; 발광층
6 ; 정공 주입·수송층
7 ; 전자 수송층
8 ; 전자 주입층
10 ; 유기층
11 ; 전자 수송 대역

Claims (63)

  1. 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00084

    (상기 일반식 (1) 에 있어서,
    R3 은 수소 원자이다.
    R2 는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기이다.
    R2 가 치환기를 갖는 경우, 치환기는,
    무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
    무치환의 고리 형성 탄소수 5 ∼ 30 의 함산소 복소 고리기,
    무치환의 고리 형성 탄소수 5 ∼ 30 의 함황 복소 고리기, 또는
    무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기이다.
    L1 은, 단결합 또는 연결기이고, L1 에 있어서의 연결기로는,
    무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 또는
    무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기이다.
    L2 는, 연결기이고, L2 에 있어서의 연결기로는,
    무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 또는
    무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기이고,
    L2 에 있어서의 연결기로서의 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기는, 피리딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀리닐기, 나프티리디닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 인돌릴기, 푸릴기, 티에닐기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이속사졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 벤즈옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤즈이속사졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 페나지닐기, 페노티아지닐기, 및 페녹사지닐기로 이루어지는 군에서 선택된다.
    n 및 m 은, 각각 독립적으로 1 이상 2 이하의 정수이다.
    n 이 2인 경우, 복수의 Cz 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
    m 이 2인 경우, Az 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
    Cz 는, 하기 일반식 (1a) 로 나타내고,
    Az 는, 하기 일반식 (11) 로 나타낸다.)
    Figure 112018048051179-pct00085

    (상기 일반식 (1a) 에 있어서,
    X1 ∼ X8 은, 각각 독립적으로 CR 또는 질소 원자이다.
    R 및 R1 은, 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    할로겐 원자,
    시아노기,
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기,
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기, 또는
    치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기이고,
    R 에 있어서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5 ∼ 30 의 복소 고리기로는, 피리딜기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀리닐기, 나프티리디닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기, 인돌릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인다졸릴기, 이미다조피리디닐기, 벤조트리아졸릴기, 푸릴기, 티에닐기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이속사졸릴기, 이소티아졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 벤즈옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤즈이속사졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 벤즈옥사디아졸릴기, 벤조티아디아졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 피페리디닐기, 피롤리디닐기, 피페라지닐기, 모르폴릴기, 페나지닐기, 페노티아지닐기, 및 페녹사지닐기로 이루어지는 군에서 선택된다.
    서로 인접하는 R 이 결합하여, 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.
    R 이 복수 있는 경우, 복수의 R 은, 서로 동일, 또는 상이하다.
    단, R 및 R1 의 어느 1 개는, 상기 일반식 (1) 의 L1 에 결합하는 단결합이다.
    또한, R1 과 인접하는 R 이 서로 결합하여, 고리를 형성하는 경우와, 고리를 형성하지 않는 경우가 있다.)
    Figure 112018048051179-pct00086

    (상기 일반식 (11) 에 있어서,
    X9 는, CR9 또는 질소 원자이고, X10 은, CR10 또는 질소 원자이다.
    R4 ∼ R6, R9 및 R10 은, 각각 독립적으로,
    수소 원자,
    할로겐 원자,
    시아노기, 또는
    치환 혹은 무치환의 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬기이다.
    R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 이웃하는 기는, 고리를 형성하지 않는다.
    단, R4 ∼ R6, R9 및 R10 중 어느 1 개는, L2 에 결합하는 단결합이다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 은, 하기 일반식 (1A) 또는 (1B) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112017089270637-pct00087

    (상기 일반식 (1A) 에 있어서,
    L1, L2, R2, R3, Az, n, m 은, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, R2, R3, Az, n, m 과 동일한 의미이다.
    X1 ∼ X8 은, 각각 상기 일반식 (1a) 에 있어서의 X1 ∼ X8 과 동일한 의미이다.)
    Figure 112017089270637-pct00088

    (상기 일반식 (1B) 에 있어서,
    L1, L2, R2, R3, Az, n, m 은, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L1, L2, R2, R3, Az, n, m 과 동일한 의미이다.
    R1, X1 ∼ X8 은, 각각 상기 일반식 (1a) 에 있어서의 R1, X1 ∼ X8 과 동일한 의미이다.
    단, 상기 일반식 (1B) 에 있어서, X1 ∼ X8 중 어느 1 개는, L1 에 결합하는 탄소 원자이다.)
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 일반식 (1A) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 X1 부터 X8 까지는, 각각 독립적으로 CR 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    서로 인접하는 R 은, 고리를 형성하지 않는 것을 특징으로 하는 화합물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 Az 는, 치환 혹은 무치환의 피리딘 고리, 치환 혹은 무치환의 피리미딘 고리, 및 치환 혹은 무치환의 트리아진 고리의 어느 것에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 Az 는, 하기 일반식 (11-a) 부터 (11-g) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112017089270637-pct00093

    (상기 일반식 (11-a) ∼ (11-g) 에 있어서, 결합손은 상기 L2 에 결합하는 결합손이고, 상기 일반식 (11-a) 부터 (11-g) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 Az 는, 상기 일반식 (11-a) 부터 (11-c) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 일반식 (11-a) 부터 (11-c) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 무치환인 것을 특징으로 하는 화합물.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 Az 는, 상기 일반식 (11-a) 로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 일반식 (11-a) 로 나타내는 기는, 무치환인 것을 특징으로 하는 화합물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 X9 는, CR9 이고, 상기 X10 은, CR10 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 L1 은, 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 L1 은, 하기 식 (L-1a) 부터 (L-1f) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00094

    (상기 식 (L-1a) 부터 (L-1f) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 L1 은, 무치환의 벤젠 고리인 것을 특징으로 하는 화합물.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 L1 은, 상기 식 (L-1a) 로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 m 은, 1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 n 은, 1 이고,
    상기 m 은, 1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  19. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (13A) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00089

    (상기 일반식 (13A) 에 있어서, L2, R2, R3, Az 는, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 L2, R2, R3, Az 와 동일한 의미이다.
    R11, R12, R13, R14 는, 카르바졸릴기의 임의의 탄소 원자에 결합한다.
    R11, R12, R13, R14, R16, R17, R18 은, 각각 상기 일반식 (1a) 의 R 과 동일한 의미이다.
    p, q, r, s 는, 4 이다.
    복수의 R11, R12, R13, R14 는, 각각 동일 또는 상이하다.)
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리이고,
    상기 n 은, 1 이고,
    상기 m 은, 1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  21. 제 1 항에 있어서,
    하기 일반식 (15A) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00090

    (상기 일반식 (15A) 에 있어서,
    R2, L2, Az 는, 각각 상기 일반식 (1) 에 있어서의 R2, L2, 및 Az 와 동일한 의미이다.
    R11, R12 는, 각각 상기 일반식 (1a)에 있어서 R과 동일한 의미이다.
    p 및 q 는 4 이다.)
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 L2 는, 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 L2 는, 하기 식 (L-2a) 부터 (L-2f) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00095

    (상기 식 (L-2a) 부터 (L-2f) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 L2 는, 무치환의 벤젠 고리인 것을 특징으로 하는 화합물.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 L2 는, 상기 식 (L-2a) ∼ (L-2c) 의 어느 것으로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 L2 는, 상기 식 (L-2a) 로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 R2 는, 하기 식 (R-2a) 부터 (R-2e) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00096

    (상기 식 (R-2a) 부터 (R-2e) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 R2 는, 치환 또는 무치환의 페닐기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  29. 제 1 항에 있어서,
    「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우에 있어서의 치환기는, 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기, 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 것인 것을 특징으로 하는 화합물.
  30. 제 2 항에 있어서,
    상기 일반식 (1B) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 R2 는, 하기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00097

    (상기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 L2 는, 하기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 또는 (L-2f) 로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00098

    (상기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 및 (L-2f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리, 무치환의 피리미딘 고리, 및 무치환의 트리아진 고리의 어느 것에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 L1 은, 하기 식 (L-1a), (L-1b), (L-1c) 또는 (L-1f) 로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00099

    (상기 식 (L-1a), (L-1b), (L-1c) 및 (L-1f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  35. 제 30 항에 있어서,
    X1 ∼ X8 중 어느 1 개는, L1 에 결합하는 탄소 원자이고, 그 이외는, CR 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  36. 제 30 항에 있어서,
    n 은, 1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  37. 제 30 항에 있어서,
    R1 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  38. 제 37 항에 있어서,
    R1 은, 무치환의 페닐기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  39. 제 30 항에 있어서,
    상기 R2 는, 하기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기이고,
    상기 L2 는, 하기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 또는 (L-2f) 로 나타내는 기이고,
    상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리, 무치환의 피리미딘 고리, 및 무치환의 트리아진 고리의 어느 것에서 선택되고,
    상기 L1 은, 하기 식 (L-1a), (L-1b), (L-1c) 또는 (L-1f) 로 나타내는 기이고,
    X1 ∼ X8 중 어느 1 개는, L1 에 결합하는 탄소 원자이고, 그 이외는, CR 이며, R 은, 상기 일반식 (1a) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이고,
    n 은, 1 이고,
    R1 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00100

    (상기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00101

    (상기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 및 (L-2f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00102

    (상기 식 (L-1a), (L-1b), (L-1c) 및 (L-1f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  40. 제 30 항에 있어서,
    상기 R2 는, 하기 식 (R-2a) 로 나타내는 기이고,
    상기 L2 는, 하기 식 (L-2a), (L-2b), 또는 (L-2c) 로 나타내는 기이고,
    상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리이고,
    상기 L1 은, 하기 식 (L-1a), (L-1b), 또는 (L-1c) 로 나타내는 기이고,
    X1 ∼ X8 중 어느 1 개는, L1 에 결합하는 탄소 원자이고, 그 이외는, CR 이며, R 은, 상기 일반식 (1a) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이고,
    n 은, 1 이고,
    R1 은, 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 12 의 방향족 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00103

    (상기 식 (R-2a) 로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00104

    (상기 식 (L-2a), (L-2b), 및 (L-2c) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00105

    (상기 식 (L-1a), (L-1b), 및 (L-1c) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  41. 제 39 항에 있어서,
    「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우의 치환기는, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기인 화합물.
  42. 제 40 항에 있어서,
    「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우의 치환기는, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기인 화합물.
  43. 제 30 항에 있어서,
    상기 R2 는, 하기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기이고,
    상기 L2 는, 하기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 또는 (L-2f) 로 나타내는 기이고,
    상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리, 무치환의 피리미딘 고리, 및 무치환의 트리아진 고리의 어느 것에서 선택되고,
    X1 ∼ X8 중 어느 1 개는, L1 에 결합하는 탄소 원자이고, 그 이외는, CR 이며,
    n 은, 1 이고,
    R1 은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6 ∼ 30 의 방향족 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00106

    (상기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00107

    (상기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 및 (L-2f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  44. 제 3 항에 있어서,
    상기 R2 는, 하기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00108

    (상기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
  45. 제 3 항에 있어서,
    상기 L2 는, 하기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 또는 (L-2f) 로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00109

    (상기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 및 (L-2f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  46. 제 3 항에 있어서,
    상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리, 무치환의 피리미딘 고리, 및 무치환의 트리아진 고리의 어느 것에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  47. 제 3 항에 있어서,
    상기 L1 은, 하기 식 (L-1a), (L-1b), (L-1c) 또는 (L-1f) 로 나타내는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00110

    (상기 식 (L-1a), (L-1b), (L-1c) 및 (L-1f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  48. 제 3 항에 있어서,
    X1 ∼ X8 은, CR 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  49. 제 3 항에 있어서,
    n 은, 1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  50. 제 3 항에 있어서,
    상기 R2 는, 하기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기이고,
    상기 L2 는, 하기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 또는 (L-2f) 로 나타내는 기이고,
    상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리, 무치환의 피리미딘 고리, 및 무치환의 트리아진 고리의 어느 것에서 선택되고,
    상기 L1 은, 하기 식 (L-1a), (L-1b), (L-1c) 또는 (L-1f) 로 나타내는 기이고,
    X1 ∼ X8 은, CR 이고,
    n 은, 1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00111

    (상기 식 (R-2a) 부터 (R-2d) 까지의 어느 것으로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00112

    (상기 식 (L-2a), (L-2b), (L-2c) 및 (L-2f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00113

    (상기 식 (L-1a), (L-1b), (L-1c) 및 (L-1f) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  51. 제 3 항에 있어서,
    상기 R2 는, 하기 식 (R-2a) 로 나타내는 기이고,
    상기 L2 는, 하기 식 (L-2a), (L-2b), 또는 (L-2c) 로 나타내는 기이고,
    상기 Az 는, 무치환의 피리딘 고리이고,
    상기 L1 은, 하기 식 (L-1a), (L-1b), 또는 (L-1c) 로 나타내는 기이고,
    X1 ∼ X8 은, CR 이며, R 은, 상기 일반식 (1a) 에 있어서의 R 과 동일한 의미이고,
    n 은, 1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112018048051179-pct00114

    (상기 식 (R-2a) 로 나타내는 기는, 치환 혹은 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00115

    (상기 식 (L-2a), (L-2b), 및 (L-2c) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
    Figure 112018048051179-pct00116

    (상기 식 (L-1a), (L-1b), 및 (L-1c) 로 나타내는 기는, 무치환의 기이다.)
  52. 제 51 항에 있어서,
    「치환 혹은 무치환의」 이라고 하는 경우의 치환기는, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기인 화합물.
  53. 제 1 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료.
  54. 양극과,
    상기 양극과 대향하여 형성된 음극과,
    상기 양극 및 상기 음극 사이에, 적어도 발광층을 포함하는 1 층 이상의 유기층을 갖고,
    상기 유기층의 적어도 1 층이, 제 1 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 유기층은, 상기 발광층과 상기 음극 사이에 전자 수송 대역을 포함하고,
    상기 화합물을 포함하는 상기 유기층의 적어도 1 층은, 상기 전자 수송 대역인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 전자 수송 대역이, 전자 공여성 도펀트 및 유기 금속 착물의 적어도 일방을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 전자 공여성 도펀트 및 상기 유기 금속 착물의 적어도 일방이, 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속을 포함하는 유기 금속 착물, 알칼리 토금속을 포함하는 유기 금속 착물, 및 희토류 금속을 포함하는 유기 금속 착물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  58. 제 54 항에 기재된 유기 일렉트로루미네선스 소자를 구비하는 전자 기기.
  59. 삭제
  60. 삭제
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