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KR20230010039A - 다환 방향족 화합물 - Google Patents

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KR20230010039A
KR20230010039A KR1020227042152A KR20227042152A KR20230010039A KR 20230010039 A KR20230010039 A KR 20230010039A KR 1020227042152 A KR1020227042152 A KR 1020227042152A KR 20227042152 A KR20227042152 A KR 20227042152A KR 20230010039 A KR20230010039 A KR 20230010039A
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ring
substituted
aryl
alkyl
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KR1020227042152A
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타쿠지 하타케야마
야스유키 사사다
야스히로 콘도
료스케 카와스미
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가꼬우 호징 관세이 가쿠잉
에스케이머티리얼즈제이엔씨 주식회사
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Abstract

[과제] 신규의 다환 방향족 화합물 및 그것을 사용한 유기 EL 소자를 제공한다.
[해결 수단] 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에 의해, 유기 디바이스용 재료의 선택지를 늘린다. 또한, 이 신규의 재료를 사용하여 예를 들면 유기 EL 소자를 제작함으로써, 뛰어난 소자를 제공한다.
Figure pct00250

[φ1]n의 부분은, 식(φ1-m1), 식(φ1-m2), 식(φ1-p1) 및 식(φ1-p2)에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결된 부분이며, n은 1 이상의 정수이며, B1환, B2환, 및 C환은, 치환되어 있어도 되는 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, Ra는 수소 또는 치환기이며, Y는 B 등이며, X1은 >N-R 등이며, X2는 N 등이며, 인접하는 C환끼리는 단결합 등에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 다환 방향족 화합물은 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 중수소 등으로 치환되어 있어도 된다.

Description

다환 방향족 화합물
본 발명은, 다환 방향족 화합물과, 이를 사용한 유기 전계 발광 소자, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 박막 태양 전지, 및 파장 변환 필터, 및, 표시 장치 및 조명 장치에 관한 것이다. 또한, 본 명세서 중에서 「유기 전계 발광 소자」를 「유기 EL 소자」 또는 단지 「소자」라고 표기하는 경우가 있다.
종래, 전계 발광하는 발광 소자를 사용한 표시 장치는, 전력 절감화나 박형화가 가능하기 때문에, 종종 연구되고, 나아가, 유기 재료로 이루어지는 유기 전계 발광 소자는, 경량화나 대형화가 용이하기 때문에 활발하게 검토되어 왔다. 특히, 광의 3원색 중 하나인 청색 등의 발광 특성을 가지는 유기 재료의 개발, 및 정공, 전자 등의 전하 수송 능력(반도체나 초전도체가 될 가능성을 가짐)을 구비한 유기 재료의 개발에 대해서는, 고분자 화합물, 저분자 화합물을 막론하고 지금까지 활발하게 연구되어 왔다.
유기 EL 소자는, 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 해당 한 쌍의 전극 사이에 배치되고, 유기 화합물을 포함하는 한층 또는 복수의 층으로 이루어지는 구조를 가진다. 유기 화합물을 포함하는 층에는, 발광층이나, 정공, 전자 등의 전하를 수송 또는 주입하는 전하 수송/주입층 등이 있는데, 이들 층에 적당한 다양한 유기 재료가 개발되고 있다.
발광층용 재료로서는, 예를 들면 벤조플루오렌계 화합물 등이 개발되어 있다(국제공개 제2004/061047호 공보). 또한, 정공 수송 재료로서는, 예를 들면 트리페닐아민계 화합물 등이 개발되어 있다(일본특허공개 2001-172232호 공보). 또한, 전자 수송 재료로서는, 예를 들면 안트라센계 화합물 등이 개발되어 있다(일본특허공개 2005-170911호 공보).
또한, 최근에는 유기 EL 소자나 유기 박막 태양 전지에 사용하는 재료로서 트리페닐아민 유도체를 개량한 재료도 보고되어 있다(국제공개 제2012/118164호 공보). 이 재료는 이미 실용화되어 있는 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민(TPD)을 참고로 하여, 트리페닐아민을 구성하는 방향환끼리를 연결함으로써, 질소를 환 구조의 중심에 배치하면서 그 평면성을 높인 것을 특징으로 하는 재료이다. 이 문헌에서는 예를 들면 NO 연결계 화합물(63페이지의 화합물 1)의 전하 수송 특성이 평가되고 있지만, NO 연결계 화합물 이외의 재료의 제조 방법에 대해서는 기재되어 있지 않으며, 또한, 연결하는 원소가 다르면 화합물 전체의 전자 상태가 다르기 때문에, NO 연결계 화합물 이외의 재료로부터 얻어지는 특성도 아직 알려져 있지 않다. 이러한 화합물의 예는 그 외에도 볼 수 있다(국제공개 제2011/107186호 공보). 예를 들면, 삼중항 여기자의 에너지(T1)가 큰 공액 구조를 가지는 화합물은, 더 짧은 파장의 인광을 발할 수 있기 때문에, 청색의 발광층용 재료로서 유익하다. 또한, 발광층을 사이에 두는 전자 수송 재료나 정공 수송 재료로서도 T1이 큰 신규 공액 구조를 가지는 화합물이 요구되고 있다.
유기 EL 소자의 호스트 재료는, 일반적으로, 벤젠이나 카르바졸 등의 기존의 방향환을 단결합이나 인 원자나 규소 원자로 복수 연결한 분자이다. 이는, 비교적 공액계가 작은 방향환을 다수 연결함으로써, 호스트 재료에 필요한 큰 HOMO-LUMO 갭(박막에 있어서의 밴드갭 Eg)이 담보되기 때문이다. 나아가, 인광 재료나 열활성형 지연 형광 재료를 사용한 유기 EL 소자의 호스트 재료에는, 높은 삼중항 여기 에너지(ET)도 필요하지만, 분자에 도너 또는 억셉터성의 방향환이나 치환기를 연결함으로써, 삼중항 여기 상태(T1)의 SOMO1 및 SOMO2를 국재화시켜, 양쪽 궤도 간의 교환 상호 작용을 작게 함으로써, 삼중항 여기 에너지(ET)를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 그러나, 공액계가 작은 방향환은 Redox 안정성이 충분하지 않아, 기존의 방향환을 연결해 간 분자를 호스트 재료로서 사용한 소자는 수명이 충분하지 않다. 한편, 확장 π공액계를 갖는 다환 방향족 화합물은, 일반적으로, Redox 안정성은 뛰어나지만, HOMO-LUMO 갭(박막에 있어서의 밴드갭 Eg)이나 삼중항 여기 에너지(ET)가 낮기 때문에, 호스트 재료에 적합하지 않다고 여겨져 왔다.
또한, 최근에는 붕소 등을 중심 원자로 하여 복수의 방향족환을 축합한 화합물도 보고되고 있다(국제공개 제2015/102118호 공보). 이 문헌에서는 발광층의 도펀트 재료로서 해당 복수의 방향족환을 축합한 화합물을 사용한 유기 EL 소자 평가가 실시되고 있다.
특허문헌 1: 국제공개 제2004/061047호 공보 특허문헌 2: 일본특허공개 2001-172232호 공보 특허문헌 3: 일본특허공개 2005-170911호 공보 특허문헌 4: 국제공개 제2012/118164호 공보 특허문헌 5: 국제공개 제2011/107186호 공보 특허문헌 6: 국제공개 제2015/102118호 공보
특허문헌 1∼5에서 보고한 것과 같이, 유기 EL 소자에 사용되는 재료로서는 다양한 재료가 개발되고 있지만, 유기 EL 소자용 재료의 선택지를 늘리기 위해, 종래와는 다른 화합물로 이루어지는 재료의 개발이 요망되고 있다. 특히, 질소를 환구조의 중심에 배치한 NO 연결계 화합물 이외의 재료로부터 얻어지는 유기 EL 특성이나 그 제조 방법을 모색하는 것은 유익하다.
또한, 특허문헌6에서는, 붕소를 포함하는 다환 방향족 화합물과 이를 사용한 유기 EL 소자가 보고되어 있지만, 해당 문헌에는 매우 많은 화합물이 개시되어 있어, 더욱 소자 특성을 향상시키기 위해, 발광 효율이나 소자 수명 등의 유기 EL 특성을 향상시킬 수 있는 발광층용 재료, 특히 도펀트 재료 등을 모색하는 것은 유익하다.
또한, 유기 EL 소자를 구성하는 유기층의 형성 방법으로서, 현재에는 진공 증착법의 이외에 습식 성막법도 사용되고 있기 때문에, 특히, 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층을 형성하기 위한 습식 성막용 잉크 재료의 개발이 적극적으로 실시되고 있어, 이와 같은 잉크 재료를 모색하는 것도 유익하다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 신규한 구조를 갖는 다환 방향족 화합물을 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 배치하여 예를 들면 유기 EL 소자를 구성함으로써, 우수한 유기 EL 소자가 얻어지는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다. 즉 본 발명은, 이하와 같은 다환 방향족 화합물, 나아가 이하와 같은 다환 방향족 화합물을 포함하는 유기 EL 소자용 재료 등의 유기 디바이스용 재료를 제공한다.
또한, 본 명세서에 있어서 화학 구조나 치환기를 탄소수로 나타낼 때가 있는데, 화학 구조에 치환기가 치환한 경우나, 치환기에 치환기가 더 치환한 경우 등에서의 탄소수는, 화학 구조나 치환기 각각의 탄소수를 의미하고, 화학 구조와 치환기의 합계 탄소수나, 치환기와 치환기의 합계 탄소수를 의미하는 것은 아니다. 예를 들면, 「탄소수X의 치환기A로 치환된 탄소수Y의 치환기B」란, 「탄소수Y의 치환기B」에 「탄소수X의 치환기A」가 치환하는 것을 의미하고, 탄소수Y는 치환기A 및 치환기B의 합계의 탄소수가 아니다. 또한 예를 들면, 「치환기A로 치환된 탄소수Y의 치환기B」란, 「탄소수Y의 치환기B」에 「(탄소수 한정이 없는) 치환기A」가 치환하는 것을 의미하고, 탄소수Y는 치환기A 및 치환기B의 합계의 탄소수가 아니다.
항 1.
하기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물.
Figure pct00001
Figure pct00002
[φ1]n의 부분은, 상기 식(φ1-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ1-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
n은 1 이상의 정수이며,
B1환, B2환, 및 C환은, 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고,
Ra는, 각각 독립적으로, 수소 또는 치환기이며,
a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R의 R 및 Ge-R의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 시클로알킬이며,
또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 되고,
또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합 또는 연결기에 의해, 상기 B1환, B2환, C환, 및 a환 중 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고,
X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 시클로알킬이며,
상기 식(1A), 식(φ1-m1), 및 식(φ1-m2)에 있어서의 인접하는 C환끼리는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 되고,
상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, B1환, B2환, C환, 아릴, 및 헤테로아릴의 적어도 하나는, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 되고,
상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
항 2.
[φ1]n의 부분은, 상기 식(φ1-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ1-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
n은 1∼5의 정수이며,
B1환, B2환, 및 C환은, 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 치환 또는 무치환의 아릴, 치환 또는 무치환의 헤테로아릴, 치환 또는 무치환의 디아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 아릴헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 치환 또는 무치환의 알킬, 치환 또는 무치환의 시클로알킬, 치환 또는 무치환의 알콕시, 치환 또는 무치환의 아릴옥시, 또는 치환 실릴로 치환되어 있어도 되고,
Ra는, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 무치환의 아릴, 치환 또는 무치환의 헤테로아릴, 치환 또는 무치환의 디아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 아릴헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 치환 또는 무치환의 알킬, 치환 또는 무치환의 시클로알킬, 치환 또는 무치환의 알콕시, 치환 또는 무치환의 아릴옥시, 또는 치환 실릴이며,
a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R의 R 및 Ge-R의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해, 상기 B1환, B2환, C환, 및 a환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
X2가 N일 때, 상기 식(1A), 식(φ1-m1), 및 식(φ1-m2)에 있어서의 인접하는 C환끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, B1환, B2환, C환, 아릴, 및 헤테로아릴의 적어도 하나는, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 되고,
상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
항 1에 기재된 다환 방향족 화합물.
항 3.
하기 일반식(2A) 또는 일반식(2B)으로 나타내어지는, 항 1에 기재된 다환 방향족 화합물.
Figure pct00003
Figure pct00004
[φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
n은 1∼3의 정수이며,
Ra, Rb, 및 Rc는, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 또한, Rb 및 Rc 중 인접하는 기끼리가 결합하여, b1환 및 c환과 함께, 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 또한, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R의 R 및 Ge-R의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 1∼6의 알케닐, 탄소수 1∼6의 알키닐, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 3∼14의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼12의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 1∼6의 알케닐, 탄소수 1∼6의 알키닐, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 3∼14의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼12의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
X2가 N일 때, 상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리는, 결합하여, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-가 되어 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 1∼6의 알케닐, 탄소수 1∼6의 알키닐, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 3∼14의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼12의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, 상기 b1환, 상기 c환, 상기 형성된 환, 상기 아릴, 및 상기 헤테로아릴의 적어도 하나는, 탄소수 3∼24의 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 되고,
상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
항 4.
[φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
n은 1∼3의 정수이며,
Ra, Rb, 및 Rc는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴이며, 2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 또한, Rb 및 Rc 중 인접하는 기끼리가 결합하여, b1환 및 c환과 함께, 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴이며, 2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 또한, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R의 R 및 Ge-R의 R은, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
X2가 N일 때, 상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 모든 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리는, 결합하여, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-가 되어 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, 상기 b1환, 상기 c환, 상기 형성된 환, 상기 아릴, 및 상기 헤테로아릴의 적어도 하나는, 탄소수 3∼20의 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
항 3에 기재된 다환 방향족 화합물.
항 5.
상기 식(2A) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조 및 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
상기 식(2B) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
n은 1∼3의 정수이며,
Ra, Rb, 및 Rc는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴이며, 2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 또는 「-C(-R)2-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R 및 「-C(-R)2-」의 R은, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 또한, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 또는 「-C(-R)2-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R 및 「-C(-R)2-」의 R은, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, 또는 P=S이며,
X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, 또는 >C(-R)2이며, 상기 >N-R의 R 및 >C(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 또는 -C(-R)2-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, 및 -C(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 또는 -C(-R)2-에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, 및 -C(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
X2는, N이며,
상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 모든 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리는, 결합하여, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 또는 -C(-R)2-가 되어 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R 및 -C(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, 상기 b1환, 상기 c환, 상기 아릴, 및 상기 헤테로아릴의 적어도 하나는, 탄소수 3∼16의 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
항 3에 기재된 다환 방향족 화합물.
항 6.
상기 식(2A) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조 및 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
상기 식(2B) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
n은 1 또는 2이며,
Ra, Rb, 및 Rc는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴이며, 2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 또는 「-S-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R은, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 또한, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 또는 「-S-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R은, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
Y는, 각각 독립적으로, B이며,
X1은, 각각 독립적으로, >N-R 또는 >O이며, 상기 >N-R의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R은, 단결합에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고,
X2는, N이며,
상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 모든 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리는, 결합하여, 단결합이 되어 있어도 되고,
상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, 상기 b1환, 상기 c환, 및 상기 >N-R의 R로서의 탄소수 6∼10의 아릴의 적어도 하나는, 탄소수 3∼14의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있어도 되고,
상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
항 3에 기재된 다환 방향족 화합물.
항 7.
하기 구조식으로 나타내어지는, 항 1에 기재된 다환 방향족 화합물.
Figure pct00005
(구조식 중의 「Me」은 메틸기를 나타낸다.)
항 8.
하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는, 항 1에 기재된 다환 방향족 화합물.
Figure pct00006
Figure pct00007
(구조식 중의 「Me」은 메틸기, 「tBu」는 t-부틸기를 나타낸다.)
항 9.
하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는, 항 1에 기재된 다환 방향족 화합물.
Figure pct00008
(구조식 중의 「Me」은 메틸기, 「tBu」는 t-부틸기를 나타낸다.)
항 10.
항 1∼9 중 어느 하나에 기재된 다환 방향족 화합물에 반응성 치환기가 치환된, 반응성 화합물.
항 11.
항 10에 기재된 반응성 화합물을 모노머로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물, 또는, 해당 고분자 화합물을 더 가교시킨 고분자 가교체.
항 12.
주사슬형 고분자에 항 10에 기재된 반응성 화합물을 치환시킨 펜던트형 고분자 화합물, 또는, 해당 펜던트형 고분자 화합물을 더 가교시킨 펜던트형 고분자 가교체.
항 13.
항 1∼9 중 어느 하나에 기재된 다환 방향족 화합물을 함유하는, 유기 디바이스용 재료.
항 14.
항 10에 기재된 반응성 화합물을 함유하는, 유기 디바이스용 재료.
항 15.
항 11에 기재된 고분자 화합물 또는 고분자 가교체를 함유하는, 유기 디바이스용 재료.
항 16.
항 12에 기재된 펜던트형 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 가교체를 함유하는, 유기 디바이스용 재료.
항 17.
상기 유기 디바이스용 재료가, 유기 전계 발광 소자용 재료, 유기 전계 효과 트랜지스터용 재료, 유기 박막 태양 전지용 재료, 또는 파장 변환 필터용 재료인, 항 13∼16 중 어느 하나에 기재된 유기 디바이스용 재료.
항 18.
상기 유기 전계 발광 소자용 재료가 발광층용 재료인, 항 17에 기재된 유기 디바이스용 재료.
항 19.
항 1∼9 중 어느 하나에 기재된 다환 방향족 화합물과, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
항 20.
항 10에 기재된 반응성 화합물과, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
항 21.
주사슬형 고분자와, 항 10에 기재된 반응성 화합물과, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
항 22.
항 11에 기재된 고분자 화합물 또는 고분자 가교체와, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
항 23.
항 12에 기재된 펜던트형 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 가교체와, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
항 24.
양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 해당 한 쌍의 전극 사이에 배치되고, 항 1∼9 중 어느 하나에 기재된 다환 방향족 화합물, 항 10에 기재된 반응성 화합물, 항 11에 기재된 고분자 화합물 또는 고분자 가교체, 또는, 항 12에 기재된 펜던트형 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 가교체를 함유하는 유기층을 가지는, 유기 전계 발광 소자.
항 25.
상기 유기층이 발광층인, 항 24에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 26.
상기 발광층이, 호스트와, 도펀트로서의 상기 다환 방향족 화합물, 반응성 화합물, 고분자 화합물, 고분자 가교체, 펜던트형 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 가교체를 포함하는, 항 25에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 27.
상기 호스트가, 안트라센계 화합물, 플루오렌계 화합물 또는 디벤조크리센계 화합물인, 항 26에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 28.
상기 음극과 상기 발광층의 사이에 배치되는 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나의 층을 가지고, 해당 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나는, 보란 유도체, 피리딘 유도체, 플루오란텐 유도체, BO계 유도체, 안트라센 유도체, 벤조플루오렌 유도체, 포스핀옥사이드 유도체, 피리미딘 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아진 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀리놀계 금속 착체, 티아졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 실롤 유도체 및 아졸린 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 함유하는, 항 25∼27 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 29.
상기 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나의 층이, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리토류 금속의 산화물, 알칼리토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 함유하는, 항 28에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 30.
정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나의 층이, 각 층을 형성할 수 있는 저분자 화합물을 모노머로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물, 또는, 해당 고분자 화합물을 더 가교시킨 고분자 가교체, 또는, 각 층을 형성할 수 있는 저분자 화합물을 주사슬형 고분자와 반응시킨 펜던트형 고분자 화합물, 또는, 해당 펜던트형 고분자 화합물을 더 가교시킨 펜던트형 고분자 가교체를 포함하는, 항 24∼29 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자.
항 31.
항 24∼30 중 어느 하나에 기재된 유기 전계 발광 소자를 구비한 표시 장치 또는 조명 장치.
항 32.
항 17에 기재된 파장 변환 필터용 재료를 포함하는 파장 변환 필터.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 예를 들면 유기 EL 소자용 재료 등의 유기 디바이스용 재료로서 사용할 수 있는, 신규의 구조를 가지는 다환 방향족 화합물을 제공할 수 있고, 이 다환 방향족 화합물을 사용함으로써 뛰어난 유기 EL 소자 등의 유기 디바이스를 제공할 수 있다.
구체적으로는, 본 발명자들은, 방향환을 붕소, 인(燐), 산소, 질소, 황 등의 헤테로 원소로 연결한 다환 방향족 화합물이, 헤테로 원소의 연결 방법에 따라 큰 HOMO-LUMO 갭 또는 작은 HOMO-LUMO 갭(박막에 있어서의 밴드갭 Eg)을 가지는 것을 찾아냈다. 이는, 헤테로 원소를 포함하는 6원환은 방향족성이 낮기 때문에, 공액계의 확장 및 각 궤도의 국재화 또는 비국재화에 따른 HOMO-LUMO 갭의 감소가 억제 또는 촉진되는 것이 원인이라고 생각된다. 이들 다환 방향족 화합물은, 5원환 또는 6원환이 축합이나 연결된 견고한 골격을 가지고 있기 때문에, 형광 발광 피크의 반치폭이 좁고, 유기 EL 소자의 이미터로서 이용한 경우에 높은 색순도의 발광이 얻어진다. 나아가, 헤테로 원소의 연결 방법을 선택함으로써 열활성형 지연 형광을 나타내고, 유기 EL 소자의 이미터로서 이용한 경우에 높은 효율을 얻을 수 있다. 또한, 치환기의 도입에 의해, HOMO와 LUMO의 에너지를 임의로 움직일 수 있기 때문에, 이온화 포텐셜이나 전자 친화력을 주변 재료에 따라 최적화하는 것이 가능하다. 단, 본 발명은 특히 이들 원리에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 실시형태에 관한 유기 EL 소자를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 발명 화합물(1A-92)의 형광 수명 측정의 결과이다.
도 3은 발명 화합물(1A-142)의 형광 수명 측정의 결과이다.
도 4는 발명 화합물(1A-195)의 형광 수명 측정의 결과이다.
도 5는 발명 화합물(1A-197)의 형광 수명 측정의 결과이다.
1. 다환 방향족 화합물
<화합물의 전체 구조의 설명>
본원 발명은, 하기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물이다. 한편, 각 구조식 중의 부호의 정의는 상술한 정의와 같으며, 나아가, 이 단락 이후로 나타내는 모든 구조식 중의 부호의 정의도 상술한 정의와 동일하다.
Figure pct00009
Figure pct00010
상기 식(1A) 또는 식(1B) 중의 [φ1]n의 부분은, 상기 식(φ1-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ1-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이다.
또한, 본원 발명은, 바람직하게는, 하기 일반식(2A) 또는 일반식(2B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물이다. 한편, 각 구조식 중의 부호의 정의는 상술한 정의와 같으며, 나아가, 이 단락 이후로 나타내는 모든 구조식 중의 부호의 정의도 상술한 정의와 동일하다.
Figure pct00011
Figure pct00012
상기 식(2A) 또는 식(2B) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이다.
상기 n은, 1 이상의 정수이며, 1∼5의 정수, 1∼3의 정수, 1 또는 2가 바람직하다. 또한, 용액에 용해시켜 도포용의 잉크 조성물로서 사용하는 경우, n은, 1∼20의 정수, 2∼7의 정수, 3∼5의 정수가 바람직하다.
<화합물을 구성하는 단위 구조의 설명>
상기 다환 방향족 화합물은, 이하에 나타내는 메타형 단위 구조 및 파라형 단위 구조 중 적어도 1종의 단위 구조 (n+1)개(여기서 n은 1 이상의 정수)가, B1환 또는 b1환을 공유하도록 축합하여 연결된 화합물이다. B1환을 공유하도록 축합하여 생긴 환의 부분을, 상기 식(φ1-m1), 식(φ1-m2), 식(φ1-p1) 및 식(φ1-p2)에서는 B2환으로 나타내고, b1환을 공유하도록 축합하여 생긴 환의 부분을, 상기 식(φ2-m1), 식(φ2-m2), 식(φ2-p1) 및 식(φ2-p2)에서는 b2환으로 나타내고 있다.
Figure pct00013
메타형 단위 구조는 2개의 Y가 a환의 메타 위치에 위치하는 구조를 가지고 있고, 파라형 단위 구조는 2개의 Y가 a환의 파라 위치에 위치하는 구조를 가지고 있다. 어느 단위 구조에도 2개의 축합 2환 구조가 포함된다. 축합 2환 구조란, 메타형 단위 구조에서는 2개의 6원 포화 탄화수소환끼리가 축합된 구조(Y, X1 및 X2를 포함하여 구성되는 데카히드로나프탈렌형 구조)를 말하며, 2개의 축합 2환 구조끼리가 축합하여 a환의 주위에 배치(축합)되어 있다. 또한, 파라형 단위 구조에서는 2개의 6원 포화 탄화수소환끼리가 축합된 구조(Y 및 2개의 X1을 포함하여 구성되는 데카히드로나프탈렌형 구조)를 말하며, 2개의 축합 2환 구조가 a환의 파라 위치에 위치하도록 a환의 주위에 배치(축합)되어 있다.
<단위 구조의 연결 형태의 설명>
상기 식(1A)의 다환 방향족 화합물은, 단위 구조 φ1으로서 적어도 하나의 메타형 단위 구조 1을 포함하고, 그 밖의 단위 구조 φ1은, 메타형 단위 구조 1뿐이거나, 파라형 단위 구조 1뿐이거나, 또는 메타형 단위 구조 1 및 파라형 단위 구조 1의 혼합이어도 되지만, 바람직한 형태는 단위 구조 φ1으로서 합계 (n+1)개의 메타형 단위 구조 1이 연결된 화합물이다.
상기 식(1B)의 다환 방향족 화합물은, 단위 구조 φ1으로서 적어도 하나의 파라형 단위 구조 1을 포함하고, 그 밖의 단위 구조 φ1은, 파라형 단위 구조 1뿐이거나, 메타형 단위 구조 1뿐이거나, 또는 파라형 단위 구조 1 및 메타형 단위 구조 1의 혼합이어도 되지만, 바람직한 형태는 단위 구조 φ1으로서 합계 (n+1)개의 파라형 단위 구조 1이 연결된 화합물이다.
상기 식(2A)의 다환 방향족 화합물은, 단위 구조 φ2로서 적어도 하나의 메타형 단위 구조 2를 포함하고, 그 밖의 단위 구조 φ2는, 메타형 단위 구조 2뿐이거나, 파라형 단위 구조 2뿐이거나, 또는 메타형 단위 구조 2 및 파라형 단위 구조 2의 혼합이어도 되지만, 바람직한 형태는 단위 구조 φ2로서 합계 (n+1)개의 메타형 단위 구조 2가 연결된 화합물이다.
상기 식(2B)의 다환 방향족 화합물은, 단위 구조 φ2로서 적어도 하나의 파라형 단위 구조 2를 포함하고, 그 밖의 단위 구조 φ2는, 파라형 단위 구조 2뿐이거나, 메타형 단위 구조 2뿐익나, 또는 파라형 단위 구조 2 및 메타형 단위 구조 2의 혼합이어도 되지만, 바람직한 형태는 단위 구조 φ2로서 합계 (n+1)개의 파라형 단위 구조 2가 연결된 화합물이다.
각 단위 구조가 연결될 때의 형태로서, 메타형 단위 구조 1은 상기 식(φ1-m1)의 형태 및 상기 식(φ1-m2)의 형태(상하 반전된 형태)의 2종류가 존재하고, 파라형 단위 구조 1은 상기 식(φ1-p1)의 형태 및 상기 식(φ1-p2)의 형태(상하 반전된 형태)의 2종류가 존재하고, 메타형 단위 구조 2는 상기 식(φ2-m1)의 형태 및 상기 식(φ2-m2)의 형태(상하 반전된 형태)의 2종류가 존재하고, 파라형 단위 구조 2는 상기 식(φ2-p1)의 형태 및 상기 식(φ2-p2)의 형태(상하 반전된 형태)의 2종류가 존재한다.
상기 식(1A), 식(1B), 식(2A) 또는 식(2B)의 다환 방향족 화합물은, 상하 반전된 형태가 혼재되어 연결되어 있어도 되지만, 상하 반전되어 있지 않은 형태만으로 연결된 화합물이 바람직하다.
식(1A)에서는, φ1으로서, 식(φ1-m1) 및 식(φ1-m2)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 합계 n개가 선택된 형태가 바람직하고, n개의 식(φ1-m1)만이 선택된 형태가 보다 바람직하다.
식(1B)에서는, φ1으로서, 식(φ1-p1) 및 식(φ1-p2)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 합계 n개가 선택된 형태가 바람직하고, n개의 식(φ1-p1)만이 선택된 형태가 보다 바람직하다.
식(2A)에서는, φ2로서, 식(φ2-m1) 및 식(φ2-m2)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 합계 n개가 선택된 형태가 바람직하고, n개의 식(φ2-m1)만이 선택된 형태가 보다 바람직하다.
식(2B)에서는, φ2로서, 식(φ2-p1) 및 식(φ2-p2)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 합계 n개가 선택된 형태가 바람직하고, n개의 식(φ2-p1)만이 선택된 형태가 보다 바람직하다.
상기 메타형 단위 구조 및 파라형 단위 구조에 있어서의 B1환 및 b1환은, 축합 2환 구조에 1군데에서 축합되어 있지만, 상술한 바와 같이 단위 구조끼리가 B1환 또는 b1환을 공유하도록 축합하여 연결했을 경우, B1환 및 b1환은 축합 2환 구조에 2군데에서 축합된 구조(2개의 축합 2환 구조에 끼워진 구조)로 변형되기 때문에, 상기 식(φ1-m1), 식(φ1-m2), 식(φ1-p1), 식(φ1-p2), 식(φ2-m1), 식(φ2-m2), 식(φ2-p1) 및 식(φ2-p2)에 나타낸 바와 같이, 각각 B2환 및 b2환으로 표기를 변경하였다. 한편, 연결에 관여하지 않는 B1환 및 b1환은 표기를 그대로 하고 있다.
<화합물 및 단위 구조의 각 부의 설명>
다음으로, 화합물 및 단위 구조의 각 부를 설명하지만, 상술한 바와 같이, 식(1A), 식(1B), 식(2A), 또는 식(2B)의 다환 방향족 화합물은, 상기 메타형 단위 구조 및 파라형 단위 구조가 반복 연결되어 구성되는 화합물이기 때문에, 해당 화합물의 각 부의 설명과, 그것을 구성하는 단위 구조(상기 메타형 단위 구조, 파라형 단위 구조, 식(φ1-m1), 식(φ1-m2), 식(φ1-p1), 식(φ1-p2), 식(φ2-m1), 식(φ2-m2), 식(φ2-p1), 또는 식(φ2-p2)의 단위 구조)의 각 부의 설명은, 기본적으로 동일하다. 단, 상술한 바와 같이, 단위 구조끼리가 연결될 때에 구조가 변형되는 B1환 및 b1환, 및 그들의 변형 후의 B2환 및 b2환에 대해서는, 필요에 따라 별도로 설명한다.
<환 구조 및 그 치환기의 설명>
각 식 중의 B1환, B2환, 및 C환은, 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 치환기는, 치환 또는 무치환의 아릴, 치환 또는 무치환의 헤테로아릴, 치환 또는 무치환의 디아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환 또는 무치환의 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 치환 또는 무치환의 알킬, 치환 또는 무치환의 시클로알킬, 치환 또는 무치환의 알콕시, 치환 또는 무치환의 아릴옥시, 또는 치환 실릴이 바람직하다. 이들 기가 치환기를 가지는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 또는 치환 실릴을 들 수 있다. 한편, 여기서 열거한 환이나 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
각 식 중의 Ra는, 수소, 치환 또는 무치환의 아릴, 치환 또는 무치환의 헤테로아릴, 치환 또는 무치환의 디아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 아릴헤테로아릴아미노(아릴과 헤테로아릴을 가지는 아미노기), 치환 또는 무치환의 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 치환 또는 무치환의 알킬, 치환 또는 무치환의 시클로알킬, 치환 또는 무치환의 알콕시, 치환 또는 무치환의 아릴옥시, 또는 치환 실릴이다. 이들 기가 치환기를 가지는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 또는 치환 실릴을 들 수 있다. 한편, 여기서 열거한 환이나 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
각 식 중의 Rb 및 Rc의 구체예, 및 Ra의 보다 구체적인 예는, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
B1환, B2환, 및 C환으로서의 아릴환 또는 헤테로아릴환은, 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 5원환 또는 6원환을 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 「축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환」이란, 예를 들면 식(2A), 식(2B) 및 그들의 단위 구조식으로 나타낸 바와 같이 축합 2환 구조에 축합된, b1환, b2환 및 c환(벤젠환(6원환))을 의미한다. 또한, 「(B1환, B2환 및 C환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환이 이 6원환을 가진다」란, 이 6원환만으로 B1환, B2환 및 C환이 형성되거나, 또는, 이 6원환에 다른 환 등이 더 축합됨으로써, 이 6원환을 포함하도록 B1환, B2환 및 C환이 형성되는 것을 의미한다. 바꿔 말하면, 여기서 말하는 「6원환을 가지는(B1환, B2환 및 C환인) 아릴환 또는 헤테로아릴환」이란, B1환, B2환 및 C환의 전부 또는 일부를 구성하는 6원환이, 축합 2환 구조에 축합되어 있는 것을 의미한다. 또한, 「5원환」에 대해서도 마찬가지의 설명이 적용된다.
B1환, B2환 및 C환은, 각각, b1환과 그 치환기 Rb, b2환과 그 치환기 Rb, 및 c환과 그 치환기 Rc에 대응한다. 즉, 식(2A), 식(2B) 및 그들의 단위 구조식은, 각각, 식(1A), 식(1B) 및 그들의 단위 구조식의 B1환, B2환 및 C환으로서 「(벤젠환인) 6원환을 가지는 B1환, B2환 및 C환」이 선택된 구조에 대응한다. 그 의미로, 식(2A), 식(2B) 및 그들의 단위 구조식에 있어서의 각 환을 소문자의 「b1」, 「b2」 및 「c」로 나타냈다.
<치환기끼리의 결합에 의한 환 구조의 변화의 설명>
b1환 및 c환의 치환기 Rb 및 Rc 중 인접하는 기끼리는, 결합하여, b1환 또는 c환과 함께, 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 환이나 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
따라서, 식(2A) 또는 식(2B)의 다환 방향족 화합물은, b1환 및 c환에 있어서의 치환기의 상호의 결합 형태에 따라, 하기 식(2A-fr1)∼식(2A-fr7) 및 식(2B-fr1)∼식(2B-fr7)에 나타낸 바와 같이, 화합물을 구성하는 환 구조가 변화된다. 각 식 중의 B1'환 및 C'환은, 식(1A) 및 식(1B)에 있어서의 각각 B1환 및 C환에 대응한다. 한편, 각 식 중의 φ1 및 우측의 B1환의 표시는 생략하고 있다. 또한, 하기 각 식으로 나타내는 c환의 구조 변화는 그 단위 구조식에서도 마찬가지로 적용되지만, 단위 구조식 중의 b2환에는 인접하는 기가 존재하지 않기 때문에, 새로운 환이 형성되지는 않는다.
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
상기 식(2A-fr1)∼식(2A-fr7) 및 식(2B-fr1)∼식(2B-fr7) 중의 B1'환 및 C'환은, 식(2A) 및 식(2B)으로 설명하면, 복수의 치환기 Rb 및 Rc 중 인접하는 기끼리가 결합하여, 각각 b1환 및 c환과 함께 형성한 아릴환 또는 헤테로아릴환을 나타낸다(b1환 또는 c환에 다른 환 구조가 축합하여 생긴 축합환이라고도 말할 수 있다). 또한, 상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 예를 들면, b1환의 Rb와 c환의 Rc, 다른 c환의 Rc끼리는 「인접하는 기끼리」에는 해당하지 않고, 기본적으로는 이들이 결합하지는 않는다. 즉, 「인접하는 기」란 동일 환상에서 인접하는 기를 의미한다.
상기 식(2A-fr1)∼식(2A-fr7) 및 식(2B-fr1)∼식(2B-fr7)은, b1환 또는 c환인 벤젠환에 대하여, 예를 들면, 벤젠환, 인돌환, 피롤환, 벤조푸란환, 또는 벤조티오펜환 등이 축합하여 형성된 B1'환 또는 C'환을 가지고, 형성된 축합환 B1' 또는 축합환 C'는, 각각, 나프탈렌환, 카르바졸환, 인돌환, 디벤조푸란환, 또는 디벤조티오펜환 등이다.
예를 들면, 식(2A-fr1)∼식(2A-fr3) 및 식(2B-fr1)∼식(2B-fr3)의 보다 구체적인 예를 이하에 나타낸다.
Figure pct00020
Figure pct00021
상기 식(2A-fr1-ex)은, 식(2A-fr1)의 구체예이며, 식(2A)의 b1환에 있어서의 인접하는 2개의 Rb가 결합하여, b1환(벤젠환)과 함께, B1'로 나타내는 아릴환(나프탈렌환)이 형성된 예이다. 형성된 아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 b1)을 가지고 있다. 한편, 아릴환 B1'(식(1A)의 B1환)에의 임의의 치환기를 Rb 외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
상기 식(2A-fr2-ex) 및 식(2A-fr3-ex)은, 각각 식(2A-fr2) 및 식(2A-fr3)의 구체예이며, 식(2A)의 c환에 있어서의 인접하는 2개의 Rc가 결합하여, c환(벤젠환)과 함께, C'로 나타내는 헤테로아릴환(각각 카르바졸환 및 디벤조푸란환)이 형성된 예이다. 형성된 헤테로아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 c)을 가지고 있다. 한편, 헤테로아릴환 C'(식(1A)의 C환)에의 임의의 치환기를 Rc 외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
상기 식(2B-fr1-ex)은, 식(2B-fr1)의 구체예이며, 식(2B)의 b1환에 있어서의 인접하는 2개의 Rb가 결합하여, b1환(벤젠환)과 함께, B1'로 나타내는 아릴환(나프탈렌환)이 형성된 예이다. 형성된 아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 b1)을 가지고 있다. 한편, 아릴환 B1'(식(1B)의 B1환)에의 임의의 치환기를 Rb 외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
상기 식(2B-fr2-ex) 및 식(2B-fr3-ex)은, 각각 식(2B-fr2) 및 식(2B-fr3)의 구체예이며, 식(2B)의 c환에 있어서의 인접하는 2개의 Rc가 결합하여, c환(벤젠환)과 함께, C'로 나타내는 헤테로아릴환(각각 카르바졸환 및 디벤조푸란환)이 형성된 예이다. 형성된 헤테로아릴환은 상술한 축합 2환 구조와 결합을 공유하는 6원환(벤젠환 c)을 가지고 있다. 한편, 헤테로아릴환 C'(식(1B)의 C환)에의 임의의 치환기를 Rc 외에 n개의 R로 나타내고 있고, n의 상한은 치환 가능한 최대수이다.
이상의 설명에서는 식(2A) 및 식(2B)을 사용했지만, 이 설명은 그들의 부분 구조식에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 이상의 설명은 상술한 구체예 이외의 모든 형태에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
화합물을 구성하는 환 구조가 변화하는 예에 대해, 더 구체적으로 설명한다.
이 설명에 있어서, 상기 식(2A) 및 식(2B)의 화합물 전체를 나타내는 식, 및 식(φ2-m1), 식(φ2-m2), 식(φ2-p1) 및 식(φ2-p2)의 부분 구조를 나타내는 식을 간략화(치환기 Ra, Rb 및 Rc를 비표시로 했지만 실제로는 존재한다)하여, 각각, 이하의 전체식(Y2X3-A), 전체식(Y2X4-B), 부분식(φ2-Y2X3-m1), 부분식(φ2-Y2X3-m2), 부분식(φ2-Y2X4-p1) 및 부분식(φ2-Y2X4-p2)으로 나타낸다.
Figure pct00022
예를 들면, 전체식(Y2X3-A)에 있어서 b1환에 5원환 구조가 축합된 경우를 이하에 나타낸다.
Figure pct00023
여기서, Q는, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴이며, 이하 동일하다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
Q가 X1에 대해 메타 위치일 때, TADF성은 높아지는 경향이 있다. 또한, 발광 파장을 짧게 하기 위해서는, Q가 >O인 것이 바람직하다. 나아가, Q가 B원자, C원자, N원자 및 O원자에 비해 무거운 원자인 >S, >Si(-R)2, 또는 >Se일 때, 중원자 효과에 의해 TADF성이 높아지는 경향이 있다.
Q가 >O일 때 b1환은 디벤조푸란환이며, 이 경우를 이하에 나타낸다.
Figure pct00024
또한, 부분 구조 φ2에 대해서도 마찬가지로 5원환 구조를 축합할 수 있고, 예를 들면, 부분식(φ2-Y2X3-m1)에 있어서 c환에 5원환 구조가 축합된 경우를 이하에 나타낸다.
Figure pct00025
Q가 >O일 때 c환은 디벤조푸란환이며, 이 경우를 이하에 나타낸다.
Figure pct00026
<화합물 중의 중심 원소 Y의 설명>
각 식 중의 Y는, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R 및 Ge-R의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이다. P=O, P=S, Si-R 또는 Ge-R의 경우에는, a환, B1환(b1환), B2환(b2환), 및 C환(c환)과 결합하는 원자는, P, Si, 또는 Ge이다. Y는, B, P, P=O, P=S, 또는 Si-R이 바람직하고, B, P, P=O, 또는 P=S가 보다 바람직하고, B가 특히 바람직하다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
다음으로, Y의 예에 대해서, 상술한 전체식 및 부분식을 사용하여 더 구체적으로 설명한다.
Y를 서로 메타 위치에 배치함으로써, 다중 공명 효과를 강화하여, 높은 TADF성과 좁은 반치폭에서의 발광이 얻어지는 경향이 있다. Y가 P, P=O 또는 P=S일 때, 보다 단파장의 발광 및 큰 ΔEST가 얻어지는 경향이 있고, B일 때, 보다 장파장의 발광과 작은 ΔEST가 얻어지는 경향이 있다.
Figure pct00027
Y를 서로 파라 위치에 배치함으로써, 다중 공명 효과를 약화시켜, 큰 ΔEST 및 좁은 반치폭에서의 발광이 얻어지는 경향이 있다. Y는 P, P=O 및 P=S일 때, 보다 단파장의 발광 및 큰 ΔEST가 얻어지는 경향이 있고, B일 때, 보다 장파장의 발광과 작은 ΔEST가 얻어지는 경향이 있다.
Figure pct00028
또한, 부분 구조 φ2에 대해서도 마찬가지로 생각할 수 있다.
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
<화합물 중의 연결 원소 X 1 및 X 2 의 설명>
각 식 중의 X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 시클로알킬이다.
X1으로서는, 안정성의 관점에서, >N-R, >O, >S, 또는 >C(-R)2가 바람직하고, >N-R 또는 >O가 보다 바람직하다. 또한, 단파장의 발광의 관점에서는, >N-R, >O, 또는 >C(-R)2가 바람직하고, >O 또는 >C(-R)2가 보다 바람직하다.
각 식 중의 X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 시클로알킬이다. X2로서는, N이 바람직하다.
한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
다음으로, X1 및 X2의 예에 대해, 상술한 전체식 및 부분식을 사용하여 더 구체적으로 설명한다.
X를 서로 메타 위치에 배치함으로써, 다중 공명 효과를 강화하여, 작은 ΔEST가 얻어지는 경향이 있다. 한편, X를 서로 파라 위치에 배치함으로써, 다중 공명 효과를 약화시켜, 큰 ΔEST가 얻어지는 경향이 있다. Y는 P, P=O 및 P=S일 때, 보다 단파장의 발광 및 큰 ΔEST가 얻어지고, B일 때, 보다 장파장의 발광과 작은 ΔEST가 얻어지는 경향이 있다. 또한, 본 발명의 다환 방향족 화합물은, X가 반드시 메타 위치나 파라 위치에 배치되어 있기 때문에, 견고한 골격을 가지고 있고, 좁은 반치폭의 발광이 얻어지는 경향이 있다.
Figure pct00032
또한, 부분 구조 φ2에 대해서도 마찬가지로 생각할 수 있다.
Figure pct00033
Figure pct00034
또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-를 들 수 있고, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있다. 한편, 상기 -CHR-CHR-의 R, -CR2-CR2-의 R, -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 및 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
Figure pct00035
이들 중에서는, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-가 바람직하고, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-가 보다 바람직하고, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-가 보다 더 바람직하고, 단결합이 가장 바람직하다.
단결합 또는 연결기에 의해 2개의 R이 결합하는 위치는, 결합 가능한 위치라면 특별히 한정되지 않지만, 가장 인접하는 위치에서 결합하는 것이 바람직하고, 예를 들면 2개의 R이 페닐기인 경우, 페닐기에 있어서의 「C」나 「Si」의 결합 위치(1위)를 기준으로 하여 오르토(2위)의 위치끼리에서 결합하는 것이 바람직하다(상기 구조식을 참조).
<X 1 과 환의 결합에 의한 환 구조의 변화의 설명>
X1인, >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합 또는 연결기에 의해, 각 식 중의 B1환(b1환), B2환(b2환), C환(c환), 및 a환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 된다.
결합에 관여할 수 있는 X1으로서는, >N-R 및 >C(-R)2가 바람직하고, >N-R이 보다 바람직하다.
결합하는 환으로서는, B1환(b1환) 및 C환(c환)이 바람직하다.
R과 환을 결합하는 연결기로서는, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-를 들 수 있고, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-가 바람직하고, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-가 보다 바람직하다. 한편, 상기 「-CHR-CHR-」, 「-CR2-CR2-」, 「-CR=CR-」, 「-N(-R)-」, 「-C(-R)2-」, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 및 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 된다.
한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
식(1A) 및 식(1B)에 있어서의 「상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합 또는 연결기에 의해, 상기 B1환, B2환, C환, 및 a환의 적어도 하나와 결합하고 있다」라는 규정은, 식(2A) 및 식(2B)에서는 「상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있다」라는 규정에 대응한다.
이 규정은, 예를 들면, 식(2A)와 φ2로서 식(φ2-m1)의 조합(n=1)인 하기 구조식으로 표현할 수 있다. 한편, 구조식 중의 치환기 Ra, Rb 및 Rc를 비표시로 했지만 실제로는 존재한다.
Figure pct00036
왼쪽의 구조식에서는, X1의 선택지(>N-R, >C(-R)2, 및 >Si(-R)2)에 있어서의 R이 b1환, b2환, 및 a환과 결합한 예이며, 식(2A) 및 식(φ2-m1)에 있어서의 b1환(벤젠환), b2환(벤젠환), 및 a환(벤젠환)에 X1을 넣고 다른 환이 축합하여 형성된 B1'환, B2'환, 및 a'환을 가지는 화합물을 나타내고 있다. 형성된 축합환 B1', 축합환 B2', 및 축합환 a'는, 예를 들면, 페녹사진환, 페노티아진환, 카르바졸환, 또는 아크리딘환 등이다.
오른쪽의 구조식은, 왼쪽의 구조식의 보다 구체적인 예를 나타내고 있고,
X1인 >N-R의 R(페닐기)이, 연결기인 -O-에 의해 b1환(벤젠환)과 결합하여, 파선으로 둘러싼 페녹사진환 B1'가 형성되고,
X1인 >N-R의 R(페닐기)이, 연결기인 -S-에 의해 b2환(벤젠환)과 결합하여, 파선으로 둘러싼 페노티아진환 B2'가 형성되고,
X1인 >N-R의 R(페닐기)이, 단결합에 의해 a환(벤젠환)과 결합하여, 파선으로 둘러싼 카르바졸환 a'가 형성된 예이다.
이 규정은, 예를 들면, 식(2B)과 φ2로서 식(φ2-p1)의 조합(n=1)인 하기 구조식으로 표현할 수 있다. 한편, 구조식 중의 치환기 Ra, Rb 및 Rc를 비표시로 했지만 실제로는 존재한다.
Figure pct00037
왼쪽의 구조식에서는, X1의 선택지(>N-R, >C(-R)2, 및 >Si(-R)2)에 있어서의 R이 c환, b2환, 및 b1환과 결합한 예이며, 식(2B) 및 식(φ2-p1)에 있어서의 c환(벤젠환), b2환(벤젠환), 및 b1환(벤젠환)에 X1을 넣고 다른 환이 축합하여 형성된 C'환, B2'환, 및 B1'환을 가지는 화합물을 나타내고 있다. 형성된 축합환 C', 축합환 B2', 및 축합환 B1'은, 예를 들면, 페녹사진환, 페노티아진환, 카르바졸환, 또는 아크리딘환 등이다.
오른쪽의 구조식은, 왼쪽의 구조식의 보다 구체적인 예를 나타내고 있고,
X1인 >N-R의 R(페닐기)이, 연결기인 -O-에 의해 c환(벤젠환)과 결합하여, 파선으로 둘러싼 페녹사진환 C'가 형성되고,
X1인 >N-R의 R(페닐기)이, 단결합에 의해 b2환(벤젠환)과 결합하여, 파선으로 둘러싼 카르바졸환 B2'가 형성되고,
X1인 >N-R의 R(페닐기)이, 연결기인 -S-에 의해 b1환(벤젠환)과 결합하여, 파선으로 둘러싼 페노티아진환 B1'가 형성된 예이다.
한편, 상술한 구체예의 설명은, 이 구체예 이외의 모든 형태에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
<인접하는 C환끼리 또는 c환끼리가 결합하는 형태의 설명>
상기 식(1A), 식(φ1-m1), 및 식(φ1-m2)에 있어서의 인접하는 C환끼리는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 된다. 또한, 상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리(2개의 c환을 연결하는 X2에 대하여 오르토 위치의 Rc)는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 된다.
이러한 결합은, 2개의 C환 또는 2개의 c환의 사이에 있는 X2가 N일 때가 바람직하다. 또한 결합하는 경우에는, 인접하는 C환끼리 또는 c환끼리의 모두가 결합하는 것이 바람직하다.
연결기로서는, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-를 들 수 있고, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-가 바람직하고, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-가 보다 바람직하다. 한편, 상기 「-CHR-CHR-」, 「-CR2-CR2-」, 「-CR=CR-」, 「-N(-R)-」, 「-C(-R)2-」, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 및 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 된다.
한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
다음으로, 인접하는 C환끼리 또는 c환끼리가 결합한 예에 대해, 상술한 전체식 및 부분식을 사용하여 더 구체적으로 설명한다.
2개의 환을 결합하는 기로서는, 높은 TADF성의 관점에서는, 단결합, >O 및 >C(-R)2가 바람직하고, 단결합이 보다 바람직하다.
Figure pct00038
또한, 부분 구조 φ2에 대해서도 마찬가지로 생각할 수 있다.
Figure pct00039
Figure pct00040
< a환 , b1환 , c환 , 및 b2환의 구조 변화의 설명>
지금까지의 설명에서는 a환, b1환, c환, 및 b2환을 벤젠환으로서 설명했지만, 이하, a환, b1환, c환, 및 b2환이, 벤젠환이 아닌, 5원환 또는 6원환의 아릴환 또는 헤테로아릴환으로 구조 변화하는 예에 대해서 설명한다. 한편, 지금까지의 설명은, 이들 환이 이하의 구조 변화를 한 경우에 대해서도, 마찬가지로 이해된다.
< a환의 구조 변화>
a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」로 치환되어, 피리딘환이 되어 있어도 된다. 「-C(-Ra)=」를 가지는 a환은, 식(1A), 식(φ1-m1), 식(φ1-m2), 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에만 포함되고, 식(1B), 식(φ1-p1), 식(φ1-p2), 식(2B), 식(φ2-p1), 및 식(φ2-p2)에는 포함되지 않는다. 한편, 이하의 구조도는, a환과 그 주변 구조의 일부만을 발췌한 도면이다.
Figure pct00041
< b1환 및 c환의 구조 변화>
b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 된다.
Figure pct00042
이상에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 c환에 있어서의 「-C(-Rc)=」의 위치가 「-N=」로 치환되어도 되고, 이와 같이 하여, 각 식 중에서 벤젠환으로서 표시되는 c환은, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 그 밖의 함질소 헤테로아릴환으로 변화되어도 된다. 또한, c환상에 인접하는 기가 존재하는 경우(상기 식 중에서는 나머지의 2개의 인접하는 Rc)에는, 이들이 결합하여 c환과 함께 헤테로아릴환(상기 식 중에서는 퀴놀린환)을 형성하고, 형성된 환이 더 치환되어 있어도 되는(n개의 R로 나타냄) 것은, 상술한 바와 같다.
그 밖에, 이하와 같은 변형예도 있다.
Figure pct00043
그 밖의 위치가 「-N=」로 치환된 경우나, b1환이 변화된 경우에 대해서도 동일하다.
또한, b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
Figure pct00044
이상에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 c환에 있어서의 「-C(-Rc)=C(-Rc)-」의 위치가 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어도 되고, 이와 같이 하여, 각 식 중에서 벤젠환으로서 표시되는 c환은, R 치환의 피롤환, 푸란환, 티오펜환, 그 밖의 함질소·산소·황 헤테로아릴환(5원환)이나 아릴환(5원환)으로 변화되어도 된다. 또한, c환상에 인접하는 기가 존재하는 경우(상기 식 중에서는 나머지의 2개의 인접하는 Rc)에는, 이들이 결합하여 c환과 함께 헤테로아릴환(상기 식 중에서는 R 치환의 인돌환, 벤조푸란환, 또는 벤조티오펜환 등의 환)이나 아릴환을 형성하고, 형성된 환이 더 치환되어 있어도 되는(n개의 R로 나타냄) 것은, 상술한 바와 같다.
그 밖에, 이하와 같은 변형예도 있다.
Figure pct00045
그 밖의 위치가 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환된 경우나, b1환이 변화한 경우에 대해서도 동일하다.
상기 「-C(-R)2-」의 2개의 R끼리 및 「-Si(-R)2-」의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-를 들 수 있고, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있다. 한편, 상기 -CHR-CHR-의 R, -CR2-CR2-의 R, -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 및 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
Figure pct00046
이들 중에서는, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-가 바람직하고, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-가 보다 바람직하고, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-가 보다 더 바람직하고, 단결합이 가장 바람직하다.
단결합 또는 연결기에 의해 2개의 R이 결합하는 위치는, 결합 가능한 위치라면 특별히 한정되지 않지만, 가장 인접하는 위치에서 결합하는 것이 바람직하고, 예를 들면 2개의 R이 페닐기인 경우, 페닐기에 있어서의 「C」나 「Si」의 결합 위치(1위)를 기준으로 하여 오르토(2위)의 위치끼리에서 결합하는 것이 바람직하다(상기 구조식을 참조).
< b2환의 구조 변화>
b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 된다. 한편, 이하의 구조도는, b2환과 그 주변 구조의 일부만을 발췌한 도면이다.
Figure pct00047
또한, b2환에 있어서의, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
상기 타방의 「-C(-Rb)=」는, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 또는 「-C(-R)2-」로 치환되는 것이 바람직하고, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 또는 「-S-」로 치환되는 것이 보다 바람직하다.
한편, 이하의 구조도는, b2환과 그 주변 구조의 일부만을 발췌한 도면이다.
Figure pct00048
일방의 「-C(-Rb)=」와 타방의 「-C(-Rb)=」가 반대가 된 경우에 대해서도 동일하다.
상기 「-C(-R)2-」의 2개의 R끼리 및 「-Si(-R)2-」의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 된다. 이 연결기로서는, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-를 들 수 있고, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있다. 한편, 상기 -CHR-CHR-의 R, -CR2-CR2-의 R, -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 및 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 된다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
Figure pct00049
이들 중에서는, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 및 -Se-가 바람직하고, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 및 -C(-R)2-가 보다 바람직하고, 단결합, 연결기로서의 -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, 및 -S-가 보다 더 바람직하고, 단결합이 가장 바람직하다.
단결합 또는 연결기에 의해 2개의 R이 결합하는 위치는, 결합 가능한 위치라면 특별히 한정되지 않지만, 가장 인접하는 위치에서 결합하는 것이 바람직하고, 예를 들면 2개의 R이 페닐기인 경우, 페닐기에 있어서의 「C」나 「Si」의 결합 위치(1위)를 기준으로 하여 오르토(2위)의 위치끼리에서 결합하는 것이 바람직하다(상기 구조식을 참조).
< a환 , b1환 , c환 , 및 b2환의 구체적인 구조 변화의 설명>
다음으로, a환, b1환, c환, 및 b2환이 구조 변화한 예에 대해서, 상술한 전체식 및 부분식을 사용하여 더 구체적으로 설명한다.
a환, b1환, c환, 및 b2환이 함질소(N) 방향족환을 형성하는 경우, 각 식 중의 X1 또는 X2에 대하여 N이 오르토 위치 또는 파라 위치일 때에는, 다중 공명 효과를 강화하여, 보다 단파장의 발광 및 작은 ΔEST가 얻어지는 경향이 있다. 각 식 중의 X1 또는 X2에 대하여 N이 메타 위치일 때는, 다중 공명 효과를 약화시켜, 보다 장파장의 발광 및 큰 ΔEST가 얻어지는 경향이 있다. 단, 이들은 6원환일 때 해당한다. 예를 들면, 전체식(Y2X3-A)에 있어서의 a환, b1환 및 c환의 탄소가 N으로 치환된 경우를 이하에 나타낸다.
Figure pct00050
또한, 부분 구조 φ2에 있어서의 b2환에 대해서도 마찬가지로 생각할 수 있다.
b1환, c환, 및 b2환은, 벤젠환이 아닌, 5원환 또는 6원환의 아릴환 또는 헤테로아릴환으로 구조 변화할 수 있고, 예를 들면, 전체식(Y2X3-A)에 있어서, b1환 및 c환이 벤젠환을 가지는 5원환 구조로 치환되는 경우를 이하에 나타낸다.
Figure pct00051
여기서, Q는, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴이며, 이하 마찬가지이다. 한편, 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는 정리하여 후술한다.
Q는, 안정성의 관점에서, >C(-R)2, >S, 또는 >N-R이 바람직하고, >S가 보다 바람직하다. 또한, 5원환 구조를 가지는 경우에는 TADF성이 낮아진다.
보다 구체적으로는, Q가 >S일 때, b1환 및 c환은 벤조티오펜환이 된다.
Figure pct00052
또한, 부분 구조 φ2에 대해서도 마찬가지로 생각할 수 있다. 예를 들면, 부분식(φ2-Y2X3-m1)에 있어서, c환이 벤젠환을 가지는 5원환 구조로 치환되는 경우를 이하에 나타낸다.
Figure pct00053
보다 구체적으로는, Q가 >S일 때, c환은 벤조티오펜환이 된다.
Figure pct00054
<환이나 치환기의 구체적인 설명>
다음으로, 지금까지의 설명 중에서 열거한 환이나 치환기(제1 치환기에 더 치환되는 제2 치환기도 포함함)의 상세에 대해서는 정리하여 설명한다.
「아릴환」은, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴환이며, 바람직하게는, 탄소수 6∼20의 아릴환, 탄소수 6∼16의 아릴환, 탄소수 6∼12의 아릴환, 또는 탄소수 6∼10의 아릴환 등이다.
한편, 식(1A) 및 식(1B)에 있어서의 B1환 및 C환으로서의 「아릴환」은, 식(2A) 및 식(2B)에서 규정된 「Rb 및 Rc 중 인접하는 기끼리가 결합하여, b1환 및 c환과 함께 형성된 아릴환」에 대응하지만, 이 「형성된 아릴환」에 대해서는, b1환 또는 c환이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있기 때문에, 이 벤젠환에 최소의 5원환이 축합된 축합환의 합계 탄소수 9가 하한의 탄소수가 된다.
구체적인 「아릴환」은, 예를 들면, 단환계인 벤젠환, 축합 2환계인 나프탈렌환, 축합 3환계인, 아세나프틸렌환, 플루오렌환, 페날렌환, 또는 페난트렌환, 안트라센환, 축합 4환계인, 트리페닐렌환, 피렌환, 또는 나프타센환, 또는, 축합 5환계인 페릴렌환 또는 펜타센환 등이다.
「헤테로아릴환」은, 예를 들면 탄소수 2∼30의 헤테로아릴환이며, 바람직하게는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴환, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴환, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴환, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴환 등이다. 또한, 「헤테로아릴환」은, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황, 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등이다.
한편, 식(1A) 및 식(1B)에 있어서의 B1환 및 C환으로서의 「헤테로아릴환」은, 식(2A) 및 식(2B)에서 규정된 「Rb 및 Rc 중 인접하는 기끼리가 결합하여, b1환 및 c환과 함께 형성된 헤테로아릴환」에 대응하지만, 이 「형성된 아릴환」에 대해서는, b1환 또는 c환이 이미 탄소수 6의 벤젠환으로 구성되어 있기 때문에, 이 벤젠환에 최소의 5원환이 축합된 축합환의 합계 탄소수 6이 하한의 탄소수가 된다. 단, 이 벤젠환인 b1환 및 c환은, 상술한 바와 같이 함질소 헤테로아릴환(6원환 또는 5원환) 또는 함산소·황 헤테로아릴환(5원환) 등으로 변화되어도 되기 때문에, 이 경우에는, 그에 따라 하한의 탄소수는 변화한다.
구체적인 「헤테로아릴환」은, 예를 들면, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 트리아졸환, 테트라졸환, 피라졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피리다진환, 피라진환, 트리아진환, 인돌환, 이소인돌환, 1H-인다졸환, 벤조이미다졸환, 벤조옥사졸환, 벤조티아졸환, 1H-벤조트리아졸환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 신놀린환, 퀴나졸린환, 퀴녹살린환, 페난트롤린환, 프탈라진환, 나프트리딘환, 퓨린환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페녹사티인환, 페녹사진환, 페노티아진환, 페나진환, 페나자실린환, 인돌리진환, 푸란환, 벤조푸란환, 이소벤조푸란환, 디벤조푸란환, 나프토벤조푸란환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 이소벤조티오펜환, 디벤조티오펜환, 나프토벤조티오펜환, 벤조포스폴환, 디벤조포스폴환, 벤조포스폴옥사이드환, 디벤조포스폴옥사이드환, 푸라잔환, 티안트렌환, 인돌로카르바졸환, 벤조인돌로카르바졸환, 벤조벤조인돌로카르바졸환, 이미다졸린환, 또는 옥사졸린환 등이다.
「아릴」은, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴이며, 바람직하게는, 탄소수 6∼20의 아릴, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 6∼12의 아릴, 또는 탄소수 6∼10의 아릴 등이다.
구체적인 「아릴」은, 예를 들면, 단환계인 페닐, 2환계인 비페닐릴(2-비페닐릴, 3-비페닐릴, 또는 4-비페닐릴), 축합 2환계인 나프틸(1-나프틸 또는 2-나프틸), 3환계인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, 또는 p-터페닐-4-일), 축합 3환계인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 또는 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 또는 9-)일, 페날렌-(1- 또는 2-)일, 또는 페난트렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 또는 9-)일, 4환계인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, 또는 m-쿼터페닐), 축합 4환계인, 트리페닐렌-(1- 또는 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 또는 4-)일, 또는 나프타센-(1-, 2-, 또는 5-)일, 또는, 축합 5환계인, 페릴렌-(1-, 2-, 또는 3-)일, 또는 펜타센-(1-, 2-, 5-, 또는 6-)일 등이다.
또한, 제2 치환기로서의 아릴, 즉 치환기(제1 치환기)에 더 치환하는 치환기(제2 치환기)로서의 아릴에는, 해당 아릴에 있어서의 적어도 하나의 수소가, 페닐 등의 아릴(구체예는 상술한 기), 메틸 등의 알킬(구체예는 후술하는 기), 또는 시클로헥실 또는 아다만틸 등의 시클로알킬(구체예는 후술하는 기)로 치환된 구조도, 제2 치환기로서의 아릴에 포함된다.
그 일 예로서는, 제2 치환기가 플루오레닐기인 경우에는, 그 9위에 있어서의 적어도 하나의 수소가, 페닐 등의 아릴, 메틸 등의 알킬, 또는 시클로헥실 또는 아다만틸 등의 시클로알킬로 치환된 플루오레닐기 등이며, 이와 같은 기도 제2 치환기로서의 아릴에 포함된다.
「아릴렌」은, 예를 들면 탄소수 6∼30의 아릴렌이며, 바람직하게는, 탄소수 6∼20의 아릴렌, 탄소수 6∼16의 아릴렌, 탄소수 6∼12의 아릴렌, 또는 탄소수 6∼10의 아릴렌 등이다.
구체적인 「아릴렌」은, 예를 들면, 상술한 「아릴」(1가의 기)로부터 하나의 수소를 제거하여 2가의 기로 한 구조를 들 수 있다.
「헤테로아릴」은, 예를 들면 탄소수 2∼30의 헤테로아릴이며, 바람직하게는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴 등이다. 또한, 「헤테로아릴」은, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황, 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등의 1가의 기이다.
구체적인 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 피롤일, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸일, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 페난트롤리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페나자실리닐, 인돌리지닐, 푸라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 나프토벤조푸라닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 이소벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 나프토벤조티오페닐, 벤조포스포릴, 디벤조포스포릴, 벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 디벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 푸라자닐, 티안트레닐, 인돌로카르바졸릴, 벤조인돌로카르바졸릴, 벤조벤조인돌로카르바졸릴, 이미다졸리닐, 옥사졸리닐, 또는 디벤조실라시클로펜타디에닐 등이다.
또한, 제2 치환기로서의 헤테로아릴, 즉 치환기(제1 치환기)에 더 치환하는 치환기(제2 치환기)로서의 헤테로아릴에는, 해당 헤테로아릴에 있어서의 적어도 하나의 수소가, 페닐 등의 아릴(구체예는 상술한 기), 메틸 등의 알킬(구체예는 후술하는 기), 또는 시클로헥실 또는 아다만틸 등의 시클로알킬(구체예는 후술하는 기)로 치환된 구조도, 제2 치환기로서의 헤테로아릴에 포함된다.
그 일 예로서는, 제2 치환기가 카르바졸릴기인 경우에는, 그 9위에 있어서의 적어도 하나의 수소가, 페닐 등의 아릴, 메틸 등의 알킬, 또는 시클로헥실 또는 아다만틸 등의 시클로알킬로 치환된 카르바졸릴기 등이며, 이와 같은 기도 제2 치환기로서의 헤테로아릴에 포함된다.
「헤테로아릴렌」은, 예를 들면 탄소수 2∼30의 헤테로아릴렌이며, 바람직하게는, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴렌, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴렌, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌 등이다. 또한, 「헤테로아릴렌」은, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황, 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등의 2가의 기이다.
구체적인 「헤테로아릴렌」은, 예를 들면, 상술한 「헤테로아릴」(1가의 기)로부터 하나의 수소를 제거하여 2가의 기로 한 구조를 들 수 있다.
「디아릴아미노」는, 2개의 아릴이 치환된 아미노기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「디헤테로아릴아미노」는, 2개의 헤테로아릴이 치환된 아미노기이며, 이 헤테로아릴의 상세에 대해서는 상술한 「헤테로아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「아릴헤테로아릴아미노」는, 아릴 및 헤테로아릴이 치환된 아미노기이며, 이 아릴 및 헤테로아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」 및 「헤테로아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「디아릴보릴」은, 2개의 아릴이 치환된 보릴기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다. 또한, 이 2개의 아릴은, 단결합 또는 연결기(예를 들면, -CH2-CH2-, -CHR-CHR-, -CR2-CR2-, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se)를 통하여 결합하고 있어도 된다. 여기서, 상기 -CHR-CHR-의 R, -CR2-CR2-의 R, -CR=CR-의 R, >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 알콕시, 또는 아릴옥시이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 된다. 또한, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 및 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 된다. 여기서 열거한 치환기의 상세에 대해서는, 상술한 「아릴」, 「아릴렌」, 「헤테로아릴」, 「헤테로아릴렌」, 및 「디아릴아미노」의 설명, 및, 후술하는 「알킬」, 「알케닐」, 「알키닐」, 「시클로알킬」, 「시클로알킬렌」, 「알콕시」, 및 「아릴옥시」의 설명을 인용할 수 있다.
「알킬」은, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알킬이며, 바람직하게는, 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬), 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬), 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬), 탄소수 1∼5의 알킬(탄소수 3∼5의 분기쇄 알킬), 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬)등이다.
구체적인 「알킬」은, 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 1-에틸-1-메틸프로필, 1,1-디에틸프로필, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,1,2,2-테트라메틸프로필, 1-에틸-1,2,2-트리메틸프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-에틸부틸, 1,1-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1,1-디에틸부틸, 1-에틸-1-메틸부틸, 1-프로필-1-메틸부틸, 1,1,3-트리메틸부틸, 1-에틸-1,3-디메틸부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸(t-아밀), 1-메틸펜틸, 2-프로필펜틸, 1,1-디메틸펜틸, 1-에틸-1-메틸펜틸, 1-프로필-1-메틸펜틸, 1-부틸-1-메틸펜틸, 1,1,4-트리메틸펜틸, n-헥실, 1-메틸헥실, 2-에틸헥실, 1,1-디메틸헥실, 1-에틸-1-메틸헥실, 1,1,5-트리메틸헥실, 3,5,5-트리메틸헥실, n-헵틸, 1-메틸헵틸, 1-헥실헵틸, 1,1-디메틸헵틸, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, n-옥틸, t-옥틸(1,1,3,3-테트라메틸부틸), 1,1-디메틸옥틸, n-노닐, n-데실, 1-메틸데실, n-운데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, 또는 n-에이코실 등이다.
「알케닐」에 대해서는, 상술한 「알킬」의 설명을 참고로 할 수 있고, 「알킬」의 구조 중의 C-C 단결합을 C=C 이중 결합으로 치환한 기이며, 1개뿐만 아니라 2개 이상의 단결합이 이중 결합으로 치환된 기(알카디엔-일이나 알카트리엔-일이라고도 불림)도 포함시킨다.
「알키닐」에 대해서는, 상술한 「알킬」의 설명을 참고로 할 수 있고, 「알킬」의 구조 중의 C-C 단결합을 C≡C 3중결합으로 치환한 기이며, 1개뿐만 아니라 2개 이상의 단결합이 3중 결합으로 치환된 기(알카디인-일이나 알카트리인-일이라고도 불림)도 포함시킨다.
「시클로알킬」은, 예를 들면 탄소수 3∼24의 시클로알킬이며, 바람직하게는, 탄소수 3∼20의 시클로알킬, 탄소수 3∼16의 시클로알킬, 탄소수 3∼14의 시클로알킬, 탄소수 3∼12의 시클로알킬, 탄소수 5∼10의 시클로알킬, 탄소수 5∼8의 시클로알킬, 탄소수 5∼6의 시클로알킬, 또는 탄소수 5의 시클로알킬 등이다.
구체적인 「시클로알킬」은, 예를 들면, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 또는 이들의 탄소수 1∼5나 탄소수 1∼4의 알킬(특히 메틸) 치환체, 노보네닐, 비시클로[1.1.0]부틸, 비시클로[1.1.1]펜틸, 비시클로[2.1.0]펜틸, 비시클로[2.1.1]헥실, 비시클로[3.1.0]헥실, 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸, 아다만틸, 디아만틸, 데카히드로나프탈레닐, 또는 데카히드로아줄레닐 등이다.
「시클로알킬렌」은, 예를 들면 탄소수 3∼24의 시클로알킬렌이며, 바람직하게는, 탄소수 3∼20의 시클로알킬렌, 탄소수 3∼16의 시클로알킬렌, 탄소수 3∼14의 시클로알킬렌, 탄소수 3∼12의 시클로알킬렌, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 5∼8의 시클로알킬렌, 탄소수 5∼6의 시클로알킬렌, 또는 탄소수 5의 시클로알킬렌 등이다.
구체적인 「시클로알킬렌」은, 예를 들면, 상술한 「시클로알킬」(1가의 기)로부터 하나의 수소를 제거하여 2가의 기로 한 구조를 들 수 있다.
「알콕시」는, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 것이라도 되고, 예를 들면 탄소수 1∼24의 직쇄 알콕시 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알콕시이며, 바람직하게는, 탄소수 1∼18의 알콕시(탄소수 3∼18의 분기쇄 알콕시), 탄소수 1∼12의 알콕시(탄소수 3∼12의 분기쇄 알콕시), 탄소수 1∼6의 알콕시(탄소수 3∼6의 분기쇄 알콕시), 탄소수 1∼5의 알콕시(탄소수 3∼5의 분기쇄 알콕시), 탄소수 1∼4의 알콕시(탄소수 3∼4의 분기쇄 알콕시) 등이다.
구체적인 「알콕시」는, 예를 들면, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, 1-에틸-1-메틸프로폭시, 1,1-디에틸프로폭시, 1,1,2-트리메틸프로폭시, 1,1,2,2-테트라메틸프로폭시, 1-에틸-1,2,2-트리메틸프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 2-에틸부톡시, 1,1-디메틸부톡시, 3,3-디메틸부톡시, 1,1-디에틸부톡시, 1-에틸-1-메틸부톡시, 1-프로필-1-메틸부톡시, 1,1,3-트리메틸부톡시, 1-에틸-1,3-디메틸부톡시, n-펜틸옥시, 이소펜틸옥시, 네오펜틸옥시, t-펜틸옥시(t-아밀옥시), 1-메틸펜틸옥시, 2-프로필펜틸옥시, 1,1-디메틸펜틸옥시, 1-에틸-1-메틸펜틸옥시, 1-프로필-1-메틸펜틸옥시, 1-부틸-1-메틸펜틸옥시, 1,1,4-트리메틸펜틸옥시, n-헥실옥시, 1-메틸헥실옥시, 2-에틸헥실옥시, 1,1-디메틸헥실옥시, 1-에틸-1-메틸헥실옥시, 1,1,5-트리메틸헥실옥시, 3,5,5-트리메틸헥실옥시, n-헵틸옥시, 1-메틸헵틸옥시, 1-헥실헵틸옥시, 1,1-디메틸헵틸옥시, 2,2-디메틸헵틸옥시, 2,6-디메틸-4-헵틸옥시, n-옥틸옥시, t-옥틸옥시(1,1,3,3-테트라메틸부틸옥시), 1,1-디메틸옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 1-메틸데실옥시, n-운데실옥시, n-도데실옥시, n-트리데실옥시, n-테트라데실옥시, n-펜타데실옥시, n-헥사데실옥시, n-헵타데실옥시, n-옥타데실옥시, 또는 n-에이코실옥시 등이다.
「아릴옥시」는, 「Ar-O-(Ar은 아릴기)」로 나타내어지는 기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
「치환 실릴」은, 예를 들면, 아릴, 알킬, 및 시클로알킬 중 적어도 하나로 치환된 실릴이며, 바람직하게는, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이다.
「트리아릴실릴」은, 3개의 아릴로 치환된 실릴기이며, 이 아릴의 상세에 대해서는 상술한 「아릴」의 설명을 인용할 수 있다.
구체적인 「트리아릴실릴」은, 예를 들면, 트리페닐실릴, 디페닐모노나프틸실릴, 모노페닐디나프틸실릴, 또는 트리나프틸실릴 등이다.
「트리알킬실릴」은, 3개의 알킬로 치환된 실릴기이며, 이 알킬의 상세에 대해서는 상술한 「알킬」의 설명을 인용할 수 있다.
구체적인 「트리알킬실릴」은, 예를 들면, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리n-프로필실릴, 트리이소프로필실릴, 트리n-부틸실릴, 트리이소부틸실릴, 트리s-부틸실릴, 트리t-부틸실릴, 에틸디메틸실릴, n-프로필디메틸실릴, 이소프로필디메틸실릴, n-부틸디메틸실릴, 이소부틸디메틸실릴, s-부틸디메틸실릴, t-부틸디메틸실릴, 메틸디에틸실릴, n-프로필디에틸실릴, 이소프로필디에틸실릴, n-부틸디에틸실릴, s-부틸디에틸실릴, t-부틸디에틸실릴, 메틸디n-프로필실릴, 에틸디n-프로필실릴, n-부틸디n-프로필실릴, s-부틸디n-프로필실릴, t-부틸디n-프로필실릴, 메틸디이소프로필실릴, 에틸디이소프로필실릴, n-부틸디이소프로필실릴, s-부틸디이소프로필실릴, 또는 t-부틸디이소프로필실릴 등이다.
「트리시클로알킬실릴」은, 3개의 시클로알킬로 치환된 실릴기이며, 이 시클로알킬의 상세에 대해서는 상술한 「시클로알킬」의 설명을 인용할 수 있다.
구체적인 「트리시클로알킬실릴」은, 예를 들면, 트리시클로펜틸실릴 또는 트리시클로헥실실릴 등이다.
「디알킬시클로알킬실릴」은, 2개의 알킬 및 1개의 시클로알킬로 치환된 실릴기이며, 이 알킬 및 시클로알킬의 상세에 대해서는 상술한 「알킬」 및 「시클로알킬」의 설명을 인용할 수 있다.
「알킬디시클로알킬실릴」은, 1개의 알킬 및 2개의 시클로알킬로 치환된 실릴기이며, 이 알킬 및 시클로알킬의 상세에 대해서는 상술한 「알킬」 및 「시클로알킬」의 설명을 인용할 수 있다.
치환기(제1 치환기 및 제2 치환기를 포함함)는, 그 구조가 가지는 입체 장해성, 전자 공여성, 및 전자 흡인성에 의해, 다환 방향족 화합물의 발광 파장에 영향을 주기 때문에, 치환기의 선택에 의해 발광 파장을 조정할 수 있다. 바람직하게는 이하의 구조식으로 나타내어지는 기이며, 보다 바람직하게는, 메틸, t-부틸, 비시클로옥틸, 시클로헥실, 아다만틸, 페닐, o-톨릴, p-톨릴, 2,4-크실릴, 2,5-크실릴, 2,6-크실릴, 2,4,6-메시틸, 디페닐아미노, 디-p-톨릴아미노, 비스(p-(t-부틸)페닐)아미노, 디페닐보릴, 디메시틸보릴, 디벤조옥사보리니닐, 페닐디벤조디보리니닐, 카르바졸릴, 3,6-디메틸카르바졸릴, 3,6-디-t-부틸카르바졸릴 및 페녹시이고, 보다 더 바람직하게는, 메틸, t-부틸, 페닐, o-톨릴, 2,6-크실릴, 2,4,6-메시틸, 디페닐아미노, 디-p-톨릴아미노, 비스(p-(t-부틸)페닐)아미노, 카르바졸릴, 3,6-디메틸카르바졸릴 및 3,6-디-t-부틸카르바졸릴이다. 합성의 용이함의 관점에서는, 입체 장해가 큰 것이 선택적인 합성을 위해 바람직하고, 구체적으로는, t-부틸, o-톨릴, p-톨릴, 2,4-크실릴, 2,5-크실릴, 2,6-크실릴, 2,4,6-메시틸, 디-p-톨릴아미노, 비스(p-(t-부틸)페닐)아미노, 3,6-디메틸카르바졸릴 및 3,6-디-t-부틸카르바졸릴이 바람직하다.
하기 구조식에 있어서, 「Me」는 메틸, 「tBu」는 t-부틸, 「tAm」은 t-아밀, 「tOct」는 t-옥틸을 나타내고, *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
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Figure pct00063
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Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
Figure pct00071
Figure pct00072
<시클로알칸 축합의 설명>
또한, 본 발명의 다환 방향족 화합물 화학 구조 중의 방향족환 및 복소 방향족환의 적어도 하나는, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
예를 들면, B1환, B2환, C환, b1환, 및 c환인 아릴환 및 헤테로아릴환, 이들 환에의 제1 및 제2 치환기로서의 아릴기(아릴, 디아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴, 아릴옥시 또는 트리아릴실릴에 있어서의 아릴기 부분) 및 헤테로아릴기(헤테로아릴, 디헤테로아릴아미노 또는 아릴헤테로아릴아미노에 있어서의 헤테로아릴 부분), b1환 및 c환에 있어서의 인접하는 치환기끼리가 결합하여 형성된 아릴환 또는 헤테로아릴환, a환 및 b2환에의 제1 및 제2 치환기로서의 아릴기(상기와 마찬가지) 및 헤테로아릴기(상기와 마찬가지), X1인, >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기 중 적어도 하나가, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
바람직하게는, B1환, B2환, C환, b1환, 및 c환인 아릴환 및 헤테로아릴환, 이들 환에의 제1 치환기로서의 아릴기(아릴, 디아릴아미노, 디아릴보릴 또는 아릴옥시에 있어서의 아릴기 부분) 및 헤테로아릴기(헤테로아릴 또는 디헤테로아릴아미노에 있어서의 헤테로아릴 부분), b1환 및 c환에 있어서의 인접하는 치환기끼리가 결합하여 형성된 아릴환 또는 헤테로아릴환, a환 및 b2환에의 제1 치환기로서의 아릴기(상기와 마찬가지) 및 헤테로아릴기(상기와 마찬가지), X1인, >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R로서의 아릴기 또는 헤테로아릴기 중 적어도 하나가, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
보다 바람직하게는, B1환, B2환, C환, b1환, 및 c환인 아릴환, 이들 환에의 제1 치환기로서의 아릴기(아릴 또는 디아릴아미노에 있어서의 아릴기 부분) 및 헤테로아릴기(헤테로아릴에 있어서의 헤테로아릴 부분), b1환 및 c환에 있어서의 인접하는 치환기끼리가 결합하여 형성된 아릴환, a환 및 b2환에의 제1 치환기로서의 아릴기(상기와 마찬가지) 및 헤테로아릴기(상기와 마찬가지), X1인 >N-R의 R로서의 아릴기 중 적어도 하나가, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
보다 더 바람직하게는, B1환, B2환, C환, b1환, 및 c환인 아릴환, 이들 환에의 제1 치환기로서의 아릴기(아릴 또는 디아릴아미노에 있어서의 아릴기 부분), a환 및 b2환에의 제1 치환기로서의 아릴기(상기와 마찬가지), X1인 >N-R의 R로서의 아릴기 중 적어도 하나가, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 된다.
「시클로알칸」으로서는, 탄소수 3∼24의 시클로알칸, 탄소수 3∼20의 시클로알칸, 탄소수 3∼16의 시클로알칸, 탄소수 3∼14의 시클로알칸, 탄소수 5∼10의 시클로알칸, 탄소수 5∼8의 시클로알칸, 탄소수 5∼6의 시클로알칸, 탄소수 5의 시클로알칸 등을 들 수 있다.
구체적인 시클로알칸으로서는, 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 시클로노난, 시클로데칸, 노보넨, 비시클로[1.1.0]부탄, 비시클로[1.1.1]펜탄, 비시클로[2.1.0]펜탄, 비시클로[2.1.1]헥산, 비시클로[3.1.0]헥산, 비시클로[2.2.1]헵탄, 비시클로[2.2.2]옥탄, 아다만탄, 디아만탄, 데카히드로나프탈렌 및 데카히드로아줄렌, 및, 이들 탄소수 1∼5의 알킬(특히 메틸) 치환체, 할로겐(특히 불소) 치환체 및 중수소 치환체 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 예를 들면 하기 구조식에 나타낸 바와 같이, 시클로알칸의 α위치 탄소(방향족환 또는 복소 방향족환에 축합하는 시클로알킬에 있어서, 축합 부위의 탄소에 인접하는 위치의 탄소)에 있어서의 적어도 하나의 수소가 치환된 구조가 바람직하고, α위치의 탄소에 있어서의 2개의 수소가 치환된 구조가 보다 바람직하고, 2개의 α위치의 탄소에 있어서의 합계 4개의 수소가 치환된 구조가 보다 더 바람직하다. 이 치환기로서는, 탄소수 1∼5의 알킬(특히 메틸) 치환체, 할로겐(특히 불소) 치환체 및 중수소 치환체 등을 들 수 있다.
Figure pct00073
1개의 방향족환 또는 복소 방향족환에 축합하는 시클로알칸의 수는, 1∼3개가 바람직하고, 1개 또는 2개가 보다 바람직하고, 1개가 보다 더 바람직하다. 예를 들면 1개의 벤젠환(페닐기)에 1개 또는 복수의 시클로알칸이 축합된 예를 이하에 나타낸다. 각 구조식에 있어서의 *은, 벤젠환인 경우에는 화합물의 골격 구조에 포함되는 벤젠환인 것을 의미하고, 페닐기인 경우에는 화합물의 골격 구조에 치환되는 결합손(結合手)을 의미한다. 식(Cy-1-4) 및 식(Cy-2-4)와 같이 축합된 시클로알칸끼리가 축합해도 된다. 축합되는 환(기)이 벤젠환(페닐기) 이외의 다른 방향족환 또는 복소 방향족환인 경우여도, 축합하는 시클로알칸이 시클로펜탄 또는 시클로헥산 이외의 다른 시클로알칸의 경우여도, 마찬가지이다.
Figure pct00074
시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 된다. 단 복수의 -CH2-는 -O-로 치환되는 경우는, 인접하는 -CH2-가 -O-로 치환되지는 않는다. 예를 들면 하나의 벤젠환(페닐기)에 축합된 시클로알칸에 있어서의 하나 또는 복수의 -CH2-가 -O-로 치환된 예를 이하에 나타낸다. 각 구조식에 있어서의 *은, 벤젠환인 경우에는 화합물의 골격 구조에 포함되는 벤젠환인 것을 의미하고, 페닐기인 경우에는 화합물의 골격 구조에 치환되는 결합손을 의미한다. 축합되는 환(기)이 벤젠환(페닐기) 이외의 다른 방향족환 또는 복소 방향족환인 경우여도, 축합하는 시클로알칸이 시클로펜탄 또는 시클로헥산 이외의 다른 시클로알칸의 경우여도, 마찬가지이다.
Figure pct00075
시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 이 치환기로서는, 예를 들면, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 치환 실릴, 중수소, 시아노 또는 할로겐을 들 수 있고, 이들의 상세는, 상술한 제1 치환기의 설명을 인용할 수 있다. 이들 치환기 중에서도, 알킬(예를 들면 탄소수 1∼6의 알킬), 시클로알킬(예를 들면 탄소수 3∼14의 시클로알킬), 할로겐(예를 들면 불소) 및 중수소 등이 바람직하다. 또한, 시클로알킬이 치환하는 경우는 스피로 구조를 형성하는 치환 형태라도 되고, 예를 들면 하나의 벤젠환(페닐기)에 축합된 시클로알칸에 스피로 구조가 형성된 예를 이하에 나타낸다. 각 구조식에 있어서의 *은, 벤젠환인 경우에는 화합물의 골격 구조에 포함되는 벤젠환인 것을 의미하고, 페닐기인 경우에는 화합물의 골격 구조에 치환되는 결합손을 의미한다.
Figure pct00076
시클로알칸 축합의 다른 형태로서는, 식(1A), 식(1B), 식(2A), 또는 식(2B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물이, 예를 들면, 시클로알칸으로 축합된 디아릴아미노기(이 아릴기 부분에 축합), 시클로알칸으로 축합된 카르바졸릴기(이 벤젠환 부분에 축합) 또는 시클로알칸으로 축합된 벤조카르바졸릴기(이 벤젠환 부분에 축합)로 치환된 예를 들 수 있다. 「디아릴아미노기」에 대해서는 상기 「제1 치환기」로서 설명한 기를 들 수 있다.
또한, 더 구체적인 예로서는, 식(1A) 또는 식(2A)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에 있어서의 Ra가, 시클로알칸으로 축합된 디아릴아미노기(이 아릴기 부분에 축합) 또는 시클로알칸으로 축합된 카르바졸릴기(이 벤젠환 부분에 축합)인 예를 들 수 있다.
<중수소, 시아노, 또는 할로겐에 의한 치환의 설명>
본 발명의 다환 방향족 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다. 할로겐은, 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드이며, 불소, 염소, 또는 브롬이 바람직하고, 불소 또는 염소가 보다 바람직하다.
<본 발명의 다환 방향족 화합물 구체예의 설명>
다환 방향족 화합물의 더 구체적인 예로서는, 이하의 구조식으로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다. 한편, 하기 구조식 중의 「Me」은 메틸기, 「tBu」는 t-부틸기를 나타낸다.
Figure pct00077
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Figure pct00112
<다환 방향족 화합물의 고분자량화의 설명>
상기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물은, 여기에 반응성 치환기가 치환된 반응성 화합물을 모노머로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물(이 고분자 화합물을 얻기 위한 상기 모노머는 중합성 치환기를 가짐), 또는 해당 고분자 화합물을 더 가교시킨 고분자 가교체(이 고분자 가교체를 얻기 위한 상기 고분자 화합물은 가교성 치환기를 가짐), 또는, 주사슬형 고분자와 상기 반응성 화합물을 반응시킨 펜던트형 고분자 화합물(이 펜던트형 고분자 화합물을 얻기 위한 상기 반응성 화합물은 반응성 치환기를 가짐), 또는 해당 펜던트형 고분자 화합물을 더 가교시킨 펜던트형 고분자 가교체(이 펜던트형 고분자 가교체를 얻기 위한 상기 펜던트형 고분자 화합물은 가교성 치환기를 가짐)로서도, 유기 디바이스용 재료, 예를 들면, 유기 전계 발광 소자용 재료, 유기 전계 효과 트랜지스터용 재료, 유기 박막 태양 전지용 재료, 또는 파장 변환 필터에 사용할 수 있다.
상술한 반응성 치환기(상기 중합성 치환기, 상기 가교성 치환기, 및, 펜던트형 고분자를 얻기 위한 반응성 치환기를 포함하고, 이하, 단순히 「반응성 치환기」라고도 함)로서는, 상기 다환 방향족 화합물을 고분자량화할 수 있는 치환기, 그와 같이 하여 얻어진 고분자 화합물을 더 가교화할 수 있는 치환기, 또한, 주사슬형 고분자에 펜던트 반응할 수 있는 치환기라면 특별히 한정되지 않지만, 이하의 구조의 치환기가 바람직하다. 각 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00113
L은, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -S-, >C=O, -O-C(=O)-, 탄소수 1∼12의 알킬렌, 탄소수 1∼12의 옥시알킬렌 및 탄소수 1∼12의 폴리옥시알킬렌이다. 상기 치환기 중에서도, 식(XLS-1), 식(XLS-2), 식(XLS-3), 식(XLS-9), 식(XLS-10) 또는 식(XLS-17)으로 나타내어지는 기가 바람직하고, 식(XLS-1), 식(XLS-3) 또는 식(XLS-17)으로 나타내어지는 기가 보다 바람직하다.
이와 같은 고분자 화합물, 고분자 가교체, 펜던트형 고분자 화합물, 및 펜던트형 고분자 가교체는, 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물의 반복 단위 이외에도, 치환 또는 무치환의 트리아릴아민, 치환 또는 무치환의 플루오렌, 치환 또는 무치환의 안트라센, 치환 또는 무치환의 테트라센, 치환 또는 무치환의 트리아진, 치환 또는 무치환의 카르바졸, 치환 또는 무치환의 테트라페닐실란, 치환 또는 무치환의 스피로 플루오렌, 치환 또는 무치환의 트리페닐포스핀, 치환 또는 무치환의 디벤조티오펜, 및 치환 또는 무치환의 디벤조푸란으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 반복 단위로서 포함해도 된다.
이들 반복 단위에 있어서의 치환기로서는, 예를 들면, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴 등을 들 수 있다. 트리아릴아민의 「아릴」이나, 이들 치환기의 상세에 대해서는, 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에 있어서의 설명을 인용할 수 있다.
이와 같은 고분자 화합물, 고분자 가교체, 펜던트형 고분자 화합물 및 펜던트형 고분자 가교체(이하, 단순히 「고분자 화합물 및 고분자 가교체」라고도 함)의 용도의 상세에 대해서는 후술한다.
2. 다환 방향족 화합물의 제조 방법
본 발명의 다환 방향족 화합물은, 기본적으로는, 먼저 a환과, B1환(b1환), B2환(b2환) 및 C환(c환)을 결합기(X1이나 X2를 포함하는 기)로 결합시킴으로써 중간체를 제조하고(제1 반응), 그 후에, a환, B1환(b1환), B2환(b2환) 및 C환(c환)을 결합기(Y를 포함하는 기)로 결합시킴으로써 최종 생성물을 제조할 수 있다(제2 반응). 국제공개 제2015/102118호 공보에 기재된 제조 방법을 참고로 할 수 있다.
제1 반응에서는, 예를 들면 에테르화 반응이라면, 구핵 치환 반응, 울만 반응과 같은 일반적 반응을 이용할 수 있고, 아미노화 반응이라면 버치왈드-하트윅 반응과 같은 일반적 반응을 이용할 수 있다. 또한, 제2 반응에서는, 탠덤 헤테로 프리델 크래프츠 반응(연속적인 방향족 구전자 치환 반응, 이하 마찬가지)을 이용할 수 있다.
제2 반응은, 하기 스킴(1) 및 (2)에 나타낸 바와 같이, a환, B1환(b1환), B2환(b2환) 및 C환(c환)을 결합하는 Y를 도입하는 반응이다. 먼저, X1과 X2의 사이의 수소 원자를 n-부틸리튬, sec-부틸리튬 또는 t-부틸리튬 등으로 오르토 메탈화한다. 그 다음에, 삼염화붕소나 삼브롬화붕소 등의 Y의 할로겐화물을 가하여, 리튬-붕소의 금속 교환을 행한 후, N,N-디이소프로필에틸아민 등의 브뢴스테드 염기를 가함으로써, 탠덤 보라 프리델 크래프츠 반응시켜, 목적물을 얻을 수 있다. 제2 반응에 있어서는 반응을 촉진시키기 위해 삼염화알루니늄 등의 루이스 산을 가해도 된다. 또한, 하기 스킴(1) 및 (2) 중, 나아가 그 후의 스킴 중의 각 구조식에 있어서의 부호의 정의는 상술한 정의와 같다.
Figure pct00114
Figure pct00115
상기 스킴(1)에서는, 단위 구조 φ1을 도시하고 있지 않지만, 본 발명의 화합물은 상술한 「메타형 단위 구조」 및 「파라형 단위 구조」가 반복하여 연결되어 구성되는 화합물이기 때문에, 모든 단위 구조에서 마찬가지의 반응이 일어나, 본 발명의 화합물을 제조할 수 있다. 상기 스킴(2)은, 대표적인 구조를 가지는 화합물의 제조 방법이며, 식(1A)에 있어서, φ1으로서 n개(n=1)의 식(φ1-m1)의 단위 구조가 선택된 화합물의 제조 방법을 나타내고 있다.
상기 스킴에 있어서는, 오르토메탈화에 의해 원하는 위치에 리튬을 도입했지만, 하기 스킴(3)과 같이, 리튬을 도입하고자 하는 위치에 브롬 원자 등을 도입하고, 할로겐-메탈 교환에 의해서도 원하는 위치에 리튬을 도입할 수 있다. 이 방법에 의하면, 치환기의 영향으로 오르토 메탈화를 할 수 없는 케이스라도 목적물을 제조할 수 있어 유용하다.
Figure pct00116
이상의 스킴(1)∼(3)은, Y가 붕소(B) 등인 대표적인 제조 방법이다.
다음으로, 예로서 Y가 인술피드, 인옥사이드 또는 인 원자인 경우를 하기 스킴(4) 및 (5)에 나타낸다. 지금까지와 마찬가지로, 먼저 X1과 X2의 사이의 수소 원자를 n-부틸리튬 등으로 오르토 메탈화한다. 그 다음에, 삼염화인, 황의 순서로 첨가하고, 마지막으로 삼염화알루미늄 등의 루이스 산 및 N,N-디이소프로필에틸아민 등의 브뢴스테드 염기를 가함으로써, 탠덤 포스퍼 프리델 크래프츠 반응시켜, Y가 인술피드인 화합물을 얻을 수 있다. 또한, 얻어진 인술피드 화합물을 m-클로로 과안식향산(m-CPBA)으로 처리함으로써 Y가 인옥사이드인 화합물을 얻을 수 있고, 트리에틸포스핀으로 처리함으로써 Y가 인 원자인 화합물을 얻을 수 있다.
Figure pct00117
Figure pct00118
상기 스킴에서는 주로, Y가, B, P, P=O 또는 P=S 등인 예를 기재했지만, 원료를 적당히 변경함으로써, 그 밖의 화합물도 제조할 수 있다.
상기 스킴에서는, 삼염화붕소나 삼브롬화붕소 등의 Y의 할로겐화물을 가하기 전에, X1과 X2의 사이의 수소 원자(또는 할로겐원자)를 부틸리튬 등으로 오르토 메탈화함으로써, 탠덤 헤테로 프리델 크래프츠 반응시킨 예를 제시했으나, 부틸리튬 등을 사용한 오르토 메탈화를 행하지 않고, 삼염화붕소나 삼브롬화붕소 등의 Y의 할로겐화물의 첨가에 의해 반응을 진행시킬 수도 있다.
상기 스킴에서 사용하는 용매로서는, t-부틸벤젠이나 크실렌 등을 들 수 있다.
상기 스킴에서 사용하는 오르토 메탈화 시약으로서는, 메틸리튬, n-부틸리튬, sec-부틸리튬, t-부틸리튬 등의 알킬리튬, 리튬디이소프로필아미드, 리튬테트라메틸피페리디드, 리튬헥사메틸디실라지드, 칼륨헥사메틸디실라지드 등의 유기 알칼리 화합물, 유기 용매 분산 Na 등의 분산 알칼리 금속을 들 수 있다.
상기 스킴에서 사용하는 메탈-Y의 금속 교환 시약으로서는, Y의 삼불화물, Y의 삼염화물, Y의 삼브롬화물, Y의 삼요오드화물 등의 Y의 할로겐화물, CIPN(NEt2)2 등의 Y의 아미노화 할로겐화물, Y의 알콕시화물, Y의 아릴옥시화물 등을 들 수 있다.
상기 스킴에서 사용하는 브뢴스테드 염기로서는, N,N-디이소프로필에틸아민, 트리에틸아민, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘, N,N-디메틸아닐린, N,N-디메틸톨루이딘, 2,6-루티딘, 테트라페닐붕산나트륨, 테트라페닐붕산칼륨, 트리페닐보란, 테트라페닐실란, Ar4BNa, Ar4BK, Ar3B, Ar4Si(한편, Ar은 페닐 등의 아릴) 등을 들 수 있다.
상기 스킴에서 사용하는 루이스 산으로서는, AlCl3, AlBr3, AlF3, BF3·OEt2, BCl3, BBr3, GaCl3, GaBr3, InCl3, InBr3, In(OTf)3, SnCl4, SnBr4, AgOTf, ScCl3, Sc(OTf)3, ZnCl2, ZnBr2, Zn(OTf)2, MgCl2, MgBr2, Mg(OTf)2, LiOTf, NaOTf, KOTf, Me3SiOTf, Cu(OTf)2, CuCl2, YCl3, Y(OTf)3, TiCl4, TiBr4, ZrCl4, ZrBr4, FeCl3, FeBr3, CoCl3, CoBr3 등을 들 수 있다.
상기 스킴에서는, 탠덤 헤테로 프리델 크래프츠 반응의 촉진을 위해 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산을 사용해도 된다. 단, Y의 삼불화물, Y의 삼염화물, Y의 삼브롬화물, Y의 삼요오드화물 등의 Y의 할로겐화물을 사용한 경우는, 방향족 구전자 치환 반응의 진행과 함께, 불화수소, 염화수소, 브롬화수소, 요오드화수소와 같은 산이 생성되기 때문에, 산을 포착하는 브뢴스테드 염기의 사용이 효과적이다. 한편, Y의 아미노화 할로겐화물, Y의 알콕시화물을 사용한 경우는, 방향족 구전자 치환 반응의 진행과 함께, 아민, 알코올이 생성되기 때문에, 대부분의 경우, 브뢴스테드 염기를 사용할 필요는 없지만, 아미노기나 알콕시기의 탈리 능력이 낮기 때문에, 그 탈리를 촉진하는 루이스 산의 사용이 효과적이다.
또한, 본 발명의 다환 방향족 화합물에는, 적어도 일부의 수소가 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있는 화합물도 포함되는데, 이와 같은 화합물 등은 원하는 위치가 중수소화, 시아노화, 불소화 또는 염소화 등의 할로겐화된 원료를 사용함으로써, 상기와 마찬가지로 제조할 수 있다.
3. 유기 디바이스
이후 예시하는 화학 구조식 중의 「Me」는 메틸기, 「tBu」는 t-부틸기를 나타낸다.
본 발명에 따른 다환 방향족 화합물은, 유기 디바이스용 재료로서 사용할 수 있다. 유기 디바이스로서는, 예를 들면, 유기 전계 발광 소자, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 박막 태양 전지, 또는 파장 변환 필터 등을 들 수 있다.
3-1. 유기 전계 발광 소자
본 발명에 따른 다환 방향족 화합물은, 예를 들면, 유기 전계 발광 소자의 재료로서 사용할 수 있다. 이하에, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자에 대해 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자를 나타내는 개략 단면도이다.
<유기 전계 발광 소자의 구조>
도 1에 나타내어진 유기 EL 소자(100)는, 기판(101)과, 기판(101) 상에 설치된 양극(102)과, 양극(102) 상에 설치된 정공 주입층(103)과, 정공 주입층(103) 상에 설치된 정공 수송층(104)과, 정공 수송층(104) 상에 설치된 발광층(105)과, 발광층(105) 상에 설치된 전자 수송층(106)과, 전자 수송층(106) 상에 설치된 전자 주입층(107)과, 전자 주입층(107) 상에 설치된 음극(108)을 가진다.
또한, 유기 EL 소자(100)는, 제작 순서를 반대로 하여, 예를 들면, 기판(101)과, 기판(101) 상에 설치된 음극(108)과, 음극(108) 상에 설치된 전자 주입층(107)과, 전자 주입층(107) 상에 설치된 전자 수송층(106)과, 전자 수송층(106) 상에 설치된 발광층(105)과, 발광층(105) 상에 설치된 정공 수송층(104)과, 정공 수송층(104) 상에 설치된 정공 주입층(103)과, 정공 주입층(103) 상에 설치된 양극(102)을 가지는 구성으로 해도 된다.
상기 각 층 모두가 없어서는 안되는 것은 아니며, 최소 구성 단위를 양극(102)과 발광층(105)과 음극(108)으로 이루어지는 구성으로 하고, 정공 주입층(103), 정공 수송층(104), 전자 수송층(106), 전자 주입층(107)은 임의로 설치되는 층이다. 또한, 상기 각 층은, 각각 단일층으로 이루어져도 되고, 복수층으로 이루어져도 된다.
유기 EL 소자를 구성하는 층의 양태로서는, 상술한 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」의 구성 양태의 이외에, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극」, 「기판/양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 수송층/음극」, 「기판/양극/발광층/전자 주입층/음극」의 구성 양태여도 된다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 기판>
기판(101)은, 유기 EL 소자(100)의 지지체이며, 통상, 석영, 유리, 금속, 플라스틱 등이 사용된다. 기판(101)은, 목적에 따라 판상, 필름상, 또는 시트상으로 형성되고, 예를 들면, 유리판, 금속판, 금속박, 플라스틱 필름, 플라스틱 시트 등이 사용된다. 그 중에서도, 유리판, 및, 폴리에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네트, 폴리설폰 등의 투명한 합성 수지제의 판이 바람직하다. 유리 기판인 경우에는, 소다 석회 유리나 무알칼리 유리 등이 사용되며, 또한, 두께도 기계적 강도를 유지하는데에 충분한 두께가 있으면 되므로, 예를 들면, 0.2mm 이상이면 된다. 두께의 상한값으로서는, 예를 들면, 2mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하이다. 유리의 재질에 대해서는, 유리로부터의 용출 이온이 적은 것이 좋으므로 무알칼리 유리가 바람직하지만, SiO2 등의 배리어 코트를 실시한 소다 석회 유리도 시판되고 있으므로 이를 사용할 수 있다. 또한, 기판(101)에는, 가스 배리어성을 높이기 위해, 적어도 편면(片面)에 치밀한 실리콘 산화막 등의 가스 배리어막을 형성해도 되고, 특히 가스 배리어성이 낮은 합성 수지제의 판, 필름 또는 시트를 기판(101)으로 사용하는 경우에는 가스 배리어막을 형성하는 것이 바람직하다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 양극>
양극(102)은, 발광층(105)에 정공을 주입하는 역할을 한다. 또한, 양극(102)과 발광층(105)의 사이에 정공 주입층(103) 및 정공 수송층(104) 중 적어도 하나의 층이 설치되어 있는 경우에는, 이들을 통하여 발광층(105)에 정공을 주입하게 된다.
양극(102)을 형성하는 재료로서는, 무기 화합물 및 유기 화합물을 들 수 있다. 무기 화합물로서는, 예를 들면, 금속(알루미늄, 금, 은, 니켈, 팔라듐, 크롬 등), 금속 산화물(인듐의 산화물, 주석의 산화물, 인듐-주석 산화물(ITO), 인듐-아연 산화물(IZO) 등), 할로겐화 금속(요오드화구리 등), 황화구리, 카본블랙, ITO 유리나 네사 유리 등을 들 수 있다. 유기 화합물로서는, 예를 들면, 폴리(3-메틸티오펜) 등의 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 도전성 폴리머 등을 들 수 있다. 그 밖에, 유기 EL 소자의 양극으로서 사용되고 있는 물질 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
투명 전극의 저항은, 발광 소자의 발광에 충분한 전류를 공급할 수 있으면 되므로 한정되지 않지만, 발광 소자의 소비 전력의 관점에서는 저저항인 것이 바람직하다. 예를 들면, 300Ω/□ 이하의 ITO 기판이라면 소자 전극으로서 기능하지만, 현재에는 10Ω/□ 정도의 기판의 공급도 가능하게 되어 있으므로, 예를 들면 100∼5Ω/□, 바람직하게는 50∼5Ω/□의 저저항품을 사용하는 것이 특히 바람직하다. ITO의 두께는 저항값에 맞춰서 임의로 선택할 수 있지만, 통상 50∼300nm의 사이에서 사용되는 경우가 많다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 정공 주입층, 정공 수송층>
정공 주입층(103)은, 양극(102)으로부터 이동해 오는 정공을, 효율적으로 발광층(105) 내 또는 정공 수송층(104) 내로 주입하는 역할을 한다. 정공 수송층(104)은, 양극(102)으로부터 주입된 정공 또는 양극(102)으로부터 정공 주입층(103)을 통하여 주입된 정공을, 효율적으로 발광층(105)으로 수송하는 역할을 한다. 정공 주입층(103) 및 정공 수송층(104)은, 각각, 정공 주입·수송 재료의 1종 또는 2종 이상을 적층, 혼합하거나, 정공 주입·수송 재료와 고분자 결착제의 혼합물에 의해 형성된다. 또한, 정공 주입·수송 재료에 염화철(III)과 같은 무기염을 첨가하여 층을 형성해도 된다.
정공 주입·수송성 물질로서는 전계가 가해진 전극 사이에서 정극(正極)으로부터의 정공을 효율적으로 주입·수송하는 것이 필요하며, 정공 주입 효율이 높고, 주입된 정공을 효율적으로 수송하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 이온화 포텐셜이 작고, 또한 정공 이동도가 크고, 나아가 안정성이 우수하며, 트랩이 되는 불순물이 제조 시 및 사용 시에 발생하기 어려운 물질인 것이 바람직하다.
정공 주입층(103) 및 정공 수송층(104)을 형성하는 재료로서는, 상기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 광도전 재료에 있어서, 정공의 전하 수송 재료로서 종래부터 관용되고 있는 화합물, p형 반도체, 유기 EL 소자의 정공 주입층 및 정공 수송층에 사용되고 있는 공지의 화합물 중에서 임의의 화합물을 선택하여 사용할 수 있다.
이들의 구체예는, 카르바졸 유도체(N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등), 비스(N-아릴카르바졸) 또는 비스(N-알킬카르바졸) 등의 비스카르바졸 유도체, 트리아릴아민 유도체(방향족 제3급 아미노를 주쇄 또는 측쇄에 갖는 폴리머, 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)시클로헥산, N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디아미노비페닐, N,N'-디페닐-N,N'-디나프틸-4,4'-디아미노비페닐, N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디페닐-1,1'-디아민, N,N'-디나프틸-N,N'-디페닐-4,4'-디페닐-1,1'-디아민, N4,N4 '-디페닐-N4,N4 '-비스(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, N4,N4,N4 ',N4'-테트라[1,1-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민, 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐(페닐)아미노)트리페닐아민 등의 트리페닐아민 유도체, 스타버스트아민 유도체 등), 스틸벤 유도체, 프탈로시아닌 유도체(무금속, 구리 프탈로시아닌 등), 피라졸린 유도체, 히드라존계 화합물, 벤조푸란 유도체나 티오펜 유도체, 옥사디아졸 유도체, 퀴녹살린 유도체(예를 들면, 1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌-2,3,6,7,10,11-헥사카르보니트릴 등), 포르피린 유도체 등의 복소환 화합물, 폴리실란 등이다. 폴리머계에서는 상기 단량체를 측쇄에 갖는 폴리카보네이트나 스티렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 및 폴리실란 등이 바람직하지만, 발광 소자의 제작에 필요한 박막을 형성하고, 양극으로부터 정공을 주입할 수 있으며, 나아가 정공을 수송할 수 있는 화합물이라면 특별히 한정되지 않는다.
또한, 유기 반도체의 도전성은, 그 도핑에 의해, 강한 영향을 받는 것도 알려져 있다. 이와 같은 유기 반도체 매트릭스 물질은, 전자 공여성이 양호한 화합물, 또는, 전자 수용성이 양호한 화합물로 구성되어 있다. 전자 공여 물질의 도핑을 위해, 테트라시아노퀴논디메탄(TCNQ) 또는 2,3,5,6-테트라플루오로테트라시아노-1,4-벤조퀴논디메탄(F4TCNQ) 등의 강한 전자 수용체가 알려져 있다(예를 들면, 문헌 「M.Pfeiffer, A.Beyer, T.Fritz, K.Leo, Appl.Phys.Lett., 73(22), 3202-3204(1998)」 및 문헌 「J.Blochwitz, M.Pheiffer, T.Fritz, K.Leo, Appl.Phys.Lett., 73(6), 729-731(1998)」을 참조). 이들은, 전자 공여형 베이스 물질(정공 수송 물질)에 있어서의 전자 이동 프로세스에 의해, 소위 정공을 생성한다. 정공의 수 및 이동도에 따라, 베이스 물질의 전도성이, 상당히 크게 변화한다. 정공 수송 특성을 갖는 매트릭스 물질로서는, 예를 들면 벤지딘 유도체(TPD 등) 또는 스타버스트아민 유도체(TDATA 등), 또는 특정 금속 프탈로시아닌(특히, 아연 프탈로시아닌(ZnPc) 등)이 알려져 있다(일본특허공개 2005-167175호 공보).
상술한 정공 주입층용 재료 및 정공 수송층용 재료는, 이들에 반응성 치환기가 치환된 반응성 화합물을 모노머로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물, 또는 그 고분자 가교체, 또는, 주사슬형 고분자와 상기 반응성 화합물을 반응시킨 펜던트형 고분자 화합물, 또는 그 펜던트형 고분자 가교체로서도, 정공층용 재료에 사용할 수 있다. 이 경우의 반응성 치환기로서는, 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에서의 설명을 인용할 수 있다.
이와 같은 고분자 화합물 및 고분자 가교체의 용도의 상세에 대해서는 후술한다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 발광층>
발광층(105)은, 전계가 가해진 전극 사이에 있어서, 양극(102)으로부터 주입된 정공과, 음극(108)으로부터 주입된 전자를 재결합시킴으로써 발광하는 층이다. 발광층(105)을 형성하는 재료로서는, 상기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 정공과 전자의 재결합에 의해 여기되어 발광하는 화합물(발광성 화합물)이면 되고, 안정적인 박막 형상을 형성할 수 있으며, 또한, 고체 상태에서 강한 발광(형광) 효율을 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
발광층은 단일층이어도 되고 복수층으로 이루어져 있어도 되며, 각각 발광층용 재료(호스트 재료, 도펀트 재료)에 의해 형성된다. 호스트 재료와 도펀트 재료는, 각각 1종류여도, 복수의 조합이어도 되고, 어느 것이라도 된다. 또한, 호스트 재료에는, 정공 수송층용 재료 또는 전자 수송층용 재료를 혼합해도 되고, 그들의 조합이라도 된다. 도펀트 재료는 호스트 재료의 전체에 포함되어 있어도 되고, 부분적으로 포함되어 있어도 되고, 어느 것이라도 된다. 도핑 방법으로서는, 호스트 재료와의 공증착법에 의해 형성할 수 있지만, 호스트 재료와 미리 혼합하고 나서 동시에 증착하거나, 유기 용매와 함께 호스트 재료와 미리 혼합하고 나서 습식 성막법에 의해 제막하거나 해도 된다.
호스트 재료의 사용량은 호스트 재료의 종류에 따라 다르고, 그 호스트 재료의 특성에 맞춰서 정하면 된다. 호스트 재료의 사용량의 기준은, 바람직하게는 발광층용 재료 전체의 50∼99.999중량%이며, 보다 바람직하게는 80∼99.95중량%이며, 보다 더 바람직하게는 90∼99.9중량%이다.
도펀트 재료의 사용량은 도펀트 재료의 종류에 따라 다르고, 그 도펀트 재료의 특성에 맞춰서 정하면 된다. 도펀트의 사용량의 기준은, 바람직하게는 발광층용 재료 전체의 0.001∼50중량%이며, 보다 바람직하게는 0.05∼20중량%이며, 보다 더 바람직하게는 0.1∼10중량%이다. 상기의 범위라면, 예를 들면, 농도 소광 현상을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하다. 또한, 내구성의 관점에서, 도펀트 재료의 수소 원자는 일부 또는 전부가 중수소화되어 있는 것도 바람직하다.
한편, 열활성화 지연 형광 도펀트 재료를 사용한 유기 EL 소자에 있어서는, 도펀트 재료의 사용량은 저농도인 것이 농도 소광 현상을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하지만, 도펀트 재료의 사용량이 고농도인 것이 열활성화 지연 형광 기구의 효율성 관점에서는 바람직하다. 또한, 열활성화 지연 형광 어시스트 도펀트 재료를 사용한 유기 EL 소자에 있어서는, 어시스트 도펀트 재료의 열활성화 지연 형광 기구의 효율성 관점에서는, 어시스트 도펀트 재료의 사용량에 비해 도펀트 재료의 사용량이 저농도인 것이 바람직하다.
어시스트 도펀트 재료가 사용되는 경우에 있어서의, 호스트 재료, 어시스트 도펀트 재료 및 도펀트 재료의 사용량의 기준은, 각각, 발광층용 재료 전체의 40∼99.999중량%, 59∼1중량% 및 20∼0.001중량%이며, 바람직하게는, 각각, 60∼99.99중량%, 39∼5중량% 및 10∼0.01중량%이며, 보다 바람직하게는, 70∼99.95중량%, 29∼10중량% 및 5∼0.05중량%이다. 상기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물은 어시스트 도펀트 재료로서도 사용할 수도 있다.
호스트 재료로서는, 이전부터 발광체로서 알려져 있었던 안트라센, 피렌, 디벤조크리센 또는 플루오렌 등의 축합환 유도체, 비스스티릴안트라센 유도체나 디스티릴벤젠 유도체 등의 비스스티릴 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 시클로펜타디엔 유도체 등을 들 수 있다. 특히, 안트라센계 화합물, 플루오렌계 화합물 또는 디벤조크리센계 화합물이 바람직하다. 또한, 내구성의 관점에서, 호스트 재료의 수소 원자는 일부 또는 전부가 중수소화되어 있는 것도 바람직하다. 또한, 일부 또는 전부의 수소 원자가 중수소화된 호스트 화합물과, 일부 또는 전부의 수소 원자가 중수소화된 도펀트 화합물을 조합하여 발광층을 구성하는 것도 바람직하다.
<안트라센계 화합물>
호스트로서의 안트라센계 화합물은, 예를 들면 하기 일반식(3)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00119
식(3) 중,
X 및 Ar4는, 각각 독립적으로, 수소, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 디아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 디헤테로아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 아릴헤테로아릴아미노, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 알케닐, 치환되어 있어도 되는 알콕시, 치환되어 있어도 되는 아릴옥시, 치환되어 있어도 되는 아릴티오 또는 치환되어 있어도 되는 실릴이며, 모든 X 및 Ar4는 동시에 수소가 되지는 않고,
식(3)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는 할로겐, 시아노, 중수소 또는 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴로 치환되어 있어도 된다.
또한, 식(3)으로 나타내어지는 구조를 단위 구조로 하여 다량체(바람직하게는 이중체)를 형성해도 된다. 이 경우, 예를 들면 식(3)으로 나타내어지는 단위 구조끼리가 X를 통하여 결합하는 형태를 들 수 있고, 이 X로서는 단결합, 아릴렌(페닐렌, 비페닐렌 및 나프틸렌 등) 및 헤테로아릴렌(피리딘환, 디벤조푸란환, 디벤조티오펜환, 카르바졸환, 벤조카르바졸환 및 페닐 치환 카르바졸환 등이 2가의 결합가를 가지는 기) 등을 들 수 있다.
상기 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오 또는 실릴의 상세한 것은, 이하의 바람직한 양태의 난에서 설명한다. 또한, 이들 기에의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오 또는 실릴 등을 들 수 있고, 이들의 상세도 이하의 바람직한 양태의 난에서 설명한다.
상기 안트라센계 화합물의 바람직한 양태를 이하에 설명한다. 하기 구조에 있어서의 부호의 정의는 상술한 정의와 동일하다.
Figure pct00120
일반식(3)에서는, X는 각각 독립적으로, 상기 식(3-X1), 식(3-X2) 또는 식(3-X3)으로 나타내어지는 기이며, 식(3-X1), 식(3-X2) 또는 식(3-X3)으로 나타내어지는 기는 *에 있어서 식(3)의 안트라센환과 결합한다. 바람직하게는, 2개의 X가 동시에 식(3-X3)으로 나타내어지는 기가 되는 경우는 없다. 보다 바람직하게는 2개의 X가 동시에 식(3-X2)으로 나타내어지는 기가 되는 경우도 없다.
또한, 식(3)으로 나타내어지는 구조를 단위 구조로 하여 다량체(바람직하게는 이량체)를 형성해도 된다. 이 경우, 예를 들면 식(3)으로 나타내어지는 단위 구조끼리가 X를 통하여 결합하는 형태를 들 수 있고, 이 X로서는 단결합, 아릴렌(페닐렌, 비페닐렌 및 나프틸렌 등) 및 헤테로아릴렌(피리딘환, 디벤조푸란환, 디벤조티오펜환, 카르바졸환, 벤조카르바졸환 및 페닐 치환 카르바졸환 등이 2가의 결합가를 갖는 기) 등을 들 수 있다.
식(3-X1) 및 식(3-X2)에 있어서의 나프틸렌 부위는 하나의 벤젠환으로 축합되어 있어도 된다. 이와 같이 하여 축합된 구조는 이하와 같다.
Figure pct00121
Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로, 수소, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 쿼터페닐릴, 나프틸, 페난트릴, 플루오레닐, 벤조플루오레닐, 크리세닐, 트리페닐레닐, 피페닐릴, 또는, 상기 식(A)으로 나타내어지는 기(카르바졸릴기, 벤조카르바졸릴기 및 페닐 치환 카르바졸릴기도 포함함)이다. 또한, Ar1 또는 Ar2가 식(A)으로 나타내어지는 기인 경우에는, 식(A)으로 나타내어지는 기는 그 *에 있어서 식(3-X1) 또는 식(3-X2) 중의 나프탈렌환과 결합한다.
Ar3은, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 쿼터페닐릴, 나프틸, 페난트릴, 플루오레닐, 벤조플루오레닐, 크리세닐, 트리페닐레닐, 피레닐릴, 또는, 상기 식(A)으로 나타내어지는 기(카르바졸릴기, 벤조카르바졸릴기 및 페닐 치환 카르바졸릴기도 포함함)이다. 또한, Ar3이 식(A)으로 나타내어지는 기일 경우는, 식(A)으로 나타내어지는 기는 그 *에 있어서 식(3-X3) 중의 직선으로 나타내어지는 단결합과 결합한다. 즉, 식(3)의 안트라센환과 식(A)으로 나타내어지는 기가 직접 결합한다.
또한, Ar3은 치환기를 갖고 있어도 되고, Ar3에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼4의 알킬, 탄소수 5∼10의 시클로알킬, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 페난트릴, 플루오레닐, 크리세닐, 트리페닐레닐, 피레닐릴, 또는, 상기 식(A)으로 나타내어지는 기(카르바졸릴기 및 페닐 치환 카르바졸릴기도 포함함)로 더 치환되어 있어도 된다. 또한, Ar3이 갖는 치환기가 식(A)으로 나타내어지는 기일 경우는, 식(A)으로 나타내어지는 기는 그 *에 있어서 식(3-X3) 중의 Ar3과 결합한다.
Ar4는, 각각 독립적으로, 수소, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 또는 탄소수 1∼4의 알킬(메틸, 에틸, t-부틸 등) 및/또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있는 실릴이다.
실릴에 치환되는 탄소수 1∼4의 알킬은, 메틸, 에틸, 프로필, i-프로필, 부틸, sec-부틸, t-부틸, 시클로부틸 등을 들 수 있으며, 실릴에 있어서의 3개의 수소가, 각각 독립적으로, 이들 알킬로 치환되어 있다.
구체적인 「탄소수 1∼4의 알킬로 치환되어 있는 실릴」로서는, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리i-프로필실릴, 트리부틸실릴, 트리sec-부틸실릴, 트리t-부틸실릴, 에틸디메틸실릴, 프로필디메틸실릴, i-프로필디메틸실릴, 부틸디메틸실릴, sec-부틸디메틸실릴, t-부틸디메틸실릴, 메틸디에틸실릴, 프로필디에틸실릴, i-프로필디에틸실릴, 부틸디에틸실릴, sec-부틸디에틸실릴, t-부틸디에틸실릴, 메틸디프로필실릴, 에틸디프로필실릴, 부틸디프로필실릴, sec-부틸디프로필실릴, t-부틸디프로필실릴, 메틸디i-프로필실릴, 에틸디i-프로필실릴, 부틸디i-프로필실릴, sec-부틸디i-프로필실릴, t-부틸디i-프로필실릴 등을 들 수 있다.
실릴에 치환되는 탄소수 5∼10의 시클로알킬은, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 노보네닐, 비시클로[1.1.1]펜틸, 비시클로[2.1.0]펜틸, 비시클로[2.1.1]헥실, 비시클로[3.1.0]헥실, 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸, 아다만틸, 데카히드로나프탈레닐, 데카히드로아줄레닐 등을 들 수 있으며, 실릴에 있어서의 3개의 수소가, 각각 독립적으로, 이들 시클로알킬로 치환되어 있다.
구체적인 「탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있는 실릴」로서는, 트리시클로펜틸실릴, 트리시클로헥실실릴 등을 들 수 있다.
치환되어 있는 실릴로서는, 2개의 알킬과 1개의 시클로알킬이 치환된 디알킬시클로알킬실릴과, 1개의 알킬과 2개의 시클로알킬이 치환된 알킬디시클로알킬실릴도 있으며, 치환되는 알킬 및 시클로알킬의 구체예로서는 상술한 기를 들 수 있다.
또한, 일반식(3)으로 나타내어지는 안트라센계 화합물의 화학 구조 중의 수소는 상기 식(A)으로 나타내어지는 기로 치환되어 있어도 된다. 식(A)으로 나타내어지는 기로 치환되는 경우는, 식(A)으로 나타내어지는 기는 그 *에 있어서 식(3)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소와 치환한다.
식(A)으로 나타내어지는 기는, 식(3)으로 나타내어지는 안트라센계 화합물이 가질 수 있는 치환기 중 하나이다.
Figure pct00122
상기 식(A) 중, Y는 -O-, -S- 또는 >N-R29이며, R21∼R28은 각각 독립적으로 수소, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 알콕시, 치환되어 있어도 되는 아릴옥시, 치환되어 있어도 되는 아릴티오, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 알킬디시클로알킬실릴, 치환되어 있어도 되는 아미노, 할로겐, 히드록시 또는 시아노이며, R21∼R28 중 인접하는 기는 서로 결합하여 탄화수소환, 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, R29는 수소 또는 치환되어 있어도 되는 아릴이다.
R21∼R28에 있어서의 「치환되어 있어도 되는 알킬」의 「알킬」로서는, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 것이어도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알킬을 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬)이 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬)이 보다 바람직하고, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬)이 보다 더 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬)이 특히 바람직하다.
구체적인 「알킬」로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸(t-아밀), n-헥실, 1-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, t-옥틸(1,1,3,3-테트라메틸부틸), 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「치환되어 있어도 되는 시클로알킬」의 「시클로알킬」로서는, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 탄소수 3∼20의 시클로알킬, 탄소수 3∼16의 시클로알킬, 탄소수 3∼14의 시클로알킬, 탄소수 5∼10의 시클로알킬, 탄소수 5∼8의 시클로알킬, 탄소수 5∼6의 시클로알킬, 탄소수 5의 시클로알킬 등을 들 수 있다.
구체적인 「시클로알킬」로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 및 이들의 탄소수 1∼4의 알킬 (특히 메틸) 치환체나, 노보네닐, 비시클로[1.1.0]부틸, 비시클로[1.1.1]펜틸, 비시클로[2.1.0]펜틸, 비시클로[2.1.1]헥실, 비시클로[3.1.0]헥실, 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸, 아다만틸, 디아만틸, 데카히드로나프탈레닐, 데카히드로아줄레닐 등을 들 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「치환되어 있어도 되는 아릴」의 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있으며, 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다.
구체적인 「아릴」로서는, 단환계인 페닐, 2환계인 비페닐릴, 축합 2환계인 나프틸, 3환계인 터페닐릴(m-터페닐릴, o-터페닐릴, p-터페닐릴), 축합 3환계인, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트레닐, 축합 4환계인 트리페닐레닐, 피레닐, 나프타세닐, 축합 5환계인 페릴레닐, 펜타세닐 등을 들 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「치환되어 있어도 되는 헤테로아릴」의 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있으며, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1∼5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 피롤일, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸일, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페나자실리닐, 인돌리지닐, 푸라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 나프토벤조푸라닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 나프토벤조티오페닐, 벤조포스포릴, 디벤조포스포릴, 벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 디벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 푸라자닐, 티안트레닐, 인돌로카르바졸릴, 벤조인돌로카르바졸릴 및 벤조벤조인돌로카르바졸릴 등을 들 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「치환되어 있어도 되는 알콕시」의 「알콕시」로서는, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알콕시를 들 수 있다. 탄소수 1∼18의 알콕시(탄소수 3∼18의 분기쇄 알콕시)가 바람직하고, 탄소수 1∼12의 알콕시(탄소수 3∼12의 분기쇄 알콕시)가 보다 바람직하고, 탄소수 1∼6의 알콕시(탄소수 3∼6의 분기쇄 알콕시)가 보다 더 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알콕시(탄소수 3∼4의 분기쇄 알콕시)가 특히 바람직하다.
구체적인 「알콕시」로서는, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시 등을 들 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「치환되어 있어도 되는 아릴옥시」의 「아릴옥시」로서는, -OH기의 수소가 아릴로 치환된 기이며, 이 아릴은 상술한 R21∼R28에 있어서의 「아릴」로서 설명한 기를 인용할 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「치환되어 있어도 되는 아릴티오」의 「아릴티오」로서는, -SH기의 수소가 아릴로 치환된 기이며, 이 아릴은 상술한 R21∼R28에 있어서의 「아릴」로서 설명한 기를 인용할 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「트리알킬실릴」로서는, 실릴기에 있어서의 3개의 수소가 각각 독립적으로 알킬로 치환된 기를 들 수 있으며, 이 알킬은 상술한 R21∼R28에 있어서의 「알킬」로서 설명한 기를 인용할 수 있다. 치환하는데 바람직한 알킬은, 탄소수 1∼4의 알킬이며, 구체적으로는 메틸, 에틸, 프로필, i-프로필, 부틸, sec-부틸, t-부틸, 시클로부틸 등을 들 수 있다.
구체적인 「트리알킬실릴」로서는, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리i-프로필실릴, 트리부틸실릴, 트리sec-부틸실릴, 트리t-부틸실릴, 에틸디메틸실릴, 프로필디메틸실릴, i-프로필디메틸실릴, 부틸디메틸실릴, sec-부틸디메틸실릴, t-부틸디메틸실릴, 메틸디에틸실릴, 프로필디에틸실릴, i-프로필디에틸실릴, 부틸디에틸실릴, sec-부틸디에틸실릴, t-부틸디에틸실릴, 메틸디프로필실릴, 에틸디프로필실릴, 부틸디프로필실릴, sec-부틸디프로필실릴, t-부틸디프로필실릴, 메틸디i-프로필실릴, 에틸디i-프로필실릴, 부틸디i-프로필실릴, sec-부틸디i-프로필실릴, t-부틸디i-프로필실릴 등을 들 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「트리시클로알킬실릴」로서는, 실릴기에 있어서의 3개의 수소가 각각 독립적으로 시클로알킬로 치환된 기를 들 수 있으며, 이 시클로알킬은 상술한 R21∼R28에 있어서의 「시클로알킬」로서 설명한 기를 인용할 수 있다. 치환하는데 바람직한 시클로알킬은, 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 구체적으로는 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 비시클로[1.1.1]펜틸, 비시클로[2.1.0]펜틸, 비시클로[2.1.1]헥실, 비시클로[3.1.0]헥실, 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸, 아다만틸, 데카히드로나프탈레닐, 데카히드로아줄레닐 등을 들 수 있다.
구체적인 「트리시클로알킬실릴」로서는, 트리시클로펜틸실릴, 트리시클로헥실실릴 등을 들 수 있다.
2개의 알킬과 1개의 시클로알킬이 치환된 디알킬시클로알킬실릴과, 1개의 알킬과 2개의 시클로알킬이 치환된 알킬디시클로알킬실릴의 구체예로서는, 상술한 구체적인 알킬 및 시클로알킬로부터 선택되는 기가 치환된 실릴을 들 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「치환되어 있어도 되는 아미노」의 「치환된 아미노」로서는, 예를 들면 2개의 수소가 아릴이나 헤테로아릴로 치환된 아미노기를 들 수 있다. 2개의 수소가 아릴로 치환된 아미노가 디아릴 치환 아미노이며, 2개의 수소가 헤테로아릴로 치환된 아미노가 디헤테로아릴 치환 아미노이고, 2개의 수소가 아릴과 헤테로아릴로 치환된 아미노가 아릴헤테로아릴 치환 아미노이다. 이 아릴이나 헤테로아릴은 상술한 R21∼R28에 있어서의 「아릴」이나 「헤테로아릴」로서 설명한 기를 인용할 수 있다.
구체적인 「치환된 아미노」로서는, 디페닐아미노, 디나프틸아미노, 페닐나프틸아미노, 디피리딜아미노, 페닐피리딜아미노, 나프틸피리딜아미노 등을 들 수 있다.
R21∼R28에 있어서의 「할로겐」으로서는, 불소, 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다.
R21∼R28로서 설명한 기 중, 몇 가지는 상술하는 바와 같이 치환되어도 되고, 이 경우의 치환기로서는 알킬, 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴을 들 수 있다. 이 알킬, 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴은 상술한 R21∼R28에 있어서의 「알킬」, 「시클로알킬」, 「아릴」 또는 「헤테로아릴」로서 설명한 기를 인용할 수 있다.
Y로서의 「>N-R29」에 있어서의 R29는 수소 또는 치환되어 있어도 되는 아릴이며, 이 아릴로서는 상술한 R21∼R28에 있어서의 「아릴」로서 설명한 기를 인용할 수 있고, 또한 그 치환기로서는 R21∼R28에 대한 치환기로서 설명한 기를 인용할 수 있다.
R21∼R28 중 인접하는 기는 서로 결합하여 탄화수소환, 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 된다. 환을 형성하지 않은 경우가 하기 식(A-1)으로 나타내어지는 기이며, 환을 형성한 경우로서는 예를 들면 하기 식(A-2)∼식(A-14) 중 어느 하나로 나타내어지는 기를 들 수 있다. 또한, 식(A-1)∼식(A-14) 중 어느 하나로 나타내어지는 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬, 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알콕시, 아릴옥시, 아릴티오, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 알킬디시클로알킬실릴, 디아릴 치환 아미노, 디헤테로아릴 치환 아미노, 아릴헤테로아릴 치환 아미노, 할로겐, 히드록시 또는 시아노로 치환되어 있어도 된다. 각 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타내고, Y는 상기와 동일한 정의이다.
Figure pct00123
인접하는 기가 서로 결합하여 생긴 환으로서는, 탄화수소환이면 예를 들면 시클로헥산환을 들 수 있으며, 아릴환이나 헤테로아릴환으로서는 상술한 R21∼R28에 있어서의 「아릴」이나 「헤테로아릴」에서 설명한 환구조를 들 수 있고, 이들 환은 상기 식(A-1)에 있어서의 1개 또는 2개의 벤젠환과 축합되도록 형성된다.
식(A)으로 나타내어지는 기로서는, 예를 들면 상기 식(A-1)∼식(A-14) 중 어느 하나로 나타내어지는 기를 들 수 있으며, 상기 식(A-1)∼식(A-5) 및 식(A-12)∼식(A-14) 중 어느 하나로 나타내어지는 기가 바람직하고, 상기 식(A-1)∼식(A-4) 중 어느 하나로 나타내어지는 기가 보다 바람직하고, 상기 식(A-1), 식(A-3) 및 식(A-4) 중 어느 하나로 나타내어지는 기가 보다 더 바람직하고, 상기 식(A-1)으로 나타내어지는 기가 특히 바람직하다.
식(A)으로 나타내어지는 기는, 식(A) 중의 *에 있어서, 식(3-X1) 또는 식(3-X2) 중의 나프탈렌환, 식(3-X3) 중의 단결합, 식(3-X3) 중의 Ar3과 결합하고, 또한 식(3)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소와 치환하는 것은 상술한 대로이지만, 이들 결합 형태 중에서도 식(3-X1) 또는 식(3-X2) 중의 나프탈렌환, 식(3-X3) 중의 단결합 및 식(3-X3) 중의 Ar3 중 적어도 하나와 결합한 형태가 바람직하다.
또한, 식(A)으로 나타내어지는 기의 구조 중에서, 식(3-X1) 또는 식(3-X2) 중의 나프탈렌환, 식(3-X3) 중의 단결합, 식(3-X3) 중의 Ar3이 결합하는 위치, 또한, 식(A)으로 나타내어지는 기의 구조 중에서, 식(3)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소와 치환하는 위치는, 식(A)의 구조 중의 어느 하나의 위치라도 되고, 예를 들면 식(A)의 구조 중 2개의 벤젠환 중 어느 하나나, 식(A)의 구조 중의 R21∼R28 중 인접하는 기가 서로 결합하여 형성된 어느 하나의 환이나, 식(A)의 구조 중의 Y로서의 「>N-R29」에 있어서의 R29 중의 어느 하나의 위치에서 결합할 수 있다.
식(A)으로 나타내어지는 기로서는, 예를 들면 이하의 기를 들 수 있다. 식 중의 Y 및 *은 상기와 동일한 정의이다.
Figure pct00124
Figure pct00125
또한, 일반식(3)으로 나타내어지는 안트라센계 화합물의 화학 구조 중의 수소는, 그 전부 또는 일부가 중수소여도 된다.
안트라센계 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 하기 식(3-1)∼식(3-142) 중 어느 하나로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다. 또한, 하기 구조식 중의 「Me」는 메틸기, 「D」는 중수소, 「tBu」는 t-부틸기를 나타낸다.
Figure pct00126
Figure pct00127
Figure pct00128
Figure pct00129
Figure pct00130
Figure pct00131
Figure pct00132
식(3)으로 나타내어지는 안트라센계 화합물은, 안트라센 골격의 원하는 위치에 반응성 기를 갖는 화합물과, X, Ar4 및 식(A)의 구조 등의 부분 구조에 반응성 기를 갖는 화합물을 출발 원료로 하여, 스즈키 커플링, 네기시 커플링, 그 밖의 공지의 커플링 반응을 응용하여 제조할 수 있다. 이들 반응성 화합물의 반응성 기로서는, 할로겐이나 보론산 등을 들 수 있다. 구체적인 제조 방법으로서는, 예를 들면 국제공개 제2014/141725호 공보의 단락 [0089]∼[0175]에 있어서의 합성법을 참고로 할 수 있다.
<플루오렌계 화합물>
일반식(4)으로 나타내어지는 화합물은 기본적으로는 호스트로서 기능한다.
Figure pct00133
상기 식(4) 중,
R1 내지 R10은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴(해당 헤테로아릴은 연결기를 통하여 상기 식(4)에 있어서의 플루오렌 골격과 결합하고 있어도 됨), 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시 또는 아릴옥시이며, 해당 R1 내지 R10에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
또한, R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8 또는 R9와 R10이 각각 독립적으로 결합하여 축합환 또는 스피로환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴(해당 헤테로아릴은 연결기를 통하여 해당 형성된 환과 결합하고 있어도 됨), 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시 또는 아릴옥시로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 그리고,
식(4)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소가 할로겐, 시아노 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
상기 식(4)의 정의에 있어서의 각 기의 상세는, 상술한, 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에 있어서의 설명을 인용할 수 있다.
R1 내지 R10에 있어서의 알케닐로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 알케닐을 들 수 있으며, 탄소수 2∼20의 알케닐이 바람직하고, 탄소수 2∼10의 알케닐이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼6의 알케닐이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼4의 알케닐이 특히 바람직하다. 바람직한 알케닐은, 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 4-펜테닐, 1-헥세닐, 2-헥세닐, 3-헥세닐, 4-헥세닐, 또는 5-헥세닐이다.
또한, 헤테로아릴의 구체예로서, 하기 식(4-Ar1), 식(4-Ar2), 식(4-Ar3), 식(4-Ar4) 또는 식(4-Ar5)의 화합물로터 임의의 하나의 수소 원자를 제거하여 나타내어지는 1가의 기도 들 수 있다.
Figure pct00134
식(4-Ar1) 내지 식(4-Ar5) 중, Y1은, 각각 독립적으로, O, S 또는 N-R이며, R은 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 안트라세닐 또는 수소이고,
상기 식(4-Ar1) 내지 식(4-Ar5)의 구조에 있어서의 적어도 하나의 수소는 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐, 메틸, 에틸, 프로필, 또는, 부틸로 치환되어 있어도 된다.
이들 헤테로아릴은, 연결기를 통하여, 상기 식(4)에 있어서의 플루오렌 골격과 결합하고 있어도 된다. 즉, 식(4)에 있어서의 플루오렌 골격과 상기 헤테로아릴이 직접 결합할 뿐만 아니라, 그들 사이에 연결기를 통하여 결합해도 된다. 이 연결기로서는, 페닐렌, 비페닐렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 메틸렌, 에틸렌, -OCH2CH2-, -CH2CH2O-, 또는, -OCH2CH2O- 등을 들 수 있다.
또한, 식(4) 중의 R1과 R2, R2와 R3, R3과 R4, R5와 R6, R6과 R7 또는 R7과 R8이 각각 독립적으로 결합하여 축합환을, R9와 R10이 결합하여 스피로환을 형성하고 있어도 된다. R1 내지 R8에 의해 형성된 축합환은, 식(4)에 있어서의 벤젠환에 축합하는 환이며, 지방족환 또는 방향족환이다. 바람직하게는 방향족환이며, 식(4)에 있어서의 벤젠환을 포함한 구조로서는 나프탈렌환이나 페난트렌환 등을 들 수 있다. R9와 R10에 의해 형성된 스피로환은, 식(4)에 있어서의 5원환에 스피로 결합하는 환이며, 지방족환 또는 방향족환이다. 바람직하게는 방향족환이며, 플루오렌환 등을 들 수 있다.
일반식(4)으로 나타내어지는 화합물은, 바람직하게는, 하기 식(4-1), 식(4-2) 또는 식(4-3)으로 나타내어지는 화합물이며, 각각, 일반식(4)에 있어서 R1과 R2가 결합하여 형성된 벤젠환이 축합된 화합물, 일반식(4)에 있어서 R3과 R4가 결합하여 형성된 벤젠환이 축합된 화합물, 일반식(4)에 있어서 R1 내지 R8의 모두가 결합하지 않고 있은 화합물이다.
Figure pct00135
식(4-1), 식(4-2) 및 식(4-3)에 있어서의 R1 내지 R10의 정의는 식(4)에 있어서 대응하는 R1 내지 R10과 동일하고, 식(4-1) 및 식(4-2)에 있어서의 R11 내지 R14의 정의도 식(4)에 있어서의 R1 내지 R10과 동일하다.
일반식(4)으로 나타내어지는 화합물은, 보다 더 바람직하게는, 하기 식(4-1A), 식(4-2A) 또는 식(4-3A)으로 나타내어지는 화합물이며, 각각, 식(4-1), 식(4-2) 또는 식(4-3)에 있어서 R9와 R10이 결합하여 스피로-플루오렌환이 형성된 화합물이다.
Figure pct00136
식(4-1A), 식(4-2A) 및 식(4-3A)에 있어서의 R2 내지 R7의 정의는 식(4-1), 식(4-2) 및 식(4-3)에 있어서 대응하는 R2 내지 R7과 동일하고, 식(4-1A) 및 식(4-2A)에 있어서의 R11 내지 R14의 정의도 식(4-1) 및 식(4-2)에 있어서의 R11 내지 R14와 동일하다.
또한, 식(4)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 수소는, 그 전부 또는 일부가 할로겐, 시아노 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
플루오렌계 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 하기 식(4-4)∼식(4-22) 중 어느 하나로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다. 또한, 하기 구조식 중의 「Me」는 메틸기를 나타낸다.
Figure pct00137
<디벤조크리센계 화합물>
호스트로서의 디벤조크리센계 화합물은, 예를 들면 하기 일반식(5)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00138
상기 식(5) 중,
R1 내지 R16은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴(해당 헤테로아릴은 연결기를 통하여 상기 식(5)에 있어서의 디벤조크리센 골격과 결합하고 있어도 됨), 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시 또는 아릴옥시이며, 해당 R1 내지 R16에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
또한, R1 내지 R16 중 인접하는 기끼리가 결합하여 축합환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴(해당 헤테로아릴은 연결기를 통하여 해당 형성된 환과 결합하고 있어도 됨), 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알콕시 또는 아릴옥시로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 그리고,
식(5)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소가 할로겐, 시아노 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
상기 식(5)의 정의에 있어서의 각 기의 상세는, 상술한, 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에 있어서의 설명을 인용할 수 있다.
상기 식(5)의 정의에 있어서의 알케닐로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 알케닐을 들 수 있으며, 탄소수 2∼20의 알케닐이 바람직하고, 탄소수 2∼10의 알케닐이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼6의 알케닐이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼4의 알케닐이 특히 바람직하다. 바람직한 알케닐은, 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 4-펜테닐, 1-헥세닐, 2-헥세닐, 3-헥세닐, 4-헥세닐, 또는 5-헥세닐이다.
또한, 헤테로아릴의 구체예로서, 하기 식(5-Ar1), 식(5-Ar2), 식(5-Ar3), 식(5-Ar4) 또는 식(5-Ar5)의 화합물로부터 임의의 하나의 수소 원자를 제거하여 나타내어지는 1가의 기도 들 수 있다.
Figure pct00139
식(5-Ar1) 내지 식(5-Ar5) 중, Y1은, 각각 독립적으로, O, S 또는 N-R이며, R은 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 안트라세닐 또는 수소이며,
상기 식(5-Ar1) 내지 식(5-Ar5)의 구조에 있어서의 적어도 하나의 수소는 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐, 메틸, 에틸, 프로필, 또는, 부틸로 치환되어 있어도 된다.
이들 헤테로아릴은, 연결기를 통하여, 상기 식(5)에 있어서의 디벤조크리센 골격과 결합하고 있어도 된다. 즉, 식(5)에 있어서의 디벤조크리센 골격과 상기 헤테로아릴이 직접 결합할 뿐만 아니라, 그들 사이에 연결기를 통하여 결합해도 된다. 이 연결기로서는, 페닐렌, 비페닐렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 메틸렌, 에틸렌, -OCH2CH2-, -CH2CH2O-, 또는, -OCH2CH2O- 등을 들 수 있다.
일반식(5)으로 나타내어지는 화합물은, 바람직하게는, R1, R4, R5, R8, R9, R12, R13 및 R16은 수소이다. 이 경우, 식(5) 중의 R2, R3, R6, R7, R10, R11, R14 및 R15는, 각각 독립적으로, 수소, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐, 상기 식(5-Ar1), 식(5-Ar2), 식(5-Ar3), 식(5-Ar4) 또는 식(5-Ar5)의 구조를 가지는 1가의 기(해당 구조를 갖는 1가의 기는, 페닐렌, 비페닐렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 메틸렌, 에틸렌, -OCH2CH2-, -CH2CH2O-, 또는, -OCH2CH2O-를 통하여, 상기 식(5)에 있어서의 디벤조크리센 골격과 결합하고 있어도 됨), 메틸, 에틸, 프로필, 또는, 부틸인 것이 바람직하다.
일반식(5)으로 나타내어지는 화합물은, 보다 바람직하게는, R1, R2, R4, R5, R7, R8, R9, R10, R12, R13, R15 및 R16은 수소이다. 이 경우, 식(5) 중의 R3, R6, R11 및 R14의 적어도 하나(바람직하게는 1개 또는 2개, 보다 바람직하게는 1개)는, 단결합, 페닐렌, 비페닐렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 메틸렌, 에틸렌, -OCH2CH2-, -CH2CH2O-, 또는, -OCH2CH2O-를 통한, 상기 식(5-Ar1), 식(5-Ar2), 식(5-Ar3), 식(5-Ar4) 또는 식(5-Ar5)의 구조를 갖는 1가의 기이며,
상기 적어도 하나 이외(즉, 상기 구조를 갖는 1가의 기가 치환된 위치 이외)는 수소, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 안트라세닐, 메틸, 에틸, 프로필, 또는, 부틸이며, 이들 기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 안트라세닐, 메틸, 에틸, 프로필, 또는, 부틸로 치환되어 있어도 된다.
또한, 식(5) 중의 R2, R3, R6, R7, R10, R11, R14 및 R15로서, 상기 식(5-Ar1) 내지 식(5-Ar5)으로 나타내어지는 구조를 갖는 1가의 기가 선택된 경우에는, 해당 구조에 있어서의 적어도 하나의 수소는 식(5) 중의 R1 내지 R16 중 어느 하나와 결합하여 단결합을 형성하고 있어도 된다.
디벤조크리센계 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 하기 식(5-1)∼식(5-39) 중 어느 하나로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다. 한편, 하기 구조식 중의 「tBu」는 t-부틸기를 나타낸다.
Figure pct00140
Figure pct00141
상술한 발광층용 재료(호스트 재료 및 도펀트 재료)는, 이들에 반응성 치환기가 치환된 반응성 화합물을 모노머로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물, 또는 그 고분자 가교체, 또는, 주사슬형 고분자와 상기 반응성 화합물을 반응시킨 펜던트형 고분자 화합물, 또는 그 펜던트형 고분자 가교체로서도, 발광층용 재료에 사용할 수 있다. 이 경우의 반응성 치환기로서는, 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에서의 설명을 인용할 수 있다.
이러한 고분자 화합물 및 고분자 가교체의 용도의 상세에 대해서는 후술한다.
<고분자 호스트 재료의 일 예>
Figure pct00142
식(SPH-1)에 있어서,
MU는 각각 독립적으로 방향족 화합물로부터 임의의 2개의 수소 원자를 제거하고 나타내어지는 2가의 기, EC는 각각 독립적으로 방향족 화합물로부터 임의의 하나의 수소 원자를 제거하고 나타내어지는 1가의 기이며, MU 중의 2개의 수소가 EC 또는 MU와 치환되고, k는 2∼50000의 정수이다.
보다 구체적으로는,
MU는, 각각 독립적으로, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 디아릴렌아릴아미노, 디아릴렌아릴보릴, 옥사보린-디일, 아자보린-디일이며,
EC는, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노 또는 아릴옥시이며,
MU 및 EC에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 알킬 및 시클로알킬로 더 치환되어 있어도 되고,
k는 2∼50000의 정수이다.
k는 20∼50000의 정수인 것이 바람직하고, 100∼50000의 정수인 것이 보다 바람직하다.
식(SPH-1) 중의 MU 및 EC에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼24의 시클로알킬, 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 되고, 또한, 상기 알킬에 있어서의 임의의 -CH2-는 -O- 또는 -Si(CH3)2-로 치환되어 있어도 되고, 상기 알킬에 있어서의 식(SPH-1) 중의 EC에 직결하고 있는 -CH2-를 제외한 임의의 -CH2-는 탄소수 6∼24의 아릴렌으로 치환되어 있어도 되고, 상기 알킬에 있어서의 임의의 수소는 불소로 치환되어 있어도 된다.
MU로서는, 예를 들면, 이하 중 어느 하나의 화합물로부터 임의의 2개의 수소 원자를 제거하고 나타내어지는 2가의 기를 들 수 있다.
Figure pct00143
보다 구체적으로는, 이하 중 어느 하나의 구조로 나타내어지는 2가의 기를 들 수 있다. 이들에 있어서, MU는 *에 있어서 다른 MU 또는 EC와 결합한다.
Figure pct00144
Figure pct00145
Figure pct00146
Figure pct00147
Figure pct00148
Figure pct00149
Figure pct00150
Figure pct00151
Figure pct00152
또한, EC로서는, 예를 들면 이하 중 어느 하나의 구조로 나타내어지는 1가의 기를 들 수 있다. 이들에 있어서, EC는 *에 있어서 MU와 결합한다.
Figure pct00153
Figure pct00154
식(SPH-1)으로 나타내어지는 화합물은, 용해성 및 도포 성막성의 관점에서, 분자 중의 MU 총수(k)의 10∼100%의 MU가 탄소수 1∼24의 알킬을 가지는 것이 바람직하고, 분자 중의 MU 총수(k)의 30∼100%의 MU가 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬)을 가지는 것이 보다 바람직하고, 분자 내의 MU 총수(k)의 50∼100%의 MU가 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬)을 가지는 것이 보다 더 바람직하다. 한편, 면내 배향성 및 전하 수송의 관점에서는, 분자 중의 MU 총수(k)의 10∼100%의 MU가 탄소수 7∼24의 알킬을 가지는 것이 바람직하고, 분자 중의 MU 총수(k)의 30∼100%의 MU가 탄소수 7∼24의 알킬(탄소수 7∼24의 분기쇄 알킬)을 가지는 것이 보다 바람직하다.
이와 같은 고분자 화합물 및 고분자 가교체의 용도의 상세에 대해서는 후술한다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 전자 주입층, 전자 수송층>
전자 주입층(107)은 음극(108)으로부터 이동해오는 전자를, 효율적으로 발광층(105) 내 또는 전자 수송층(106) 내로 주입하는 역할을 한다. 전자 수송층(106)은 음극(108)으로부터 주입된 전자 또는 음극(108)으로부터 전자 주입층(107)을 통하여 주입된 전자를, 효율적으로 발광층(105)으로 수송하는 역할을 한다. 전자 수송층(106) 및 전자 주입층(107)은, 각각 전자 수송·주입 재료의 1종 또는 2종 이상을 적층, 혼합하거나, 전자 수송·주입 재료와 고분자 결착제의 혼합물에 의해 형성된다.
전자 주입·수송층이란, 음극으로부터 전자가 주입되고, 또한 전자를 수송하는 것을 담당하는 층이며, 전자 주입 효율이 높고, 주입된 전자를 효율적으로 수송하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 전자 친화력이 크고, 또한 전자 이동도가 크며, 나아가 안정성이 우수하고, 트랩이 되는 불순물이 제조 시 및 사용 시에 발생하기 어려운 물질인 것이 바람직하다. 그러나, 정공과 전자의 수송 밸런스를 고려한 경우, 양극으로부터의 정공이 재결합하지 않고 음극 측으로 흐르는 것을 효율적으로 저지할 수 있는 역할을 주로 하는 경우에는, 전자 수송 능력이 그다지 높지 않더라도, 발광 효율을 향상시키는 효과는 전자 수송 능력이 높은 재료와 동등하게 갖는다. 따라서, 본 실시형태에서의 전자 주입·수송층은 정공의 이동을 효율적으로 저지할 수 있는 층의 기능도 포함되어도 된다.
전자 수송층(106) 또는 전자 주입층(107)을 형성하는 재료(전자 수송 재료)로서는, 상기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 광도전 재료에 있어서 전자 전달 화합물로서 종래부터 관용되고 있는 화합물, 유기 EL 소자의 전자 주입층 및 전자 수송층에 사용되고 있는 공지의 화합물 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다.
전자 수송층 또는 전자 주입층에 사용되는 재료로서는, 탄소, 수소, 산소, 황, 규소 및 인 중에서 선택되는 1종 이상의 원자로 구성되는 방향족환 또는 복소 방향족환으로 이루어지는 화합물, 피롤 유도체 및 그 축합환 유도체 및 전자 수용성 질소를 갖는 금속 착체 중에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 나프탈렌, 안트라센 등의 축합환계 방향족환 유도체, 4,4'-비스(디페닐에테닐)비페닐로 대표되는 스티릴계 방향족환 유도체, 페리논 유도체, 쿠마린 유도체, 나프탈이미드 유도체, 안트라퀴논이나 디페노퀴논 등의 퀴논 유도체, 인옥사이드 유도체, 카르바졸 유도체 및 인돌 유도체 등을 들 수 있다. 전자 수용성 질소를 갖는 금속 착체로서는, 예를 들면, 히드록시페닐옥사졸 착체 등의 히드록시아졸 착체, 아조메틴 착체, 트로폴론 금속 착체, 플라보놀 금속 착체 및 벤조퀴놀린 금속 착체 등을 들 수 있다. 이들 재료는 단독으로도 사용되지만, 다른 재료와 혼합하여 사용해도 상관없다.
또한, 다른 전자 전달 화합물의 구체예로서, 피리딘 유도체, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페난트롤린 유도체, 페리논 유도체, 쿠마린 유도체, 나프탈이미드 유도체, 안트라퀴논 유도체, 디페노퀴논 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 페릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체(1,3-비스[(4-t-부틸페닐)1,3,4-옥사디아졸릴]페닐렌 등), 티오펜 유도체, 트리아졸 유도체(N-나프틸-2,5-디페닐-1,3,4-트리아졸 등), 티아디아졸 유도체, 옥신 유도체의 금속 착체, 퀴놀리놀계 금속 착체, 퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체의 폴리머, 벤자졸류 화합물, 갈륨 착체, 피라졸 유도체, 퍼플루오로화 페닐렌 유도체, 트리아진 유도체, 피라진 유도체, 벤조퀴놀린 유도체(2,2'-비스(벤조[h]퀴놀린-2-일)-9,9'-스피로비플루오렌 등), 이미다조피리딘 유도체, 보란 유도체, 벤조이미다졸 유도체(트리스(N-페닐벤조이미다졸-2-일)벤젠 등), 벤조옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 퀴놀린 유도체, 터피리딘 등의 올리고피리딘 유도체, 비피리딘 유도체, 터피리딘 유도체(1,3-비스(4'-(2,2':6'2"-터피리디닐))벤젠 등), 나프티리딘 유도체(비스(1-나프틸)-4-(1,8-나프티리딘-2-일)페닐포스핀옥사이드 등), 알다진 유도체, 카르바졸 유도체, 인돌 유도체, 인옥사이드 유도체, 비스스티릴 유도체 등을 들 수 있다.
또한, 전자 수용성 질소를 갖는 금속 착체를 사용할 수도 있고, 예를 들면, 퀴놀리놀계 금속 착체나 히드록시페닐옥사졸 착체 등의 히드록시아졸 착체, 아조메틴 착체, 트로폴론 금속 착체, 플라보놀 금속 착체 및 벤조퀴놀린 금속 착체 등을 들 수 있다.
상술한 재료는 단독으로도 사용되지만, 다른 재료와 혼합하여 사용해도 상관없다.
상술한 재료 중에서도, 보란 유도체, 피리딘 유도체, 플루오란텐 유도체, BO계 유도체, 안트라센 유도체, 벤조플루오렌 유도체, 포스핀옥사이드 유도체, 피리미딘 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아진 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 및 퀴놀리놀계 금속 착체가 바람직하다.
<보란 유도체>
보란 유도체는, 예를 들면 하기 일반식(ETM-1)으로 나타내어지는 화합물이며, 상세하게는 일본특허공개 2007-27587호 공보에 개시되어 있다.
Figure pct00155
상기 식(ETM-1) 중, R11 및 R12는, 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있는 실릴, 치환되어 있어도 되는 질소 함유 복소환, 또는 시아노 중 적어도 하나이며, R13∼R16은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬 또는 치환되어 있어도 되는 아릴이고, X는, 치환되어 있어도 되는 아릴렌이며, Y는, 치환되어 있어도 되는 탄소수 16 이하의 아릴, 치환되어 있는 보릴, 또는 치환되어 있어도 되는 카르바졸릴이고, 그리고, n은 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다. 또한, 「치환되어 있어도 되는」 또는 「치환되어 있는」 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬 등을 들 수 있다.
상기 일반식(ETM-1)으로 나타내어지는 화합물 중에서도, 하기 일반식(ETM-1-1)으로 나타내어지는 화합물이나 하기 일반식(ETM-1-2)으로 나타내어지는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00156
식(ETM-1-1) 중, R11 및 R12는, 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있는 실릴, 치환되어 있어도 되는 질소 함유 복소환, 또는 시아노 중 적어도 하나이며, R13∼R16은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬 또는 치환되어 있어도 되는 아릴이며, R21 및 R22는, 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있는 실릴, 치환되어 있어도 되는 질소 함유 복소환, 또는 시아노 중 적어도 하나이고, X1은, 치환되어 있어도 되는 탄소수 20 이하의 아릴렌이며, n은 각각 독립적으로 0∼3의 정수이고, 그리고, m은 각각 독립적으로 0∼4의 정수이다. 또한, 「치환되어 있어도 되는」 또는 「치환되어 있는」 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬 등을 들 수 있다.
Figure pct00157
식(ETM-1-2) 중, R11 및 R12는, 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 시클로알킬, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있는 실릴, 치환되어 있어도 되는 질소 함유 복소환, 또는 시아노 중 적어도 하나이며, R13∼R16은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 알킬, 치환되어 있어도 되는 시클로알킬 또는 치환되어 있어도 되는 아릴이고, X1은, 치환되어 있어도 되는 탄소수 20 이하의 아릴렌이며, 그리고, n은 각각 독립적으로 0∼3의 정수이다. 또한, 「치환되어 있어도 되는」 또는 「치환되어 있는」 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬 등을 들 수 있다.
X1의 구체적인 예로서는, 하기 식(X-1)∼식(X-9) 중 어느 하나로 나타내어지는 2가의 기를 들 수 있다. 각 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00158
(각 식 중, Ra는, 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기 또는 치환되어 있어도 되는 페닐기이다.)
이 보란 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00159
이 보란 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<피리딘 유도체>
피리딘 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-2)으로 나타내어지는 화합물이며, 바람직하게는 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00160
φ는, n가의 아릴환(바람직하게는 n가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)이며, n은 1∼4의 정수이다.
상기 식(ETM-2-1)에 있어서, R11∼R18은, 각각 독립적으로, 수소, 알킬(바람직하게는 탄소수 1∼24의 알킬), 시클로알킬(바람직하게는 탄소수 3∼12의 시클로알킬) 또는 아릴(바람직하게는 탄소수 6∼30의 아릴)이다.
상기 식(ETM-2-2)에 있어서, R11 및 R12는, 각각 독립적으로, 수소, 알킬(바람직하게는 탄소수 1∼24의 알킬), 시클로알킬(바람직하게는 탄소수 3∼12의 시클로알킬) 또는 아릴(바람직하게는 탄소수 6∼30의 아릴)이며, R11 및 R12는 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
각 식에 있어서, 「피리딘계 치환기」는, 하기 식(Py-1)∼식(Py-15) 중 어느 하나이며, 피리딘계 치환기는 각각 독립적으로 탄소수 1∼4의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다. 또한, 피리딘계 치환기는 페닐렌기나 나프틸렌기를 통하여 각 식에 있어서의 φ, 안트라센환 또는 플루오렌환에 결합하고 있어도 된다. 각 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00161
피리딘계 치환기는, 상기 식(Py-1)∼식(Py-15) 중 어느 하나이지만, 이들 중에서도, 하기 식(Py-21)∼식(Py-44) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 각 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00162
각 피리딘 유도체에 있어서의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환되어 있어도 되고, 또한, 상기 식(ETM-2-1) 및 식(ETM-2-2)에 있어서의 2개의 「피리딘계 치환기」 중 한쪽은 아릴로 치환되어 있어도 된다.
R11∼R18에 있어서의 「알킬」로서는, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 하나라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알킬을 들 수 있다. 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬)이다. 보다 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬)이다. 보다 더 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬)이다. 특히 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬)이다.
구체적인 「알킬」로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸(t-아밀), n-헥실, 1-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, t-옥틸(1,1,3,3-테트라메틸부틸), 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 2,6-디메틸-4-헵틸, 3,5,5-트리메틸헥실, n-데실, n-운데실, 1-메틸데실, n-도데실, n-트리데실, 1-헥실헵틸, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-에이코실 등을 들 수 있다.
또한, 예를 들면, 1-에틸-1-메틸프로필, 1,1-디에틸프로필, 1,1-디메틸부틸, 1-에틸-1-메틸부틸, 1,1,4-트리메틸펜틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,1-디메틸옥틸, 1,1-디메틸펜틸, 1,1-디메틸헵틸, 1,1,5-트리메틸헥실, 1-에틸-1-메틸헥실, 1-에틸-1,3-디메틸부틸, 1,1,2,2-테트라메틸프로필, 1-부틸-1-메틸펜틸, 1,1-디에틸부틸, 1-에틸-1-메틸펜틸, 1,1,3-트리메틸부틸, 1-프로필-1-메틸펜틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1,2,2-트리메틸프로필, 1-프로필-1-메틸부틸, 1,1-디메틸헥실 등도 들 수 있다.
피리딘계 치환기에 치환되는 탄소수 1∼4의 알킬로서는, 상기 알킬의 설명을 인용할 수 있다.
R11∼R18에 있어서의 「시클로알킬」로서는, 예를 들면, 탄소수 3∼12의 시클로알킬을 들 수 있다. 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼10의 시클로알킬이다. 보다 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼8의 시클로알킬이다. 보다 더 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼6의 시클로알킬이다.
구체적인 「시클로알킬」로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸시클로펜틸, 시클로헵틸, 메틸시클로헥실, 시클로옥틸 또는 디메틸시클로헥실 등을 들 수 있다.
피리딘계 치환기에 치환되는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로서는, 상기 시클로알킬의 설명을 인용할 수 있다.
R11∼R18에 있어서의 「아릴」로서는, 바람직한 아릴은 탄소수 6∼30의 아릴이며, 보다 바람직한 아릴은 탄소수 6∼18의 아릴이며, 보다 더 바람직하게는 탄소수 6∼14의 아릴이며, 특히 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「탄소수 6∼30의 아릴」로서는, 단환계 아릴인 페닐, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 나프타센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일, 펜타센-(1-, 2-, 5-, 6-)일 등을 들 수 있다.
바람직한 「탄소수 6∼30의 아릴」은, 페닐, 나프틸, 페난트릴, 크리세닐 또는 트리페닐레닐 등을 들 수 있고, 보다 더 바람직하게는 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸 또는 페난트릴을 들 수 있으며, 특히 바람직하게는 페닐, 1-나프틸 또는 2-나프틸을 들 수 있다.
상기 식(ETM-2-2)에 있어서의 R11 및 R12는 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 이 결과, 플루오렌 골격의 5원환에는, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥산, 플루오렌 또는 인덴 등이 스피로 결합하고 있어도 된다.
이 피리딘 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00163
이 피리딘 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<플루오란텐 유도체>
플루오란텐 유도체는, 예를 들면 하기 일반식(ETM-3)으로 나타내어지는 화합물이며, 상세하게는 국제공개 제2010/134352호 공보에 개시되어 있다.
Figure pct00164
상기 식(ETM-3) 중, X12∼X21은 수소, 할로겐, 직쇄, 분기 또는 환상의 알킬, 직쇄, 분기 또는 환상의 알콕시, 치환 또는 무치환의 아릴, 또는 치환 또는 무치환의 헤테로아릴을 나타낸다. 여기서, 치환되어 있는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬 등을 들 수 있다.
이 플루오란텐 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00165
<BO계 유도체>
BO계 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-4)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물, 또는 하기 식(ETM-4)으로 나타내어지는 구조를 복수 가지는 다환 방향족 화합물의 다량체이다.
Figure pct00166
R1∼R11은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이며, 해당 R1∼R11에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다.
또한, R1∼R11 중 인접하는 기끼리가 결합하여 a환, b환 또는 c환과 함께 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시 또는 아릴옥시로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 된다.
또한, 식(ETM-4)으로 나타내어지는 화합물 또는 구조에 있어서의 적어도 하나의 수소가 할로겐 또는 중수소로 치환되어 있어도 된다.
식(ETM-4)에 있어서의 치환기나 환 형성의 형태, 또한 식(ETM-4)의 구조가 복수 합쳐져 생기는 다량체의 설명에 대해서는, 국제공개 제2015/102118호 공보에 기재된 설명이나 상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물의 설명을 인용할 수 있다.
이 BO계 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00167
이 BO계 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
<안트라센 유도체>
안트라센 유도체 중 하나는, 예를 들면 하기 식(ETM-5-1)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00168
Ar은, 각각 독립적으로, 2가의 벤젠 또는 나프탈렌이며, R1∼R4는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3 내지 6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼20의 아릴이다.
Ar은, 각각 독립적으로, 2가의 벤젠 또는 나프탈렌에서 적절히 선택할 수 있고, 2개의 Ar이 다르거나 동일해도 되지만, 안트라센 유도체의 합성의 용이함의 관점에서는 동일한 것이 바람직하다. Ar은 피리딘과 결합하여, 「Ar 및 피리딘으로 이루어지는 부위」를 형성하고 있으며, 이 부위는 예를 들면 하기 식(Py-1)∼식(Py-12) 중 어느 하나로 나타내어지는 기로서 안트라센에 결합하고 있다. 각 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00169
이들 기 중에서도, 상기 식(Py-1)∼식(Py-9) 중 어느 하나로 나타내어지는 기가 바람직하고, 상기 식(Py-1)∼식(Py-6) 중 어느 하나로 나타내어지는 기가 보다 바람직하다. 안트라센에 결합하는 2개의 「Ar 및 피리딘으로 이루어지는 부위」는, 그 구조가 동일하거나 달라도 되지만, 안트라센 유도체의 합성의 용이함의 관점에서는 동일한 구조인 것이 바람직하다. 단, 소자 특성의 관점에서는, 2개의 「Ar 및 피리딘으로 이루어지는 부위」의 구조가 동일하거나 달라도 된다.
R1∼R4에 있어서의 탄소수 1∼6의 알킬에 대해서는 직쇄 및 분기쇄 중 어느 하나라도 된다. 즉, 탄소수 1∼6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬이다. 보다 바람직하게는, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬)이다. 구체예로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸(t-아밀), n-헥실, 1-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 또는 2-에틸부틸 등을 들 수 있고, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, 또는 t-부틸이 바람직하고, 메틸, 에틸, 또는 t-부틸이 보다 바람직하다.
R1∼R4에 있어서의 탄소수 3∼6의 시클로알킬 구체예로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸시클로펜틸, 시클로헵틸, 메틸시클로헥실, 시클로옥틸 또는 디메틸시클로헥실 등을 들 수 있다.
R1∼R4에 있어서의 탄소수 6∼20의 아릴에 대해서는, 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하며, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다.
「탄소수 6∼20의 아릴」의 구체예로서는, 단환계 아릴인 페닐, (o-, m-, p-)톨릴, (2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5-)크실릴, 메시틸(2,4,6-트리메틸페닐), (o-, m-, p-)쿠메닐, 2환계 아릴인 (2-, 3-, 4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-, 2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 안트라센-(1-, 2-, 9-)일, 아세나프틸렌-(1-, 3-, 4-, 5-)일, 플루오렌-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)일, 페날렌-(1-, 2-)일, (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)페난트릴, 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-, 2-)일, 피렌-(1-, 2-, 4-)일, 테트라센-(1-, 2-, 5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-, 2-, 3-)일 등을 들 수 있다.
바람직한 「탄소수 6∼20의 아릴」은, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴 또는 나프틸이며, 보다 바람직하게는, 페닐, 비페닐릴, 1-나프틸, 2-나프틸 또는 m-터페닐-5'-일이며, 보다 더 바람직하게는, 페닐, 비페닐릴, 1-나프틸 또는 2-나프틸이며, 가장 바람직하게는 페닐이다.
안트라센 유도체 중 하나는, 예를 들면 하기 식(ETM-5-2)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00170
Ar1은, 각각 독립적으로, 단결합, 2가의 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 또는 페날렌이다.
Ar2는, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼20의 아릴이며, 상기 식(ETM-5-1)에 있어서의 「탄소수 6∼20의 아릴」과 동일한 설명을 인용할 수 있다. 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다. 구체예로서는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 터페닐릴, 안트라세닐, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피레닐, 테트라세닐, 페릴레닐 등을 들 수 있다.
R1∼R4는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 3 내지 6의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼20의 아릴이며, 상기 식(ETM-5-1)에 있어서의 설명을 인용할 수 있다.
이들 안트라센 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00171
이들 안트라센 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
<벤조플루오렌 유도체>
벤조플루오렌 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-6)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00172
Ar1은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼20의 아릴이며, 상기 식(ETM-5-1)에 있어서의 「탄소수 6∼20의 아릴」과 동일한 설명을 인용할 수 있다. 탄소수 6∼16의 아릴이 바람직하고, 탄소수 6∼12의 아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 6∼10의 아릴이 특히 바람직하다. 구체예로서는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 터페닐릴, 안트라세닐, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피레닐, 테트라세닐, 페릴레닐 등을 들 수 있다.
Ar2는, 각각 독립적으로, 수소, 알킬(바람직하게는 탄소수 1∼24의 알킬), 시클로알킬(바람직하게는 탄소수 3∼12의 시클로알킬) 또는 아릴(바람직하게는 탄소수 6∼30의 아릴)이며, 2개의 Ar2는 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
Ar2에 있어서의 「알킬」로서는, 직쇄 및 분기쇄 중 어느 하나라도 되고, 예를 들면, 탄소수 1∼24의 직쇄 알킬 또는 탄소수 3∼24의 분기쇄 알킬을 들 수 있다. 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼18의 알킬(탄소수 3∼18의 분기쇄 알킬)이다. 보다 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼12의 알킬(탄소수 3∼12의 분기쇄 알킬)이다. 보다 더 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼6의 알킬(탄소수 3∼6의 분기쇄 알킬)이다. 특히 바람직한 「알킬」은, 탄소수 1∼4의 알킬(탄소수 3∼4의 분기쇄 알킬)이다. 구체적인 「알킬」로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸(t-아밀), n-헥실, 1-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실 등을 들 수 있다.
Ar2에 있어서의 「시클로알킬」로서는, 예를 들면, 탄소수 3∼12의 시클로알킬을 들 수 있다. 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼10의 시클로알킬이다. 보다 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼8의 시클로알킬이다. 보다 더 바람직한 「시클로알킬」은, 탄소수 3∼6의 시클로알킬이다. 구체적인 「시클로알킬」로서는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸시클로펜틸, 시클로헵틸, 메틸시클로헥실, 시클로옥틸 또는 디메틸시클로헥실 등을 들 수 있다.
Ar2에 있어서의 「아릴」로서는, 바람직한 아릴은 탄소수 6∼30의 아릴이며, 보다 바람직한 아릴은 탄소수 6∼18의 아릴이고, 보다 더 바람직하게는 탄소수 6∼14의 아릴이며, 특히 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「탄소수 6∼30의 아릴」로서는, 페닐, 나프틸, 아세나프틸레닐, 플루오레닐, 페날레닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피레닐, 나프타세닐, 페릴레닐, 펜타세닐 등을 들 수 있다.
2개의 Ar2는 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 이 결과, 플루오렌 골격의 5원환에는, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥산, 플루오렌 또는 인덴 등이 스피로 결합되어 있어도 된다.
이 벤조플루오렌 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00173
이 벤조플루오렌 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
<포스핀옥사이드 유도체>
포스핀옥사이드 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-7-1)으로 나타내어지는 화합물이다. 상세한 것은 국제공개 제2013/079217호 공보에도 기재되어 있다.
Figure pct00174
R5는, 치환 또는 무치환의, 탄소수 1∼20의 알킬, 탄소수 3∼20의 시클로알킬, 탄소수 6∼20의 아릴 또는 탄소수 5∼20의 헤테로아릴이고,
R6은, CN, 치환 또는 무치환의, 탄소수 1∼20의 알킬, 탄소수 3∼20의 시클로알킬, 탄소수 1∼20의 헤테로알킬, 탄소수 6∼20의 아릴, 탄소수 5∼20의 헤테로아릴, 탄소수 1∼20의 알콕시 또는 탄소수 6∼20의 아릴옥시이며,
R7 및 R8은, 각각 독립적으로, 치환 또는 무치환의, 탄소수 6∼20의 아릴 또는 탄소수 5∼20의 헤테로아릴이며,
R9는 산소 또는 황이며,
j는 0 또는 1이며, k는 0 또는 1이며, r은 0∼4의 정수이며, q는 1∼3의 정수이다.
여기서, 치환되어 있는 경우의 치환기로서는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬 또는 시클로알킬 등을 들 수 있다.
포스핀옥사이드 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-7-2)으로 나타내어지는 화합물이어도 된다.
Figure pct00175
R1∼R3은, 동일하거나 달라도 되며, 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 아랄킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 시클로알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 복소환기, 할로겐, 시아노기, 알데히드기, 카르보닐기, 카르복실기, 아미노기, 니트로기, 실릴기, 및 인접 치환기와의 사이에 형성되는 축합환 중에서 선택된다.
Ar1은, 동일하거나 달라도 되며, 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기이다. Ar2는, 동일하거나 달라도 되며, 아릴기 또는 헤테로아릴기이다. 단, Ar1 및 Ar2 중 적어도 한쪽은 치환기를 가지고 있거나, 또는 인접 치환기와의 사이에 축합환을 형성하고 있다. n은 0∼3의 정수이며, n이 0일 때 불포화 구조 부분은 존재하지 않고, n이 3일 때 R1은 존재하지 않는다.
이들 치환기 중, 알킬기란, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 포화 지방족 탄화수소기를 나타내고, 이는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 치환되어 있을 경우의 치환기에는 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, 알킬기, 아릴기, 복소환기 등을 들 수 있고, 이러한 점은, 이하의 기재에도 공통이다. 또한, 알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 입수의 용이성이나 비용의 점에서, 통상, 1∼20의 범위이다.
또한, 시클로알킬기란, 예를 들면, 시클로프로필, 시클로헥실, 노보닐, 아다만틸 등의 포화 지환식 탄화수소기를 나타내고, 이는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 알킬기 부분의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 3∼20의 범위이다.
또한, 아랄킬기란, 예를 들면, 벤질기, 페닐에틸기 등의 지방족 탄화수소를 통한 방향족 탄화수소기를 나타내고, 지방족 탄화수소와 방향족 탄화수소는 모두 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 지방족 부분의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 1∼20의 범위이다.
또한, 알케닐기란, 예를 들면, 비닐기, 알릴기, 부타디에닐기 등의 이중 결합을 포함하는 불포화 지방족 탄화수소기를 나타내고, 이는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 알케닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 2∼20의 범위이다.
또한, 시클로알케닐기란, 예를 들면, 시클로펜테닐기, 시클로펜타디에닐기, 시클로헥센기 등의 이중 결합을 포함하는 불포화 지환식 탄화수소기를 나타내고, 이는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다.
또한, 알키닐기란, 예를 들면, 아세틸레닐기 등의 3중 결합을 포함하는 불포화 지방족 탄화수소기를 나타내고, 이는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 알키닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 2∼20의 범위이다.
또한, 알콕시기란, 예를 들면, 메톡시기 등의 에테르 결합을 통한 지방족 탄화수소기를 나타내고, 지방족 탄화수소기는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 1∼20의 범위이다.
또한, 알킬티오기란, 알콕시기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자로 치환된 기이다.
또한, 시클로알킬티오기란, 시클로알콕시기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자로 치환된 기이다.
또한, 아릴에테르기란, 예를 들면, 페녹시기 등의 에테르 결합을 통한 방향족 탄화수소기를 나타내고, 방향족 탄화수소기는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 아릴에테르기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 6∼40의 범위이다.
또한, 아릴티오에테르기란, 아릴에테르기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자로 치환된 기이다.
또한, 아릴기란, 예를 들면, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 페난트릴기, 터페닐기, 피레닐기 등의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 아릴기는, 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 아릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 6∼40의 범위이다.
또한, 복소환기란, 예를 들면, 푸라닐기, 티오페닐기, 옥사졸릴기, 피리딜기, 퀴놀리닐기, 카르바졸릴기 등의 탄소 이외의 원자를 갖는 환상 구조기를 나타내고, 이는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 복소환기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 2∼30의 범위이다.
할로겐이란, 불소, 염소, 브롬, 요오드를 나타낸다.
알데히드기, 카르보닐기, 아미노기에는, 지방족 탄화수소, 지환식 탄화수소, 방향족 탄화수소, 복소환 등으로 치환된 기도 포함할 수 있다.
또한, 지방족 탄화수소, 지환식 탄화수소, 방향족 탄화수소, 복소환은 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다.
실릴기란, 예를 들면, 트리메틸실릴기 등의 규소 화합물기를 나타내고, 이는 무치환이어도 치환되어 있어도 상관없다. 실릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 3∼20의 범위이다. 또한, 규소수는, 통상, 1∼6이다.
인접 치환기와의 사이에 형성되는 축합환이란, 예를 들면, Ar1과 R2, Ar1과 R3, AR2와 R2, AR2와 R3, R2와 R3, Ar1과 Ar2 등의 사이에서 형성된 공액 또는 비공액의 축합환이다. 여기서, n이 1인 경우, 2개의 R1끼리 공액 또는 비공액의 축합환을 형성해도 된다. 이들 축합환은, 환내 구조에 질소, 산소, 황 원자를 포함하고 있어도 되고, 다른 환과 더 축합해도 된다.
이 포스핀옥사이드 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00176
이 포스핀옥사이드 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<피리미딘 유도체>
피리미딘 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-8)으로 나타내어지는 화합물이며, 바람직하게는 하기 식(ETM-8-1)으로 나타내어지는 화합물이다. 상세한 것은 국제공개 제2011/021689호 공보에도 기재되어 있다.
Figure pct00177
Ar은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 또는 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴이다. n은 1∼4의 정수이며, 바람직하게는 1∼3의 정수이며, 보다 바람직하게는 2 또는 3이다.
「치환되어 있어도 되는 아릴」의 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 6∼24의 아릴, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼20의 아릴, 보다 더 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「아릴」로서는, 단환계 아릴인 페닐, 2환계 아릴인 (2-,3-,4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-,2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-,3-,4-,5-)일, 플루오렌-(1-,2-,3-,4-,9-)일, 페날렌-(1-,2-)일, (1-,2-,3-,4-,9-)페난트릴, 4환계 아릴인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, m-쿼터페닐릴), 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-,2-)일, 피렌-(1-,2-,4-)일, 나프타센-(1-,2-,5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-,2-,3-)일, 펜타센-(1-,2-,5-,6-)일 등을 들 수 있다.
「치환되어 있어도 되는 헤테로아릴」의 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 피롤일, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸일, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페나자실리닐, 인돌리지닐, 푸라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 나프토벤조푸라닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 나프토벤조티오페닐, 벤조포스포릴, 디벤조포스포릴, 벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 디벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 푸라자닐, 티안트레닐, 인돌로카르바졸릴, 벤조인돌로카르바졸릴 및 벤조벤조인돌로카르바졸릴 등을 들 수 있다.
또한, 상기 아릴 및 헤테로아릴에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 각각 예를 들면 상기 아릴이나 헤테로아릴로 치환되어 있어도 된다.
이 피리미딘 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00178
이 피리미딘 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
<카르바졸 유도체>
카르바졸 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-9)으로 나타내어지는 화합물, 또는 그것이 단결합 등으로 복수 결합한 다량체이다. 상세한 것은 미국 공개 공보 2014/0197386호 공보에 기재되어 있다.
Figure pct00179
Ar은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 또는 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴이다. n은, 각각 독립적으로, 0∼4의 정수이며, 바람직하게는 0∼3의 정수이며, 보다 바람직하게는 0 또는 1이다.
「치환되어 있어도 되는 아릴」의 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 6∼24의 아릴, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼20의 아릴, 보다 더 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「아릴」로서는, 단환계 아릴인 페닐, 2환계 아릴인 (2-,3-,4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-,2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-,3-,4-,5-)일, 플루오렌-(1-,2-,3-,4-,9-)일, 페날렌-(1-,2-)일, (1-,2-,3-,4-,9-)페난트릴, 4환계 아릴인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, m-쿼터페닐릴), 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-,2-)일, 피렌-(1-,2-,4-)일, 나프타센-(1-,2-,5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-,2-,3-)일, 펜타센-(1-,2-,5-,6-)일 등을 들 수 있다.
「치환되어 있어도 되는 헤테로아릴」의 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하며, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 보다 더 바람직하며, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 피롤일, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸일, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페나자실리닐, 인돌리지닐, 푸라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 나프토벤조푸라닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 나프토벤조티오페닐, 벤조포스포릴, 디벤조포스포릴, 벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 디벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 푸라자닐, 티안트레닐, 인돌로카르바졸릴, 벤조인돌로카르바졸릴 및 벤조벤조인돌로카르바졸릴 등을 들 수 있다.
또한, 상기 아릴 및 헤테로아릴에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 각각 예를 들면 상기 아릴이나 헤테로아릴로 치환되어 있어도 된다.
카르바졸 유도체는, 상기 식(ETM-9)으로 나타내어지는 화합물이 단결합 등으로 복수 결합한 다량체여도 된다. 이 경우, 단결합 이외에, 아릴환(바람직하게는 다가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)으로 결합되어 있어도 된다.
이 카르바졸 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00180
이 카르바졸 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
<트리아진 유도체>
트리아진 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-10)으로 나타내어지는 화합물이며, 바람직하게는 하기 식(ETM-10-1)으로 나타내어지는 화합물이다. 상세한 것은 미국 공개 공보 2011/0156013호 공보에 기재되어 있다.
Figure pct00181
Ar은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 또는 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴이다. n은 1∼3의 정수이며, 바람직하게는 2 또는 3이다.
「치환되어 있어도 되는 아릴」의 「아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼30의 아릴을 들 수 있으며, 바람직하게는 탄소수 6∼24의 아릴, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼20의 아릴, 보다 더 바람직하게는 탄소수 6∼12의 아릴이다.
구체적인 「아릴」로서는, 단환계 아릴인 페닐, 2환계 아릴인 (2-,3-,4-)비페닐릴, 축합 2환계 아릴인 (1-,2-)나프틸, 3환계 아릴인 터페닐릴(m-터페닐-2'-일, m-터페닐-4'-일, m-터페닐-5'-일, o-터페닐-3'-일, o-터페닐-4'-일, p-터페닐-2'-일, m-터페닐-2-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-4-일, o-터페닐-2-일, o-터페닐-3-일, o-터페닐-4-일, p-터페닐-2-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-4-일), 축합 3환계 아릴인, 아세나프틸렌-(1-,3-,4-,5-)일, 플루오렌-(1-,2-,3-,4-,9-)일, 페날렌-(1-,2-)일, (1-,2-,3-,4-,9-)페난트릴, 4환계 아릴인 쿼터페닐릴(5'-페닐-m-터페닐-2-일, 5'-페닐-m-터페닐-3-일, 5'-페닐-m-터페닐-4-일, m-쿼터페닐릴), 축합 4환계 아릴인 트리페닐렌-(1-,2-)일, 피렌-(1-,2-,4-)일, 나프타센-(1-,2-,5-)일, 축합 5환계 아릴인 페릴렌-(1-,2-,3-)일, 펜타센-(1-,2-,5-,6-)일 등을 들 수 있다.
「치환되어 있어도 되는 헤테로아릴」의 「헤테로아릴」로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴을 들 수 있고, 탄소수 2∼25의 헤테로아릴이 바람직하고, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴이 보다 바람직하고, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴이 보다 더 바람직하고, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴이 특히 바람직하다. 또한, 헤테로아릴로서는, 예를 들면 환구성 원자로서 탄소 이외에 산소, 황 및 질소에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 5개 함유하는 복소환 등을 들 수 있다.
구체적인 헤테로아릴로서는, 예를 들면, 피롤일, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 트리아지닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 1H-인다졸일, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 1H-벤조트리아졸릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퓨리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페녹사티이닐, 페녹사지닐, 페노티아지닐, 페나지닐, 페나자실리닐, 인돌리지닐, 푸라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 나프토벤조푸라닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 나프토벤조티오페닐, 벤조포스포릴, 디벤조포스포릴, 벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 디벤조포스폴옥사이드환의 1가의 기, 푸라자닐, 티안트레닐, 인돌로카르바졸릴, 벤조인돌로카르바졸릴 및 벤조벤조인돌로카르바졸릴 등을 들 수 있다.
또한, 상기 아릴 및 헤테로아릴에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 각각 예를 들면 상기 아릴이나 헤테로아릴로 치환되어 있어도 된다.
이 트리아진 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00182
이 트리아진 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
<벤조이미다졸 유도체>
벤조이미다졸 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-11)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00183
φ는, n가의 아릴환(바람직하게는 n가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)이며, n은 1∼4의 정수이고, 「벤조이미다졸계 치환기」는, 상기 식(ETM-2), 식(ETM-2-1) 및 식(ETM-2-2)에 있어서의 「피리딘계 치환기」 중의 피리딜기가 벤조이미다졸기로 치환된 치환기이며, 벤조이미다졸 유도체에 있어서의 적어도 하나의 수소는 중수소로 치환되어 있어도 된다. 하기 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00184
상기 벤조이미다졸기에 있어서의 R11은, 수소, 탄소수 1∼24의 알킬, 탄소수 3∼12의 시클로알킬 또는 탄소수 6∼30의 아릴이며, 상기 식(ETM-2-1) 및 식(ETM-2-2)에 있어서의 R11의 설명을 인용할 수 있다.
φ는, 또한, 안트라센환 또는 플루오렌환인 것이 바람직하고, 이 경우의 구조는 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서의 설명을 인용할 수 있으며, 각 식 중의 R11∼R18은 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서의 설명을 인용할 수 있다. 또한, 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서는 2개의 피리딘계 치환기가 결합한 형태로 설명되어 있는데, 이들을 벤조이미다졸계 치환기로 치환할 때에는, 양쪽의 피리딘계 치환기를 벤조이미다졸계 치환기로 치환해도 되고(즉, n=2), 어느 하나의 피리딘계 치환기를 벤조이미다졸계 치환기로 치환하고 다른 쪽의 피리딘계 치환기를 R11∼R18로 치환해도 된다(즉, n=1). 또한, 예를 들면 상기 식(ETM-2-1)에 있어서의 R11∼R18 중 적어도 하나를 벤조이미다졸계 치환기로 치환하고 「피리딘계 치환기」를 R11∼R18로 치환해도 된다.
이 벤조이미다졸 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 1-페닐-2-(4-(10-페닐안트라센-9-일)페닐)-1H-벤조[d]이미다졸, 2-(4-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 2-(3-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 5-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)-1,2-디페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 1-(4-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)페닐)-2-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 1-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-2-페닐-1H-벤조[d]이미다졸, 5-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)-1,2-디페닐-1H-벤조[d]이미다졸 등을 들 수 있다.
Figure pct00185
이 벤조이미다졸 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<페난트롤린 유도체>
페난트롤린 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-12) 또는 식(ETM-12-1)으로 나타내어지는 화합물이다. 상세한 것은 국제공개 2006/021982호 공보에 기재되어 있다.
Figure pct00186
φ는, n가의 아릴환(바람직하게는 n가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)이며, n은 1∼4의 정수이다.
각 식의 R11∼R18은, 각각 독립적으로, 수소, 알킬(바람직하게는 탄소수 1∼24의 알킬), 시클로알킬(바람직하게는 탄소수 3∼12의 시클로알킬) 또는 아릴(바람직하게는 탄소수 6∼30의 아릴)이다. 또한, 상기 식(ETM-12-1)에 있어서는 R11∼R18 중 어느 하나가 아릴환인 φ와 결합한다.
각 페난트롤린 유도체에 있어서의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환되어 있어도 된다.
R11∼R18에 있어서의 알킬, 시클로알킬 및 아릴로서는, 상기 식(ETM-2)에 있어서의 R11∼R18의 설명을 인용할 수 있다. 또한, φ는 상기한 예 이외에, 예를 들면, 이하의 구조식을 들 수 있다. 또한, 하기 구조식 중의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 메틸, 에틸, 이소프로필, 시클로헥실, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 비페닐릴 또는 터페닐릴이다. 또한, 각 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00187
이 페난트롤린 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린, 9,10-디(1,10-페난트롤린-2-일)안트라센, 2,6-디(1,10-페난트롤린-5-일)피리딘, 1,3,5-트리(1,10-페난트롤린-5-일)벤젠, 9,9'-디플루오로-비(1,10-페난트롤린-5-일), 바소쿠프로인, 1,3-비스(2-페닐-1,10-페난트롤린-9-일)벤젠이나 하기 구조식으로 나타내어지는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure pct00188
이 페난트롤린 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<퀴놀리놀계 금속 착체>
퀴놀리놀계 금속 착체는, 예를 들면 하기 일반식(ETM-13)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00189
식 중, R1∼R6은, 각각 독립적으로, 수소, 불소, 알킬, 시클로알킬, 아랄킬, 알케닐, 시아노, 알콕시 또는 아릴이고, M은 Li, Al, Ga, Be 또는 Zn이며, n은 1∼3의 정수이다.
퀴놀리놀계 금속 착체의 구체예로서는, 8-퀴놀리놀리튬, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 트리스(3,4-디메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 트리스(4,5-디메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 트리스(4,6-디메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2-메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(3-메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2-페닐페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(3-페닐페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2,3-디메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2,6-디메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(3,4-디메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(3,5-디메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(3,5-디-t-부틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2,6-디페닐페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2,4,6-트리페닐페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2,4,6-트리메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2,4,5,6-테트라메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(1-나프토라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(2-나프토라토)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라토)(2-페닐페놀라토)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라토)(3-페닐페놀라토)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라토)(3,5-디메틸페놀라토)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라토)(3,5-디-t-부틸페놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄-μ-옥소-비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 비스(2-메틸-4-에틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-4-에틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 비스(2-메틸-4-메톡시-8-퀴놀리노라토)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-4-메톡시-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리노라토)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 비스(2-메틸-5-트리플루오로메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄-μ-옥소-비스(2-메틸-5-트리플루오로메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀린)베릴륨 등을 들 수 있다.
이 퀴놀리놀계 금속 착체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
<티아졸 유도체 및 벤조티아졸 유도체>
티아졸 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-14-1)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00190
벤조티아졸 유도체는, 예를 들면 하기 식(ETM-14-2)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00191
각 식의 φ는, n가의 아릴환(바람직하게는 n가의 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 플루오렌환, 벤조플루오렌환, 페날렌환, 페난트렌환 또는 트리페닐렌환)이고, n은 1∼4의 정수이며, 「티아졸계 치환기」나 「벤조티아졸계 치환기」는, 상기 식(ETM-2), 식(ETM-2-1) 및 식(ETM-2-2)에 있어서의 「피리딘계 치환기」 중의 피리딜기가 하기의 티아졸기나 벤조티아졸기로 치환된 치환기이며, 티아졸 유도체 및 벤조티아졸 유도체에 있어서의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환되어 있어도 된다. 하기 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00192
φ는, 또한, 안트라센환 또는 플루오렌환인 것이 바람직하고, 이 경우의 구조는 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서의 설명을 인용할 수 있으며, 각 식 중의 R11∼R18은 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서의 설명을 인용할 수 있다. 또한, 상기 식(ETM-2-1) 또는 식(ETM-2-2)에서는 2개의 피리딘계 치환기가 결합한 형태로 설명되어 있지만, 이들을 티아졸계 치환기(또는 벤조티아졸계 치환기)로 치환할 때에는, 양쪽의 피리딘계 치환기를 티아졸계 치환기(또는 벤조티아졸계 치환기)로 치환해도 되고(즉, n=2), 어느 하나의 피리딘계 치환기를 티아졸계 치환기(또는 벤조티아졸계 치환기)로 치환하고 다른 쪽의 피리딘계 치환기를 R11∼R18로 치환해도 된다(즉, n=1). 또한, 예를 들면 상기 식(ETM-2-1)에 있어서의 R11∼R18 중 적어도 하나를 티아졸계 치환기(또는 벤조티아졸계 치환기)로 치환하고 「피리딘계 치환기」를 R11∼R18로 치환해도 된다.
이들 티아졸 유도체 또는 벤조티아졸 유도체는 공지의 원료와 공지의 합성 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
전자 수송층 또는 전자 주입층에는, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료를 환원할 수 있는 물질을 더 포함하고 있어도 된다. 이 환원성 물질은, 일정한 환원성을 가지는 물질이라면, 여러 가지 물질이 사용되며, 예를 들면, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리토류 금속의 산화물, 알칼리토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 바람직하게 사용할 수 있다.
바람직한 환원성 물질로서는, Na(일함수 2.36eV), K(동 2.28eV), Rb(동 2.16eV) 또는 Cs(동 1.95eV) 등의 알칼리 금속이나, Ca(동 2.9eV), Sr(동 2.0∼2.5eV) 또는 Ba(동 2.52eV) 등의 알칼리토류 금속을 들 수 있고, 일함수가 2.9eV 이하인 물질이 특히 바람직하다. 이들 중, 보다 바람직한 환원성 물질은, K, Rb 또는 Cs의 알칼리 금속이며, 보다 더 바람직하게는 Rb 또는 Cs이고, 가장 바람직한 것은 Cs이다. 이들 알칼리 금속은, 특히 환원 능력이 높고, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료에의 비교적 소량의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 긴 수명화가 도모된다. 또한, 일함수가 2.9eV 이하인 환원성 물질로서, 이들 2종 이상의 알칼리 금속의 조합도 바람직하고, 특히, Cs을 포함한 조합, 예를 들면, Cs과 Na, Cs과 K, Cs과 Rb, 또는 Cs과 Na과 K의 조합이 바람직하다. Cs을 포함함으로써, 환원 능력을 효율적으로 발휘할 수 있고, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 형성하는 재료에의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 긴 수명화가 도모된다.
상술한 전자 주입층용 재료 및 전자 수송층용 재료는, 이들에 반응성 치환기가 치환된 반응성 화합물을 모노머로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물, 또는 그 고분자 가교체, 또는, 주사슬형 고분자와 상기 반응성 화합물을 반응시킨 펜던트형 고분자 화합물, 또는 그 펜던트형 고분자 가교체로서도, 전자층용 재료에 사용할 수 있다. 이 경우의 반응성 치환기로서는, 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물에서의 설명을 인용할 수 있다.
이러한 고분자 화합물 및 고분자 가교체의 용도의 상세에 대해서는 후술한다.
<유기 전계 발광 소자에 있어서의 음극>
음극(108)은 전자 주입층(107) 및 전자 수송층(106)을 통하여, 발광층(105)에 전자를 주입하는 역할을 한다.
음극(108)을 형성하는 재료로서는, 전자를 유기층에 효율적으로 주입할 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않지만, 양극(102)을 형성하는 재료와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 주석, 인듐, 칼슘, 알루미늄, 은, 구리, 니켈, 크롬, 금, 백금, 철, 아연, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘 및 마그네슘 등의 금속 또는 이들의 합금(마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 불화리튬/알루미늄 등의 알루미늄-리튬 합금 등) 등이 바람직하다. 전자 주입 효율을 높여 소자 특성을 향상시키기 위해서는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 칼슘, 마그네슘 또는 이들 저(低)일함수 금속을 포함하는 합금이 유효하다. 그러나, 이들 저일함수 금속은 일반적으로 대기 중에서 불안정한 경우가 많다. 이러한 점을 개선하기 위해, 예를 들면, 유기층에 미량의 리튬, 세슘이나 마그네슘을 도핑하여, 안정성이 높은 전극을 사용하는 방법이 알려져 있다. 그 밖의 도펀트로서는, 불화리튬, 불화세슘, 산화리튬 및 산화세슘과 같은 무기염도 사용할 수 있다. 단, 이들에 한정되지 않는다.
또한, 전극 보호를 위해 백금, 금, 은, 구리, 철, 주석, 알루미늄 및 인듐 등의 금속, 또는 이들 금속을 사용한 합금, 그리고 실리카, 티타니아 및 질화규소 등의 무기물, 폴리비닐알콜, 염화비닐, 탄화수소계 고분자 화합물 등을 적층하는 것을, 바람직한 예로서 들 수 있다. 이들 전극의 제작법도, 저항 가열, 전자빔 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 및 코팅 등, 도통(導通)을 취할 수 있으면 특별히 제한되지 않는다.
<각 층에서 사용해도 되는 결착제>
이상의 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층에 사용되는 재료는 단독으로 각 층을 형성할 수 있지만, 고분자 결착제로서 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리(N-비닐카르바졸), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리부타디엔, 탄화수소 수지, 케톤 수지, 페녹시 수지, 폴리아미드, 에틸셀룰로오스, 초산비닐 수지, ABS 수지, 폴리우레탄 수지 등의 용제 가용성 수지나, 페놀 수지, 크실렌 수지, 석유 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등의 경화성 수지 등에 분산시켜 사용하는 것도 가능하다.
<유기 전계 발광 소자의 제작 방법>
유기 EL 소자를 구성하는 각 층은, 각 층을 구성하는 재료를 증착법, 저항 가열 증착, 전자빔 증착, 스퍼터링, 분자 적층법, 인쇄법, 스핀 코트법 또는 캐스트법, 코팅법 등의 방법으로 박막으로 함으로써 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 형성된 각 층의 막 두께에 대해서는 특별히 한정은 없고, 재료의 성질에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 통상 2nm∼5000nm의 범위이다. 막 두께는 통상, 수정 발진식 막 두께 측정 장치 등으로 측정할 수 있다. 증착법을 이용하여 박막화하는 경우, 그 증착 조건은, 재료의 종류, 막의 목적으로 하는 결정 구조 및 회합 구조 등에 따라 다르다. 증착 조건은 일반적으로, 보트 가열 온도 +50∼+400℃, 진공도 10-6∼10-3Pa, 증착 속도 0.01∼50nm/초, 기판 온도 -150∼+300℃, 막 두께 2nm∼5㎛의 범위에서 적절히 설정하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여 얻어진 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가할 경우에는, 양극을 +, 음극을 -의 극성으로 하여 인가하면 되고, 전압 2∼40V 정도를 인가하면, 투명 또는 반투명의 전극측(양극 또는 음극, 및 양쪽)으로부터 발광을 관측할 수 있다. 또한, 이 유기 EL 소자는, 펄스 전류나 교류 전류를 인가한 경우에도 발광한다. 또한, 인가하는 교류의 파형은 임의여도 된다.
다음으로, 유기 EL 소자를 제작하는 방법의 일 예로서, 양극/정공 주입층/정공 수송층/호스트 재료와 도펀트 재료로 이루어지는 발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극으로 이루어지는 유기 EL 소자의 제작법에 대하여 설명한다.
<증착법>
적당한 기판 상에, 양극 재료의 박막을 증착법 등에 의해 형성시켜 양극을 제작한 후, 이 양극 상에 정공 주입층 및 정공 수송층의 박막을 형성시킨다. 이 위에 호스트 재료와 도펀트 재료를 공증착하고 박막을 형성시켜 발광층으로 하고, 이 발광층 상에 전자 수송층, 전자 주입층을 형성시키고, 또한 음극용 물질로 이루어지는 박막을 증착법 등에 의해 형성시켜 음극으로 함으로써, 원하는 유기 EL 소자가 얻어진다. 또한, 상술한 유기 EL 소자의 제작에 있어서는, 제작 순서를 반대로 하여, 음극, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 양극의 순으로 제작하는 것도 가능하다.
<습식 성막법>
습식 성막법은, 유기 EL 소자의 각 유기층을 형성할 수 있는 저분자 화합물을 액상의 유기층 형성용 조성물로서 준비하고, 이를 사용함으로써 실시된다. 이 저분자 화합물을 용해하는 적당한 유기 용매가 없을 경우에는, 해당 저분자 화합물에 반응성 치환기를 치환시킨 반응성 화합물로서 용해성 기능을 갖는 다른 모노머나 주사슬형 고분자와 함께 고분자화시킨 고분자 화합물 등으로부터 유기층 형성용 조성물을 준비해도 된다.
습식 성막법은, 일반적으로는, 기판에 유기층 형성용 조성물을 도포하는 도포 공정 및 도포된 유기층 형성용 조성물로부터 용매를 제거하는 건조 공정을 거침으로써 도막을 형성한다. 상기 고분자 화합물이 가교성 치환기를 가질 경우(이것을 가교성 고분자 화합물이라고도 함)에는, 이 건조 공정에 의해 더 가교하여 고분자 가교체가 형성된다. 도포 공정의 차이에 따라, 스핀 코터를 사용하는 방법을 스핀 코트법, 슬릿 코터를 사용하는 방법을 슬릿 코트법, 판을 사용하는 방법을 그라비아 오프셋, 리버스 오프셋, 플렉소 인쇄법, 잉크젯 프린터를 사용하는 방법을 잉크젯법, 안개 형상으로 내뿜는 방법을 스프레이법이라고 부른다. 건조 공정에는, 풍건, 가열, 감압 건조 등의 방법이 있다. 건조 공정은 1회만 행해도 되고, 다른 방법이나 조건을 이용하여 복수 회 행해도 된다. 또한, 예를 들면, 감압 하에서의 소성과 같이, 다른 방법을 병용해도 된다.
습식 성막법이란 용액을 사용한 성막법으로서, 예를 들면, 일부의 인쇄법(잉크젯법), 스핀 코트법 또는 캐스트법, 코팅법 등이다. 습식 성막법은 진공 증착법과 달리 고가의 진공 증착 장치를 사용할 필요가 없고, 대기압 하에서 성막할 수 있다. 추가로, 습식 성막법은 대면적화나 연속 생산이 가능하여, 제조 비용의 저감으로 이어진다.
한편, 진공 증착법과 비교할 경우, 습식 성막법은 적층화가 어려운 경우가 있다. 습식 성막법을 이용하여 적층막을 제작하는 경우, 상층의 조성물에 의한 하층의 용해를 방지할 필요가 있어, 용해성을 제어한 조성물, 하층의 가교 및 직교 용매(Orthogonal solvent, 서로 용해되지 않는 용매) 등이 구사된다. 그러나, 이들 기술을 사용하더라도, 모든 막의 도포에 습식 성막법을 이용하는 것은 어려운 경우가 있다.
이에, 일반적으로는, 몇 개의 층만을 습식 성막법을 이용하고, 나머지를 진공 증착법으로 유기 EL 소자를 제작하는 방법이 채용된다.
예를 들면, 습식 성막법을 일부 적용하여 유기 EL 소자를 제작하는 절차를 이하에 나타낸다.
(절차 1) 양극의 진공 증착법에 의한 성막
(절차 2) 정공 주입층용 재료를 포함하는 정공 주입층 형성용 조성물의 습식 성막법에 의한 성막
(절차 3) 정공 수송층용 재료를 포함하는 정공 수송층 형성용 조성물의 습식 성막법에 의한 성막
(절차 4) 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함하는 발광층 형성용 조성물의 습식 성막법에 의한 성막
(절차 5) 전자 수송층의 진공 증착법에 의한 성막
(절차 6) 전자 주입층의 진공 증착법에 의한 성막
(절차 7) 음극의 진공 증착법에 의한 성막
이 절차를 거침으로써, 양극/정공 주입층/정공 수송층/호스트 재료와 도펀트 재료로 이루어지는 발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극으로 이루어지는 유기 EL 소자가 얻어진다.
물론, 하층의 발광층의 용해를 방지하는 수단이 있거나, 또한 상기 절차와는 반대로 음극측에서부터 성막하는 수단 등을 사용함으로써, 전자 수송층용 재료나 전자 주입층용 재료를 포함하는 층 형성용 조성물로서 준비하고, 이들을 습식 성막법에 의해 성막할 수 있다.
<그 밖의 성막법>
유기층 형성용 조성물의 성막화에는, 레이저 가열 묘화법(LITI)을 사용할 수 있다. LITI란 기재에 부착시킨 화합물을 레이저로 가열 증착하는 방법으로, 기재에 도포되는 재료에 유기층 형성용 조성물을 사용할 수 있다.
<임의의 공정>
성막의 각 공정의 전후에, 적절한 처리 공정, 세정 공정 및 건조 공정을 적절히 넣어도 된다. 처리 공정으로서는, 예를 들면, 노광 처리, 플라스마 표면 처리, 초음파 처리, 오존 처리, 적절한 용매를 사용한 세정 처리 및 가열 처리 등을 들 수 있다. 또한, 뱅크를 제작하는 일련의 공정도 들 수 있다.
뱅크의 제작에는 포토리소그래피 기술을 이용할 수 있다. 포토리소그래피가 이용 가능한 뱅크 재료로서는, 포지티브형 레지스트 재료 및 네가티브형 레지스트 재료를 사용할 수 있다. 또한, 잉크젯법, 그라비아 오프셋 인쇄, 리버스 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄 등의 패턴 가능한 인쇄법도 이용할 수 있다. 이 때에는 영구 레지스트 재료를 사용할 수도 있다.
뱅크에 사용되는 재료로서는, 다당류 및 그 유도체, 히드록실을 가지는 에틸렌성 모노머의 단독 중합체 및 공중합체, 생체 고분자 화합물, 폴리아크릴로일 화합물, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리설피드, 폴리설폰, 폴리페닐렌, 폴리페닐에테르, 폴리우레탄, 에폭시(메타)아크릴레이트, 멜라민(메타)아크릴레이트, 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합 폴리머(ABS), 실리콘 수지, 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리아세테이트, 폴리노보넨, 합성 고무, 폴리플루오로비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리헥사플루오로프로필렌 등의 불화 폴리머, 플루오로올레핀-히드로카본올레핀의 공중합 폴리머, 플루오로카본 폴리머를 들 수 있지만, 그것만으로 한정되지 않는다.
<습식 성막법에 사용되는 유기층 형성용 조성물>
유기층 형성용 조성물은, 유기 EL 소자의 각 유기층을 형성할 수 있는 저분자 화합물, 또는 해당 저분자 화합물을 고분자화시킨 고분자 화합물을 유기 용매에 용해시켜 얻어진다. 예를 들면, 발광층 형성용 조성물은, 제1 성분으로서 적어도 1종의 도펀트 재료인 다환 방향족 화합물(또는 그 고분자 화합물)과, 제2 성분으로서 적어도 1종의 호스트 재료와, 제3 성분으로서 적어도 1종의 유기 용매를 함유한다. 제1 성분은, 해당 조성물로부터 얻어지는 발광층의 도펀트 성분으로서 기능하고, 제2 성분은 발광층의 호스트 성분으로서 기능한다. 제3 성분은, 조성물 중의 제1 성분과 제2 성분을 용해하는 용매로서 기능하고, 도포 시에는 제3 성분 자신의 제어된 증발 속도에 의해 평활하고 균일한 표면 형상을 부여한다.
<유기 용매>
유기층 형성용 조성물은 적어도 1종의 유기 용매를 포함한다. 성막 시에 유기 용매의 증발 속도를 제어함으로써, 성막성 및 도막의 결함 유무, 표면 거칠기, 평활성을 제어 및 개선할 수 있다. 또한, 잉크젯법을 사용한 성막 시에는, 잉크젯 헤드의 핀홀에서의 메니스커스 안정성을 제어하여, 토출성을 제어·개선할 수 있다. 게다가, 막의 건조 속도 및 유도체 분자의 배향을 제어함으로써, 해당 유기층 형성용 조성물로부터 얻어지는 유기층을 갖는 유기 EL 소자의 전기 특성, 발광 특성, 효율, 및 수명을 개선할 수 있다.
(1) 유기 용매의 물성
적어도 1종의 유기 용매의 비점은, 130℃∼300℃이며, 140℃∼270℃가 보다 바람직하고, 150℃∼250℃가 보다 더 바람직하다. 비점이 130℃ 보다 높을 경우, 잉크젯의 토출성의 관점에서 바람직하다. 또한, 비점이 300℃ 보다 낮을 경우, 도막의 결함, 표면 거칠기, 잔류 용매 및 평활성의 관점에서 바람직하다. 유기 용매는, 양호한 잉크젯의 토출성, 성막성, 평활성 및 낮은 잔류 용매의 관점에서, 2종 이상의 유기 용매를 포함하는 구성이 보다 바람직하다. 한편, 경우에 따라서는, 운반성 등을 고려하여, 유기층 형성용 조성물 중에서 용매를 제거함으로써 고형 상태로 한 조성물이어도 된다.
나아가, 유기 용매가 용질 중 적어도 1종에 대한 양용매(GS)와 빈용매(PS)를 포함하고, 양용매(GS)의 비점(BPGS)이 빈용매(PS)의 비점(BPPS)보다 낮은, 구성이 특히 바람직하다.
고비점의 빈용매를 더함으로써 성막 시에 저비점의 양용매가 먼저 휘발하고, 조성물 중의 함유물의 농도와 빈용매의 농도가 증가하여 신속한 성막이 촉진된다. 이에 의해, 결함이 적고, 표면 거칠기가 작으며, 평활성이 높은 도막이 얻어진다.
용해도의 차이(SGS-SPS)는, 1% 이상인 것이 바람직하고, 3% 이상인 것이 보다 바람직하고, 5% 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 비점의 차이(BPPS-BPGS)는, 10℃ 이상인 것이 바람직하며, 30℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50℃ 이상인 것이 보다 더 바람직하다.
유기 용매는, 성막 후에, 진공, 감압, 가열 등의 건조 공정에 의해 도막에서 제거된다. 가열을 행할 경우, 도포 성막성 개선의 관점에서는, 용질 중 적어도 1종의 유리 전이 온도(Tg) +30℃ 이하에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 잔류 용매의 삭감 관점에서는, 용질 중 적어도 1종의 유리 전이점(Tg) -30℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 가열 온도가 유기 용매의 비점보다 낮아도 막이 얇기 때문에, 유기 용매는 충분히 제거된다. 또한, 다른 온도로 복수 회 건조를 행해도 되고, 복수의 건조 방법을 병용해도 된다.
(2) 유기 용매의 구체예
유기층 형성용 조성물에 사용되는 유기 용매로서는, 알킬벤젠계 용매, 페닐에테르계 용매, 알킬에테르계 용매, 환상 케톤계 용매, 지방족 케톤계 용매, 단환성 케톤계 용매, 디에스테르 골격을 가지는 용매 및 함불소계 용매 등을 들 수 있으며, 구체예로서, 펜타놀, 헥사놀, 헵타놀, 옥타놀, 노나놀, 데카놀, 운데카놀, 도데카놀, 테트라데카놀, 헥산-2-올, 헵탄-2-올, 옥탄-2-올, 데칸-2-올, 도데칸-2-올, 시클로헥사놀, α-터피네올, β-터피네올, γ-터피네올, δ-터피네올, 터피네올(혼합물), 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜이소프로필메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸메틸에테르, 트리프로필렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 트리에틸렌글리콜부틸메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜디메틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, p-크실렌, m-크실렌, o-크실렌, 2,6-루티딘, 2-플루오로-m-크실렌, 3-플루오로-o-크실렌, 2-클로로벤조삼불화물, 큐멘, 톨루엔, 2-클로로-6-플루오로톨루엔, 2-플루오로아니솔, 아니솔, 2,3-디메틸피라진, 브로모벤젠, 4-플루오로아니솔, 3-플루오로아니솔, 3-트리플루오로메틸아니솔, 메시틸렌, 1,2,4-트리메틸벤젠, t-부틸벤젠, 2-메틸아니솔, 페네톨, 벤조디옥솔, 4-메틸아니솔, s-부틸벤젠, 3-메틸아니솔, 4-플루오로-3-메틸아니솔, 시멘, 1,2,3-트리메틸벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 2-플루오로벤조니트릴, 4-플루오로베라트롤, 2,6-디메틸아니솔, n-부틸벤젠, 3-플루오로벤조니트릴, 데칼린(데카히드로나프탈렌), 네오펜틸벤젠, 2,5-디메틸아니솔, 2,4-디메틸아니솔, 벤조니트릴, 3,5-디메틸아니솔, 디페닐에테르, 1-플루오로-3,5-디메톡시벤젠, 안식향산메틸, 이소펜틸벤젠, 3,4-디메틸아니솔, o-톨루니트릴, n-아밀벤젠, 베라트롤, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌, 안식향산에틸, n-헥실벤젠, 안식향산프로필, 시클로헥실벤젠, 1-메틸나프탈렌, 안식향산부틸, 2-메틸비페닐, 3-페녹시톨루엔, 2,2'-비톨릴, 도데실벤젠, 디펜틸벤젠, 테트라메틸벤젠, 트리메톡시벤젠, 트리메톡시톨루엔, 2,3-디히드로벤조푸란, 1-메틸-4-(프로폭시메틸)벤젠, 1-메틸-4-(부틸옥시메틸)벤젠, 1-메틸-4-(펜틸옥시메틸)벤젠, 1-메틸-4-(헥실옥시메틸)벤젠, 1-메틸-4-(헵틸옥시메틸)벤젠벤질부틸에테르, 벤질펜틸에테르, 벤질헥실에테르, 벤질헵틸에테르, 벤질옥틸에테르 등을 들 수 있지만, 그것만으로 한정되지 않는다. 또한, 용매는 단일로 사용해도 되고, 혼합해도 된다.
<임의 성분>
유기층 형성용 조성물은, 그 성질을 손상하지 않는 범위에서, 임의 성분을 포함하고 있어도 된다. 임의 성분으로서는, 바인더 및 계면 활성제 등을 들 수 있다.
(1) 바인더
유기층 형성용 조성물은, 바인더를 함유하고 있어도 된다. 바인더는, 성막 시에는 막을 형성하는 동시에, 얻어진 막을 기판과 접합한다. 또한, 해당 유기층 형성용 조성물 중에서 다른 성분을 용해 및 분산 및 결착시키는 역할을 한다.
유기층 형성용 조성물에 사용되는 바인더로서는, 예를 들면, 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-비닐알콜 공중합체, 아크릴로니트릴-에틸렌-스티렌 공중합체(AES) 수지, 아이오노머, 염소화 폴리에테르, 디아릴프탈레이트 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리초산비닐, 테프론, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(AS) 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 알키드 수지, 폴리우레탄, 및, 상기 수지 및 폴리머의 공중합체를 들 수 있지만, 그것만으로 한정되지 않는다.
유기층 형성용 조성물에 사용되는 바인더는, 1종만이어도 되고 복수 종을 혼합하여 사용해도 된다.
(2) 계면 활성제
유기층 형성용 조성물은, 예를 들면, 유기층 형성용 조성물의 막면 균일성, 막 표면의 친용매성 및 발액성의 제어를 위해 계면 활성제를 함유해도 된다. 계면 활성제는, 친수성기의 구조에 의해 이온성 및 비이온성으로 분류되며, 또한, 소수성 기의 구조에 의해 알킬계 및 실리콘계 및 불소계로 분류된다. 또한, 분자의 구조에 의해, 분자량이 비교적 작고 단순한 구조를 가지는 단분자계 및 분자량이 크고 측쇄나 분기를 가지는 고분자계로 분류된다. 또한, 조성에 의해, 단일계, 2종 이상의 계면 활성제 및 기재를 혼합한 혼합계로 분류된다. 해당 유기층 형성용 조성물에 사용할 수 있는 계면 활성제로서는, 모든 종류의 계면 활성제를 사용할 수 있다.
계면 활성제로서는, 예를 들면, 폴리플로우 No.45, 폴리플로우 KL-245, 폴리플로우 No.75, 폴리플로우 No.90, 폴리플로우 No.95(상품명, 교에이샤화학공업(주)제), 디스퍼베이크(Disperbyk) 161, 디스퍼베이크 162, 디스퍼베이크 163, 디스퍼베이크 164, 디스퍼베이크 166, 디스퍼베이크 170, 디스퍼베이크 180, 디스퍼베이크 181, 디스퍼베이크 182, BYK300, BYK306, BYK310, BYK320, BYK330, BYK342, BYK344, BYK346(상품명, 빅케미·재팬(주)제), KP-341, KP-358, KP-368, KF-96-50CS, KF-50-100CS(상품명, 신에츠화학공업(주)제), 서프레온 SC-101, 서프레온 KH-40(상품명, 세이미케미칼(주)제), 프타젠트 222F, 프타젠트 251, FTX-218(상품명, (주)네오스제), EFTOP EF-351, EFTOP EF-352, EFTOP EF-601, EFTOP EF-801, EFTOP EF-802(상품명, 미쓰비시머티리얼(주)제), 메가팩 F-470, 메가팩 F-471, 메가팩 F-475, 메가팩 R-08, 메가팩 F-477, 메가팩 F-479, 메가팩 F-553, 메가팩 F-554(상품명, DIC(주)제), 플루오로알킬벤젠설폰산염, 플루오르알킬카르본산염, 플루오로알킬폴리옥시에틸렌에테르, 플루오로알킬암모늄요오디드, 플루오로알킬베타인, 플루오로알킬설폰산염, 디글리세린테트라키스(플루오로알킬폴리옥시에틸렌에테르), 플루오로알킬트리메틸암모늄염, 플루오로알킬아미노설폰산염, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌라우레이트, 폴리옥시에틸렌올레이트, 폴리옥시에틸렌스테아레이트, 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 소르비탄라우레이트, 소르비탄팔미테이트, 소르비탄스테아레이트, 소르비탄올레이트, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄라우레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄팔미테이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄올레이트, 폴리옥시에틸렌나프틸에테르, 알킬벤젠설폰산염 및 알킬디페닐에테르디설폰산염을 들 수 있다.
또한, 계면 활성제는 1종으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
<유기층 형성용 조성물의 조성 및 물성>
유기층 형성용 조성물에 있어서의 각 성분의 함유량은, 유기층 형성용 조성물 중의 각 성분의 양호한 용해성, 보존 안정성 및 성막성, 및, 해당 유기층 형성용 조성물로부터 얻어지는 도막이 양질인 막질, 또한, 잉크젯법을 사용했을 경우의 양호한 토출성, 해당 조성물을 사용하여 제작된 유기층을 갖는 유기 EL 소자의, 양호한 전기 특성, 발광 특성, 효율, 수명의 관점을 고려하여 결정된다. 예를 들면, 발광층 형성용 조성물의 경우에는, 제1 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.0001중량%∼2.0중량%, 제2 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.0999중량%∼8.0중량%, 제3 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 90.0중량%∼99.9중량%가 바람직하다.
보다 바람직하게는, 제1 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.005중량%∼1.0중량%, 제2 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.095중량%∼4.0중량%, 제3 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 95.0중량%∼99.9중량%이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.05중량%∼0.5중량%, 제2 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 0.25중량%∼2.5중량%, 제3 성분이 발광층 형성용 조성물의 전 중량에 대하여, 97.0중량%∼99.7중량%이다.
유기층 형성용 조성물은, 상술한 성분을, 공지의 방법으로 교반, 혼합, 가열, 냉각, 용해, 분산 등을 적절히 선택하여 행함으로써 제조할 수 있다. 또한, 조제 후에, 여과, 탈가스(디가스라고도 함), 이온 교환 처리 및 불활성 가스 치환·봉입 처리 등을 적절히 선택하여 행해도 된다.
유기층 형성용 조성물의 점도로서는, 고점도인 것이, 양호한 성막성과 잉크젯법을 사용했을 경우의 양호한 토출성이 얻어진다. 한편, 저점도인 것이 얇은 막을 만들기 쉽다. 이러한 점에서, 해당 유기층 형성용 조성물의 점도는, 25℃에서의 점도가 0.3∼3mPa·s인 것이 바람직하고, 1∼3mPa·s인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 있어서, 점도는 원추평판형 회전 점도계(콘플레이트형)를 사용하여 측정한 값이다.
유기층 형성용 조성물의 표면 장력으로서는, 낮은 것이 양호한 성막성 및 결함이 없는 도막을 얻을 수 있다. 한편, 높은 것이 양호한 잉크젯 토출성을 얻을 수 있다. 이러한 점에서, 해당 유기층 형성용 조성물의 점도는, 25℃에서의 표면 장력이 20∼40mN/m인 것이 바람직하고, 20∼30mN/m인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 있어서, 표면 장력은 현적법을 사용하여 측정한 값이다.
<가교성 고분자 화합물: 일반식(XLP-1)으로 나타내어지는 화합물>
다음으로, 상술한 고분자 화합물이 가교성 치환기를 가질 경우에 대해서 설명한다. 이와 같은 가교성 고분자 화합물은 예를 들면 하기 일반식(XLP-1)으로 나타내어지는 화합물이다.
Figure pct00193
식(XLP-1)에 있어서,
MUx, ECx 및 k는 상기 식(SPH-1)에 있어서의 MU, EC 및 k와 같은 정의이며, 단, 식(XLP-1)으로 나타내어지는 화합물은 적어도 하나의 가교성 치환기(XLS)를 가지고, 바람직하게는 가교성 치환기를 가지는 1가 또는 2가의 방향족 화합물의 함유량은, 분자 중 0.1∼80중량%이다.
가교성 치환기를 가지는 1가 또는 2가의 방향족 화합물의 함유량은, 0.5∼50중량%가 바람직하고, 1∼20중량%가 보다 바람직하다.
가교성 치환기(XLS)로서는, 상술한 고분자 화합물을 더 가교화할 수 있는 기라면 특별히 한정되지 않지만, 이하의 구조의 치환기가 바람직하다. 각 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00194
L은, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -S-, >C=O, -O-C(=O)-, 탄소수 1∼12의 알킬렌, 탄소수 1∼12의 옥시알킬렌 및 탄소수 1∼12의 폴리옥시알킬렌이다. 상기 치환기 중에서도, 식(XLS-1), 식(XLS-2), 식(XLS-3), 식(XLS-9), 식(XLS-10) 또는 식(XLS-17)으로 나타내어지는 기가 바람직하고, 식(XLS-1), 식(XLS-3) 또는 식(XLS-17)으로 나타내어지는 기가 보다 바람직하다.
가교성 치환기를 가지는 2가의 방향족 화합물로서는, 예를 들면 하기 부분 구조를 가지는 화합물을 들 수 있다. 하기 구조식 중의 *은 결합 위치를 나타낸다.
Figure pct00195
Figure pct00196
Figure pct00197
Figure pct00198
<고분자 화합물 및 가교성 고분자 화합물의 제조 방법>
고분자 화합물 및 가교성 고분자 화합물의 제조 방법에 대해서, 상술한 식(SPH-1)으로 나타내어지는 화합물 및 (XLP-1)으로 나타내어지는 화합물을 예로 하여 설명한다. 이들 화합물은, 공지의 제조 방법을 적절히 조합하여 합성할 수 있다.
반응에서 사용되는 용매로서는, 방향족 용매, 포화/불포화 탄화수소 용매, 알코올 용매, 에테르계 용매 등을 들 수 있으며, 예를 들면, 디메톡시에탄, 2-(2-메톡시에톡시)에탄, 2-(2-에톡시에톡시)에탄 등을 들 수 있다.
또한, 반응은 2상계로 행해도 된다. 2상계로 반응시킬 경우는, 필요에 따라, 제4급 암모늄염 등의 상간 이동 촉매를 더해도 된다.
식(SPH-1)의 화합물 및 (XLP-1)의 화합물을 제조할 때, 1단계로 제조해도 되고, 다단계를 거쳐 제조해도 된다. 또한, 원료를 반응 용기에 모두 넣은 후 반응을 시작하는 일괄 중합법에 의해 행해도 되고, 원료를 반응 용기에 적하하여 첨가하는 적하 중합법으로 행해도 되며, 생성물이 반응의 진행에 따라 침전하는 침전 중합법으로 행해도 되고, 이들을 적절히 조합하여 합성할 수 있다. 예를 들면, 식(SPH-1)으로 나타내어지는 화합물을 1단계로 합성할 때, 모노머 유닛(MU) 및 엔드캡 유닛(EC)을 반응 용기에 첨가한 상태로 반응을 행함으로써 목적물을 얻는다. 또한, 일반식(SPH-1)으로 나타내어지는 화합물을 다단계로 합성할 때, 모노머 유닛(MU)을 원하는 분자량까지 중합한 후, 엔드캡 유닛(EC)을 더하여 반응시킴으로써 목적물을 얻는다. 다단계로 다른 종류의 모노머 유닛(MU)을 더하여 반응을 행하면, 모노머 유닛의 구조에 대해서 농도 구배를 가지는 폴리머를 만들 수 있다. 또한, 전구체 폴리머를 조제한 후, 후반응에 의해 목적물 폴리머를 얻을 수 있다.
또한, 모노머 유닛(MU)의 중합성기를 선택하면 폴리머의 일차 구조를 제어할 수 있다. 예를 들면, 합성 스킴의 1∼3에 나타낸 바와 같이, 랜덤한 일차 구조를 가지는 폴리머(합성 스킴의 1), 규칙적인 일차 구조를 가지는 폴리머(합성 스킴의 2 및 3) 등을 합성하는 것이 가능하고, 목적물에 따라 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 중합성기를 3개 이상 가지는 모노머 유닛을 사용하면, 하이퍼브랜치 폴리머나 덴드리머를 합성할 수 있다.
Figure pct00199
본 발명에서 사용할 수 있는 모노머 유닛으로서는, 일본특허공개 2010-189630호 공보, 국제공보 제2012/086671호, 국제공개 제2013/191088호, 국제공개 제2002/045184호, 국제공개 제2011/049241호, 국제공개 제2013/146806호, 국제공개 제2005/049546호, 국제공개 제2015/145871호, 일본특허공개 2010-215886호, 일본특허공개 2008-106241호 공보, 일본특허공개 2010-215886호 공보, 국제공개 제2016/031639호, 일본특허공개 2011-174062호 공보, 국제공개 제2016/031639호, 국제공개 제2016/031639호, 국제공개 제2002/045184호에 기재된 방법에 준하여 합성할 수 있다.
또한, 구체적인 폴리머 합성 순서에 대해서는, 일본특허공개 2012-036388호 공보, 국제공개 제2015/008851호, 일본특허공개 2012-36381호 공보, 일본특허공개 2012-144722호 공보, 국제공개 제2015/194448호, 국제공개 제2013/146806호, 국제공개 제2015/145871호, 국제공개 제2016/031639호, 국제공개 제2016/125560호, 국제공개 제2016/031639호, 국제공개 제2016/031639호, 국제공개 제2016/125560호, 국제공개 제2015/145871호, 국제공개 제2011/049241호, 일본특허공개 2012-144722호 공보에 기재된 방법에 준하여 합성할 수 있다.
<유기 전계 발광 소자의 응용예>
또한, 본 발명은, 유기 EL 소자를 구비한 표시 장치 또는 유기 EL 소자를 구비한 조명 장치 등에도 응용할 수 있다.
유기 EL 소자를 구비한 표시 장치 또는 조명 장치는, 본 실시형태에 따른 유기 EL 소자와 공지 구동 장치를 접속하는 등 공지의 방법에 의해 제조할 수 있고, 직류 구동, 펄스 구동, 교류 구동 등 공지의 구동 방법을 적절히 이용하여 구동할 수 있다.
표시 장치로서는, 예를 들면, 컬러 플랫 패널 디스플레이 등의 패널 디스플레이, 플렉서블 컬러 유기 전계 발광(EL) 디스플레이 등의 플렉서블 디스플레이 등을 들 수 있다(예를 들면, 일본특허공개 평10-335066호 공보, 일본특허공개 2003-321546호 공보, 일본특허공개 2004-281086호 공보 등 참조). 또한, 디스플레이의 표시 방식으로서는, 예를 들면, 매트릭스 및/또는 세그먼트 방식 등을 들 수 있다. 또한, 매트릭스 표시와 세그먼트 표시는 동일한 패널 안에 공존하고 있어도 된다.
매트릭스에서는, 표시를 위한 화소가 격자상이나 모자이크상 등 2차원적으로 배치되어 있고, 화소의 집합으로 문자나 화상을 표시한다. 화소의 형상이나 사이즈는 용도에 따라 결정된다. 예를 들면, 컴퓨터, 모니터, 텔레비전의 화상 및 문자 표시에는, 통상 한 변이 300㎛ 이하인 사각형의 화소가 사용되며, 또한, 표시 패널과 같은 대형 디스플레이의 경우는, 한 변이 mm 오더인 화소를 사용하게 된다. 모노크롬 표시의 경우는, 같은 색의 화소를 배열하면 되지만, 컬러 표시의 경우에는, 적색, 녹색, 청색의 화소를 나열하여 표시시킨다. 이 경우, 전형적으로는 델타 타입과 스트라이프 타입이 있다. 그리고, 이 매트릭스의 구동 방법으로서는, 선순차(線順次) 구동 방법이나 액티브 매트릭스 중 어느 것이어도 된다. 선순차 구동이 구조가 간단하다는 이점이 있지만, 동작 특성을 고려한 경우, 액티브 매트릭스법이 우수한 경우가 있으므로, 이것도 용도에 따라 구분하여 사용하는 것이 필요하다.
세그먼트 방식(타입)에서는, 미리 정해진 정보를 표시하도록 패턴을 형성하고, 정해진 영역을 발광시키게 된다. 예를 들면, 디지털 시계나 온도계에서의 시각이나 온도 표시, 오디오 기기나 전자 조리기 등의 동작 상태 표시 및 자동차의 패널 표시 등을 들 수 있다.
조명 장치로서는, 예를 들면, 실내 조명 등의 조명 장치, 액정 표시 장치의 백라이트 등을 들 수 있다(예를 들면, 일본특허공개 2003-257621호 공보, 일본특허공개 2003-277741호 공보, 일본특허공개 2004-119211호 공보 등 참조). 백라이트는, 주로 자발광하지 않는 표시 장치의 시인성을 향상시킬 목적으로 사용되며, 액정 표시 장치, 시계, 오디오 장치, 자동차 패널, 표시판 및 표지 등에 사용된다. 특히, 액정 표시 장치, 그 중에서도 박형화가 과제가 되고 있는 컴퓨터 용도의 백라이트로서는, 종래 방식이 형광등이나 도광판으로 이루어져 있기 때문에 박형화가 곤란하다는 것을 고려하면, 본 실시형태에 따른 발광 소자를 사용한 백라이트는 박형이고, 경량인 것이 특징이 된다.
3-2. 그 밖의 유기 디바이스
본 발명에 따른 다환 방향족 화합물은, 상술한 유기 전계 발광 소자의 이외에, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 박막 태양 전지, 또는 파장 변환 필터 등의 제작에 사용할 수 있다.
유기 전계 효과 트랜지스터는, 전압 입력에 의해 발생시킨 전계에 의해 전류를 제어하는 트랜지스터를 말하며, 소스 전극과 드레인 전극의 이외에 게이트 전극이 설치되어 있다. 게이트 전극에 전압을 인가하면 전계가 생기고, 소스 전극과 드레인 전극 사이를 흐르는 전자(또는 홀)의 흐름을 임의로 막아 전류를 제어할 수 있는 트랜지스터이다. 전계 효과 트랜지스터는, 단순한 트랜지스터(바이폴라 트랜지스터)에 비해 소형화가 용이해서, 집적 회로 등을 구성하는 소자로서 자주 사용되고 있다.
유기 전계 효과 트랜지스터의 구조는, 통상, 본 발명에 따른 다환 방향족 화합물을 사용하여 형성되는 유기 반도체 활성층에 접하게 소스 전극 및 드레인 전극이 설치되고, 나아가 유기 반도체 활성층에 접한 절연층(유전체층)을 사이에 두고 게이트 전극이 설치되면 된다. 그 소자 구조로서는, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있다.
(1) 기판/게이트 전극/절연체층/소스 전극·드레인 전극/유기 반도체 활성층
(2) 기판/게이트 전극/절연체층/유기 반도체 활성층/소스 전극·드레인 전극
(3) 기판/유기 반도체 활성층/소스 전극·드레인 전극/절연체층/게이트 전극
(4) 기판/소스 전극·드레인 전극/유기 반도체 활성층/절연체층/게이트 전극
이와 같이 구성된 유기 전계 효과 트랜지스터는, 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정 디스플레이나 유기 일렉트로 루미네선스 디스플레이의 화소 구동 스위칭 소자 등으로서 적용할 수 있다.
유기 박막 태양 전지는, 유리 등의 투명 기판 상에 ITO 등의 양극, 홀 수송층, 광전 변환층, 전자 수송층, 음극이 적층된 구조를 가진다. 광전 변환층은 양극측에 p형 반도체층을 가지고, 음극측에 n형 반도체층을 가지고 있다. 본 발명에 따른 다환 방향족 화합물은, 그 물성에 따라, 홀 수송층, p형 반도체층, n형 반도체층, 전자 수송층의 재료로서 사용하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 다환 방향족 화합물은, 유기 박막 태양 전지에 있어서 홀 수송 재료나 전자 수송 재료로서 기능할 수 있다. 유기 박막 태양 전지는, 상기의 이외에 홀 블록층, 전자 블록층, 전자 주입층, 홀 주입층, 평활화층 등을 적절히 구비하고 있어도 된다. 유기 박막 태양 전지에는, 유기 박막 태양 전지에 사용되는 공지의 재료를 적절히 선택하여 조합하여 사용할 수 있다.
디스플레이의 광색역화를 목적으로 발광 반치폭이 좁은 양자점이 파장 변환 필터의 형광체로서 사용된다. 한편 산화에 대한 불안정성, 나노 사이즈의 미립자인 것에 의한 높은 응집성, 사용되는 금속이 오염 물질로서 규제되고 있는 등의 문제가 있다. 본 발명에 관한 다환 방향족 화합물은 파장 변환 필터의 형광체로서 사용할 수 있다. 이 다환 방향족 화합물을 분산시키는 매트릭스로서는, 높은 투명성, 낮은 수증기 투과성, 낮은 산소 투과성, 및 높은 열안정성을 가지는 폴리머 재료가 바람직하고, 예를 들면, 폴리메틸(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴 폴리머 및 제오넥스 등의 시클로올레핀 폴리머 등을 들 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 먼저, 다환 방향족 화합물의 합성예에 대해서, 이하에 설명한다.
합성예(1)
화합물(1A-92):8,10,12,14-테트라키스(3,5-디메틸페닐)-1,6,16,21,22,28-헥사메틸-3a2,3b,8,10,12,14,18b,18c2,24b,25b-데카히드로-3a2,8,10,12,14,18c2-헥사아자-3b,18b,24b,25b-테트라보라인데노[4',3',2',1':3,4,5]페난트로[2,1,10,9-g1h1i1j1]인데노[4',3',2',1':3,4,5]페난트로[2,1,10,9-yza1b1]나노센의 합성
Figure pct00200
질소 분위기하에서, N1,N3-비스(3,5-디메틸페닐)벤젠-1,3-디아민(0.158g, 0.50mmol), 3-클로로-5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N-(3,5-디메틸페닐)-N-(m-톨릴)아닐린(0.541g, 1.1mmol), Pd2(dba)3(22.9mg, 0.025mmol), 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐(SPhos:20.5mg, 0.050mmol), NaOtBu(0.144g, 1.5mmol) 및 o-크실렌(2.5ml)이 들어간 플라스크를 110℃로 가열하고, 16시간 교반하였다. 반응 용액을 실온까지 냉각하고, 플로리실 쇼트 패스 컬럼(용리액: 톨루엔/헵탄=1/10(용량비))을 사용하여 여과한 후, 얻어진 조생성물을 헥산과 디클로로메탄을 사용한 재침전에 의해 정제함으로써, N1,N1'-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디메틸페닐)-N3-(m-톨릴)벤젠-1,3-디아민)을 백색 고체로서 얻었다(0.474g, 수율 74%).
Figure pct00201
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(400MHz, CDCl3):δ=2.09(s, 12H), 2.16(s, 12H), 2.20(s, 6H), 2.98(s, 12H), 6.50(s, 2H), 6.56(s, 2H), 6.60(s, 2H), 6.62-6.64(m, 6H), 6.69-6.72(m, 6H), 6.75(d, 2H) 6.79(s, 2H), 6.86-6.88(m, 3H), 6.91(s, 2H), 6.96(d, 4H), 7.02(t, 2H), 7.09(t, 1H), 7.19-7.20(m, 8H).
N1,N1 '-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디메틸페닐)-N3-(m-톨릴)벤젠-1,3-디아민)(0.127g, 0.10mmol) 및 o-디클로로벤젠(1.0ml)이 들어간 플라스크에, 질소 분위기하, 실온에서, 삼브롬화붕소(0.15ml, 1.6mmol)를 가하였다. 적하 종료 후, 200℃로 가열하고, 20시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 감압하에서 반응액 중의 브롬화수소를 증류 제거하였다. 디클로로메탄(500ml)을 가하여 반응 용액을 묽게 한 후에, 인산 완충 용액(pH=7, 100ml)을 실온에서 가하고, 디클로로메탄으로 수층을 3회 추출한 후, 용매를 감압 증류 제거하였다. 얻어진 조생성물을 톨루엔을 사용하여 세정함으로써, 화합물(1A-92)을 황색 고체로서 얻었다(34.6mg, 수율 27%).
Figure pct00202
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(500MHz,(CDCl2)2):δ=2.26(s, 12H), 2.34(s, 12H), 2.39(s, 6H), 3.34(s, 6H), 3.45(s, 6H), 5.48(s, 1H), 6.07(s, 2H), 6.64(s, 4H), 6.77(s, 2H), 6.84(s, 4H), 6.97(s, 2H), 7.06(s, 2H), 7.19(d, 2H), 7.64(d, 2H), 7.87(d, 2H), 9.01-9.05(m, 4H), 9.49(d, 2H), 10.9(s, 1H).
합성예(2)
화합물(1A-142):8,10,12,14-테트라키스(3,5-디-t-부틸페닐)-6,16-디-t-부틸-1,21,22,28-테트라메틸-3a2,3b,8,10,12,14,18b,18c2,24b,25b-데카히드로-3a2,8,10,12,14,18c2-헥사아자-3b,18b,24b,25b-테트라보라인데노[4',3',2',1':3,4,5]페난트로[2,1,10,9-g1h1i1j1]인데노[4',3',2',1':3,4,5]페난트로[2,1,10,9-yza1b1]나노센의 합성
Figure pct00203
N1,N1 '-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디-t-부틸페닐)-N3-(3-(t-부틸)페닐)벤젠-1,3-디아민)(0.171g, 0.10mmol) 및 o-디클로로벤젠(1.0ml)이 들어간 플라스크에, 질소 분위기하, 실온에서, 삼브롬화붕소(0.15ml, 1.6mmol)를 가하였다. 적하 종료 후, 200℃로 가열하고, 20시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 감압하에서 반응액 중의 브롬화수소를 증류 제거하였다. 반응 용액에 아세토니트릴(15ml)과 트리에틸아민(1.0ml)을 가하고, 초음파 세정을 행한 후, 흡인 여과를 하였다. 얻어진 조생성물에 대하여, 실리카겔 컬럼(용리액: 헥산/디클로로메탄=7/3)에 의한 정제와 아세토니트릴을 사용한 세정을 행함으로써, 화합물(1A-142)을 황색 고체로서 얻었다(50.9mg, 수율 29%).
Figure pct00204
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(400MHz, CDCl3):δ=1.12(s, 18H), 1.15(s, 36H), 1.30(s, 36H), 3.18(s, 6H), 3.29(s, 6H), 5.94(s, 2H), 6.04(s, 2H), 6.24(s, 1H), 6.93(s, 4H), 7.01(s, 4H), 7.22(s, 2H), 7.32(d, 2H), 7.43(d, 2H), 7.52(s, 2H), 7.60(d, 2H), 8.86(d, 2H), 8.97(d, 2H), 9.31(d, 2H), 10.8(s, 1H).
합성예(3)
화합물(1A-149)의 합성
Figure pct00205
화합물(Int-1A-149)(0.10g) 및 o-디클로로벤젠(1.0ml)이 들어간 플라스크에, 질소 분위기하, 실온에서, 삼브롬화붕소(0.20ml)를 가하였다. 적하 종료 후, 200℃로 가열하고, 20시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 감압하에서 반응액 중의 브롬화수소를 증류 제거하였다. 반응 용액에 아세토니트릴(15ml)과 트리에틸아민(1.0ml)을 더하고, 초음파 세정을 행한 후, 흡인 여과를 하였다. 얻어진 조생성물에 대하여, 실리카겔 컬럼(용리액: 톨루엔)에 의한 정제와 아세토니트릴을 사용한 세정을 행함으로써, 화합물(1A-149)을 황색 고체로서 얻었다(10mg).
MALDI-MS에 의해 m/z=2493.56으로 목적물인 화합물(1A-149)을 확인하였다.
Figure pct00206
합성예(4)
화합물(1A-151)의 합성
Figure pct00207
화합물(Int-1A-151)(0.10g) 및 o-디클로로벤젠(1.0ml)이 들어간 플라스크에, 질소 분위기하, 실온에서, 삼브롬화붕소(0.20ml)를 가하였다. 적하 종료 후, 200℃로 가열하고, 20시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 감압하에서 반응액 중의 브롬화수소를 증류 제거하였다. 반응 용액에 아세토니트릴(15ml)과 트리에틸아민(1.0ml)을 더하고, 초음파 세정을 행한 후, 흡인 여과를 하였다. 얻어진 조생성물에 대하여, 실리카겔 컬럼(용리액: 톨루엔)에 의한 정제와 아세토니트릴을 사용한 세정을 행함으로써, 화합물(1A-151)을 황색 고체로서 얻었다(4mg).
MALDI-MS에 의해 m/z=3260.01로 목적물인 화합물(1A-151)을 확인하였다.
Figure pct00208
합성예(5)
화합물(1A-195)의 합성
Figure pct00209
화합물(Int-1A-195)(0.175g, 0.10mmol) 및 o-디클로로벤젠(1.0ml)이 들어간 플라스크에, 질소 분위기하, 실온에서, 삼브롬화붕소(0.15ml, 1.6mmol)를 가하였다. 적하 종료 후, 200℃로 가열하고, 20시간 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 감압하에서 반응액 중의 브롬화수소를 증류 제거하였다. 디클로로메탄(500ml)을 가하여 반응 용액을 묽게 한 후에, 인산 완충 용액(pH=7, 100ml)을 실온에서 더하고, 디클로로메탄으로 수층을 3회 추출한 후, 용매를 감압 증류 제거하였다. 얻어진 조생성물에 대하여, 실리카겔 컬럼(용리액: 헥산/톨루엔=2/1)에 의해 정제하여, 화합물(1A-195)을 황색 고체로서 얻었다(76.8mg, 수율 43%).
Figure pct00210
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(400MHz, CDCl3):δ=0.78(t, 6H), 0.93(t, 6H), 0.94(t, 6H), 1.03(t, 6H), 1.25(s, 18H), 1.42(m, 16H), 1.48(m, 16H), 1.91(m, 4H), 2.22(s, 12H), 2.30(s, 12H), 3.05(m, 4H), 3.31(m, 4H), 5.32(s, 2H), 6.02(s, 1H), 6.59(s, 4H), 6.81(s, 4H), 6.93(s, 2H), 6.95(s, 2H), 7.04(s, 2H), 7.44(d, 2H), 8.33(s, 2H), 8.40(s, 2H), 8.85(s, 2H), 9.10(d, 2H), 9.23(s, 2H), 10.8(s, 1H).
합성예(6)
화합물(1A-197)의 합성
Figure pct00211
합성예(2)에 기재된 합성 방법에 있어서, N1,N1'-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디-t-부틸페닐)-N3-(3-(t-부틸)페닐)벤젠-1,3-디아민)을 화합물(Int-1A-197)로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1A-197)을 얻었다(0.01g).
Figure pct00212
MALDI-TOF/MS에 의해 m/z=1890.011로 목적물인 화합물(1A-197)을 확인하였다.
NMR 측정에 의해 얻어진 화합물(1A-197)의 구조를 확인하였다.
1H-NMR(500MHz, CDCl3):δ=1.12(s, 36H), 1.28(s, 36H), 2.24(s, 12H), 2.47(s, 6H), 3.19(s, 6H), 5.97(s, 4H), 6.22(s, 1H), 6.89(s, 4H), 6.96(s, 4H), 7.15-7.17(m, 6H), 7.20(s, 2H), 7.51(s, 2H), 7.88(d, 2H), 8.40(s, 2H), 8.81(s, 2H), 8.96(d, 2H), 9.53(d, 2H), 11.1(s, 1H).
합성예(7)
화합물(1A-201)의 합성
Figure pct00213
합성예(2)에 기재된 합성 방법에 있어서, N1,N1'-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디-t-부틸페닐)-N3-(3-(t-부틸)페닐)벤젠-1,3-디아민)을 화합물(Int-1A-201)로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1A-201)을 얻었다(0.01g).
Figure pct00214
MALDI-TOF/MS에 의해 m/z=1429.650으로 목적물인 화합물(1A-201)을 확인하였다.
합성예(8)
화합물(1A-203)의 합성
Figure pct00215
합성예(3)에 기재된 합성 방법에 있어서, 화합물(Int-1A-149)을 화합물(Int-1A-203)으로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1A-203)을 얻었다(0.01g).
Figure pct00216
MALDI-TOF/MS에 의해 m/z=3082.212로 목적물인 화합물(1A-203)을 확인하였다.
합성예(9)
화합물(1A-204)의 합성
Figure pct00217
합성예(4)에 기재된 합성 방법에 있어서, 화합물(Int-1A-151)을 화합물(Int-1A-204)로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1A-204)을 얻었다(0.01g).
Figure pct00218
MALDI-TOF/MS에 의해 m/z=4045.89로 목적물인 화합물(1A-204)을 확인하였다.
합성예(10)
화합물(1A-212)의 합성
Figure pct00219
합성예(2)에 기재된 합성 방법에 있어서, N1,N1'-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디-t-부틸페닐)-N3-(3-(t-부틸)페닐)벤젠-1,3-디아민)을 화합물(Int-1A-212)로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1A-212)을 얻었다(0.04g).
Figure pct00220
MALDI-TOF/MS에 의해 m/z=1875.93으로 목적물인 화합물(1A-212)을 확인하였다.
합성예(11)
화합물(1A-221)의 합성
Figure pct00221
합성예(2)에 기재된 합성 방법에 있어서, N1,N1'-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디-t-부틸페닐)-N3-(3-(t-부틸)페닐)벤젠-1,3-디아민)을 화합물(Int-1A-221)로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1A-221)을 얻었다(0.20g).
Figure pct00222
MALDI-MS에 의해 m/z=1850.1244로 목적물인 화합물(1A-221)을 확인하였다.
합성예(12)
화합물(1A-222)의 합성
Figure pct00223
합성예(2)에 기재된 합성 방법에 있어서, N1,N1'-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디-t-부틸페닐)-N3-(3-(t-부틸)페닐)벤젠-1,3-디아민)을 화합물(Int-1A-222)로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1A-222)을 얻었다(0.18g).
Figure pct00224
MALDI-MS에 의해 m/z=1974.1549로 목적물인 화합물(1A-222)을 확인하였다.
합성예(13)
화합물(1B-13)의 합성
Figure pct00225
합성예(2)에 기재된 합성 방법에 있어서, N1,N1'-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디-t-부틸페닐)-N3-(3-(t-부틸)페닐)벤젠-1,3-디아민)을 화합물(Int-1B-13)로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1B-13)을 얻었다(0.02g).
Figure pct00226
MALDI-MS에 의해 m/z=1595.8949로 목적물인 화합물(1B-13)을 확인하였다.
합성예(14)
화합물(1B-15)의 합성
Figure pct00227
합성예(2)에 기재된 합성 방법에 있어서, N1,N1'-(1,3-페닐렌)비스(5-(4,5-디메틸-9H-카르바졸-9-일)-N1,N3-비스(3,5-디-t-부틸페닐)-N3-(3-(t-부틸)페닐)벤젠-1,3-디아민)을 화합물(Int-1B-15)로 변경한 이외에는 마찬가지의 순서로 합성함으로써, 화합물(1B-15)을 얻었다(0.01g).
Figure pct00228
MALDI-MS에 의해 m/z=1595.8940으로 목적물인 화합물(1B-15)을 확인하였다.
원료의 화합물을 적절히 변경함으로써, 상술한 합성예에 준한 방법으로, 본 발명의 다른 다환 방향족 화합물을 합성할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 더 상세하게 설명하기 위해서, 본 발명의 화합물을 사용한 유기 EL 소자의 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
<기초 물성의 평가 >
샘플의 준비
평가 대상의 화합물의 흡수 특성과 발광 특성(형광과 인광)을 평가하는 경우, 평가 대상의 화합물을 용매에 용해시켜 용매 중에서 평가하는 경우와 박막 상태로 평가하는 경우가 있다. 또한, 박막 상태로 평가하는 경우에는, 평가 대상의 화합물 유기 EL 소자에 있어서의 사용의 양태에 따라, 평가 대상의 화합물만을 박막화하여 평가하는 경우와 평가 대상의 화합물을 적절한 매트릭스 재료 중에 분산시켜 박막화하여 평가하는 경우가 있다.
매트릭스 재료로서는, 시판의 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 등을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, PMMA와 평가 대상의 화합물을 톨루엔 중에서 용해시킨 후, 스핀 코트법에 의해 석영제의 투명 지지 기판(10mm×10mm) 상에 박막을 형성하여 박막 샘플을 제작하였다.
또한, 매트릭스 재료가 호스트 화합물인 경우의 박막 샘플은, 다음과 같이 하여 제작하였다. 석영제의 투명 지지 기판(10mm×10mm×1.0mm)을 시판의 증착 장치(조슈 산업(주)제)의 기판 홀더에 고정하고, 호스트 화합물을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 도펀트 화합물을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트를 장착한 후, 진공조를 5×10-4Pa까지 감압하였다. 다음으로, 2개의 증착용 보트를 동시에 가열하여, 양쪽 화합물을 적절한 막두께가 되도록 공증착하여 호스트 화합물과 도펀트 화합물의 혼합 박막(샘플)을 형성하였다. 여기서, 호스트 화합물과 도펀트 화합물의 설정 질량비에 따라 증착 속도를 제어하였다.
흡수 특성과 발광 특성의 평가
상기 샘플의 흡수 스펙트럼의 측정은, 자외가시 근적외 분광 광도계((주) 시마즈 제작소, UV-2600)를 사용하여 행하였다. 또한, 상기 샘플의 형광 스펙트럼 또는 인광 스펙트럼의 측정은, 분광 형광 광도계(히타치 하이테크(주)제, F-7000)를 사용하여 행하였다.
형광 스펙트럼의 측정에 대해서는, 실온에서 적절한 여기 파장으로 여기하여 포토 루미네선스를 측정하였다. 인광 스펙트럼의 측정에 대해서는, 부속의 냉각 유닛을 사용하여, 상기 샘플을 액체 질소에 담근 상태(온도 77K)에서 측정하였다. 인광 스펙트럼을 관측하기 위해서, 광학 쵸퍼를 사용하여 여기광 조사로부터 측정 시작까지의 지연 시간을 조정하였다. 샘플은 적절한 여기 파장으로 여기하여 포토 루미네선스를 측정하였다.
또한, 절대 PL 양자 수율 측정 장치(하마마츠포토닉스(주)제, C9920-02G)를 사용하여 형광 양자 수율(PLQY)을 측정하였다.
형광 수명(지연 형광)의 평가
형광 수명 측정 장치(하마마츠포토닉스(주)제, C11367-01)를 사용하여 300K에서 형광 수명을 측정하였다. 구체적으로는, 적절한 여기 파장으로 측정되는 극대 발광 파장에 있어서 형광 수명이 빠른 발광 성분과 느린 발광성분을 관측하였다. 형광을 발광하는 일반적인 유기 EL 재료의 실온에 있어서의 형광 수명 측정에서는, 열에 의한 삼중항 성분의 실활에 의해, 인광에 유래하는 삼중항 성분이 관여하는 느린 발광 성분이 관측되는 일은 거의 없다. 평가 대상의 화합물에 있어서 느린 발광 성분이 관측되었을 경우는, 여기 수명이 긴 삼중항 에너지가 열활성화에 의해 일중항 에너지로 이동하여 지연 형광으로서 관측된 것을 나타내게 된다.
에너지갭(Eg)의 산출
전술의 방법으로 얻어진 흡수 스펙트럼의 장파장 말단A(nm)로부터 Eg=1240/A로 산출하였다.
E(S, Sh), E(T, Sh) 및 ΔE(ST)의 산출
일중항 여기 에너지 준위 E(S, Sh)는, 형광 스펙트럼의 피크 단파장측 변곡점을 통과하는 접선과 베이스라인의 교점에 있어서의 파장 BSh(nm)로부터, E(S, Sh)=1240/BSh로 산출하였다. 또한, 삼중항 여기 에너지 준위 E(T, Sh)는, 인광 스펙트럼의 피크 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스라인의 교점에 있어서의 파장 CSh(nm)로부터, E(T, Sh)=1240/CSh로 산출하였다.
ΔE(ST)는 E(S, Sh)와 E(T, Sh)의 에너지 차이인 ΔE(ST)=E(S, Sh)-E(T, Sh)로 정의된다. 또한, ΔE(ST)는, 예를 들면, "Purely organic electroluminescent material realizing 100% conversion from electricity to light", H.Kaji, H.Suzuki, T.Fukushima, K.Shizu, K.Katsuaki, S.Kubo, T.Komino, H.Oiwa, F.Suzuki, A.Wakamiya, Y.Murata, C.Adachi, Nat.Commun.2015, 6, 8476.에 기재된 방법으로도 산출할 수 있다.
<실시예 A1>
화합물(1A-92)의 기초 물성의 평가
[흡수 특성]
화합물(1A-92)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하여 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 낮은 용해도로 인해, 가시광 영역에 있어서 흡수 피크는 얻어지지 않았다.
[발광 특성]
화합물(1A-92)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하고, 실온 및 77K에서 여기 파장 360nm로 여기하여 형광 스펙트럼을 관측하였다. 그 결과, 실온에서, 극대 발광 파장은 477nm 및 반치폭 24nm, 77K에서, 극대 발광 파장은 478nm였다. 77K에서의 광 피크의 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스 라인의 교점으로부터 구한 E(S, Sh)는 2.73eV였다.
또한, 화합물(1A-92)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(석영제)을 준비하고, 여기 파장 360nm로 여기하여 형광 양자 수율을 측정한 결과, 20%로 낮은 값이었다. 이는, 화합물(1A-92)의 낮은 용해성으로 인해 작게 측정되었기 때문이다. 명확한 흡수 스펙트럼은 얻어지지 않지만, 명확한 발광은 얻어져 있으므로, 화합물(1A-92)은 본질적으로는 강한 발광성을 나타낼 것으로 예상된다.
나아가, 화합물(1A-92)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하고, 77K에 있어서 여기 파장 360nm로 여기하여 인광 스펙트럼을 관측하였다. 그 결과, 극대 발광 파장은 480nm였다. 인광 피크의 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스 라인의 교점으로부터 구한 E(T, Sh)는 2.67eV였다.
ΔE(ST)를 산출하면 0.06eV가 되었다.
화합물(1A-92)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(석영제)을 사용하고, 형광 수명 측정 장치를 사용하여 지연 형광 성분의 수명을 측정한 결과, 3.6μsec였다(도 2). 한편, 형광 수명 측정에 있어서, 발광 수명이 100ns 이하인 형광을 즉시 형광이라고 판정하고, 발광 수명이 0.1μs 이상인 형광을 지연 형광이라고 판정하고, 형광 수명의 산출에는 3.5∼9.5μsec의 데이터를 사용하였다.
<실시예 A2>
화합물(1A-142)의 기초 물성의 평가
[흡수 특성]
화합물(1A-142)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하여 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 가장 장파장의 흡수 피크는 464nm였다.
[발광 특성]
화합물(1A-142)을 1질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하고, 실온 및 77K에서 여기 파장 360nm로 여기하여 형광 스펙트럼을 관측하였다. 그 결과, 실온에서, 극대 발광 파장은 474nm 및 반치폭 23nm, 77K에서, 극대 발광 파장은 484nm였다. 77K에서의 광 피크의 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스 라인의 교점으로부터 구한 E(S, Sh)는 2.71eV였다.
또한, 화합물(1A-142)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(석영제)을 준비하고, 여기 파장 360nm로 여기하여 형광 양자 수율을 측정한 결과, 29%로 낮은 값이었다. 이는, 화합물(1A-142)의 낮은 용해성으로 인해 작게 측정되었기 때문이다. 명확한 발광은 얻어져 있으므로, 화합물(1A-142)은 본질적으로는 강한 발광성을 나타낼 것으로 예상된다.
나아가, 화합물(1A-142)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하고, 77K에서 여기 파장 360nm로 여기하여 인광 스펙트럼을 관측하였다. 그 결과, 극대 발광 파장은 483nm였다. 인광 피크의 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스 라인의 교점으로부터 구한 E(T, Sh)는 2.67eV였다.
ΔE(ST)를 산출하면 0.04eV가 되었다.
화합물(1A-142)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(석영제)을 사용하고, 형광 수명 측정 장치를 사용하여 지연 형광 성분의 수명을 측정한 결과, 8.3μsec였다(도 3). 한편, 형광 수명 측정에 있어서, 발광 수명이 100ns 이하인 형광을 즉시 형광이라고 판정하고, 발광 수명이 0.1μs 이상인 형광을 지연 형광이라고 판정하고, 형광 수명의 산출에는 4.0∼10.0μsec의 데이터를 사용하였다.
<실시예 A3>
화합물(1A-195)의 기초 물성의 평가
[흡수 특성]
화합물(1A-195)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하여 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 가장 장파장의 흡수 피크는 481nm였다.
[발광 특성]
화합물(1A-195)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하고, 실온 및 77K에서 여기 파장 360nm로 여기하여 형광 스펙트럼을 관측하였다. 그 결과, 실온에서, 극대 발광 파장은 492nm 및 반치폭 21nm, 77K에서, 극대 발광 파장은 500nm였다. 77K에서의 광 피크의 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스 라인의 교점으로부터 구한 E(S, Sh)는 2.57eV였다.
또한, 화합물(1A-195)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(석영제)을 준비하고, 여기 파장 360nm로 여기하여 형광 양자 수율을 측정한 결과, 69%로, 강한 발광성을 나타냈다.
나아가, 화합물(1A-195)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하고, 77K에서 여기 파장 360nm로 여기하여 인광 스펙트럼을 관측하였다. 그 결과, 극대 발광 파장은 502nm였다. 인광 피크의 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스 라인의 교점으로부터 구한 E(T, Sh)는 2.57eV였다.
ΔE(ST)를 산출하면 0.008eV가 되었다.
화합물(1A-195)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(석영제)을 사용하고, 형광 수명 측정 장치를 사용하여 지연 형광 성분의 수명을 측정한 결과, 5.2μsec였다(도 4). 한편, 형광 수명 측정에 있어서, 발광 수명이 100ns 이하인 형광을 즉시 형광이라고 판정하고, 발광 수명이 0.1μs 이상인 형광을 지연 형광이라고 판정하고, 형광 수명의 산출에는 4.0∼10.0μsec의 데이터를 사용하였다.
<실시예 A4>
화합물(1A-197)의 기초 물성의 평가
[흡수 특성]
화합물(1A-197)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하여 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 가장 장파장의 흡수 피크는 461nm였다.
[발광 특성]
화합물(1A-197)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하고, 실온 및 77K에 있어서 여기 파장 340nm로 여기하여 형광 스펙트럼을 관측하였다. 그 결과, 실온에서, 극대 발광 파장은 475nm 및 반치폭 31nm, 77K에서, 극대 발광 파장은 478nm였다. 77K에서의 광 피크의 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스 라인의 교점으로부터 구한 E(S, Sh)는 2.66eV였다.
또한, 화합물(1A-197)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(석영제)을 준비하고, 여기 파장 340nm로 여기하여 형광 양자 수율을 측정한 결과, 76%로, 강한 발광성을 나타냈다.
나아가, 화합물(1A-197)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(유리제)을 준비하고, 77K에서 여기 파장 340nm로 여기하여 인광 스펙트럼을 관측하였다. 그 결과, 극대 발광 파장은 479nm였다. 인광 피크의 단파장측의 변곡점을 통과하는 접선과 베이스 라인의 교점으로부터 구한 E(T, Sh)는 2.63V였다.
ΔE(ST)를 산출하면 0.03eV가 되었다.
화합물(1A-197)을 1 질량%의 농도로 PMMA에 분산시킨 박막 형성 기판(석영제)을 사용하고, 형광 수명 측정 장치를 사용하여 지연 형광 성분의 수명을 측정한 결과, 9.3μsec였다(도 5). 한편, 형광 수명 측정에 있어서, 발광 수명이 100ns 이하인 형광을 즉시 형광이라고 판정하고, 발광 수명이 0.1μs 이상인 형광을 지연 형광이라고 판정하고, 형광 수명의 산출에는 4.0∼40.0μsec의 데이터를 사용하였다.
<증착형 유기 EL 소자의 평가>
<실시예 B1>
두께 50nm의 ITO(인듐·주석 산화물)로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판(26mm×28mm×0.7mm) 상에, 각 박막을 진공 증착법으로, 진공도 5×10-4Pa로 적층한다.
먼저, ITO 위에, NPD를 막두께 40nm가 되도록 증착하고, 그 위에, TcTa를 막두께 15nm가 되도록 증착하여 2층으로 이루어지는 정공층을 형성한다. 계속해서, mCP를 막두께 15nm가 되도록 증착하여 전자 저지층을 형성한다. 다음으로, 호스트로서의 화합물 DOBNA1, 도펀트로서의 화합물(1A-92)을 다른 증착원으로부터 공증착하여, 막두께 20nm의 발광층을 형성한다. 이 때, 호스트 및 이미팅 도펀트의 질량비는 99:1로 한다. 다음으로, 2CzBN을 막두께 10nm, 이어서, BPy-TP2를 막두께 20nm가 되도록 증착하여 2층으로 이루어지는 전자 수송층을 형성한다. 계속해서, LiF를 막두께 1nm가 되도록 증착하고, 그 위에, 알루미늄을 막두께 100nm가 되도록 증착하여 음극을 형성하여, 유기 EL 소자가 얻어진다.
Figure pct00229
상기 표 1 중의 「NPD」는 N,N'-디페닐-N,N'-디나프틸-4,4'-디아미노비페닐이며, 「TcTa」는 4,4',4"-트리스(N-카르바졸릴)트리페닐아민이며, 「mCP」는 1,3-비스(N-카르바졸릴)벤젠이며, 「DOBNA」는 3,11-디-o-톨릴-5,9-디옥사-13b-보라나프토[3,2,1-de]안트라센이며, 「2CzBN」은 3,4-디(9H-카르바졸-9-일)벤조니트릴이며, 「BPy-TP2」는 2,7-디([2,2'-비피리딘]-5-일)트리페닐렌이다. 이하에 화학 구조를 나타낸다.
Figure pct00230
<도포형 유기 EL 소자의 평가>
다음으로, 유기층을 도포 형성하여 얻어지는 유기 EL 소자에 대해 설명한다.
<고분자 호스트 화합물: SPH-101의 합성>
국제공개 제2015/008851호에 기재된 방법에 따라, SPH-101을 합성하였다. M1의 옆에는 M2 또는 M3이 결합한 공중합체가 얻어지고, 주입비로부터 각 유닛은 50:26:24(몰비)인 것으로 추측된다.
Figure pct00231
<고분자 정공 수송 화합물: XLP-101의 합성>
일본특허공개 2018-61028호 공보에 기재된 방법에 따라, XLP-101을 합성하였다. M4의 옆에는 M5 또는 M6이 결합한 공중합체가 얻어지며, 주입비로부터 각 유닛은 40:10:50(몰비)인 것으로 추측된다.
Figure pct00232
<실시예 C1∼C9>
각 층을 형성하는 재료의 도포용 용액을 조제하여 도포형 유기 EL 소자를 제작한다.
<실시예 C1∼C3의 유기 EL 소자의 제작>
유기 EL 소자에 있어서의, 각 층의 재료 구성을 표 2에 나타낸다.
Figure pct00233
표 2에 있어서의 「ET1」의 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pct00234
<발광층 형성용 조성물(1)의 조제>
하기 성분을 균일한 용액이 될 때까지 교반함으로써 발광층 형성용 조성물(1)을 조제한다. 조제한 발광층 형성용 조성물을 유리 기판에 스핀 코트하고, 감압하에서 가열 건조함으로써, 막결함이 없고 평활성이 뛰어난 도포막이 얻어진다.
　SPH-101 1.96 중량%
　화합물(X) 0.04 중량%
　크실렌 69.00 중량%
　데칼린 29.00 중량%
한편, 화합물(X)은, 상기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물, 해당 다환 방향족 화합물을 모노머(즉 해당 모노머는 반응성 치환기를 가진다)로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물, 해당 고분자 화합물을 더 가교시킨 고분자 가교체, 주사슬형 고분자에 상기 모노머를 치환시킨 펜던트형 고분자 화합물, 또는 해당 펜던트형 고분자 화합물을 더 가교시킨 펜던트형 고분자 가교체이다. 고분자 가교체 또는 펜던트형 고분자 가교체를 얻기 위한 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 화합물은 가교성 치환기를 가진다.
<PEDOT: PSS 용액>
시판의 PEDOT: PSS 용액(Clevios(TM) P VP AI4083, PEDOT: PSS의 수분산액, Heraeus Holdings사제)을 사용한다.
Figure pct00235
<OTPD 용액의 조제>
OTPD(LT-N159, Luminescence Technology Corp사제) 및 IK-2(광 양이온 중합 개시제, 산아프로사제)를 톨루엔에 용해시켜, OTPD 농도 0.7 중량%, IK-2 농도 0.007 중량%의 OTPD 용액을 조제한다.
Figure pct00236
<XLP-101 용액의 조제>
크실렌에 XLP-101을 0.6 중량%의 농도로 용해시켜, 0.7 중량% XLP-101 용액을 조제한다.
<PCz 용액의 조제>
PCz(폴리비닐카르바졸)을 디클로로벤젠에 용해시켜, 0.7 중량% PCz 용액을 조제한다.
Figure pct00237
<실시예 C1>
ITO가 150nm의 두께로 증착된 유리 기판 상에, PEDOT:PSS 용액을 스핀 코트 하고, 200℃의 핫 플레이트 상에서 1시간 소성함으로써, 막 두께 40nm의 PEDOT:PSS 막을 성막한다(정공 주입층). 그 다음에, OTPD 용액을 스핀 코트하고, 80℃의 핫 플레이트 상에서 10분간 건조한 후, 노광기로 노광 강도 100mJ/cm2로 노광하고, 100℃의 핫 플레이트 상에서 1시간 소성함으로써, 용액에 불용인 막 두께 30nm의 OTPD 막을 성막한다(정공 수송층). 그 다음에, 발광층 형성용 조성물(1)을 스핀 코트하고, 120℃의 핫 플레이트 상에서 1시간 소성함으로써, 막 두께 20nm의 발광층을 성막한다.
제작한 다층막을 시판의 증착 장치(쇼와진공(주)제)의 기판 홀더에 고정하고, ET1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, LiF를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착한다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압한 후, ET1을 가열하여 막 두께 30nm가 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성한다. 전자 수송층을 형성할 때의 증착 속도는 1nm/초로 한다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1nm가 되도록 0.01∼0.1nm/초의 증착 속도로 증착한다. 그 다음에, 알루미늄을 가열하여 막 두께 100nm가 되도록 증착하여 음극을 형성한다. 이와 같이 하여 유기 EL 소자를 얻는다.
<실시예 C2>
실시예 C1과 마찬가지의 방법으로 유기 EL 소자를 얻는다. 또한, 정공 수송층은, XLP-101 용액을 스핀 코트하고, 200℃의 핫 플레이트 상에서 1시간 소성함으로써, 막 두께 30nm의 막을 성막한다.
<실시예 C3>
실시예 C1과 마찬가지의 방법으로 유기 EL 소자를 얻는다. 또한, 정공 수송층은, PCz 용액을 스핀 코트하고, 120℃의 핫 플레이트 상에서 1시간 소성함으로써, 막 두께 30nm의 막을 성막한다.
<실시예 C4∼C6의 유기 EL 소자의 제작>
유기 EL 소자에 있어서의, 각 층의 재료 구성을 표 3에 나타낸다.
Figure pct00238
<발광층 형성용 조성물(2)∼(4)의 조제>
하기 성분을 균일한 용액이 될 때까지 교반함으로써 발광층 형성용 조성물(2)을 조제한다.
　mCBP 1.98 중량%
　화합물(X) 0.02 중량%
　톨루엔 98.00 중량%
하기 성분을 균일한 용액이 될 때까지 교반함으로써 발광층 형성용 조성물(3)을 조제한다.
　SPH-101 1.98 중량%
　화합물(X) 0.02 중량%
　크실렌 98.00 중량%
하기 성분을 균일한 용액이 될 때까지 교반함으로써 발광층 형성용 조성물(4)을 조제한다.
　DOBNA 1.98 중량%
　화합물(X) 0.02 중량%
　톨루엔 98.00 중량%
표 3에, 「mCBP」는 3,3'-비스(N-카르바졸릴)-1,1'-비페닐이며, 「DOBNA」는 3,11-디-o-톨릴-5,9-디옥사-13b-보라나프토[3,2,1-de]안트라센이며, 「TSPO1」은 디페닐[4-(트리페닐실릴)페닐]포스핀옥사이드이다. 이하에 화학 구조를 나타낸다.
Figure pct00239
<실시예 C4>
ITO가 45nm의 두께로 성막된 유리 기판 상에, ND-3202(닛산화학공업제) 용액을 스핀 코트한 후, 대기 분위기하에서, 50℃, 3분간 가열하고, 다시 230℃, 15분간 가열함으로써, 막 두께 50nm의 ND-3202 막을 성막한다(정공 주입층). 그 다음에, XLP-101 용액을 스핀 코트하고, 질소 가스 분위기하에서, 핫 플레이트 상에서 200℃, 30분간 가열시킴으로써, 막 두께 20nm의 XLP-101 막을 성막한다(정공 수송층). 그 다음에, 발광층 형성용 조성물(2)을 스핀 코팅하고, 질소 가스 분위기하에서, 130℃, 10분간 가열시킴으로써, 20nm의 발광층을 성막한다.
제작한 다층막을 시판의 증착 장치(쇼와진공(주)제)의 기판 홀더에 고정하고, TSPO1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, LiF를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착한다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압한 후, TSPO1을 가열하여 막 두께 30nm가 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성한다. 전자 수송층을 형성할 때의 증착 속도는 1nm/초로 한다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1nm가 되도록 0.01∼0.1nm/초의 증착 속도로 증착한다. 그 다음에, 알루미늄을 가열하여 막 두께 100nm가 되도록 증착하여 음극을 형성한다. 이와 같이 하여 유기 EL 소자를 얻는다.
<실시예 C5 및 C6>
발광층 형성용 조성물(3) 또는 (4)를 사용하여, 실시예 C4와 마찬가지의 방법으로 유기 EL 소자를 얻는다.
<실시예 C7∼C9의 유기 EL 소자의 제작>
유기 EL 소자에 있어서의, 각 층의 재료 구성을 표 4에 나타낸다.
Figure pct00240
<발광층 형성용 조성물(5)∼(7)의 조제>
하기 성분을 균일한 용액이 될 때까지 교반함으로써 발광층 형성용 조성물(5)을 조제한다.
　mCBP 1.80 중량%
　2PXZ-TAZ 0.18 중량%
　화합물(X) 0.02 중량%
　톨루엔 98.00 중량%
하기 성분을 균일한 용액이 될 때까지 교반함으로써 발광층 형성용 조성물(6)을 조제한다.
　SPH-101 1.80 중량%
　2PXZ-TAZ 0.18 중량%
　화합물(X) 0.02 중량%
　크실렌 98.00 중량%
하기 성분을 균일한 용액이 될 때까지 교반함으로써 발광층 형성용 조성물(7)을 조제한다.
　DOBNA 1.80 중량%
　2PXZ-TAZ 0.18 중량%
　화합물(X) 0.02 중량%
　톨루엔 98.00 중량%
표 4에 있어서, 「2PXZ-TAZ」는 10,10'-((4-페닐-4H-1,2,4－트리아졸-3,5-디일)비스(4,1-페닐))비스(10H-페녹사진)이다. 이하에 화학 구조를 나타낸다.
Figure pct00241
<실시예 C7>
ITO가 45nm의 두께로 성막된 유리 기판 상에, ND-3202(닛산화학공업제) 용액을 스핀 코트한 후, 대기 분위기하에서, 50℃, 3분간 가열하고, 다시 230℃, 15분간 가열함으로써, 막 두께 50nm의 ND-3202 막을 성막한다(정공 주입층). 그 다음에, XLP-101 용액을 스핀 코트하고, 질소 가스 분위기하에서, 핫 플레이트 상에서 200℃, 30분간 가열시킴으로써, 막 두께 20nm의 XLP-101 막을 성막한다(정공 수송층). 그 다음에, 발광층 형성용 조성물(5)을 스핀 코트하고, 질소 가스 분위기하에서, 130℃, 10분간 가열시킴으로써, 20nm의 발광층을 성막한다.
제작한 다층막을 시판의 증착 장치(쇼와진공(주)제)의 기판 홀더에 고정하고, TSPO1을 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, LiF를 넣은 몰리브덴제 증착용 보트, 알루미늄을 넣은 텅스텐제 증착용 보트를 장착한다. 진공조를 5×10-4Pa까지 감압한 후, TSPO1을 가열하여 막 두께 30nm가 되도록 증착하여 전자 수송층을 형성한다. 전자 수송층을 형성할 때의 증착 속도는 1nm/초로 한다. 그 후, LiF를 가열하여 막 두께 1nm가 되도록 0.01∼0.1nm/초의 증착 속도로 증착한다. 그 다음에, 알루미늄을 가열하여 막 두께 100nm가 되도록 증착하여 음극을 형성한다. 이와 같이 하여 유기 EL 소자를 얻는다.
<실시예 C8 및 C9>
발광층 형성용 조성물(6) 또는 (7)을 사용하여, 실시예 C7과 마찬가지의 방법으로 유기 EL 소자를 얻는다.
이상, 본 발명에 관한 화합물의 일부에 대해, 유기 EL 소자용 재료로서의 평가를 실시하여, 뛰어난 재료인 것을 나타냈으나, 평가를 실시하지 않은 다른 화합물도 같은 기본 골격을 가지며, 전체적으로도 유사한 구조를 가지는 화합물인바, 당업자는 마찬가지로 뛰어난 유기 EL 소자용 재료인 것을 이해할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 예를 들면 유기 EL 소자용 재료 등의 유기 디바이스용 재료로서 사용할 수 있는, 신규의 구조를 가지는 다환 방향족 화합물을 제공할 수 있고, 이 다환 방향족 화합물을 사용함으로써 뛰어난 유기 EL 소자 등의 유기 디바이스를 제공할 수 있다.
100 유기 전계 발광 소자
101 기판
102 양극
103 정공 주입층
104 정공 수송층
105 발광층
106 전자 수송층
107 전자 주입층
108 음극

Claims (32)

  1. 하기 일반식(1A) 또는 일반식(1B)으로 나타내어지는 다환 방향족 화합물;
    Figure pct00242

    Figure pct00243

    [φ1]n의 부분은, 상기 식(φ1-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ1-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
    n은 1 이상의 정수이며,
    B1환, B2환, 및 C환은, 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고,
    Ra는, 각각 독립적으로, 수소 또는 치환기이며,
    a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
    Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R의 R 및 Ge-R의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
    X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 시클로알킬이며,
    또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 되고,
    또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합 또는 연결기에 의해, 상기 B1환, B2환, C환, 및 a환 중 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고,
    X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 아릴, 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 치환되어 있어도 되는 알킬, 또는 치환되어 있어도 되는 시클로알킬이며,
    상기 식(1A), 식(φ1-m1), 및 식(φ1-m2)에 있어서의 인접하는 C환끼리는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 연결기에 의해 결합하고 있어도 되고,
    상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, B1환, B2환, C환, 아릴, 및 헤테로아릴의 적어도 하나는, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 되고,
    상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
  2. 제1항에 있어서,
    [φ1]n의 부분은, 상기 식(φ1-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ1-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ1-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
    n은 1∼5의 정수이며,
    B1환, B2환, 및 C환은, 각각 독립적으로, 아릴환 또는 헤테로아릴환이며, 이들 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 치환 또는 무치환의 아릴, 치환 또는 무치환의 헤테로아릴, 치환 또는 무치환의 디아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 아릴헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 치환 또는 무치환의 알킬, 치환 또는 무치환의 시클로알킬, 치환 또는 무치환의 알콕시, 치환 또는 무치환의 아릴옥시, 또는 치환 실릴로 치환되어 있어도 되고,
    Ra는, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 무치환의 아릴, 치환 또는 무치환의 헤테로아릴, 치환 또는 무치환의 디아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 아릴헤테로아릴아미노, 치환 또는 무치환의 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 치환 또는 무치환의 알킬, 치환 또는 무치환의 시클로알킬, 치환 또는 무치환의 알콕시, 치환 또는 무치환의 아릴옥시, 또는 치환 실릴이며,
    a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
    Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R의 R 및 Ge-R의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
    X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
    또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해, 상기 B1환, B2환, C환, 및 a환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 아릴, 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
    X2가 N일 때, 상기 식(1A), 식(φ1-m1), 및 식(φ1-m2)에 있어서의 인접하는 C환끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 알킬 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 시클로알킬렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, B1환, B2환, C환, 아릴, 및 헤테로아릴의 적어도 하나는, 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는 치환되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 되고,
    상기 식(1A) 또는 식(1B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
    다환 방향족 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    하기 일반식(2A) 또는 일반식(2B)으로 나타내어지는, 다환 방향족 화합물;
    Figure pct00244

    Figure pct00245

    [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
    n은 1∼3의 정수이며,
    Ra, Rb, 및 Rc는, 각각 독립적으로, 수소, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 또한, Rb 및 Rc 중 인접하는 기끼리가 결합하여, b1환 및 c환과 함께, 아릴환 또는 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 디아릴아미노, 디헤테로아릴아미노, 아릴헤테로아릴아미노, 디아릴보릴(2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아릴옥시, 트리아릴실릴, 트리알킬실릴, 트리시클로알킬실릴, 디알킬시클로알킬실릴, 또는 알킬디시클로알킬실릴로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
    b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
    b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 또한, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
    Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R의 R 및 Ge-R의 R은, 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 또는 시클로알킬이며,
    X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
    또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 1∼6의 알케닐, 탄소수 1∼6의 알키닐, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 3∼14의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼12의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 1∼6의 알케닐, 탄소수 1∼6의 알키닐, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 3∼14의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼12의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
    X2가 N일 때, 상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리는, 결합하여, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-가 되어 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 탄소수 1∼6의 알케닐, 탄소수 1∼6의 알키닐, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼6의 알킬 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 3∼14의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼12의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼15의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, 상기 b1환, 상기 c환, 상기 형성된 환, 상기 아릴, 및 상기 헤테로아릴의 적어도 하나는, 탄소수 3∼24의 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 되고,
    상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
  4. 제3항에 있어서,
    [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조, 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
    n은 1∼3의 정수이며,
    Ra, Rb, 및 Rc는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴이며, 2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 또한, Rb 및 Rc 중 인접하는 기끼리가 결합하여, b1환 및 c환과 함께, 탄소수 9∼16의 아릴환 또는 탄소수 6∼15의 헤테로아릴환을 형성하고 있어도 되고, 형성된 환에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼30의 아릴, 탄소수 2∼30의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼12의 아릴이며, 2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 탄소수 1∼24의 알킬, 또는 탄소수 3∼24의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 이들 치환기에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
    b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
    b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 또한, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 「-C(-R)2-」, 「-Si(-R)2-」, 또는 「-Se-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R, 「-C(-R)2-」의 R, 및 「-Si(-R)2-」의 R은, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
    Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, 또는 Ge-R이며, 상기 Si-R의 R 및 Ge-R의 R은, 탄소수 6∼12의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼6의 알킬, 또는 탄소수 3∼14의 시클로알킬이며,
    X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, >C(-R)2, >Si(-R)2, 또는 >Se이며, 상기 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
    또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    X2는, 각각 독립적으로, N 또는 C-R이며, 상기 C-R의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
    X2가 N일 때, 상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 모든 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리는, 결합하여, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R)2-, -Si(-R)2-, 또는 -Se-가 되어 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, -C(-R)2-의 R, 및 -Si(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 해당 R에 있어서의 적어도 하나의 수소는 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, 상기 b1환, 상기 c환, 상기 형성된 환, 상기 아릴, 및 상기 헤테로아릴의 적어도 하나는, 탄소수 3∼20의 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼15의 헤테로아릴, 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
    다환 방향족 화합물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 식(2A) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조 및 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
    상기 식(2B) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
    n은 1∼3의 정수이며,
    Ra, Rb, 및 Rc는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴이며, 2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
    b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 또는 「-C(-R)2-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R 및 「-C(-R)2-」의 R은, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
    b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 또한, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 「-S-」, 또는 「-C(-R)2-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R 및 「-C(-R)2-」의 R은, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
    Y는, 각각 독립적으로, B, P, P=O, 또는 P=S이며,
    X1은, 각각 독립적으로, >N-R, >O, >S, 또는 >C(-R)2이며, 상기 >N-R의 R 및 >C(-R)2의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
    또한, 상기 X1으로서의, >C(-R)2의 2개의 R끼리 및 >Si(-R)2의 2개의 R끼리는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 또는 -C(-R)2-에 의해 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, 및 -C(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R, >C(-R)2의 R, 및 >Si(-R)2의 R의 적어도 하나는, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 또는 -C(-R)2-에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R, 및 -C(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    X2는, N이며,
    상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 모든 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리는, 결합하여, 단결합, -CH=CH-, -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, 또는 -C(-R)2-가 되어 있어도 되고, 상기 -CR=CR-의 R, -N(-R)-의 R 및 -C(-R)2-의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 탄소수 1∼5의 알케닐, 탄소수 1∼5의 알키닐, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며, 인접하는 2개의 R끼리가 환을 형성하여, 탄소수 5∼10의 시클로알킬렌, 탄소수 6∼10의 아릴렌, 또는 탄소수 2∼10의 헤테로아릴렌을 형성하고 있어도 되고,
    상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, 상기 b1환, 상기 c환, 상기 아릴, 및 상기 헤테로아릴의 적어도 하나는, 탄소수 3∼16의 적어도 하나의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
    다환 방향족 화합물.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 식(2A) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-m1)으로 나타내어지는 단위 구조 및 상기 식(φ2-m2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
    상기 식(2B) 중의 [φ2]n의 부분은, 상기 식(φ2-p1)으로 나타내어지는 단위 구조 및 상기 식(φ2-p2)으로 나타내어지는 단위 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단위 구조의 합계 n개가 연결되어 구성되는 부분이며,
    n은 1 또는 2이며,
    Ra, Rb, 및 Rc는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 6∼16의 아릴, 탄소수 2∼20의 헤테로아릴, 디아릴아미노(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴), 디아릴보릴(단 아릴은 탄소수 6∼10의 아릴이며, 2개의 아릴은 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고 있어도 됨), 탄소수 1∼12의 알킬, 또는 탄소수 3∼16의 시클로알킬이며, 해당 Ra, Rb, 및 Rc에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬로 치환되어 있어도 되고,
    a환에 있어서의 「-C(-Ra)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며,
    b1환 및 c환에 있어서의, 임의의 「-C(-R)=」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 임의의 「-C(-R)=C(-R)-」(여기서 R은 Rb 또는 Rc임)은, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 또는 「-S-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R은, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
    b2환에 있어서의, 임의의 「-C(-Rb)=」는 「-N=」으로 치환되어 있어도 되며, 또한, 일방의 「-C(-Rb)=」가 단결합이며, 또한 타방의 「-C(-Rb)=」가, 「-N(-R)-」, 「-O-」, 또는 「-S-」로 치환되어 있어도 되며, 상기 「-N(-R)-」의 R은, 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 2∼10의 헤테로아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
    Y는, 각각 독립적으로, B이며,
    X1은, 각각 독립적으로, >N-R 또는 >O이며, 상기 >N-R의 R은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼10의 아릴, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 탄소수 5∼10의 시클로알킬이며,
    또한, 상기 X1으로서의 >N-R의 R은, 단결합에 의해, 상기 a환, b1환, b2환, 및 c환의 적어도 하나와 결합하고 있어도 되고,
    X2는, N이며,
    상기 식(2A), 식(φ2-m1), 및 식(φ2-m2)에 있어서의, 모든 인접하는 c환에 있어서의 인접하는 Rc끼리는, 결합하여, 단결합이 되어 있어도 되고,
    상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의, 상기 b1환, 상기 c환, 및 상기 >N-R의 R로서의 탄소수 6∼10의 아릴의 적어도 하나는, 탄소수 3∼14의 시클로알칸으로 축합되어 있어도 되고, 해당 시클로알칸에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있어도 되고,
    상기 식(2A) 또는 식(2B)으로 나타내어지는 화합물에 있어서의 적어도 하나의 수소는, 중수소, 시아노, 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 되는,
    다환 방향족 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    하기 구조식으로 나타내어지는, 다환 방향족 화합물.
    Figure pct00246

    (구조식 중의 「Me」은 메틸기를 나타낸다.)
  8. 제1항에 있어서,
    하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는, 다환 방향족 화합물.
    Figure pct00247

    Figure pct00248

    (구조식 중의 「Me」은 메틸기, 「tBu」는 t-부틸기를 나타낸다.)
  9. 제1항에 있어서,
    하기 어느 하나의 구조식으로 나타내어지는, 다환 방향족 화합물.
    Figure pct00249

    (구조식 중의 「Me」은 메틸기, 「tBu」는 t-부틸기를 나타낸다.)
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 다환 방향족 화합물에 반응성 치환기가 치환된, 반응성 화합물.
  11. 제10항에 기재된 반응성 화합물을 모노머로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물, 또는, 해당 고분자 화합물을 더 가교시킨 고분자 가교체.
  12. 주사슬형 고분자에 제10항에 기재된 반응성 화합물을 치환시킨 펜던트형 고분자 화합물, 또는, 해당 펜던트형 고분자 화합물을 더 가교시킨 펜던트형 고분자 가교체.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 다환 방향족 화합물을 함유하는, 유기 디바이스용 재료.
  14. 제10항에 기재된 반응성 화합물을 함유하는, 유기 디바이스용 재료.
  15. 제11항에 기재된 고분자 화합물 또는 고분자 가교체를 함유하는, 유기 디바이스용 재료.
  16. 제12항에 기재된 펜던트형 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 가교체를 함유하는, 유기 디바이스용 재료.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 디바이스용 재료가, 유기 전계 발광 소자용 재료, 유기 전계 효과 트랜지스터용 재료, 유기 박막 태양 전지용 재료, 또는 파장 변환 필터용 재료인, 유기 디바이스용 재료.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 유기 전계 발광 소자용 재료가 발광층용 재료인, 유기 디바이스용 재료.
  19. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 다환 방향족 화합물과, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
  20. 제10항에 기재된 반응성 화합물과, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
  21. 주사슬형 고분자와, 제10항에 기재된 반응성 화합물과, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
  22. 제11항에 기재된 고분자 화합물 또는 고분자 가교체와, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
  23. 제12항에 기재된 펜던트형 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 가교체와, 유기 용매를 포함하는, 잉크 조성물.
  24. 양극 및 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 해당 한 쌍의 전극 사이에 배치되고, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 다환 방향족 화합물, 제10항에 기재된 반응성 화합물, 제11항에 기재된 고분자 화합물 또는 고분자 가교체, 또는, 제12항에 기재된 펜던트형 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 가교체를 함유하는 유기층을 가지는, 유기 전계 발광 소자.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 유기층이 발광층인, 유기 전계 발광 소자.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 발광층이, 호스트와, 도펀트로서의 상기 다환 방향족 화합물, 반응성 화합물, 고분자 화합물, 고분자 가교체, 펜던트형 고분자 화합물 또는 펜던트형 고분자 가교체를 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 호스트가, 안트라센계 화합물, 플루오렌계 화합물 또는 디벤조크리센계 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음극과 상기 발광층의 사이에 배치되는 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나의 층을 가지고, 해당 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나는, 보란 유도체, 피리딘 유도체, 플루오란텐 유도체, BO계 유도체, 안트라센 유도체, 벤조플루오렌 유도체, 포스핀옥사이드 유도체, 피리미딘 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아진 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀리놀계 금속 착체, 티아졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 실롤 유도체 및 아졸린 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 전자 수송층 및 전자 주입층의 적어도 하나의 층이, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리토류 금속의 산화물, 알칼리토류 금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물, 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리토류 금속의 유기 착체 및 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  30. 제24항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나의 층이, 각 층을 형성할 수 있는 저분자 화합물을 모노머로 하여 고분자화시킨 고분자 화합물, 또는, 해당 고분자 화합물을 더 가교시킨 고분자 가교체, 또는, 각 층을 형성할 수 있는 저분자 화합물을 주사슬형 고분자와 반응시킨 펜던트형 고분자 화합물, 또는, 해당 펜던트형 고분자 화합물을 더 가교시킨 펜던트형 고분자 가교체를 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
  31. 제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 구비한 표시 장치 또는 조명 장치.
  32. 제17항에 기재된 파장 변환 필터용 재료를 포함하는 파장 변환 필터.
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