JP2010059160A - フルオレン化合物及びこれを利用した有機電界発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】新規のフルオレン化合物及びこれを含む有機膜を採用した有機電界発光装置を提供する。
【解決手段】優秀な電気的特性及び電荷輸送能を持っていて、赤色、緑色、青色、白色などのあらゆるカラーの蛍光と燐光素子に適した正孔注入材料、正孔輸送材料及び/または発光材料として有用なフルオレン化合物であり、これを利用して高効率、低電圧、高輝度、長寿命の有機電界発光装置を製作できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、フルオレン化合物及びこれを含む有機膜を採用した有機電界発光装置に係り、より詳細には、優秀な電気的特性及び電荷輸送能を持つフルオレン化合物並びに、これを含む有機膜を採用した有機電界発光装置に関する。
電界発光装置は自発光型表示素子であって、視野角が広くてコントラストが優秀なだけではなく、応答時間が早いという長所を持つため、大きく注目されている。
これらの電界発光装置の種類は、発光層に無機化合物を使用する無機発光装置と、有機化合物を使用する有機電界発光装置とに大別でき、このうち、特に有機電界発光装置は無機発光装置に比べて輝度、駆動電圧及び応答速度特性に優れて、多色化が可能であるという点で多くの研究が行われつつある。有機電界発光装置は、一般的にアノード/有機発光層/カソードの積層構造を持ち、前記アノードと発光層との間に、正孔注入層及び/または正孔輸送層、または発光層とカソードとの間に電子注入層をさらに積層して、アノード/正孔輸送層/有機発光層/カソード、アノード/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/カソードなどの構造を持つ。
前記正孔輸送層の形成材料として、ポリフェニル化合物またはアントラセン誘導体がよく知られている(特許文献1及び2)。ところが、既知の正孔注入層及び/または正孔輸送層の形成材料からなる有機電界発光装置は、寿命、効率及び消費電力特性が満足すべきレベルに至らず、改善の余地が多い。
米国特許第6,596,415号明細書 米国特許第6,465,115号明細書
前述した問題点を解決するために本発明は、優秀な電気的特性及び電荷輸送能を持っていて、赤色、緑色、青色、白色などのあらゆるカラーの蛍光及び燐光有機電界発光装置に適した有機膜形成材料を提供することを目的とする。また、これを含む有機膜を備えて高効率、低電圧、高輝度及び長寿命を持つ有機電界発光装置及びこれを備えた平板表示装置を提供することを目的とする。
前記技術的課題を解決するために、本発明では下記化学式1または化学式2で表示されるフルオレン化合物を提供する。
前記式で、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立的に、C6−C20の置換または非置換アリール基、C6−C20の置換または非置換のアリールオキシ基、C4−C20の置換または非置換のヘテロ環基、またはC4−C20の置換または非置換の縮合多環基であり;Xは、C6−C20の置換または非置換アリール基、C4−C15の置換または非置換のヘテロアリール基またはC4−C20の置換または非置換の縮合多環基であり;R及びRは、それぞれ独立的に、C1−C10の置換または非置換のアルキル基、C6−C20のアリール基、C1−C10の置換または非置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはアミノ基(アミン基)である。ここで、例えば、C6−C20とは、特に説明するまでもないが、炭素数6〜20と言う意味内容である。
前記他の技術的課題を解決するために、本発明は、第1電極と第2電極との間に位置する有機膜を備える有機電界発光装置において、前記有機膜は、前述したフルオレン化合物を含むことを特徴とする有機電界発光装置を提供する。
本発明の一実施形態(具現例)によれば、前記有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層または発光層である。
前記本発明のさらに他の課題を解決するために、本発明は前述したような有機電界発光装置を備え、前記有機電界発光装置の第1電極は、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されたことを特徴とする平板表示装置を提供する。
前記化学式1または化学式2で表示されるフルオレン化合物は、優秀な電気的特性及び電荷輸送能を持っていて、赤色、緑色、青色、白色などのあらゆるカラーの蛍光と燐光素子に適した正孔注入材料、正孔輸送材料及び/または発光材料として有用である。したがって、これを利用すれば、高効率、低電圧、高輝度、長寿命の有機電界発光装置を製作できる。
本発明の一実施形態(具現例)による有機電界発光装置の構造を示す図面である。
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の一実施形態(具現例)による化合物は、下記化学式1または化学式2で表示される。
前記式で、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立的に、C6−C20の置換または非置換アリール基、C6−C20の置換または非置換のアリールオキシ基、C4−C20の置換または非置換のヘテロ環基、またはC4−C20の置換または非置換の縮合多環基であり;Xは、C6−C20の置換または非置換アリール基、C4−C15の置換または非置換のヘテロアリール基またはC4−C20の置換または非置換の縮合多環基であり;R及びRは、それぞれ独立的に、C1−C10の置換または非置換のアルキル基、C6−C20のアリール基、C1−C10の置換または非置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはアミノ基(アミン基)である。
前記化学式1または2のフルオレン化合物は、フェニレン基を持つ非対称コア及びフルオレニル基を含む非対称アミン化合物であって、前記フルオレニル基は、前記非対称アミン化合物のいずれか一つの窒素上に位置する。前記化学式1または2のフルオレン化合物は、ナフタレンやアントラセン基などが導入されて、ガラス転移温度(Tg)や融点が高くなりうる。このようなフルオレン化合物は、電界発光時における有機層中、有機層と有機層との間、または有機層と金属電極との間で発生するジュール熱に対する耐熱性及び、高温環境下での耐性が増大する。このようなフルオレン化合物を利用して製造された有機電界発光装置は、保存時及び駆動時の耐久性が高い。
前記化学式1または2において、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立的に、C6−C20の置換または非置換のアリール基、C6−C20の置換または非置換のアリールオキシ基、C4−C20の置換または非置換のヘテロ環基、またはC4−C20の置換または非置換の縮合多環基でありうる。これらの芳香族置換基の炭素数は、化学式1または2の化合物の分子量が大き過ぎれば蒸着し難いため、20以下であることが望ましい。
望ましくは、Ar、Ar及びArは、それぞれ、フェニル基、低級アルキルフェニル基、低級アルコキシフェニル基、シアノフェニル基、フェノキシフェニル基、フルオロフェニル基、ナフチル基、低級アルキルナフチル基、低級アルコキシナフチル基、シアノナフチル基、ハロナフチル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、低級アルキルカルバゾリル基、ビフェニル基、低級アルキルビフェニル基、低級アルコキシビフェニル基、またはピリジル基である。前述した低級アルキル基及び低級アルコキシ基の炭素数は、1ないし5の範囲が望ましい。
さらに望ましくは、Ar、Ar及びArは、それぞれ、フェニル基、ナフチル基またはビフェニル基から選択されるアリール基またはこれらの芳香族環に、C1−C4のアルキル基、C1−C5のアルコキシ基、シアノ基、アミノ基(アミン基)、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子が1ないし3個、望ましくは1個が置換されたものを挙げることができる。
Ar、Ar及びArの具体的な例は、これらに制限されるものではないが、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、メチルビフェニル基、エチルビフェニル基、o−、m−及びp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロフェニル基、メトキシフェニル基、o−,m−及びp−トリル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、(α,α−ジメチルベンゼン)フェニル基、(N,N’−ジメチル)アミノフェニル基、(N,N’−ジフェニル)アミノフェニル基、ペンタレニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ペンタフェニル基、ヘキサフェニル基、カルバゾリル基などを含む。このうち、フェニル基、メチルフェニル基、ナフチル基及びビフェニルが望ましい。
前記化学式1または2で、Xは、C6−C20の置換または非置換アリール基、C4−C15の置換または非置換のヘテロアリール基、またはC4−C20の置換または非置換の縮合多環基を表す。
例えば、Xは、下記化学式3に図示された構造から選択されうるが、これに制限されるものではない。
さらに望ましくは、Xは、下記化学式4に図示された構造から選択されうる。
前記化学式1または2で、R及びRは、それぞれ独立的に、C1−C10の置換または非置換のアルキル基、C6−C20のアリール基、C1−C10の置換または非置換のアルコキシ基、ハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子)、シアノ基またはアミノ基(アミン基)などを表す。望ましくは、C1−C10のアルキル基またはC6−C20のアリール基であり、さらに望ましくは、メチル基またはフェニル基である。
本発明の化学式で使われた非置換のアルキル基の具体的な例にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基などを挙げることができ、前記アルキル基のうち一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸基やその塩、C1−C10のアルキル基、C1−C10のアルケニル基、C1−C10のアルキニル基、C6−C10のアリール基、C7−C10のアリールアルキル基、C4−C10のヘテロアリール基、またはC5−C10のヘテロアリールアルキル基で置換できる。
本発明の化学式で使われた非置換のアルコキシ基の具体的な例として、メトキシ基、エトキシ基、フェニルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ナフチルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ジフェニルオキシ基などがあり、これらアルコキシ基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基で置換可能である。
本発明の化学式で使われた非置換のアリール基は単独または組み合わせて使われて、一つ以上の環を含む芳香族炭素環を意味し、前記環はペンダント方法で共に付着(結合)されるか、または縮合される。アリール基としては、フェニル基、o−、m−、p−トリル基、1−および2−ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等の炭素数が6〜20のアリール基が挙げられる。前記アリール基のうち一つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基で置換できる。
本発明の化学式で使われた非置換のアリールオキシ基の例には、フェニルオキシ基、ナフチレンオキシ基、ジフェニルオキシ基などがある。前記アリールオキシ基のうち一つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基で置換できる。
本発明の化学式で使われた非置換のヘテロアリール基は、N、O、PまたはSの中で選択された1、2または3個のヘテロ原子を含み、残りの環原子がCである環原子数6ないし30の1価単環式または二環式芳香族の有機化合物を意味する。前記ヘテロアリール基のうち一つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基で置換できる。前記ヘテロアリール基の例には、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、インドリル基などを挙げることができる。
本発明の化学式で使われた非置換の縮合多環基の例は、ペンタレニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、キノリル基、アントラキノリル基、フルオレニル基、カルバゾリル基などを含む。前記縮合多環基のうち一つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基で置換できる。
本発明の化学式で使われた非置換のヘテロ環基は、環を構成するヘテロ原子としてN、O、PまたはSなどを含む環状化合物からなる基である。詳しくは、N、O、PまたはSの中で選択された1、2または3個のヘテロ原子を含み、残りの環原子がCである5〜10員環、好ましくは5〜6員環のヘテロ環基が挙げられる。具体的には、ピロリル基、ピロリニル基、ピロリジニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、イミダゾリル基、キナゾリニル基、キノリル基、アクリジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、インドリル基、チエニル基、フリル基、ピラニル基等を挙げることができる。前記ヘテロ環基のうち一つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基で置換できる。
以下、本発明の前記化学式1または2で表示されるフルオレン化合物の具体的な例として、下記構造式で表示される化合物1ないし198を挙げることができるが、本発明のフルオレン化合物がこれら化合物に限定されてはならない。
本発明による有機電界発光装置は、第1電極、第2電極及び前記第1電極と前記第2電極との間に前述したような化学式1または2で表示されるフルオレン化合物を含む有機膜を備える。
前記化学式1または2で表示されるフルオレン化合物を含む有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層または正孔注入機能及び正孔輸送機能をいずれも持つ単一膜でもありうる。または前記化学式1または2で表示されるフルオレン化合物を含む有機膜は、発光層でもありうる。この時、前記化学式1または2で表示されるフルオレン化合物は、青色、緑色または赤色の蛍光または燐光材料のホスト材料として使われうる。
望ましくは、前記化学式1または2で表示されるフルオレン化合物を含む有機膜は、正孔輸送層である。
一方、前記第1電極はアノードであり、前記第2電極はカソードであるが、この逆の場合ももちろん可能である。
前述した有機電界発光装置において、前記有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうち一つ以上の層をさらに備えることができ、必要に応じては前記有機膜の各層を2層で形成することも可能である。
例えば、本発明の一実施形態(具現例)による有機電界発光装置は、第1電極/正孔注入層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極構造を持つことができる。または前記有機電界発光装置は、第1電極/正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ単一膜/発光層/電子輸送層/第2電極または第1電極/正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ単一膜/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の構造を持つことができる。
本発明による有機電界発光装置は、前面発光型、背面発光型など多様な構造で適用可能である。
以下、本発明の一実施形態(具現例)による有機電界発光装置の製造方法を、図1に示した有機電界発光装置を参照して説明する。図1の有機電界発光装置は、基板(図示せず)、第1電極(アノード)、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び第2電極(カソード)を備えている。
まず、基板の上部に大きい仕事関数を持つ第1電極用物質を蒸着法またはスパッタ法により形成して第1電極を形成する。前記第1電極は、アノードでありうる。ここで基板としては、通常、一般的な有機電界発光装置で使われる基板を使用するが、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板が望ましい。また、第1電極用物質には、透明かつ伝導性に優れた酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)などを使用する。
次いで、前記第1電極の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB(Langmuir−Blodgett)法などの多様な方法を利用して正孔注入層(HIL)を形成できる。
真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、一般的に蒸着温度100ないし500℃、真空度10−8ないし10−3torr、蒸着速度0.01ないし100Å/sec、膜厚さは通常10Åないし5μm範囲で適宜に選択することが望ましい。
スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、約2000rpmないし5000rpmのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約80℃ないし200℃の温度範囲で適宜に選択することが望ましい。
前記正孔注入層物質としては、前述したような化学式1または2で表示されるフルオレン化合物を利用できる。または公知の物質として、例えば、米国特許第4,356,429号明細書に開示された銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物またはAdvanced Material、6、p.677(1994)に記載されているスターバスト型アミン誘導体類であるTCTA(下記構造式参照)、m−MTDATA(下記構造式参照)、m−MTDAPB(1,3,5−トリス[4−(3−メチルフェニルフェニルアミノ)フェニル]ベンゼン)、溶解性のある伝導性高分子であるPani/DBSA(ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸)またはPEDOT/PSS(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホネート))、Pani/CSA(ポリアニリン/カンファスルホン酸)またはPANI/PSS(ポリアニリン/ポリ(4−スチレンスルホネート))などを使用できる。
前記正孔注入層の厚さは、約10Åないし5μm(=50000Å)、望ましくは100Åないし1000Åでありうる。前記正孔注入層の厚さが10Å未満である場合、正孔注入特性が低下し、前記正孔注入層の厚さが50000Åを超過する場合、駆動電圧が上昇するためである。
正孔輸送層も真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法などの公知の多様な方法を利用して形成でき、真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲内で選択される。
前記正孔輸送層物質は、前述したような化学式1または化学式2で表示されるフルオレン化合物でありうる。または、公知の正孔輸送層物質を利用することもできるが、例えば、N−フェニルカルバゾル、ポリビニルカルバゾルなどのカルバゾル誘導体;4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(TPD)(下記構造式参照)、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(α−NPD)(下記構造式参照)などの芳香族縮合環を持つ通常、一般的なアミン誘導体などが使われる。
前記正孔輸送層の厚さは、約50Åないし1000Å、望ましくは100Åないし600Åでありうる。前記正孔輸送層の厚さが50Å未満である場合、正孔輸送特性が低下し、前記正孔輸送層の厚さが1000Åを超過する場合、駆動電圧が上昇するためである。
次いで、前記正孔輸送層の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法などの方法を利用して発光層(EML)を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲内で選択される。
前記発光層は、前述したような化学式1または2で表示されるフルオレン化合物を含むことができる。特に、化学式1または2で表示されるフルオレン化合物は、ホストとして使われうる。前記発光層は、公知の多様な発光物質を利用して形成できるが、公知のホスト及びドーパントを利用して形成することもできる。前記ドーパントの場合、公知の蛍光ドーパント及び公知の燐光ドーパントをいずれも使用できる。
例えば、ホストとしては、Alq(トリス(8−キノリノレート)アルミニウム)、CBP(4,4’−N,N’−ジカルバゾル−ビフェニル)、PVK(ポリ(n−ビニルカルバゾル))、DSA(ジスチリルアリーレン)などを使用できるが、これに限定されるものではない。
ドーパントの場合、蛍光ドーパントとしては、DPVBi、C−545T、DCJTBなどを使用でき、燐光ドーパントとしては、Ir(ppy)(ppyは、フェニルピリジンの略語である)(緑色)、(4,6−F2ppy)Irpic(参照文献:Chihaya Adachi etc.Appl.Phys.Lett.,79,2082−2084,2001)、コビオン社製のTEB002、PtOEP(platinum(II)octaethylporphyrin)、下記化学式5を持つ化合物(大韓民国特許公開第2005−0078472号公報を参照)、Firpic(下記構造式参照)、UDC社製の赤色燐光ドーパントのRD61などを使用できるが、これに限定されるものではない。
前記ドーパントの含有量は、発光層形成材料100重量部(すなわち、ホストとドーパントの総重量は100重量部とする)を基準として0.1ないし20重量部、特に0.5〜12重量部であることが望ましい。ドーパントの含有量が0.1重量部未満ならば、ドーパント付加による効果が微小であり、20重量部を超過すれば、燐光や蛍光いずれも濃度ケンチング(quenching)のような濃度消光が起きて望ましくない。
前記発光層の厚さは、約100Åないし1000Å、望ましくは200Åないし600Åでありうる。前記発光層の厚さが100Å未満である場合、発光特性が低下し、前記発光層の厚さが1000Åを超過する場合、駆動電圧が上昇するためである。
発光層が燐光ドーパントを含む場合、三重項励起子または正孔が電子輸送層へ広がる現象を防止するために、正孔阻止層(HBL)を真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して発光層の上部に形成できる(図1には図示せず)。真空蒸着法及びスピンコーティング法により正孔阻止層を形成する場合、その条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲内で選択される。
この時に使用できる正孔阻止層物質は特別に制限されず、公知の正孔阻止層物質中で任意に選択して利用できる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、または特開平11−329734(A1)に記載されている正孔阻止材料、BAlq、BCPなどを利用できる。
前記正孔阻止層の厚さは、約50Åないし1000Å、望ましくは100Åないし300Åでありうる。前記正孔阻止層の厚さが50Å未満である場合、正孔阻止特性が低下し、前記正孔阻止層の厚さが1000Åを超過する場合、駆動電圧が上昇するためである。
次いで、電子輸送層(ETL)を真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法により電子輸送層を形成する場合、その条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲内で選択される。
前記電子輸送層物質は特別に限定されず、公知の電子輸送層の形成材料中で任意に選択されうる。例えば、キノリン誘導体、特にAlq、TAZなどの公知の材料を利用できる。
前記電子輸送層の厚さは、約100Åないし1000Å、望ましくは100Åないし500Åでありうる。前記電子輸送層の厚さが100Å未満である場合、電子輸送特性が低下し、前記電子輸送層の厚さが1000Åを超過する場合、駆動電圧が上昇するためである。
また電子輸送層の上部に、陰極からの電子の注入を容易にする機能を持つ物質である電子注入層(EIL)が積層されうる。電子注入層は、真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法により電子注入層を形成する場合、前記電子注入層の蒸着条件及びコーティング条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲内で選択される。
電子注入層としては、LiF、NaCl、CsF、LiO、BaOなどの電子注入層形成材料として公知の任意の物質を利用できる。
前記電子注入層の厚さは、約1Åないし100Å、望ましくは5Åないし90Åでありうる。前記電子注入層の厚さが1Å未満である場合、電子注入特性が低下し、前記電子注入層の厚さが100Åを超過する場合、駆動電圧が上昇するためである。
最後に、電子注入層の上部に真空蒸着法やスパッタ法などの方法を利用して第2電極を形成できる。前記第2電極は、カソードまたはアノードとして使われうる。前記第2電極形成用物質としては、小さい仕事関数を持つ金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−リチウム(Al−Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)、マグネシウム−銀(Mg−Ag)などを挙げることができる。また、前面発光装置を得るためにITO、IZOを使用した透明カソードを使用することもある。
本発明による有機電界発光装置は、多様な形態の平板表示装置、例えば、受動マトリックス有機発光表示装置及び能動マトリックス有機発光表示装置に備えられうる。特に、能動マトリックス有機発光表示装置に備えられる場合、基板側に備えられた第1電極は画素電極であって、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されうる。また、前記有機電界発光装置は、両面で画面を表示できる平板表示装置に備えられうる。
以下、本発明による化学式1または2で表示されるフルオレン化合物の合成例及び有機電界発光装置の製造例について実施例を挙げて具体的に例示するが、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
<合成例1:化合物1の製造>
下記反応式1の反応経路を経て化合物1を合成した。
(1)中間体Aの合成
1−ブロモナフタレン20.7g(100mmol)を300mlのジクロロメタンに溶かした後、−30℃に冷却した。臭素2.56g(50mmol)を30mlのジクロロメタンに溶かした溶液を−30℃に冷却した後、前記反応溶液に徐々に添加した。添加が完了した後、光を遮断して−30℃の冷凍庫に72時間放置した。次いで、前記反応溶液に10%チオ硫酸ナトリウム水溶液を添加した後、有機層を抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥して溶媒を蒸発して、得られた残留物をジエチルエーテルとノルマルヘキサンとで再結晶して、白色固体の中間体Aを24.3g(収率85%)得た。ここで、反応式中のMCは、methylene chloride;メチレンクロライド=ジクロロメタンの略である。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.26−8.24(m,2H),7.66−7.63(m,4H)。
(2)中間体Bの合成
中間体A 14.3g(50mmol)をジエチルエーテル150mlに溶かした後、−78℃でノルマルブチルリチウム(20ml、2.5M ヘキサン中)を添加した。30分後、徐々に常温に昇温した。30分後、ホウ酸トリイソプロピル23ml(100mmol)をジエチルエーテル50mlに溶かした溶液を−78℃に維持し、これに前記の溶液を徐々に添加した。得られた反応溶液を室温で5時間さらに攪拌した後、1N HCl溶液を添加してジエチルエーテル(200ml)で3回抽出した。ジエチルエーテル層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧乾燥して得た粗生成物をノルマルヘキサンで再結晶して、白色固体の中間体Bを9.6g(収率77%)得た。ここで、ホウ酸トリイソプロピルは、反応式中では、B(iOPr)で表記している。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.05(d,1H),7.85(d,1H),7.73(m,4H),7.35(s、2H)。
(3)中間体Cの合成
中間体B 7.53g(30mmol)、4−ヨードニトロベンゼン15g(60mmol)、Pd(PPh 1.7g(1.5mmol)及びKCO 20g(150mmol)を100mlのTHF/HO(2:1)混合溶液に溶かして80℃で5時間攪拌した。前記反応溶液をジエチルエーテル200mlで3回抽出した後、有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥して溶媒を蒸発して得られた残留物をジクロロメタンとノルマルヘキサンとで再結晶して中間体C7.68g(収率78%)を得た。ここで、反応式中のPd(PPhは、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウムの略号である。反応式中のTHFは、テトラヒドロフランの略号である。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.14(d,1H),8.10−8.06(m,2H),7.86(d,1H),7.81−7.71(m,2H),7.66(d,1H),7.58−7.53(m,3H)。
(4)中間体Dの合成
中間体C 5g(15.2mmol)、1−ナフチルフェニルアミン4g(18.2mmol)、t−BuONa 2.2g(23mmol)、Pd(dba) 0.28g(0.3mmol)及びP(t−Bu) 0.061g(0.3mmol)をトルエン500mlに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。反応が完結した後、反応溶液を常温に冷やし、これを蒸溜水とジエチルエーテル50mlとで3回抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体D 4.6g(収率65%)を得た。ここで、反応式中のt−BuONaは、ナトリウム−tert−ブトキシドの略号である。反応式中のPd(dba)は、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)の略号である。反応式中のP(t−Bu)は、トリtert−ブチルホスフィンの略号である。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.49(dd,1H),8.10−8.06(dd,3H),7.85(dd,1H),7.67−7.27(m,13H),6.64−6.60(m,1H),6.10(d,1H),5.65(dd,2H)。
(5)中間体Eの合成
中間体D 4.6g(10mmol)を酢酸20ml及びメタノール10mlに溶かした溶液に、SnCl 189mg(1mmol)と少量のHClとを添加して80℃で5時間攪拌した。反応が完結した後、反応溶液を常温に冷やし、これを蒸溜水とジエチルエーテル50mlとで3回抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して中間体E 3.88g(収率89%)を得た。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.49(dd,1H),8.04(d,1H),7.85(dd,1H),7.65−7.27(m,13H),6.70−6.60(m,3H),6.10(dd,1H),5.65(dd,2H),5.48(s,2H)。
(6)中間体Fの合成
中間体E 4.4g(10mmol)、ブロモベンゼン1.05ml(10mmol)、t−BuONa 1.4g(15mmol)、Pd(dba) 0.18g(0.2mmol)及びP(t−Bu) 0.04g(0.2mmol)をトルエン40mlに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。反応が完結した後、反応溶液を常温に冷やし、蒸溜水とジエチルエーテル40mlとで3回抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体F 3.07g(収率60%)を得た。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.49(dd,1H),8.05(d,1H),7.85(dd,1H),7.63−7.25(m,15H),7.12(d,2H),6.90−6.60(m,4H),6.10(dd,1H),5.65(d,2H),5.51(s,NH)。
(7)化合物1の合成
中間体F 5.1g(10mmol)、2−ブロモ−9,9−ジメチル−フルオレン3.0g(11mmol)、t−BuONa 1.4g(15mmol)、Pd(dba) 0.18g(0.2mmol)及びP(t−Bu) 0.04g(0.2mmol)をトルエン40mlに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。反応が完結した後、反応溶液を常温に冷やし、これを蒸溜水とジエチルエーテル40mlとで3回抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、化合物1 6.2g(収率88%)を得た。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.48(dd,1H),8.20(dd,1H),7.97(dd,1H),7.84(d,1H),7.68(d,1H),7.65−7.15(m、18H),6.95(t,1H),6.62(m,2H),6.43−6.39(m,2H),6.33(dd,1H),6.10(d,1H),5.68−5.63(m,4H),1.85(s,6H)。
<合成例2:化合物8の製造>
下記反応式2の反応経路を経て化合物8を合成した。
(8)中間体Gの合成
1−ナフチルフェニルアミンの代わりにビスビフェニル−4−アミンを使用したことを除いて、前記中間体Dの合成と同じ方法で中間体Gを62%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.10−8.06(m,3H),7.76−7.73(m,4H),7.68−7.60(m,8H),7.54(d,1H),7.43−7.29(m,8H),6.45−6.41(m,4H)。
(9)中間体Hの合成
中間体Dの代わりに中間体Gを使用したことを除いて、前記中間体Eの合成と同じ方法で、中間体Hを90%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.04(d,1H),7.76−7.60(m,10H),7.54(dd,1H),7.41−7.29(m,10H),6.70−6.66(m,2H),6.45−6.41(m,4H),5.48(s,NH)。
(10)中間体Iの合成
中間体Eの代わりに中間体Hを使用したことを除いて、前記中間体Fの合成と同じ方法で中間体Iを63%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.05(d,1H),7.76−7.10(m,25H),6.88(t,1H),6.79−6.75(m,2H),6.45−6.41(m,4H),5.51(s,NH)。
(11)化合物8の合成
中間体Fの代わりに中間体Iを使用したことを除いて、前記化合物1の合成と同じ方法で、化合物8を60%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.21(d,1H),7.98(d,1H),7.76−7.14(m,27H),6.97−6.93(m,1H),6.64−6.59(m,1H),6.45−6.32(m,7H),5.68−5.66(m,2H),1.85(s,6H)。
<合成例3:化合物17の製造>
下記反応式3の反応経路を経て化合物17を合成した。
(12)中間体Jの合成
ブロモベンゼンの代わりに1−ブロモナフタレンを使用したことを除いて、前記中間体Iの合成と同じ方法で中間体Jを58%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.41(dd,1H),8.05(d,1H),7.75−7.13(m,27H),6.77−6.73(m,2H),6.45−6.41(m,4H),5.91(s,NH)。
(13)化合物17の合成
中間体Iの代わりに中間体Jを使用したことを除いて、前記化合物8の合成と同じ方法で、化合物17を53%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.50(dd,1H),8.21(d,1H),7.98(d,1H),7.84(dd,1H),7.76−7.20(m,28H),7.13(d,1H),6.97−6.93(m,1H),6.45−6.36(m,6H),6.31(dd,1H),6.10(dd,1H),1.65(s,6H)。
<合成例4:化合物35の製造>
下記反応式4の反応経路を経て化合物35を合成した。
(14)中間体Kの合成
1,5−ジブロモナフタレン14.3g(50mmol)をジエチルエーテル150mlに溶かした後、−78℃でノルマルブチルリチウム(20ml、2.5Mヘキサン溶液)を添加した。30分後、温度を徐々に常温に昇温させた。30分後、ホウ酸トリイソプロピル23ml(100mmol)をジエチルエーテル50mlに溶かした溶液を−78℃に維持しつつ、これに前記混合溶液を徐々に添加した。室温で5時間攪拌した後、1N HCl溶液を添加してジエチルエーテル(200ml)で3回洗浄した。洗浄されたジエチルエーテル層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧乾燥して生成物を得て、ノルマルヘキサンで再結晶して白色固体の中間体Kを9.15g(収率73%)得た。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.06−8.01(m,2H),7.85(dd,1H),7.65(dd,1H),7.52−7.48(t,1H),7.35(s,1H),7.20(t,1H)。
(15)中間体Lの合成
中間体K7.53g(30mmol)、4−ヨードニトロベンゼン15g(60mmol)、Pd(PPh 1.7g(1.5mmol)及びKCO 20g(150mmol)を、THF/HO(2:1)の混合溶媒100mlに溶かして80℃で5時間攪拌した。前記反応溶液をジエチルエーテル200mlで3回抽出した後、有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をジクロロメタンとノルマルヘキサンとで再結晶して、中間体L7.09g(収率72%)を得た。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.14(d,1H),8.10−8.06(m,2H),7.94(dd,1H),7.77(dd,1H),7.66(d,1H),7.58−7.54(m,2H),7.45(t,1H),7.22(t,1H)。
(16)中間体Mの合成
中間体Cの代わりに中間体Lを使用したことを除いて、前記中間体Gの合成と同じ方法で、中間体Mを58%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.52(dd,1H),8.19(d,1H),8.10−8.06(m,2H),7.76−7.29(m,19H),6.45−6.41(m,4H),6.18(dd,1H)。
(17)中間体Nの合成
中間体Gの代わりに中間体Mを使用したことを除いて、前記中間体Hの合成と同じ方法で、中間体Nを92%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.52(dd,1H),8.19(d,1H),7.76−7.29(m,19H),6.70−6.66(m,2H),6.45−6.41(m,4H),6.18(dd,1H),5.48(s,NH)。
(18)中間体Oの合成
中間体Hの代わりに中間体Nを使用したことを除いて、前記中間体Jの合成と同じ方法で、中間体Oを60%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.52(dd,1H),8.41(dd,1H),8.19(d,1H),7.75−7.13(m,25H),6.77−6.73(m,2H),6.45−6.41(m,4H),6.18(dd,1H),5.91(s,NH)。
(19)化合物35の合成
中間体Fの代わりに中間体Oを使用したことを除いて、前記化合物1の合成と同じ方法で、化合物35を64%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.53−8.48(m,2H),8.19(d,1H),7.98(d,1H),7.86−7.12(m,28H),6.97−6.93(m,1H),6.45−6.36(m,6H),6.31(dd,1H),6.18(dd,1H),6.11(dd,1H),1.85(s,6H)。
<合成例5:化合物44の製造>
下記反応式5の反応経路を経て化合物44を合成した。
(20)中間体Pの合成
10−ブロモアントラセン−9−ボロン酸9.03g(30mmol)、4−ヨードニトロベンゼン15g(60mmol)、Pd(PPh 1.7g(1.5mmol)及びKCO 20g(150mmol)を、100mlのTHF/HO(2:1)混合溶液に溶かして80℃で5時間攪拌した。前記反応溶液をジエチルエーテル200mlで3回抽出した後、有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をジクロロメタンとノルマルヘキサンとで再結晶して、中間体P7.15g(収率63%)を得た。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.07−7.94(m,6H),7.62−7.58(m,2H),7.55−7.48(m,4H)。
(21)中間体Qの合成
中間体Cの代わりに中間体Pを使用したことを除いて、前記中間体Gの合成と同じ方法で、中間体Qを60%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.56−8.53(m,2H),8.07−8.03(m,4H),7.76−7.53(m,12H),7.40−7.23(m,8H),6.42−6.38(m,4H)。
(22)中間体Rの合成
中間体Gの代わりに中間体Qを使用したことを除いて、前記中間体Hの合成と同じ方法で反応させて、中間体Rを90%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.56−8.53(m,2H),8.04(d,2H),7.76−7.23(m,20H),6.68−6.64(m,2H),6.42−6.38(m,4H),5.48(s,NH)。
(23)中間体Sの合成
中間体Hの代わりに中間体Rを使用したことを除いて、前記中間体Jの合成と同じ方法で反応させて、中間体Sを55%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.56−8.53(m,2H),8.41(dd,1H),8.05−8.03(m,2H),7.76−7.13(m,26H),6.74−6.70(m,2H),6.42−6.38(m,4H),5.91(s,NH)。
(24)化合物44の合成
中間体Fの代わりに中間体Sを使用したことを除いて、前記化合物1の合成と同じ方法で、化合物44を61%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.56−8.53(m,2H),8.50(dd,1H),8.04(d,2H),7.98(d,1H),7.85(dd,1H),7.76−7.12(m,28H),6.97−6.93(m,1H),6.42−6.29(m,7H),6.11(dd,1H),1.95(s,6H)。
<合成例6:化合物125の製造>
下記反応式6の反応経路を経て化合物125を合成した。
(25)中間体Tの合成
2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレン8.2g(30mmol)、1−アミノナフタレン6.44g(45mmol)、t−BuONa 4.3g(45mmol)、Pd(dba) 0.55g(0.6mmol)、P(t−Bu) 0.12g(0.6mmol)をトルエン100mlに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。前記反応が完結した後、常温に冷やし、蒸溜水とジエチルエーテル100mlとで3回抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体Tを8.55g(収率85%)得た。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.41(dd,1H),7.82(d,1H),7.72(d,1H),7.59−7.36(m,5H),7.24−7.09(m,4H),6.97−6.93(m,1H),6.55(dd,1H),5.83(s,NH),1.85(s,6H)。
(26)中間体Uの合成
前記中間体Gの合成と類似した方法で、中間体Cと中間体Tとを反応させて中間体Uを63%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.49(dd,1H),8.10−8.06(m,3H),7.98(dd,1H),7.85(dd,1H),7.69−7.31(m,13H),7.24−7.20(m,1H),7.11(dd,1H),6.97−6.93(m,1H),6.29(dd,1H),6.08(dd,1H),1.05(s,6H)。
(27)中間体Vの合成
中間体Gの代わりに中間体Uを使用したことを除いて、前記中間体Hの合成と同じ方法で、中間体Vを92%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.49(dd,1H),8.04(d,1H),7.98(d,1H),7.85(dd,1H),7.69−7.31(m,13H),7.24−7.20(m,1H),7.11(d,1H),6.97−6.93(m,1H),6.70−6.66(m,2H),6.29(dd,1H),6.08(dd,1H),5.48(s,NH),1.85(s,6H)。
(28)化合物125の合成
中間体V 6.04g(10mmol)、4−ブロモビフェニル5.13g(22mmol)、t−BuONa(上記反応式ではNaOtBuと表記した) 2.8g(30mmol)、Pd(dba) 0.36g(0.4mmol)及びP(t−Bu) 0.08g(0.4mmol)をトルエン50mlに溶かした後、90℃で3時間攪拌した。反応が完結した後、反応溶液を常温に冷やし、蒸溜水とジエチルエーテル50mlとで3回抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物125 5.57g(収率65%)を得た。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.49(dd,1H),8.20(d,1H),7.98(d,1H),7.85(dd,1H),7.76−7.29(m,27H),7.24−7.20(m,1H),7.11(d,1H),6.97−6.93(m,1H),6.47−6.41(m,6H),6.29(dd,1H),6.08(dd,1H),1.85(s,6H)。
<合成例7:化合物152の製造>
下記反応式7の反応経路を経て化合物152を合成した。
(29)中間体Wの合成
1−アミノナフタレンの代わりにアニリンを使用したことを除いて、前記中間体Tの合成と同じ方法で、中間体Wを90%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−7.82(d,1H),7.54−7.49(m,2H),7.27−7.21(m,3H),7.12−7.08(m,3H),6.97−6.93(m,1H),6.90−6.86(m,1H),6.59−6.56(m,1H),5.44(NH),1.85(s,6H)。
(30)中間体Xの合成
前記中間体Uの合成と類似した方法で中間体Pと中間体Wを反応させて、中間体Xを60%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.65−8.53(m,2H),8.07−7.96(m,5H),7.72−7.67(m,3H),7.58−7.53(m,3H),7.32−7.20(m,5H),7.11(d,1H),6.97−6.93(m,1H),6.64−6.59(m,1H),6.29(dd,1H),5.63(dd,2H),1.85(s,6H)。
(31)中間体Yの合成
中間体Uの代わりに中間体Xを使用したことを除いて、前記中間体Vの合成と同じ方法で、中間体Yを87%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.56−8.53(m,2H),8.04(d,2H),7.98(d,1H),7.68(d,1H),7.58−7.20(m,10H),7.11(d,1H),6.97−6.93(m,1H),6.68−6.59(m,3H),6.28(dd,1H),5.63(dd,2H),5.48(s,NH),1.85(s,6H)。
(32)化合物152の合成
中間体Vの代わりに中間体Yを使用したことを除いて、前記化合物125の合成と同じ方法で、化合物152を55%の収率で合成した。
H NMR(CDCl,400MHz)δ(ppm)−8.56−8.53(m,2H),8.04(d,2H),7.98(d,1H),7.76−7.20(m,25H),7.11(d,1H),6.97−6.93(m,1H),6.64−6.59(m,1H),6.47−6.38(m,6H),6.29(dd,1H),5.64−5.61(m,2H),1.85(s,6H)。
<実施例1:有機電界発光装置の製造>
アノードとしてコーニング社製の15Ω/cm(1200Å)ITOガラス基板を50mm×50mm×0.7mmサイズに切って、イソプロピルアルコールと純水とを利用して各5分間超音波洗浄した後、30分間紫外線で照射してオゾンに露出させて洗浄した後、真空蒸着装置に前記ガラス基板を設置した。
前記ガラス基板の上部に正孔注入層として、公知の化合物である2−TNATA(下記構造式参照)を真空蒸着して600Å厚さに形成した後、次いで、正孔輸送性化合物(正孔輸送層物質)として本発明の化合物1を、300Åの厚さに真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
前記正孔輸送層の上部に、公知の緑色蛍光ホストであるAlqと公知の緑色蛍光ドーパントであるC545Tとを、重量比98:2で同時蒸着して、300Åの厚さに発光層を形成した。
次いで、前記発光層の上部に電子輸送層としてAlqを300Åの厚さに蒸着した後、前記電子輸送層の上部にハロゲン化アルカリ金属であるLiFを、電子注入層として10Åの厚さに蒸着し、カソードとしてAlを3000Åの厚さに真空蒸着してLiF/Al電極を形成することによって、有機電界発光(EL)装置を製造した。
前記装置は、電流密度50mA/cmで駆動電圧6.52V、発光輝度7,411cd/mの高輝度を表し、色座標は(0.310,0.642)であり、発光効率は14.82cd/Aであった。
<実施例2:有機電界発光装置の製造>
正孔輸送層の形成時に、化合物1の代わりに化合物8を利用したことを除いては、実施例1と同一にして有機EL装置を製作した。
この装置は、電流密度50mA/cmで駆動電圧6.67V、発光輝度7,898cd/mの高輝度を表し、色座標は(0.309,0.641)であり、発光効率は15.8cd/Aであった。
<実施例3:有機電界発光装置の製造>
正孔輸送層の形成時に、化合物1の代わりに化合物17を利用したことを除いては、実施例1と同一にして有機EL装置を製作した。
この装置は、電流密度50mA/cmで駆動電圧6.75V、発光輝度7,506cd/mの高輝度を表し、色座標は(0.309,0.643)であり、発光効率は15.01cd/Aであった。
<実施例4:有機電界発光装置の製造>
正孔輸送層の形成時に、化合物1の代わりに化合物35を利用したことを除いては、実施例1と同一にして有機EL装置を製作した。
この装置は、電流密度50mA/cmで駆動電圧6.45V、発光輝度6,861cd/mの高輝度を表し、色座標は(0.311,0.644)であり、発光効率は13.72cd/Aであった。
<実施例5:有機電界発光装置の製造>
正孔輸送層の形成時に、化合物1の代わりに化合物44を利用したことを除いては、実施例1と同一にして有機EL装置を製作した。
この装置は、電流密度50mA/cmで駆動電圧6.72V、発光輝度7,544cd/mの高輝度を表し、色座標は(0.310,0.643)であり、発光効率は15.09cd/Aであった。
<実施例6:有機電界発光装置の製造>
正孔輸送層の形成時に、化合物1の代わりに化合物125を利用したことを除いては、実施例1と同一にして有機EL装置を製作した。
この装置は、電流密度50mA/cmで駆動電圧6.43V、発光輝度7,883cd/mの高輝度を表し、色座標は(0.309,0.641)であり、発光効率は15.77cd/Aであった。
<実施例7:有機電界発光装置の製造>
正孔輸送層の形成時に、化合物1の代わりに化合物152を利用したことを除いては、実施例1と同一にして有機EL装置を製作した。
この装置は、電流密度100mA/cmで駆動電圧6.92V、発光輝度8,770cd/mの高輝度を表し、色座標は(0.310,0.642)であり、発光効率は17.54cd/Aであった。
<比較例1>
正孔輸送層の形成時に、前記化合物1の代わりに公知の物質である4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(以下、NPB)を利用したことを除いては、実施例1と同一にして有機EL装置を製作した。
電流密度50mA/cmで駆動電圧7.45V、発光輝度6,102cd/mを表し、色座標は(0.309,0.642)であってほぼ同一であり、発光効率は12.2cd/Aであった。
本発明による化学式1または化学式2の構造を持つ化合物を正孔輸送材料として有機電界発光装置に使用した結果、いずれも公知の物質であるNPBと比較して駆動電圧が最小0.5V以上低減し、効率が大幅向上した優秀なI−V−L特性を表した。これにより、優秀な正孔注入及び正孔輸送能に基づいた低電圧、高効率、高輝度、長寿命の有機電界発光装置が製作できた。
前記の実施例は例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施例が可能であろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想により定められねばならない。
本発明は、有機電界発光装置関連の技術分野に好適に用いられる。

Claims (14)

  1. 下記化学式1または化学式2で表示されるフルオレン化合物:
    前記式で、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立的に、C6−C20の置換または非置換アリール基、C6−C20の置換または非置換のアリールオキシ基、C4−C20の置換または非置換のヘテロ環基、またはC4−C20の置換または非置換の縮合多環基であり、
    Xは、C6−C20の置換または非置換アリール基、C4−C15の置換または非置換のヘテロアリール基またはC4−C20の置換または非置換の縮合多環基であり、
    及びRは、それぞれ独立的に、C1−C10の置換または非置換のアルキル基、C6−C20のアリール基、C1−C10の置換または非置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはアミノ基である。
  2. 前記Ar、Ar及びArは、それぞれ独立的に、フェニル基、ナフチル基またはビフェニル基から選択されるアリール基またはこれらの芳香族環にC1−C4のアルキル基、C1−C5のアルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子1ないし3個が置換されたアリール基であることを特徴とする請求項1に記載のフルオレン化合物。
  3. 前記Ar、Ar及びArは、それぞれ独立的に、フェニル基、メチルフェニル基、ナフチル基またはビフェニル基から選択されることを特徴とする請求項1または2に記載のフルオレン化合物。
  4. 前記Xは、下記構造から選択されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のフルオレン化合物:
  5. 前記Xは、下記構造から選択されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフルオレン化合物:
  6. 前記R及びRは、それぞれ独立的に、C1−C10のアルキル基またはC6−C20のアリール基であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のフルオレン化合物。
  7. 前記化学式1または化学式2で表示されるフルオレン化合物が、下記構造式で表示される化合物のうちの一つであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のフルオレン化合物:
  8. 第1電極、第2電極、及び前記第1電極と第2電極との間に介された有機膜を備えた有機電界発光装置であって、前記有機膜が請求項1ないし請求項7のうちいずれか1項に記載のフルオレン化合物を含むことを特徴とする有機電界発光装置。
  9. 前記有機膜は、正孔注入層または正孔輸送層であることを特徴とする請求項8に記載の有機電界発光装置。
  10. 前記有機膜は、正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ単一膜であることを特徴とする請求項8または9に記載の有機電界発光装置。
  11. 前記有機膜は、発光層であることを特徴とする請求項8〜10いずれか1項に記載の有機電界発光装置。
  12. 前記有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択された一つ以上の層をさらに含むことを特徴とする請求項8〜11いずれか1項に記載の有機電界発光装置。
  13. 前記装置は、第1電極/正孔注入層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の構造を持つことを特徴とする請求項12に記載の有機電界発光装置。
  14. 請求項8ないし請求項13のうちいずれか1項に記載の有機電界発光装置を備え、前記有機電界発光装置の第1電極は、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されたことを特徴とする平板表示装置。
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