JP2012017449A

JP2012017449A - 有機材料およびこれを含む有機発光装置

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Publication number: JP2012017449A
Application number: JP2011032790A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hamada; 祐次浜田; Kwan-Hee Lee; 寛熙李
Original assignee: Samsung Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: KR20120004778A; EP2404976B1; EP2404976A3; US20120007495A1; CN102311405A; EP2404976A2; US8512881B2; JP5912259B2

Abstract

【課題】電気的特性が向上した有機材料を提供する。
【解決手段】下記の化学式１で表される化合物を含む有機材料およびこの有機材料を含む有機発光装置。

前記化学式１において、Ａは、酸素等、Ｍは、２価または３価金属原子であり、Ｒ_１Ｈ、アルキル基等、Ｙは、置換または非置換された縮合多環芳香族基であり、Ｚ_１〜Ｚ_４は、それぞれ独立してＣまたはＮであり、ｍは、１〜４の整数であり、ｎは、２または３である。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光装置用有機材料および有機発光装置に関する。

有機発光装置は互いに対向する二つの電極と、二つの電極の間に介在されている有機層を含む。有機発光装置は、一つの電極から注入された正孔と、他の一つの電極から注入された電子とが有機層で結合して励起子を形成し、励起子がエネルギーを放出しながら発光する。有機発光装置は、表示装置および照明装置を含む多様な分野に応用され得る（例えば、特許文献１参照）。

有機発光装置において、有機層を構成する物質の電気的特性は、前記有機発光装置の電気的特性に相対的に大きい影響を与えることができる。

特許第３５５３６８９号公報

本発明の一側面によれば、電荷輸送性が改善された有機材料が提供される。

本発明の他の一側面によれば、前記有機材料を含む有機発光装置が提供される。

本発明の一実施形態（一側面）によれば、下記の化学式１で表される化合物を含む有機材料を提供する。

前記化学式１において、Ａは、酸素（Ｏ）原子または硫黄（Ｓ）原子であり、Ｍは、２価または３価金属原子であり、Ｒ_１は、水素原子、ハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、またはＩ）、ヒドロキシ基、Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（−ＮＲ’Ｒ”、ここでＲ’、Ｒ”は、相互に独立して、水素原子またはＣ１〜Ｃ３０炭化水素基を表す。）、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、Ｃ１〜Ｃ３０エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルキニル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ７〜Ｃ１３アリールアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４オキシアルキル基、Ｃ１〜Ｃ２０ヘテロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリールアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ１５シクロアルケニル基、Ｃ６〜Ｃ１５シクロアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基からなる群より選択され、Ｙは、置換または非置換された縮合多環芳香族基であり、Ｚ_１〜Ｚ_４は、それぞれ独立して炭素原子または窒素原子であり、ｍは、１〜４の整数であり、ｎは、２または３である。ここで、例えば、Ｃ１〜Ｃ３０とは、特に説明するまでもないが、炭素数１〜３０と言う意味内容である。

本発明の他の一実施形態（一側面）によれば、互いに対向する第１電極および第２電極；および前記第１電極と前記第２電極との間に位置する有機層；を含み、前記有機層は、上記の化学式１で表される化合物を含む有機発光装置を提供する。

前記化学式１中のｍは、２〜４の整数であり、隣接するＲ_１同士は、縮合環を形成してもよい。

前記縮合多環芳香族基は、炭化水素系の縮合多環芳香族基または炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせを含むヘテロ縮合多環芳香族基であってもよい。

前記化学式１中のＹは、下記の化学式２乃至化学式１２のうちの少なくとも一つで表されるものが望ましい。

前記化学式２乃至化学式１２において、Ｒ_２〜Ｒ_１２は、それぞれ独立して水素原子、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基、アミノ基（−ＮＨ_２）、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルアミノ基（−ＮＲ’Ｒ”、ここでＲ’、Ｒ”は、相互に独立して、水素原子またはＣ１〜Ｃ１０アルキル基を表す。但し、Ｒ’およびＲ”の少なくとも１つはアルキル基である。）、Ｃ１〜Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２〜Ｃ１０エステル基、ニトロ基、シアノ基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基、ピリジル基、およびハロゲン原子らからなる群より選択され；前記化学式１１および前記化学式１２において、Ｘ_１〜Ｘ_１２は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子からなる群より選択される。

前記化学式１で表される化合物は、下記の化学式１３乃至化学式２５で表される化合物から構成された群より選択された少なくとも一つを含むものが望ましい。

前記有機層は、下記の化学式１３乃至２５で表される化合物のうちの少なくとも一つをさらに含んでもよい。

前記有機層は、有機発光層であり、前記化学式１で表される化合物は、ホスト物質であってもよい。

前記有機発光層は、ドーパント物質をさらに含んでもよい。

本発明によれば、電気的特性が向上した有機材料が提供される。この有機材料によって発光効率および駆動電圧特性が向上した有機発光装置が具現され得る。

本発明の一実施形態による有機発光装置を示す図面である。本発明の他の一実施形態による有機発光装置を示す図面である。

以下、実施形態による有機材料およびこれを用いた有機発光装置を説明する。説明される実施形態は本発明の思想を当業者が容易に理解することができるように提供するものであって、これにより本発明が限定されるのではない。説明される実施形態は本発明の技術的思想および範囲内で他の形態に変形され得る。

本明細書で別途の定義がない限り、「置換された」とは、化合物中の水素原子がハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、またはＩ）、ヒドロキシ基、Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（−ＮＲ’Ｒ”、ここでＲ’、Ｒ”は、相互に独立して、水素原子またはＣ１〜Ｃ３０炭化水素基を表す。）、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、Ｃ１〜Ｃ３０エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルキニル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ７〜Ｃ１３アリールアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４オキシアルキル基、Ｃ１〜Ｃ２０ヘテロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリールアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ１５シクロアルケニル基、Ｃ６〜Ｃ１５シクロアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基およびこれらの組み合わせより選択された置換基で置換されたことを意味する。

また、本明細書で別途の定義がない限り、「ヘテロ」とは、Ｎ、Ｏ、ＳおよびＰより選択されたヘテロ原子を１〜３個含有したことを意味する。

本明細書で「および／または」は、前後に羅列した構成要素のうちの少なくとも一つを含む意味として使用される。本明細書の各構成要素および／または部分などを第１、第２などの表現を使用して指称したが、これは明確な説明のために使用された表現であって、これにより限定されない。

本明細書で一構成要素が他の構成要素「上に」位置するという時、他の記載がない限り、一構成要素上に他の構成要素が直接位置するという意味はもちろん、前記一構成要素上に第３の構成要素がさらに位置してもよいという意味も含む。

図面に表現された構成要素の厚さおよび／または相対的な厚さは、本発明の実施形態を明確に説明するために誇張されたものであってもよい。また、本明細書の「上部」および「下部」など位置に関する表現は、説明の明確さのために使用された相対的な表現であって、構成要素間の絶対的な位置を限定するのではない。

以下、一実施形態による有機材料を説明する。

前記有機材料は、有機発光装置内の有機発光層または補助層を形成するための材料であってもよい。ここで補助層は、例えば正孔注入層、正孔伝達層、電子注入層、電子伝達層のうちの一つであってもよい。

前記有機材料は下記の化学式１で表される化合物を含むことを特徴とするものである。

前記化学式１において、Ａは、酸素（Ｏ）原子または硫黄（Ｓ）原子であり、Ｍは２価または３価金属原子であり、Ｒ_１は、水素原子、ハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、またはＩ）、ヒドロキシ基、Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（−ＮＲ’Ｒ”、ここでＲ’、Ｒ”は、相互に独立して、水素原子またはＣ１〜Ｃ３０炭化水素基（例えば、化学式２３参照）を表す。）、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、Ｃ１〜Ｃ３０エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルキニル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ７〜Ｃ１３アリールアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４オキシアルキル基、Ｃ１〜Ｃ２０ヘテロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリールアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ１５シクロアルケニル基、Ｃ６〜Ｃ１５シクロアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基からなる群より選択され、ｍは、１〜４の整数である。一実施形態において、ｍは、２〜４の整数であり、互いに隣接するＲ_１同士は、縮合環を形成してもよい。

前記化学式１において、Ｙは、置換または非置換されたＣ３〜Ｃ３０縮合多環芳香族基（ｆｕｓｅｄｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｇｒｏｕｐ）である。前記縮合多環芳香族基は、炭素原子および水素原子から構成される炭化水素系の縮合多環芳香族基であるか、炭素原子、水素原子および少なくとも一つのヘテロ原子を含むヘテロ縮合多環芳香族基であってもよい。前記ヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせである。

前記化学式１において、Ｚ_１〜Ｚ_４は、それぞれ独立して炭素原子または窒素原子であり、ｎは、２または３である。

前記Ｙは実質的に平面構造を有しているのが望ましい。前記Ｙは前記化学式１の前記Ａおよび窒素原子（Ｎ）を含むヘテロ環と同一な平面に位置しているのが望ましい。具体的に例を挙げれば、前記Ｙは下記の化学式２乃至化学式１２で表される置換基のうちで選択されてなるものが望ましい。

前記化学式２乃至化学式１２において、Ｒ_２〜Ｒ_１２は、それぞれ独立して水素原子、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基、アミノ基（−ＮＨ_２）、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルアミノ基（−ＮＲ’Ｒ”、ここでＲ’、Ｒ”は、相互に独立して、水素原子またはＣ１〜Ｃ１０アルキル基を表す。但し、Ｒ’およびＲ”の少なくとも１つはアルキル基である。）、Ｃ１〜Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２〜Ｃ１０エステル基、ニトロ基、シアノ基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基、ピリジル基、およびハロゲン原子らからなる群より選択され、前記化学式１１および前記化学式１２において、Ｘ_１〜Ｘ_１２は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子からなる群より選択される。

具体的に例を挙げれば、前記有機材料は下記の化学式１３乃至化学式２５で表される化合物のうちの少なくとも一つを含んでいるのが望ましい。

前記Ａおよび窒素（Ｎ）を含むヘテロ環のパイ電子系は、前記Ｙの芳香族基により拡張されることになる。したがって、前記化合物を含む有機材料の電気的特性を向上することができる。

本発明の化学式で使われたアルコキシ基の具体的な例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、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、ジフェニルオキシ基などの通常Ｃ１〜Ｃ３０、好ましくはＣ１〜Ｃ１０（化学式２〜１２のＲ_２〜Ｒ_１２では、通常Ｃ１〜Ｃ１０、好ましくはＣ１〜Ｃ８）の直鎖、分岐状または環状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたエステル基の具体的な例としては、ギ酸メチル基、ギ酸エチル基、ギ酸プロピル基、ギ酸イソブチル基、ギ酸ｎ−アミル基、ギ酸イソアミル基、酢酸メチル基、酢酸エチル基、酢酸イソプロピル基、酢酸ブチル基、酢酸ｎ−アミル基、酢酸イソアミル基、プロピオン酸メチル基、プロピオン酸エチル基、プロピオン酸プロピル基、プロピオン酸イソプロピル基、プロピオン酸ブチル基、プロピオン酸イソブチル基、プロピオン酸ｎ−アミル基、プロピオン酸イソアミル基などの通常Ｃ１〜Ｃ１０（化学式２〜１２のＲ_２〜Ｒ_１２では、通常Ｃ２〜Ｃ１０）のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたアルキル基の具体的な例としては、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、イソアミル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基などの通常Ｃ１〜Ｃ３０、好ましくはＣ１〜Ｃ３０（化学式２〜１２のＲ_２〜Ｒ_１２では、通常Ｃ１〜Ｃ１０）の直鎖または分岐状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたアルケニル基の具体的な例としては、ビニル基、エテニル基、プロペニル基、２−メチル−１−プロペニル基、ヘキセニル基、ブテニル基、ブタ−１−エン−１−イル基、ブタ−１−エン−２−イル基、２−メチル−プロパ−１−エン−１−イル基、ブタ−２−エン−１−イル基、ブタ−２−エン−２−イル基、ブタ−１，３−ジエン−１−イル基、ブタ−１，３−ジエン−２−イル基、オクテニル基などの通常Ｃ２〜Ｃ１６、好ましくはＣ２〜Ｃ１０の直鎖または分岐状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたアルキニル基の具体的な例としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、２−メチル−１−プロピニル基、ヘキシニル基、オクチニル基などの通常Ｃ２〜Ｃ１６、好ましくはＣ２〜Ｃ１０の直鎖または分岐状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたアリール基の具体的な例としては、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、アントラニル基、フェナンスリル基、フェロセニル基、テトラヒドロナフチル基、インダン基、ビフェニル基などの通常Ｃ６〜Ｃ３０、好ましくはＣ６〜Ｃ２０のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたアリールアルキル基の具体的な例としては、ベンジル基、フェニルエチル基などの通常Ｃ７〜Ｃ１３、好ましくはＣ７〜Ｃ１０のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたオキシアルキル基としては、Ｃ１〜Ｃ４のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたヘテロアルキル基としては、通常Ｃ１〜Ｃ２０、好ましくはＣ１〜Ｃ１５のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたヘテロアリールアルキル基の具体的な例としては、ピリジルメチル基、フリルメチル基、ピラゾリルメチル基、イミダゾリル基などの通常Ｃ３〜Ｃ２０、好ましくはＣ３〜Ｃ１５のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたシクロアルキル基の具体的な例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、テトラデカヒドロアントラニル基などの環状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたシクロアルケニル基の具体的な例としては、シクロヘキセニル基、シクロプロパ−１−エン−１−イル基、シクロプロパ−２−エン−１−イル基、シクロブタ−１−エン−１−イル基、シクロブタ−１−エン−３−イル基、シクロブタ−１，３−ジエン−１−イル基などの通常Ｃ３〜Ｃ１５、好ましくはＣ３〜Ｃ１０の環状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われたシクロアルキニル基の具体的な例としては、シクロヘキシニル基などの通常Ｃ６〜Ｃ１５、好ましくはＣ６〜Ｃ１０の環状のものが挙げられる。

本発明の化学式で使われたヘテロシクロアルキル基の具体的な例としては、テトラヒドロフラニル基、ピペリジニル基、モルホリニル基、ピペラジニル基、アジリジニル基、ピロリジニル基などのものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式（主に化学式２〜１２のＲ_２〜Ｒ_１２）で使われたヘテロアリール基の具体的な例としては、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、ピリジル基、キノリニル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ピラジニル基などの通常Ｃ３〜Ｃ２０、好ましくはＣ３〜Ｃ１５のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われた（ヘテロ）縮合多環芳香族基の具体的な例としては、ベンゾチエニル基、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、キノリニル基、アントラキノリル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、オクタヒドロキノリニル基などの通常Ｃ３〜Ｃ３０、好ましくはＣ３〜Ｃ２０のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

本発明の化学式で使われた炭化水素基としては、Ｃ１〜Ｃ３０のものであればよい。詳しくはＣ１〜Ｃ３０の直鎖状、分岐状ないし環状の脂肪族炭化水素基（具体的には、アルキル基など）、またはＣ６〜Ｃ３０の芳香族炭化水素基（具体的には、アリール基など）などが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではなく、アルカノール基なども含まれるものとする。

本発明の化学式で使われたアミノ基（−ＮＲ’Ｒ”）としては、アミノ基（ＮＨ_２）、アルキルアミノ基、（ヘテロ）アリールアミノ基などが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

上記アルキルアミノ基の例としては、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、メチルエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ピペリジル基などのＣ１〜Ｃ１０、好ましくはＣ１〜Ｃ８のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

上記（ヘテロ）アリールアミノ基の例としては、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基などのアリールアミノ基や、ジ（２−チエニル）アミノ基、ジ（２−フリル）アミノ基などのヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫黄原子などから選ばれるものを含むヘテロアリールアミノ基、フェニル（２−チエニル）アミノ基などのアリールヘテロアリールアミノ基などが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。

図１を参照して、前述した有機材料を含む有機発光装置を説明する。

図１は、一実施形態による有機発光装置の断面図である。

図１を参照すれば、基板１１０上に、下部電極１２０、上部電極１６０および前記下部電極１２０と上部電極１６０との間の有機発光層１４０が配置される。前記下部電極１２０と前記有機発光層１４０との間に下部補助層１３０が介されてもよい。前記有機発光層１４０と前記上部電極１６０との間に上部補助層１５０が介されてもよい。

前記基板１１０は、ガラス、高分子またはこれらの組み合わせを含んでもよい。

前記下部電極１２０および前記上部電極１６０のうちの一つはアノードであり、他の一つはカソードであってもよい。前記下部電極１２０および前記上部電極１６０は透明または不透明電極であってもよい。例えば、下部電極１２０および前記上部電極１６０はＩＴＯ、ＩＺＯまたはこれらの組み合わせを含んだり、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。

前記下部補助層１３０および前記上部補助層１５０のうちの一つは、正孔注入層および／または正孔輸送層を含み、他の一つは電子輸送層および／または電子注入層を含んでもよい。例えば、前記下部電極１２０がアノードであり、前記上部電極１５０がカソードである場合、前記下部補助層１３０は正孔注入層および／または正孔輸送層を含み、前記上部補助層１５０は電子注入層および／または電子輸送層を含んでもよい。しかし、下部補助層１３０および上部補助層１５０のうちの少なくとも一つは省略されてもよい。

前記下部補助層１３０、前記有機発光層１４０、前記上部補助層１５０のうちの少なくとも一つは、前述した本発明の一実施形態による有機材料を含む。例えば、一実施形態による有機材料は前記有機発光層１４０にホスト物質として含まれてもよい。一実施形態による有機材料によって、これを含む有機発光装置の電気的特性および発光効率特性を向上することができる。

前記下部補助層１３０、前記有機発光層１４０、前記上部補助層１５０のうちの少なくとも一つに含まれる前述した本発明の一実施形態による有機材料は、前記化学式１で表される化合物を含むものである。詳しくは、前記化学式１中のｍは、２〜４の整数であり、隣接するＲ_１同士は、縮合環を形成してもよい。前記縮合多環芳香族基は、炭化水素系の縮合多環芳香族基または炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせを含むヘテロ縮合多環芳香族基であってもよい。前記化学式１中のＹは、前記化学式２乃至化学式１２のうちの少なくとも一つで表されるものが望ましく、更に下記の化学式２ａ乃至化学式１２ａのうちの少なくとも一つで表されるものがより望ましい。

前記化学式１１ａ乃至化学式１２ａにおいて、Ｘ_１〜Ｘ_１２は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子の中より独立して選択される。

具体的に、前記化学式１で表される化合物は、前記Ｙの芳香族基により拡張されたパイ電子系を有しているのが望ましい。前記拡張されたパイ電子系により前記化合物のキャリア輸送性が向上することができる。したがって、前記化学式１で表される化合物を含む有機発光装置の駆動電力が減少し、発光効率が向上することができる。

また、前記化学式１で表される化合物は、前記化学式１３乃至化学式２５で表される化合物から構成された群より選択された少なくとも一つを含むものが望ましい。また、前記下部補助層１３０、前記有機発光層１４０、前記上部補助層１５０のうちの少なくとも１つの有機層は、前記化学式１３乃至２５で表される化合物のうちの少なくとも一つをさらに含んでもよい。また前記有機層は、前記有機発光層１４０であり、前記化学式１で表される化合物は、ホスト物質であってもよい。前記有機発光層は、ドーパント物質をさらに含んでもよい。

前記有機材料が前記有機発光層１４０に含まれる場合、前記有機材料はドーパント物質をさらに含んでもよい。前記有機材料は赤色ドーパント物質、緑色ドーパント物質、青色ドーパント物質またはこれらの組み合わせをさらに含んでもよい。

例えば、前記ドーパント物質は、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（ｔｒｉｓ（１−ｐｈｅｎｙｌｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３）、ビス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ｂｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ、ｐｐｙ）、ビス（１−（フェニル）イソキノリン）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート（ｂｉｓ（１−（ｐｈｅｎｙｌ）ｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）ａｃｅｔｙｌａｎｅｔｏｎａｔｅ、Ｉｒ（ｐｈｑ）_２ａｃａｃ）、プラチナム（ＩＩ）オクタエチルポルフィリン（Ｐｔ（ＩＩ）Ｏｃｔａｅｔｈｙｌｐｏｒｐｈｉｎｅ、ＰｔＯＥＰ）、ｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ｆａｃ−ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、トリス（２−（１−シクロヘキセニル）ピリジン）イリジウム（ｔｒｉｓ（２−（１−ｃｙｃｌｏｈｅｘｅｎｙｌ）ｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ、Ｉｒ（ｃｈｐｙ）_３）、トリス（２−（３−メチル−１−シクロヘキセニル）ピリジン）イリジウム（（ｔｒｉｓ（２−（３−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｃｙｃｌｏｈｅｘｅｎｙｌ）ｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ、Ｉｒ（ｍｃｈｐｙ）_３）、イリジウム（ＩＩＩ）ビス［４，６−ジフルオロフェニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ−２’］ピコリネート（ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ［４，６−ｄｉｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｐｙｒｉｄｉｎａｔｏ−Ｎ，Ｃ−２’］ｐｉｃｏｌｉｎａｔｅ、ＦＩｒｐｉｃ）、イリジウム（ＩＩＩ）ビス（４’，６’−ジフルオロフェニルピリジネート）テトラキス（１−ピラゾイル）ボレート（ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（４’，６’−ｄｉｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎａｔｏ）ｔｅｔｒａｋｉｓ（１−ｐｙｒａｚｏｙｌ）ｂｏｒａｔｅ、Ｆｉｒ６）またはこれらの組み合わせを含んでもよい。

図２を参照して、一実施形態による有機材料を含む他の形態の有機発光装置を説明する。図１で説明した構成要素と実質的に同一の構成要素は同一の図面符号を付し、これに対する説明は省略するものとする。

図２は、他の一実施形態による有機発光装置の断面図である。

図２を参照すれば、有機発光層１４０、１４２は積層された複数の層を含んでもよい。前記層は互いに異なる色の光を放出し、積層された層を組み合わせて白色光が放出され得る。前記有機発光層１４０、１４２のうちの少なくとも一つは、前述した本発明の一実施形態による有機材料を含んでいることが望ましい。

前記上部発光層１４０上には上部電極１６０が配置され、前記上部電極１６０上にはカラーフィルター１７２、１７４、１７６が配置されてもよい。前記有機発光層１４０、１４２を通して放出された白色光は、前記カラーフィルター１７２、１７４、１７６を通過して赤色、青色および緑色に変換され得る。これとは異なり、前記上部電極１６０上には他の色のカラーフィルターが配置されて他の色の光を放出させることもできる。

以下、実施例を通して本発明をより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は単に説明の目的のためのものであって、本発明の範囲を制限するのではない。

＜有機発光装置の製造１−赤色発光層を含む有機発光装置の製造＞
実施例１
ガラス基板上にＡｇ／ＩＴＯ膜を形成した後にパターニングして下部電極を形成した。前記下部電極上に正孔注入層として、Ｎ４，Ｎ４’−ジフェニル−Ｎ４，Ｎ４’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カーバゾール−３−イル）ビペニル−４，４’−ジアミン（Ｎ４，Ｎ４’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ４，Ｎ４’−ｂｉｓ（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ）およびジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノサリンヘキサカーボニトリル（ｄｉｐｙｒａｚｉｎｏ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］ｑｕｉｎｏｘａｌｉｎｅｈｅｘａｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｌｅ、ＨＡＴ−ＣＮ）をそれぞれ７０ｎｍおよび５ｎｍ積層した。正孔輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビペニル−４，４’−ジアミン（Ｎ，Ｎ’−ｄｉ（１−ｎａｐｈｔｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−［１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ］−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ、ＮＰＤ）を１００ｎｍ積層した。

その上に下記の化学式１３で表される化合物とトリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（ｔｒｉｓ（１−ｐｈｅｎｙｌｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３）とを混合した混合物を蒸着して有機発光層を形成した。Ｉｒ（ｐｉｑ）_３は化学式１３で表される化合物対比３ｗｔ％の濃度で混合された。前記化学式１３で表される化合物は、有機発光層のホスト物質として使用され、前記Ｉｒ（ｐｉｑ）_３は有機発光層のドーパントとして使用された。

前記有機発光層上に２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール）（２−（４−（９，１０−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−２−ｙｌ）ａｎｔｈｒａｃｅｎ−２−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）−１−ｐｈｅｎｙｌ−１Ｈ−ｂｅｎｚｏ［ｄ］ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）（ＥＴＬ１）および８−ヒドロキシキノリノラトリチウム（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏｌｉｔｈｉｕｍ、Ｌｉｑ）をそれぞれ３０ｎｍおよび０．５ｎｍの厚さに蒸着して電子輸送層および電子注入層を形成した。

次に、Ｍｇ／Ａｇ膜（重量比Ｍｇ：Ａｇ＝１６０：１０）を２００ｎｍ厚さに蒸着して、上部電極を形成した。

これによって、赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

実施例２
ホスト物質を下記の化学式１４で表された化合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

実施例３
ホスト物質を下記の化学式１６で表された化合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

実施例４
ホスト物質を下記の化学式１７で表された化合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

実施例５
ホスト物質を下記の化学式１８で表された化合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

実施例６
ホスト物質を下記の化学式１９で表された化合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

実施例７
ホスト物質を下記の化学式２０で表された化合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

実施例８
ホスト物質を下記の化学式２１で表された化合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

実施例９
ホスト物質を下記の化学式２２で表された化合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

比較例１
ホスト物質としてビフェノキシ−ビ（８−ヒドロキシ−３−メチルキノリン）アルミニウム（ｂｉｐｈｅｎｏｘｙ−ｂｉ（８−ｈｙｄｒｏｘｙ−３−ｍｅｔｈｙｌｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ、ＢＡｌｑ）を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。

＜評価１＞
実施例１乃至実施例９による有機発光装置と比較例１による有機発光装置の駆動電圧（Ｖ）および電流効率を測定した。測定した結果は下記表１の通りである。

表１を参照すれば、実施例１乃至実施例９による有機発光装置は、比較例１による有機発光装置に比べて低い駆動電圧を有することが分かる。これに加えて、実施例１乃至実施例９による有機発光装置は、比較例１による有機発光装置に比べて高い電流効率を有することが分かる。

また、色座標系および最大発光波長測定を通した色品質測定では、実施例１乃至実施例９による有機発光装置と比較例１による有機発光装置との色品質が実質的に同等なことが分かる。

つまり、本発明の実施例１乃至実施例９による有機発光装置は、比較例１による有機発光装置と実質的に同等な色品質の光を低い駆動電圧で高い電流効率で放出することが分かる。

＜有機発光装置の製造２−緑色発光層を含む有機発光装置の製造＞
実施例１０
ガラス基板上にＡｇ／ＩＴＯ膜を形成した後にパターニングして下部電極を形成した。前記下部電極上に正孔注入層として、Ｎ４，Ｎ４’−ジフェニル−Ｎ４，Ｎ４’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カーバゾール−３−イル）ビペニル−４，４’−ジアミン（Ｎ４，Ｎ４’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ４，Ｎ４’−ｂｉｓ（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ）およびジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノサリンヘキサカーボニトリル（ｄｉｐｙｒａｚｉｎｏ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］ｑｕｉｎｏｘａｌｉｎｅｈｅｘａｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｌｅ、ＨＡＴ−ＣＮ）をそれぞれ７０ｎｍおよび５ｎｍ積層した。正孔輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビペニル−４，４’−ジアミン（Ｎ、Ｎ’−ｄｉ（１−ｎａｐｈｔｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−［１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ］−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ、ＮＰＤ）を１００ｎｍ積層した。

その上に下記の化学式１５で表される化合物とビス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ｂｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ、ｐｐｙ）とを混合した混合物を蒸着して有機発光層を形成した。ｐｐｙは化学式１５で表される化合物対比３ｗｔ％の濃度で混合された。前記化学式１５で表される化合物は、有機発光層のホスト物質として使用され、前記ｐｐｙは有機発光層のドーパントとして使用された。

前記有機発光層上に２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール）（２−４−（９，１０−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−２−ｙｌ）ａｎｔｈｒａｃｅｎ−２−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）−１−ｐｈｅｎｙｌ−１Ｈ−ｂｅｎｚｏ［ｄ］ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）（ＥＴＬ１）および８−ヒドロキシキノリノラトリチウム（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏｌｉｔｈｉｕｍ、Ｌｉｑ）をそれぞれ３０ｎｍおよび０．５ｎｍの厚さに蒸着して電子輸送層および電子注入層を形成した。

これによって、緑色発光層を含む有機発光装置が形成された。

比較例２
ホスト物質として４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカーバゾール−ビペニル（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ、ＣＢＰ）を使用したことを除いては、実施例１０と同様な方法で緑色発光層を含む有機発光装置が製造された。

＜評価２＞
実施例１０による有機発光装置と比較例２による有機発光装置の駆動電圧（Ｖ）および電流効率を測定した。測定した結果は下記表２の通りである。

表２を参照すれば、実施例１０による有機発光装置は、比較例２による有機発光装置に比べて低い駆動電圧を有することが分かる。これに加えて、実施例１０による有機発光装置は、比較例２による有機発光装置に比べて高い電流効率を有することが分かる。

また、色座標系および最大発光波長測定を通した色品質測定では、実施例１０による有機発光装置と比較例２による有機発光装置との色品質が実質的に同等なことが分かる。

つまり、本発明の実施例１０による有機発光装置は、比較例２による有機発光装置と実質的に同等な色の光を低い駆動電圧で高い電流効率で放出することが分かる。

１２０下部電極、
１３０下部補助層、
１４０有機発光層、
１５０上部補助層、
１６０上部電極。

Claims

下記の化学式１で表される化合物を含む有機材料。
前記化学式１において、Ａは、酸素（Ｏ）原子または硫黄（Ｓ）原子であり、Ｍは、２価または３価金属原子であり、Ｒ_１は、水素原子、ハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、またはＩ）、ヒドロキシ基、Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（−ＮＲ’Ｒ”、ここでＲ’、Ｒ”は、相互に独立して、水素原子またはＣ１〜Ｃ３０炭化水素基を表す。）、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、Ｃ１〜Ｃ３０エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルキニル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ７〜Ｃ１３アリールアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４オキシアルキル基、Ｃ１〜Ｃ２０ヘテロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリールアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ１５シクロアルケニル基、Ｃ６〜Ｃ１５シクロアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基からなる群より選択され、Ｙは、置換または非置換された縮合多環芳香族基であり、Ｚ_１〜Ｚ_４は、それぞれ独立して炭素原子または窒素原子であり、ｍは、１〜４の整数であり、ｎは、２または３である。
前記縮合多環芳香族基は、炭化水素系の縮合多環芳香族基または炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせを含むヘテロ縮合多環芳香族基である、請求項１に記載の有機材料。
前記Ｙは、下記の化学式２乃至化学式１２のうちの少なくとも一つで表される、請求項１または２に記載の有機材料。
前記化学式２乃至化学式１２において、Ｒ_２〜Ｒ_１２は、それぞれ独立して水素原子、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基、アミノ基（−ＮＨ_２）、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルアミノ基（−ＮＲ’Ｒ”、ここでＲ’、Ｒ”は、相互に独立して、水素原子またはＣ１〜Ｃ１０アルキル基を表す。但し、Ｒ’およびＲ”の少なくとも１つはアルキル基である。）、Ｃ１〜Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２〜Ｃ１０エステル基、ニトロ基、シアノ基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基、ピリジル基、およびハロゲン原子らからなる群より選択され；前記化学式１１および前記化学式１２において、Ｘ_１〜Ｘ_１２は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子からなる群より選択される。
前記ｍは、２〜４の整数であり、隣接するＲ_１同士は、縮合環を形成する、請求項１〜３のいずれかに記載の有機材料。
前記化学式１で表される化合物は、下記の化学式１３乃至化学式２５で表される化合物から構成された群より選択された少なくとも一つを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の有機材料。
互いに対向する第１電極および第２電極；および
前記第１電極と前記第２電極との間に位置する有機層；を含み、
前記有機層は、下記の化学式１で表される化合物を含む、有機発光装置。
前記化学式１において、Ａは、酸素（Ｏ）原子または硫黄（Ｓ）原子であり、Ｍは、２価または３価金属原子であり、Ｒ_１は、水素原子、ハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、またはＩ）、ヒドロキシ基、Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（−ＮＲ’Ｒ”、ここでＲ’、Ｒ”は、相互に独立して、水素原子またはＣ１〜Ｃ３０炭化水素基を表す。）、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、Ｃ１〜Ｃ３０エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ１６アルキニル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ７〜Ｃ１３アリールアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４オキシアルキル基、Ｃ１〜Ｃ２０ヘテロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリールアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ１５シクロアルケニル基、Ｃ６〜Ｃ１５シクロアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基からなる群より選択され、Ｙは、置換または非置換された縮合多環芳香族基であり、Ｚ_１〜Ｚ_４は、それぞれ独立して炭素原子または窒素原子であり、ｍは、１〜４の整数であり、ｎは２または３である。
前記縮合多環芳香族基は、炭化水素系の縮合多環芳香族基または炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせを含むヘテロ縮合多環芳香族基である、請求項６に記載の有機発光装置。
前記Ｙは、下記の化学式２ａ乃至化学式１２ａで表される、請求項６または７に記載の有機発光装置。
前記化学式１１ａ乃至化学式１２ａにおいて、Ｘ_１〜Ｘ_１２は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子の中より独立して選択される。
前記ｍは、２〜４の整数であり、隣接するＲ_１同士は、縮合環を形成する、請求項６〜８のいずれかに記載の有機発光装置。
前記化学式１で表される化合物は、下記の化学式１３乃至化学式２５で表される化合物のうちの少なくとも一つを含む、請求項６〜９のいずれかに記載の有機発光装置。
前記有機層は、有機発光層であり、前記化学式１で表される化合物は、ホスト物質である、請求項６〜１０のいずれかに記載の有機発光装置。
前記有機発光層は、ドーパント物質をさらに含む、請求項１１に記載の有機発光装置。