JP5603233B2 - 新規なアントラセン誘導体およびそれを用いた有機電子素子 - Google Patents

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Description

本発明はアントラセンにピリジル基が結合された新規なアントラセン誘導体およびそれを用いた有機電子素子に関する。
本出願は2007年5月17日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2007−48158号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
本明細書において、有機電子素子とは有機半導体物質を用いた電子素子であって、電極と有機半導体物質間における正孔および/または電子の交流を必要とする。有機電子素子は、動作原理に応じ、下記のように大きく2つに分けることができる。第1は、外部の光源から素子に流入した光子によって有機物層からエキシトン(exiton)が形成され、このエキシトンが電子と正孔に分離し、この電子と正孔が各々異なる電極に伝達され、電流源(電圧源)として用いられる形態の電子素子である。第2は、2つ以上の電極に電圧または電流を加え、電極と界面をなす有機半導体物質層に正孔および/または電子を注入し、注入された電子と正孔によって作動する形態の電子素子である。
有機電子素子の例としては有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)ドラム、有機トランジスタなどが挙げられ、これらの全ては素子を駆動するために電子/正孔注入物質、電子/正孔抽出物質、電子/正孔輸送物質または発光物質を必要とする。以下では主に有機発光素子について具体的に説明するが、前記有機電子素子などにおいては電子/正孔注入物質、電子/正孔抽出物質、電子/正孔輸送物質または発光物質の全てが類似した原理によって作用する。
一般的に、有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに転換させる現象をいう。有機発光現象を用いる有機発光素子は、通常、正極と負極およびこれらの間に有機物層を含む構造を有する。ここで、有機物層は有機発光素子の効率と安全性を高めるためにそれぞれ異なる物質から構成された多層構造になっている場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含むことができる。このような有機発光素子の構造において、二つの電極の間に電圧を印加すれば、正極からは正孔が、負極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が結合した時にエキシトン(exciton)が形成され、このエキシトンが基底状態に落ちる時に光が出る。このような有機発光素子は、自発光、高輝度、高効率、低駆動電圧、広視野角、高コントラスト、高速応答性などの特性を有すると知られている。
有機発光素子において、有機物層として用いられる材料は、機能により、発光材料と電荷輸送材料、例えば、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料などに分類することができる。発光材料は、発光色により、青色、緑色、赤色の発光材料と、より良い天然色を実現するために必要な黄色および橙色の発光材料がある。また、色純度の増加とエネルギー転移を介した発光効率を増加させるために、発光材料としてホスト/ドーパント系を用いることができる。その原理は、発光層を主に構成するホストよりエネルギーバンドギャップが小さく、発光効率に優れたドーパントを発光層に少量混合すれば、ホストから発生したエキシトンがドーパントに輸送されて効率の高い光を出す。この時、ホストの波長がドーパントの波長帯に移動するため、用いるドーパントの種類に応じて所望の波長の光を得ることができる。
前述した有機発光素子が有する優れた特徴を十分に発揮するためには、素子内の有機物層をなす物質、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などが安定で効率の良い材料からなることが先行しなければならないが、依然として安定で効率の良い有機発光素子用の有機物層材料の開発が十分になされていない状態であり、よって、新しい材料の開発が求められ続けている。
韓国特許出願第10−2007−48158号
本発明者らは、アントラセンにピリジル基を導入した新規な構造を有するアントラセン誘導体を明らかにした。また、前記新規なアントラセン誘導体を用いて有機電子素子の有機物層を形成する場合、素子の効率上昇、駆動電圧の下降および安定性の上昇などの効果を示すことができるという事実を明らかにした。また、前記アントラセン誘導体のようにアミノ基とピリジル基が共に存在する場合は、そうではない場合に比べて、電子注入能力が強化し、そのために駆動電圧が顕著に下降し、効率が上昇する事実があるということを明らかにした。
そこで、本発明は、ピリジル基が結合された新規なアントラセン誘導体およびそれを用いた有機電子素子を提供することを目的とする。
本発明は下記化学式1で示されるアントラセン誘導体を提供する。
前記化学式1において、
R1およびR2は互いに同じであるか異なり、独立的に、ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基、C〜C40のヘテロアリール基およびアリールアミン基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリール基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のヘテロアリール基;およびハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアミノ基からなる群から選択され、
R3およびR4のうちの少なくとも一つは下記化学式2の基であり、
前記化学式2において、
XはN、PおよびP=Oからなる群から選択され、
YはC−HおよびNからなる群から選択され、
は直接結合であるか;C−C40のアルキル基、C−C40のアルケニル基、C−C40のアルキニル基、C−C40のアルコキシ基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアルケニレン基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリーレン基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のヘテロアリーレン基;およびC〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリールアミン基からなる群から選択され、
R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびR12は互いに同じであるか異なり、水素;水素、ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたケイ素基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアルキル基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のシクロアルキル基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアルケニル基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアルコキシ基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリール基;およびハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択される。
好ましくは、前記化学式1において、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびR12は互いに隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するか、スピロ結合をなす。
R3およびR4うちの一つが前記化学式2の基である時、残りの一つは、水素、ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基、C〜C40のヘテロアリール基およびアリールアミン基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリール基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のヘテロアリール基;およびハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアミノ基からなる群から選択することができる。
本発明の一実施状態において、前記化学式1のR1およびR2は同一のアリール基であってもよい。前記アリール基は置換もしくは非置換のフェニル基、ビフェニル基またはナフチル基であることが好ましい。
本発明の他の一実施状態において、前記化学式1のR1およびR2は同一のヘテロアリール基であってもよい。前記ヘテロアリール基は置換もしくは非置換のピリジル基、ビピリジル基、キノリル基またはイソキノリル基であることが好ましい。
本発明のまた他の一実施状態において、前記化学式1のR1およびR2は同一のC〜C40のアリール基またはC〜C40のヘテロアリール基で置換されたアミノ基であってもよい。
本発明のまた他の一実施状態において、前記化学式1のR1およびR2は、具体的には、下記の構造式からなる群から選択することができる。
前記構造式において、Z1〜Z3は互いに同じであるか異なり、独立的に、水素または前記化学式1のR1およびR2に対して定義した基のうちから選択することができる。
本発明のまた他の一実施状態において、前記化学式2におけるLは直接結合;非置換のC〜C40のアリーレン基;または非置換のC〜C40のヘテロアリーレン基が好ましい。
本発明に係る新規なアントラセン化合物は、アントラセン化合物にピリジル誘導体を導入して、有機発光素子をはじめとする有機電子素子の有機物層の材料として用いることができる。前記本発明に係るアントラセン化合物を有機物層の材料として用いた有機発光素子をはじめとする有機電子素子は駆動電圧が大きく下降し、効率、寿命などに優れた特性を示す。
図1は本発明に係る有機発光素子の一例を示す図である。
具体的に各置換基を説明すれば次の通りである。
アルキル基は炭素数1〜40の立体障害を与えないものが好ましい。具体的な例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などが挙げられるが、これらに限定されない。
シクロアルキル基は炭素数3〜40の立体障害を与えないものが好ましい。具体的な例としてはシクロペンチル基またはシクロヘキシル基がより好ましい。
アルケニル基としては炭素数2〜40のアルケニル基が好ましく、具体的には、スチルベニル基、スチレニル基などのアリール基が置換されたアルケニル基が好ましい。
アルコキシ基は炭素数1〜40のアルコキシ基であることが好ましい。
アリール基の例としてはフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ビフェニル基、ピレニル基、ペリレン基、およびこれらの誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。
アリールアミン基の例としてはフェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、3−メチル−フェニルアミン基、4−メチル−ナフチルアミン基、2−メチル−ビフェニルアミン基、9−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基などが挙げられるが、これらに限定されない。
複素環基の例としてはピリジル基、ビピリジル基、トリアジン基、アクリジル基、チオフェン基、フラン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、トリアゾール基、キノリニル基、イソキノリン基、カルバゾール基などが挙げられるが、これらに限定されない。
ハロゲン基の例としてはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。
本明細書において、用語「隣接する基」とは、該当置換基のすぐ隣の置換基を意味し、前記隣の置換基は化学式中に表示されない水素原子を含む。
〜C40のアルケニレン基が置換される場合、その置換基は置換もしくは非置換のC−C40のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C40のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C40のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C40のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C40のアリール基および置換もしくは非置換のC−C40のヘテロアリール基からなる群から選択された1種類以上の基である。
前記化学式1の化合物の好ましい具体例としては下記化合物が挙げられるが、これらだけに限定されない。
以下、前記化学式1の化合物に化学式2で示されたピリジル基が一つ以上導入されたアントラセン誘導体の製造方法について説明する。
前記化学式1の化合物はアントラセン誘導体にアリール置換基を導入することによって製造することができる。具体的には、前記化学式1の化合物は2−アントラセンボロン酸または2−アントラセンボロンエステル誘導体とアリールハライド誘導体またはヘテロアリールハライド誘導体をPd触媒下で鈴木結合反応して製造することができる。
化学式1の化合物を製造する時に利用される方法のうちの鈴木結合反応以外の反応は当技術分野に知られている一般的な方法を利用することができる。
具体的に、前記化学式1の化合物は、
1)ハロゲン基が置換されているアントラキノン誘導体とR4置換体を有するボロン酸またはボロンエステル化合物をPd触媒下で鈴木カップリングしてR4が置換されたアントラキノン誘導体を製造するステップ、
2)前記1)ステップで製造されたアントラキノン誘導体からジアルコール誘導体を製造するステップ、および
3)前記2)ステップで製造されたジアルコール誘導体を還元させてアントラセン誘導体を製造するステップを含む方法によって製造することができる。このような製造方法は下記反応式1で表すことができる。
また、前記化学式1の化合物は、
1)ハロゲン基が置換されたアントラキノン誘導体からジアルコール誘導体を製造するステップ、
2)前記1)ステップで製造されたジアルコール誘導体を還元させてアントラセン誘導体を製造するステップ、
3)前記2)ステップで製造されたアントラセン誘導体からアントラセンボロンエステル誘導体を製造するステップ、および
4)前記3)ステップで製造されたアントラセンボロンエステル誘導体とR4のハロゲン化物をPd触媒下で鈴木カップリングしてR4が置換された化学式1の化合物を製造するステップを含む方法によって製造することができる。このような製造方法は下記反応式2で表すことができる。
具体的に、前記化学式2の置換基は、
1)ハロゲン基が置換されたピリジル誘導体をNHが置換された物質と反応させて第2級アミン誘導体を製造するステップ、および
2)前記1)ステップで製造された物質をハロゲンが置換されたL誘導体と反応させるステップを含む方法によって製造することができる。
このような製造方法は下記反応式3で表すことができる。
また、本発明は、第1電極、第2電極、および前記第1電極と第2電極との間に配置された1層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は前記化学式1の化合物を含む有機電子素子を提供する。
本発明の有機電子素子は、前述した本発明のアントラセン誘導体を用いて1層以上の有機物層を形成することを除いては、通常の有機電子素子の製造方法および材料によって製造することができる。
以下、本発明のアントラセン誘導体を用いた有機電子素子のうちの有機発光素子について例示する。
本発明の一実施状態において、有機発光素子は第1電極と第2電極およびその間に配置された有機物層を含む構造になり得る。本発明の有機発光素子のうちの有機物層は1層からなる単層構造であってもよいが、発光層を含む2層以上の多層構造であってもよい。本発明の有機発光素子の有機物層が多層構造である場合、これは、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などが積層された構造であり得る。しかし、有機発光素子の構造はこれに限定されず、さらに少ない数の有機物層を含むことができる。例えば、本発明の有機発光素子は図1に示すような構造を有してもよい。図1において、図面符号1は基板、2は正極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は有機発光層、6は電子輸送層、7は負極を各々示す。通常、図1のような構造の有機発光素子を正方向構造の有機発光素子といい、本発明はこれに限定されず、逆方向構造の有機発光素子も含む。すなわち、本発明の有機発光素子は基板、負極、電子輸送層、有機発光層、正孔輸送層、正孔注入層および正極が順次積層された構造を有してもよい。
本発明に係る有機発光素子が多層構造の有機物層を有する場合、前記化学式1の化合物は発光層、正孔輸送層、正孔輸送と発光を同時に行う層、発光と電子輸送を同時に行う層、電子輸送層、電子輸送および/または注入層などに含まれ得る。本発明において、前記化学式1の化合物は、特に電子注入および/または輸送層または発光層に含まれることが好ましい。
本発明に係る有機発光素子は、前述した化学式1のアントラセン誘導体を有機発光素子の有機物層のうちの1層以上に用いることを除いては、通常の有機発光素子の製造方法および材料を用いて製造することができる。例えば、本発明に係る有機発光素子は、スパッタリング(sputtering)や電子ビーム蒸発(e−beam evaporation)のようなPVD(physical vapor deposition)方法を用い、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させて正極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に負極として用いることのできる物質を蒸着することによって製造することができる。このような方法の他にも、前述したような逆方向構造の有機発光素子を製作するために、基板上に負極物質から有機物層、正極物質を順次蒸着して有機発光素子を製作することもできる。
前記有機物層は様々な高分子素材を用いて蒸着法ではない溶媒プロセス(solvent process)、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷、熱転写法などの方法によってさらに少ない数の層に製造することができる。
前記正極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑に行われるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明に用いることのできる正極物質の具体的な例としてはバナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnO:AlまたはSnO:Sbのような金属と酸化物の組み合わせ;ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ[3,4−(エチレン−1,2−ジオキシ)チオフェン](PEDT)、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらだけに限定されない。
前記負極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易になるように仕事関数の小さい物質が好ましい。負極物質の具体的な例としてはマグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO/Alのような多層構造の物質などが挙げられるが、これらだけに限定されない。
前記正孔注入物質としては低い電圧において正極から正孔の注入をよく受ける物質であって、正孔注入物質のHOMO(highest occupiedmolecular orbital)が正極物質の仕事関数と周辺有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体的な例としては金属ポルフィリン(porphyrine)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などが挙げられるが、これらだけに限定されない。
前記正孔輸送物質としては正極や正孔注入層から正孔の輸送を受けて発光層に移せる物質であって、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としてはアリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体などが挙げられるが、これらだけに限定されない。
前記発光物質としては正孔輸送層と電子輸送層から各々正孔と電子の輸送を受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては8−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Alq);カルバゾール系化合物;二量化スチリル(dimerized styryl)化合物;BAlq;10−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物;ベンゾオキサゾール、ベンズチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物;ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)系の高分子;スピロ(spiro)化合物;ポリフルオレン、ルブレンなどが挙げられるが、これらだけに限定されない。
前記電子輸送物質としては負極から電子の注入をよく受けて発光層に移せる物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては8−ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alqを含む錯体;有機ラジカル化合物;ヒドロキシフラボン−金属錯体などが挙げられるが、これらだけに限定されない。
本発明に係る有機発光素子は、用いられる材料により、前面発光型、背面発光型または両面発光型であり得る。
本発明に係る化合物は、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタなどをはじめとする有機電子素子においても有機発光素子に適用されるのと類似した原理によって作用することができる。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示する。但し、下記実施例は本発明を例示するためのものであり、下記実施例によって本発明の範囲が限定されるのではない。
<製造例1>
1−1.下記化学式1−Aの化合物の合成
2,2’−ジピリジルアミン(5.0g、29mmol)と4−ブロモヨードベンゼン(9.1g、32.1mmol)をジメチルアセトアミド(DMAC)70mlに溶かした後、CuCl(0.4g、2.9mmol)、2,2’−ジピリジル(0.45g、2.9mmol)、KCO(8g、58mmol)を添加し、室温で10分間攪拌した後、160℃で8時間攪拌した。反応が終結すれば、常温に冷却させ、水とTHF(テトラヒドロフラン)を用いて抽出し、MgSOで水を除去し、THFを減圧で除去し、ヘキサンとTHFを用いてシリカゲルショートカラム(silicagel short column)をし、水とエタノール(EtOH)を用いて沈殿ができればこれを濾過して、白色固体の化学式1−A(5.2g、収率54%)の化合物を製造した。MS:[M+H]=327
1−2.下記化学式1−Bの化合物の合成
前記製造例1−1の化学式1−Aの化合物の合成過程において、4−ブロモヨードベンゼンの代わりに3−ブロモヨードベンゼンを用いたことを除いては、前記化学式1−Aの化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−Bの化合物を製造した。MS:[M+H]=327
1−3.下記化学式1−Cおよび1−Dの化合物の合成
2,2’−ジピリジルアミン(5.0g、29mmol)、2−ブロモ−6−ナフトール(5.4g、24.2mmol)、NaOt−Bu(7g、72.6mmol)をトルエン(toluene)(250mL)に入れた後に50℃に加熱した。Pd(P(t−Bu)(61.5mg、0.12mmol)を添加した後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げた後、セリット(celite)を添加した後に10分間攪拌した。この懸濁液を、シリカゲル1.5cmを敷いたフィルタで濾過した。濾液を減圧蒸留した後、エタノール(200mL)で再結晶して化学式1−C(3.8g、収率50%)を得ることができた。MS:[M+H]=314
化学式1−Cの化合物(8.4g、26.8mmol)をジクロロメタンに溶かした後、トリエチルアミン(7.47mL、53.6mmol)を添加した後に10分間攪拌した。0℃に温度を下げた後、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(4.4mL、40.2mmol)を徐々に添加した後、常温に温度を上げて1時間攪拌した。炭酸水素ナトリウム水溶液を添加した後に水層を除去し、無水硫酸マグネシウムで水分を除去した。濾過した後に減圧濃縮し、ヘキサンで再結晶して前記化学式1−D(10.8g、収率90%)の化合物を製造した。MS:[M+H]=446
1−4.下記化学式1−Eの化合物の合成
前記製造例1−1の化学式1−Aの化合物の合成において、2,2’−ジピリジルアミンの代わりにフェニル−ピリジン−2−イル−アミン(phenyl−pyridin−2−yl−amine)を用いたことを除いては、前記化学式1−Aの化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−Eの化合物を製造した。MS:[M+H]=326
1−5.下記化学式1−Fおよび1−Gの化合物の合成
前記製造例1−1の化学式1−Aの化合物の合成において、2,2’−ジピリジルアミンの代わりに化学式1−Fの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−Aの化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−Gの化合物を製造した。MS:[M+H]=377
1−6.下記化学式1−Hおよび1−Iの化合物の合成
前記製造例1−1の化学式1−Aの化合物の合成において、2,2’−ジピリジルアミンの代わりに化学式1−Hの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−Aの化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−Iの化合物を製造した。MS:[M+H]=427
<製造例2>
2−1.下記化学式2−Aの化合物の合成
2−ブロモ−9,10−ジナフチルアントラセン(5.00g、9.82mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(2.75g、10.9mmol)および酢酸カリウム(2.89g、29.4mmol)をジオキサン(50ml)に懸濁させた。前記懸濁液にパラジウム(ジフェニルホスフィノフェロセン)クロライド(0.24g、3mol%)を加えた。得られた混合物を約6時間80℃で攪拌し、室温に冷却した。前記混合物を水(50ml)で薄め、ジクロロメタン(3×50ml)で抽出した。有機抽出物を硫酸マグネシウム上で乾燥し、真空内濃縮を行った。粗生成物をエタノールで洗浄し、真空内乾燥を行って、9,10−ジナフチルアントラセニル−2−ボレートである前記化学式2−Aの化合物(5.46g、92%)を製造した。MS:[M+H]=557
2−2.下記化学式2−Bの化合物の合成
カルバゾール(3.3g、20mmol)、1−ブロモ−4−ヨードベンゼン(3.0ml、24mmol)、炭酸カリウム(KCO、5.6g、40mmol)、ヨウ化銅(CuI、1.9g、1.0mmol)およびキシレン50mlを窒素雰囲気下で還流させた。常温に冷却した後に生成物をエチルアセテートで抽出し、無水硫酸マグネシウムで水分を除去した後に減圧下で溶媒を除去した。ヘキサン溶媒を用いてシリカゲルカラムを通過させて化合物を得た後、溶媒を減圧下で除去し、真空乾燥させて、白色固体の前記化学式2−Bの化合物(1.6g、25%)を製造した。MS:[M+H]=322
2−3.下記化学式2−Cの化合物の合成
前記化学式2−Bの化合物(4.38g、13.2mmol)を乾燥テトラヒドロフラン(80ml)に窒素雰囲気下で溶解した。前記溶液を−78℃に冷却し、冷却された溶液に10分間にかけてn−ブチルリチウム(6.6ml、2.5Mヘキサン溶液)を徐々に加えた後、−78℃で約40分間攪拌した。2−ブロモアントラキノン化合物(3.59g、5.5mmol)を反応混合物に加え、−78℃で約3時間さらに攪拌した。混合物を室温で約1時間攪拌した。前記混合物に水性塩化アンモニウム溶液(50ml)を加えた。有機層を分離し、水溶液層をジエチルエーテル(60ml)で抽出した。抽出した有機溶液層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた固体をジエチルエーテルで懸濁させ、1時間攪拌した後に濾過した。乾燥後、ジアルコール化合物である前記化学式2−Cの化合物(3.32g、73%)を製造した。MS[M+H]=773
2−4.下記化学式2−Dの化合物の合成
前記化学式2−Cの化合物(2.82g、3.65mmol)を酢酸(60ml)、ヨウ素酸カリウム(3.32g、20mmol)および次亜リン酸ナトリウム水和物(3.52g、40mmol)の分散液に加えた。前記混合物を攪拌し続け、約3時間還流させた後に室温に冷却した。前記混合物を濾過し水で洗浄した後、真空乾燥して、前記化学式2−Dの化合物(2.87g、90%)を製造した。MS:[M+H]=739
2−5.下記化学式2−Eの化合物の合成
前記製造例2−1の化学式2−Aの化合物の製造方法において、2−ブロモ−9,10−ジナフチルアントラセンおよびビス(ピナコラト)ジボロンの代わりに前記化学式2−Dの化合物を用いたことを除いては、前記化学式2−Aの化合物の製造方法と同じ方法により前記化学式2−Eの化合物を製造した。MS[M+H]=787
2−6.下記化学式2−Fの化合物の合成
1−ブロモナフタレン(34.8g、168.2mmol)をテトラヒドロフラン(170ml)に溶かした後に−78℃に温度を下げ、n−ブチルリチウム(67.3ml、168.2mmol)を徐々に添加した後に1時間攪拌した。2−ブロモアントラキノン(21g、73.1mmol)を添加し、常温に温度を上げて3時間攪拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液を入れて水層を除去した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し濾過した後に減圧乾燥した。エチルエーテルと石油エーテルで再結晶して前記化学式2−Fの化合物(32.3g、82%)を製造した。MS:[M+H]=544
2−7.下記化学式2−Gの化合物の合成
前記化学式2−Fの化合物(32.3g、59.5mmol)、ヨウ化カリウム(29.6g、178.4mmol)、次亜リン酸ナトリウム(38g、256.8mmol)を酢酸(40ml)に入れ、3時間加熱攪拌し、常温に温度を下げた後、沈殿物を濾過した後にエタノールで再結晶して、前記化学式2−Gの化合物(25.5g、84%)を製造した。MS:[M+H]=509
2−8.下記化学式2−Hの化合物の合成
前記製造例2−1の化学式2−Aの化合物の合成において、2−ブロモ−9,10−ジナフチルアントラセンの代わりに前記化学式2−Gの化合物を用いたことを除いては、前記化学式2−Aの化合物の合成方法と同じ方法により合成して前記化学式2−Hの化合物を製造した。MS:[M+H]=557
2−9.下記化学式2−Iの化合物の合成
前記製造例2−6の化学式2−Fの化合物の合成において、1−ブロモナフタレンの代わりに1−ブロモ−4−(2−ナフチル)ベンゼンを用いたことを除いては、前記化学式2−Fの化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式2−Iの化合物を製造した。MS:[M+H]=696
2−10.下記化学式2−Jの化合物の合成
前記製造例2−7の化学式2−Gの化合物の合成において、化学式2−Fの化合物の代わりに前記化学式2−Iの化合物を用いたことを除いては、前記化学式2−Gの化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式2−Jの化合物を製造した。MS:[M+H]=661
2−11.下記化学式2−Kの化合物の合成
前記製造例2−1の化学式2−Aの化合物の合成において、2−ブロモ−9,10−ジナフチルアントラセンの代わりに前記化学式2−Jの化合物を用いたことを除いては、前記化学式2−Aの化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式2−Kの化合物を製造した。MS:[M+H]=709
<製造例3>
3−1.下記化学式1−11の化合物の合成
2,2’−ジピリジルアミン(5.0g、29mmol)、2−ブロモ−9,10−ジナフチルアントラセン(12.3g、24.2mmol)、NaOt−Bu(7g、72.6mmol)をトルエン(250mL)に入れた後に50℃に加熱した。Pd(P(t−Bu)(61.5mg、0.12mmol)を添加した後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げた後、セリットを添加した後に10分間攪拌した。前記懸濁液を、シリカゲル1.5cmを敷いたフィルタで濾過した。濾液を減圧蒸留した後、エタノール(200mL)で再結晶して化学式1−11の化合物(10.1g、収率70%)を製造した。MS:[M+H]=600
3−2.下記化学式1−13の化合物の合成
前記製造例3−1の化学式1−11の化合物の合成において、2−ブロモ−9,10−ジナフチルアントラセンの代わりに化学式2−Gの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−11の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−13の化合物を製造した。MS:[M+H]=600
3−3.下記化学式1−21の化合物の合成
前記製造例3−1の化学式1−11の化合物の合成において、2,2’−ジピリジルアミンの代わりに化学式3−Aの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−11の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−21の化合物を製造した。MS:[M+H]=649
3−4.下記化学式1−75の化合物の合成
2−アミノピリジン(2.7g、29mmol)、2−ブロモ−9,10−ジナフチルアントラセン(12.3g、24.2mmol)、NaOt−Bu(7g、72.6mmol)をトルエン(250mL)に入れた後に50℃に加熱した。Pd(P(t−Bu)(61.5mg、0.12mmol)を添加した後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げた後、セリットを添加した後に10分間攪拌した。前記懸濁液を、シリカゲル1.5cmを敷いたフィルタで濾過した。濾液を減圧蒸留した後、エタノール(200mL)で再結晶して化学式3−Bの化合物(7.6g、収率60%)を製造した。MS:[M+H]=523
前記化学式3−Bの化合物(15.1g、29mmol)、化学式2−Dの化合物(17.9g、24.2mmol)、NaOt−Bu(7g、72.6mmol)をトルエン(250mL)に入れた後に50℃に加熱した。Pd(P(t−Bu)(61.5mg、0.12mmol)を添加した後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げた後、セリットを添加した後に10分間攪拌した。この懸濁液を、シリカゲル1.5cmを敷いたフィルタで濾過した。濾液を減圧蒸留した後、エタノール(200mL)で再結晶して化学式1−75の化合物(14.5g、収率50%)を製造した。MS:[M+H]=1198
3−5.下記化学式1−91の化合物の合成
前記化学式2−Aの化合物(3.5g、6.3mmol)と前記化学式1−Eの化合物(2.2g、6.9mmol)をテトラヒドロフラン(100ml)に完全に溶かした後に2M炭酸カリウム水溶液を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム(155mg、0.013mmol)を入れた後に5時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、水層を除去し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後に減圧濃縮し、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:6でカラムを行って前記化学式1−91の化合物(2.8g、66%)を製造した。MS:[M+H]=675
3−6.下記化学式1−101の化合物の合成
前記製造例3−5の化学式1−91の化合物の合成において、化学式1−Eの化合物の代わりに化学式1−Aの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−91の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−101の化合物を製造した。MS:[M+H]=676
3−7.下記化学式1−103の化合物の合成
前記製造例3−6の化学式1−101の化合物の合成において、化学式2−Aの化合物の代わりに化学式2−Hの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−101の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−103の化合物を製造した。MS:[M+H]=676
3−8.下記化学式1−106の化合物の合成
前記製造例3−6の化学式1−101の化合物の合成において、化学式2−Aの化合物の代わりに化学式2−Kの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−101の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−106の化合物を製造した。MS:[M+H]=829
3−9.下記化学式1−171の化合物の合成
前記製造例3−6の化学式1−101の化合物の合成において、化学式1−Aの化合物の代わりに化学式3−Cの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−101の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−171の化合物を製造した。MS:[M+H]=834
3−10.下記化学式1−191の化合物の合成
前記製造例3−6の化学式1−101の化合物の合成において、化学式1−Aの化合物の代わりに化学式1−Dの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−101の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−191の化合物を製造した。MS:[M+H]=726
3−11.下記化学式1−193の化合物の合成
前記製造例3−10の化学式1−191の化合物の合成において、化学式2−Aの化合物の代わりに化学式2−Hの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−191の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−193の化合物を製造した。MS:[M+H]=726
3−12.下記化学式1−302の化合物の合成
前記製造例3−1の化学式1−11の化合物の合成において、2,2’−ジピリジルアミンの代わりに化学式1−Fの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−11の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−302の化合物を製造した。MS:[M+H]=650
3−13.下記化学式1−303の化合物の合成
前記製造例3−1の化学式1−11の化合物の合成において、2,2’−ジピリジルアミンの代わりに化学式1−Hの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−11の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−303の化合物を製造した。MS:[M+H]=700
3−14.下記化学式1−314の化合物の合成
前記製造例3−5の化学式1−91の化合物の合成において、化学式1−Eの化合物の代わりに化学式1−Gの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−91の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−314の化合物を製造した。MS:[M+H]=726
3−15.下記化学式1−315の化合物の合成
前記製造例3−5の化学式1−91の化合物の合成において、化学式1−Eの化合物の代わりに化学式1−Iの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−91の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−315の化合物を製造した。MS:[M+H]=776
3−16.下記化学式1−319の化合物の合成
前記製造例3−5の化学式1−91の化合物の合成において、化学式1−Eの化合物の代わりに化学式3−Dの化合物を用いたことを除いては、前記化学式1−91の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式1−319の化合物を製造した。MS:[M+H]=747
<製造例4>
4−1.下記化学式2−11の化合物の合成
2,2’−ジピリジルアミン(17.7g、103.7mmol)、2,6−ジブロモ−9,10−ビス(2−ナフチル)アントラセン(25.4g、43.2mmol)、NaOt−Bu(12.5g、129.6mmol)をトルエン(346mL)に入れた後に50℃に加熱した。Pd(P(t−Bu)(220.5mg、0.43mmol)を添加した後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げた後、セリットを添加した後に10分間攪拌した。前記懸濁液を、シリカゲル1.5cmを敷いたフィルタで濾過した。濾液を減圧蒸留した後、エタノール(200mL)で再結晶して化学式2−11の化合物(10g、収率30%)を製造した。MS:[M+H]=769
4−2.下記化学式2−13の化合物の合成
前記製造例4−1の化学式2−11の化合物の合成において、2,6−ジブロモ−9,10−ビス(2−ナフチル)アントラセンの代わりに2,6−ジブロモ−9,10−ビス(1−ナフチル)アントラセンを用いたことを除いては、前記化学式2−11の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式2−13の化合物を製造した。MS:[M+H]=769
4−3.下記化学式2−21の化合物の合成
前記製造例4−1の化学式2−11の化合物の合成において、2,2’−ジピリジルアミンの代わりに化学式3−Aの化合物を用いたことを除いては、前記化学式2−11の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式2−21の化合物を製造した。MS:[M+H]=867
4−4.下記化学式2−71の化合物の合成
前記製造例4−1の化学式2−11の化合物の合成において、2,2’−ジピリジルアミンの代わりに化学式1−Fの化合物を用いたことを除いては、前記化学式2−11の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式2−71の化合物を製造した。MS:[M+H]=869
4−5.下記化学式2−81の化合物の合成
前記化学式4−Aの化合物(2.2g、3.2mmol)と前記化学式1−Eの化合物(2.2g、6.9mmol)をテトラヒドロフラン(100ml)に完全に溶かした後、2M炭酸カリウム水溶液を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム(155mg、0.013mmol)を入れた後に5時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、水層を除去し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後に減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:6でカラムを行って前記化学式2−81の化合物(1.3g、45%)を製造した。MS:[M+H]=919
4−6.下記化学式2−91の化合物の合成
前記製造例4−5の化学式2−81の化合物の合成において、化学式1−Eの化合物の代わりに化学式1−Aの化合物を用いたことを除いては、前記化学式2−81の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式2−91の化合物を製造した。MS:[M+H]=921
4−7.下記化学式2−141の化合物の合成
前記製造例4−5の化学式2−81の化合物の合成において、化学式1−Eの化合物の代わりに化学式1−Gの化合物を用いたことを除いては、前記化学式2−81の化合物を合成した方法と同じ方法により前記化学式2−141の化合物を製造した。MS:[M+H]=1021
<実験例1>
ITO(indium tin oxide)が1500Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)の製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返して超音波洗浄を10分間進めた。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄を行って乾燥した後、プラズマ洗浄機に輸送した。また、酸素プラズマを利用して前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送した。
このように準備したITO透明電極上に下記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(hexanitrile hexaazatriphenylene;HAT)を500Åの厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。
前記正孔注入層上に正孔を輸送する物質である下記化学式の4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)を真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
その次、前記正孔輸送層上に下記化学式のAlq(アルミニウムトリス(8−ヒドロキシキノリン))を300Åの厚さで真空蒸着して発光層を形成した。
前記発光層上に製造例3で製造された化学式1−21の化合物を200Åの厚さで真空蒸着して電子注入および輸送層を形成した。
前記電子注入および輸送層の上に12Å厚さでフッ化リチウム(LiF)と2000Å厚さでアルミニウムを順次蒸着して負極を形成した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、負極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時における真空度は2×10−7〜5×10−8torrを維持した。
前記で製造された有機発光素子に5.6Vの順方向電界を加えた結果、50mA/cmの電流密度において、1931 CIE色座標(color coordinate)を基準にx=0.32、y=0.55に該当する緑色光が観察され、6.4Vの順方向電界を加えた結果、100mA/cmの電流密度において、2.6cd/Aの緑色光が観察された。
<実験例2>
実験例1と同じ方法で製造されたITO電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(500Å)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)、Alq(300Å)、化学式1−101(200Å)の化合物を順次熱真空蒸着して、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層を順に形成した。
前記電子輸送層上に12Å厚さのフッ化リチウム(LiF)と2000Å厚さのアルミニウムを順次蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、負極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時における真空度は2×10−7〜5×10−8torrを維持した。
前記で製造された有機発光素子に4.1Vの順方向電界を加えた結果、50mA/cmの電流密度において、1931 CIE色座標を基準にx=0.33、y=0.56に該当する緑色光が観察され、5.0Vの順方向電界を加えた結果、100mA/cmの電流密度において、2.0cd/Aの緑色光が観察された。
<実験例3>
実験例1と同じ方法で製造されたITO電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(500Å)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)、化学式1−191(400Å)の化合物を順次熱真空蒸着して、正孔注入層、正孔輸送層および発光と電子輸送を同時に行う層を順に形成した。
前記発光と電子輸送を同時に行う層上に12Å厚さのフッ化リチウム(LiF)と2000Å厚さのアルミニウムを順次蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、負極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時における真空度は2×10−7〜5×10−8torrを維持した。
前記で製造された有機発光素子に4.3Vの順方向電界を加えた結果、50mA/cmの電流密度において、1931 CIE色座標を基準にx=0.33、y=0.58に該当する緑色光が観察され、5.2Vの順方向電界を加えた結果、100mA/cmの電流密度において、2.1cd/Aの緑色光が観察された。
<実験例4>
実験例1と同じ方法で製造されたITO電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(500Å)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)、Alq(300Å)、前記化学式1−315の化合物(200Å)、およびフッ化リチウム(LiF)(12Å)を順次熱真空蒸着して、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を順に形成した。その上に2000Å厚さのアルミニウムを蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。
前記製造された有機発光素子に4.2Vの順方向電界を加えた結果、50mA/cmの電流密度において、1931 CIE色座標を基準にx=0.32、y=0.56に該当する緑色光が観察された。また、5.1Vの順方向電界を加えた結果、100mA/cmの電流密度において、2.1cd/Aの緑色光が観察された。
<実験例5>
実験例1と同じ方法で製造されたITO電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(500Å)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)、Alq(300Å)、前記化学式2−91の化合物(200Å)、およびフッ化リチウム(LiF)(12Å)を順次熱真空蒸着して、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層を順に形成した。その上に2000Å厚さのアルミニウムを蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。
前記製造された有機発光素子に4.3Vの順方向電界を加えた結果、50mA/cmの電流密度において、1931 CIE色座標を基準にx=0.33、y=0.58に該当する緑色光が観察された。また、5.1Vの順方向電界を加えた結果、100mA/cmの電流密度において、2.0cd/Aの緑色光が観察された。
<比較例1>
実験例1と同じ方法で製造されたITO電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(500Å)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)、Alq(300Å)、下記化学式で示される電子輸送物質(200Å)、およびフッ化リチウム(LiF)(12Å)を順次熱真空蒸着して、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層を順に形成した。その上に2000Å厚さのアルミニウムを蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。
前記製造された有機発光素子に4.3Vの順方向電界を加えた結果、50mA/cmの電流密度において、1931 CIE色座標を基準にx=0.33、y=0.56に該当する緑色光が観察された。また、6.8Vの順方向電界を加えた結果、100mA/cmの電流密度において、2.4cd/Aの緑色光が観察された。
<比較例2>
実験例1と同じ方法で製造されたITO電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(500Å)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)、Alq(300Å)、下記化学式で示される電子輸送物質−1(200Å)、およびフッ化リチウム(LiF)(12Å)を順次熱真空蒸着して、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層を順に形成した。その上に2000Å厚さのアルミニウムを蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。
前記製造された有機発光素子に4.3Vの順方向電界を加えた結果、50mA/cmの電流密度において、1931 CIE色座標を基準にx=0.34、y=0.58に該当する緑色光が観察された。また、7.8Vの順方向電界を加えた結果、100mA/cmの電流密度において、1.4cd/Aの緑色光が観察された。
1:基板
2:正極
3:正孔注入層
4:正孔輸送層
5:有機発光層
6:電子輸送層
7:負極

Claims (14)

  1. 下記化学式1で示されるアントラセン誘導体:
    前記化学式1において、
    R1およびR2は互いに同じであるか異なり、独立的に、ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基、C〜C40のヘテロアリール基およびアリールアミン基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリール基からなる群から選択され、
    R3およびR4のうちの少なくとも一つは下記化学式2の基であり、
    前記化学式2において、
    XはNであり、
    YはC−HおよびNからなる群から選択され、
    は直接結合であるか;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリーレン基からなる群から選択され、
    R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびR12は互いに同じであるか異なり、水素;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたケイ素基;ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリール基;およびハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C〜C40のアルキル基、C〜C40のアルケニル基、C〜C40のアルコキシ基、C〜C40のシクロアルキル基、C〜C40のヘテロシクロアルキル基、C〜C40のアリール基およびC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択され、または互いに隣接する基と芳香族の縮合環を形成し、
    R3およびR4うちの一つが前記化学式2の基である時、残りの一つは水素である。
  2. 前記化学式1のR1およびR2は同一である、請求項1に記載のアントラセン誘導体。
  3. 前記化学式1のR1およびR2は、独立的に、下記構造式からなる群から選択される、請求項1に記載のアントラセン誘導体:
    前記構造式において、Z1〜Z3は互いに同じであるか異なり、独立的に、水素〜C40のアリール基;および〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択される。
  4. 前記化学式2のLは直接結合、または非置換のC〜C40のアリーレン基である、請求項1に記載のアントラセン誘導体。
  5. 前記化学式2のR5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびR12は、全て水素であるか、少なくとも一つはC〜C40のアルキル基またはC〜C40のアリール基で置換もしくは非置換されたC〜C40のアリール基である、請求項1に記載のアントラセン誘導体。
  6. 前記アルキル基はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基およびヘプチル基からなる群から選択され、前記シクロアルキル基はシクロペンチル基およびシクロヘキシル基からなる群から選択され、前記アルコキシ基は炭素数1〜40のアルコキシ基であり、前記アリール基はフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ビフェニル基、ピレニル基およびペリレン基からなる群から選択され、アリールアミン基はフェニルアミン、ナフチルアミン、ビフェニルアミン、アントラセニルアミン、3−メチル−フェニルアミン、4−メチル−ナフチルアミン、2−メチル−ビフェニルアミン、9−メチル−アントラセニルアミン、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基およびフェニルトリルアミン基からなる群から選択され、前記複素環基はピリジル基、ビピリジル基、トリアジン基、アクリジル基、チオフェン基、フラン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、トリアゾール基、キノリニル基イソキノリン基およびカルバゾール基からなる群から選択され、前記ハロゲン基はフッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選択される、請求項1に記載のアントラセン誘導体。
  7. 第1電極、第2電極、および前記第1電極と第2電極との間に配置された1層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上が請求項1〜6のうちのいずれか1項の化学式1のアントラセン誘導体を含む有機電子素子。
  8. 前記有機電子素子は、有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)ドラムおよび有機トランジスタからなる群から選択される、請求項7に記載の有機電子素子。
  9. 前記有機電子素子は有機発光素子である、請求項7に記載の有機電子素子。
  10. 前記有機発光素子は、基板上に正極、1層以上の有機物層および負極が順次積層された正方向構造の有機発光素子である、請求項9に記載の有機電子素子。
  11. 前記有機発光素子は、基板上に負極、1層以上の有機物層および正極が順次積層された逆方向構造の有機発光素子である、請求項9に記載の有機電子素子。
  12. 前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層および電子輸送層のうちから選択されたいずれか一つ以上を含む有機物層が化学式1のアントラセン誘導体を含む、請求項9に記載の有機電子素子。
  13. 前記有機物層は発光層を含み、前記発光層が化学式1のアントラセン誘導体を含む、請求項7に記載の有機電子素子。
  14. 前記有機物層は電子輸送層または電子注入層を含み、前記電子輸送層または電子注入層が化学式1のアントラセン誘導体を含む、請求項7に記載の有機電子素子。
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