KR100826364B1

KR100826364B1 - 안트라센 유도체 정공 수송층을 갖는 전자발광 소자

Info

Publication number: KR100826364B1
Application number: KR1019990055959A
Authority: KR
Inventors: 시지안민; 탕칭더블유; 클루벡케빈피
Original assignee: 이스트맨 코닥 캄파니
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2008-05-02
Also published as: EP2270897A2; KR20000048009A; EP2270897B1; EP1009044A2; US20020028346A1; JP2012094878A; JP2000182776A; EP1009044B1; EP2270897A3; EP1009044A3; US6465115B2; JP5689784B2

Abstract

본 발명은 유기 다층 전자발광 소자(organic multilayer electroluminescent device)에 관한 것이다. 본 발명의 유기 다층 전자발광 소자는 양극과 음극을 포함하며, 이들 두 극 사이에 하기 화학식 1의 유기 화합물을 포함하는 정공 수송층(hole transport layer); 및 상기 정공 수송층과 동작관계로 배치된 전자 수송층(electron transport layer)을 포함한다.

상기 식에서,

치환체 R¹, R², R³ 및 R⁴는 각각 독립적으로 수소, 또는 1 내지 24개의 탄소원자를 갖는 알킬; 5 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴 또는 치환된 아릴; 또는 5 내지 24개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴; 또는 불소, 염소, 브롬; 또는 시아노 기이다.

Description

안트라센 유도체 정공 수송층을 갖는 전자발광 소자{ELECTROLUMINESCENT DEVICE WITH ANTHRACENE DERIVATIVES HOLE TRANSPORT LAYER}

도 1은 이층 유기 EL 소자(bi-layer organic EL device)의 단면을 도시한다.

도 2는 개량된 이층 구조를 가진 EL 소자의 단면을 도시한다.

도 3은 도 1에 도시된 이층 구조를 가진 유기 EL 소자의 에너지 준위 다이아그램을 도시한다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 기재 20 양극 30 정공 수송층

40 전자 수송층 50 유기 EL 매질 60 음극

100 기재 200 양극 300 정공 수송층

400 방사층 500 전자 수송층 600 EL 매질

700 음극

본 발명은 유기 전자발광 소자(Organic Electroluminescent Device)에 관한 것이다.

유기 전자발광 소자는 소자를 통과하는 전류에 반응하여 광 방사를 일으키는부류의 광전자소자(opto-electronic device)이다. (간단히 말해, 때로는 전자발광을 나타내는 통상의 약어인 EL로 대체되어 사용된다.) 유기 발광 다이오드 또는 OLED란 용어도 또한 통상적으로 전류-전압 특성이 비선형인 유기 EL 소자를 기술하는데 사용되며, 이때 상기 비선형이란 EL 소자를 통과하는 전류가 EL 소자에 인가된 전압의 극성에 의존함을 의미한다. 이러한 실시태양에서, 용어 EL 및 EL 소자는 OLED로 기술되는 소자를 포함할 것이다.

유기 EL 소자는 일반적으로 음극과 양극사이에 놓인 유기 발광 매질을 함유하는 층상구조를 갖는다. 유기 발광 매질은 일반적으로 얇은 무정형 또는 결정성 필름 형태의 유기 발광 물질 또는 그의 혼합물을 지칭한다. 종래의 대표적인 유기 EL 소자는 1965년 3월 9일자로 거니(Gurnee) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,172,862 호; 1965년 3월 9일자로 거니에게 허여된 미국 특허 제 3,173,050 호; 드레스너(Dresner)의 문헌['Double Injection Electroluminescence in Anthracene', RCA Review, Vol. 30, pp. 322-334, 1969]; 및 1973년 1월 9일자로 드레스너에게 허여된 미국 특허 제 3,710,167 호에 개시되어 있는 소자가다. 이러한 종래 기술에서는, 유기 발광 매질은 공액 유기 호스트 물질 및 축합 벤젠 고리를 가진 공액 유기 활성화제로 제조하였다. 유기 호스트 물질의 실례로는 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 벤조피렌, 크리센, 피센, 카바졸, 플루오렌, 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐, 트리페닐렌 옥사이드, 디할로비페닐, 트랜스-스틸벤, 및 디페닐부타디엔이 제안되었다. 활성화제의 예로서는 안트라센, 테트라센 및 펜타센이 거론되었다. 유기 발광 매질은 1㎛ 이상의 두께를 갖는 단일 층으로서 존재하였다. EL 소자를 구동시키는데 요구되는 전압은 수백 볼트로 상당히 높았으며, 따라서 이러한 EL 소자의 발광 효율은 상당히 낮았다.

통상 양도된 미국 특허 제 4,356,429 호에서, 탕(Tang)은 이층구조의 EL 소자 구조를 개시함으로써 유기 EL 소자의 기술을 더 개선시켰다. 이러한 이층구조에 있어서의 유기 발광 매질은 양극과 음극사이에 놓인 2개의 극히 얇은 유기 필름층(이들 2개층의 합한 두께는 1.0㎛ 미만(＜1.0㎛)이다)을 포함한다. 소위 정공-수송층(hole-transport layer)이라 불리는, 양극에 인접한 층은 구체적으로는 EL 소자내에서 단지 정공(hole)만을 주로 수송하도록 선택된다. 이와 유사하게, 음극에 인접한 층은 구체적으로는 EL 소자내에서 단지 전자만을 주로 수송하도록 선택된다. 정공-수송층과 전자-수송층사이의 계면 또는 접합면은 전자-정공 재결합 대역(electron-hole recombination zone)이라 지칭되며, 이러한 대역에서 전자와 정공은 재결합되어 전극으로부터의 최소한의 간섭으로 전자발광을 일으킨다. 이러한 재결합 대역은 계면 영역을 넘어서 까지 연장되어 정공-수송층의 일부 또는 전자-수송층의 일부 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 극히 얇은 유기 발광 매질은 전기저항을 감소시켜 EL 소자상에 인가된 소정의 전압에 대해 더 높은 전류밀도를 제공한다. EL 강도는 EL 소자를 통과하는 전류밀도에 직접 비례하기 때문에, 이러한 얇은 이층구조의 유기 발광매질은 종래의 EL 소자에 비해 훨씬 더 낮은 전압에서 EL소자가 작동되도록 해준다. 따라서, 이층구조의 유기 EL소자는 높은 발광 효율(EL 출력/입력 전력량)을 달성하며, 따라서 평판 디스플레이 및 조명기구(lighting)와 같은 용도에 유용하다.

통상 양도된 탕의 미국 특허 제 4,356,429 호에는 구리 프탈로시아닌과 같은 1000Å 두께의 포르피린계 화합물(porphyrinic compound)을 함유하는 정공-수송층 및 1000Å 두께의 폴리(스티렌)중의 테트라페닐부타디엔으로된 전자-수송층을 포함하는 유기 발광매질로 제조한 EL소자가 개시되어 있다. 양극은 전도성 인듐-주석-산화물(ITO, indium-tin-oxide) 유리로 제조하였으며, 음극은 은층이었다. 30 내지 40 ㎃/㎠ 범위의 평균 전류밀도에서 20V의 전압을 바이어스시켰을 경우에 EL소자는 청색광을 방출하였다.

반 슬리케(Van Slyke) 등의 통상 양도된 미국 특허 제 4,539,507 호에는 더 향상된 이층구조의 유기 EL소자가 교시되어 있다. 반 슬리케 등은 탕의 특허에서 사용된 정공-수송층내의 포르피린계 화합물을 아민 화합물로 대체시킴으로써 EL 발광효율을 극적으로 향상시켰다. 정공-수송층으로서 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)사이클로헥산과 같은 방향족 3차 아민을 사용하고 4,4'-비스(5,7-디-t-펜틸-2-벤즈옥사졸릴)-스틸벤으로된 전자-수송층을 사용함으로써, EL소자는 약 20V의 전압을 바이어스시켰을 때 약 1.2% 광자/주입 전하의 양자 효과를 갖는 청록광(blue-green light)을 방출할 수 있었다.

유기 EL소자내의 정공-수송층용 물질로서 방향족 아민을 사용하는 것은 일반적으로 다양한 종래의 기술에서 EL소자의 성능을 향상시켜 주는데 있어서의 다양한 부류의 아민의 효용이 개시되어 있는 것으로 알려져 있었기 때문이었다. 정공-수송물질 인자에 있어서의 향상된 점으로는 더 높은 정공 수송 운동성, 보다 더 무정형의 구조, 더 높은 유리전이온도 및 보다 양호한 전기화학 안정성이 포함된다. 이러한 향상된 아민을 사용하여 만든 유기 EL소자에서 향상된 점은 발광효율이 더 높고, 운전 및 저장수명이 더 길며, 내열성이 더 우수하다는 것이다. 예를 들면, 반 슬리케 등의 통상 양도된 미국 특허 제 5,061,569 호에는 향상된 아릴아민 정공 수송물질이 개시되어 있다. 쉬(Shi) 등의 통상 양도된 미국 특허 제 5,554,450 호에는 고온 EL소자용으로 디자인된, 165℃ 정도의 높은 유리전이온도를 갖는 일련의 방향족 아민이 개시되어 있다. 쉬로타(Shirota) 등의 미국 특허 제 5,374,489 호에는 안정한 무정형 유리를 형성하고 탁월한 정공 수송물질로서 작용하는 신규한 π-공액 스타버스트 분자인 4, 4′,4″- 트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA)이 개시되어 있다.

유기 EL소자내의 정공-수송층에 방향족 아민류 이외의 다른 유기 화합물은 통상 사용되지 않으며, 방향족 아민이 정공-수송 특성을 갖는 것으로 잘 알려져 있다. 그러나, 이층 EL소자내의 정공-수송층으로서 방향족 아민을 사용하는 경우에 중요한 결점이 있다. 아민은 일반적으로 강한 전자 공여체이기 때문에, 이들은 전자-수송층내에 사용된 발광물질과 상호작용하여 형광 켄칭 센터(fluorescence quenching center)를 형성하여 EL 발광효율을 감소시킨다.

본 발명의 목적은 향상된 EL 성능을 제공하는, 유기 EL소자내의 정공 수송층으로서 방향족 아민이외의 다른 부류의 유기 화합물을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 양극과 음극을 포함하고, 그들 사이에 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 정공 수송층; 및 상기 정공 수송층과 동작관계로 배치되는 전자 수송층을 포함하는 유기 다층 전자발광 소자에서 달성된다:

화학식 1

상기 식에서,

정공 수송층 물질의 대표적인 예는 a) 하기 화학식 2의 안트라센 유도체; b) 하기 화학식 3 내지 5의 안트라센 유도체; 및 c) 하기 화학식 6 내지 11의 안트라센 유도체를 포함한다:

상기 식에서,

치환체 R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 각각 독립적으로 수소, 또는 1 내지 24개의 탄소원자를 갖는 알킬; 5 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴 또는 치환된 아릴; 또는 5 내지 24개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴; 또는 불소, 염소, 브롬; 또는 시아노 기이다.

정공 수송층에 사용되는 방향족 탄화수소 또는 축합 방향족 탄화수소는 알킬아미노- 또는 아릴아미노- 잔기를 포함할 필요가 없다는 특징이 있다.

본 발명에 따른 유기 화합물은 5.0 eV보다 큰 이온화 전위를 갖는다.

본 발명에 따른 정공 수송층은 전자 수송층 또는 방사층(emissive layer), 또는 또한 방사층으로서 작용하여 고효율의 전자발광 소자를 제공하는 전자 수송층과 효과적으로 작용한다.

도 1은 본 발명의 유기 EL 소자를 제작하는데 사용되는 기본 구조를 도시한 것이다. 이는 유기 정공 수송층(30)과 유기 전자 수송층(40)을 포함하는 이층 구조이다. 전자 수송층은 또한 전자발광을 일으키는 방사층이다. 이들은 함께 유기 EL 매질(50)를 형성한다. 양극(20)은 정공 수송층에 인접하고 음극(60)은 전자 수송층에 인접한다. 기재는 층(10)이다. 도 1에서 도시된 형상은 단지 예시를 위한 것으로, 개개의 층 두께는 정확한 두께에 따른 축적이 아니다.

도 2는 본 발명의 유기 EL 소자의 다른 구조를 예시한 것이다. 이러한 구조는 개량된 이층 구조이다. EL 매질은 정공 수송층과 전자 수송층사이에 방사층을 포함한다. 이러한 방사층은 전자발광을 일으키는 층이다. 따라서, 층(300)은 정공 수송층이고, 층(400)은 방사층이고, 층(500)은 전자 수송층이며, 이들은 함께 전자발광 매질(600)을 형성한다. 층(200)은 양극이며, 층(700)은 음극이다. 기재는 층(100)이다. 도 2에서 도시된 형상은 단지 예시용를 위한 것으로, 개개의 층 두께는 정확한 두께에 따른 축적이 아니다.

도 3은 도 1에 도시된 이층 구조를 가진 유기 EL소자의 에너지 준위 다이아그램을 예시한 것이다. 유기 EL 매질은 독특하게 낮은 이온화 전위 에너지를 갖는 정공-수송층, 및 비교적 높은 이온화 전위 에너지를 갖는 전자 수송층으로 표시된다. 분자상 고체에 대한 이온화 전위 에너지 또는 이온화 전위(IP,ionization potential)는 고체의 진공 준위와 최고위에 점유된 분자궤도(HOMO, highest occupied molecular orbital) 준위사이의 에너지 차이로서 정의된다. 진공 준위는 일반적으로 분자상 고체의 에너지 준위가 측정되는 참고 준위로서 지칭된다. HOMO는 전자로 충전되고 정공이 자유롭게 운동하는 최고위의 에너지 준위이다. 이와 유사하게, 최저위의 점유되지 않은 분자궤도(LUMO, lowest unoccupied molecular orbital)는 전자가 없어 자유전자가 자유롭게 운동하는 최저 에너지 준위이다. HOMO와 LUMO 사이의 에너지 차는 전혀 유용한 분자궤도 상태가 아닌 밴드갭(bandgap)이다. IP값은 분자상 고체로부터 전자를 제거하는데 필요하고 문헌에 널리 기술되어 있는 발광 기법에 의해 실험적으로 쉽게 얻을 수 있는 최소 에너지의 측정치이다.

도 1에 예시된 이층 구조는 정공 수송층과 전자 수송층사이의 계면에서의 전자-정공 재결합을 제한하도록 설계된다. 이러한 제한은 이러한 계면에 전자 주입 차단층(electron injection barrier) 또는 정공 주입 차단층(hole injection barrier) 또는 이들 둘 모두를 설치함으로써 달성된다. 정공 주입 차단층을 설명하면, 이는 도 3에 부호 φ로 나타낸, 정공 수송층과 전자 수송층의 HOMO 준위사이의 차이다. φ값이 큰 경우(＞0.5 eV), 정공 수송층을 통과하여 계면쪽으로 이동하는 정공은 전위 에너지 차단층을 극복할 수 없을 것이며, 따라서 계면의 정공 수송층 측에서 트랩핑(trapped)될 것이다. 이와 유사하게, 전자 주입 차단층은 LUMO 준위사이의 차이이며, 전자 주입을 위한 커다란 전자 주입 차단층은 계면의 전자 수송층 측에 전자를 배치시킬 것이다. 정공 수송물질과 전자 수송물질을 적절히 선택함으로써 야기된 이러한 전하 국부화의 결과로써, 전자-정공 쌍은 계면에서 재결합되어 계면의 특성인 전자발광을 일으킬 것이다.

EL 소자에 통상 사용되는 정공 수송물질은 대부분 아릴아민인데, 그 이유는 통상의 유기 물질중에서 그들의 정공 유동성이 최고인 것으로 밝혀졌기 때문이다. 유기 EL과 같은 전류-구동형 소자에는 높은 유동성을 갖는 물질이 바람직한데, 그 이유는 이러한 소자를 작동시키는데 요구되는 전압이 낮을 것이기 때문이다. 아릴아민도 또한 유기 물질들중에서 최저의 이온화 전위를 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, 이층 EL 소자에서 정공 수송층과 전자 수송층사이에 정공 주입 차단층을 생성시키기 위해서는 아릴아민이 적절하다. 고효율 EL 소자는 정공 수송층으로서 다양한 종류의 아릴아민을 사용하여 제조하여 왔다.

유기 EL 소자에 특히 유용한 것으로 밝혀진 부류의 아릴아민은 하기 화학식 12로 표시된다:

상기 식에서,

Ar은 아릴렌 기이고, 아릴렌 잔기는 바람직하게는 페닐 및 페닐렌 잔기이고;

n은 1 내지 4의 정수이고;

R¹, R², R³ 및 R⁴는 독립적으로 선택된 아릴 기이다.

이러한 아릴아민은 EL 소자내의 정공 수송물질로서 특히 유용하다.

( 화합물 1 )

( 화합물 2 )

( 화합물 3 )

( 화합물 4 )

EL 소자내의 정공 수송물질로서 아릴아민이 유용하기는 하지만, 이러한 화합물은 많은 결점을 가지고 있다. 첫 번째로, 유기 물질로서, 이러한 물질은 비교적 강한 전자 공여체로서, 이는 이들이 쉽게 산화될 수 있으며 따라서 주변 환경에서 불안정할 수 있음을 의미한다. 두 번째로, EL 소자내의 전자 수송층에 인접한 정공 수송층으로서 사용된 경우, 아릴아민은 전자 수송층과 상호작용하여 전자발광의 손실을 유발시키는 비-방사 중심을 생성할 수 있다. 세 번째로, 아릴아민의 낮은 이온화 전위 때문에, 아릴아민 정공 수송층과 전자 수송층사이에 형성된 정공 주입 차단층은 정공을 아릴아민내에 국부화시켜 또한 전기발광의 손실을 유발시킬 것이다. 이러한 이유로 인하여, EL 소자의 성능을 더 향상시키기 위한 새로운 정공 수송물질이 유용하다.

본 발명에서 사용되는 새로운 정공 수송물질은 20개 이상의 탄소원자를 함유하는 분자구조를 갖는 방향족 탄화수소 또는 축합 방향족 탄화수소를 포함한다.

정공 수송물질은 하기 화학식 1의 유기 화합물을 포함한다:

화학식 1

상기 식에서,

정공 수송물질의 대표적인 예는 하기의 a) 내지 c)의 화합물을 포함한다:

a) 하기 화학식 2의 안트라센 유도체:

화학식 2

상기 식에서,

다음의 분자구조는 화학식 2의 안트라센 유도체의 구체적인 예를 구성한다. 이들 화합물은 EL 소자내의 정공 수송물질로서 특히 유용하다.

( 화합물 5 )

( 화합물 6 )

( 화합물 7 )

( 화합물 8 )

( 화합물 9 )

( 화합물 10 )

( 화합물 11 )

( 화합물 12 )

( 화합물 13 )

b) 하기 화학식 3 내지 5의 안트라센 유도체;

화학식 3

화학식 4

화학식 5

상기 식에서,

다음의 분자 구조는 화학식 3 내지 5의 안트라센 유도체의 구체적인 예를 구성한다. 이들 화합물은 EL 소자내의 정공 수송물질로서 특히 유용하다.

( 화합물 14 )

( 화합물 15 )

( 화합물 16 )

( 화합물 17 )

( 화합물 18 )

( 화합물 19 )

( 화합물 20 )

( 화합물 21 )

( 화합물 22 )

( 화합물 23 )

( 화합물 24 )

( 화합물 25 )

( 화합물 26 )

( 화합물 27 )

( 화합물 28 )

( 화합물 29 )

( 화합물 30 )

( 화합물 31 )

( 화합물 32 )

( 화합물 33 )

( 화합물 34 )

( 화합물 35 )

( 화합물 36 )

( 화합물 37 )

( 화합물 38 )

( 화합물 39 )

( 화합물 40 )

( 화합물 41 )

( 화합물 42 )

( 화합물 43 )

( 화합물 44 )

c) 화학식 6 내지 11의 안트라센 유도체:

화학식 6

화학식 7

화학식 8

화학식 9

화학식 10

화학식 11

상기 식에서,

치환체 R¹, R², R³, R⁴ 및 R⁵는 각각 독립적으로 수소, 또는 1 내지 24개의 탄소원자를 갖는 알킬; 5 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴 또는 치환된 아릴; 또는 5 내지 24개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴; 또는 불소, 염소, 브롬; 또는 시아노 기이다.

다음의 분자 구조는 화학식 6 내지 11의 안트라센 유도체의 구체적인 예를 구성한다. 이들 화합물은 EL 소자내의 정공 수송물질로서 특히 유용하다.

( 화합물 45 )

( 화합물 46 )

( 화합물 47 )

( 화합물 48 )

( 화합물 49 )

( 화합물 50 )

( 화합물 51 )

( 화합물 52 )

( 화합물 53 )

( 화합물 54 )

( 화합물 55 )

( 화합물 56 )

( 화합물 57 )

( 화합물 58 )

( 화합물 59 )

이러한 방향족 탄화수소 정공 수송물질들중 몇몇의 이온화 전위를 측정하였으며, 이들 측정값을 하기에서와 같이 아릴아민 정공 수송물질과 비교한다. 일반적으로 방향족 탄화수소 정공 수송물질이 아릴아민보다 더 높은 이온화 전위를 갖는다.

아릴아민 및 방향족 탄화수소 IP(eV)

5.2

화합물 1

5.3

화합물 2

5.4

화합물 3

5.1

화합물 4

5.9

화합물 20

5.9

화합물 21

5.8

화합물 26

5.8

화합물 43

보다 낮은 정공 주입 차단효율, 결과적으로 보다 더 높은 EL 발광효율을 나타내는 이층 구조의 EL 소자내에서 정공 수송층에서 전자 수송층으로의 정공 주입을 위해서는 정공 수송물질에 대한 이온화 전위가 더 높은 것이 보다 유리하다. 이온화 전위의 바람직한 범위는 5.0 eV 이상이다. 다른 기준은 이러한 이온화 전위가 이층 구조의 EL 소자내의 전자 수송물질의 이온화 전위만큼 높아야 한다는 것이다.

유기 EL 소자의 정공 수송층을 형성시키는 경우, 본 발명의 정공 수송물질은 여러 가지 방법으로 증착시킬 수 있다. 이러한 방향족 화합물이 양호한 열안정성을 갖고 박막 필름으로 승화될 수 있기 때문에 바람직한 방법은 진공 증착시키는 방법이다. 다른 방법으로, 이들 방향족 화합물을 적절한 용매에 용해시켜 박막 필름으로 주조할 수 있다. 잉크젯(inkjet)법, 열수송, 레이저 식각 및 산란법에 의한 인쇄기법과 같은 다른 증착법도 또한 유용하다.

이층 구조의 EL 소자는 높은 발광효율 및 저-전압 운전조건을 제공하는 기본적인 구조이다. 대용 EL 소자 구조는 개선된 소자 성능을 제공하는 것으로 입증되었다. 이러한 대용 소자 구조는 기본적인 이층 구조 이외에 하기의 (a) 내지 (d)와 같은 구조를 포함한다: (a) 미국 특허 제 4,356,429 호에 개시된 정공 주입층; (b) 미국 특허 제, 5,776,622 호에 개시된, 알칼리 또는 알칼리 금속 할라이드로 개질된 음극; (c) 헝(Hung) 등의 통상 양도된 미국 특허원 제 09/191,705 호에 개시된, 플라즈마-증착된 플루오로카본으로 개질된 양극; 및 (d) 미국 특허 제 4,769,292 호에 개시된, 정공 수송층과 전자 수송층사이에 삽입된 도핑된 에미터층. 이러한 EL 소자 구조는 전자발광 매질의 하나의 구성요소로서의 정공 수송층을 보유한다. 따라서, 본 발명에 개시된 방향족 탄화수소 또는 융합된 탄화수소 정공 수송물질을 또한 이러한 EL 소자 구조에 적용할 수 있다.

바람직한 EL 소자 구조는 양극, 정공 수송층, 방사층, 및 전자 수송층을 포함한다. 이러한 바람직한 EL 소자 구조에 있어서, 방사층은 또한 전자도 수송할 수 있으며, 따라서 이러한 방사층은 고도로 발광하는 기능이 부가된 전자 수송층으로 간주할 수도 있다. 원칙적인 기능은 전자발광에 효과적인 방사 중심을 제공하는 것이다. 이러한 방사층은 한가지 이상의 형광 염료(FD, fluorescent dye)로 도핑된 호스트 물질을 포함한다. 형광 염료는 통상 호스트 물질과 비슷한 양 또는 그 이하의 양으로 존재하며, 이러한 양이면 형광 염료가 우세하도록 EL 방사를 야기시킬 수 있다. 이러한 방법을 이용하여 고효율 EL 소자를 제작할 수 있다. 이와 동시에, 상이한 방사 파장을 갖는 형광 염료를 사용하여 EL 소자의 색상을 변화시킬 수 있다. 형광 염료의 혼합물을 사용하여 개개 형광 염료의 결합 스펙트럼을 갖는 EL 색상 특성을 생성시킨다. 통상 양도된 탕의 미국 특허 제 4,769,292 호에는 EL 소자에 대한 이러한 도핑공정 도식이 상세하게 기술되어 있다.

호스트 물질내에 존재하는 경우에 발광 색조를 변형시킬 수 있는 도핑제(dopant)로서의 형광 염료를 선택하는 중요한 관계는 분자의 최고위에 점유된 분자궤도와 최저위의 점유되지 않은 분자궤도사이의 에너지 차이로서 정의되는 그들의 밴드갭 전위의 비교치이다.

본 발명에서 개시된 유기 EL 소자의 방사층에 바람직한 호스트 물질은 금속-킬레이트화된 옥시노이드 화합물, 예를 들면 옥신 자체의 킬레이트(또한 통상적으로는 8-퀴놀리놀 또는 8-하이드록시퀴놀린 또는 Alq라 지칭된다)이다. 또다른 부류의 바람직한 호스트 물질은 미국 특허 제 5,141,671 호에 개시된 바와 같은 믹스 리간드인 8-퀴놀리노레이토 알루미늄 킬레이트이다. 또다른 부류의 바람직한 호스트 물질은 미국 특허 제 5,366,811 호에 개시된 바와 같은 디스트릴스틸벤 유도체이다.

호스트에서 도핑제 분자로의 효과적인 에너지 수송에 필수적인 조건은 도핑제의 밴드 갭이 호스트 물질의 밴드 갭보다 더 작아야 한다는 것이다. 방사층내의 도핑제로서 사용하기에 바람직한 형광 염료의 예로는 코우마린, 스틸벤, 디스트릴스틸벤, 안트라센의 유도체, 테트라센, 페릴렌, 로다민 및 아릴아민이 있다.

EL 소자내의 방사층에 바람직한 형광 염료의 분자 구조는 다음과 같다:

FD1

FD2

FD3

FD4

FD5

FD6 R = H

FD7 R = Me

FD8 X = O, R¹ = R² = 알킬

FD9 X = S, R¹ = R² = 알킬

FD10 R = Ph

FD11 R = Me

FD12 R = t-Bu

FD13 R = 메시틸

유기 EL 소자의 전자 수송층을 형성하는데 사용하기에 바람직한 물질은 금속 킬레이트화된 옥시노이드 화합물, 예를 들면 옥신 자체의 킬레이트(또한 통상적으로는 8-퀴놀리놀 또는 8-하이드록시퀴놀린이라 지칭된다)이다. 대표적인 화합물은 Al, In, Mg와 같은 Ⅲ족 금속; Mg, Zn과 같은 Ⅱ족 금속; 및 Li와 같은 Ⅰ족 금속의 8-하이드로퀴놀린이다.

본 발명의 EL 소자의 개량된 양극을 제조하는데 사용하기에 바람직한 물질은 헝(Hung) 등의 미국 특허원 제 09/191,705 호에 개시되어 있는 바와 같은 플루오로카본이다.

본 발명의 EL 소자의 음극을 제조하는데 사용하기에 바람직한 물질은 Mg, Li, 또는 탕, 헝 등의 미국 특허 제 5,429,884 호 및 제 5,776,622 호에 개시되어 있는 바와 같은 이들 물질의 합금이다.

실시예

본 발명 및 그의 잇점을 하기의 구체적인 실시예로 더 상세히 설명한다:

실시예 1 - 3,5-(디페닐)브로모벤젠의 합성

300 mL의 무수 테트라하이드로푸란(THF)중의 1,3,5-트리브로모벤젠(60.0 g, 0.19 mol)의 용액에 질소하에서 0.5 g의 비스-(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드를 첨가했다. 이 용액을 5분동안 건조 질소하에서 퍼지시킨 후, 175 mL의 페닐마그네슘 클로라이드(THF중의 2.0 M)를 질소하에서 실온에서 첨가 깔때기를 통해 첨가했다. 반응 혼합물을 밤새 교반했다. 이어서, 교반하면서 50 mL의 0.5 N HCl을 천천히 첨가하여 급냉시켰다. 용매를 회전 증발기에 의해 제거했다. 잔사를 헵탄에 용해시키고, 0.1 M HCl, 이후 물로 세척했다. 용매를 제거한 후, 조잔사를 용출액으로서 디클로로메탄중의 3 % 메탄올을 사용하여 실리카 겔상에서 크로마토그래피에 의해 정제했다. 건조시킨 후, 30.0 %의 수율로 18.0 g의 순수한 3,5-(디페닐)브로모벤젠을 수거했다.

실시예 2 - 9,10-디-(3,5-디페닐)페닐 안트라센(화합물 14)의 합성

환류에서 100 mL의 THF중의 6.5 g(0.02 mol)의 9,10-디브로모안트라센 및 0.5 g의 비스-(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드의 현탁액에, 개시제로서 1,2-디브로모에탄을 사용하여 150 mL의 무수 THF중의 15.5 g(0.05 mol)의 3,5-(디페닐)브로모벤젠 및 30 mL의 무수 THF중의 1.5 g의 마그네슘으로부터 새로 제조된 3,5-(디페닐)페닐마그네슘 브로마이드의 용액을 첨가했다. 첨가 후, 반응 혼합물을 3시간동안 환류에서 유지시켰다. 이어서, 이것을 냉각시키고, 30 mL의 물을 조심스럽게 첨가했다. 진공 회전 증발기에 의해 용매를 제거한 후, 잔사를 디클로로메탄에 의해 추출한 후, 묽은 염산 및 물로 세척했다. 디클로로메탄 용액을 황산 나트륨을 통해 건조시키고, 이것을 실리카 겔 컬럼에 통과시켰다. 용매를 제거했다. 순수한 9,10-디-(3',5'-디페닐)페닐 안트라센(화합물 14)(9.5 g)을 헥산으로부터 재결정하여 수득했다. 수율: 75.0 %

실시예 3 - 3,5-디-(m-톨릴)브로모벤젠의 합성

150 mL의 무수 테트라하이드로푸란(THF)중의 1,3,5-트리브로모벤젠(47.3 g, 0.15 mol)의 용액에 질소하에서 0.5 g의 비스-(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드를 첨가했다. 이 용액을 5분동안 건조 질소하에서 탈기시킨 후, 155 mL의 m-톨릴 마그네슘 클로라이드(THF중의 0.2 M)를 질소하에서 70℃에서 첨가 깔때기를 통해 첨가했다. 반응 혼합물을 첨가 후 추가로 2시간동안 환류하에서 교반했다. 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 교반하면서 50 mL의 0.5 N HCl을 천천히 첨가하여 급냉시켰다. 이어서, 용매를 회전 증발기에 의해 제거했다. 잔사를 헥산에 용해시키고, 0.1 M HCl, 이후 물로 세척했다. 용매를 제거한 후, 조잔사를 용출액으로서 헥산을 사용하여 실리카 겔상에서 크로마토그래피에 의해 정제했다. 건조시킨 후, 28.0 g의 3,5-디-m-톨릴 브로모벤젠을 수거했다. 수율: 55.3 %.

실시예 4 - 9,10-디-(3',5'-m-톨릴)페닐 안트라센(화합물 20)의 합성

환류에서 100 mL의 THF중의 6.5 g(0.02 mol)의 9,10-디브로모안트라센과 0.5 g의 비스-(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드의 현탁액에, 개시제로서 1,2-디브로모에탄을 사용하여 150 mL의 무수 THF중의 15.5 g(0.046 mol)의 3,5-디-(m-톨릴)브로모벤젠 및 30 mL의 무수 THF중의 1.5 g의 깨끗한 무수 마그네슘으로부터 새로 제조된 3,5-디-(m-톨릴)페닐마그네슘 브로마이드의 용액을 첨가했다. 첨가 후, 반응 혼합물을 추가로 3시간동안 환류에서 유지시켰다. 이어서, 반응 혼합물을 냉각시키고, 30 mL의 물을 조심스럽게 첨가했다. 진공 회전 증발기에 의해 용매를 제거한 후, 잔사를 디클로로메탄에 의해 추출한 후, 묽은 염산 및 물로 세척했다. 디클로로메탄 용액을 황산 나트륨을 통해 건조시키고, 이것을 실리카 겔 컬럼에 통과시켰다. 순수한 9,10-디-(3',5'-m-톨릴)-페닐 안트라센(화합물 20)(11.5 g)을 300 mL의 헥산으로부터 재결정하여 수득했다. 수율: 76.8 %

실시예 5 - 3,5-(1-나프틸)브로모벤젠의 합성

500 mL의 무수 테트라하이드로푸란(THF)중의 1,3,5-트리브로모벤젠(105.0 g, 0.22 mol)의 용액에 질소하에서 1.0 g의 비스-(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드를 첨가했다. 이 용액을 5분동안 건조 질소로 발포시킨 후, 개시제로서 1,2-디브로모에탄을 사용하여 100.0 mL의 무수 THF중의 150.0 g(0.48 mol)의 1-브로모나프탈렌 및 250 mL의 무수 THF중의 18.0 g의 깨끗한 무수 마그네슘으로부터 제조된 1-나프틸마그네슘 브로마이드를 질소하에서 70℃에서 첨가 깔때기를 통해 첨가 했다. 반응 혼합물을 추가로 2시간동안 환류하에서 교반했다. 반응 혼합물을 냉각시킨 후, 이것을 교반하면서 25.0 mL의 5 % HCl을 천천히 첨가하여 급냉시켰다. 이어서, 용매를 회전 증발기에 의해 제거했다. 잔사를 디클로로메탄에 용해시키고, 0.1 M HCl, 이후 물로 세척했다. 용매를 제거한 후, 조잔사를 헵탄으로부터 결정화하여 정제했다. 57.0 g의 순수한 3,5-디(1-나프틸)브로모벤젠을 수거했다. 수율: 63.5 %.

실시예 6 - 9,10-디-[3,5-(1-나프틸)-페닐]-안트라센(화합물 21)의 합성

환류에서 가열된, 150 mL의 무수 THF중의 9,10-디브로모안트라센 및 0.3 g의 비스-(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드의 현탁액에, 개시제로서 1,2-디브로모에탄을 사용하여 150 mL의 무수 THF중의 18.4 g(0.045 mol)의 3,5-디-(1-나프틸)브로모벤젠 및 30 mL의 무수 THF중의 1.5 g의 깨끗한 무수 마그네슘으로부터 새로 제조된 3,5-디-(1-나프틸)페닐마그네슘 브로마이드의 용액을 첨가했다. 첨가 후, 반응 혼합물을 추가로 3시간동안 환류에서 유지시켰다. 이어서, 반응 혼합물을 냉각시키고, 30 mL의 0.5 % HCl을 조심스럽게 첨가했다. 진공 회전 증발기에 의해 용매를 제거한 후, 잔가를 여과시키고, 물, 1:1 물:아세톤, 이후 최소량의 디클로로메탄에 의해 세척했다. 건조시킨 후, 순수한 9,10-비스-[3',5'-(1-나프틸)페닐]안트라센(화합물 21)(12.5 g)을 수득했다. 수율: 74.0 %.

실시예 7 - 2-나프틸렌 붕산의 합성

n-BuLi(헥산중의 1.6 M, 100 mL, 0.16 mol)의 용액을 -78℃에서 200 mL의 무수 THF중의 2-브로모나프탈렌(30.0 g, 0.14 mol)에 첨가 깔때기에 의해 첨가했다. 황색 현탁액을 반 시간동안 이 온도에서 교반하고, 온도를 -60℃ 이하로 유지하면서 150 mL의 무수 THF중의 B(OMe)₃(26.6 mL, 29.1 g, 0.28 mol)의 용액을 적가했다. 생성된 무색 용액을 밤새 실온으로 가온시키고, 이어서 300 mL의 10 M HCl을 첨가하고, 혼합물을 질소하에서 추가로 1시간동안 교반했다. 물 및 에테르를 첨가하고, 수성층을 에테르로 여러 번 추출했다. 혼합된 유기 추출물을 MgSO₄를 통해 건조시키고, 감압하에서 증발시켜 백색 고체(21.0 g, 95 %)를 수득하고, 이것은 추가의 정제 없이 커플링 반응에 사용되었다.

실시예 8 - 9,10-디-(2-나프틸)안트라센(화합물 26)의 합성

Pd(PPh₃)₄(1.0 g, 0.8 mmol) 및 300 mL의 2.0 M 수성 NaCO₃을 600 mL의 톨루엔과 100 mL의 에탄올중의 9,10-디브로모안트라센(34.0 g, 0.1 mol)과 2-나프틸렌 붕산(40.0 g, 0.232 mol)의 용액에 첨가했다. 반응 혼합물을 10분동안 질소로 퍼지시켰다. 밤새 질소하에서 환류시킨 후, 유기 현탁액 층을 고온으로 분리시키고, 300 mL의 2.0 N HCl을 첨가하고, 격렬하게 교반하면서 1시간동안 환류시켰다. 수성층을 고온으로 다시 분리시킨 후, pH가 약 7이 될 때까지 물로 3회 세척했다. 유기층으로부터의 침전물을 여과시키고, 소량의 찬 아세톤, 이후 톨루엔으로 세척했다. 건조시킨 후, 34.0 g의 순수한 9,10-디-(2-나프틸)안트라센(화합물 26)을 수득했다. 수율: 80.0 %.

실시예 9 - 9,10-디-[2-(6-메톡시나프틸)]안트라센(화합물 43)의 합성

200 mL의 무수 THF중의 22.0 g(0.09 mol)의 9,10-디브로모안트라센 및 0.75 g의 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)의 현탁액에, 개시제로서 1,2-브로모에탄을 사용하여 400 mL의 무수 THF중의 50.0 g(0.211 mol)의 6-메톡시-2-브로모나프틸렌 및 100 mL의 무수 THF중의 5.6 g의 마그네슘의 용액을 첨가했다. 첨가한 후, 반응 혼합물을 3시간동안 환류에서 유지시켰다. 이어서, 이것을 냉각시키고, 100 mL의 THF 및 50 mL의 15 % 염산을 조심스럽게 첨가했다. 진공 회전 증발기에 의해 용매를 제거한 후, 잔가를 여과시키고, pH가 7이 될 때까지 물로 세척했다. 조생성물을 1시간동안 500 mL의 디클로로메탄에서 환류시켰다. 냉각시킨 후, 이것을 여과시키고, 소량의 찬 아세톤으로 세척하여 34.0 g의 순수한 9,10-디-[2-메톡시나프틸)]안트라센(화합물 43)을 수득했다. 수율: 77.1 %.

EL 소자 제작 및 성능

실시예 10 내지 16

본 발명의 EL 소자는 다음과 같은 방법으로 제작하였다. 유기 EL 소자는 양극, 정공 수송층, 방사 및 전자 수송층, 및 음극을 갖는다. 기재는 유리였다.

(a) 양극은 유리 기재상에 코팅된 전도성 인듐-주석-산화물(ITO, indium-tin-oxide)이었다. 양극의 두께는 약 1000Å 이었다. ITO 유리를 시판되고 있는 유리판 클리너로 세정하였다. 유기층을 증착시키기 전에, ITO 기재를 시판되고 있는 에칭소자내에서 산소 플라즈마 세정하였다.

(b) 탄탈 보트 소스를 사용하여 진공 증착시킴으로써 정공 수송층을 ITO 기재상에 증착시켰다. 층의 두께는 약 600Å 이었다.

(c) 탄탈 보트 소스를 사용하여 진공 증착시킴으로써 전자-수송 및 방사층을 정공 수송층의 상부에 증착시켰다. 층의 두께는 약 700Å 이었다.

(d) 전자 수송 및 방사층의 상부에 음극층을 증착시켰다. 층의 두께는 약 2000Å 이었으며, 음극의 원자 조성은 약 10부의 마그네슘 및 1부의 은이었다.

상기 증착 공정은 개개 층들의 증착공정 사이에서 진공을 제거하지 않고서 단일 수순으로 한번에 완성시켰다. 이어서, 완성된 EL 소자를 주변 환경으로부터 보호하기 위하여 건조 글로브 박스에서 커버 그라스판으로 밀봉하였다. 또한, EL 소자의 저장 수명을 향상시키기 위하여 밀봉 포장내에 건조제를 넣었다.

실시예 10 내지 16으로부터의 EL 소자의 결과는 하기 표 1에 나타난다. 실시예 10은 비교 실시예이다. 이 실시예에 사용된 화합물 3은 아릴아민이다. 이 EL 소자에 의해 얻어진 광 방출 및 발광 효율은 정공 수송층으로서 방향족 탄화수소를 사용했던 실시예 11 내지 16의 EL 소자와 비교시 실질적으로 낮았다. 30 내지 40 %의 효율 이익은 정공 수송층으로서 방향족 탄화수소를 사용하여 실현되었다.

실시예	정공 수송층	전자 수송 및 방사층	인가 전압 (V)	휘도 (cd/m²)	효율 (cd/A)	색상
실시예 10	화합물 3	Alq	7.5	578	2.9	녹색
실시예 11	화합물 26	Alq	6.3	855	4.2	녹색
실시예 12	화합물 9	Alq	8.6	628	3.14	녹색
실시예 13	화합물 20	Alq	8.9	929	4.65	녹색
실시예 14	화합물 21	Alq	10.7	877	4.22	녹색
실시예 15	화합물 39	Alq	8.6	820	4.10	녹색
실시예 16	화합물 43	Alq	8.5	879	4.39	녹색

실시예 17 내지 22

실시예 10 내지 16에서와 유사한 방법으로 본 발명의 EL 소자를 제작하였다. 유기 EL 매질은 양극, 정공 수송층, 방사층, 전자-수송층 및 음극을 갖는다. 기재는 유리였다.

(a) 양극은 유리 기재상에 코팅된 전도성 인듐-주석-산화물(ITO)이었다. 그의 두께는 약 1000Å 이었다. ITO 유리를 시판되고 있는 유리판 클리너로 세정하였다. 유기층을 증착시키기 전에, ITO 기재를 시판되고 있는 에칭기에서 산소 플라즈마 세정하였다.

(c) 탄탈 보트 소스를 사용하여 진공 증착시킴으로써 방사층을 정공 수송층의 상부에 증착시켰다. 층의 두께는 약 350Å 이었다.

(d) 탄탈 보트 소스를 사용하여 진공 증착시킴으로써 전자 수송층을 방사층의 상부에 증착시켰다. 층의 두께는 약 350Å 이었다.

(e) 전자 수송층의 상부에 음극층을 증착시켰다. 층의 두께는 약 2000Å 이었으며, 음극의 원자 조성은 약 10부의 마그네슘 및 1부의 은이었다.

실시예 17 내지 22로부터의 EL 소자의 결과를 하기 표 2에 나타난다. 실시예 17은 정공 수송층으로서 아릴아민(화합물 3)을 사용한 비교 실시예이다. 이 EL 소자에 의해 얻어진 광 방출 및 발광 효율은 아릴아민 대신 정공 수송층으로서 방향족 탄화수소를 사용했던 실시예 18의 EL 소자와 비교시 실질적으로 낮았다. 다르게는, EL 소자 둘 모두는 동일한 구조를 가진다. 34 %의 효율 이익은 정공 수송층으로서 방향족 탄화수소를 사용하여 실현되었다. 실시예 21은 정공 수송층으로서 아릴아민(화합물 3)을 사용한 비교 실시예이다. 이 EL 소자에 의해 얻어진 적색광 방출 및 발광 효율은 아릴아민 대신 정공 수송층으로서 방향족 탄화수소인 화합물 26을 사용했던 실시예 22의 EL 소자와 비교시 실질적으로 낮았다. 다르게는, EL 소자 둘 모두는 동일한 구조를 갖는다. 80 %의 효율 이익은 정공 수송층으로서 방향족 탄화수소를 사용하여 실현되었다.

실시예	정공 수송층	도핑된 방사층	전자 수송 층	인가 전압 (V)	휘도 (cd/m²)@ 20 mA/cm²	효율 cd/A	방사광
실시예 17	화합물 3	Alq + 1% FD 9	Alq	6.9	2219	11.1	녹색
실시예 18	화합물 26	Alq + 1% FD 9	Alq	6.5	2994	14.9	녹색
실시예 19	화합물 21	Alq + 1% FD 9	Alq	8.3	3133	15.6	녹색
실시예 20	화합물 43	Alq + 1% FD 9	Alq	8.5	2848	14.24	녹색
실시예 21	화합물 3	Alq + 1% FD 13	Alq	7.9	439	2.20	적색
실시예 22	화합물 26	Alq + 1% FD 13	Alq	7.7	791	3.90	적색

지금까지 특정의 바람직한 실시예를 참고로 본 발명을 상세히 기술하였지만, 본 발명의 진의 및 범주를 벗어나지 않고서 다양한 변화 및 변경을 행할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 유기 다층 전자발광 소자는 향상된 EL 성능을 제공한다.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
양극과 음극을 포함하며, 하기 화학식 1의 모노안트릴 방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 층을 포함하는 유기 발광 매질을 상기 두 극 사이에 포함하는 유기 다층 전자발광 소자(organic multilayer electroluminescent device):

화학식 1

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 수소, 1 내지 24개의 탄소원자를 갖는 알킬 기, 5 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴 기로서 상기 탄소원자 중 하나가 추가적으로 불소, 염소, 브롬 또는 시아노 기로 치환될 수 있으며,

R³ 및 R⁴는 각각 독립적으로, 5 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴 기로서 상기 탄소원자가 추가적으로 치환될 수 있는 아릴 기이되, R¹ 및 R²가 H인 경우 R³ 및 R⁴ 둘 다가 치환되지 않은 페닐 환은 아니다.
제 12 항에 있어서,

R¹ 내지 R⁴가 H, 및 5.8eV 이상의 이온화 상수를 갖는 화합물을 제공하는 치환체로부터 선택되는 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 하기 화학식 3 내지 11의 화합물 중의 하나인 유기 다층 전자발광 소자:

화학식 3

화학식 4

화학식 5

화학식 6

화학식 7

화학식 8

화학식 9

화학식 10

화학식 11

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 수소, 1 내지 24개의 탄소원자를 갖는 알킬 기, 5 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴 기로서 상기 탄소원자 중 하나가 추가적으로 불소, 염소, 브롬 또는 시아노 기로 치환될 수 있으며,

R³ 내지 R⁶은 각각 독립적으로, 5 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴 기로서 상기 탄소원자가 추가적으로 치환될 수 있는 아릴 기이되, R¹ 및 R²가 H인 경우 R³ 내지 R⁶ 모두가 치환되지 않은 페닐 환은 아니다.
제 14 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 3, 4, 5 또는 8의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 15 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 3의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 15 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 4의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 15 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 5의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 15 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 8의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 14 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 6, 7, 9, 10 또는 11의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 20 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 6의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 20 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 7의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 20 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 9의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 20 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 10의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 20 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물이 화학식 11의 화합물인 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 층이 전자 수송층에 인접하는 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 층이 전자 수송층에 인접하는 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

유기 발광 매질이 3개 이상의 층을 함유하는 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

층 중의 방향족 탄화수소 화합물의 양이, 아민 존재량을 광 방출 물질과 상호반응하여 발광효율의 상당한 저하를 유발하지 않는 수준으로 감소시키기에 충분한 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

아민 존재량이 방향족 탄화수소 함유 층의 50중량% 미만을 차지하는 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

아민 존재량이 도핑제(dopant) 양 이하의 양으로 존재하는 유기 다층 전자발광 소자.
제 28 항에 있어서,

유기 발광 매질이 2개의 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층 중의 하나 이상이 광 방출층인 유기 다층 전자발광 소자.
양극과 음극을 포함하며, 하기 화합물 6 내지 23, 26 내지 30, 34 내지 37 및 39 내지 59로부터 선택된 방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 층을 포함하는 유기 발광 매질을 상기 두 극 사이에 포함하는 유기 다층 전자발광 소자:

( 화합물 6 )

( 화합물 7 )

( 화합물 8 )

( 화합물 9 )

( 화합물 10 )

( 화합물 11 )

( 화합물 12 )

( 화합물 13 )

( 화합물 14 )

( 화합물 15 )

( 화합물 16 )

( 화합물 17 )

( 화합물 18 )

( 화합물 19 )

( 화합물 20 )

( 화합물 21 )

( 화합물 22 )

( 화합물 23 )

( 화합물 26 )

( 화합물 27 )

( 화합물 28 )

( 화합물 29 )

( 화합물 30 )

( 화합물 34 )

( 화합물 35 )

( 화합물 36 )

( 화합물 37 )

( 화합물 39 )

( 화합물 40 )

( 화합물 41 )

( 화합물 42 )

( 화합물 43 )

( 화합물 44 )

( 화합물 45 )

( 화합물 46 )

( 화합물 47 )

( 화합물 48 )

( 화합물 49 )

( 화합물 50 )

( 화합물 51 )

( 화합물 52 )

( 화합물 53 )

( 화합물 54 )

( 화합물 55 )

( 화합물 56 )

( 화합물 57 )

( 화합물 58 )

( 화합물 59 )
제 12 항에 있어서,

유기 발광 매질이 적은 몰 퍼센트의 광 방출 도핑제를 함유하는 광 방출층을 함유하는 유기 다층 전자발광 소자.
제 33 항에 있어서,

광 방출 도핑제가 아릴 아민인 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

R³ 기가 페닐 기인 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

R³ 기가 나프틸 기인 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

R⁴ 기가 비페닐 기인 유기 다층 전자발광 소자.
제 12 항에 있어서,

R³ 기가 나프틸 기이고 R⁴ 기가 비페닐 기인 유기 다층 전자발광 소자.
양극과 음극을 포함하며, 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소 화합물을 함유하는 층을 포함하는 유기 발광 매질을 상기 두 극 사이에 포함하는 유기 다층 전자발광 소자:

화학식 1

상기 식에서,

R¹ 내지 R⁴는 5.8eV 이상의 이온화 상수를 갖는 화합물을 제공하도록 선택된다.