KR101000760B1

KR101000760B1 - 효율적인 전기발광 디바이스

Info

Publication number: KR101000760B1
Application number: KR1020030100258A
Authority: KR
Inventors: 브라운크리스토퍼티; 하트워투카람케이
Original assignee: 글로벌 오엘이디 테크놀러지 엘엘씨
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2010-12-14
Also published as: EP1435669A3; TWI346686B; DE60327592D1; US20040126617A1; KR20040062412A; EP1435669B1; EP1435669A2; TW200414802A; JP2004214201A; US20050271899A1; CN1534077A; JP4950098B2; CN1303184C; JP2008187185A

Abstract

본 발명은 명세서에서 더욱 충분히 기술되는 바와 같이 제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분, 및 각각 제 2 밴드갭 및 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분을 함유하는 발광층을 포함하는 OLED를 개시하고 있다.

Description

효율적인 전기발광 디바이스{EFFICIENT ELECTROLUMINESCENT DEVICE}

도 1은 본 발명에 유용한 발광층이 사용된 전형적인 OLED 디바이스의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101 기판

103 애노드

105 정공 주입층(HIL)

107 정공 수송층(HTL)

109 발광층(LEL)

111 전자 수송층(ETL)

113 캐쏘드

본 발명은 유기 발광 다이오드(OLED) 전기발광(EL) 디바이스, 더욱 구체적으 로는 1종 이상의 전기발광 성분 및 2종 이상의 비-전기발광 성분을 함유하는 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드 전기발광 디바이스에 관한 것이다.

유기 전기발광(EL) 디바이스가 지난 이십여년간 알려져 왔으나, 그의 성능 한계는 다수의 바람직한 적용에 대한 장벽을 보여왔다. 가장 간단한 형태에서, 유기 EL 디바이스는 정공 주입을 위한 애노드, 전자 주입을 위한 캐쏘드, 및 이러한 전극간에 삽입되어 발광을 수득하는 전하 재조합을 지지하는 유기 매질로 이루어진다. 또한 이러한 디바이스는 유기 발광 다이오드 또는 OLED로서 통상 지칭된다. 종전의 유기 EL 디바이스의 대표예는 1965년 3월 9일자로 허여된 구르니(Gurnee) 등의 미국 특허 제 3,172,862 호; 1965년 3월 9일자로 허여된 구르니의 미국 특허 제 3,173,050 호; 드레스너(Dresner)의 문헌["Double Injection Electroluminescence in Anthracene", RCA Review, Vol. 20, pp.322-334, 1969]; 및 1973년 1월 9일자로 허여된 드레스너의 미국 특허 제 3,710,167 호이다. 통상적으로 다환식 방향족 탄화수소로 이루어진 이들 디바이스의 유기 층은 매우 두꺼웠다(1㎛ 훨씬 초과). 결과적으로, 작동 전압이 매우 높았으며 이는 종종 100V를 초과하였다.

보다 최근의 유기 EL 디바이스는 애노드와 캐쏘드 사이의 극히 얇은 층(예컨대 1.0㎛ 미만)으로 이루어진 유기 EL 소자를 포함한다. 여기서, 유기 EL 소자는 애노드와 캐쏘드 전극 사이의 층을 포함한다. 두께를 저감시켜 유기 층의 저항을 감소시켰으며 이는 훨씬 낮은 전압으로 작동하는 디바이스를 가능하게 한다. 미국 특허 제 4,356,429 호에 처음으로 기재된 기본적인 2층의 EL 디바이스 구조에서, 애노드에 인접한 EL 소자의 하나의 유기층은 특히 정공을 수송하기 위해 선택되므로 정공 수송층으로 지칭되고, 다른 유기 층은 특히 전자를 수송하기 위해 선택되므로 전자 수송층으로 지칭된다. 두 층 사이의 계면은 정공/전자 쌍의 재조합 및 생성된 전기발광을 위한 효율적인 자리를 제공한다.

또한, 탕(Tang) 등의 문헌[J. Applied Physic, Vol. 65, Pages 3610-3616, 1989]에 개시된 바와 같이, 정공 수송층 및 전자 수송층 사이의 유기 발광층(LEL)을 함유하는 3층의 유기 EL 디바이스가 제안되어 오고 있다. 발광층은 게스트 물질-전기발광 성분으로 도핑된 비-전기발광 성분 물질로 통상적으로 이루어지는데, 이는 효율을 개선시키고, 색 튜닝(tuning)을 가능하게 한다.

이러한 초기의 발명 이래로, 디바이스 물질을 더욱 개선시킴으로써 예컨대 여러 특허들 중에서도 특히 미국 특허 제 5,061,569 호, 미국 특허 5,409,783 호, 미국 특허 제 5,554,450 호, 미국 특허 제 5,593,788 호, 미국 특허 제 5,683,823 호, 미국 특허 제 5,908,581 호, 미국 특허 제 5,928,802 호, 미국 특허 제 6,020,078 호 및 미국 특허 제 6,208,077 호에 개시된 바와 같이 색상, 안정성, 발광 효율 및 생산성과 같은 특성 면에서의 성능이 개선되었다.

이러한 발전에도 불구하고, 높은 색 순도, 긴 수명 및 낮은 작동 전압과 함께 높은 휘도 효율을 제공하게 될 유기 EL 디바이스 성분, 예컨대 전기발광 및 비-전기발광 성분이 끊임없이 요구되고 있다.

유용한 부류의 전기발광 성분은 DCM 부류의 화합물(4-디시아노메틸렌-4H-피란)로부터 유도되며, EP-A-1,162,674; US-A-2002/0,127,427 호 및 US-A-5,908,581 호에 개시되어 있다. 넓은 방출 영역 및 고휘도 양자 수율은 이러한 물질의 특징이다. 그러나, OLED에서의 이러한 물질의 작동 안정성, 작동 구동 전압, 색 순도 및 EL 효율은 광범위한 OLED 제품에는 불충분하다.

또다른 유용한 부류의 전기발광 화합물은 EP-A-1,148,109 호, EP-A-1,235,466 호, EP-A-1,182,244 호, 미국 특허 제 6,004,685 호, 바드(Bard) 등의 문헌[J. Organic Chemistry, Vol.62, Pages 530-537, 1997], 문헌[J. American Chemical Society, Vol.118, Pages 2374-2379, 1996]에 개시된 바와 같은 페리플란텐(periflanthene) 부류의 물질이다. 이들 물질은 가시 스펙트럼의 적색 영역에서의 "페릴렌-유형" 방출을 특징으로 한다.

그러나, 이러한 디바이스는 우수한 EL 특성을 갖지 않으며 전형적으로 매우 높은 구동 전압을 나타낸다.

이는 개선된 구동 전압 요건을 나타내는 발광층(LEL)을 갖는 OLED 디바이스를 제공하기 위해 해결되어야 할 문제이다.

본 발명은 제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분, 및 각각 제 2 밴드갭 및 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분을 함유하는 발광층을 포함하는 OLED 디바이스를 제공하며, 여기서,

i) 제 2 밴드갭은 제 1 밴드갭과 동일하거나 그 이상이지만 2.7eV는 초과하지 않고,

ii) 추가의 밴드갭은 제 1 밴드갭 및 제 2 밴드갭보다 크고,

iii) 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 34중량% 이상의 양으로 존재하고,

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분 합계량은 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 65.9중량%이고,

v) 전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%의 양으로 존재한다.

또한, 본 발명은 상기 디바이스의 제조방법, 및

i) 제 2 밴드갭이 제 1 밴드갭과 동일하거나 그 이상이지만 2.7eV는 초과하지 않고,

ii) 추가의 밴드갭이 제 1 밴드갭 및 제 2 밴드갭보다 크고,

iii) 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 10중량% 이상의 양으로 존재하고,

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분 합계량은 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 89.9중량%이고,

v) 전기발광 성분이 페리플란텐 화합물이며 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%의 양으로 존재하는 OLED 디바이스를 포함하며, 또한

ii) 추가의 밴드갭이 제 1 밴드갭 및 제 2 밴드갭보다 크고,

iii) 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 10 내지 89.9중량%의 양으로 존재하고,

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분 합계량이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 89.9중량%이고, 2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸] 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(TBADN); 5,6,11,12-테트라페닐나프타센(루브렌); N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB); 5,12-비스[2-(5-메틸벤조티아졸릴)페닐]-6,11-디페닐나프타센(DBZR); 5,12-비스[4-t-부틸페닐]나프타센)(tBDPN); 및 5,6,11,12-테트라-2-나프탈레닐나프타센으로부터 선택되고,

v) 전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%의 양으로 존재하는 OLED 디바이스; 및

ii) 추가의 밴드갭 각각이 제 1 밴드갭 및 제 2 밴드갭보다 크고,

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분 합계량이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 89.9중량%이고, 이중 1종 이상이 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq₃); 2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸] 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(TBADN); 5,6,11,12-테트라페닐나프타센(루브렌); N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB); 5,12-비스[2-(5-메틸벤조티아졸릴)페닐]-6,11-디페닐나프타센(DBZR); 5,12-비스[4-t-부틸페닐]나프타센)(tBDPN); 및 5,6,11,12-테트라-2-나프탈레닐나프타센으로부터 선택되고,

v) 전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%의 양으로 존재하는 OLED 디바이스를 포함한다.

개선된 구동 전압을 나타내는 발광층을 갖는 OLED 디바이스를 제공하는 것이 해결할 과제이다.

본 발명은 일반적으로 상기 기술된 바와 같다.

본 발명의 OLED 디바이스는 캐쏘드, 애노드, 및 2종 이상의 비-전기발광 성분 및 1종 이상의 전기발광 성분, 예컨대 페리플란텐 또는 피란을 포함하는 발광층(LEL)을 포함하는 다층 전기발광 디바이스이며, 이는 전하 주입층, 전하 수송층 및 차단층과 같은 다른 층들을 포함할 수 있다.

"전기발광 성분"이라는 용어는 재조합시 400 내지 700㎚ 범위에서 전기발광하는 성분을 의미한다.

"비-전기발광 성분"이라는 용어는 재조합시 400 내지 700㎚ 범위에서 충분히 전기발광을 하지 않는 성분을 의미한다.

"페리플란텐"이라는 용어는 디벤조{[f,f']-4,4',7,7'-테트라페닐}-디인데노[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]페릴렌의 중심 디인데노페릴렌 구조를 기술하는 속명이다. 디인데노페릴렌 중심은 인덴의 1,2,3 위치와의 2개의 인덴 융합 및 페릴렌의 cd 및 lm 면으로 이루어진다[The Naming and Indexing of Chemical Substances for Chemical Abstracts-A Reprint of Index IV(Chemical Substance Index Names) from the Chemical Abstracts-1992 Index Guide; American Chemical Society: Columbus, OH, 1992; paragraph 135, 148 and 150]. 페리플란텐의 첫 번째 설명은 1937년에 있었다(Braun, J.;Manz, G., Ber. 1937, 70, 1603). 이 경우, 인덴은 또한 인덴의 벤조-그룹이 탄소 또는 헤테로원자(예: 질소, 황 또는 산소)를 포함하는 5, 6 또는 7개의 원자 고리일 수 있는 유사한 물질을 포함할 수 있다.

발명 1로 지칭된 화합물 및 관련된 발명 2 내지 8의 "디인데노페릴렌" 화합물은 알루미늄/클로라이드(Braun, J.; Manz, G., Ber. 1937, 70, 1603), 코발트(III)플로라이드(Debad, J. D.; Morris, J. C.; Lynch, V.;Magnus, P.;Bard, A. J. Am Chem. Soc. 1996, 118, 2374-2379) 및 탈륨 트리플루오르아세테이트(Feiler, L.; Langhals, H.; Polborn, K. Liebigs Ann. 1995, 1229-1244)를 포함하는 표준 허용 프로토콜을 경유하여 제조될 수 있다.

적합하게는, 디바이스의 발광층은 2종 이상의 비-전기발광 성분 및 1종 이상의 전기발광 성분을 포함하며, 상기 전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%, 더욱 전형적으로는 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 2.0중량%의 양으로 존재한다. 이 전기발광 성분은 제 1 밴드갭을 갖는다. 비-전기발광 성 분은 에너지를 1차 광 방출기로서 전기발광 성분 또는 게스트 물질로 이동시키는 초기 "에너지 포획제"로 작용한다. 비-전기발광 성분은 제 2 밴드갭 및 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 화합물로 이루어진다. 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분은 34중량% 이상 99.8중량% 이하의 양으로 발광층에 존재한다. 전형적으로는, 상기 함량은 40중량% 이상이며, 이중 40 내지 75중량%가 바람직하게 사용된다.

전기발광 성분에 의해 부여된 이점은 비-전기발광 성분이 특별한 것으로 여겨지지 않는다. 목적하는 비-전기발광 성분은 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 벤즈아졸, 안트라센, 테트라센 또는 테트라아릴벤지딘 화합물에 기초한 것을 포함하지만 이들 세 부류의 비-전기발광 성분으로 한정되지 않는다. 비-전기발광 성분의 특정예는 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III); 2,2'2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸] 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센; 5,6,11,12-테트라페닐나프타센(루브렌, 발명-16); N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB, 발명-21); 5,12-비스[2-(5-메틸벤조티아졸릴)페닐]-6,11-디페닐나프타센(DBZR, 발명-18); 5,12-비스[4-t-부틸페닐]나프타센(tBDPN, 발명-20), 5,6,11,12-테트라-2-나프탈레닐나프타센(NR, 발명-17)이다.

본 발명에 유용한 전기발광 성분의 실시양태는 적색 색조를 갖는 발광을 제공한다. 치환기들은 청구항 1의 디인데노페릴렌을 함유하지 않는 디바이스에 비해 초기 휘도의 손실이 감소된 것으로 나타나는 실시양태를 제공하도록 선택된다.

본 발명에 유용한 전기발광 성분은 하기 화학식 1의 화합물이 적합하다.

상기 식에서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂, R₁₃, R₁₄, R₁₅, R₁₆, R₁₇, R₁₈, R₁₉, R₂₀은 독립적으로 수소 또는 치환기로서 선택되되, 임의의 상기 치환기는 결합하여 추가의 융합된 고리를 형성할 수 있다.

유용하고 편리한 실시양태는 R₁, R₆, R₁₁, R₁₆이 모두 페닐이고, R₂, R₃, R₄, R₅, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₂, R₁₃, R₁₄, R₁₅, R₁₇, R₁₈, R₁₉ 및 R₂₀이 모두 수소인 경우이다. 관련된 실시양태는 페닐 그룹이 없는 경우이다. 또다른 바람직한 실시양태는 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂, R₁₃, R₁₄, R₁₅, R₁₆, R₁₇, R₁₈, R₁₉ 및 R₂₀이 독립적으로 수소, 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 경우이다.

이러한 화합물의 방출 파장은 중심 페릴렌 핵 주위를 적절한 치환에 의해 어 느 정도 조정될 수 있다.

본 발명에 유용한 추가의 전기발광 화합물은 적합하게는 하기 화학식 2의 화합물인 피란 유도체이다.

상기 식에서,

R₁, R₂, R₃, R₄, R₅는 독립적으로 수소 또는 치환기로 선택되되, 임의의 상기 치환기는 결합하여 추가의 융합된 고리를 형성할 수 있다.

유용하고 편리한 실시양태는 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅가 독립적으로 수소, 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 경우이다.

전기발광 성분은 통상적으로 비-전기발광 성분내로 도핑되며, 이는 정공 수송층과 전자 수송층 사이의 발광층을 지칭한다. 비-전기발광 성분은 전기발광 성분 상에서 흥분된 상태의 효율적 형성이 있도록 형성되며 그에 따라 밝고 고효율의 안정한 EL 디바이스가 제공된다.

본 발명에 유용한 비-전기발광 성분은 본 발명의 밴드갭 요건을 충족시키는 당해 분야의 공지된 임의의 화합물이며 적합하게는 하기 화학식 3의 화합물이다.

상기 식에서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁및 R₁₂는 독립적으로 수소 또는 치환기로서 선택되되, 임의의 상기 치환기는 결합하여 추가의 융합된 고리를 형성할 수 있다.

유용하고 편리한 실시양태는 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ 및 R₁₂ 가 독립적으로 할로겐화물, 알킬, 아릴 및 아릴옥시 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택되는 경우이다.

본 발명의 EL 디바이스는 텔레비전, 휴대폰, DVD 플레이어, 또는 컴퓨터 모니터와 같은 정적 또는 동적 영상 장치에서의 소자 또는 램프와 같이 안정한 발광이 요구되는 임의의 디바이스에 유용하다.

본 발명에 유용한 디인데노[1,2,3-cd]페릴렌, 피란, 나프타센, 인데노[1,2,3-cd]페릴렌, 킬레이트화 옥시노이드, 안트라세닐 및 N,N',N,N'-테트라아릴벤즈이미딘 화합물은 다음과 같다.

본 발명의 한 실시양태에서, 제 2 밴드갭을 갖는 성분은 층의 10중량% 이상을 포함하고, 전기발광 성분은 페리플란텐이다. 또다른 실시양태에서, 제 2 밴드갭을 갖는 성분은 층의 10 내지 89.9중량%를 포함하고, 추가의 밴드갭을 갖는 성분은 2,2'2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸] 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(TBADN); 5,6,11,12-테트라페닐나프타센(루브렌); N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB); 5,12-비스[2-(5-메틸벤조티아졸릴)페닐]-6,11-디페닐나프타센(DBZR); 5,12-비스[4-t-부틸페닐]나프타센(tBDPN); 및 5,6,11,12-테트라-2-나프탈레닐나프타센의 나열된 목록으로부터 선택되며, 또다른 실시양태에서는, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq₃); 2,2', 2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸] 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(TBADN); 5,6,11,12-테트라페닐나프타센(루브렌); N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB); 5,12-비스[2-(5-메틸벤조티아졸릴)페닐]-6,11-디페닐나프타센(DBZR); 5,12-비스[4-t-부틸페닐]나프타센(tBDPN); 및 5,6,11,12-테트라-2-나프탈레닐나프타센으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 성분이 존재한다.

본 발명의 전형적인 실시양태는 개선된 구동 전압뿐 아니라 개선된 휘도 효율, 작동 안정성 및 색 순도(색도)를 제공한다.

달리 언급하지 않는 한, "치환된" 또는 "치환기"라는 용어는 수소(중수소이건 간에) 이외의 그룹 또는 원자를 의미한다. 또한, "그룹"이라는 용어가 사용되는 경우, 치환기가 치환가능한 수소를 함유하는 경우를 의미하고, 또한 치환기가 디바이스 유용성에 필요한 특성을 손상시키지 않는 한 치환기의 비치환된 형태뿐 아니라 본원에 언급된 바와 같은 임의의 치환기(들)로 추가로 치환된 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 적합하게는, 치환기는 수소일 수 있거나 또는 탄소원자, 규소원자, 산소원자, 질소원자, 인원자, 황원자, 셀레늄원자 또는 붕소원자에 의해 분자의 나머지 부분에 결합될 수 있다. 치환기는 예컨대 할로겐(예: 클로로, 브로모 또는 플루오로); 니트로; 하이드록실; 시아노; 카복실; 또는 추가로 치환될 수 있는 그룹, 예컨대 알킬(직쇄 또는 분지쇄 또는 사이클릭 알킬 포함), 예컨대 메틸, 트리플루오로메틸, 에틸, t-부틸, 3-(2,4-디-t-펜틸페녹시)프로필, 및 테트라데실; 알케닐, 예컨대 에틸렌, 2-부텐; 알콕시, 예컨대 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 2-메톡시에톡시, sec-부톡시, 헥실옥시, 2-에틸헥실옥시, 테트라데실옥시, 2-(2,4-디-t-펜틸페녹시)에톡시, 및 2-도데실옥시에톡시; 아릴, 예컨대 페닐, 4-t-부틸페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 나프틸; 아릴옥시, 예컨대 페녹시, 2-메틸페녹시, α- 또는 β-나프틸옥시, 및 4-톨릴옥시; 카본아미도, 예컨대 아세트아미도, 벤즈아미도, 부티르아미도, 테트라데칸아미도, α-(2,4-디-t-펜틸-페녹시)아세트아미도, α-(2,4-디-t-펜틸페녹시)부티르아미도, α-(3-펜타데실페녹시)-헥산아미도, α-(4-하이드록시-3-t-부틸페녹시)-테트라데칸아미도, 2-옥소-피롤리딘-1-일, 2-옥소-5-테트라데실피롤린-1-일, N-메틸테트라데칸아미도, N-숙신이미도, N-프탈이미도, 2,5-디옥소-1-옥사졸리디닐, 3-도데실-2,5-디옥소-1-이미다졸릴 및 N-아세틸-N-도데실아미노, 에톡시카보닐아미노, 페녹시카보닐아미노, 벤질옥시카보닐아미노, 헥사데실옥시카보닐아미노, 2,4-디-t-부틸페녹시카보닐아미노, 페닐카보닐아미노, 2,5-(디-t-펜틸페닐)카보닐아미노, p-도데실-페닐카보닐아미노, p-톨릴카보닐아미노, N-메틸우레이도, N,N-디메틸우레이도, N-메틸-N-도데실우레이도, N-헥사데실우레이도, N,N-디옥타데실우레이도, N,N-디옥틸-N'-에틸우레이도, N-페닐우레이도, N,N-디페닐우레이도, N-페닐-N-p-톨릴우레이도, N-(m-헥사데실페닐)우레이도, N,N-(2,5-디-t-펜틸페닐)-N'-에틸우레이도 및 t-부틸카본아미도; 설폰아미도, 예컨대 메틸설폰아미도, 벤젠설폰아미도, p-톨릴설폰아미도, p-도데실벤젠설폰아미도, N-메틸테트라데실설폰아미도, N,N-디프로필-설파모일아미노 및 헥사데실설폰아미도; 설파모일, 예컨대 N-메틸설파모일, N-에틸설파모일, N,N-디프로필설파모일, N-헥사데실설파모일, N,N-디메틸설파모일, N-[3-(도데실옥시)프로필]설파모일, N-[4-(2,4-디-t-펜틸페녹시)부틸]설파모일, N-메틸-N-테트라데실설파모일, 및 N-도데실설파모일; 카바모일, 예컨대 N-메틸카바모일, N,N-디부틸카바모일, N-옥타데실카바모일, N-[4-(2,4-디-t-펜틸페녹시)부틸]카바모일, N-메틸-N-테트라데실카바모일 및 N,N-디옥틸카바모일; 아실, 예컨대 아세틸, (2,4-디-t-아밀페녹시)아세틸, 페녹시카보닐, p-도데실옥시페녹시카보닐 메톡시카보닐, 부톡시카보닐, 테트라데실옥시카보닐 메톡시카보닐, 부톡시카보닐, 테트라데실옥시카보닐, 에톡시카보닐, 벤질옥시 카보닐, 3-펜타데실옥시카보닐 및 도데실옥시카보닐; 설포닐 예컨대 메톡시설포닐, 옥틸옥시설포닐, 테트라데실설포닐, 2-에틸헥실옥시설포닐, 페녹시설포닐, 2,4-디-t-펜틸페녹시설포닐, 메틸설포닐, 옥틸설포닐, 2-에틸헥실설포닐, 도데실설포닐, 헥사데실설포닐, 페닐설포닐, 4-노닐페닐설포닐 및 p-톨릴설포닐; 설포닐옥시, 예컨대 도데실설포닐옥시 및 헥사데실설포닐옥시; 설피닐, 예컨대 메틸설피닐, 옥틸설피닐, 2-에틸헥실설피닐, 도데실설피닐, 헥사데실설피닐, 페닐설피닐, 4-노닐페닐설피닐 및 p-톨릴설피닐; 티오, 예컨대 에틸티오, 옥틸티오, 벤질티오, 테트라데실티오, 2-(2,4-디-t-펜틸페녹시)에틸티오, 페닐티오, 2-부톡시-5-t-옥틸페닐티오, 및 p-톨릴티오; 아실옥시 예컨대 아세틸옥시, 벤조일옥시, 옥타데카노일옥시, p-도데실아미도벤조일옥시, N-페닐카바모일옥시, N-에틸카바모일옥시 및 사이클로헥실카보닐옥시; 아민, 예컨대 페닐아닐리노, 2-클로로아닐리노, 디에틸아민, 도데실아민; 이미노, 예컨대 1 (N-페닐이미도)에틸, N-숙신이미도 또는 3-벤질하이단토이닐; 포스페이트 예컨대 디메틸포스페이트 및 에틸부틸포스페이트; 포스파이트 예컨대 디에틸 및 디헥실포스파이트; 헤테로사이클릭 그룹, 헤테로사이클릭 옥시 그룹 또는 헤테로사이클릭 티오 그룹(이들 각각은 치환될 수 있고 탄소원자 및 산소, 질소, 황, 인 또는 붕소로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자로 이루어진 3 내지 7원 헤테로사이클릭 고리를 함유한다), 예컨대 2-푸릴, 2-티에닐, 2-벤즈이미다졸릴옥시 또는 2-벤조티아졸릴; 4급 암모늄, 예컨대 트리에틸암모늄; 4급 포스포늄, 예컨대 트리페닐포스포늄; 및 실릴옥시 예컨대 트리메틸실릴옥시일 수 있다.

목적에 따라, 치환기는 자체가 상기 치환기로 1회 이상 추가로 치환될 수 있다. 사용된 특정 치환기는 특정 분야를 위한 목적하는 특성을 갖도록 당해 분야의 숙련자에 의해 선택될 수 있으며 예컨대 전자 끄는 기, 전자 주는 기 및 입체 기를 포함한다. 분자가 2개 이상의 치환기를 가질 수 있는 경우, 달리 언급하지 않는 한 치환기는 서로 결합하여 융합 고리와 같은 고리를 형성한다. 일반적으로, 상기 그룹 및 그의 치환기는 48개 이하, 전형적으로는 1 내지 36개, 통상적으로는 24개 미만의 탄소원자를 갖고 탄소원자를 갖는 것들을 포함할 수 있지만 선택된 특정 치환기에 따라서는 더 많은 탄소원자를 가질 수도 있다.

일반적인 디바이스 구조

본 발명은 대부분의 OLED 디바이스 구조에 사용될 수 있다. 이들은, 단일 애노드 및 캐쏘드를 포함하는 매우 간단한 구조, 예컨대 애노드 및 캐쏘드의 수직 배열로 이루어져 화소를 형성하는 수동형 매트릭스 디스플레이, 및 각각의 화소가 예컨대 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 독립적으로 제어되는 능동형 매트릭스 디스플레이를 포함한다.

본 발명을 성공적으로 실행할 수 있는 수많은 구조의 유기층이 존재한다. 필수 요건은 캐쏘드, 애노드, HTL 및 LEL이다. 더욱 전형적인 구조는 도 1에 도시되어 있으며, 이는 기판(101), 애노드(103), 선택적인 정공 주입층(105), 정공 수송층(107), 발광층(109), 전자 수송층(111) 및 캐쏘드(113)를 함유한다. 이들 층은 아래에 상세하게 기술되고 있다. 다르게는, 기판이 캐쏘드에 인접하게 위치할 수 있거나, 기판이 실질적으로 애노드 또는 캐쏘드로 구성될 수 있다는 것에 주목 한다. 또한, 유기층의 합쳐진 총 두께는 바람직하게는 500 ㎚ 미만이다.

OLED의 애노드 및 캐쏘드는 전기적 전도체(260)를 통해 전압/전류 공급원(250)과 연결된다. OLED는 애노드가 캐쏘드보다 양의 포텐셜이 되도록 애노드와 캐쏘드 간의 포텐셜을 인가시킴으로써 작동된다. 정공은 애노드로부터 유기 EL 소자로 주입된다. 향상된 디바이스는 때때로 일부 시간 주기 동안 포텐셜 바이어스가 역으로 되고 전류가 흐르지 않는 AC 방식으로 OLED가 작동되는 경우 달성될 수 있다. AC 구동 OLED의 예는 미국 특허 제 5,552,678 호에 기재되어 있다.

기판

기판(101)은 의도된 방향의 발광에 따라 광투과성 또는 불투과성일 수 있다. 광투과성은 기판을 통해 EL 방출을 관찰하는데 바람직하다. 이러한 경우에 통상적으로 투명 유리 또는 유기 물질이 사용된다. EL 방출이 상부 전극을 통해 관찰되는 경우, 하부 지지체의 투과 특성은 중요하지 않으므로 광투과, 광흡수 또는 광반사적일 수 있다. 이 경우에 사용되는 기판은 유리, 플라스틱, 반도체 물질, 세라믹 및 회로판 물질을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 물론, 이들 디바이스 구조에서 광-투명성 상부 전극이 제공될 필요가 있다.

애노드

전도성 애노드 층(103)은 통상적으로 기판 상에 형성되고, EL 방출이 애노드를 통해 관찰되는 경우 상기 방출에 대해 투명하거나 실질적으로 투명해야 한다. 본 발명에 사용되는 통상의 투명 애노드 물질은, 인듐-주석 산화물(ITO) 및 주석 산화물이며, 알루미늄- 또는 인듐-도핑된 아연 산화물(IZO), 마그네슘-인듐 산화물 및 니켈-텅스텐 산화물을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 금속 산화물도 사용될 수 있다. 이들 산화물 이외에, 금속 질화물(예: 갈륨 질화물), 금속 셀렌화물(예: 아연 셀렌화물) 및 금속 황화물(예: 아연 황화물)이 상기 층(103)에 사용될 수 있다. EL 방출이 상부 전극을 통해 관찰되는 경우, 층(103)의 투과 특성은 중요하지 않으므로, 투명, 불투명 또는 반사적인 임의의 전도성 물질이 사용될 수 있다. 이 용도를 위한 전도체의 예로는 금, 이리듐, 몰리브덴, 팔라듐 및 백금이 있지만 이에 한정되지 않는다. 전형적인 애노드 물질은 투과적이거나, 그렇지 않으면 4.1 eV 이상의 일함수를 갖는 것이다. 바람직한 애노드 물질은 증발, 스퍼터링, 화학적 증착 또는 전기화학적 수단에 의해 통상적으로 침착된다. 애노드는 잘 공지된 사진석판 공정을 사용하여 패턴화될 수 있다.

정공 주입층(HIL)

항상 필요한 것은 아니지만, 정공 주입층(105)이 애노드(103)와 정공 수송층(107) 사이에 제공되는 것은 종종 유용하다. 정공 주입 물질은 후속의 유기층의 막형성 특성을 개선시키고 정공 수송층내로의 정공의 주입을 촉진시키도록 작용할 수 있다. 정공 주입층에 사용하기에 적합한 물질로는, 미국 특허 제 4,720,432 호에 기술된 바와 같은 포르피린 화합물, 및 미국 특허 제 6,208,075 호에 기술된 바와 같은 플라즈마-침착된 플루오로카본 중합체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 유기 EL 디바이스에 유용한 것으로 보고된 다른 정공 주입 물질은 EP 0 891 121 A1 호 및 EP 1 029 909 A1 호에 기술되어 있다.

정공 수송층(HTL)

유기 EL 디바이스의 정공 수송층(107)은 방향족 3급 아민과 같은 정공 수송 화합물을 하나 이상 함유하는데, 방향족 3급 아민은 오직 탄소원자(이들중 1개 이상은 방향족 고리의 구성원이다)에만 결합하는 3가 질소원자를 하나 이상 함유하는 화합물인 것으로 이해된다. 한 형태에서, 방향족 3급 아민은 아릴아민 예컨대 모노아릴아민, 디아릴아민, 트리아릴아민, 또는 중합체성 아릴아민일 수 있다. 단량체성 트리아릴아민의 예는 클룹펠(Klupfel) 등의 미국 특허 제 3,180,730 호에 예시되어 있다. 1개 이상의 비닐 라디칼로 치환되고/치환되거나 1개 이상의 활성 수소-함유 그룹을 포함하는 다른 적합한 트리아릴아민은, 브랜틀레이(Brantley) 등에 의해 미국 특허 제 3,567,450 호와 미국 특허 제 3,658,520 호에 개시되어 있다.

더욱 바람직한 종류의 방향족 3급 아민은 미국 특허 제 4,720,432 호 및 미국 특허 제 5,061,569 호에 기술된 바와 같은 방향족 3급 아민 잔기를 2개 이상 포함하는 화합물이다. 이러한 화합물로는 하기 화학식 4의 화합물을 포함한다.

상기 식에서,

Q₁ 및 Q₂는 독립적으로 선택된 방향족 3급 아민 잔기이고,

G는 연결 그룹, 예컨대 탄소-탄소 결합의 아릴렌, 사이클로알킬렌 또는 알킬렌 그룹이다.

한 실시양태에서, Q₁ 또는 Q₂중 하나 이상은 다환식 융합 고리 그룹, 예컨대 나프탈렌을 함유한다. G가 아릴 그룹일 경우, 이는 편의상 페닐렌, 비페닐렌 또는 나프탈렌 그룹이다.

화학식 4를 충족시키고 2개의 트리아릴아민 그룹을 함유하는 유용한 종류의 트리아릴아민 그룹은 하기 화학식 5의 화합물이다:

상기 식에서,

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소원자, 아릴 그룹 또는 알킬 그룹이거나, 함께 사이클로알킬 그룹을 완성시키는 원자들이고,

R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 아릴 그룹이며, 이는 이후에 하기 화학식 6으로 언급된 바와 같이 디아릴-치환된 아미노 그룹으로 치환된다.

상기 식에서,

R₅ 및 R₆은 독립적으로 선택된 아릴 그룹이다.

한 실시양태에서, R₅ 또는 R₆중 하나 이상은 다환식 융합 고리 그룹, 예컨대 나프탈렌을 함유한다.

또다른 종류의 방향족 3급 아민 그룹으로는 테트라아릴디아민이 있다. 바람직한 테트라아릴디아민 그룹은 화학식 6으로 언급된 바와 같이 아릴렌 그룹을 통해 연결된 2개의 디아릴아미노 그룹을 포함한다. 유용한 테트라아릴디아민은 하기 화학식 7의 화합물을 포함한다.

상기 식에서,

각각의 Are는 독립적으로 선택된 아릴렌 그룹, 예컨대 페닐렌 또는 안트라센 그룹이고,

n은 1 내지 4의 정수이고,

Ar, R₇, R₈ 및 R₉는 독립적으로 선택된 아릴 그룹이다.

전형적인 실시양태에서, Ar, R₇, R₈ 및 R₉중 하나 이상은 다환식 융합 고리 그룹, 예컨대 나프탈렌이다.

상기 화학식 4, 5, 6, 7의 다양한 알킬, 알킬렌, 아릴 및 아릴렌 그룹은 각각 차례대로 치환될 수 있다. 전형적인 치환기는 알킬 그룹, 알콕시 그룹, 아릴 그룹, 아릴옥시 그룹 및 할로겐, 예컨대 불화물, 염화물 및 브롬화물을 포함한다. 다양한 알킬 및 알킬렌 그룹은 전형적으로 1 내지 6개의 탄소원자를 함유한다. 사 이클로알킬 잔기는 3 내지 10개의 탄소원자를 함유할 수 있으나, 전형적으로 5, 6 또는 7개의 고리 탄소원자를 함유하며, 그 예로는 사이클로펜틸, 사이클로헥실 및 사이클로헵틸 고리 구조가 있다. 아릴 및 아릴렌 그룹으로는 통상적으로 페닐 및 페닐렌 잔기가 있다.

정공 수송층은 방향족 3급 아민 화합물 단독으로 또는 그의 혼합물로 형성될 수 있다. 특히, 트리아릴아민, 예컨대 화학식 5를 충족시키는 트리아릴아민이 화학식 7로 언급된 바와 같은 테트라아릴디아민과 함께 사용될 수 있다. 트리아릴아민이 테트라아릴아민과 함께 사용되는 경우, 테트라아릴아민은 트리아릴아민과 전자 주입층 및 수송층 사이에 삽입된 층으로서 위치한다. 유용한 방향족 3급 아민의 예는 하기와 같다:

1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)사이클로헥산,

1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)-4-페닐사이클로헥산,

4,4'-비스(디페닐아미노)쿼드리페닐,

비스(4-디메틸아미노-2-메틸페닐)-페닐메탄,

N,N,N-트리(p-톨릴)아민,

4-(디-p-톨릴아미노)-4'-[4(디-p-톨릴아미노)-스티릴]스틸벤,

N,N,N',N'-테트라-p-톨릴-4-4'-디아미노비페닐,

N,N,N',N'-테트라페닐-4-4'-디아미노비페닐,

N,N,N',N'-테트라-1-나프틸-4,4'-디아미노비페닐,

N,N,N',N'-테트라-2-나프틸-4-4'-디아미노비페닐,

N-페닐카바졸,

4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐,

4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]비페닐,

4,4"-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]p-터페닐,

4,4'-비스[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐,

4,4'-비스[N-(3-아세나프테닐)-N-페닐아미노]비페닐,

1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌,

4,4'-비스[N-(9-안트릴)-N-페닐아미노]비페닐,

4,4"-비스[N-(1-안트릴)-N-페닐아미노]-p-터페닐,

4,4'-비스[N-(2-페난트릴)-N-페닐아미노]비페닐,

4,4'-비스[N-(8-플루오란테닐)-N-페닐아미노]비페닐,

4,4'-비스[N-(2-피레닐)-N-페닐아미노]비페닐,

4,4'-비스[N-(2-나프타세닐)-N-페닐아미노]비페닐,

4,4'-비스[N-(2-퍼릴레닐)-N-페닐아미노]비페닐,

4,4'-비스[N-(1-코로네닐)-N-페닐아미노]비페닐,

2,6-비스(디-p-톨릴아미노)나프탈렌,

2,6-비스[디-(1-나프틸)아미노]나프탈렌,

2,6-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]나프탈렌,

N,N,N',N'-테트라(2-나프틸)-4,4"-디아미노-p-터페닐,

4,4-비스{N-페닐-N-[4-(1-나프틸)-페닐]아미노}비페닐,

4,4'-비스[N-페닐-N-(2-피레닐)아미노]비페닐,

2,6-비스[N,N-디(2-나프틸)아민]플루오린,

1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌.

또다른 종류의 유용한 정공 수송 물질로는 EP 1 009 041 호에 기술된 바와 같은 다환식 방향족 화합물이 있다. 또한, 중합체성 정공 수송 물질은, 예컨대 폴리(N-비닐카바졸)(PVK), 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 및 공중합체 예컨대 PEDOT/PSS로도 지칭되는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)가 사용될 수 있다.

발광층(LEL)

미국 특허 제 4,769,292 호 및 미국 특허 제 5,935,721 호에 더욱 충분하게 기술된 바와 같이, 유기 EL 소자의 발광층(LEL)(109)은 그 영역에서 전자-정공 쌍 재조합의 결과로서 전기발광이 생성되는 발광 또는 형광 물질을 포함한다. 발광층은 단일 물질로 구성될 수 있으나, 더욱 통상적으로는 전기발광 성분으로부터 주로 발광되어 임의의 색을 형성할 수 있는 게스트 화합물(들)로 도핑된 비-전기발광 성분 물질로 구성된다. 발광층에서의 비-전기발광 성분 물질은, 하기 전자 수송 물질, 상기 정공 수송 물질 또는 또다른 물질, 또는 정공-전자 재조합을 지지하는 물질의 조합물일 수 있다. 전기발광 성분은 통상적으로 고도의 형광 염료로부터 선택되나, 인광 화합물, 예컨대 WO 98/55561 호, WO 00/18851 호, WO 00/57676 호, 및 WO 00/70655 호에 기술된 바의 전이금속 착체가 또한 유용하다. 전기발광 성분은 전형적으로 0.01 내지 10 중량%로서 비-전기발광 성분 물질내에 도포된다.

전기발광 성분으로서 염료를 선택하는데 있어 중요한 관련성은, 분자의 가장 높은 에너지 오비탈과 가장 낮은 에너지 오비탈 사이의 에너지 차이로 정의되는 밴드갭 포텐셜을 비교하는 데 있다. 비-전기발광 성분으로부터 전기발광 성분 분자로의 효율적인 에너지 전달을 위한 필수 조건은 전기발광 성분의 밴드갭을 비-전기발광 성분 물질의 것보다 작게 하는 것이다.

유용한 것으로 공지된 비-전기발광 성분 및 방출 분자는, 미국 특허 제 4,768,292 호, 5,141,671 호, 5,150,006 호, 제 5,151,629 호, 제 5,405,709 호, 제 5,484,922 호, 제 5,593,788 호, 제 5,645,948 호, 제 5,683,823 호, 제 5,755,999호, 제 5,928,802 호, 5,935,720 호, 제 5,935,721 호 및 제 6,020,078 호에 개시된 것들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

8-하이드록시퀴놀린 및 유사한 유도체의 금속 착체(화학식 8)는 전기발광을 지지할 수 있는 유용한 비-전기발광 성분 화합물의 한 종류이며, 500 ㎚보다 긴 파장, 예컨대 녹색, 황색, 주황색 및 적색 발광에 특히 적합하다.

상기 식에서,

M은 금속이고,

n은 1 내지 4의 정수이고,

Z는 각각의 경우 독립적으로 2개 이상의 융합 방향족 고리를 갖는 핵을 완성시키는 원자이다.

앞서 언급한 것으로부터, 금속은 1가, 2가, 3가 또는 4가 금속일 수 있다는 것이 명백하다. 상기 금속은 예컨대 알칼리 금속(예: 리튬, 나트륨 또는 칼륨), 알칼리 토금속(예: 마그네슘 또는 칼슘), 토금속(예: 알루미늄 또는 갈륨), 또는 전이금속(예: 아연 또는 지르코늄)일 수 있다. 일반적으로, 유용한 킬레이트 금속으로 공지된 임의의 1가, 2가, 3가 또는 4가 금속이 사용될 수 있다.

Z는, 적어도 1개가 아졸 또는 아진 고리인, 2개 이상의 융합 방향족 고리를 함유하는 헤테로사이클릭 핵을 완성시킨다. 지방족 및 방향족 고리 모두를 비롯한 추가의 고리들은, 필요하다면, 2개의 필수 고리와 융합될 수 있다. 기능상의 개선없이 분자량만 커지는 것을 피하기 위해, 고리 원자의 수를 18 이하로 유지하는 것이 통상적이다.

유용한 킬레이트 옥시노이드 화합물의 예는 아래와 같다.

CO-1: 알루미늄 트리스옥신[별칭, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)]

CO-2: 마그네슘 비스옥신[별칭, 비스(8-퀴놀리놀라토)마그네슘(II)]

CO-3: 비스[벤조{f}-8-퀴놀리놀라토]징크(II)

CO-4: 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)-μ-옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)

CO-5: 인듐 트리스옥신[별칭, 트리스(8-퀴놀리놀라토)인듐]

CO-6: 알루미늄 트리스(5-메틸옥신)[별칭, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)]

CO-7: 리튬 옥신[별칭, (8-퀴놀리놀라토)리튬(I)]

CO-8: 갈륨 옥신[별칭, 트리스(8-퀴놀리놀라토)갈륨(III)]

CO-9: 지르코늄 옥신[별칭, 테트라(8-퀴놀리놀라토)지르코늄(IV)]

CO-10: 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)-4-페닐페놀라토알루미늄(III)

9,10-디-(2-나프틸)안트라센의 유도체(화학식 9)는 전기발광을 지지할 수 있는 유용한 호스트의 한 종류이며, 400 ㎚보다 긴 파장, 예컨대 청색, 녹색, 황색, 주황색 또는 적색 발광에 특히 적합하다.

상기 식에서,

R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 수소, 또는 하기 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기이다:

1 군: 수소, 또는 알킬 및 알콕시 그룹, 전형적으로는 탄소수 1 내지 24의 알킬 및 알콕시 그룹;

2 군: 고리 그룹, 전형적으로는 탄소수 6 내지 20의 고리 그룹;

3 군: 나프틸, 안트라세닐, 피레닐 및 퍼릴레닐 그룹과 같은 카보사이클릭 융합 고리 그룹, 전형적으로는 탄소수 6 내지 30의 것들을 완성시키는데 필요한 원자;

4 군: 푸릴, 티에닐, 피리딜 및 퀴놀리닐 그룹과 같은 헤테로사이클릭 융합 고리 그룹, 전형적으로 탄소수 5 내지 24의 것들을 완성시키는데 필요한 원자;

5 군: 알콕시아미노, 알킬아미노 및 아릴아미노 그룹, 전형적으로는 탄소수 1 내지 24의 알콕시아미노, 알킬아미노 및 아릴아미노 그룹; 및

6 군: 불소, 염소, 브롬 및 시아노 라디칼.

상기 예로는 9,10-디-(2-나프틸)안트라센 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센이 포함된다. 다른 안트라센 유도체가 LEL에서의 비-전기발광 성분으로서 유용할 수 있으며, 이로는 9,10-비스[4-(2,2-디페닐에테닐)페닐]안트라센, 및 EP 681,019 호에 기재된 바와 같은 페닐안트라센 유도체를 포함한다.

벤즈아졸 유도체(화학식 10)는 전기발광을 지지할 수 있는 또다른 종류의 유용한 비-전기발광 성분이 되며, 400 ㎚보다 긴 파장, 예컨대 청색, 녹색, 황색, 주황색 또는 적색 발광에 특히 적합하다.

상기 식에서,

n은 3 내지 8의 정수이고,

Z는 -O, -NR 또는 -S이되, 여기서 R은 H 또는 치환기이고,

R'는 1개 이상의 선택적인 치환기이며,

여기서 R 및 각각의 R'는 H 또는 전형적으로는 탄소수 1 내지 24의, 프로필, t-부틸 및 헵틸 그룹과 같은 알킬 그룹; 페닐, 나프틸, 푸릴, 티에닐, 피리딜 및 퀴놀리닐 그룹과 같은 카보사이클릭 또는 헤테로사이클릭 고리 그룹; 전형적으로는 탄소수 5 내지 20의 융합 방향족 고리 그룹을 완성시키는데 필요한 원자; 및 할로, 예컨대 클로로 및 플루오로이고;

L은 다중 벤즈아졸과 함께 공액상태로 또는 비공액상태로 연결된 알킬 또는 아릴 그룹을 통상적으로 포함하는 연결 단위이다.

유용한 벤즈아졸의 예로는 2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸](TPBI)이 있다.

미국 특허 제 5,121,029 호에 기재된 바와 같은 디스티릴아릴렌 유도체가 또한 LEL에 유용한 비-전기발광 성분 물질이다.

바람직한 형광 전기발광 성분은 융합 고리로부터 유도된 그룹, 헤테로사이클릭 화합물 및 다른 화합물, 예컨대 안트라센, 테트라센, 크산텐, 페릴렌, 루브렌, 피란, 로다민, 퀴나크리돈, 디시아노메틸렌피란, 티오피란, 폴리메틴, 피릴륨 티아피릴륨 및 카보스티릴 화합물을 포함한다. 유용한 전기발광 성분의 예는 하기 화 합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

전자 수송층(ETL)

본 발명의 유기 EL 디바이스의 전자 수송층(111)을 형성하는데 사용되는 바람직한 박막-형성 물질은, 옥신 자체의 킬레이트(통상적으로는 8-퀴놀리놀 또는 8-하이드록시퀴놀린으로도 지칭됨)를 포함하는, 금속 킬레이트화된 옥시노이드 화합물이다. 이러한 화합물들은 전자를 주입하고 수송하는 것을 도우며 모두 높은 성능 수준을 나타내고 박막의 형태로서 쉽게 제작된다. 고려되는 옥시노이드 화합물의 예로는 전술한 화학식 8의 화합물이다.

다른 전자 수송 물질은, 미국 특허 제 4,356,429 호에 개시된 바와 같은 다양한 부타디엔 유도체, 및 미국 특허 제 4,539,507 호에 기재된 바와 같은 헤테로사이클릭 광학 광택제(brightner)를 포함한다. 또한, 화학식 10을 만족시키는 벤 즈아졸은 유용한 전자 수송 물질이다.

일부 예에서, 층(109 및 111)은 발광 및 전자 수송을 지지하는 기능을 제공하는 단일 층으로 축약될 수 있다.

캐쏘드

발광이 애노드를 통해 일어나는 경우, 본 발명에서 사용된 캐쏘드 층(113)은 거의 임의의 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 바람직한 물질은 아래에 위치하는 유기층과 우수하게 접촉시키는 우수한 막-형성 특성을 갖고, 저전압에서 전자 주입을 촉진시키며 우수한 안정성을 갖는다. 유용한 캐쏘드 물질은 낮은 일함수 금속(<4.0 eV) 또는 금속 합금을 종종 함유한다. 바람직한 캐쏘드 물질중 하나는, 미국 특허 제 4,885,221 호에 기술된 바와 같이, 은의 함량이 1 내지 20 %인 Mg:Ag 합금으로 이루어진다. 또다른 적합한 종류의 캐쏘드 물질은, 더욱 두꺼운 전도성 금속 층으로 둘러싸인 낮은 일함수 금속 또는 금속 염의 얇은 층으로 이루어진 이중층을 포함한다. 이러한 캐쏘드중 하나는 미국 특허 제 5,677,572 호에 기재된 바와 같이 얇은 층의 LiF에 이어 더욱 두꺼운 층의 Al로 이루어져 있다. 다른 유용한 캐쏘드 물질은 미국 특허 제 5,059,861 호, 미국 특허 제 5,059,862 호 및 미국 특허 제 6,140,763 호에 개시된 것들을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

발광이 캐쏘드를 통해 관찰되는 경우, 캐쏘드는 투명하거나 거의 투명해야 한다. 이러한 경우, 금속은 얇아야 하거나 투명 전도성 산화물, 또는 이들 물질을 조합하여 사용해야 한다. 광학적으로 투명한 캐쏘드는 미국 특허 제 5,776,623 호에 더욱 상세하게 기술되어 있다. 캐쏘드 물질은 증발, 스퍼터링 또는 화학적 증 착에 의해 침착될 수 있다. 필요한 경우, 패턴화는 쓰로우-마스크(through mask) 침착, 미국 특허 제 5,276,380 호 및 EP 0 732 868 호에 기재된 바와 같은 통합 섀도우 마스킹(integral shadow masking), 레이저 애블레이션(laser ablation), 및 선택적인 화학적 증착을 포함하지만 이에 한정되지 않는 잘 공지된 많은 방법을 통해 달성할 수 있다.

유기층의 침착

전술한 유기 물질은 승화를 통해 적합하게 침착되나, 선택적 결합제를 사용하여 용매로부터 침착시켜 막 형성을 개선시킬 수 있다. 상기 물질이 중합체이면, 용매 침착이 통상적으로 바람직하다. 승화에 의해 침착되는 물질은, 예컨대 미국 특허 제 6,237,529 호에 기재된 바와 같이 탄탈룸 물질로 종종 이루어지는 승화기 "보우트(boat)"로부터 증발될 수 있거나, 또는 도너(donor) 시이트 상에 먼저 도포된 후 기판과 아주 근접한 위치에서 승화될 수 있다. 물질들의 혼합물을 갖는 층은 별도의 승화기 보우트를 사용할 수 있거나, 상기 물질들은 예비 혼합되고 단일 보우트 또는 도너 시이트로부터 도포될 수 있다. 패턴화 침착은 섀도우 마스크, 통합 새도우 마스크(미국 특허 제 5,294,870 호), 도너 시이트로부터 공간-한정 열적 염료 전사(미국 특허 제 5,851,709 호 및 미국 특허 제 6,066,357 호) 및 잉크젯법(inkjet method)(미국 특허 제 6,066,357 호)을 사용하여 달성할 수 있다.

OLED를 제조하는데 유용한 유기 물질, 예컨대 유기 정공 수송 물질, 유기 전기발광 성분으로 도핑된 유기 발광 물질은 비교적 약한 분자 결합력을 갖는 비교적 복잡한 분자 구조를 가지므로, 물리적 증착 과정에서 유기 물질(들)의 분해를 고려 해야만 한다. 전술한 유기 물질은 비교적 높은 순도로 합성되고 분말, 박편 또는 과립 형태로 제공된다. 이러한 분말 또는 박편은 지금까지는 유기 물질의 승화 또는 증발에 의해 증기를 형성하기 위해 열을 가하는 물리적 증착원내로 위치시키는데 사용되어 왔으며, 이때 증기는 그 위에 유기 층을 제공하는 기판 상에서 응축한다.

물리적 증착에서 유기 분말, 박편 또는 과립을 사용하는데 있어 여러 가지 문제점이 관찰되어 왔다. 이러한 분말, 박편 또는 과립은 취급하기 어렵다. 이들 유기 물질은, 특히 10^-6 torr로 낮은 감압으로 비워진 챔버에 배치된 물리적 증착원에 위치되는 경우 일반적으로 비교적 낮은 물리적 밀도 및 바람직하지 않게 낮은 열 전도성을 갖는다. 결론적으로, 분말 입자, 박편 또는 과립은 가열된 공급원으로부터 조사 가열에 의해, 및 공급원의 가열된 표면과 직접 접하는 입자 또는 박편의 전도성 가열에 의해서만 가열된다. 공급원의 가열된 표면과 접하지 않는 분말 입자, 박편 또는 과립은 비교적 낮은 입자-대-입자 접촉면으로 인해 전도성 가열에 의해 효과적으로 가열되지 않으며, 이는 물리적 증착원에서 이러한 유기 물질의 불균일한 가열을 유도할 수 있다. 따라서, 기판 상에 형성된 유기 층의 불균일한 증착이 야기될 가능성이 있다.

유기 분말은 고형 펠렛으로 통합될 수 있다. 이러한 고형 펠렛을 승화성 유기 물질 분말의 혼합물로부터 고형 펠렛으로 통합하는 것은 취급이 용이하다. 유기 분말을 고형 펠렛으로 통합시키는 것은 비교적 간단한 도구를 사용하여 수행될 수 있다. 비-발광 유기 비-전기발광 성분 물질 또는 발광 전기발광 성분 물질, 또는 비-전기발광 성분과 전기발광 성분 물질의 혼합물을 1종 이상 포함하는 혼합물로부터 형성된 고형 펠렛을 유기 층의 제조를 위한 물리적 증착원내에 위치시킬 수 있다. 이러한 통합된 펠렛은 물리적 증착 장치에 사용될 수 있다.

한 양태에서, 본 발명은 기판 상에 유기 물질의 압축된 펠렛으로부터 유기 층을 제조방법을 제공하며, 이는 OLED의 일부를 형성할 것이다.

캡슐화

대부분의 OLED 디바이스는 수분 및/또는 산소에 민감하여, 이들은 데시칸트(desiccant), 예컨대 알루미나, 보크사이트, 황산칼슘, 점토, 실리카 겔, 제올라이트, 알칼리금속 산화물, 알칼리토금속 산화물, 황산염, 또는 금속 할로겐화물 및 과염소산염과 함께 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 분위기에서 봉입된다. 캡슐화 및 데시케이션(desiccation) 방법은 미국 특허 제 6,226,890 호에 기술된 방법들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

정공 차단층

일부 OLED 디바이스는, LEL로의 전자의 주입을 촉진시키거나 ETL내로의 정공의 통과를 약화시켜 LEL에서 재조합을 확실히 하기 위해 정공 차단층을 필요로 한다(D.F. O'brien, M.A. Baldo, M.E. Thompson, and S.R. Forrest Appl. Phys. Lett. 74, 442(1999)). 전형적으로는, 이 층은 얇으며(즉 10㎚) LEL 및 ETL 사이에 위치한다.

밴드갭

전기발광 성분을 선택할 때 중요한 관계가 존재한다. LEL 물질에서의 비-전기발광 성분(들)의 밴드갭(들)에 대해 밴드갭 포텐셜을 비교하는 것이 신중히 고려되어야 한다. 비-전기발광 성분으로부터 전기발광 성분 분자로 효율적인 에너지 전달이 존재하기 위해서는 전기발광 성분의 밴드갭은 전형적으로 비-전기발광 성분 물질의 것보다 작다.

밴드갭은 전형적으로 HTL, LEL 및 ETL 층의 에너지 수준 및 화학적 속성을 특징으로 하는 UVS 또는 XPS 분광학 기법에 의해 실험적으로 측정된다. 이 분야와 관련됨에 따른 모든 밴드갭은 하기 절차에 의해 측정된다.

1. 물질에 대한 흡수 및 방출 스펙트럼을 낮은(즉 1×10^-3M) 농도 및 광학 밀도(즉 0.2 미만) 밴드갭에서 에틸아세테이트 또는 톨루엔과 같은 비극성 용매중에서 측정한다.

2. 스펙트럼을 스펙트럼의 가시 영역(즉 350 내지 750㎚)에서 최대 흡수 및 방출 대역을 통해 하나로 표준화한다.

3. 표준화된 흡수 및 방출 스펙트럼을 동일한 차트 상에 플롯팅한다.

4. 교차하는 표준화된 흡수 스펙트럼과 및 방출 스펙트럼간의 파장(교차-파장)은 E_0,0및 그렇지 않으면 최고 점유 분자 오비탈(HOMO) 수준 또는 최대 수준의 가전자대와 최저 비점유 분자 오비탈(LUMO) 또는 최소 수준의 전도성 대역 사이의 에너지 차로서 당해 분야에 공지된 이러한 "광학" 밴드갭으로 정의된다. 이 값은 전형적으로 eV로 주어지며 "교차-파장"을 1240eV ㎚로 나눔으로써 전환되는 것으로 보고 되어 있다.

실시예

본 발명 및 그의 이점은 다음과 같은 특정 실시예에 의해 추가로 예시된다.

표 1a 내지 1d: 화합물(발명 1)과 트리스-(8-퀴놀리나토)알루미늄(III)[발명-23] 및 화합물(발명 16)을 포함하는 혼합된 비-전기발광 시스템

실시예 1 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 1과 2 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

애노드로서 85㎚의 인듐-주석 산화물(ITO) 층으로 코팅된 유리 기판을 연속적으로 시판되는 세제에서 초음파세척하고, 탈이온수에서 헹구고, 톨루엔 증기중에서 탈그리스시키고(degreased), 약 1분 동안 산소 플라즈마에 노출시켰다.

a) ITO 상에 CHF₃의 플라즈마-보조 침착에 의해 1㎚의 플루오로카본(CF_x) 정공 주입층(HIL)을 침착시켰다.

b) 이어서, 75㎚ 두께의 N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB) 정공 수송층(HTL)을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

c) 이어서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 99.5중량%), 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.27 내지 0.50중량%)로 이루어진 37.5 내지 65.8㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

d) 이어서, 37.5㎚의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq₃)의 전자 수송층(ETL)을 발광층 상에 침착시켰다. 또한, 이 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

e) Alq₃ 층의 상부에 10:1 부피비의 Mg:Ag로 형성된 220㎚의 캐쏘드를 침착시켰다.

상기 순서로 EL 디바이스의 침착을 완결하였다. 이어서, 디바이스를 주위 환경으로부터 보호하기 위해 무수 장갑 상자에서 밀폐상태로 포장하였다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 1a에 열거되어 있다.

상기 표 1a에 보고된 디바이스 특성으로부터 분별될 수 있는 바와 같이, 2종의 비-전기발광 성분의 혼합물로 이루어진 디바이스는 비교예 디바이스에 비해 효율 및 구동 전압이 우수하다. 단일 비-전기발광 성분을 갖는 디바이스의 휘도 효율은 비교예 1의 경우는 1.25 cd/A, 비교-2 내지 4의 경우에는 2.23 cd/A 미만으로 비교적 낮다.

작동 구동 전압에서의 개선(%)은 비-전기발광 성분(발명-16)을 사용하는 디바이스의 경우 상당히 이롭다. 비교예 2 내지 4의 경우 작동 구동 전압이 가장 낮다. 그러나, 이들 디바이스에 대한 휘도 효율은 나쁘다. 화합물(발명-23) 및 화합물(발명-16)의 조합은 비교-1에 대해 휘도를 69 내지 193%로 증가시키는 동시에 시료 1 및 2에 대해 각각 17 및 16%로 감소된 작동 구동 전압을 제공한다.

비교예 2 내지 4는 평균이 2.17이었으며, 이 값을 %효율 산출에 사용하였다. 시료 1 및 2는 비교예 1 또는 2 내지 4보다 휘도면에서 현저하게 보다 효율적이다. 또한, 시료 1 및 2로부터의 EL의 색상은 색좌표(CIEx,y)로 측정시 화합물(비교-1 및 2 내지 4)에 비해 훨씬 개선되었다(즉, 더욱 적색을 띄었다).

실시예 2 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 4 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

애노드로서 85㎚의 인듐-주석 산화물(ITO) 층으로 코팅된 유리 기판을 연속적으로 시판되는 세제에서 초음파세척하고, 탈이온수에서 헹구고, 톨루엔 증기중에서 탈그리스시키고, 약 1분 동안 산소 플라즈마에 노출시켰다.

c) 이어서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 99.5중량%), 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.30 내지 0.50중량%)으로 이루어진 37.5 내지 67.2㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

d) 이어서, 37.5㎚의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq₃) 전자 수송층(ETL)을 발광층 상에 침착시켰다. 또한, 이 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 1b에 열거되어 있다.

상기 표 1b에 상술된 디바이스 특성은 보다 넓은 범위의 비-전기발광 성분비를 포괄한다는 점에서 표 1a의 것과 상이하다. 이 실시예의 제한 범위내에서 시료 4가 효율, 색상 및 구동 전압 면에서 가장 우수한 디바이스라는 것은 명백하다. 작동 구동 전압이 지속적으로 감소하는 것으로 예측됨에 따라 LEL에서의 화합물(발명-16)의 양은 증가된다. 가장 높은 구동 전압은 발광 범위에서의 화합물(발명-23)의 사용량(%)가 더욱 큰 디바이스의 경우 관찰되며, 비교-5 및 8을 참조한다.

실시예 3 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 5 내지 8 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 99.5중량%), 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.30 내지 0.50중량%)으로 이루어진 37.5 내지 74.3㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 1c에 열거되어 있다.

상기 표 1c는 표 1b에 제시된 조사 보고의 연속이며 화합물(발명-23 및 16)에 대한 비-전기발광 성분 혼합물-비율 체제를 추가로 조사한 것이다. 비교예는 발광층에서 단일 비-전기발광 성분으로 이루어지며 비교-10 및 11을 참조한다. 시료 5 내지 8은 42.7 내지 99.5%의 화합물(발명-16) 중량% 체제를 조사하며, 비교-10 및 11에 대해 제시된 비교 데이터에 비해 색상, 효율 및 구동 전압 면에서 상당히 개선되었다. 시료 5 내지 8 사이에는 큰 차이가 없으며 시료 5와 시료 군 6 내지 8 사이에 단지 사소한 차이만 있는 것에 주목한다.

실시예 4 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 9 내지 11 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 57.85중량%), 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 41.85 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.50중량%)으로 이루어진 37.5 내지 75.4㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 1d에 열거되어 있다.

상기 표 1d의 데이터는 화합물(발명-1)과 함께 화합물(발명-23 및 16)을 사용하는 혼합된 비-전기발광 성분 시스템에 대한 추가적인 중량%-공간 조사 보고의 연속이다. 여기서, 휘도 효율, 구동 전압 및 색도의 차가 거의 없다는 것이 가장 두드러진 점이다. 사실상, 시료 9 내지 11은 시료 6 내지 8에 필적할 만한 성능을 나타낸다.

표 2: 화합물(발명 1)과 트리스-(8-퀴놀리나토)알루미늄(III)[발명-23] 및 화합물(발명 17)의 비-전기발광 성분의 혼합물

실시예 5 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 12 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 99.5중량%), 9,10,11,12-테트라-(2-나프틸)나프타센(발명-17, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.30 내지 0.50중량%)으로 이루어진 37.5 내지 66.9㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 열거되어 있다.

상기 실시예 및 표 2의 데이터에 기재된 디바이스는 나프타센(발명-16)이 화합물(발명-17)로 대체된 것을 제외하고는 실시예 1 내지 4에서의 디바이스와 관련된 것이다. 다시, 비교-15 및 19는 전기발광 성분(발명-1)에 대해 각각 단일 비-전기발광 성분(발명-23 및 발명-17)을 사용한다. 1.45 cd/A 및 2.01 cd/A 휘도 효율은 각각 비교-15 및 19에 대해 관찰된 것이며 이는 전형적이고 일관적이다.

화합물(비교-15)에 비해 시료 12에 대한 작동 구동 전압은 명백히 개선된다. LEL의 나프타센, 화합물(발명-17) 중량% 조성을 증가시키면 휘도 효율(즉 30 내지 83%) 및 색도의 개선과 함께 작동 구동 전압은 점진적으로 감소한다.

표 3: 화합물(발명 1)과 비-전기발광 성분(발명 20 및 발명 16)의 혼합물

실시예 6 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 13 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 9,10-디(4-t-부틸페닐)나프타센(발명-20, 0 내지 99.5중량%), 9,10,11,12-테트라-페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.20 내지 0.50중량%)으로 이루어진 37.5 내지 66.2㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 열거되어 있다.

이 실시예에서 화합물(발명-1)과 함께 EML에 사용된 2종의 비-전기발광 성분은 나프타센이다. 또한, 비교예(비교-20 및 24)는 전기발광 성분(발명-1)과 단일 비-전기발광 성분으로 각각 이루어진다.

이 실시예에서는 전기발광 층이 나프타센으로 이루어지기 때문에 비교예에 비해 작동 구동 전압이 개선되지 않았다. 그러나, 시료 13은 비교-15 또는 시료 12와 비교시 감소된 작동 구동 전압을 나타낸다.

또한, 휘도 효율은 2종의 비-전기발광 성분을 혼합시 현저히 개선된다. 56.8중량%의 화합물(발명-20) 및 43중량%의 화합물(발명-16)을 갖는 시료 13은 비교-20 및 24에 비해 가장 개선된 효율을 갖는 디바이스가 수득된다.

표 4: 화합물(발명-1)과 트리스-(8-퀴놀리나토)알루미늄(III)[발명-23] 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센[발명-19]의 비-전기발광 성분의 혼합물

실시예 7 - EL 디바이스 제조 - 비교예

시료 제조 및 시험

비교예로서의 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 99.5중량%), 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(발명-19, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.30 내지 0.50중량%)으로 이루어진 37.5 내지 68.1㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대 해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 4에 열거되어 있다.

비교예는 화합물(발명-1)을 갖는 LEL에 비-전기발광 성분(발명-23 및 발명-19)을 사용한다. 이들 비교예는 낮은 작동 구동 전압, 높은 휘도 효율 및 우수한 색상이 화합물(발명-1)에 대한 적합한 비-전기발광 성분의 선택에 따라 매우 의존적임을 명백히 보여준다. 이러한 비교예중 어느 것도 이들 특성에 대해 우수한 값을 얻지 못한다.

표 5a 및 5b: 화합물(발명-1)과 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센[발명-19] 및 화합물(발명 16)의 비-전기발광 성분의 혼합물

실시예 8 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 22 내지 25 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%), 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(발명-19, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.20 내지 0.50중량%)으로 이루어진 20 내지 36.1㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

d) 이어서, 55㎚의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq₃)의 전자 수송층(ETL)을 발광층 상에 침착시켰다. 또한, 이 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 5a에 열거되어 있다.

상기 실시예는 화합물(발명-1)을 갖는 LEL에 비-전기발광 성분 화합물(발명-19 및 발명-16)을 사용한다. 또한, 비교예(비교-31 및 34)는 전기발광 성분(발명-1)과 단일 비-전기발광 성분을 사용하는 디바이스이다. 이 데이터는 LEL에 2종의 비-전기발광 물질을 혼합시키는 이점을 명백히 보여준다. 비교-31에 비해 시료 14 및 15는 작동 구동 전압에서 상당한 감소(27%)를 나타낸다.

또한, 휘도 효율은 2종의 비-전기발광 성분의 혼합시 현저하게 개선되었다. 상기 휘도는 비교-31 및 34에 대해 각각 86 및 91%로 증가하였다. 개선된 색 좌표에 의해 명백한 바와 같이 색 순도를 개선시키면서 휘도가 향상되었다.

실시예 9 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 16 내지 19 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%), 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(발명-19, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.20 내지 0.50중량%)으로 이루어진 20 내지 39.5㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 5b에 열거되어 있다.

상기 표 5b는 화합물(발명-1)을 갖는 LEL 층에 사용됨에 따른 비-전기발광 성분(발명-19 및 발명-16)에 대한 혼합물-공간을 추가로 조사한 것이다. 또한, 비교예(비교-35 및 36)은 전기발광 성분(발명-1)과 단일 비-전기발광 성분을 사용하는 디바이스이다. 이 데이터는 LEL에 2종의 비-전기발광 물질을 혼합시키는 이점을 명백히 보여준다.

비교-35에 비해 모든 시료 16 내지 19는 작동 구동 전압의 현저한 감소(19 내지 27%)를 나타낸다.

또한, 휘도 효율은 2종의 비-전기발광 성분의 혼합시 현저하게 개선되었다. 상기 휘도는 비교-35 및 36에 대해 각각 94 및 99%로 증가하였다. 특히 비교-35에 관한 개선된 색 좌표에 의해 명백한 바와 같이 색 순도를 개선시키면서 휘도가 향상되었다.

마지막으로, 이 결과는 휘도, 색상 및 구동 전압이 화합물(발명-1)을 갖는 LEL에 화합물(발명-19 및 16)을 혼합시킴으로써 이로워진다는 추가의 증거로서 제공된다.

표 6: 화합물(발명-1)과 비-전기발광 성분(발명 21 및 발명 16)의 혼합물

실시예 10 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험 시료 20 내지 22 및 비교예로서 제조됨

본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스는 하기 방식이었다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%), N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB)(발명-21, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.30 내지 0.50중량%)으로 이루어진 37.5㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

d) 이어서, 37.5㎚의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq₃)의 전자 수송층(ETL)을 발광층 상에 침착시켰다. 또한, 이 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증 발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 6에 열거되어 있다.

상기 실시예 10은 LEL이 화합물(발명-1)과 2종의 비-전기발광 성분(발명-21 및 발명-16)으로 이루어진 디바이스를 설명한 것이다.

휘도 효율은 각각 비교-37 및 비교-39에 비해 28 내지 98%로 현저히 증가한다. 또한, 색상은 비교-37에 비해 시료 20 내지 22의 경우 유익하다

표 7: 비-전기발광 성분의 혼합물(발명 1과 발명 19, 23 및 발명 16)

실시예 11 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 23 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%), 50중량%의 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센 및 50중량%의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-19 및 발명-23, 0 내지 99.5중량%)의 압축된 펠렛 및 이미터-전기발광 성분(발명-1)(0.20 내지 0.50중량%)으로 이루어진 37.5 내지 39.5㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 7에 열거되어 있다.

표 7의 데이터는 실시예 11의 성능 특성을 기재하고 있다. 이 실시예는 화합물(발명-1)에 대해 3종의 비-전기발광 성분을 사용한다. 비교예(비교-29)는 56중량%의 화합물(발명-19)과 44중량%의 화합물(발명-23)의 혼합물이며 그의 성능은 비교-40과 매우 유사하다. 비교예(비교-44)는 1종의 비-전기발광 성분(발명-16)만으로 이루어진다.

시료 23에 대한 작동 구동 전압은 비교-40에 비해 26%로 유익하다.

시료 23에 대한 휘도 효율은 비교-40 및 44와 비교시 130 및 95% 만큼 증가되었다. 이 데이터는 LEL에서의 화합물(발명-16)의 증가(%)에 따라 휘도가 증가하는 이전의 결과와 일관된다.

표 8a 내지 8c: 화합물(발명-9)과 비-전기발광 성분(발명 23 및 발명 16)의 혼합물

실시예 12 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 24 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99.5중량%), 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 99.5중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-9)(0.6 내지 1.0중량%)으로 이루어진 37.5 내지 66.3㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 8a에 열거되어 있다.

비교예(비교-45 및 49)는 단일 비-전기발광 성분(발명-23 및 발명-16)을 각각 사용한다. 시료 24 및 비교 46 내지 48은 화합물(발명-9)을 갖는 LEL에 상이한 비율의 2종의 비-전기발광 성분으로 각각 이루어진다.

시료 24에 대한 작동 구동 전압은 약 20%가 개선되었다.

시료 24를 포함하는 비-전기발광 성분의 혼합물은 각각 비교-45 및 49에 비해 휘도 효율 면에서 120 및 460%로 큰 증가를 제공하였다. 이러한 휘도의 개선은 우수한 색도와 함께 수득되었다.

실시예 13 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 25 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 99중량%), 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 99중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-9)(0.60 내지 1.0중량%)으로 이루어진 37.5 내지 65.5㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 8b에 열거되어 있다.

비교예(비교-50 및 54)는 단일 비-전기발광 성분(발명-23 및 발명-1)을 각각 사용한다. 시료 25 및 비교-51 내지 53은 화합물(발명-9)을 갖는 LEL에 상이한 비율의 2종의 비-전기발광 성분으로 각각 이루어진다.

시료 25에 대한 작동 구동 전압은 비교-50에 대해 31%가 개선된다. 이러한 휘도의 개선은 우수한 색도와 함께 수득되었다.

실시예 14 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 26 내지 29 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 구성하였다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 9 내지 43중량%), 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 56 내지 90중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-9)(0.6 내지 0.9중량%)으로 이루어진 37.5 내지 66.5㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대 해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 8c에 열거되어 있다.

비교예(비교-56)는 소량(중량%)의 나프타센(발명-16)을 함유하는 비-전기발광 성분을 사용한다. 시료 26 내지 29는 각각 화합물(발명-9)과 LEL에 상이한 비율의 2종의 비-전기발광 성분으로 이루어진다.

시료 26 내지 29에 대한 작동 구동 전압은 최소량(중량%)의 화합물(발명-16)의 경우 15%가 개선되고, LEL에서 43.2중량%의 화합물(발명-16)을 갖는 시료 29의 경우 23%가 개선된다.

시료 26 내지 29를 포함하는 비-전기발광 성분의 혼합물은 65 내지 88% 범위로 화합물(비교-56)에 비해 휘도 효율의 증가를 제공하였다. 이러한 휘도의 개선은 우수한 적색 색상과 함께 수득되었다.

표 9: 화합물(발명-9)과 화합물(발명 23 및 발명 17)의 혼합된 비-전기발광 성분

실시예 15 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 30 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방 식으로 구성하였다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라(2-나프틸)나프타센(발명-17, 0 내지 99중량%), 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-23, 0 내지 99중량%) 및 이미터-전기발광 성분(발명-9)(0.6 내지 1.0중량%)으로 이루어진 37.5 내지 66.5㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 9에 열거되어 있다.

비교예(비교-57 및 61)는 단일 비-전기발광 성분(발명-23 및 발명-17)을 각각 사용한다. 시료 30 및 비교-58 내지 60은 화합물(발명-9)을 갖는 LEL에 상이한 비율의 2종의 비-전기발광 성분으로 각각 이루어진다.

시료 30에 대한 작동 구동 전압은 15%까지 개선되었다.

시료 30를 포함하는 비-전기발광 성분의 혼합물은 각각 비교-57 및 61에 비해 휘도 효율 면에서 33 및 108%로 큰 증가를 제공하였다. 이러한 휘도의 개선이 우수한 적색 색도와 함께 수득되었다.

표 10: 화합물(발명 9)과 화합물(발명 16)과의 혼합된 비-전기발광 성분(50중량%의 발명 19 및 50중량%의 발명 23) 및

실시예 16 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 31 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방 식으로 구성하였다.

b) 이어서, 150㎚ 두께의 N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB) 정공 수송층(HTL)을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

c) 이어서, 9,10,11,12-테트라페닐나프타센(발명-16, 0 내지 49.1중량%), 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센 및 50중량%의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-19 및 발명-23, 48.9 내지 98중량%)의 압축된 펠렛 및 이미터-전기발광 성분(발명-9)(2중량%)으로 이루어진 350㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

d) 이어서, 350㎚의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq₃)의 전자 수송층(ETL)을 발광층 상에 침착시켰다. 또한, 이 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 10에 열거되어 있다.

비교예(비교-62)는 각각 50중량%의 비-전기발광 성분(발명-23 및 발명-19)을 함유하는 압축된 펠렛 98중량%를 사용한다. 시료 31 및 화합물(비교-63 내지 66)은 화합물(발명-9)을 갖는 LEL에 상이한 비율의 3종의 비-전기발광 성분으로 각각 이루어진다.

시료 31에 대한 작동 구동 전압은 28%가 개선되었다.

시료 31을 포함하는 비-전기발광 성분의 혼합물은 각각 비교-62에 비해 휘도 효율 면에서 12%의 증가를 제공하였다.

이러한 휘도의 개선은 우수한 적색 색상과 함께 수득되었다.

표 11: 화합물(발명 9)과 혼합된 비-전기발광 성분(50중량%의 발명 19 및 50중량%의 발명 23) 및 DBZR, 화합물(발명-18)

실시예 17 - EL 디바이스 제조 - 본 발명의 실시예

시료 제조 및 시험

시료 60 내지 64 및 비교예로서 본 발명의 요건을 충족시키는 EL 디바이스를 하기 방식으로 제조하였다.

c) 이어서, 5,12-비스[2-(5-메틸벤조티아졸릴)페닐]-6,11-디페닐나프타센(DBZR, 0 내지 90중량%), 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센 및 50중량%의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(발명-19 및 발명-23, 8 내지 98중량%)의 압축된 펠렛 및 전기발광 성분(발명-9)(2중량%)으로 이루어진 350㎚의 LEL을 정공 수송층 상에 침착시켰다. 또한 이들 물질을 탄탈룸 보우트로부터 증발시켰다.

이와 같이 형성된 셀을 효율(휘도 효율의 형태로), 색상 및 구동 전압에 대해 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 11에 열거되어 있다.

비교예(비교-67)는 각각 50중량%의 비-전기발광 성분(발명-23) 및 성분(발명-19)을 함유하는 압축된 펠렛 98중량%를 사용한다. 시료 32 내지 35는 화합물(발명-9)을 갖는 LEL에 상이한 비율의 3종의 비-전기발광 성분으로 각각 이루어진다.

시료 32 내지 35에 대한 작동 구동 전압은 20%가 개선되었다.

본 발명의 실시양태는,

OLED 발광 층이 1종 이상의 전기발광 성분을 함유하고,

제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 40중량% 이상이고,

제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 0.3 내지 0.7중량%인 OLED,

화학식 2에서, R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅가 독립적으로 수소, 알킬 및 아릴 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택되거나 적합하게는 R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅중 하나 이상이 독립적으로 할로겐화물, 알킬, 아릴, 알콕시 및 아릴옥시 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택되고,

제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 34중량% 이상, 바람직하게는 40중량% 이상, 바람직하게는 40 내지 75중량%의 양으로 존재하고,

제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 0.5 내지 1.5중량%, 편리하게는 1±0.2중량%로 요구되고,

화학식 3에서 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ 및 R₁₂중 하나 이상이 독립적으로 할로겐화물, 알킬, 아릴, 알콕시 및 아릴옥시 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택된 OLED를 포함한다.

또한 청구항 1의 OLED를 포함하는 백색 발광 디바이스를 포함한다.

본 발명의 실시양태는,

OLED를 포함하는 단일, 유색, 다색 또는 백색 발광 디바이스;

제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분, 및 제 2 밴드갭 및 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분을 함유하는 발광층을, 각각 특히 발광층이 발광 및/또는 비-발광 성분의 혼합물로부터 형성된 압축된 펠렛을 증발시킴으로써 형성되는 목적 하는 조성물에서의 이러한 성분들의 혼합물로부터 형성된 압축 펠렛으로부터 증발시키는 OLED 디바이스의 제조방법;

a) 선택된 중량 분율의 유기 비-전기발광 성분 및/또는 유기 전기발광 물질의 분말 혼합물로부터 통합된 고형 펠렛을 형성하는 단계,

b) 상기 펠렛을 챔버내에 배치된 물리적 증착원에 위치시키는 단계,

c) 공급원에 대해 이격된 관계로 진공 챔버에 기판을 포지셔닝하는 단계, 및

d) 열을 공급원에 가하여 펠렛의 일부를 승화시켜 유기 층이 기판 상에 제조되는 유기 물질의 첫 번째 혼합물의 증기를 제공하는 단계를 포함하는, 유기 발광 디바이스의 일부를 형성할 기판 상에 유기 물질로부터 유기 층을 제조하는 방법;

a) 기판,

b) 상기 기판 상에 배치된 애노드,

c) 상기 애노드 상에 배치된 정공 주입층,

d) 상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층, 및

e) 청구항 1에서의 같이, 제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분, 및 제 2 밴드갭 및 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분을 함유하는 발광층,

f) 상기 발광층 상에 배치된 전자 수송층, 및

g) 상기 전자 수송층 상에 배치된 캐쏘드를 포함하는 OLED 디바이스;

제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분 및 제 2 밴드갭 및 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분을 함유하는 발광층을 포함하는 OLED 디바이스로서, 여기서

ii) 추가의 밴드갭이 제 1 밴드갭 및 제 2 밴드갭보다 크고,

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분 합계량이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 89.9중량%이고,

v) 전기발광 성분이 페리플란텐 화합물이며 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%의 양으로 존재하는 OLED 디바이스;

제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분 및 제 2 밴드갭 및 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분을 함유하는 발광층을 포함하는 OLED로서, 여기서

ii) 추가의 밴드갭이 제 1 밴드갭 및 제 2 밴드갭보다 크고,

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분 합계량이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 89.9중량%이고, 2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸] 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(TBADN); 5,6,11,12-테트라페닐나프타센(루브렌); N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB); 5,12- 비스[2-(5-메틸벤조티아졸릴)페닐]-6,11-디페닐아프타센(DBZR); 5,12-비스[4-t-부틸페닐]나프타센)(tBDPN); 및 5,6,11,12-테트라-2-나프탈레닐나프타센으로부터 선택되고,

v) 전기발광 성분이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 5중량%의 양으로 존재하는 OLED 디바이스;

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분 합계량이 발광층에서의 전체 성분의 0.1 내지 89.9중량%이고, 이중 1종 이상은 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq₃); 2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸] 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(TBADN); 5,6,11,12-테트라페닐나프타센(루브렌); N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐(NPB); 5,12-비스[2-(5-메틸벤조티아졸릴)페닐]-6,11-디페닐아프타센(DBZR); 5,12-비스[4-t-부틸페닐] 나프타센)(tBDPN); 및 5,6,11,12-테트라-2-나프탈레닐나프타센으로부터 선택되고,

본 명세서에서 언급된 특허 및 다른 공개문헌의 전체 내용은 본원에 참조로 인용된다.

본 발명의 OLED 디바이스는 제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분, 및 각각 제 2 밴드갭 및 추가의 밴드갭을 갖는 2종 이상의 비-전기발광 성분을 함유하는 발광층을 포함하여 개선된 구동 전압을 나타낸다.

Claims

제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분, 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분 및 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기 발광 성분을 함유하는 발광층을 포함하는 OLED 디바이스로서,

i) 제 2 밴드갭은 제 1 밴드갭과 동일하거나 그 이상이지만 2.7eV는 초과하지 않고,

ii) 추가의 밴드갭은 제 1 밴드갭 및 제 2 밴드갭보다 크고,

iii) 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 34중량% 내지 99.8 중량% 범위의 양으로 존재하고,

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 0.1중량% 내지 65.9중량% 범위의 양으로 존재하고,

v) 제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 0.1중량% 내지 5중량% 범위의 양으로 존재하고,

상기 제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분은 하기 화학식 1의 페리플란텐(periflanthene) 유도체, 하기 화학식 2의 피란 유도체 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이고,

상기 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분은 하기 화학식 3의 나프타센 또는 이들의 조합이고,

상기 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분은 하기 발명-19 내지 발명-24의 화합물 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 OLED 디바이스.

[화학식 1]

(상기 식에서,

R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂, R₁₃, R₁₄, R₁₅, R₁₆, R₁₇, R₁₈, R₁₉, R₂₀은 독립적으로 수소 또는 치환기로서 선택되되, 임의의 상기 치환기는 결합하여 추가의 융합된 고리를 형성할 수 있다.)

[화학식 2]

(상기 식에서,

R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅가 독립적으로 수소 또는 치환기로서 선택되되, 임의의 상기 치환기는 결합하여 추가의 융합된 고리를 형성할 수 있다.)

[화학식 3]

(상기 식에서,

R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ 및 R₁₂는 독립적으로 수소 또는 치환기로서 선택되되, 임의의 상기 치환기는 연결되어 추가의 융합된 고리를 형성할 수 있다.)
삭제
제 1 항에 있어서,

R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂, R₁₃, R₁₄, R₁₅, R₁₆, R₁₇, R₁₈, R₁₉, R₂₀중 하나 이상이 독립적으로 할로겐화물, 알킬, 아릴, 알콕시 및 아릴옥시 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택되는 OLED 디바이스.
제 3 항에 있어서,

하나 이상의 치환기가 페닐 그룹인 OLED 디바이스.
삭제
제 1 항에 있어서,

페리플란텐 화합물이 하기 화합물중 하나인 OLED 디바이스.
삭제
제 1 항에 있어서,

화학식 2의 화합물이 하기 화합물중 하나인 OLED 디바이스.
삭제
삭제
제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분, 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분 및 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기 발광 성분을 함유하는 발광층을 포함하는 OLED 디바이스로서,

i) 제 2 밴드갭은 제 1 밴드갭과 동일하거나 그 이상이지만 2.7eV는 초과하지 않고,

ii) 추가의 밴드갭은 제 1 밴드갭 및 제 2 밴드갭보다 크고,

iii) 제 2 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 34 중량% 내지 99.8 중량% 범위의 양으로 존재하고,

iv) 추가의 밴드갭을 갖는 비-전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 0.1중량% 내지 65.9중량% 범위의 양으로 존재하고,

v) 제 1 밴드갭을 갖는 전기발광 성분은 발광층에서의 전체 성분의 0.1중량% 내지 5중량% 범위의 양으로 존재하고,

vi) 상기 비-전기발광 성분은 400nm 내지 700nm에서 발광하지 않는 성분으로 이루어지는 OLED 디바이스.