KR101026602B1 - 유기 전계발광 소자 - Google Patents

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Abstract

저전류 밀도에서 고휘도가 얻어지는 발광효율이 우수하고, 또한 높은 구동 안정성을 가지는 플랫 패널(flat panel)·디스플레이 등의 표시소자나 조명 등에 적용 가능한 인광(燐光)을 사용한 유기 전계발광 소자(유기 EL 소자)를 제공한다.
기판상에, 양극, 유기층 및 음극이 적층되어 이루어지는 유기 전계발광 소자로서, 적어도 1층의 유기층이 호스트제와 도프제를 포함하는 발광층이며, 발광층 중에 호스트제로서, 동일 분자 중에 하기 식 I에서 나타내는 피라졸 구조를 2~4개 가지는 피라졸계 화합물을 사용한 유기 전계발광 소자.
[화학식 1]
Figure 112006022214180-pct00027
(식 중, Ar1~Ar3은 독립적으로, 수소 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 방향족 탄화수소기를 나타내지만, 적어도 1개는 수소 이외의 기(基)를 나타냄)
유기 EL 소자, 발광층, 유기층, 호스트제, 도프제

Description

유기 전계발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은 유기 전계발광 소자에 관한 것이며, 상세하게는 유기 화합물로 이루어지는 발광층에 전계을 걸어서 광을 방출하는 박막형 디바이스에 관한 것이다.
유기재료를 사용한 전계발광 소자(이하, 유기 EL 소자라 함)의 개발은 전극으로부터의 전하주입 효율 향상을 목적으로 해서 전극의 종류를 최적화하고, 방향족 디아민으로 이루어지는 정공수송층과 8-히드록시퀴놀린알루미늄착체로 이루어지는 발광층을 전극간에 박막으로서 설치한 소자의 개발(Appl. Phys. Lett., Vol. 51, p913, 1987)에 의해 종래의 안트라센(anthracene) 등의 단결정을 사용한 소자와 비교해서 대폭적인 발광효율의 개선이 이루어진 점에서 자발광·고속응답성과 같은 특징을 가지는 고성능 플랫 패널(flat panel)로의 실용을 지향해서 진행되어 왔다.
이와 같은 유기 EL 소자의 효율을 더욱 개선하기 위해서, 상기의 양극/정공수송층/발광층/음극의 구성을 기본으로 하고, 이것에 정공주입층, 전자주입층이나 전자수송층을 적절히 설치한 것, 예를 들면, 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극이나, 양극/정공주입층/발광층/전자수송층/음극, 양극/정공주입층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극 등의 구성의 것이 알려져 있다. 이 정공수송층은 정공주입층으로부터 주입된 정공을 발광층에 전달하는 기능을 가지고, 또한 전자수송층은 음극으로부터 주입된 전자를 발광층에 전달하는 기능을 가지고 있다.
이러한 구성층의 기능에 맞추어 지금까지 많은 유기재료의 개발이 추진되어 왔다.
한편, 상기의 방향족 디아민으로 이루어지는 정공수송층과 8-히드록시퀴놀린의 알루미늄착체로 이루어지는 발광층을 설치한 소자를 비롯한 많은 소자가 형광 발광을 이용한 것이었는데, 인광 발광을 사용하는 즉 삼중항 여기상태(triplet excited state)로부터의 발광을 이용하면, 종래의 형광(일중항)을 사용한 소자에 비해서 3배 정도의 효율 향상이 기대된다. 이 목적을 위해서 쿠마린(coumarin) 유도체나 벤조페논(benzophenon) 유도체를 발광층으로 하는 것이 검토되어 왔는데, 매우 낮은 휘도밖에 얻을 수 없었다. 그 후, 삼중항 상태를 이용하는 시도로서 유로퓸(europium) 착체를 사용하는 것이 검토되어 왔지만, 이것도 고효율의 발광에는 이르지 못하였다.
본 발명에 관련한 선행문헌으로서 다음에 나타내는 문헌이 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개 2002-352957호 공보
특허문헌 2: 일본국 특허공개 2001-230079호 공보
특허문헌 3: 일본국 특허공개 2001-313178호 공보
특허문헌 4: 일본국 특허공개 2003-45611호 공보
특허문헌 5: 일본국 특허공개 2002-158091호 공보
비특허문헌 1: Nature, vol.395, p151, 1998
비특허문헌 2: Appl. Phys. Lett., vol.75, p4, 1999
상기의 비특허문헌 1에는 백금착체(PtOEP)를 사용함으로써 고효율의 적색 발광이 가능한 것이 보고되었다. 그 후, 비특허문헌 2에서는 이리듐착체(Ir(Ppy)3)를 발광층에 도프(dope)함으로써 녹색발광에서 효율이 크게 개선되고 있다. 나아가 이들의 이리듐착체는 발광층을 최적화함으로써 소자 구조를 보다 단순화해도 극히 높은 발광효율을 나타내는 것이 보고되고 있다.
유기 EL 소자를 플랫 패널·디스플레이 등의 표시소자에 응용하기 위해서는 소자의 발광효율을 개선하는 동시에 구동시의 안정성을 충분하게 확보할 필요가 있다. 그러나 비특허문헌 2에 기재의 인광분자(Ir(Ppy)3)를 사용한 고효율의 유기 EL 소자에서는 구동 안정성이 실용적으로 불충한 것이 현상이다(Jpn. J. Appl. Phys., vol.38, L1502, 1999).
상기의 구동 열화의 주원인은 기판/양극/정공수송층/발광층/정공저지층/전자수송층/음극, 혹은 기판/양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극과 같은 소자 구조에 있어서의 발광층의 박막형상의 열화에 의한다고 추정된다. 이 박막형상의 열화는 소자구동 시의 발열 등에 의한 유기 비정질 박막의 결정화(또는 응집) 등에 기인한다고 생각되며, 내열성의 낮음은 재료의 유리전이온도(Tg)의 낮음에 유래한다고 생각된다.
특허문헌 2에서는 발광층으로서 카르바졸 화합물(CBP), 혹은 트리아졸 화합물(TAZ)을, 또 정공저지층으로서 페난트롤린(phenanthroline) 유도체(HB-1)를 사용하고 있는데, 이들의 화합물은 대칭성이 좋고, 분자량이 작기 때문에, 용이하게 결정화·응집해서 박막형상이 열화하는데다가, Tg는 결정성의 높이 때문에 관측조차 곤란하다. 이러한 발광층 내의 박막형상이 안정되지 않은 것은 소자의 구동수명을 짧게 하고, 내열성도 저하시킨다는 악영향을 가져온다. 상술한 바와 같은 이유에서 인광을 사용한 유기 전계발광 소자에 있어서는 소자의 구동 안정성에 큰 문제를 안고 있는 것이 실상이다.
그런데 상기 특허문헌 1에서는 발광층에 호스트제와 인광을 발하는 도프제를 포함하는 유기 EL 소자에 있어서, 호스트제로서 옥사디아졸기를 가지는 화합물을 사용하는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 2에서는 유기층 중에 티아졸 구조 또는 피라졸 구조를 가지는 유기 EL 소자가 개시되어 있다. 특허문헌 3에서는 인광성의 이리듐착체 화합물과 카르바졸 화합물을 포함하는 발광층을 가지는 유기 EL 소자가 개시되어 있다. 특허문헌 4에서는 카르바졸 화합물(PVK), 옥사디아졸기를 가지는 화합물(PBD) 및 이리듐착체 화합물(Ir(ppy)3)을 포함하는 발광층을 가지는 유기 EL 소자가 개시되어 있다. 특허문헌 5에서는 인광성 발광성 화합물로서 오르토메탈화(ortho-metalated) 금속 및 포르피린(porphyrin) 금속착체를 제안하고 있다. 그러나 이들도 상기한 바와 같은 문제가 있다. 또한 특허문헌 2는 인광을 이용하는 유기 EL 소자를 개시하고 있지 않다.
인광을 사용한 유기 EL 소자의 구동 안정성 및 내열성의 개선은 플랫 패널·디스플레이 등의 표시소자나 조명 등의 응용을 생각하는데 있어서 필수의 요구이며, 본 발명은 이와 같은 실상을 감안해, 고효율이면서 높은 구동 안정성을 가지는 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판상에, 양극, 유기층 및 음극이 적층되어 이루어지는 유기 전계발광 소자로서, 적어도 1층의 유기층이 호스트제와 도프제를 포함하는 발광층이며, 이 호스트제로서 동일 분자 중에 하기 식 I에서 나타내는 피라졸 구조를 2~4개 가지는 피라졸계 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자이다.
Figure 112006022214180-pct00001
여기서 피라졸계 화합물로서는 하기 식 II에서 나타내는 화합물을 바람직하게 들 수 있다.
Figure 112006022214180-pct00002
식 I 및 식 II에 있어서, Ar1~Ar3은 독립적으로 수소 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 방향족 탄화수소기를 나타내며, X1은 직접 결합 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다.
도프제로서는 인광 발광성의 오르토메탈화 금속착체 및 포르피린 금속착체에서 선택되는 적어도 1개의 금속착체를 함유하는 것을 바람직하게 들 수 있다. 또한 금속착체의 중심 금속으로서 주기율표 7 내지 11족에서 선택되는 적어도 1개의 금속을 포함하는 유기 금속착체를 함유하는 것을 바람직하게 들 수 있다. 그리고 이러한 금속으로서는 루테늄(ruthenium), 로듐(rhodium), 팔라듐(palladium), 은(silver), 레늄(rhenium), 오스뮴(osmium), 이리듐(iridium), 백금(platinum) 및 금(gold)에서 선택되는 적어도 금속을 바람직하게 들 수 있다.
본 발명의 유기 전계발광 소자는 발광층과 음극과의 사이에 정공저지층을 가지는 것, 또는 발광층과 음극과의 사이에 전자수송층을 가지는 것도 유리하다.
본 발명의 유기 전계발광 소자(유기 EL 소자)는 기판상에 설치한 양극과 음극과의 사이에 적어도 1층의 유기층을 가지고 이 유기층의 적어도 1층이 발광층인데, 이 발광층에 특정의 호스트제와 인광을 발하는 도프제를 포함한다. 그리고 호스트제를 주성분으로 하고, 도프제를 부성분으로서 포함한다.
여기서 주성분이라 함은 그 층을 형성하는 재료 중 50중량% 이상을 차지하는 것을 의미하고, 부성분이라 함은 그 이외의 성분을 말한다. 그리고 호스트제가 되는 화합물은 인광성의 도프제의 여기 삼중항 준위보다 높은 에너지 상태의 여기 삼중항 준위를 가진다.
본 발명의 발광층에 포함하는 호스트제로서는 안정된 박막형상을 부여하고, 높은 유리전이온도(Tg)를 가지며, 정공 및/또는 전자를 효율적으로 수송할 수 있는 화합물인 것이 필요하다. 나아가 전기화학적, 화학적으로 안정되며, 트랩(trap)이 되거나 발광을 소광하거나 하는 불순물이 제조시나 사용시에 발생하기 어려운 화합물인 것이 요구된다. 이러한 요구를 만족하는 화합물로서 상기 식 I에서 나타내는 피라졸 구조를 가지는 피라졸계 화합물을 사용한다.
식 I에 있어서, Ar1~Ar3은 각각 독립해서 수소 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 방향족 탄화수소기를 나타내는데, 적어도 1개는 방향족 탄화수소기이다.
상술한 바와 같이 호스트 재료로서 안정된 박막형상을 부여하는 요건의 하나로서 적당한 분자량을 들 수 있으며, 이를 위해서는 피라졸 구조를 2개 이상 가지는 것이 바람직하다. 또한 본 재료를 사용하는 유기 EL 소자는 일반적으로 진공증착에 의해 성막을 행하는데, 이 경우, 필요 이상으로 큰 분자량을 가지는 유기 화합물은 증착에 필요한 에너지가 과대해져, 기화(氣化)보다도 분해가 우선한다. 이 때문에 피라졸 구조는 4개 정도까지가 바람직하며, 보다 바람직하게는 2개이다.
피라졸계 화합물로서는 상기 식 II에서 나타내는 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 식 II에 있어서, Ar1~Ar3은 식 I에서 설명한 것과 동일하다.
식 I 및 식 II에 있어서 Ar1~Ar3으로서는 수소 또는 1~3환의 방향족 탄화수소기를 바람직하게 들 수 있으며, 치환기를 가질 수 있다. 치환기의 수는 0~3의 범위가 바람직하다. 방향족 탄화수소기로서는 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기와 같은 1~3환의 아릴기를 바람직하게 들 수 있다. 이들의 기는 치환기를 가질 수 있고, 치환기로서는 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1~6의 저급알킬기, 페닐기, 메틸페닐기 등의 탄소수 6~12의 아릴기를 바람직하게 들 수 있다. 보다 바람직한 치환기로서는 탄소수 1~3의 알킬기가 있다.
유리하게는 Ar2가 방향족 탄화수소기이며, Ar1 또는 Ar3의 1 또는 2가 방향족 탄화수소기인 것이다. 보다 바람직하게는 Ar1과 Ar2가 방향족 탄화수소기이며, Ar3이 수소 또는 방향족 탄화수소기인 것이다, 유리한 방향족 탄화수소기로서는 페닐기, 나프틸기, 메틸페닐기, 메틸나프틸기 또는 페닐페닐기가 있다. 그리고 Ar1과 Ar2가 페닐기이며, Ar3이 수소 또는 페닐기이며, X1이 페닐렌기인 화합물이 바람직한 것이다.
구체적으로는 다음과 같은 방향족 탄화수소기를 바람직하게 들 수 있다. 페닐기, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 2,4-디메틸페닐기, 3,4-디메틸페닐기, 2,4,5-트리메틸페닐기, 4-에틸페닐기, 4-tert-부틸페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 9-안트라세닐기, 9-페난트레닐기 등. 또한 Ar1~Ar3은 상호 동일해도 달라도 된다.
또한 X1은 직접 결합 또는 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 바람직하게는 1~3환의 2가의 방향족 탄화수소환기이며, 구체적으로는 1,4-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-나프틸렌기, 1,5-나프틸렌기, 2,6-나프틸렌기, 3,3'-비페닐렌기, 4,4'-비페닐렌기, 9,10-안트라세닐렌기 등을 들 수 있다. 또한 치환기로서는 탄소수 1~6의 알킬기 등을 들 수 있다. 보다 바람직한 X1으로서는 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐렌기가 있다.
한편 안정된 박막형성을 부여하는 요건으로서 결정성이 억제되는 것도 중요하며, 유기 화합물에 있어서 결정성은 분자 구조의 대칭성(평면성), 극성기의 분자간 상호작용 등에 의해 지배된다고 생각된다. 본 발명에서 사용하는 파라졸계 화합물에 있어서는 피라졸환의 1,3 또는 4위(位)에 방향족기를 가짐으로써 분자 구조가 평면이 되는 것을 저해하고, 결정성을 억제한다. 또한 극성이 강한 질소원자의 주위에 부피가 큰 방향족기를 배치함으로써 분자 내 상호작용도 억제하는 효과를 이끌어낸다.
식 II에서 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 표 1~6에 나타내는데, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한 식 중의 X1, Ar1~Ar3은 식 II의 기호에 대응한다.
Figure 112006022214180-pct00003
Figure 112006022214180-pct00004
Figure 112006022214180-pct00005
Figure 112006022214180-pct00006
Figure 112006022214180-pct00007
Figure 112006022214180-pct00008
Figure 112006022214180-pct00009
Figure 112006022214180-pct00010
Figure 112006022214180-pct00011
Figure 112006022214180-pct00012
Figure 112006022214180-pct00013
본 발명의 유기 EL 소자는 발광층에, 부성분, 즉 인광성 도프제를 함유한다. 이 도프제로서는 상기 특허문헌이나 비특허문헌에 기재의 공지의 인광성 금속착체 화합물을 사용할 수 있고, 그들의 금속착체의 중심 금속이, 바람직하게는 주기율표 7~11족에서 선택되는 금속을 포함하는 인광성 유기 금속착체이다. 이 금속으로서 바람직하게는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금에서 선택되는 금속을 들 수 있다. 이 도프제 및 금속은 1종이라도 2종 이상이라도 좋다.
인광성 도프제는 인광 발광성의 오르토메탈화 금속착제 또는 포르피린 금속착체인 것이 바람직하고, 이러한 오르토메탈화 금속착제 또는 포르피린 금속착체에 대해서는 특허문헌 5 등에 기재되어 있는 바와 같이 공지이다. 따라서 이러한 공지의 인광성 도프제들을 널리 사용할 수 있다.
바람직한 유기 금속착체로서는 Ir 등의 귀금속 원소를 중심 금속으로서 가지는 Ir(bt)2·acac3 등의 착체류(식 A), Ir(Ppy)3 등의 착제류(식 B), Pt0Et3 등의 착체류(식 C)를 들 수 있다. 이들의 착제류의 구체예를 이하에 나타내는데, 하기의 화합물에 한정되지 않는다.
Figure 112006022214180-pct00014
Figure 112006022214180-pct00015
Figure 112006022214180-pct00016
도 1은 유기 EL 소자의 층구조를 나타내는 모식도이다.
<부호의 설명>
1: 기판 2: 양극
3: 정공주입층 4: 정공수송층
5: 발광층 6: 정공저지층
7: 전자수송층 8: 음극
이하, 본 발명의 유기 EL 소자의 일례에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명에 사용되는 일반적인 유기 EL 소자의 구조예를 모식적으로 나타내는 단면도이며, 1은 기판, 2는 양극, 3은 정공주입층, 4는 정공수송층, 5는 발광층, 6은 정공저지층, 7은 전자수송층, 8은 음극을 각각 나타낸다. 통상 정공주입층(3)~전자수송층(7)은 유기층이며, 본 발명의 유기 EL 소자는 발광층(5)을 포함하는 유기층의 1층 이상을 가진다. 유리하게는 발광층(5)을 포함해서 3층 이상, 보다 바람직하게는 5층 이상의 유기층을 가지는 것이 좋다. 또한 도 1은 일례이며, 이것에 부가해서 1 이상의 다른 층을 가질 수도 있으며, 1 이상의 층을 생략하는 것도 가능하다.
기판(1)은 유기 EL 소자의 지지체가 되는 것으로서, 석영이나 유리의 판, 금속판이나 금속박, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용된다. 특히 유리판이나, 폴리에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리설폰 등의 투명한 합성수지의 판이 바람직하다. 합성수지 기판을 사용할 경우에는 가스 배리어성에 유의할 필요가 있다. 기판의 가스 배리어성이 지나치게 작으면, 기판을 통과한 외기에 의해 유기 EL 소자가 열화하는 일이 있으므로 바람직하지 않다. 이 때문에 합성수지 기판의 적어도 한쪽면에 치밀한 실리콘 산화막 등을 설치해서 가스 배리어성을 확보하는 방법도 바람직한 방법 중 하나이다.
기판(1) 상에는 양극(2)이 설치되는데, 양극(2)은 정공수송층으로의 정공주입의 역할을 하는 것이다. 이 양극은 통상 알루미늄, 금, 은, 니켈, 팔라듐, 백금 등의 금속, 인듐 및/또는, 주석의 산화물 등의 금속 산화물, 요오드화구리 등의 할로겐화 금속, 카본블랙, 혹은 폴리(3-메틸티오펜), 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 도전성 고분자 등의 의해 구성된다. 양극(2)의 형성은 통상 스퍼터링법, 진공증착법 등에 의해 행해지는 일이 많다. 또한 은 등의 금속미립자, 요오드화구리 등의 미립자, 카본블랙, 도전성의 금속산화물 미립자, 도전성 고분자 미(微)분말 등의 경우에는 적당한 바인더 수지용액에 분산하고, 기판(1)상에 도포함으로써 양극(2)을 형성할 수도 있다. 나아가 도전성 고분자의 경우는 전해중합에 의해 직접기판(1)상에 박막을 형성하거나, 기판(1)상에 도전성 고분자를 도포해서 양극(2)을 형성할 수도 있다. 양극(2)은 다른 물질로 적층해서 형성하는 것도 가능하다. 양극(2)의 두께는 필요로 하는 투명성에 따라 다르다, 투명성이 필요해질 경우는 가시광의 투과율을 통상 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 이 경우, 두께는 통상 5~1000nm, 바람직하게는 10~500nm 정도이다. 불투명해도 좋은 경우, 양극(2)은 기판(1)과 동일해도 된다. 또한 나아가서는 상기의 양극(2)의 위에 다른 도전 재료를 적층하는 것도 가능하다.
정공주입의 효율을 향상시키고, 또한 유기층 전체의 양극으로의 부착력을 개선시킬 목적으로 정공수송층(4)과 양극(2)과의 사이에 정공주입층(3)을 삽입하는 것도 행해지고 있다. 정공주입층(3)을 삽입함으로써 초기의 소자의 구동 전압이 내려가는 동시에, 소자를 정전류에서 연속 구동했을 때의 전압상승도 억제되는 효과가 있다.
정공주입층에 사용되는 재료에 요구되는 조건으로서는 양극과의 접촉이 좋고 균일한 박막을 형성할 수 있으며, 열적으로 안정, 즉 융점 및 유리전이온도가 높고, 융점으로서 300도 이상, 유리전이온도로서는 100도 이상이 요구된다. 나아가 이온화 포텐셜이 낮고 양극으로부터의 정공주입이 용이한 것, 정공이동도가 큰 것을 들 수 있다.
이 목적을 위해서 지금까지 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 폴리아닐린, 폴리티오펜 등의 유기 화합물이나, 스퍼터·카본막이나, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물 몰리브덴 산화물 등의 금속 산화물이 보고되고 있다. 양극 버퍼층의 경우도 정공수송층과 동일하게 해서 박막 형성 가능하지만, 무기물의 경우에는 나아가 스퍼터법이나 전자빔 증착법, 플라즈마 CVD법이 사용된다. 이상과 같이 해서 형성되는 정공주입층(3)의 막두께는 통상 3~100nm, 바람직하게는 5~50nm이다.
정공주입층(3)의 위에는 정공수송층(4)이 설치된다. 정공수송층으로 사용되는 재료에 요구되는 조건으로서는 정공주입층(3)으로부터의 정공주입 효율이 높고, 또한 주입된 정공을 효율적으로 수송할 수 있는 재료인 것이 필요하다. 그를 위해서는 이온화 포텐셜이 작고, 가시광에 대해서 투명성이 높고, 게다가 정공이동도가 크고, 나아가 안정성이 우수하며, 트랩이 되는 불순물이 제조시나 사용시에 발생하기 어려운 것이 요구된다. 또한 발광층(5)에 접하기 위해서 발광층으로부터의 발광을 소광하거나, 발광층과의 사이에 엑시플렉스(exciplex)를 형성해 효율을 저하시키지 않는 것이 요구된다. 상기의 일반적 요구 이외에, 차재(車載) 표시용의 응용을 생각한 경우, 소자에는 또한 내열성이 요구된다. 따라서 Tg가 90도 이상의 값을 가지는 재료가 바람직하다.
이와 같은 정공수송 재료로서는 예를 들면, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐로 대표되는 2개 이상의 3급 아민을 포함하고, 2개 이상의 축합방향족환이 질소원자로 치환한 방향족 디아민, 4,4',4''-트리스(1-나프틸페닐아미노)트리페닐아민 등의 스타버스트(starburst) 구조를 가지는 방향족 아민 화합물, 트리페닐아민의 4량체로 이루어지는 방향족 아민 화합물, 2,2',7,7'-테트라키스-(디페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌 등의 스피로 화합물 등이 알려져 있다. 이들 화합물들은 단독으로 사용해도 되고, 혼합해서 사용해도 된다.
상기의 화합물 이외에, 정공수송층(4)의 재료로서 폴리비닐카르바졸, 폴리비닐트리페닐아민, 테트라페닐벤지딘을 함유하는 폴리아릴렌에테르설폰 등의 고분자 재료를 들 수 있다. 도포법의 경우는 정공수송 재료를 1종 또는 2종 이상과, 필요에 따라 정공의 트랩이 되지 않는 바인더 수지나 도포성 개량제 등의 첨가제를 첨가하고, 용해해서 도포용액을 조제하고, 스핀코트법 등의 방법에 따라 양극(2) 또는 정공주입층(3)상에 도포하고, 건조해서 정공수송층(4)을 형성한다. 바인더 수지로서는 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 바인더 수지는 첨가량이 많으면 정공이동도를 저하시키므로 적은 쪽이 바람직하고, 통상 50중량% 이하가 바람직하다.
진공증착법의 경우에는 정공수송 재료를 진공용기 내에 설치된 용광로(crucible)에 넣고, 진공용기 내를 적당한 진공펌프로 10-4Pa 정도까지 배기한 후, 용광로를 가열하여 정공수송 재료를 증발시켜, 용광로와 서로 마주보고 놓여진, 양극이 형성된 기판(1)상에 정공수송층(4)을 형성시킨다. 정공수송층(4)의 막두께는 통상 5~300nm, 바람직하게는 10~100nm이다. 이와 같이 얇은 막을 일률적으로 형성하기 위해서는 일반적으로 진공증착법이 잘 사용된다.
정공수송층(4)의 위에는 발광층(5)이 설치된다. 발광층(5)은 상기 호스트제와 인광을 발하는 도프제를 함유하고, 전계를 부여받은 전극 사이에 있어서, 양극으로부터 주입되어 정공수송층을 이동하는 정공과, 음극으로부터 주입되어 전자수송층(7)(또는 정공저지층(6))을 이동하는 전자와의 재결합에 의해 여기되어, 강한 발광을 나타낸다. 또한 발광층(5)은 본 발명의 성능을 해치지 않는 범위에서 본 발명에서 필수 성분으로서 사용하는 호스트제 이외의 다른 호스트 재료나 형광 색소 등, 타 성분을 포함하고 있어도 된다.
발광층 호스트제에 사용되는 재료에 요구되는 조건으로서는 정공수송층(4)으로부터의 정공주입 효율이 높고, 또한 전자수송층(7)(또는 정공저지층(6))으로부터의 전자주입 효율이 높은 것이 필요하다. 그를 위해서는 이온화 포텐셜이 적당한 값을 나타내고, 게다가 정공·전자의 이동도가 크고, 나아가 전기적 안정성이 우수하며, 트랩이 되는 불순물이 제조시나 사용시에 발생하기 어려운 것이 요구된다. 또한 인접하는 정공수송층(4), 전자수송층(7)(또는 정공저지층(6))의 사이에서 엑시플렉스를 형성해서 효율을 저하시키지 않는 것이 요구된다. 상기의 일반적 요구 이외에, 차재 표시용의 응용을 생각한 경우, 소자에는 내열성이 또한 요구된다. 따라서 Tg로서 80도 이상의 값을 가지는 재료가 바람직하다.
도프제로서, 상기 식 A~C에서 나타내는 유기 금속착체를 사용하는 경우, 그것이 발광층 중에 함유되는 양은 0.1~30중량%의 범위에 있는 것이 바람직하다. 0.1중량% 이하에서는 소자의 발광효율 향상에 기여할 수 없고, 30중량%를 초과하면 유기 금속착체끼리가 2량체를 형성하는 등의 농도 소광이 일어나, 발광효율의 저하에 이른다. 종래의 형광(일중항)을 사용했던 소자에 있어서, 발광층에 함유되는 형광성 색소(dopant)의 양보다 약간 많은 쪽이 바람직한 경향이 있다. 유기 금속착체가 발광층 중에 막두께 방향에 대해서 부분적으로 포함되거나, 불균일하게 분포해도 된다. 발광층(5)의 막두께는 통상 10~200nm, 바람직하게는 20~100nm이다.
발광층(5)은 유리하게는 진공증착법으로 형성된다. 호스트제, 도프제의 쌍방을 진공기 내에 설치된 용광로에 넣고, 진공용기 내를 적당한 진공펌프로 10-4Pa 정도까지 배기한 후, 용광로를 가열해서 호스트제, 도프제의 쌍방을 동시 증발시켜 정공수송층(4)의 위에 형성시킨다. 이때, 호스트제, 도프제 따로따로 증착속도를 감시하면서 도프제의 호스트제로의 함유량을 제어한다.
정공저지층(6)은 발광층(5)의 위에, 발광층(5)의 음극측의 계면에 접하도록 적층되는데, 정공수송층으로부터 이동해 오는 정공을 음극에 도달하는 것을 저지하는 역할과, 음극으로부터 주입된 전자를 효율적으로 발광층의 방향으로 수송할 수 있는 화합물로 형성된다. 정공저지층을 구성하는 재료에 요구되는 물성으로서는 전자이동도가 높고 정공이동도가 낮은 것이 필요해진다. 정공저지층(6)은 정공과 전자를 발광층 내에 가두고 발광효율을 향상시키는 기능을 가진다.
전자수송층(7)은 전계를 부여받은 전극간에 있어서 음극으로부터 주입된 전자를 효율적으로 정공저지층(6)의 방향으로 수송할 수 있는 화합물로 형성된다. 전자수송층(7)에 사용되는 전자수송성 화합물로서는 음극(8)으로부터의 전자주입 효율이 높고, 또한 높은 전자이동도를 가지고 주입된 전자를 효율적으로 수송할 수 있는 화합물인 것이 필요하다.
이와 같은 조건을 만족하는 재료로서는 8-히드록시퀴놀린의 알루미늄착체(Alq3) 등의 금속착체, 10-히드록시벤조[h]퀴놀린의 금속착체, 옥사디아졸 유도체, 디스티릴비페닐 유도체, 실롤(silole) 유도체, 3- 또는 5-히드록시플라본 금속착체, 벤즈옥사졸 금속착체, 벤조티아졸 금속착체, 트리스벤즈이미다졸릴벤젠, 퀴녹살린 화합물, 페난트롤린 유도체, 2-t-부틸-9,10-N,N'-디시아노안트라퀴논디이민, n형 수소화 비정질 탄화 실리콘, n형 황화 아연, n형 셀렌화 아연 등을 들 수 있다. 전자수송층(7)의 막두께는 통상 5~200nm, 바람직하게는 10~100nm이다.
전자수송층(7)은 정공수송층(4)와 동일하게 해서 도포법 혹은 진공증착법에 의해 정공저지층(6)상에 적층함으로써 형성된다. 통상은 진공증착법이 사용된다.
음극(8)은 발광층(5)에 전자를 주입하는 역할을 한다. 음극(8)으로서 사용되는 재료는 상기 양극(2)에 사용되는 재료를 사용하는 것이 가능하지만, 효율적으로 전자주입을 행하기에는 일함수가 낮은 금속이 바람직하여, 주석, 마그네슘, 인듐, 칼슘, 알루미늄, 은 등의 적당한 금속 또는 그들의 합금이 사용된다. 구체예로서는 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 알루미늄-리튬 합금 등의 저(低)일함수 합금전극을 들 수 있다. 나아가 음극과 전자수송층의 계면에 LiF, MgF2, Li2O 등의 극막(ultrathin) 절연막(0.1~5nm)을 삽입하는 것도 소자의 효율을 향상시키는 유효한 방법이다. 음극(8)의 막두께는 통상 양극(2)과 동일하다. 저일함수 금속으로 이루어지는 음극을 보호하는 목적으로, 그 위에 또한 일함수가 높고 대기에 대해서 안정된 금속층을 적층하는 것은 소자의 안정성을 증가시킨다. 이 목적을 위해서 알루미늄, 은, 구리, 니켈, 크롬, 금, 백금 등의 금속이 사용된다.
또한 도 1과는 반대의 구조, 예를 들면, 기판(1)상에 음극(8), 정공저지층(6), 발광층(5), 정공수송층(4), 양극(2)의 순서, 또는 기판(1)/음극(8)/전자수송층(7)/정공저지층(6)/발광층(5)/정공수송층(4)/정공주입층(3)/양극(2)의 순서로 적층할 수도 있다.
<실시예>
합성예 1
300ml 4구 플라스크에 수산화나트륨 10.9g(0.27mol), 에탄올 52.7g 및 이온교환수 98.3g을 투입하였다. 실온에서 10분간 교반해서 수산화나트륨을 용해시킨 후, 아세트페논 26.1g(0.22mol)을 첨가하였다. 그 후, 빙수(氷水)로 냉각하고 테레프탈알데히드 14.1g(0.11mol)을 첨가하였다. 첨가 후, 환류하 4시간 가열 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고 고형분을 여과 분별하여 회수하였다. 에탄올로 슬러리한 후, 감압 건조하여 28.5g의 황색 분체를 얻었다. 이 생성물을 박막 크로마토그래피(TLCG)로 분석을 행한 결과 단일의 생성물이었다. 이 생성물을 MASS로 분석한 결과, 목적으로 하는 칼콘(calcone)의 분자량 338과 일치하였다. 생성물의 단리(單離)수율은 80.1%였다.
합성예 2
2000ml 4구 플라스크에 수산화나트륨 20.1g(0.36mol) 및 에탄올 1482.7g을 투입하였다. 실온에서 교반해서 수산화나트륨을 용해한 후, 합성예 1에서 얻은 칼콘 32.8g(0.10mol)을 실온에서 첨가하였다. 또한 페닐히드라진 40.4g(0.37mol)을 실온에서 첨가하였다. 첨가 후, 환류하 2.5시간 가열 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고 고형분을 여과 분별하여 회수하였다. 메탄올 및 헥산으로 세정한 후, 감압 건조하여서 42.1g의 황색 분체를 얻었다. 이 생성물은 TLCG 분석으로 단일의 생성물인 것이 확인되어, MASS 분석으로 목적으로 하는 피라졸린 화합물의 분자량 518과 일치하였다. 수율은 83.7%.
합성예 3
500ml 4구 플라스크에 피리딘 354.4g(4.480mol)을 투입하였다. 그 후, 5염화 안티몬 57.6g(0.19mol)을 발열이 격해지지 않도록 천천히 적하하였다. 적하 후, 실온으로 될 때까지 방냉하여 합성예 2에서 얻어진 피라졸린 화합물 25.9g(0.050mol)을 첨가하였다. 피라졸린 화합물 첨가 후, 실온에서 3.5시간 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 고형분을 여과 분별하여 회수하였다. 에탄올로 세정해서 42.1g의 연갈색 분체를 얻었다. 이 분체를 염화메틸렌으로 2회 재결정을 하여, 18.3g의 백색결정을 얻었다. 이 생성물은 TLCG 분석으로 단일의 생성물인 것은 확인되어, MASS 분석으로 목적으로 하는 5,5'-(1,4-페닐렌)비스[1,3-비페닐-1H-피라졸](이하, PBP라 함)의 분자량 514와 일치하였다. 융점은 246.8도였다. 수율은 71.4%였다. 또한 PBP는 표 1의 No.101의 화합물이다.
PBP의 IR 분석결과를 하기에 나타낸다.
IR(KBr)3061, 3047, 1595, 1499, 1487, 1460, 1427, 1358, 1215, 1178, 1082, 1066, 972, 954, 847, 795, 773, 764, 696, 602
합성예 1~3의 반응식을 다음에 나타낸다.
Figure 112006022214180-pct00017
합성예 4
수산화나트륨을 11.0g(0.28mol), 에탄올을 54.0g, 이온교환수를 100.1g, 아세트페논을 1-아세트나프톤 37.0g(0.22mol) 및 테레프탈알데히드를 14.0g(0.10mol)으로 한 것 외에는 합성예 1, 2 및 3과 동일한 조작을 행하고, 5,5'-(1,4-페닐렌)비스[1-페닐-3-(1-나프틸)-1H-피라졸](이하, PBNP라 함)을 합성하였다. PBNP의 순도 100%(HPLC 면적비), 질량분석값 614, 융점은 230.2도였다. 또한 PBNP는 No.104의 화합물이다.
삭제
PBNP의 IR 분석결과를 하기에 나타낸다.
IR(KBr) 3047, 1595, 1514, 1501, 1431, 1381, 1360, 1321, 1032, 972, 937, 912, 849, 814, 802, 773, 739, 692, 660
합성예 4의 반응식을 다음에 나타낸다.
Figure 112006022214180-pct00018
합성예 5
300ml 4구 플라스크에 나트륨수소화 비스메톡시에톡시알루미늄 94.6g(0.25mol) 및 THF 72.2g을 투입하였다. 5도 이하에서 교반하고, 모르폴린 24.2g(0.28mol)을 5도 이하에서 적하하였다. 적하 후, 5도 이하에서 20분 교반을 계속하고, 시약용액을 조정하였다.
다음으로 2000ml 4구 반응기에 4,4'-비페닐카르복실산메틸 27.1g(0.10mol) 및 THF를 133.4g 투입하였다. 이 용액에 상기에서 조정한 시약용액을 5도 이하에서 적하하였다. 적하 후, 15도에서 4.5시간 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 염화메틸렌 622.2g 및 물 411.2g을 적하하여 추출을 행하였다. 얻어진 염화메틸렌층을 감압하여 농축을 행해 건조 고화하였다. 이 잔사(residue)에 아세톤을 303.2g 적하하여 용해시킨 후, 20도에서 물 1600.3g을 적하하였다. 그 후, 5도에서 주야(晝夜) 교반하고, 고형분을 여과 분별하여 회수하였다. 얻어진 고형분을 아세톤으로 세정한 후, 감압 건조하여 4,4'-비페닐디카르보알데히드 18.1g을 얻었다.
다음으로 상기에서 얻어진 4,4'-비페닐디카르보알데히드를 출발원료로 해서 합성예 1, 2 및 3과 동일한 반응조작을 행하고, 4,4'-비스(1,3-디페닐-5-피라졸)디페닐(이하, BPPP라 함)을 합성하였다. 순도 99.60%(HPLC 면적비), 질량분석값 590, 융점은 241.0도였다. 또한 BPPP는 No.119의 화합물이다.
BPPP의 IR 분석결과를 하기에 다음에 나타낸다.
IR(KBr) 3061, 3049, 3028, 1595, 1497, 1456, 1425, 1398, 1362, 1213, 1182, 1069, 1005, 970, 955, 829, 806, 766, 692, 681, 600
합성예 5의 반응식을 다음에 나타낸다.
Figure 112006022214180-pct00019
합성예 6
300ml 4구 플라스크에 나트륨수소화 비스메톡시에톡시알루미늄 94.6g(0.25mol) 및 THF 72.2g을 넣었다. 5도 이하에서 교반하고, 모르폴린 24.2g(0.28mol)을 5도 이하에서 적하하였다. 적하 후, 5도 이하에서 20분 교반을 계속하고, 시약용액을 조정하였다.
다음으로, 4,4'-비페닐카르복실산메틸을 2,6-나프탈렌디카르복실산디메틸 12.2g(0.05mol), THF를 12.2g으로 한 것 외에는 합성예 5와 동일한 조작을 행해 2,6-비스(1,3-디페닐-5-피라졸)나프탈렌(이하, BPN이라 함)을 합성하였다. 순도 99.38%(HPLC 면적비), 질량분석값 564, 융점은 251.7도였다. 또한 BPN은 No.173의 화합물이다.
BPN의 IR 분석결과를 하기에 나타낸다.
IR(KBr) 3063, 3047, 1597, 1547, 1497, 1456, 1437, 1416, 1364, 1327, 1219, 1161, 1074, 988, 957, 895, 862, 818, 806, 766, 694, 677, 662
합성예 6의 반응식을 다음에 나타낸다.
Figure 112006022214180-pct00020
합성예 7
200ml 4구 플라스크에 데옥시벤조인 29.4g(0.15mol), 테레프탈알데히드 10.0g(0.07mol) 및 벤젠 77.9g을 투입하였다. 실온에서 교반하고, 피페리딘 2.6g(0.03mol)을 실온에서 첨가하였다. 적하 후, 환류하, 에스테르관에 의해 탈수를 행하면서 18시간 가열 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고 고형분을 여과 분별하여 회수하였다. 얻어진 결정을 벤젠으로 세정한 후, 감압 건조하여 3,3'-(1,4-페닐렌)비스(1,2-디페닐-2-프로펜-1-온) 28.8g을 얻었다.
다음으로 1000ml 4구 플라스크에 상기에서 얻어진 3,3'-(1,4-페닐렌)비스(1,2-디페닐-2-프로펜-1-온) 20.0g(0.04mol), 에틸렌글리콜 497.2g 및 페닐히드라진 35.5g(0.33mol)을 실온에서 첨가하였다. 첨가 후, 환류하 1.5시간 가열 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고 고형분을 여과 분별하여 회수하였다. 얻어진 결정을 염화메틸렌에 용해시킨 후, 불용분을 여과하였다. 얻어진 여과액을 감압하여 농축을 행하고 건조 고화하였다. 이 잔사에 메탄올을 762.3g 적하하고, 30분 가열 교반을 행하였다. 교반 종료 후, 실온까지 냉각하고 고형분을 여과 분별하여 회수하였다. 얻어진 결정을 메탄올로 세정한 후, 감압 건조하여 5,5'-(1,4-페닐렌)비스(1,3,4-트리페닐-2-피라졸린) 5.6g을 얻었다.
다음으로 200ml 4구 플라스크에 피리딘 93.1g(1.18mol)을 투입하였다. 그 후, 5염화안티몬 17.5g(0.06mol)을 발열이 격해지지 않도록 10분 걸쳐서 적하하였다. 적하 후, 실온이 될 때까지 방냉하고 상기에서 얻어진 5,5'-(1,4-페닐렌)비스(1,3,4-트리페닐-2-피라졸린) 10.4g(0.015mol)을 첨가하였다. 첨가 후 실온에서 18시간 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 고형분을 여과 분별하여 회수하였다. 에탄올로 세정한 후, 감압 건조하여 4.9g의 백색 결정을 얻었다. 얻어진 결정을 염화메틸렌에 용해시킨 후, 불용분을 여과하였다. 얻어진 모액을 감압하 농축을 행하고 건조 고화하였다. 잔사를 염화메틸렌으로 재결정을 행하고, 5,5'-(1,4-페닐렌)비스(1,3,4-트리페닐-1H-피라졸)(이하, 4-Ph-PBP라 함)의 백색 정제 결정 2.4g을 얻었다. 순도 100%(HPLC 면적비), 질량분석값 666, 융점은 312.3도였다. 또한 4-Ph-PBP는 No.110의 화합물이다.
4-Ph-PBP의 IR 분석결과를 하기에 나타낸다.
IR(KBr) 3051, 3034, 1597, 1497, 1452, 1431, 1358, 1323, 1182, 1138, 1074, 1026, 968, 908, 854, 775, 760, 752, 700, 658
합성예 7의 반응식을 다음에 나타낸다.
Figure 112006022214180-pct00021
참고예 1
발광층 주성분(호스트 재료) 후보로서의 화합물의 내열특성에 대해, DSC측정에 의한 유리전이온도(Tg)의 측정을 행하였다. 한편, TAZ는 3-페닐-4-(1'-나프틸)- 5-페닐-1,2,4-트리아졸, CBP는 4,4'-N,N'-디카르바졸디페닐, BCP는 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린, OXD-7은 1,3-비스[(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸릴]페닐렌의 약칭이며, 각각 주지의 호스트 재료이다. 그 결과를 표 12에 나타낸다.
Figure 112006022214180-pct00022
참고예 2
호스트 재료의 박막 안정성에 대해, 다음의 평가를 실시하였다. 호스트 재료만을 유리기판상에 100nm의 막두께로 증착막을 작성하였다. 그 후, 온도 25℃ 습도 30% 분위기하에 있어서, 증착막을 보존하고, 눈으로 봐서 박막이 결정화하는 일수를 추적하였다. 그 결과를 표 13에 나타낸다.
Figure 112006022214180-pct00023
실시예 1
도 1에 있어서, 정공주입층(3) 및 정공저지층(6)을 생략한 층구조를 갖는 유기 EL 소자를 다음과 같이 해서 제작하였다.
유리기판(1)상에 인듐·주석산화물(ITO) 투명 도전막(지오매텍사(GEOMATEC Co., Ltd.) 제품)을 2mm폭의 스트라이프(stripe)로 패터닝해서 양극(2)을 형성하고, 이것을, 순수(純水)에 의한 물세정, 아세톤에 의한 초음파세정, 이소프로필알코올에 의한 초음파세정의 순으로 세정 후, 질소블로우로 건조시키고, 마지막으로 자외선오존세정을 행하고, 진공증착장치 내에 설치하였다.
상기 장치의 배기를 오일회전펌프(oil rotary pump)로 대강 행한 후, 장치 내의 진공도가 5~9×10-4Pa가 될 때까지 액체질소 트랩을 구비한 오일확산펌프(oil diffusion pump)를 사용해서 배기하였다. 상기 장치 내에 배치된 몰리브덴 보트에 넣은 4,4'-비스[N,N'-(3-톨릴)아미노]-3,3'-디메틸비페닐(HMTPD)을 가열해서 증착을 행하여 60nm의 막두께로 정공수송층(4)을 형성하였다. 그 위에, 발광층 주성분으로서 PBP를, 인광성(燐光性) 유기금속착체로서 트리스(2-페닐피리딘)이리듐착체(Ir(ppy)3)를 다른 증착원으로부터 이원 동시 증착법에 의해, 25nm의 막두께로 형성해서 발광층(5)을 형성하였다. 이때의 Ir(ppy)3의 농도는 7wt%였다. 또한, 전자수송층(7)으로서, Alq3을 막두께 50nm의 막두께로 형성하였다.
여기에서, 상기 소자를 일단 상기 장치 내에서 대기 중에 꺼내고, 음극 증착용 마스크로서 2mm폭의 스트라이프형상 섀도우 마스크(shadow mask)를 양극(2)의 ITO스트라이프와는 직교하도록 소자를 밀착시켜서, 다른 진공장치 내에 설치하였다. 유기층과 동일하게 해서 배기를 행하고, 전자수송층상에, 전자주입층으로서 불화리튬(LiF)을 0.5nm, 음극으로서 알루미늄을 170nm 증착하였다.
얻어진 유기 전계발광 소자에 외부전원을 접속해서 직류전압을 인가한 결과, 이들 유기 전계발광 소자는 표 14와 같은 발광특성을 가짐이 확인되었다. 표 14에 있어서, 시감(視感) 발광효율은 1000cd/㎡에서의 값, 휘도/전류는 휘도-전류밀도특성의 기울기를, 전압은 1000cd/㎡에서의 값을 각각 나타낸다. 한편, 소자 발광 스펙트럼의 극대 파장은 515nm이며, Ir(ppy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있음이 확인되었다.
실시예 2
발광층(5)의 주성분으로서, PBNP를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 유기 EL 소자를 작성하였다. 이 유기 EL 소자로부터도 Ir(ppy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있음이 확인되었다.
실시예 3
발광층(5)의 주성분으로서, BPPP를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 유기 EL 소자를 작성하였다. 이 소자특성을 표 14에 나타낸다.
실시예 4
발광층(5)의 주성분으로서, BPN을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 유기 EL 소자를 작성하였다. 이 유기 EL 소자로부터도 Ir(ppy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있음이 확인되었다.
실시예 5
발광층(5)의 주성분으로서, 4-Ph-PBP를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 유기 EL 소자를 작성하였다. 이 소자특성을 표 14에 나타낸다.
비교예 1
발광층의 주성분으로서, TAZ를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 유기 전계발광 소자를 작성하였다. 이 소자특성을 표 14에 나타낸다.
Figure 112006022214180-pct00024
인광을 사용한 유기 전계발광 소자의 발광효율의 향상, 및 구동안정성 및 내열성을 개선해서, 플랫 패널·디스플레이 등의 표시소자나 조명 등의 응용성을 높인 유기 전계발광 소자를 제공한다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 기판상에, 양극, 유기층 및 음극이 적층되어 이루어지는 유기 전계발광 소자로서, 적어도 1층의 유기층이 호스트제와 도프제를 포함하는 발광층이며, 이 호스트제로서 하기 식 II에서 나타내는 피라졸계 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
    [화학식 2]
    Figure 112006023355671-pct00026
    (식 중, Ar1~Ar3은 독립적으로, 수소 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 방향족 탄화수소기를 나타내지만, 적어도 1개는 수소 이외의 기를 나타내고, X1은 직접 결합 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 2가의 방향족 탄화수소기를 나타냄)
  3. 제2항에 있어서, 상기 식 II에서 나타내는 화합물에 있어서, Ar1과 Ar2가 방향족 탄화수소기이고, Ar3이 수소 또는 방향족 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  4. 제2항에 있어서, 상기 식 II에서 나타내는 화합물에 있어서 Ar1과 Ar2가 페닐기, Ar3이 수소 또는 페닐기, X1이 페닐렌기인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  5. 제2항에 있어서, 상기 도프제가 인광 발광성의 오르토메탈화 금속착체(ortho-metalated metal complex) 및 포르피린 금속착체에서 선택되는 적어도 하나의 금속착체를 함유하는 것임을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 금속착체의 중심 금속이 루테늄(ruthenium), 로듐(rhodium), 팔라듐(palladium), 은(silver), 레늄(rhenium), 오스뮴(osmium), 이리 듐(iridium), 백금(platinum) 및 금(gold)에서 선택되는 적어도 하나의 금속인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광층과 음극 사이에, 정공저지층, 전자수송층 또는 양자를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
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