KR101479473B1 - 안트라센 유도체 - Google Patents

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KR101479473B1
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하루에 나카시마
구미 고지마
노부하루 오사와
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명의 목적은 발광 효율이 우수한 신규한 물질, 신규한 물질이 제공된 발광 소자 및 발광 소자를 사용하는 발광 장치를 제공하는 것이다. 본 발명은 화학식 1의 안트라센 유도체를 제공한다.
화학식 1
Figure 112008023266012-pct00104
안트라센 유도체, 발광 소자, 발광 장치, 전극, 층.

Description

안트라센 유도체{Anthracene derivative}
본 발명은 안트라센 유도체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 안트라센 유도체를 함유하는 발광 소자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 안트라센 유도체를 함유하는 발광 소자를 갖는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 재료를 이용한 발광 소자는 박형, 경량 등의 이점이 있어, 차세대의 디스플레이에 적용될 것으로 기대된다. 추가로, 자발광형이기 때문에, 시야각 등의 문제 없이 시인성이 높다는 점에서 액정 모니터(LCD)보다 우수하다.
발광 소자의 기본 구조는 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 갖는 구조이다. 이러한 발광 소자는, 전압을 인가함으로써, 애노드로부터 주입되는 정공과 캐소드로부터 주입되는 전자가 발광층 내의 발광 중심에서 재결합해서 분자를 여기시키고, 이에 따라 여기된 분자가 기저 상태로 되돌아갈 때에 에너지를 방출함으로써 발광한다. 재결합에 의해 생성되는 여기 상태에는 단일항 여기 상태 및 삼중항 여기 상태가 포함됨을 주목한다. 발광은 이중 어느 한 여기 상태로 수득될 수 있다. 특히, 단일항 여기 상태가 기저 상태로 되돌아가는 경우의 발광은 형광이라고 하고, 삼중항 여기 상태가 기저 상태로 되돌아가는 경우의 발광은 인광이라고 한다.
그러나, 발광 소자를 배터리로부터의 기전력을 이용한 장치, 예를 들면, 휴대폰, 카메라 또는 휴대용 음악 재생 장치 등의 전자 기기의 표시부로서 내장시키는 경우, 발광 소자를 갖는 표시부를 포함한 장치를 장시간 지속적으로 사용할 수 있도록 하기 위해서, 저소비 전력화가 요구된다. 저소비 전력화를 달성하기 위해서는 효율적인 발광 소자의 개발이 요구되며, 따라서, 발광 효율이 높은 발광 재료가 모색되어, 많은 연구가 행해지고 있다(참조 1: 국제 공개공보 제2000/040586호 팜플렛).
본 발명은 이러한 상황을 고려하여 이루어졌다. 본 발명의 목적은 발광 효율이 탁월하고 신뢰도가 높은 신규 재료, 상기 신규 재료를 함유하는 발광 소자 및 상기 발광 소자를 사용하는 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 측면은 화학식 1의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00001
위의 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 또는 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
R6은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이며,
X1은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴렌 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 2의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00002
위의 화학식 2에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
R5는 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
Ph1 및 Ph2는 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이며,
X1은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴렌 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 3의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00003
위의 화학식 3에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이며,
X1은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴렌 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 4의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00004
위의 화학식 4에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1 및 Ph2는 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이며,
X1은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴렌 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 5의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00005
위의 화학식 5에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이며,
Ph1 및 Ph2는 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 6의 안트라센 유도체이다.
삭제
Figure 112008023266012-pct00006
위의 화학식 6에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이며,
Ph1 및 Ph2는 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 7의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00007
위의 화학식 7에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이며,
Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 8의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00008
위의 화학식 8에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 9의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00009
위의 화학식 9에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1 및 Ph2는 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 10의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00010
위의 화학식 10에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 11의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00011
위의 화학식 11에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1 및 Ph2는 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 12의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00012
위의 화학식 12에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 13의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00013
위의 화학식 13에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1 및 Ph2는 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 14의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00014
위의 화학식 14에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 15의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00015
위의 화학식 15에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 16의 안트라센 유도체이다.
Figure 112008023266012-pct00016
위의 화학식 16에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 페닐 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 1 내지 16 중의 어느 하나의 안트라센 유도체를 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 갖는 발광 소자이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 1 내지 16 중의 어느 하나의 안트라센 유도체와, 안트라센 유도체의 에너지 갭보다도 큰 에너지 갭을 갖고 안트라센 유도체의 이온화 전위보다도 큰 이온화 전위를 갖는 물질인 호스트를 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 갖는 발광 소자이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 1 내지 16 중의 어느 하나의 안트라센 유도체와, 안트라센 유도체의 에너지 갭보다도 작은 에너지 갭을 갖고 안트라센 유도체의 이온화 전위보다도 작은 이온화 전위를 갖는 발광 물질을 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 갖는 발광 소자이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 1 내지 16 중의 어느 하나의 안트라센 유도체를 함유하는 발광 소자를 사용하는 발광 장치이다.
본 발명의 또 다른 측면은 화학식 1 내지 16 중의 어느 하나의 안트라센 유도체를 함유하는 발광 소자를 포함하는 전자 기기이다.
본 발명의 안트라센 유도체는 탁월한 발광 효율로 발광을 수득할 수 있는 안트라센 유도체이다.
본 발명의 안트라센 유도체는 탁월한 발광 효율로 발광을 수득할 수 있는 발광 물질이다.
또한, 본 발명의 안트라센 유도체는 발광층의 호스트 재료로서 사용할 수 있다.
본 발명의 안트라센 유도체를 함유함으로써 외부 양자 효율이 대단히 높은 발광 소자를 수득할 수 있다. 따라서, 발광 효율이 탁월한 발광 소자를 수득할 수 있다.
본 발명의 안트라센 유도체를 함유함으로써 발광 소자의 구동 전압이 저하될 수 있고 탁월한 전류 효율 및 높은 전력 효율을 갖는 발광 소자를 수득할 수 있다.
본 발명의 안트라센 유도체를 함유함으로써 소비 전력이 낮고 고휘도의 발광을 갖는 발광 장치를 수득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 발광 소자의 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 발광 소자의 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 발광 장치의 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 발광 장치의 화소부의 예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 발광 장치의 화소부의 등가 회로의 예를 나타낸다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 발광 장치의 예를 나타내는 평면도이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 발광 장치의 예를 나타내는 다이어그램이다.
도 8a 내지 8d는 본 발명의 전자 기기의 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 전자 기기의 예를 나타낸다.
도 10a 및 10b는 PCAPA의 1H-NMR 차트이다.
도 11은 PCAPA의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 12는 PCAPA의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 13a 및 13b는 PCAPA에 관한 순환 전류전압법(cyclic voltametry; CV)에 의한 측정 결과를 나타내는 다이어그램이다.
도 14a 및 14b는 PCAPBA의 1H-NMR 차트이다.
도 15는 PCAPBA의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 16은 PCAPBA의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 17은 발광 소자 1의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 18은 발광 소자 1의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸다.
도 19는 발광 소자 1의 전압-휘도 특성을 나타낸다.
도 20은 발광 소자 2의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 21은 발광 소자 2의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸다.
도 22는 발광 소자 2의 전압-휘도 특성을 나타낸다.
도 23은 발광 소자 3의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 24는 발광 소자 3의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸다.
도 25는 발광 소자 3의 전압-휘도 특성을 나타낸다.
도 26은 발광소자 1 내지 3의 신뢰도를 나타낸다.
도 27은 발광소자 1 내지 3의 신뢰도를 나타낸다.
도 28a 및 28b는 PCA의 1H-NMR 차트이다.
도 29a 및 29b는 PCA의 1H-NMR 차트이다.
도 30a 및 30b는 PCA의 13C-NMR 차트이다.
도 31a 및 31b는 PCN의 1H-NMR 차트이다.
도 32a 및 32b는 PCNPA의 1H-NMR 차트이다.
도 33은 PCNPA의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 34는 PCNPA의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 아래에 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 다양한 변화 및 변형이 당업자에게 명백하다고 이해하여야 한다. 따라서, 이러한 변화 및 변형은, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 본 발명에 포함되는 것으로 해석하여야 한다. 아래에 설명한 본 발명의 구조에서 동일한 부품을 가리키기 위하여 상이한 도면에서 동일한 참조 부호가 사용됨을 주목한다.
(실시 형태 1)
본 실시 형태에서는, 본 발명의 안트라센 유도체를 설명한다.
화학식 17 내지 72의 안트라센 유도체를 본 발명의 안트라센 유도체로서 사용한다. 본 발명의 안트라센 유도체는 다음의 화학식의 구조에 한정되지 않으며, 다음 화학식의 구조와 상이한 구조일 수도 있음을 주목한다.
Figure 112008023266012-pct00017
Figure 112008023266012-pct00018
Figure 112008023266012-pct00019
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Figure 112008023266012-pct00072
다음 합성 반응식 1a에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 본 실시 형태의 안트라센 유도체는 9-아릴-10-(아릴할라이드)안트라센과 같은 안트라센 골격을 갖는 화합물 A와, N-아릴-N-(3-(9-알킬)카바졸릴)아민 골격 또는 N-아릴-N-(3-(9-아릴)카바졸릴)아민 골격을 갖는 화합물 B를 팔라듐 촉매 등의 금속 촉매를 사용하여 커플링 반응시킴으로써 합성할 수 있다. 화합물 B에서, 카바졸은 아릴 치환체 또는 알킬 치환체를 가질 수 있고, 치환 위치는 제한되지 않지만, 6번 위치의 치환 위치가 바람직함을 주목한다. 또한, 팔라듐 촉매는 특별히 제한되지 않지만, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(약어: Pd(dba)2) 또는 팔라듐 아세테이트(0)(약어: Pd(OAc)2)가 바람직하다.
Figure 112013018397714-pct00152
위의 반응식 1a에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹 중의 어느 하나이고,
R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
R6은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
X1은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴렌 그룹이며,
Y1은 할로겐이다.
할로겐에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 브롬 또는 요오드가 바람직하다.
또한, 위에서 언급한 화합물 A는, 예를 들면, 우선, 9-할로겐화 안트라센 골격을 함유하는 화합물 C와 아릴보론산을 팔라듐 촉매 등의 금속 촉매를 사용하여 커플링 반응시켜 아릴 그룹이 9번 위치로 도입된 9-아릴안트라센 골격을 함유하는 화합물 D를 합성한다. 화합물 C의 할로겐은 바람직하게는 브롬 또는 요오드임을 주목한다. 또한, 아릴보론산의 보론산은 아릴 그룹 등으로 보호될 수 있다. 팔라듐 촉매에 특별히 제한은 없지만, Pd(dba)2 또는 Pd(OAc)2가 바람직하다.
그 다음, 합성된 화합물 D를 할로겐화(브롬화 또는 요오드화가 바람직하고, 요오드화가 보다 바람직함)시켜 9-아릴-10-안트라센 할라이드 골격을 함유하는 화합물 E를 합성한다. 합성된 화합물 E와 아릴 할라이드 보론산을 팔라듐 촉매 등의 금속 촉매를 사용하여 커플링 반응시켜 합성하는 방식으로 9-아릴-10-(아릴할라이드)안트라센 골격을 갖는 화합물 A를 수득한다. 아릴 할라이드 보론산의 보론산은 알킬 그룹 등으로 보호될 수 있음을 주목한다. 또한, 할로겐은 바람직하게는 브롬 또는 요오드이다.
Figure 112008023266012-pct00074
위의 반응식 1b에서,
R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고,
R6은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
X1은 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴렌 그룹이며,
Y1, Y2 및 Y3은 각각 할로겐이다.
할로겐에 특별한 제한은 없지만, 브롬 또는 요오드가 바람직하다. 화합물 E의 Y3이 요오드이고, 아릴 할라이드 보론산의 Y1이 브롬인 것이 특히 바람직하다. 화합물 E와 아릴 할라이드 보롬산과의 커플링 반응에서, Y3이 요오드이고 Y1이 브롬 인 경우, 요오드 화합물과 보론산 화합물의 커플링 반응은 선택적으로 수행할 수 있다. 즉, 아릴 할라이드 보론산의 단독 커플링 반응과 같은 부반응이 억제될 수 있으므로, 부산물의 생성이 억제될 수 있다. 그러므로, 화합물 A가 고수율로 수득될 수 있고, 화합물 A는 용이하게 수득될 수 있다.
또한, 화합물 B는, 예를 들면, 다음 합성 반응식 1c의 방법으로 수득할 수 있다. 우선, 골격에 카바졸을 함유하는 화합물 F를 할로겐화(브롬화 또는 요오드화가 바람직하고, 요오드화가 보다 바람직함)시켜 3번 또는 6번 위치의 수소가 할로겐 치환체로 치환된 화합물 G를 합성한다. 이어서, 합성된 화합물 G와 아릴 아민을 팔라듐 촉매 등의 금속 촉매를 사용한 커플링 반응으로 합성하는 방식으로 N-아릴-N-(3-(9-알킬)카바졸릴)아민 골격 또는 N-아릴-N-(3-(9-아릴)카바졸릴)아민을 갖는 화합물 B를 수득한다. 아릴 아민과의 커플링 반응의 반응 시간은 화합물 F의 할로겐화에서 치환체로서 요오드를 사용하는 경우, 치환체로서 브롬을 사용하는 경우와 비교하여 단축될 수 있다. 또한, 팔라듐 촉매에 특별한 제한은 없지만, Pd(dba)2 또는 Pd(OAc)2가 바람직하다.
Figure 112013018397714-pct00153
위의 반응식 1c에서,
R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 또는 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이고,
R5는 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 탄소수 6 내지 25의 아릴 그룹이며,
Y4는 할로겐이다.
할로겐에 특별한 제한은 없지만, 브롬 또는 요오드가 바람직하다.
본 발명의 안트라센 유도체의 합성방법은 위에서 언급한 방법으로 제한되지 않으며, 또 다른 합성 방법이 사용될 수 있음을 주목한다.
(실시 형태 2)
본 실시 형태에서는 본 발명의 안트라센 유도체를 사용하는 발광 소자를 설명한다.
도 1은 본 발명의 발광 소자의 소자 구성의 일례의 모식도를 나타낸다. 본실시 형태에 있어서의 발광 소자는 한 쌍의 전극(애노드 및 캐소드) 사이에 발광층이 개재된 구조를 갖는다. 소자 구조는 이것으로 한정되지 않으며, 익히 공지된 구조가 목적에 따라 적합하게 선택될 수 있음을 주목한다.
도 1은 제1 전극(101)과 제2 전극(102) 사이에 발광층(113)을 갖는 발광 소자의 일례를 나타낸다. 발광층(113)은 본 발명의 안트라센 유도체를 포함한다. 또한, 제1 전극(101) 및 제2 전극(102) 중의 하나는 애노드가 되고, 다른 하나는 캐소드가 된다. 본 발명에 있어서, 애노드는 발광층에 정공을 주입하기 위한 전극을 나타내는 한편, 캐소드는 발광층에 전자를 주입하기 위한 전극을 나타낸다. 본 실시 형태에서, 제1 전극(101)은 애노드이고, 제2 전극(102)은 캐소드임을 주목한다.
본 실시 형태의 발광 소자에 있어서, 제1 전극(101) 측으로부터 주입된 정공과, 제2 전극(102) 측으로부터 주입된 전자가 발광층(113)에서 재결합하고, 본 발명의 안트라센 유도체는 여기 상태가 된다. 여기된 본 발명의 안트라센 유도체는 기저 상태로 되돌아갈 때에 발광한다. 본 발명의 안트라센 유도체는 발광 물질로서 작용한다. 발광 물질이란, 여기 상태로부터 기저 상태로 되돌아가는 경우, 목적하는 방출 파장으로 발광하고 발광의 광자 효율이 높은 물질을 말함을 주목한다.
또한, 본 실시 형태의 발광 소자는 제1 전극(101)과 발광층(113) 사이에 정공 주입층(111)과 정공 수송층(112)이 순서대로 적층된 구조를 갖는다. 본 발명에서, 정공 주입층(111)은 제1 전극(101) 측으로부터 정공 수송층(112)으로의 정공 주입을 보조하는 기능을 갖는다. 이러한 방식으로 정공 주입층(111)을 제공함으로써, 제1 전극(101)과 정공 수송층(112) 사이의 이온화 전위차가 감소하고, 정공이 용이하게 주입될 수 있다. 그 결과, 발광 소자의 구동 전압이 감소될 수 있다. 또한, 정공 수송층(112)은 제1 전극(101)으로부터 발광층(113)으로 주입된 정공을 수송하는 기능을 한다. 위에서 기재한 바와 같이, 정공 수송층(112)을 제공함으로써, 제1 전극(101)과 발광층(113) 사이의 거리를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 제1 전극(101)에 함유된 금속으로 인한 소광 등을 방지할 수 있다.
추가로, 본 실시 형태의 발광 소자는 전자 수송층(114)과 전자 주입층(115)이 발광층(113)과 제2 전극(102) 사이에 순서대로 적층된 구조를 갖는다. 본 발명에서, 전자 수송층(114)은 제2 전극(102) 측으로부터 발광층(113)으로 주입된 전자를 수송하는 기능을 한다. 이러한 방식으로, 전자 수송층(114)을 제공함으로써, 제2 전극(102)과 발광층(113) 사이의 거리가 증가할 수 있다. 그 결과, 제2 전극(102)에 함유된 금속으로 인한 소광 등이 방지될 수 있다. 또한, 전자 주입층(115)은 제2 전극(102)으로부터 전극 수송층(114)으로의 전자 주입을 보조하는 기능을 한다. 이러한 방식으로 전자 주입층을 제공함으로써, 제2 전극(102)과 전자 수송층(114) 사이의 전자 친화도차가 감소하고, 전자가 용이하게 주입될 수 있다. 그 결과, 발광 소자의 구동 전압이 감소될 수 있다.
제1 전극(101), 제2 전극(102) 및 제1 전극(101)과 제2 전극(102) 사이에 위치한 각 층을 구체적으로 아래에 설명한다.
애노드[제1 전극(101)]로서, 공지된 물질을 사용할 수 있고, 각각 일 함수가 큰(구체적으로, 4.0eV 이상) 금속, 합금, 전도성 화합물 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용된다. 구체적으로, 발광 전도성 재료를 함유하는 투명 전도성 층을 사용할 수 있고, 산화텅스텐을 함유하는 산화인듐, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 주석 옥사이드, 산화티탄을 함유하는 산화인듐, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 옥사이드 등을 사용할 수 있다. 또 다른 방법으로, 인듐 주석 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 산화규소를 첨가한 인듐 주석 옥사이드(ITSO) 등을 사용할 수 있다. 추가로 또 다른 방법으로, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu) 및 팔라듐(Pd)으로부터 선택된 원소, 또는 주 성분으로서 위에서 언급한 원소를 포함한 합금 재료, 예를 들면, 질화티탄(TiN), 질화티탄규소(TiSiXNY), 규화텅스텐(WSiX), 질화텅스텐(WNX), 질화규화텅스텐(WSiXNY), 질화니오브(NbN) 등을 사용할 수 있다. 애노드는 스퍼터링법 또는 증착법 등의 방법으로 이들 재료의 단층막 또는 적층막을 사용하여 형성시킬 수 있음을 주목한다. 또한, 전도성 재료를 사용 하는 경우, 졸-겔법 등을 사용할 수 있다.
또한, 각각의 발광 전도성 재료의 조성비의 예를 설명한다. 예를 들면, 산화텅스텐을 함유하는 산화인듐의 조성비에 있어서, 산화텅스텐은 1.0중량%이고 산화인듐은 99.0중량%일 수 있다. 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 옥사이드의 조성비에 있어서, 산화텅스텐은 1.0중량%이고, 산화아연은 0.5중량%이며, 산화인듐은 98.5중량%일 수 있다. 산화티탄을 함유하는 산화인듐의 조성비에 있어서, 산화티탄은 1.0 내지 5.0중량%이고 산화인듐은 99.0 내지 95.0중량%일 수 있다. 인듐 주석 옥사이드(ITO)의 조성비에 있어서, 산화주석은 10.0중량%이고 산화인듐은 90.0중량%일 수 있다. 인듐 아연 옥사이드(IZO)의 조성비에 있어서, 산화아연은 10.7중량%이고 산화인듐은 89.3중량%일 수 있다. 추가로, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 옥사이드의 조성비에 있어서, 산화티탄은 5.0중량%이고, 산화주석은 10.0중량%이며, 산화인듐은 85.0중량%일 수 있다. 위에서 기재한 조성비는 단지 예일 뿐이며, 조성비를 적합하게 설정할 수 있음을 주목한다.
캐소드[제2 전극(102)]는 공지된 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 각각 일 함수가 작은(구체적으로, 3.8eV 이하) 금속, 합금, 전도성 재료 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 금속, 즉 리튬(Li) 및 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr) 등의 알칼리 토금속, 이들 물질을 함유하는 합금(예: Mg와 Ag의 합금 및 Al 및 Li의 합금), 유로퓸(Er) 및 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속, 이들 물질을 함유하는 합금 등을 사용할 수 있다. 그러나, 전자 주입 특성이 큰 전자 주입층을 사용하는 경우, 일 함수가 큰 재료, 즉 일반적으로 애노드에 사용되는 재료를 사용하여 캐소드를 형성할 수 있다. 예를 들면, 캐소드는 금속 또는 전도성 무기 화합물, 예를 들면, Al, Ag 또는 ITO를 사용하여 형성할 수 있다. 캐소드는 스퍼터링법 또는 증착법 등의 방법으로 위에서 언급한 재료를 사용하여 단층막 또는 적층막을 사용하여 형성할 수 있다.
정공 주입층(111)은 이온화 전위가 정공 수송층(112)에 함유된 물질보다 낮고 제1 전극(101)에 함유된 물질보다 높은 물질, 또는 정공 수송층(112)과 제1 전극(101)사이에 두께가 1 내지 2nm인 박막으로서 제공되는 경우, 에너지 밴드가 구부러지는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 정공 주입층(111)을 형성하는 데 사용할 수 있는 물질의 특정 예로서 다음을 사용할 수 있다: 프탈로시아닌(약어: H2Pc) 또는 구리 프탈로시아닌(CuPc) 등의 프탈로시아닌 화합물, 폴리(에틸렌 디옥시티오펜)/폴리(스티렌설포네이트)용액(PEDOT/PSS) 등의 중합체 화합물 등. 즉, 정공 주입층(111)의 이온화 전위가 정공 수송층(112)의 이온화 전위보다 상대적으로 낮도록 물질을 정공 수송성 물질로부터 선택함으로써 정공 주입층(111)을 형성할 수 있다. 정공 수송 물질은 정공 이동도가 전자 이동도보다 크고 전자 이동도에 대한 정공 이동도의 비(정공 이동도/전자 이동도)가 바람직하게는 100을 초과하는 물질임을 주목한다. 추가로, 정공 주입층(111)을 제공하는 경우, 제1 전극(101)이 인듐 주석 옥사이드 등의 높은 일 함수를 갖는 물질을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다.
정공 수송층(112)은 정공 수송 물질, 특히 정공 이동도가 1×10-6㎠/Vs 이상인 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 정공 수송층(112)을 형성하는 데 사용할 수 있는 물질의 특정 예로서, 다음을 사용할 수 있다: 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약어: NPB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약어: TPD), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약어: TDATA), 4,4',4"-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약어: MTDATA), 4,4'-비스{N-[4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노}비페닐(약어: DNTPD), 1,3,5-트리스[N,N-디(m-톨릴)아미노]벤젠(약어: m-MTDAB), 4,4',4"-트리스(N-카바졸릴)트리페닐아민(약어: TCTA), 프탈로시아닌(약어: H2Pc), 구리 프탈로시아닌(약어: CuPc), 바나딜 프탈로시아닌(약어: VOPc), 4,4'-비스[N-(4-비페닐릴)-N-페닐아미노]비페닐(약어: BBPB) 등. 정공 수송층(112)은 특히 에너지 갭이 정공 수송 물질중에서 호스트로서 사용되는 물질보다 큰 물질을 선택하여 형성하는 것이 보다 바람직함을 주목한다. 또한, 정공 수송층(112)은 위에서 기재한 재료를 사용하여 형성된 층을 2층 이상 조합시킨 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(113)에 대하여, 실시 형태 1에 기재한 본 발명의 안트라센 유도체 중에서 1종류의 안트라센 유도체만을 포함하는 단층막을 사용할 수 있다. 또 다른 방법으로, 실시 형태 1에 기재된 본 발명의 안트라센 유도체의 하나가 분산된 각각의 안트라센 유도체보다 에너지 갭이 크고 각각의 안트라센 유도체보다 이온화 전위가 높은 물질(호스트라고 함)을 주성분으로서 함유하는 층을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 안트라센 유도체를 호스트를 주성분으로 하는 층으로 분산시켜, 각각의 안트라센 유도체 자체의 농도로 인한 각각의 안트라센 유도체의 소광을 방지할 수 있다. 에너지 갭이란, LUMO 준위와 HOMO 준위 사이의 에너지 갭을 말함을 주목한다.
보다 구체적으로, 호스트로서 사용되는 물질은 바람직하게는 정공 수송 특성보다 큰 전자 수송 특성을 갖는 물질이다. 이러한 물질로서, 예를 들면, 2-3급 부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약어: t-BuDNA), 9-[4-(N-카바졸릴)]페닐-10-페닐안트라센(약어: CzPA) 또는 디페닐 안트라센 등의 안트라센 유도체; 바토쿠프로인(약어: BCP) 등의 페난트롤린 유도체; 옥사디아졸 유도체; 또는 트리아진 유도체를 사용할 수 있다. 이들 물질 중의 1, 2종 또는 그 이상을 선택하여 실시 형태 1에 기재된 본 발명의 안트라센 유도체가 분산 상태로 되도록 혼합할 수 있다. 발광층(113)을 이러한 구성을 갖도록 제조함으로써, 실시 형태 1에 기재된 본 발명의 안트라센 유도체에 정공을 효율적으로 구속시킬 수 있다. 그 결과, 발광 효율이 좋은 발광 소자를 수득할 수 있다. 또한, 전자 수송층(114)은 많은 경우 에너지 갭이 작은 물질로 형성되고, 발광층(113)으로부터 여기 에너지가 용이하게 이동하지만; 발광층(113)을 위에서 기재한 구성을 갖도록 제조함으로써, 발광층(113)의 정공과 전자의 재결합 영역(발광 영역)을 정공 수송층(112) 측에 형성하고, 전자 수송층(114)으로 여기 에너지가 이동하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 발광층(113)과 상이한 층에서 발생된 발광으로 인한 색도의 저하를 방지할 수 있다. 발광층(113)이 복수의 화합물이 혼합된 층(예를 들면, 본 발명의 안트라센 유도체를 호스트를 주성분으로 하는 층으로 분산시킨 층)인 경우, 발광층(113)을 공증착법으로 형성할 수 있다. 여기서, 공증착법은 하나의 처리 챔버에 제공된 복수의 증착원으로부터 원료를 기화시키고 기화된 원료를 기체 상태로 혼합하여 피처리물 위에 퇴적시키는 증착법을 말한다.
전자 수송층(114)은 전자 수송 물질, 특히 전자 이동도가 1×10-6㎠/Vs 이상인 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 전자 수송 물질은 전자 이동도가 정공 이동도보다 크고 정공 이동도에 대한 전자 이동도의 비(= 전자 이동도/정공 이동도)가 100을 초과하는 물질임을 주목한다. 전자 수송층(114)을 형성하는 데 사용할 수 있는 물질의 특정 예로서, 다음을 사용할 수 있다: 2-(4-비페닐릴)-5-(4-3급 부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약어: PBD), 1,3-비스[5-(p-3급 부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약어: OXD-7), 3-(4-3급 부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약어: TAZ), 3-(4-3급 부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약어: p-EtTAZ), 바토페난트롤린(약어: BPhen), 바토쿠프로인(약어: BCP), 4,4-비스(5-메틸벤즈옥사졸-2-일)스틸벤(약어: BzOs) 등, 및 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약어: Alq3), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약어: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]-퀴놀리네이토)베릴륨(약어: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)-4-페닐페놀레이토-알루미늄(약어: BAlq), 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤즈옥사졸레이트]아연(약어: Zn(BOX)2) 또는 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸레이트]아연(약어: Zn(BTZ)2) 등의 금속 착체. 전자 수송층(114)은 특히 에너지 갭이 전자 수송 물질 중에서 호스트로서 사용되는 물질보다 큰 물질을 선택하여 형성하는 것이 보다 바람직함을 주목한다. 또한, 전자 수송층(114)은 위에서 기재한 물질을 사용하여 형성된 층 2층 이상이 조합된 다층 구조를 가질 수 있다.
전자 주입층(115)은 전자 친화도가 전자 수송층(114)을 형성하는 데 사용되는 물질보다 상대적으로 높은 물질을 사용하여 형성할 수 있으며, 상기 물질은 BPhen, BCP, p-EtTAZ, TAZ 및 BzOs 등의 전자 수송층(114)을 형성하는 데 사용될 수 있는 물질로부터 선택한다. 또한, 전자 주입층(115)은 리튬(Li) 또는 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속; 산화리튬(Li2O), 산화칼륨(K2O), 산화나트륨(Na2O) 등의 알칼리 금속 산화물; 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 등의 알칼리 토금속 산화물; 불화리튬(LiF) 또는 불화세슘(CsF) 등의 알칼리 금속 불화물; 불화칼슘(CaF2) 등의 알칼리 토금속 불화물; 또는 마그네슘(Mg) 또는 칼슘(Ca) 등의 알칼리 토금속 등의 무기 물질을 함유할 수 있다. 또한, 전자 주입층(115)은 위에서 기재한 유기 물질을 포함하는 구조를 갖거나 LiF 등의 알칼리 금속 불화물 또는 CaF2 등의 알칼리 토금속 불화물 등의 무기 물질을 포함하는 구조를 가질 수 있다. LiF 등의 알칼리 금속 불화물 또는 CaF2 등의 알칼리 토금속 불화물 등의 무기 물질을 이용하여 두께가 1 내지 2nm인 박막으로서 전자 주입층(115)을 제공함으로써, 전자 주입층(115)의 에너지 밴드가 구부러지거나 터널 전류가 유동하며; 따라서, 전자는 제2 전극(102) 측으로부터 전자 수송층(114)으로 용이하게 주입된다.
본 실시 형태의 정공 주입층(111) 대신 정공 발생층을 제공할 수 있다. 정공 발생층은 정공을 발생시킴을 주목한다. 정공 발생층은 정공 수송 물질로부터 선택된 하나 이상의 물질과 정공 수송 물질에 대하여 전자 수용 특성을 나타내는 물질을 혼합하여 형성할 수 있다. 여기서, 정공 수송 물질로서, 정공 수송층(112)을 형성하는 데 사용될 수 있는 물질과 유사한 물질이 사용될 수 있다. 전자 수용 특성을 나타내는 물질로서, 산화몰리브덴, 산화바나듐, 산화루테늄 또는 산화레늄 등의 금속 산화물이 사용될 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 전자 주입층(115) 대신 전자 발생층을 제공할 수 있다. 전자 발생층은 전자를 발생시키는 층이다. 전자 발생층은 전자 수송 물질로부터 선택된 하나 이상의 물질과 전자 수송 물질에 대하여 전자 공여 특성을 나타내는 물질을 혼합함으로써 형성할 수 있다. 여기서, 전자 수송 물질로서는, 전자 수송층(114)을 형성하는데 사용할 수 있는 물질과 유사한 물질을 사용할 수 있다. 전자 공여 특성을 나타내는 물질로서는, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속으로부터 선택된 물질, 구체적으로는 리튬(Li), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 칼륨(K), 마그네슘(Mg) 등이 사용될 수 있다.
위에서 기재한 본 실시 형태의 발광 소자의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 전극(101)을 형성한 후, 그 위에, 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114) 및 전자 주입층(115)을 순차 적층시키고, 최종적으로 제2 전극(102)을 형성하는 제조방법을 이용할 수 있다. 또 다른 방법으로, 제2 전극(102)을 형성한 후, 그 위에, 전자 주입층(115), 전자 수송층(114), 발광층(113), 정공 수송층(112), 정공 주입층(111)을 순차 적층시키고, 최종적으로 제1 전극(101)을 형성하는 제조방법을 이용할 수 있다. 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 전자 주입층(115)은 각각 증착법, 잉크젯법, 도포법 등의 어느 방법을 이용해서라도 형성할 수 있음을 주목한다. 또한, 제1 전극(101) 또는 제2 전극(102)은 스퍼터링법, 증착법 등으로 형성할 수 있음을 주목한다.
위에서 기재한 구조를 갖는 본 발명의 발광 소자는 본 발명의 발광 효율이 탁월한 안트라센 유도체를 사용해서 제조되므로, 고효율의 발광 소자를 수득할 수 있다. 또한, 본 발명의 안트라센 유도체를 사용한 발광 소자는 긴 수명에 대하여 낮은 전압으로 구동할 수 있다. 따라서, 본 발명의 발광 소자는 높은 전력효율 및 낮은 소비 전력을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 소자는 본 발명의 안트라센 유도체와 같은 안트라센 골격 및 아민 골격을 함유하는 화합물을 사용하여 제조되므로, 반복된 산화 반응으로 인한 발광 물질의 특성 변화에 따른 발광 소자의 특성 변화가 적고, 장기간 동안 안정한 발광을 발생시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 발광 소자는 본 발명의 안트라센 유도체를 사용하여 형성시킨다. 따라서, 외부 양자 효율이 높은 소자를 수득할 수 있으므로, 발광 효율이 높은 소자를 수득할 수 있다. 특히, 소자를 저전압으로 구동할 수 있으므로, 높은 전류 효율 및 높은 전력 효율을 갖는 소자를 수득할 수 있다. 추가로, 본 발명의 안트라센 유도체는 청색 발광을 발생시킬 수 있으므로, 높은 전류 효율 및 높은 전력 효율을 갖는 청색 발광 소자를 수득할 수 있다.
(실시 형태 3)
본 실시 형태에서는, 본 발명의 안트라센 유도체를 호스트(발광 물질과 함께 발광층에 포함시켜 발광 물질을 분산 상태로 만드는 물질)로서 사용한 발광 소자를 도 2를 참조로 하여 설명한다. 발광층(213) 이외의 성분에 대해서는 실시 형태 2과 동일한 구조이므로, 설명을 생략함을 주목한다.
본 형태의 도 2에 나타낸 발광 소자는, 제1 전극(201)과 제2 전극(202) 사이에 발광층(213)을 갖는다. 또한, 제1 전극(201)과 발광층(213) 사이에는 정공 주입층(211) 및 정공 수송층(212)이 제공되고, 제2 전극(202)과 발광층(213) 사이에는 전자 주입층(215) 및 전자 수송층(214)이 제공된다. 발광 소자의 구조는 이것으로 제한되지는 않으며, 목적에 따라 익히 공지된 구조를 적합하게 선택할 수 있음을 주목한다.
본 실시 형태에 있어서, 발광층(213)은 실시 형태 1에 기재된 안트라센 유도체와, 본 발명의 안트라센 유도체보다 에너지 갭이 작고 안트라센 유도체보다 이온화 전위가 작은 발광 물질을 포함한다. 이 경우, 본 발명의 안트라센 유도체는 호스트로서 작용한다. 발광 물질로서는 형광 발광 재료 또는 인광 발광 재료의 어느 것이라도 사용할 수 있지만, 인광 발광 재료를 사용하는 경우, 인광 발광 재료의 삼중선 준위가 본 발명의 안트라센 유도체보다 낮을 필요가 있다. 구체적으로는, 쿠마린 유도체, 올리고페닐렌 유도체, 옥사졸 유도체, 스틸벤 유도체, 퀴놀론 유도체, 아크리돈 유도체, 피렌 유도체, 페난트린 유도체 등을 이용할 수 있다. 발광 물질로서 사용할 수 있는 물질은 이것으로 제한되지 않으며, 본 발명의 안트라센 유도체보다 에너지 갭이 작고 안트라센 유도체보다 이온화 전위가 작은 발광 물질이면 될 수 있음을 주목한다. 이러한 발광 물질은 실시 형태 1에 기재된 본 발명의 안트라센 유도체를 사용하여 형성된 층에 분산되되도록 포함되어 있다. 이러한 방식으로, 이러한 발광 물질과 호스트로서 작용하는 본 발명의 안트라센 유도체를 배합시켜 사용함으로써, 호스트로부터의 광이 혼합되기 어렵고 발광 물질에 의해 야기된 발광을 선택적으로 방출할 수 있는 발광 소자를 수득할 수 있다.
발광층(213)과 같이 복수의 화합물이 혼합된 층을 형성하는 경우, 공증착법을 사용할 수 있다. 여기서, 공증착법은 하나의 처리 챔버에 제공된 복수의 증착원으로부터 원료를 기화시켜, 기화한 원료를 기상 상태로 혼합하고, 피처리물 위에 퇴적시키는 증착법을 말한다.
(실시 형태 4)
본 실시 형태에서는 본 발명의 발광 장치(EL 발광 장치)의 일례를 도 3 및 도 4를 참조로 하여 제조방법과 함께 설명한다. 본 실시 형태에서는 동일 기판 위에 화소부와 구동 회로부가 형성된 능동형 매트릭스 발광 장치의 예에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않고, 수동형 발광 장치에 적용될 수도 있음을 주목한다.
우선, 기판(300) 위에 기저 절연막(301)을 형성한다. 기판(300) 측으로 표시면으로서 발광을 추출하는 경우, 기판(300)으로서는 투광성을 갖는 유리 기판 또는 석영 기판을 사용할 수 있다. 또 다른 방법으로, 가공시 처리 온도를 견딜 수 있는 내열성을 갖는 투광성의 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 다른 한편으로, 기판(300) 측과 반대의 면으로 표시면으로서 발광을 추출하는 경우, 위에 절연막을 형성한 실리콘 기판, 금속 기판 또는 스텐레스 강 기판 및 상기 기판을 사용할 수 있다. 적어도 가공시 발생하는 열을 견딜 수 있는 한, 어떠한 기판이라도 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는 기판(300)으로서 유리 기판을 사용한다. 유리 기판의 굴절률은 약 1.55임을 주목한다.
기저 절연막(301)으로서는 산화규소 막, 질화규소 막 또는 옥시질화규소 막 등의 절연막을 스퍼터링법, LPCVD법, 플라즈마 CVD법 등으로 단층 또는 2층 이상의 복수층으로 형성한다. 또한, 기판의 요철 및 기판으로부터의 불순물 확산이 문제를 일으키지 않는 경우, 기저 절연막을 형성할 필요가 없다.
그 다음, 기저 절연막(301) 위로 반도체 층을 형성한다. 반도체 층은 다음과 같이 형성한다: 무정형 반도체 필름을 스퍼터링법, LPCVD법 또는 플라즈마 CVD법 등으로 형성한 다음, 상기 무정형 반도체 막을 레이저 결정화법, 열 결정화법 또는 니켈 등의 촉매 원소를 사용한 열 결정화법 등으로 결정화시켜 결정성 반도체 막을 수득한다. 니켈 등의 촉매 원소를 사용한 열 결정화법을 사용한 열 결정화법을 사용하는 경우, 결정화 후 게터링(gettering)에 의해 촉매 원소를 제거하는 것이 바람직함을 주목한다. 그 후, 포토리소그래피법에 의해, 결정성 반도체 막을 목적하는 형상으로 가공한다.
그 다음, 반도체 층을 덮는 게이트 절연막(302)을 형성한다. 게이트 절연막(302)으로서, 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 규소를 포함하는 절연막을 형성한다. 또한, 규소를 포함하는 절연막의 단층 또는 적층 구조를 형성한 후에 마이크로파에 의한 플라즈마를 사용한 표면 질화 처리를 수행하여 세이트 절연막(302)을 형성할 수 있다.
그 다음, 게이트 절연막(302) 위로 게이트 전극을 형성한다. 게이트 전극은, 텅스텐(W), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 질화탄탈(TaN) 또는 몰리브덴(Mo) 등의 내화성 금속, 또는 내화성 금속을 주성분으로 하는 합금 또는 화합물 등의 전기 전도 재료를 이용하여 스퍼터링법, 증착법 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 게이트 전극은 이러한 전기 전도 재료의 단층 구조, 또는 2층 이상의 복수층을 가질 수 있다.
그 다음, 화소부(325) 및 구동 회로부(345)에 형성된 각각의 트랜지스터(310 내지 340)의 반도체 층에 n형 또는 p형의 전기 전도형을 소유하는 불순물영역을 형성하기 위해서, 불순물을 가한다. 첨가하는 불순물은 각각의 트랜지스터에 따라 적당히 선택할 수 있다.
그 다음, 제1 층간 절연막(303a 및 303b)을 형성한다. 제1 층간 절연막(303a 및 303b)은 산화규소막, 질화규소막 또는 옥시질화규소막 등의 무기 절연막, 유기 수지막, 또는 실록산을 포함하는 막을 사용하여 형성할 수 있고, 이들 절연막을 단층 또는 2층 이상의 복수층으로 형성할 수 있다. 실록산은 실리콘(Si)과 산소(O)과의 결합으로 형성된 골격 구조를 포함하는 재료임을 주목한다. 치환체로서, 적어도 수소를 함유하는 유기 그룹(예: 알킬 그룹 또는 방향족 탄화수소)을 사용할 수 있다. 플루오로 그룹 또한 치환체로서 사용할 수도 있다. 또 다른 방법으로, 치환체로서, 적어도 수소를 포함하는 유기 그룹과 플루오로 그룹을 사용할 수 있다. 또한, 무기 절연막을 형성하는 경우, 스퍼터링법, LPCVD법 또는 플라즈마 CVD법 등을 사용할 수 있다. 유기 수지막 또는 실록산을 함유하는 막을 형성하는 경우, 도포법을 사용할 수 있다. 여기서는 제1 층간 절연막이 2층의 적층 구조를 갖지만, 단층 또는 3층 이상의 층도 사용할 수 있다.
그 다음, 제1 층간 절연막(303a 및 303b)을 선택적으로 에칭하고, 반도체 층에 도달하는 콘택트 홀을 형성한다. 이어서, 콘택트 홀을 통하여 반도체 층에 이르는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성한다. 소스 전극 및 드레인 전극은 스퍼터링법에 의해 금속막을 적층시킨 후, 금속 적층막을 포토리소그래피법에 의해 선택적으로 에칭시켜 형성한다.
위의 단계를 통하여, 화소부에 배치되는 제1 트랜지스터(310) 및 제2 트랜지스터(320)와, 구동 회로부에 배치되는 제3 트랜지스터(330) 및 제4 트랜지스터(340)가 형성된다. 본 실시 형태에서는, 오프(off) 전류를 감소시키기 위하여 제1 트랜지스터(310) 및 제2 트랜지스터(320)가 멀티게이트 구조(직렬로 접속된 2개 이상의 채널 형성 영역을 포함한 반도체 층과 각각의 채널 형성 영역에 전계를 인가하는 2개 이상의 게이트 전극을 갖는 구조)를 갖지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않고, 싱글 게이트 구조도 사용될 수 있음을 주목한다. 또한, 구동 회로부에 배치되는 제3 트랜지스터(330) 및 제4 트랜지스터(340)는 싱글 게이트 구조를 갖지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않고, 멀티게이트 구조도 사용될 수 있다.
또한, 제1 트랜지스터(310), 제3 트랜지스터(330) 및 제4 트랜지스터(340)는 게이트 절연막(302)이 사이에 삽입된 게이트 전극과 중첩되는 저농도 도핑된 드레인 영역(LDD영역)을 포함하는 구조를 갖지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않고, LDD 영역이 없는 구조를 사용할 수 있다.
또한, 제2 트랜지스터(320)는 게이트 절연막(302)이 사이에 삽입된 게이트 전극과 중첩되지 않는 저농도 도핑된 드레인 영역(LDD영역)을 포함하는 구조를 갖지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않고, 이것에 한하지 않고, LDD 영역이 없는 구조를 사용할 수 있다.
구동 회로부(345)에 있어서, 제3 트랜지스터(330)는 n 채널 트랜지스터이고, 제4 트랜지스터(340)는 p 채널 트랜지스터이고, CMOS 회로는 제3 트랜지스터(330)와 제4 트랜지스터(340)를 상보적으로 접속시켜 형성되어, 다양한 종류의 회로를 실현할 수 있음을 주목한다.
이어서, 발광 소자(350)를 형성한다. 우선, 제1 전극(351)(유기발광 소자의 애노드 또는 캐소드)을 형성한다. 제1 전극(351)은 실시 형태 2 및 실시 형태 3과 동일한 방식으로 형성할 수 있어, 설명을 생략한다.
그 다음, 제1 전극(351)의 가장자리부를 덮는 격벽층(360)을 형성한다. 격벽층(360)은, 도포법에 의해 아크릴, 실록산, 레지스트, 산화 규소, 폴리이미드 등을 사용한 절연막을 형성하고, 수득한 절연막을 포토리소그래피법으로 목적하는 형 상으로 형성함으로써 형성할 수 있다.
도 3에서는, 제1 층간 절연막(303a 및 303b)만이 각각의 트랜지스터(310 내지 340)와 발광 소자(350) 사이에 형성되어 있지만, 제1 층간 절연막(303a 및 303b) 뿐만 아니라 제2 층간 절연막이 제공된 구조도 사용할 수 있음을 주목한다. 이러한 경우, 제1 전극(351)은 제1 층간 절연막(303a 및 303b) 및 제2 층간 절연막을 샌드위칭한 제1 트랜지스터(310)과 전기적으로 접속시킨다.
그 다음, 층(352), 제2 전극(353)(유기발광 소자의 캐소드 또는 애노드)을 순차 형성한다. 층(352)은 실시 형태 2 또는 실시 형태 3에 있어서 설명한 본 발명의 안트라센 유도체를 함유하는 발광층을 포함함을 주목한다. 또한, 층(352)은 발광층 뿐만 아니라, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함할 수 있다. 층(352) 및 제2 전극(353)은 실시 형태 2 및 실시 형태 3과 동일한 방식으로 형성할 수 있으므로, 설명을 생략한다.
위의 단계를 통하여, 제1 전극(351), 층(352) 및 제2 전극(353)을 포함하는 발광 소자(350)를 형성한다. 발광 소자(350)는 격벽층(360)에 의해 인접해서 제공된 또 다른 다른 발광 소자와 분리되어 있음을 주목한다.
그 다음, 밀봉 기판(380)을 실런트(370)로 접착시켜 발광 소자(350)를 밀봉한다. 즉, 발광 장치는 표시 영역의 외주를 실런트(370)로 둘러쌈으로써 한 쌍의 기판(300 및 380)으로 밀봉된다. 본 실시 형태에서는, 실런트(370)는 단자부(395) 및 구동 회로부(345)와 중첩되지만, 실런트(370)는 적어도 표시 영역의 외주를 둘러싸게 배치될 수 있고, 단자부에만 배치될 수도 있음을 주목한다. 또한, 실런트(370)로 둘러싸인 영역에는 충전재 또는 건조 불활성 기체를 충전할 수 있다.
최종적으로, FPC 393을 이방성 전도성 층(392)을 사용하여 공지된 방법으로 단자 전극(391)과 접착시켜 단자부(390)를 형성한다. 단자 전극(391)의 경우, 제1 전극(351)과 동일한 공정으로 수득할 수 있는 전극을 최상층으로 사용하는 것이 바람직함을 주목한다.
도 4는 화소부의 평면도이며, 도 4의 쇄선 E-F를 따라 절단한 단면은 도 3의 화소부의 제1 트랜지스터(310)의 단면 구조에 상응한다. 또한, 도 4의 쇄선 M-L을 따라 절단한 단면은 도 3의 화소부의 제2 트랜지스터(320)의 단면 구조에 상응한다. 도 4의 참조 번호(400)로 나타낸 실선은 격벽층(360)의 주변을 나타냄을 주목한다. 도 3 및 4는 본 발명의 발광 장치의 예를 나타내는 다이어그램이고, 배선 등은 레이아웃에 따라 적당히 변경됨을 주목한다.
발광 장치에서, 발광 장치의 발광 표시면은 한 면 또는 양면에 제공될 수 있다. 제1 전극(351)과 제2 전극(353)을 투명 전도성 층을 사용하여 형성하는 경우, 발광 소자(350)의 광은 기판(300) 및 밀봉 기판(380)을 통하여 양면으로 추출된다. 이러한 경우, 밀봉 기판(380) 및 충전제에 대하여 투명 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
제2 전극(353)을 금속막으로 형성하고, 제1 전극(351)을 투명 전도성 층으로 형성하는 경우, 발광 소자(350)의 광이 기판(300)만을 통하여 한 면으로 추출되는 구조, 즉 하부 방출 구조가 수득된다. 이러한 경우, 밀봉 기판(380) 및 충전제에 대하여 투명한 재료를 반드시 사용할 필요가 없다.
제1 전극(351)을 금속막으로 형성하고, 제2 전극(353)을 투명 전도성 층으로 형성하는 경우, 발광 소자(350)의 광이 밀봉 기판(380)만을 통하여 한 면으로 추출되는 구조, 즉 상부 방출 구조가 수득된다. 이러한 경우, 기판(300)에 대하여, 투명한 재료를 반드시 사용할 필요가 없다.
제1 전극(351) 및 제2 전극(353)용 재료는 일 함수를 고려하여 선택할 필요가 있다. 그러나, 제1 전극(351) 및 제2 전극(353)은, 화소 구성에 따라 애노드 또는 캐소드가 될 수 있다. 제1 트랜지스터(310)의 극성이 p 채널형일 경우, 제1 전극(351)은 애노드이고, 제2 전극(353)은 캐소드일 수 있다. 제1 트랜지스터(310)의 극성이 n 채널형일 경우, 제1 전극(351)은 캐소드이고, 제2 전극(353)은 애노드일 수 있다.
도 5는 완전 컬러 표시의 경우 본 실시 형태의 화소부의 등가 회로 다이어그램이다. 도 5의 트랜지스터(510)는 도 3의 제1 트랜지스터(310)에 상응하고, 트랜지스터(520)는 도 3의 제2 트랜지스터(320)에 상응한다. 적색을 표시하는 화소에서는, 트랜지스터(510)의 드레인 영역과 적색을 발광하는 발광 소자(550R)가 접속되고, 소스 영역은 애노드측 전원선(R)(503R)과 접속된다. 또한, 발광 소자(550R)는 캐소드측 전원선(500)과 접속된다. 또한, 녹색을 표시하는 화소에서는, 트랜지스터(510)의 드레인 영역과 녹색을 발광하는 발광 소자(550G)가 접속되고, 소스 영역은 애노드측 전원선(G)(503G)과 접속된다. 또한, 청색을 표시하는 화소에서는, 트랜지스터(510)의 드레인 영역과 청색을 발광하는 발광 소자(550B)가 접속되고, 소스 영역은 애노드측 전원선(B)(503B)과 접속된다. EL 재료에 따라 상이한 색상을 방출하기 위한 화소에 상이한 전압이 인가된다.
또한, 발광 장치에서, 화면 표시의 구동 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 점 순차 구동 방법, 선 순차 구동 방법, 면 순차 구동 방법 등을 이용할 수 있다. 통상적으로, 선 순차 구동 방법을 사용하고, 추가로, 시분할 회색 계조 구동 방법 또는 면적 계조 구동 방법을 적당히 이용할 수 있다. 추가로, 발광 장치의 소스 선에 입력되는 영상신호는 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있으며, 비디오 신호에 따라, 구동 회로 등을 적당히 설계할 수 있다.
추가로, 디지털의 비디오 신호를 사용하는 발광 장치의 경우, 화소에 입력되는 비디오 신호는 정전압(CV) 또는 정전류(CC)를 갖는다. 정전압(CV)의 비디오 신호의 경우, 발광 소자에 인가되는 신호의 전압이 일정한 경우(CVCV)와, 발광 소자에 인가되는 신호의 전류가 일정한 경우(CVCC)가 있다. 또한, 정전류(CC)의 비디오 신호의 경우, 발광 소자에 인가되는 신호의 전압이 일정한 경우(CCCV)와, 발광 소자에 인가되는 신호의 전류가 일정한 경우(CCCC)가 있다.
추가로, 발광 장치에서, 정전 파괴 방지를 위한 보호 회로(예: 보호 다이오드)를 제공할 수도 있다.
본 실시 형태와 같이, 본 발명의 안트라센 유도체를 포함하는 발광 소자를 가짐으로써, 저소비 전력 및 고휘도의 발광을 소유하는 발광 장치를 수득할 수 있다.
(실시 형태 5)
본 실시 형태에서는 본 발명의 발광 장치(EL 발광 장치)에 FPC 또는 구동용 구동 IC를 설치한 예를 도 6a 및 6b를 참조로 하여 설명한다. 이러한 발광 표시 패널에 탑재되어 있는 발광 소자에 포함된 구성은 실시 형태 2 또는 3에 나타낸 것과 유사한 구조임을 주목한다.
도 6a는 FPC(6009)를 4군데의 단자부(6008)에 접착시킨 발광 장치의 평면도의 일례를 나타낸다. 기판(6010) 위에, 발광 소자 및 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소부(6002), TFT를 포함하는 게이트 구동 회로(6003), 및 TFT를 포함하는 제1 구동 회로(6001)가 형성되어 있다. TFT의 활성층은 결정 구조를 갖는 반도체 막을 사용하여 형성되고, 이러한 회로는 동일한 기판 위에 형성된다. 따라서, 시스템 온 패널(system-on-panel)을 실현한 발광 장치(EL 발광 장치)를 제조할 수 있다.
기판(6010)이 접촉부를 제외한 보호막으로 덮여지고, 보호막 위로 광촉매 기능을 갖는 물질을 함유하는 기저층이 제공됨을 주목한다.
또한, 화소부의 양 면에 제공된 2개의 접속 영역(6007)이, 발광 소자의 제2 전극(캐소드)을 기저층의 배선과 접촉시키도록 제공되어 있다. 발광 소자의 제1 전극(애노드)은 화소부(6002)에 제공된 TFT와 전기적으로 접속되어 있다.
밀봉 기판(6004)은 화소부(6002) 및 구동 회로(6001 및 6003)를 둘러싸는 실런트(6005), 및 실런트(6005)에 의해 둘러싸인 충전 재료에 의해 기판(6010)에 고정되어 있다. 투명한 건조제를 함유하는 충전 재료로 충전을 수행할 수도 있다. 추가로, 화소부와 겹치지 않는 영역에 건조제를 제공할 수도 있다.
본 실시 형태에서는, 실런트(6005)가 TFT를 포함하는 게이트 구동 회로(6003)와 부분적으로 겹치게 배치되어 있지만, 실런트(6005)는 표시 영역의 외주를 둘러싸게 배치될 수 있음을 주목한다. 즉, 실런트(6005)는 게이트 구동 회로(6003)와 겹치지 않도록 배치될 수 있다.
추가로, 도 6a에 나타낸 구조는 비교적 큰 크기(예: 대각선 4.3in)의 발광 장치에 적합한 예를 나타내는 반면, 도 6b는 보다 협소한 프레임을 갖는 소형 크기(예: 대각선 1.5in)에 적합한 COG 방식을 채용한 예이다.
도 6b에 있어서, 기판(6610) 위에 구동 IC(6601)가 탑재되어 있고, 구동 IC(6601)의 끝에 배치된 단자부(6608) 위에 FPC(6609)가 탑재되어 있다. 생산성을 향상시키는 관점에서, 복수의 구동 IC(6601)는 바람직하게는 한 변에 300 내지 1000mm인 장방형 기판 위에 형성한다. 즉, 기판 위에 각각 구동 회로부와 입/출력 단자를 하나의 단위로서 갖는 복수개의 회로 패턴을 형성하고, 구동 IC가 각각 수득될 수 있도록 분리한다. 구동 IC의 길이에 대해서는, 구동 IC를, 화소부의 한 변의 길이 또는 화소 피치를 고려하여 장변이 15 내지 80mm이고 단변이 1 내지 6mm인 장방형을 갖도록 하거나, 장변의 길이가 화소 영역의 한 변, 또는 각각에 대하여 화소부의 한 변과 각각의 구동 회로의 한 변을 더한 길이가 되도록 형성할 수 있다.
외부 치수에 대해서는, 구동 IC는 장변의 길이에서 IC 칩보다 이점을 갖는다. 장변이 15 내지 80mm가 되도록 형성된 구동 IC를 사용하는 경우, 화소부에 상응하는 탑재에 필요한 구동 IC의 수는 IC 칩을 사용하는 경우보다 적어서, 제조상의 수율을 향상시킨다. 또한, 유리 기판 위에 구동 IC을 형성하는 경우, 구동 IC가 호스트 기판의 형상에 한정되지 않기 때문에, 생산성이 감소되지 않는다. 이는 원형 실리콘 웨이퍼로부터 IC 칩을 꺼내는 경우와 비교하여 큰 이점이다.
또한, TAB법을 사용할 수 있으며, 이러한 경우, 복수의 테이프를 접착시키고 구동 IC를 테이프 위에 탑재할 수 있다. COG법의 경우, 단일 구동 IC를 단일 테이프 위에 탑재할 수 있으며, 이러한 경우, 강도를 강화시키기 위하여 구동 IC를 고정하기 위한 금속편 등을 함께 접착시킬 수 있다.
화소부(6602)와 구동 IC(6601) 사이에 제공된 접속 영역(6607)은 발광 소자의 제2 전극이 기저층의 배선과 접촉되도록 제공된다. 발광 소자의 제1 전극은 화소부(6602)에 제공된 TFT와 전기 접속되어 있다.
또한, 밀봉 기판(6604)은 화소부(6602)를 둘러싸는 실런트(6605 및 6605)에 둘러싸인 충전 재료에 의해 기판(6610)에 고정되어 있다.
화소부의 TFT의 활성층으로서 무정형 반도체 막을 사용하는 경우, 구동 회로를 동일 기판 위에 형성하는 것이 곤란하므로, 대형 크기에도 도 6b의 구조를 사용한다.
이상과 같은 본 발명의 발광 장치는 화소부를 형성하는 발광 소자로서 실시 형태 2 또는 3에 기재된 발광 소자를 가지므로, 높은 신뢰도 및 낮은 소비 전력을 역시 달성할 수 있다.
(실시 형태 6)
본 실시 형태에서는, 수동형의 발광 장치의 예를 도 7을 참조로 하여 설명한다. 도7a 및 도 7b는 각각 본 발명을 적용한 수동형 발광 장치의 투시도 및 평면도이다. 특히, 도 7a는 도 7b의 점선(758)에 의해 둘러싸인 부분의 투시도이다. 도 7a 및 7b에서, 동일한 부분은 동일한 참조 부호로 나타낸다. 도 7a에서는, 복수의 제1 전극(752)이 기판(751) 위에 병렬로 제공되어 있다. 제1 전극(752) 각각의 가장자리부는 격벽층(753)으로 덮어져 있다. 가장 앞면 위의 제1 전극(752)을 덮고 있는 격벽층은, 제1 전극(751) 위에 제공된 제1 전극(752) 및 격벽층(753)의 위치가 용이하게 인지되도록 나타내지 않았지만, 실제로는 가장 앞 면 위의 제1 전극(752)의 가장자리부는 격벽층으로 덮여져 있음을 주목한다. 제1 전극(752) 위에 복수의 제2 전극(755)이 복수의 제1 전극(752)과 교차하게 병렬로 제공되어 있다. 제1 전극(752)과 제2 전극(755)의 사이에는 층(754)이 제공되어 있다. 층(754)은, 실시 형태 2 또는 실시 형태 3에서 설명한 본 발명의 안트라센 유도체를 함유하는 발광층을 포함한다. 또한, 층(754)은 발광층 외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함할 수 있다. 제2 전극(755) 위에는 제2 기판(759)이 제공된다.
도 7b에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(752)은 제1 구동 회로(756)와 접속되고, 제2 전극(755)은 제2 구동 회로(757)와 접속된다. 제1 전극(752)과 제2 전극(755)이 서로 교차하는 부분은 전극 사이에 발광층을 개재시켜 형성한 본 발명의 발광 소자를 형성한다. 제1 구동 회로(756) 및 제2 구동 회로(757)로부터의 신호에 의해 선택된 본 발명의 발광 소자는 발광한다. 발광은 제1 전극(757) 및/또는 제2 전극(755)을 통하여 외부로 추출된다. 이어서, 복수의 발광 소자로부터의 발광이 합쳐져 이미지를 표시한다. 격벽층(753) 및 제2 기판(759)은, 제1 전극(752) 및 제2 전극(755)의 위치가 용이하게 인지되도록 도 7b에 나타내지 않았지만, 격벽층(753) 및 제2 기판(759)은 실제로 도 7a에 나타낸 바와 같이 제공됨을 주목한다.
제1 전극(752) 및 제2 전극(755)을 형성하기 위한 재료는 특별히 제한되지 않지만, 제1 전극(752) 및 제2 전극(755)은, 두 전극중 하나 또는 둘 다가 가시광을 투과시킬 수 있도록 투명한 전도성 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 기판(751) 및 제2 기판(759)용 재료는 특별히 제한되지 않지만, 제1 기판(751) 및 제2 기판(759) 각각은 유리 기판 외에 플라스틱 등의 수지로 가요성을 갖는 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 격벽층(753)용 재료는 특별히 제한되지 않지만, 격벽층(753)은 무기 물질 또는 유기 물질, 또는 무기 물질과 유기 물질 둘 다를 사용하여 형성할 수 있다. 게다가, 격벽층(753)은 실록산을 사용하여 형성할 수 있다.
추가로, 층(754)은 상이한 색상의 발광을 나타내는 각각의 발광 소자에 대하여 독립적으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 적색광을 방출하는 발광 소자, 녹색광을 방출하는 발광 소자 및 청색광을 방출하는 발광 소자에 대해 층(754)을 각각 제공함으로써, 다색 표시가 가능한 발광 장치를 수득할 수 있다.
본 실시 형태와 같이, 본 발명의 안트라센 유도체를 포함하는 발광층을 가짐으로써, 저소비 전력 및 고휘도의 발광을 갖는 수동형 발광 장치를 수득할 수 있다.
(실시 형태 7)
본 발명의 발광 장치 및 전자 기기로서, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이(헤드 마운트 디스플레이), 내비게이션 시스템, 음향 재생 장치(예: 카 오디오, 오디오 콤포넌트 시스템), 노트북 PC, 게임 기기, 휴대용 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대폰, 휴대형 게임기 또는 전자책 등), 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는 디지털 다용도 디스크(DVD) 등의 기록 매체를 재생하고 그 영상을 표시하기 위한 디스플레이를 갖춘 장치) 등을 들 수 있다. 도 8a 내지 8d 및 9는 전자 기기의 특정 예를 나타낸다.
도 8a는 디지털 카메라를 도시하며, 본체(2101), 표시부(2102), 화상부, 조작 키(2104), 셔터(2106) 등을 포함한다. 도 8a는 표시부(2102) 측으로부터의 다이어그램이고, 촬상부는 나타내지 않는다. 본 발명에 의해, 장기간 동안 양호한 이미지를 표시할 수 있는 표시부를 갖고, 신뢰도가 높은 디지털 카메라를 실현할 수 있다. 또한, 저소비 전력화도 달성할 수 있다.
도 8b는 노트북 PC를 도시하며, 본체(2201), 샤시(2202), 표시부(2203), 키보드(2204), 외부 접속 포트(2205), 포인팅 마우스(2206) 등을 포함한다. 본 발명에 의해, 장기간 동안 양호한 이미지를 표시할 수 있는 표시부를 갖고 신뢰도가 높은 노트북 PC를 실현할 수 있다. 또한, 저소비 전력화도 달성할 수 있다.
도 8c는 기록 매체를 구비한 휴대용 화상 재생 장치(구체적으로, DVD 재생 장치)를 도시하며, 이는 본체(2301), 샤시(2302), 표시부 A(2303), 표시부 B(2304), 기록 매체(예: DVD) 판독부(2305), 조작 키(2306), 스피커부(2307) 등을 포함한다. 표시부 A(2303)는 주로 화상 정보를 표시하고, 표시부 B(2304)는 주로 문자 정보를 표시한다. 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치에는 가정용 게임 기기등도 포함됨을 주목한다. 본 발명에 의해, 장기간 동안 양호한 이미지를 표시할 수 있는 표시부를 갖고 신뢰도가 높은 화상 재생 장치를 실현할 수 있다. 또한, 저소비 전력화도 달성할 수 있다.
도 8d는 발광 장치를 도시하며, 이는 샤시(2401), 지지대(2402), 표시부(2403), 스피커(2404), 비디오 입력 단자(2405) 등을 포함한다. 발광 장치는, 본 발명의 발광 소자를 표시부(2403)에 갖는다. 발광 장치로서는, 구체적으로는 컴퓨터용, 텔레비전 방송 수신용, 광고 표시용 등의 모든 정보 표시용의 표시 장치가 포함됨을 주목한다. 본 발명에 의해, 장기간 동안 양호한 이미지를 표시할 수 있는 표시부를 갖고 신뢰도가 높은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 저소비 전력화도 달성할 수 있다.
도 9에 나타낸 휴대폰은 조작 스위치(3004), 마이크로폰(3005) 등을 갖춘 본체(a)(3001)와, 표시 패널(a)(3008), 표시 패널(b)(3009), 스피커(3006) 등을 갖춘 본체(b)(3002)가 경첩(3010)으로 개폐 가능하게 연결되어 있다. 표시 패널(a)(3008) 및 표시 패널(b)(3009)은 회로 기판(3007)과 함께 본체(b)(3002)의 샤시(3003) 속에 내장시킨다. 표시 패널(a)(3008) 및 표시 패널(b)(3009)의 화소부는 샤시(3003)에 형성된 개방 창으로부터 보여지도록 구성된다.
표시 패널(a)(3008)과 표시 패널(b)(3009)은 휴대폰(3000)의 기능에 따라서 화소수 등의 사양을 적당히 설정할 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(a)(3008)과 표시 패널(b)(3009)을 주화면과 부화면으로서 조합시켜 사용할 수 있다.
또한, 안테나(3011)로 영상 신호 또는 음성 신호 등의 신호를 수신함으로써, 표시 패널(a)(3008)을 텔레비전 수상기 등의 표시 매체로서 기능시킬 수도 있다.
본 발명에 의해, 장기간 동안 양호한 이미지를 표시할 수 있는 표시부를 갖고 신뢰도가 높은 휴대 정보 단말기를 실현할 수 있다. 또, 저소비 전력화도 달성할 수 있다.
본 실시 형태의 휴대폰은 그 기능이나 용도에 따라서 다양한 양태로 변용할 수 있다. 예를 들면, 경첩(3010)의 부위로 화상 소자를 포함시키고, 카메라를 구비한 휴대폰을 제공할 수 있다. 또한, 조작 스위치(3004), 표시 패널(a)(3008) 및 표시 패널(b)(3009)을 하나의 샤시에 내장시킨 경우, 위에서 언급한 작용 효과를 수득할 수 있다. 추가로, 상기 양태 방식의 구조가 복수의 표시부를 제공한 정보 표시 단말기에 적용되는 경우, 유사한 효과를 수득할 수 있다.
위에서 기재한 바와 같이, 본 발명의 발광 소자를 갖는 발광 장치를 탑재하여, 신뢰도가 높은 다양한 전자 기기를 완성할 수 있다. 또한, 전자 기기의 낮은 소비 전력도 달성된다.
[실시예 1]
(합성예 1)
본 발명의 안트라센 유도체의 일례로서 화학식 17의 화합물, 9-페닐-10-[(4-[N-페닐]-4-[3-(9-페닐카바졸릴)])아미노]안트라센(약어: PCAPA)의 합성방법을 기재한다.
[단계 1: 9-페닐-10-(4-브로모페닐)안트라센(약어: PA)의 합성방법]
(1) 9-페닐안트라센의 합성.
9-브로모안트라센 5.4g(21.1mmol), 페닐보론산 2.6g(21.1mmol), 팔라듐 아세테이트(약어: Pd(OAc)2) 60㎎(0.21mmol), 탄산칼슘 용액 10㎖(20mmol)(2mol/ℓ), 트리스(오르토-톨릴)포스핀(약어: P(o-톨릴)3) 263㎎(0.84mmol) 및 디메톡시에탄(약어: DME) 20㎖를 200㎖ 들이 3구 플라스크에 넣은 다음, 질소 기체 스트림 하에 80℃에서 9시간 동안 교반하였다. 반응 후, 침전된 고체를 흡인 여과시켜 회수하였다. 이어서, 고체를 톨루엔에 용해시킨 다음, 플로리실(florisil®), 셀라이트 및 알루미나를 통하여 여과하였다. 여액을 물 및 포화 염수로 세척한 후, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 혼합 용액을 자연 여과시키고, 농축시키고, 밝은 갈색 고체인 표적 물질 9-페닐안트라센 21.5g을 85%의 수율로 수득하였다.
Figure 112008023266012-pct00076
(2) 9-브로모-lO-페닐안트라센의 합성.
9-페닐안트라센 6.0g(23.7mmol)을 사염화탄소 80㎖에 용해시킨 다음, 이의 반응 용액에 사염화탄소 10㎖에 브롬 3.80g(21.1mmol)이 용해된 용액을 적하 깔때기로 적하하였다. 적하 후, 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응 후, 나트륨 티오설페이트 용액을 가하고 교반하였다. 이어서, 유기층을 수성 수산화나트륨 및 포화 염수로 세척한 다음, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 혼합 용액을 자연 여과시킨 후, 여액을 농축하고 톨루엔에 용해시킨 다음, 플로리실, 셀라이트 및 알루미나를 통하여 여과를 수행하였다. 여액을 농축시킨 다음, 디클로로메탄과 헥산의 혼합물로 재결정화시키면, 밝은 황색 고체인 표적 물질 9-브로모-10-페닐안트라센 7.0g이 89%의 수율로 수득되었다.
Figure 112008023266012-pct00077
(3) 9-요오도-lO-페닐안트라센의 합성.
9-브로모-lO-페닐안트라센 3.33g(10mmol)을 테트라하이드로푸란(약어: THF) 80㎖에 용해시키고, -78℃로 냉각시켰다. 이어서, 이의 반응 용액에 n-부틸리튬 (약어: n-BuLi) 7.5㎖(12.0mmol)(1.6mol/ℓ 헥산 용액)를 적하 깔때기로 적하한 다음, 1시간 동안 교반하였다. 요오드 5g(20.0mmol)을 THF 20㎖에 용해시킨 용액을 적하하고, -78℃에서 추가로 2시간 동안 교반하였다. 반응 후, 나트륨 티오설페이트 용액을 가하고 교반하였다. 유기층을 나트륨 티오설페이트 용액 및 포화 염수로 세척한 다음, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 혼합 용액을 자연 여과시키고, 여액을 농축시킨 다음, 수득한 고체를 에탄올로 재결정화시켰다. 이어서, 밝은 황색 고체인 표적 물질 9-요오도-10-페닐안트라센 3.1g을 83%의 수율로 수득하였다.
Figure 112008023266012-pct00078
(4) 9-페닐-10-(4-브로모페닐)안트라센(약어: PA)의 합성.
9-요오도-10-페닐안트라센 1.0g(2.63mmol), p-브로모 페닐보론산 542㎎(2.70mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(약어: Pd(PPh3)4) 46㎎(0.03mmol), 탄산칼륨 용액 3㎖(6mmol)(2mol/ℓ) 및 톨루엔 10㎖의 용액을 80℃에서 9시간 동안 교반하였다. 반응 후, 톨루엔을 가하고, 플로리실, 셀라이트 및 알루미나를 사용하여 여과를 수행하였다. 여액을 물 및 포화 염수로 세척한 다음, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 혼합 용액을 자연 여과시키고, 여액을 농축시킨 후, 수득한 고체를 클로로포름과 헥산의 혼합물로 재결정화시켰다. 이어서, 밝은 갈색 고체인 표적 물질 9-페닐-10-(4-브로모페닐)안트라센(PA) 562㎎을 45%의 수율로 수득하였다.
Figure 112008023266012-pct00079
[단계 2: 3-(N-페닐아미노)-9-페닐카바졸(약어: PCA)의 합성방법]
(1) 3-브로모-9-페닐카바졸의 합성.
N-페닐카바졸 24.3g(100mmol)을 빙초산 600㎖에 용해시키고, N-브로모석신이미드 17.8g(100mmol)을 여기에 서서히 가하였다. 혼합물을 실온에서 약 12시간 동안 교반하였다. 상기 빙초산 용액을 빙수 1ℓ에 적하하면서, 이를 교반하였다. 침전된 백색 고체를 물로 3회 세척하였다. 상기 고체를 디에틸 에테르 150㎖에 용해시키고, 탄산수소나트륨 포화 용액 및 물로 세척하였다. 상기 유기층을 황산마그네슘으로 건조시켰다. 혼합물을 여과하고, 여액을 농축시켰다. 수득한 잔사를 메탄올로 재결정화시키면, 백색 분말인 표적 물질 3-브로모-9-페닐카바졸 28.4g이 88%의 수율로 수득되었다.
Figure 112008023266012-pct00080
(2) 3-(N-페닐아미노)-9-페닐카바졸(약어: PCA)의 합성.
3-브로모-9-페닐카바졸 19g(60mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(약어: Pd(dba)2) 340㎎(0.6mmol), 1,1-비스(디페닐포스피노)페로센(약어: DPPF) 1.6g(3.0mmol) 및 3급 부톡시나트륨(약어: t-BuONa) 13g(180mmol)을 500㎖ 들이 3구 플라스크에 넣었다. 질소로 플라스크 속의 공기를 치환한 후, 탈수소화 크실렌 110㎖ 및 아닐린 7.0g(75mmol)을 가하였다. 이를 교반하면서 90℃에서 7.5시간 동안 가열하였다. 반응을 종결시킨 후, 50℃의 고온 톨루엔 500㎖를 반응 용액에 가하고, 상기 반응 용액을 플로리실, 알루미나 및 셀라이트를 통하여 여과하였다. 여액을 농축하였다. 수득한 고체를 헥산과 에틸 아세테이트의 혼합물로 재결정화시키면, 크림색 분말인 표적 물질 3-(N-페닐아미노)-9-페닐카바졸(PCA) 15g이 75%의 수율로 수득된다.
Figure 112008023266012-pct00081
수득한 PCA의 1H-NMR을 아래에 나타낸다. 또한, 1H-NMR 챠트를 도 28a에 나타내고, 도 28a의 5.0 내지 9.0ppm 부분의 확대 챠트를 도 28b에 나타낸다.
1H-NMR (300 MHz, CDCl3); δ = 6.84 (t, j = 6.9, 1H), 6.97 (d, j = 7.8, 2H), 7.20-7.61 (m, 13H), 7.90 (s, 1H), 8.04 (d, j = 7.8, 1H)
수득한 PCA의 중용매에 대하여 DMSO를 사용한 경우의 1H-NMR을 아래에 나타내고, 1H-NMR 챠트를 도 29a에 나타내고, 도 29a의 6.5 내지 8.5ppm 부분의 확대 챠트를 도 29b에 나타낸다.
1H-NMR (300 MHz, DMSO-d); δ = 6.73 (t, j = 7.5, 1H), 7.02 (d, j = 8.1, 2H), 7.16-7.70 (m, 12H), 7.95 (s, 1H), 8.06 (s, 1H), 8.17 (d, j = 7.8, 1H)
이어서, 수득한 PCA의 중용매에 대하여 DMSO를 사용한 경우의 13C-NMR을 아래에 나타내고, 13C-NMR 챠트를 도 30a에 나타내고, 도 30a의 100 내지 150ppm 부분 의 확대 챠트를 도 30b에 나타낸다.
13C-NMR (75.5 MHz, DMSO-d); δ = 109.55, 110.30, 110.49, 114.71, 118.22, 119.70, 120.14, 120.61, 122.58, 123.35, 126.18, 126.48, 127.37, 129.15, 130.14, 135.71, 136.27, 137.11, 140.41, 145.61
[단계 3: 9-페닐-10-[(4-[N-페닐]-4-[3-(9-페닐카바졸릴)])아미노]안트라센(PCAPA)의 합성방법]
9-페닐-10-(4-브로모페닐)안트라센(PA) 409㎎(1.0mmol), 3-(N-페닐아미노)-9-페닐카바졸(PCA) 339㎎(1.0mmol), Pd(dba)2 6㎎(0.01mmol), 3급 부톡시나트륨(약어: t-BuONa) 500㎎(5.2mol), 트리(3급 부틸)포스핀(헥산 용액 10중량%)(약어: P(tBu)3) 0.1㎖ 및 톨루엔 10㎖를 0.1㎖ 들이 3구 플라스크에 넣고, 80℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 후, 용액을 물로 세척하고, 수성층을 톨루엔으로 추출하고, 이를 포화 염수를 사용하여 유기층과 함께 세척한 다음, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 혼합물을 천연 건조시키고 여액을 농축시켜 수득한 유상 생성물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(헥산:톨루엔 = 7:3)로 정제하고, 디클로로메탄과 헥산의 혼합물로 재결정화시켜, 황색 분말형인 표적 물질 534㎎을 81%의 수율로 수득하였다(합성 반응식 4a). 상기 혼합물을 핵 자기 공명(NMR)법으로 측정하는 경우, 상기 화합물은 9-페닐-10-[(4-[N-페닐]-4-[3-(9-페닐카바졸릴)])아미노]안트라센(PCAPA)인 것으로 확인되었다.
Figure 112008023266012-pct00082
상기 화합물의 1H-NMR을 아래에 나타낸다. 또한, 1H-NMR 챠트를 도 10a 및 10b에 나타낸다. 도 10b는 도 10a의 6.5 내지 8.5ppm 범위의 확대 챠트를 나타내는 챠트임을 주목한다.
1H-NMR (300 MHz, CDCl3); δ = 8.11-8.08 (m, 2H), 7.91-7.88 (m. 2H), 7.70-7.67 (m, 2H), 7.63-7.30 (m, 28H)
PCAPA의 흡수 스펙트럼을 도 11에 나타낸다. 자외선-가시선 분광 광도계(V-550, 제조원: JASCO Corporation)를 측정에 사용하였다. 도 11에서, 수평축은 파장(nm)을, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 추가로, 도 11에서, 선(a)은 PCAPA가 단일막인 상태의 흡수 스펙트럼을 나타내는 반면, 선(b)은 PCAPA가 톨루엔 용액에 용해된 상태의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. PCAPA의 방출 스펙트럼은 도 12에 나타낸다. 도 12에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 선(a)은 PCAPA가 단일막인 상태의 방출 스펙트럼(여기 파장: 402nm)을 나타내고, 선(b)은 PCAPA가 톨루엔 용액에 용해된 상태의 방출 스펙트럼(여기 파장: 370nm)을 나타낸다. PCAPA로부터의 발광은 단일막 상태에서 486nm에서 피크를 갖고, 톨루엔 용액에 용해된 상태에서 471nm에서 피크를 갖는다. 또한, 발광은 청색으로 나타난다. 따라서, PCAPA는 특히 청색광을 나타내는 발광 물질로서 적합하다고 밝혀진다.
막을 증착법에 의해 수득한 PCAPA로 형성하고, 박막 상태의 PCAPA의 이온화 전위를 광전자 분광계(AC-2, 제조원: RIKEN KEIKI CO., LTD.)를 사용하여 측정한 경우, 이온화 전위는 5.29eV였다. 상기 결과는 HOMO 준위가 -5.29eV임을 나타내었다. 박막 상태의 PCAPA의 흡수 스펙트럼은 자외선-가시선 분광계(V-550, 제조원: JASCO Corporation)를 사용하여 측정하고, 흡수 스펙트럼의 장파장 측의 흡수 가장자리의 파장(도 11의 선(a))은 에너지 갭(2.74eV)으로 설정되었다. 이러한 조건하에, LUMO 준위를 측정하는 경우, 이는 -2.55eV였다.
추가로, 수득한 PCAPA의 분해 온도 Td를 열 중량/시차 열 분석기(TG/DTA 320, 제조원: Seiko Instruments Inc.)로 측정하는 경우, Td는 402℃ 이상이었다. 그러므로, PCAPA는 유리한 내열 특성을 갖는 것으로 이해되었다.
또한, PCAPA의 산화 환원 반응 특성을 순환 전류전압법(CV) 측정으로 측정하였다. 추가로, 전기화학 분석기(ALS model 600A, 제조원: BAS Inc.)를 측정에 사용하였다.
CV 측정에 사용된 용액의 경우, 디메틸포름아미드(DMF)를 용매로서 사용하였다. 지지 전해질인 테트라-n-부틸암모늄 퍼클로레이트(H-Bu4NClO4)를 테트라-n-부틸암모늄 퍼클로레이트의 농도가 100mmol/ℓ가 되도록 용매에 용해시켰다. 또한, 측정되는 표적인 PCAPA를 이의 농도가 1mmol/ℓ로 설정되도록 용해시켰다. 추가로, 백금 전극(PTE 백금 전극, 제조원: BAS Inc.)을 작용 전극으로 사용하였다. 백금 전극(VC-3 Pt 카운터 전극(5cm), 제조원: BAS Inc.)을 보조 전극으로 사용하였다. Ag/Ag+ 전극(RE5 비수성 용매 기준 전극, 제조원: BAS Inc.)을 기준 전극으로 사용하였다.
산화 반응 특성을 다음과 같이 측정하였다. 기준 전극에 대한 작용 전극의 전위를 -0.27V에서 0.70V까지 변화시킨 다음, 0.70V에서 -0.27V로 변화시킨 주사를 1사이클이라고 하였다. 100회 사이클에 대한 산화 반응 특성을 측정하였다. CV 측정의 주사 속도를 0.1V/s로 설정함을 주목한다.
환원 반응 특성을 다음과 같이 측정하였다. 기준 전극에 대한 작용 전극의 전위를 -0.36V에서 -2.60V로 변화시킨 다음, -2.60V에서 -0.36V로 변화시킨 주사를 1사이클이라고 하였다. 100회 사이클에 대한 환원 반응 특성을 측정하였다. CV 측정의 주사 속도를 0.1V/s로 설정함을 주목한다.
PCAPA의 산화 반응 특성의 측정 결과를 도 13a에 나타낸다. 또한, PCAPA의 환원 반응 특성의 측정 결과를 도 13b에 나타낸다. 도 13a 및 13b에서, 수평축은 기준 전극에 대한 작업 전극의 전위(V)를 나타내는 한편, 수직축은 작업 전극과 보조 전극 사이의 전류 유동량을 나타낸다(1×10-5A).
도 13a로부터, 산화 전위는 0.47V인 것으로 밝혀졌다(vs. Ag/Ag+ 전극). 도 13b로부터, 환원 전위는 -2.26V인 것으로 밝혀졌다(vs. Ag/Ag+ 전극). 주사를 100회 사이클 동안 반복하였지만, CV 곡선의 피크는 산화 반응 및 환원 반응 각각에서 명백하게 관찰되었다. 따라서, 본 발명의 안트라센 유도체는 산화 환원 반응에 대하여 유리한 가역성을 나타내는 물질이며, 특히 산화 반응에 대하여 탁월한 가역성을 나타낸다.
PCAPA가 본 실시 형태에서 기재한 방법에 의해 합성되는 경우, PCAPA는 고수율로 합성될 수 있음을 주목한다.
[실시예 2]
(합성예 2)
본 발명의 안트라센 유도체의 예로서 화학식 20의 화합물, 9-페닐-10-{4'-[N-페닐-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]비페닐-4-일}안트라센(약어: PCAPBA)의 합성법을 기재한다.
[단계 1: 9-[4-(4-브로모페닐)페닐]-10-페닐안트라센(약어: PBA)의 합성방법]
(1) 4-(4-브로모페닐)페닐보론산의 합성.
4,4'-디브로모비페닐 10.0g(0.032mol)을 500㎖ 들이 3구 플라스크에 넣고, 플라스크의 공기를 질소로 치환시킨 다음, 테트라하이드로푸란 200㎖를 가하고, -80℃에서 교반하고, n-부틸리튬(1.60M 헥산 용액) 20㎖(0.032mol)를 반응 용액으로 적하하고, -80℃에서 1시간 동안 교반하고, 트리메틸 보레이트 40㎖(0.060mol)를 가하고, 1시간 동안 교반하면서 실온으로 되돌렸다. 염산수 200㎖(1.0mol/ℓ)를 반응 용액에 가한 후, 약 12시간 동안 교반하고, 유기층을 탄산수소나트륨 포화 용액 및 포화 염수로 세척한 다음, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 반응 용액을 자연 여과시킨 후, 여액을 농축시켜 수득한 고체를 에틸 아세테이트와 헥산의 혼합물로 재결정화시켰다. 백색 고체인 표적 물질 4-(4-브로모페닐)페닐보론산 3.7g을 41%의 수율로 수득하였다.
Figure 112008023266012-pct00083
(2) 9-[4-(4-브로모페닐)페닐]-10-페닐안트라센(약어: PBA)의 합성
9-요오도-lO-페닐안트라센 1.0g(2.63mmol), 4-(4-브로모페닐)페닐보론산 542㎎(2.70mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 46㎎(0.03mmol), 탄산칼륨 용액 3㎖(6mmol)(2.0mol/ℓ) 및 톨루엔 10㎖를 80℃에서 9시간 동안 교반하였다. 반응 후, 톨루엔을 가하고, 이를 플로리실, 셀라이트 및 알루미나를 통하여 여과하였다. 여액을 물 및 포화 염수로 세척한 다음, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 자연 여과시킨 후, 여액을 농축시키고, 클로로포름과 헥산의 혼합물로 재결정화를 수행하면, 밝은 갈색 고체인 표적 물질 9-[4-(4-브로모페닐)페닐]-10-페닐안트라센(PBA) 562㎎을 45%의 수율로 수득하였다.
Figure 112008023266012-pct00084
[단계 3: 9-페닐-10-{4'-[N-페닐-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]비페닐-4-일}안트라센(약어: PCAPBA)의 합성방법]
탈수 크실렌 15㎖를 9-[4-(4-브로모페닐)페닐]-10-페닐안트라센(PBA) 730㎎(1.5mmol), 3-(N-페닐아미노)-9-페닐카바졸(PCA) 500㎎(1.5mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 58㎎(0.1mmol), 트리(3급 부틸)포스핀(헥산 용액 10중량%) 1㎖(0.5mmol) 및 3급 부톡시나트륨(t-BuONa) 400㎎(4.0mmol)을 포함하는 혼합물에 가하였다. 이를 교반하면서, 질소 대기하에 110℃에서 5.5시간 동안 가열하였다. 반응을 종결시킨 후, 상기 현탁액을 톨루엔 약 200㎖와 함께 가하고, 이를 플로리실 및 셀라이트를 통하여 여과시켰다. 수득한 여액을 농축시키고 재결정화시켜, 밝은 황색 분말인 표적 물질 9-페닐-10-{4'-[N-페닐-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]비페닐-4-일}안트라센(약어: PCAPBA)을 수득하였다. 또한, 재결정화 여액을 농축시켜 수득한 혼합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(톨루엔:헥산 = 1:1)로 정제하였다. 수득한 혼합물을 헥산으로 재결정화시키면, 표적 물질 PCAPBA의 밝은 황색 분말 고체가 수득된다. 수득한 제1 표적 물질과 합한 PCAPBA 700㎎을 63%의 수율로 수득하였다(합성 반응식 6a). 상기 화합물은 핵자기 공명(NMR)법으로 측정하여 9-페닐-10-{4'-[N-페닐-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]비페닐-4-일}안트라센인 것으로 확인하였다.
Figure 112008023266012-pct00085
상기 화합물의 1H-NMR을 아래에 나타낸다. 또한, 1H-NMR 챠트도 도 14a 및 14b에 나타낸다. 도 14b는 도 14a의 6.5 내지 8.5ppm 범위의 확대 부분을 나타내는 챠트이다.
1H-NMR (300MHz, CDCl3); δ = 8.51-8.00 (m, 2H), 7.83-7.78 (m, 4H), 7.72-7.48 (m, 16H), 7.41-7.23 (m, 16H)
PCAPBA의 흡수 스펙트럼을 도 15에 나타낸다. 자외선-가시선 분광계(V-550, 제조원: JASCO Corporation)를 측정에 사용하였다. 도 15에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 추가로, 도 15에서, 선(a)은 PCAPBA가 단일막인 상태의 흡수 스펙트럼을 나타내는 한편, 선(b)은 PCAPBA가 톨루엔 용액에 용해된 상태의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. PCAPBA의 방출 스펙트럼은 도 16에 나타낸다. 도 16에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 16에서, 선(a)은 PCAPBA가 단일막인 상태의 방출 스펙트럼(여기 파장: 402nm)을 나타내고, 선(b)은 PCAPBA가 톨루엔 용액에 용해된 상태의 방출 스펙트럼(여기 파장: 395nm)을 나타낸다. 도 16으로부터, PCAPBA로부터의 발광은 단일막 상태에서 482nm에서 피크를 갖고, 톨루엔 용액에 용해된 상태에서 448nm에서 피크를 갖는 것으로 밝혀졌다. 또한, 발광이 청색광으로 인지되었다. 따라서, PCAPBA는 청색광을 나타내는 발광 물질로서 적합한 것으로 밝혀졌다.
막을 증착법에 의해 수득한 PCAPBA로 형성하고 박막 상태의 PCAPBA의 이온화 전위를 광전자 분광계(AC-2, 제조원: RIKEN KEIKI CO., LTD.)를 사용하여 측정한 경우, 이온화 전위는 5.29eV였다. 이러한 결과는 HOMO 준위가 -5.29eV임을 나타내었다. 박막 상태의 PCAPBA의 흡수 스펙트럼은 자외선-가시선 분광광도계(V-550, 제조원: JASCO Corporation)를 사용하여 측정하고, 흡수 스펙트럼의 장파장 측에서의 흡수 가장자리의 파장(도 15의 (a))을 에너지 갭으로 설정하였다(2.82eV). 이러한 조건하에, LUMO 준위를 측정하는 경우, 이는 -2.47eV였다.
추가로, 수득한 PCAPBA의 분해 온도 Td를 열 중량/시차 열 분석기(TG/DTA 320, 제조원: Seiko Instruments Inc.)로 측정하는 경우, Td는 430℃ 이상이었다. 그러므로, PCAPBA는 유리한 내열 특성을 갖는 것으로 이해되었다.
PCAPBA가 본 실시 형태에 기재한 방법으로 합성되는 경우, PCAPBA는 고수율로 합성될 수 있음을 주목한다.
[실시예 3]
(합성예 3)
본 발명의 안트라센 유도체로서 화학식 30의 화합물, 9-{4-[N-(l-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]페닐}-10-페닐안트라센(약어: PCNPA)의 합성방법을 기재한다.
[단계 1: 3-[N-(l-나프틸)아미노]-9-페닐카바졸(약어: PCN)의 합성방법]
질소하에, 탈수 크실렌 12㎖를 3-요오도-9-페닐카바졸 3.7g(10mmol), 1-아미노나프탈렌 1.6g(5mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 60㎎(0.1mmol), 트리(3급 부틸)포스핀(헥산 용액 49중량%) 200㎕(0.5mmol) 및 3급 부톡시나트륨(약어: t-BuONa) 3g(30mmol)의 혼합물에 가하였다. 이를 교반하면서, 질소 대기하에 90℃에서 7시간 동안 가열하였다. 반응을 종결한 후, 상기 현탁액을 고온 톨루엔 약 200㎖과 가하고, 플로리실, 알루미나 및 셀라이트를 통하여 여과하였다. 수득한 여액을 농축시키고, 상기 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(톨루엔:헥산 = 1:1)로 분리하였다. 수득한 고체를 에틸 아세테이트와 헥산의 혼합물로 재결정화시키면, 크림색 분말인 표적 물질 3-[N-(l-나프틸)아미노]-9-페닐카바졸(PCN) 1.5g이 79%의 수율로 수득되었다(합성 반응식 7a).
Figure 112008023266012-pct00086
수득한 PCN의 1H-NMR을 아래에 나타내고, 1H-NMR 챠트를 도 31a에 나타내고, 도 31a의 6.5 내지 8.5ppm 부분의 확대 챠트를 도 31b에 나타낸다.
1H-NMR (300 MHz, DMSO-d); δ = 7.13-7.71 (m, 15H), 7.85-7.88 (m, 1H), 8.03 (s, 1H), 8.15 (d, J = 7.8, 1H), 8.24 (s, 1H), 8.36-8.39 (m, 1H)
[단계 2: 9-{4-[N-(l-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]페닐}-10-페닐안트라센(약어: PCNPA)의 합성방법]
9-페닐-10-(4-브로모페닐)안트라센(PA) 2.0g(5.0mmol), 3-[N-(l-나프틸)아미노]-9-페닐카바졸(PCN) 1.9g(5.0mmol), 3급 부톡시나트륨(약어: t-BuONa) 2.1g(20mmol)을 100㎖ 들이 3구 플라스크에 넣고, 플라스크의 공기를 질소로 치환시킨 다음, 톨루엔 40㎖와 트리(3급 부틸)포스핀(헥산 용액 10중량%)(약어: P(tBu)3) 0.1㎖를 가하고, 100㎖ 들이 3구 플라스크를 감압 탈기시켰다. 탈기 후, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 30㎎(0.05mmol)을 가하고, 80℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 후, 반응 용액을 물 및 포화 염수로 순서대로 세척한 다음, 여액을 농축시켜 수득한 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(헥산:톨루엔 = 7:3)로 정제시켰다. 표적 물질을 디클로로메탄으로 재결정화시키면, 황색 고형 표적 물질 1.5g이 43%의 수율로 수득되었다(반응식 7b). 상기 화합물을 핵자기 공명(NMR)법으로 측정하여 PCAPN인 것으로 확인하였다.
Figure 112008023266012-pct00087
수득한 PCNPA의 1H-NMR을 아래에 나타낸다. 또한, 1H-NMR 챠트를 도 32a에 나타낸다. 도 32b는 도 32a의 7.0 내지 8.5ppm 범위의 확대 부분을 나타내는 챠트임을 주목한다.
1H-NMR (300MHz, CDCl3-d); δ = 7.13 (d, J = 8.7Hz, 2H), 7.21-7.23 (m, 1H), 7.30-7.69 (m, 26H), 7.80-7.83 (m, 1H), 7.87-7.96 (m, 3H), 8.04 (d, J = 7.5Hz, 1H), 8.09 (d, J = 2.4Hz, 1H), 8.28-8.31 (m, 1H)
PCNPA의 흡수 스펙트럼을 도 33에 나타낸다. 자외선-가시선 분광광도계(V-550, 제조원: JASCO Corporation)를 측정에 사용하였다. 도 33에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 추가로, 도 33에서, 선은 PCNPA가 톨루엔 용액에 용해된 흡수 스펙트럼을 나타낸다. PCNPA의 방출 스펙트럼을 도 34에 나타낸다. 도 34에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 34에서, 선은 PCNPA가 톨루엔 용액에 용해된 상태의 방출 스펙트럼(여기 파장: 370nm)을 나타낸다. 도 34로부터 PCNPA로부터의 발광은 톨루엔 용액 중에서 470nm에서 피크를 갖는 것으로 밝혀졌다. 또한, 발광은 청색광으로 인지되었다. 따라서, PCNPA는 청색광을 나타내는 발광 물질로서 적합한 것으로 밝혀졌다.
[실시예 4]
본 실시예는 본 발명의 안트라센 유도체가 사용되는 발광 소자의 예 및 이의 제조방법을 설명한다. 또한, 제조된 발광 소자의 특성을 설명한다.
우선, 산화규소(ITSO)가 첨가된 인듐 주석 옥사이드를 110nm의 두께로 스퍼터링법에 의해 유리 기판 위에 증착시키고 인듐 주석 옥사이드를 에칭시켜 2mm×2mm의 크기를 갖는 정방형이 되도록 제1 전극을 형성하였다.
그 다음, 유리 기판을 제1 전극을 형성한 면이 하향하도록 진공 증착 장치 내부에 제공된 홀더에 고정하였다.
그 다음, 진공 장치를 배기시켜 10-4Pa가 되도록 감압시킨 후, 4,4'-비스{N-[4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노}비페닐(약어: DNTPD) 대 삼산화몰리브덴의 중량비가 4:2가 되도록 50nm의 두께로 공증착을 수행하여 정공 주입 층을 제1 전극 위에 형성하였다.
그 다음, 정공 수송층을 증착법으로 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약어: NPB)을 사용하여 10nm의 두께가 되도록 정공 주입층 위에 형성하였다.
그 다음, 9-[4-(N-카바졸릴)]페닐-10-페닐안트라센(약어: CzPA)과 본 발명의 안트라센 유도체인 PCAPA를 함유하는 층을 공증착법으로 40nm의 두께를 갖도록 형성함으로써 발광층을 정공 수송층 위에 형성하였다.
이어서, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약어: Alq3)을 사용하여 증착법에 의해 20nm의 두께가 되도록 전자 수송층을 발광층 위에 형성하였다.
그 다음, 불화리튬(LiF)을 사용하여 증착법으로 두께 1nm가 되도록 전자 주입층을 전자 수송층 위에 형성하였다.
그 다음, 알루미늄(Al)을 사용하여 증착법으로 두께 200nm가 되도록 전자 주입층 위에 제2 전극을 형성하였다.
위에서 기재한 바와 같이 제조한 발광 소자의 경우, 제1 전극의 전위가 제2 전극의 전위보다 높도록 전압이 인가될 때 전류가 유동하고, 전극과 정공이 발광 층에서 합쳐질 때 여기 에너지가 발생하며, 여기 PCAPA가 기저 상태로 되돌아올 때 발광한다.
발광층에 함유된 CzPA 대 PCAPA의 질량비가 CzPA:PCAPA = 1:0.025가 되도록 발광 소자 1을 형성하고, CzPA:PCAPA = 1:0.05가 되도록 발광 소자 2를 형성하고, CzPA:PCAPA= 1:0.1이 되도록 발광 소자 3을 형성함을 주목한다.
위에서 기재한 바와 같이 제조한 발광 소자의 경우, 제1 전극의 전위가 제2 전극의 전위보다 높도록 전압이 인가될 때 전류가 유동함을 주목한다. 이어서, 제1 전극 측으로부터 주입된 정공과 제2 전극 측으로부터 주입된 전자가 발광층으로서 기능하는 제3 층에서 합쳐질 때 여기 에너지가 발생하고, 여기된 PCAPA가 기저 상태로 되돌아올 때 발광한다.
발광 소자 1 내지 3을, 글러브 박스 속의 질소 대기하에 공기에 노출되지 않도록 밀봉한 후, 발광 소자의 조작 특성을 측정하였다.
발광 소자 1의 방출 스펙트럼, 이의 휘도-전류 효율 특성 및 이의 전압-휘도 특성을 도 17, 도 18 및 도 19에 각각 나타낸다. 발광 소자 2의 방출 스펙트럼, 이의 휘도-전류 효율 특성 및 이의 전압-휘도 특성을 도 20, 도 21 및 도 22에 각각 나타낸다. 발광 소자 3의 방출 스펙트럼, 이의 휘도-전류 효율 특성 및 이의 전압-휘도 특성을 도 23, 도 24 및 도 25에 각각 나타낸다.
본 발명의 발광 소자 1 내지 3 각각은 470 내지 472nm의 최대 방출 파장을 갖는다. 추가로, 발광 소자 1 내지 3은 다음과 같은 색상 순도를 갖는 청색광을 방출한다: 발광 소자 1의 CIE 색상 좌표 시스템의 색도 좌표는 (x, y) = (0.16, 0.24)이고, 발광 소자 2의 CIE 색상 좌표 시스템의 색도 좌표는 (x, y) = (0.16, 0.25)이며, 발광 소자 3의 CIE 색상 좌표 시스템의 색도 좌표는 (x, y) = (0.16, 0.26)이다.
추가로, 발광 소자 1 내지 3의 구동 시간에 대한 휘도 변화의 측정 결과를 도 26에 나타낸다. 도 26의 그래프는 발광 소자 1 내지 3이 500cd/㎡의 초기 휘도 및 정전류 밀도의 조건하에 구동되는 경우의 휘도 변화를 나타낸다. 도 26에서, 수평축은 구동 시간(h)을 나타내고, 수직축은 초기 휘도 500cd/㎡가 100으로 설정되는 경우의 휘도(표준 휘도(%))를 나타낸다. 그 결과, 발광 소자 1의 휘도가 초기 휘도의 84%로 감소될 때까지 430시간이 소요되고, 발광 소자 2의 휘도가 초기 휘도의 79%로 감소될 때까지 430시간이 소요되며, 발광 소자 3의 휘도가 초기 휘도의 82%로 감소될 때까지 430시간이 소요되는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 발명의 발광 소자는, 발광 소자 1 내지 3이 발광 시간 누적에 따른 휘도 감소가 거의 없으므로 유리한 수명을 갖는다고 밝혀진다.
추가로, 발광 소자 1 내지 3의 구동 시간에 대한 구동 전압 변화의 측정 결과를 도 27에 나타낸다. 도 27의 그래프는 발광 소자 1 내지 3이 초기 휘도 500cd/㎡ 및 정전류 밀도의 조건하에 구동될 때의 구동 전압의 변화를 나타낸다. 따라서, 발광 소자 1 내지 3의 경우, 본 발명의 발광 소자는 발광 시간 누적에 따르는 전압 증가가 작으므로 발광 시간 누적에 따른 저항 증가가 적은 우수한 소자인 것으로 밝혀진다.
또한, 표 1은 발광 소자를 1000cd/㎡에서 발광하도록 제조하는 경우, 발광 소자 1 내지 3의 전력 효율(lm/W)을 측정하여 수득한 결과를 나타낸다.
발광 소자 1 발광 소자 2 발광 소자 3
전력 효율(lm/W) 4.9 5.3 5.4
표 1로부터, 발광 소자 1 내지 3은 고전력 효율을 갖고, 본 발명의 발광 소자는 저전압으로 구동될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본원은 일본 특허청에 2005년 9월 2일자로 출원된 일본 특허원 제2005-254363호를 기초로 하며, 이의 전체 내용은 이로써 참조로 인용된다.
〔도면 부호의 설명〕
101: 제1 전극, 102: 제2 전극, 111: 정공 주입층, 112: 정공 수송층, 113: 발광층, 114: 전자 수송층, 115: 전자 주입층, 201: 제1 전극, 202: 제2 전극, 211: 정공 주입층, 212: 정공 수송층, 213: 발광층, 214: 전자 수송층, 215: 전자 주입층, 300: 기판, 301: 기저 절연막, 302: 게이트 절연막, 310: 트랜지스터, 320: 트랜지스터, 325: 화소부, 330: 트랜지스터; 340: 트랜지스터, 345: 구동 회로부, 350: 발광 소자, 351: 제1 전극, 352: 층, 353: 제2 전극, 360: 격벽층, 370: 실런트, 380: 밀봉 기판, 390: 단자부, 391: 단자 전극, 392: 이방성 전도성 층, 393: FPC, 395: 단자부, 500: 캐소드측 전원선, 510: 트랜지스터, 520: 트랜지스터: 751: 기판, 752: 제1 전극, 753: 격벽층, 754: 층, 755: 제2 전극, 756: 제1 구동 회로, 757: 제2 구동 회로, 758: 점선, 759: 기판, 2101: 본체, 2102: 표시부, 2104: 조작 키, 2106: 셔터, 2201: 본체, 2202: 샤시, 2203: 표시부, 2204: 키보드, 2205: 외부 연결 포트, 2206: 포인팅 마우스, 2301: 본체, 2302: 샤시, 2303: 표시부 A, 2304: 표시부 B, 2305: 기록 매체(DVD 등) 판독부, 2306: 조작 키, 2307: 스피커부, 2401: 샤시, 2402: 지지대, 2403: 표시부, 2404: 스피커, 2405: 비디오 입력 단자, 3000: 휴대 전화기, 3001: 본체(a), 3002: 본체(b), 3003: 샤시, 3004: 조작 스위치, 3005: 마이크로폰, 3006: 스피커, 3007: 회로 기판, 3008: 표시 패널(a), 3009: 표시 패널(b), 3010: 경첩, 3011: 안테나, 303a: 층간 절연막, 303b: 층간 절연막, 503B: 애노드측 전원선(B), 305G: 애노드측 전원선(G), 305R: 애노드측 전원선(R), 550B: 발광 소자, 550G: 발광 소자, 550R: 발광 소자, 6001: 제1 구동 회로, 6002: 화소부, 6003: 게이트 구동 회로, 6004: 밀봉 기판, 6005: 실런트, 6007: 연결 영역, 6008: 단자부, 6009: FPC, 6010: 기판, 6601: 구동 IC, 6602: 화소부, 6604: 밀봉 기판, 6605: 실런트, 6607: 연결 영역, 6608: 단자부, 6609: FPC 및 6610: 기판.

Claims (19)

  1. 화학식 1의 안트라센 유도체.
    화학식 1
    Figure 712013003873982-pct00088
    위의 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기이고,
    R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴기이고,
    R6은 탄소수 6 내지 25의 아릴기이며,
    X1은 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기이다.
  2. 화학식 2의 안트라센 유도체.
    화학식 2
    Figure 712013003873982-pct00089
    위의 화학식 2에서,
    R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴기이고,
    Ph1 및 Ph2는 각각 페닐기이며,
    X1은 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기이다.
  3. 화학식 3의 안트라센 유도체.
    화학식 3
    Figure 712013003873982-pct00090
    위의 화학식 3에서,
    R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 페닐기이며,
    X1은 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기이다.
  4. 화학식 4의 안트라센 유도체.
    화학식 4
    Figure 712013003873982-pct00091
    위의 화학식 4에서,
    R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1 및 Ph2는 각각 페닐기이며,
    X1은 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기이다.
  5. 화학식 5의 안트라센 유도체.
    화학식 5
    Figure 712013003873982-pct00092
    위의 화학식 5에서,
    R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴기이며,
    Ph1 및 Ph2는 페닐기이다.
  6. 화학식 6의 안트라센 유도체.
    화학식 6
    Figure 712013003873982-pct00093
    위의 화학식 6에서,
    R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴기이며,
    Ph1 및 Ph2는 각각 페닐기이다.
  7. 화학식 7의 안트라센 유도체.
    화학식 7
    Figure 712013003873982-pct00094
    위의 화학식 7에서,
    R1 및 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    R5는 탄소수 6 내지 25의 아릴기이며,
    Ph1 및 Ph2은 각각 페닐기이다.
  8. 화학식 8의 안트라센 유도체.
    화학식 8
    Figure 712013003873982-pct00095
    위의 화학식 8에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 페닐기이다.
  9. 화학식 9의 안트라센 유도체.
    화학식 9
    Figure 712013003873982-pct00096
    위의 화학식 9에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1 및 Ph2는 각각 페닐기이다.
  10. 화학식 10의 안트라센 유도체.
    화학식 10
    Figure 712013003873982-pct00097
    위의 화학식 10에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 페닐기이다.
  11. 화학식 11의 안트라센 유도체.
    화학식 11
    Figure 712013003873982-pct00098
    위의 화학식 11에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1 및 Ph2는 각각 페닐기이다.
  12. 화학식 12의 안트라센 유도체.
    화학식 12
    Figure 712013003873982-pct00099
    위의 화학식 12에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 페닐기이다.
  13. 화학식 13의 안트라센 유도체.
    화학식 13
    Figure 712013003873982-pct00100
    위의 화학식 13에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1 및 Ph2는 각각 페닐기이다.
  14. 화학식 14의 안트라센 유도체.
    화학식 14
    Figure 712013003873982-pct00101
    위의 화학식 14에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 페닐기이다.
  15. 화학식 15의 안트라센 유도체.
    화학식 15
    Figure 712013003873982-pct00102
    위의 화학식 15에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 페닐기이다.
  16. 화학식 16의 안트라센 유도체.
    화학식 16
    Figure 712013003873982-pct00103
    위의 화학식 16에서,
    R3은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 6 내지 25의 아릴기 중의 어느 하나이고,
    Ph1, Ph2 및 Ph3은 각각 페닐기이다.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 안트라센 유도체를 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 포함하는 발광 소자.
  18. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 안트라센 유도체와 호스트를 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 포함하는 발광 소자로서,
    상기 호스트가, 상기 안트라센 유도체보다 에너지 갭이 크고 이온화 전위가 높은 물질인, 발광 소자.
  19. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 안트라센 유도체와 발광 물질을 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 포함하는 발광 소자로서,
    상기 발광 물질이, 상기 안트라센 유도체보다 에너지 갭이 작고 이온화 전위가 낮은 물질인, 발광 소자.
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