KR101528490B1 - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR101528490B1
KR101528490B1 KR1020107024067A KR20107024067A KR101528490B1 KR 101528490 B1 KR101528490 B1 KR 101528490B1 KR 1020107024067 A KR1020107024067 A KR 1020107024067A KR 20107024067 A KR20107024067 A KR 20107024067A KR 101528490 B1 KR101528490 B1 KR 101528490B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
group
hole
carbon atoms
organic
Prior art date
Application number
KR1020107024067A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110007154A (ko
Inventor
타카유키 후쿠마츠
이쿠미 이치하시
히로시 미야자키
아츠시 오다
Original Assignee
신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 filed Critical 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20110007154A publication Critical patent/KR20110007154A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101528490B1 publication Critical patent/KR101528490B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/12—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D493/14—Ortho-condensed systems
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/621—Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride or perylene tetracarboxylic di-imide
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/30—Highest occupied molecular orbital [HOMO], lowest unoccupied molecular orbital [LUMO] or Fermi energy values
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)

Abstract

낮은 전압으로 발광 효율이 높으면서 구동 안정성에 있어서도 크게 개선된 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)용 정공 주입 재료 및 그것을 사용한 유기 EL 소자를 개시한다.
이 유기 EL 소자용 정공 주입 재료는 벤젠헥사카르본산 무수물, 벤젠헥사카르본산이미드 또는 벤젠헥사카르본산이미드의 N 치환체로부터 선택된다. 또한 이 유기 EL 소자는, 대향하는 양극과 음극 사이에 적어도 1층의 발광층과 정공 주입층을 가지고, 정공 주입층 중에 상기 유기 EL 소자용 정공 주입 재료를 포함한다. 이 유기 EL 소자는, 정공 주입층 또는 이것에 인접하는 층에 이온화 포텐셜(IP)이 6.0eV이하인 정공 수송성 재료를 함유할 수 있다.

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은, 평면 광원이나 표시 소자에 이용되는 유기 전계 발광 소자(이하, 유기 EL 소자 또는 소자라 약칭하는 경우가 있다.)에 관한 것이다.
유기 EL 소자는, 디스플레이나 조명에의 응용의 관점에서 활발하게 개발이 행해지고 있다. 유기 EL 소자의 구동 원리는 이하와 같은 것이다. 즉, 양극 및 음극으로부터 각각 홀(holes)과 전자가 주입되고, 이들이 유기 박막 중을 수송되어, 발광층에 있어서 재결합하여 여기 상태가 발생하고, 이 여기 상태로부터 발광이 얻어진다. 발광 효율을 높이기 위해서는, 효율적으로 홀 및 전자를 주입시켜, 유기 박막 중을 수송시키는 것이 필요하다. 그러나 유기 EL 소자 내의 캐리어의 이동은, 전극과 유기 박막간의 에너지 장벽이나, 유기 박막 내의 캐리어 이동도의 낮음에 의해 제한을 받기 때문에 발광 효율의 향상에도 한계가 있다.
이러한 문제를 해결하는 방법으로서, 양극과 정공 수송층의 사이에 정공 주입층을 삽입함으로써, 양극으로부터의 정공 주입성을 향상시켜, 보다 낮은 전압으로 발광층에 정공을 수송하는 수법을 생각할 수 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 정공 주입층으로서 프탈로시아닌계 금속 착체를 사용함으로써, 소자의 저전압화나 구동 안정성의 향상이 가능한 것이 개시되어 있는데, 프탈로시아닌계 금속 착체는 가시광 영역에 흡수를 가지기 때문에 발광 효율이 저하하는 문제가 있었다. 또한 발색의 색도(色度) 조정도 하기 어려운 문제가 있었다.
또한 특허문헌 2에는, 양극에 인접하는 n형 유기층과, n형 유기층상에 마련되는 p형 유기층으로 이루어지는 np 접합층을 배치한 유기 EL 소자를 개시하고 있다. 그리고, n형 유기층의 LUMO 에너지 준위와 양극의 페르미 에너지(Fermi energy) 준위 차가 2.OeV이하이고, n형 유기층의 LUMO 에너지 준위와 p형 유기층의 HOMO 에너지 준위 차가 1.OeV이하인 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다. 여기서, n형 유기층은 정공 주입층이라 칭할 수도 있다. 또한 p형 유기층은 정공 수송층 또는 발광층이라 칭할 수도 있다.
또한 특허문헌 2는, n형 유기층에 사용되는 전자 수여성 화합물로서, 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4TCNQ), 불소 치환의 3,4,9,10-페릴렌테트라카르본산 이무수물(PTCDA), 시아노 치환의 PTCDA, 나프탈렌테트라카르본산 이무수물(NTCDA), 불소 치환의 NTCDA, 시아노 치환의 NTCDA, 또는 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌(HAT)을 개시하고 있다.
일본국 공개특허공보 소63-295695호 WO 2005-109542호 공보
본 발명은 낮은 전압이어도 발광 효율이 높고, 게다가 연속 구동시의 경시 변화가 적어 고품질의 유기 EL 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 하기 일반식(1)로 표시되는 카르본산 유도체로 이루어지는 유기 전계 발광 소자용 정공 주입 재료에 관한 것이다.
Figure 112010069586278-pct00001
여기서, X는 O 또는 N-R을 나타내고, R은 H 또는 1가의 치환기를 나타낸다.
또한 본 발명은, 대향하는 양극과 음극 사이에, 적어도 1층의 발광층과 정공 주입층을 가지는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 일반식(1)로 표시되는 카르본산 유도체를 포함하는 정공 주입층을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 상기 정공 주입층 또는 정공 주입층에 인접하는 층의 적어도 하나의 층에 이온화 포텐셜(IP)이 6.OeV이하인 정공 수송성 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 상기 정공 주입층에 인접하는 층은 정공 수송층 또는 발광층인 것이 좋다. 그리고, IP가 6.OeV이하인 정공 수송성 재료로서는 바람직하게는 아릴아민계 정공 수송성 재료가 있다
본 발명에 의하면, 낮은 전압으로 발광 효율이 높으면서 구동 안정성에 있어서도 크게 개선된 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)용 정공 주입 재료 및 그것을 사용한 유기 EL 소자를 제공한다.
도 1은 본 발명의 유기 EL 소자의 일례를 나타낸 모식 단면도를 나타낸다.
도 2는 탠덤(tandem)형 유기 EL 소자의 일례를 나타낸 모식 단면도를 나타낸다.
도 3은 정공 주입 수송성의 평가용의 소자의 모식 단면도를 나타낸다.
본 발명의 유기 EL 소자용 정공 주입 재료는 상기 일반식(1)로 표시되는 카르본산 유도체이다.
본 발명의 유기 EL 소자는 대향하는 양극과 음극 사이에, 적어도 1층의 발광층과 정공 주입층을 가지고 있고, 상기 일반식(1)로 표시되는 카르본산 유도체를 함유하는 정공 주입층을 가진다.
우선, 상기 일반식(1)로 표시되는 카르본산 유도체 또는 유기 EL 소자용 정공 주입 재료에 대해 설명한다.
일반식(1)에 있어서 X는 O 또는 N-R을 나타낸다. 여기서, R은 질소원자와 결합하는 수소 또는 1가의 치환기를 나타내는데, 바람직한 치환기를 다음에 예시한다.
탄소수 1~20, 바람직하게는 1~6의 알킬기(예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 터셜부틸기(tert-butyl group), 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기 등), 탄소수 3~20, 바람직하게는 5~10의 시클로알킬기(예를 들면 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등), 탄소수 2~20, 바람직하게는 2~6의 알케닐기(예를 들면 비닐기, 알릴기 등), 탄소수 2~20, 바람직하게는 2~6의 알키닐기(예를 들면 에티닐기, 프로파르길기 등), 탄소수 6~20, 바람직하게는 6~10의 아릴기(예를 들면 페닐기, 나프틸기 등), 탄소수 3~20, 바람직하게는 5~10의 방향족 복소환기(예를 들면 푸릴기, 티에닐기, 피리딜기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 티아졸릴기, 퀴나졸리닐기, 프탈라지닐기 등), 탄소수 3~20, 바람직하게는 5~10의 복소환기(예를 들면 피롤리딜기, 이미다졸리딜기, 모르폴릴기, 옥사졸리딜기 등), 탄소수 1~20, 바람직하게는 1~6의 불화탄화수소기(예를 들면 플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 펜타플루오로페닐기 등), 시아노기, 니트로기, 실릴기(예를 들면 트리메틸실릴기, 트리이소프로필실릴기, 트리페닐실릴기, 페닐디에틸실릴기 등) 등이 있다.
이들 치환기는 상기의 치환기 또는 할로겐 등에 의해 더 치환되어 있어도 된다. 예를 들면 아릴기, 방향족 복소환기, 복소환기는 또한 알킬기나 할로겐 등에 의해 더 치환되어 있어도 되고, 치환기가 더 치환되어 있는 경우는 탄소수의 계산에는 치환기로 치환하는 치환기의 탄소수를 포함한다. 또한 이들 치환기는 복수가 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
바람직한 X는 O, NH 외에 R이 상기의 치환기인 NR이다. 보다 바람직한 X는 0, NH 외에 R이 다음의 치환기인 NR이다. 이 R은 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 5~10의 시클로알킬기, 탄소수 6~10의 아릴기, 탄소수 5~10의 방향족 복소환기, 탄소수 1~6의 불화탄화수소기 또는 시아노기이다. 그리고, 시클로알킬기, 아릴기 또는 방향족 복소환기는 탄소수 1~6의 알킬기 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 된다.
이하에 일반식(1)로 표시되는 화합물의 구체예를 나타내는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112010069586278-pct00002
Figure 112010069586278-pct00003
Figure 112010069586278-pct00004
본 발명의 유기 EL 소자의 정공 주입층에는, 상기 일반식(1)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 재료가 포함된다. 이 정공 주입층은, 일반식(1)의 화합물만 또는 그 혼합물로 형성되어도 되고, 다른 정공 주입 재료와 혼합된 것이어도 된다. 혼합할 경우, 일반식(1)로 표시되는 화합물이 0.1wt%이상, 유리하게는 1wt%이상이 되도록 사용하면 되는데, 본 발명의 효과를 충분히 발휘하기 위해서는 50wt%이상, 보다 바람직하게는 80wt%이상이 되도록 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서 말하는 정공 주입층은, 발광층에 대하여 양극측에 배치된 층으로서, 정공 주입 재료 또는 정공 주입 재료와 정공 수송성 재료를 주된 유효 성분으로서 포함하고, 정공을 주입하는 기능을 가지는 층을 말한다. 따라서, 정공 주입층에는 정공 주입 재료 외에 정공 수송성 재료를 포함할 수도 있다. 정공 수송성 재료를 포함할 경우, 정공 주입 수송층이라 칭해질 경우도 있는데, 본 명세서에서는 정공 주입층의 한 형태인 것으로 이해된다. 또한 본 발명에서 말하는 정공 주입 재료는 상기 정공 주입층에 사용되는 재료를 의미한다.
정공 주입층에 정공 수송성 재료를 포함할 경우, 정공 수송성 재료로서는 이온화 포텐셜(IP)이 6.OeV이하인 정공 수송성 재료인 것이 바람직하다. IP가 6.OeV이하인 정공 수송성 재료로서는 아릴아민계 정공 수송성 재료가 바람직하게 예시된다.
또한 정공 주입층이 정공 수송성 재료를 포함할 경우도, 포함하지 않을 경우도, 정공 주입층에 인접하는 층에 IP가 6.OeV이하인 정공 수송성 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 정공 주입층이 정공 수송성 재료를 포함하지 않을 경우에 보다 유효하다. 이 정공 주입층에 인접하는 층으로서는 정공 수송층 또는 발광층인 것이 바람직하다. 발광층인 경우는 정공 수송층은 생략된다.
정공 주입층에 정공 수송성 재료를 포함할 경우, 정공 주입 재료와 정공 수송성 재료의 비율은 넓게 변화할 수 있는데, 중량비로 1:9~9:1, 바람직하게는 3:7~7:3의 범위로 하는 것이 좋다. 그리고, 이 경우의 정공 주입층에는, 일반식(1)로 표시되는 화합물이 0.1wt%이상, 유리하게는 1wt%이상 포함되는 것이 좋은데, 본 발명의 효과를 충분히 발휘하기 위해서는 10wt%이상, 보다 바람직하게는 30wt%이상이 되도록 사용하는 것이 좋다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 설명한다. 도 1~2는 본 발명의 유기 EL 소자의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
우선, 유기 EL 소자의 구성에 대하여 설명한다.
도 1에 본 발명의 유기 EL 소자의 기본 구성예를 나타낸다. 기판(1)상에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7), 음극(8)로 구성되는데, 정공 수송성 재료를 정공 주입층 또는 발광층의 적어도 어느 하나의 층에 함유할 경우, 정공 수송층은 없어도 된다. 전자 수송성 재료를 발광층 또는 전자 주입층의 적어도 어느 하나의 층에 함유할 경우, 전자 수송층은 없어도 된다. 또한 필요에 따라 다른 층을 마련해도 된다. 다른 층이란, 예를 들면 전자 저지층이나 정공 저지층을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 본 발명의 유기 EL 소자는 정공 주입층과 1층 이상의 발광층을 필수의 층으로서 가진다. 발광층은 1층이어도, 복수의 발광층을 적층한 다층 구조의 발광층이어도 된다.
도 2에 본 발명의 유기 EL 소자의 다른 형태를 나타낸다. 도 2는 도 1의 기본 소자 구성을 탠덤형으로 적층한 소자 구성의 일례를 나타낸다. 기판(1)상에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7), 음극(8)이 적층되는데, 이 중 정공 주입층(3)~전자 주입층(7)이 적층된 유닛이 양극간에 복수 적층된다. 이 유닛의 적층수는 필요에 따라 그 층수를 변화시킬 수 있다. 또한 인접한 전자 주입층과 정공 주입층 사이에 금속 박막을 끼워도 된다. 각 층의 상세에 대해서는 도 1의 기본 구성과 동일하다.
본 발명의 유기 EL 소자의 바람직한 구성예를 이하에 나타내는데, 이에 한정되지 않는다.
A. 단층 구성예
1)양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
2)양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
3)양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
B. 다층 구성예
1)양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
2)양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/금속 박막/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
3)양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/금속 박막/정공 주입층/정공 수송층/발광층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
상기와 같이, 본 발명의 소자 구성은, 도 1에서 나타내는 기본 소자 구성이 단층의 단층 구조여도, 이것이 다층화된 다층 구조여도 된다. 다층 구조의 경우, 정공 주입층은 복수 존재하는데, 그 적어도 1개, 바람직하게는 전부의 정공 주입층이 일반식(1)의 화합물을 포함하는 정공 주입층으로 한다. 이러한 정공 주입층을 마련함으로써, 단층 구조여도 다층 구조여도 소자의 성능을 향상시킨다. 다층 구조에 적용하면 그 효과가 크다.
이하, 각 층에 대하여 상세하게 설명한다.
(1)기판
기판(1)은 유기 전계 발광 소자의 지지체가 되는 것으로서, 석영이나 유리의 판, 금속판이나 금속박, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용된다. 특히 유리판이나, 폴리에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리술폰 등의 투명한 합성 수지의 판이 바람직하다. 합성 수지 기판을 사용할 경우에는 가스 배리어성에 유의 할 필요가 있다. 기판의 가스 배리어성이 지나치게 작으면, 기판을 통과한 외기에 의해 유기 전계 발광 소자가 열화하는 경우가 있으므로 바람직하지 않다. 이 때문에, 합성 수지 기판의 적어도 편면에 치밀한 실리콘 산화막 등을 마련하여 가스 배리어성을 확보하는 방법도 바람직한 방법의 하나이다.
(2)양극
기판(1)상에는 양극(2)이 마련된다. 이 양극은 통상 알루미늄, 금, 은, 니켈, 팔라듐, 백금 등의 금속, 인듐 및/또는 주석의 산화물, 아연 및/또는 주석의 산화물, 텅스텐 및/또는 주석의 산화물 등의 금속 산화물, 요오드화구리 등의 할로겐화 금속, 카본블랙, 혹은 폴리(3-메틸티오펜), 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 도전성 고분자 등에 의해 구성된다. 양극의 형성은 통상 스퍼터링법, 진공 증착법 등에 의해 행해지는 경우가 많다. 또한 은 등의 금속 미립자, 요오드화구리 등의 미립자, 카본블랙, 도전성의 금속 산화물 미립자, 도전성 고분자 미분말 등의 경우에는, 적당한 바인더 수지 용액에 분산하여, 기판상에 도포함으로써 양극을 형성할 수도 있다. 또한 도전성 고분자의 경우는 전해 중합에 의해 직접 기판상에 박막을 형성하거나, 기판상에 도전성 고분자를 도포하여 양극을 형성할 수도 있다. 양극은 다른 물질로 적층하여 형성하는 것도 가능하다. 양극(2)의 두께는 필요로 하는 투명성에 따라 다르다. 투명성이 필요한 경우는, 가시광의 투과율을 통상 60%이상, 바람직하게는 80%이상으로 하는 것이 좋다. 양극(2)의 막 두께에 대해서는 통상 1~1000nm, 바람직하게는 10~500nm이다. 또한 불투명해도 되는 경우 양극은 기판과 동일해도 된다. 또한 상기의 양극 위에 다른 도전 재료를 적층하는 것도 가능하다.
(3)정공 주입층
양극(2) 위에 정공 주입층(3)이 마련된다. 정공 주입층에는, 상기 일반식(1)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 재료가 사용된다. 이 정공 주입층은, 일반식(1)의 화합물만 또는 그 혼합물로 형성되어도 되고, 다른 정공 주입 재료와 혼합된 것이어도 된다. 또한 상기한 바와 같이, 정공 주입층(3)은 정공 수송 재료를 포함하는 것도 가능하다. 일반식(1)로 표시되는 화합물의 배합량은 상기와 같지만, 이 화합물을 n형 재료와 함께 사용할 경우, 도펀트로서 사용할 경우는 0.1wt%이상이어도 일정한 효과를 나타내지만, 다른 정공 주입 재료와 혼합 사용할 경우는 본 발명의 효과를 충분히 발휘하기 위해서는 50wt%이상이 바람직하다.
다른 정공 주입 재료로서는 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌화합물, 폴리아닐린, 폴리티오펜 등의 유기 화합물이나, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 몰리브덴 산화물 등의 금속 산화물을 들 수 있다.
정공 주입층은 상기 정공 주입 재료를 예를 들면 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, 잉크젯법을 포함하는 인쇄법, LB법 등의 공지의 방법에 의해 박막화함으로써 형성할 수 있다.
정공 주입층의 막 두께에 대해서는, 일반식(1)의 화합물만으로 형성될 경우, 30nm이하, 바람직하게는 20nm이하이다. 더욱 바람직하게는 5~15nm이다. 이 이상의 두께가 되면, 정공 주입 특성의 저하에 의한 유기 EL 소자의 고전압화나 저효율화, 나아가서는 구동 안정성의 저하를 일으킨다. 또한 정공 주입층이, 일반식(1)의 화합물과 다른 정공 주입 재료의 혼합층으로 형성될 경우, 통상 1~300nm, 바람직하게는 5~100nm이다.
또한 정공 주입층에 정공 수송성 재료를 함유시킬 수도 있는데, 이 경우도 막 두께로서는 통상 1~300nm, 바람직하게는 5~100nm이다. 정공 주입층에 정공 수송성 재료를 함유시킬 경우는 정공 주입층에 인접하는 정공 수송층을 마련하지 않아도 된다.
(4)정공 수송층
정공 주입층(3) 위에 정공 수송층(4)이 마련된다. 정공 수송층은 양극으로부터 발광층으로 효율적으로 정공을 수송하는 역할을 담당한다. 정공 수송층에 함유되는 정공 수송성 재료는 정공 수송성을 가지는 화합물이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, IP가 6.OeV이하인 화합물이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.8eV이하이다. 이보다 커지면 정공 주입층으로부터 정공 수송층에의 정공 이동을 원활하게 행할 수 없고, 유기 EL 소자의 고전압화나 저효율화, 나아가서는 구동 안정성의 저하를 일으킨다.
정공 수송성 재료로서는 트리아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘(chalcone) 유도체, 옥사졸 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라잔 유도체, 아닐린계 공중합체, 또한 도전성 고분자 올리고머, 특히 티오펜 올리고머 등을 들 수 있다.
구체적으로는, 이하에 나타내는 아릴아민계 정공 수송성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
아릴아민계 정공 수송성 재료의 대표예로서는 N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노페닐; N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(TPD); 2,2-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)프로판; 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)시클로헥산; N,N,N',N'-테트라-p-톨릴-4,4'-디아미노비페닐; 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)-4-페닐시클로헥산; 비스(4-디메틸아미노-2-메틸페닐)페닐메탄; 비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)페닐메탄; N,N'-디페닐-N,N'-디(4-메톡시페닐)-4,4'-디아미노비페닐; N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노디페닐에테르; 4,4'-비스(디페닐아미노)쿼드리페닐(quadriphenyl); N,N,N-트리(p-톨릴)아민; 4-(디-p-톨릴아미노)-4'-[4-(디-p-톨릴아미노)스티릴]스틸벤; 4-N,N-디페닐아미노-(2-디페닐비닐)벤젠; 3-메톡시-4'-N,N-디페닐아미노스틸벤젠; N-페닐카르바졸, 또한 2개의 축합 방향족환을 분자 내에 가지는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(α-NPD) 등 트리페닐아민 유닛이 3개 스타버스트(starburst)형으로 연결된 4,4',4"-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(MTDATA) 등을 들 수 있다.
정공 수송층의 막 두께에 대해서는 통상 1~300nm, 바람직하게는 5~100nm이고, 정공 주입층과 동일한 방법으로 정공 주입층상에 박막 형성된다. 이 정공 수송층은 상기 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 1층 구조여도 된다.
(5)발광층
정공 수송층(4) 위에는 발광층(5)이 마련된다. 발광층은 정공 및 전자를 재결합시켜 발광하는 기능을 가진다.
발광층은, 단일의 발광층으로 형성되어 있어도 되고, 복수의 발광층을 인접해서 적층하여 구성되어 있어도 된다. 또한 발광층은, 호스트 재료와 형광성 발광 재료 또는 인광성 발광 재료로 구성되고, 종래 이들 층의 형성에 사용된 임의의 재료를 사용할 수 있다. 또한 발광층에 정공 수송성 재료를 함유할 경우는 정공 주입층과 발광층 사이에 정공 수송층을 마련하지 않아도 된다.
호스트 재료로서는, 이전부터 발광체로서 알려져 있었던 안트라센이나 피렌 등의 축합환 유도체, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄을 비롯한 금속 킬레이트화 옥시노이드화합물, 비스스티릴안트라센 유도체나 디스티릴벤젠 유도체 등의 비스스티릴 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 쿠마린 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피로로피리딘 유도체, 페리논 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸로피리딘 유도체, 폴리머계에서는 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 그리고 폴리티오펜 유도체 등을 사용할 수 있다.
호스트 재료에 첨가하는 형광성 발광 재료로서는 페릴렌, 루브렌 등의 축합환 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 페녹사존 660, DCM1, 페리논, 쿠마린 유도체, 피로메텐(디아자인다센) 유도체, 시아닌 색소 등을 사용할 수 있다.
호스트 재료에 첨가하는 인광성 발광 재료로서는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금 등으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 유기 금속 착체를 함유하는 것이 좋다.
바람직한 인광 발광 도펀트로서는, Ir 등의 귀금속 원소를 중심 금속으로서 가지는 Ir(ppy)3 등의 착체류, Ir(bt)2·acac3 등의 착체류, PtOEt3 등의 착체류를 들 수 있다.
발광층의 막 두께에 대해서는, 통상 1~300nm, 바람직하게는 5~100nm이고, 정공 수송층상에 정공 주입층과 동일한 방법으로 박막 형성된다. 복수의 발광층 재료를 순서대로 적층해서 다층 구조의 발광층으로 하는 것도 바람직하지만, 이 경우의 발광층의 두께도 상기의 범위로 하는 것이 좋다.
(6)전자 수송층
발광층(5) 위에는 전자 수송층(6)이 마련되는데, 발광층 중에 전자 수송성 재료를 함유하는 경우는 마련하지 않아도 된다. 전자 수송층은, 전계를 부여받은 전극간에 있어서 음극으로부터 주입된 전자를 효율적으로 발광층의 방향으로 수송할 수 있는 화합물로 형성된다. 전자 수송층에 사용되는 전자 수송성 화합물로서는, 음극으로부터의 전자 수송 효율이 높으면서, 높은 전자 이동도를 가지고 주입된 전자를 효율적으로 수송할 수 있는 화합물인 것이 필요하다.
이러한 조건을 만족하는 전자 수송 재료로서는, Alq3 등의 금속 착체, 10-히드록시벤조[h]퀴놀린의 금속 착체, 옥사디아졸 유도체, 디스티릴비페닐 유도체, 실롤(silole) 유도체, 3- 또는 5-히드록시플라본 금속 착체, 벤즈옥사졸 금속 착체, 벤조티아졸 금속 착체, 트리스벤즈이미다졸릴벤젠퀴녹살린화합물, 페난트롤린 유도체, 2-t-부틸-9,10-N,N'-디시아노안트라퀴논디이민, n형 수소화 비결정질 탄화실리콘, n형 황화아연, n형 셀렌화아연 등을 들 수 있다.
전자 수송층의 막 두께에 대해서는 통상 1~300nm, 바람직하게는 5~100nm이고, 정공 주입층과 동일한 방법으로 발광층상에 박막 형성된다. 이 전자 수송층은 상기 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 1층 구조여도 된다.
(7)전자 주입층
또한 전자 수송층(6) 위에는 전자 주입층(7)을 마련하는 것도 소자의 효율을 향상시키는 유효한 방법이다. 전자 주입층은 발광층에 전자를 주입하는 역할을 한다.
전자 주입 재료의 구체예로서는 LiF, MgF2, Li2O 등의 알칼리 금속염, 알칼리 토류 금속염, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속염, Liq 등의 알칼리 금속 착체 및 Li, Cs, Ca 등의 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 등을 들 수 있다.
전자 주입층의 막 두께에 대해서는 통상 0.1~300nm, 바람직하게는 0.5~50nm이고, 정공 주입층과 동일한 방법으로 발광층 또는 전자 수송층상에 박막 형성된다.
전자 주입층은, 상기 재료 단체(單體)만으로 형성해도 되고, 전자 주입 재료와 전자 수송층 재료를 임의의 비율로 혼합한 층을 형성해도 된다. 이 경우, 전자 주입층 또는 전자 수송의 어느 하나를 생략해도 된다.
(8)음극
음극(8)은 전자 주입층에 전자를 주입하는 역할을 한다. 음극으로서 사용되는 재료는, 상기 양극에 사용되는 재료를 사용하는 것이 가능한데, 효율적으로 전자 주입을 행하기 위해서는, 일 함수가 낮은 금속이 바람직하고, 주석, 마그네슘, 인듐, 칼슘, 알루미늄, 리튬, 은 등의 적당한 금속 또는 그들의 합금이 사용된다. 구체예로서는 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 알루미늄-리튬 합금 등의 저(低) 일 함수 합금 전극을 들 수 있다.
또한 저 일 함수 금속으로 이루어지는 음극을 보호할 목적으로, 이 위에 또한 일 함수가 높고 대기에 대하여 안정된 금속층을 적층하는 것은 소자의 안정성을 더한다. 이 목적을 위해 알루미늄, 은, 구리, 니켈, 크롬, 금, 백금 등의 금속이 사용된다.
음극의 막 두께에 대해서는 통상 1~1000nm, 바람직하게는 10~500nm이고, 정공 주입층과 동일한 방법으로 전자 주입층 또는 발광 유닛상에 박막 형성된다. 이 음극은 상기 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 1층 구조여도 된다.
또한 음극에 상기 금속을 1nm~20nm의 막 두께로 제작한 후에, 양극의 설명에서 든 도전성 투명 재료를 그 위에 제작함으로써, 투명 또는 반투명의 음극을 제작할 수 있고, 이것을 응용함으로써 양극과 음극의 양쪽이 투과성을 가지는 소자를 제작하는 것도 가능하다.
도 2에 나타내는 다층 구조의 유기 EL 소자의 경우에 있어서도, 각 층은 상기의 설명과 같이 하여 형성할 수 있다. 예를 들면 양극(2)상에 정공 주입층(3)~전자 주입층(7)을 순서대로 마련하여 제1의 유닛(Ⅰ)으로 한다. 다음으로, 유닛(Ⅰ)의 최상부의 층인 전자 주입층(7) 위에 정공 주입층(3)~전자 주입층(7)을 순서대로 마련하여 제2의 유닛(Ⅱ)으로 한다. 또한 동일하게 하여 제N의 유닛(N)까지를 동일하게 마련할 수 있다. 유닛(N)의 전자 주입층(7) 위에는 음극(8)을 마련한다. 또한 상기 유닛은 발광층을 중심으로 하므로 발광 유닛이라고도 한다. 또한 도 2 중 도 1과 같은 기호는 같은 것을 가리킨다.
또한 도 1과는 반대의 구조, 즉 기판(1)상에 음극(8), 전자 주입층(7), 전자 수송층(6), 발광층(5), 정공 수송층(4), 정공 주입층(3), 양극(2)의 순서대로 적층하는 것도 가능하고, 이미 기술한 바와 같이 적어도 한쪽이 투명성이 높은 2장의 기판 사이에 본 발명의 유기 EL 소자를 마련하는 것도 가능하다. 이 경우도 필요에 따라 층을 추가하거나, 생략하는 것이 가능하다. 도 2에 나타내는 다층 구조의 경우도 동일하다.
또한 본 발명에서는, 유기 EL 소자가 단일의 소자, 어레이상으로 배치된 구조로 이루어지는 소자, 양극과 음극이 X-Y 매트릭스상으로 배치된 구조의 어느 것에 있어서도 적용할 수 있다. 본 발명의 유기 EL 소자에 의하면, 정공 주입층에 일반식(1)의 화합물을 사용함으로써, 종래보다 낮은 전압으로 발광 효율이 높으면서 구동 안정성에 있어서도 크게 개선된 소자가 얻어지고, 풀 컬러 혹은 멀티 컬러의 패널에의 응용에 있어서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다. 그리고, 정공 수송층에 트리아릴아민계 화합물을 사용하면 그 효과가 보다 증대한다.
<실시예>
이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
정공 주입 수송성 평가 시험은, 도 3에 나타내는 평가용 소자를 사용하여 행하였다. 이 평가용 소자는 유리 기판(1)상에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 음극(8)을 가진다.
(실시예 1)
도 3에 있어서, 막 두께 150nm의 ITO로 이루어지는 양극 전극이 형성된 유리 기판상에, 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 1.0×10-5Pa로 적층시켰다. 우선, ITO상에 정공 주입층을 형성하는 재료로서 예시 화합물 1을 10nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공 수송층으로서 NPB(4,4'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)비페닐)을 110nm의 두께로 형성하였다. 마지막으로, 정공 수송층상에 음극 전극으로서 알루미늄(Al)을 100nm의 두께로 형성하여, 정공 주입 수송성 평가용 소자를 작성하였다.
(실시예 2)
정공 주입층을 형성하는 재료로서 예시 화합물 14를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 평가용 소자를 작성하였다.
(비교예 1)
정공 주입층을 형성하는 재료로서 CuPc(구리-프탈로시아닌)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 평가용 소자를 작성하였다.
(비교예 2)
정공 주입층을 형성하는 재료로서 NTCDA(1,4,5,8-나프탈렌테트라카르본산 이무수물)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 평가용 소자를 작성하였다.
얻어진 정공 주입 수송성 평가용 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 바, 표 1에 나타내는 바와 같은 전류-전압 특성을 가지는 것이 확인되었다. 표 1의 전류 밀도는 5V에서의 흐른 전류 밀도값(A/m2)을 나타낸다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 정공 주입 재료는 같은 전압이어도, 보다 양호한 정공 주입성을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한 NPB의 IP는 5.4eV이다.
Figure 112010069586278-pct00005
(실시예 3)
정공 주입층의 막 두께를 20nm로 하고, 정공 수송층의 막 두께를 100nm로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 평가용 소자를 작성하였다.
(비교예 3)
정공 주입층을 형성하는 재료로서 NTCDA를 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 평가용 소자를 작성하였다.
얻어진 정공 주입 수송성 평가용 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 바, 표 2에 나타내는 바와 같은 전류-전압 특성을 가지는 것이 확인되었다.
Figure 112010069586278-pct00006
(실시예 4)
도 1에 있어서, 막 두께 110nm의 ITO로 이루어지는 양극 전극이 형성된 유리 기판상에, 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 1.0×10-5Pa로 적층시켰다. 우선, ITO상에 정공 주입층으로서 예시 화합물 1을 10nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공 수송층으로서 NPB를 25nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공 수송층상에, 발광층으로서 DNA(9,10-디(2-나프틸)안트라센)과 TBP(2,5,8,11-테트라터셔리부틸페릴렌)를 다른 증착원으로부터, TBP가 1.0중량%가 되도록 공증착하여 30nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 전자 수송층으로서 Alq3(트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄 착체)을 30nm의 두께로 형성하였다. 또한 전자 수송층상에, 전자 주입층으로서 Alq3과 Liq((8-퀴놀리놀라토)리튬 착체)를 다른 증착원으로부터, Liq가 25중량%가 되도록 공증착하여 10nm의 두께로 형성하였다. 마지막으로, 전자 주입층상에 음극 전극으로서 알루미늄(Al)을 100nm의 두께로 형성하여 1유닛의 유기 EL 소자를 작성하였다.
(실시예 5)
정공 주입층을 예시 화합물 1과 NPB의 혼합층(중량비 50:50) 10nm로 한 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여 유기 EL 소자를 작성하였다.
(비교예 4)
정공 주입층을 NTCDA의 층으로 한 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여 유기 EL 소자를 작성하였다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 바, 표 3에 나타내는 바와 같은 발광 특성을 가지는 것이 확인되었다. 표 3~6에 있어서, 휘도, 전압 및 발광 효율은 100A/m2, 반감 수명은 250A/m2에서의 값을 나타낸다.
Figure 112010069586278-pct00007
(실시예 6)
도 1에 있어서, 막 두께 110nm의 ITO로 이루어지는 양극 전극이 형성된 유리 기판상에, 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 1.0×10-5Pa로 적층시켰다. 우선, ITO상에 정공 주입층으로서 예시 화합물 1을 10nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공 수송층으로서 NPB를 10nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공 수송층상에, 첫번째의 발광층으로서 NPB와 루브렌(5,6,11,12-테트라페닐테트라센)을 다른 증착원으로부터, 루브렌이 이 1.0중량%가 되도록 공증착하여 20nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 두번째의 발광층으로서 DNA(9,10-디(2-나프틸)안트라센)과 TBP(2,5,8,11-테트라터셔리부틸페릴렌)을 다른 증착원으로부터, TBP가 1.0중량%가 되도록 공증착하여 30nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 전자 수송층으로서 Alq3(트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄 착체)을 30nm의 두께로 형성하였다. 또한 전자 수송층상에, 전자 주입층으로서 Alq3과 Liq((8-퀴놀리놀라토)리튬 착체)를 다른 증착원으로부터, Liq가 25중량%가 되도록 공증착하여 10nm의 두께로 형성하였다. 마지막으로, 전자 주입층상에 음극 전극으로서 알루미늄(Al)을 100nm의 두께로 형성하여 1유닛의 유기 EL 소자를 작성하였다.
(실시예 7)
정공 수송층을 생략하고, 첫번째의 발광층 막 두께를 30nm로 한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 작성하였다.
(비교예 5)
정공 주입층 재료로서 NTCDA를 사용한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 작성하였다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 바, 표 4에 나타내는 바와 같은 발광 특성을 가지는 것이 확인되었다.
Figure 112010069586278-pct00008
(실시예 8)
도 2에 있어서, 막 두께 110nm의 ITO로 이루어지는 양극 전극이 형성된 유리 기판상에, 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 1.0×10-5Pa로 적층시켰다. 우선, ITO상에 정공 주입층으로서 예시 화합물 1을 10nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공 수송층으로서 NPB를 25nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공 수송층상에, 첫번째의 발광층으로서 NPB와 루브렌을 다른 증착원으로부터, 루브렌이 1.0중량%가 되도록 공증착하여 20nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 두번째의 발광층으로서 DNA와 TBP를 다른 증착원으로부터, TBP가 1.0중량%가 되도록 공증착하여 30nm의 두께로 형성하였다. 다음으로, 전자 수송층으로서 Alq3을 30nm의 두께로 형성하였다. 또한 전자 수송층상에, Alq3과 Liq를 다른 증착원으로부터, Liq가 25중량%가 되도록 공증착하여 10nm의 두께로 형성한 후, 이어서 Al을 0.05nm/s로 2nm 증착하여 전자 주입층을 형성하였다. 다음으로, 다시 정공 주입층인 예시 화합물 1을 상기와 같은 레이트로 50nm의 두께로 형성하였다. 계속해서 정공 수송층으로부터 전자 주입층까지를 상기와 같이 막 형성하였다. 마지막으로, 전자 주입층상에 음극 전극으로서 알루미늄(Al)을 100nm의 두께로 형성하여 2유닛의 유기 EL 소자를 작성하였다.
(비교예 6)
정공 주입층 재료로서 NTCDA를 사용한 것 이외에는, 실시예 8과 동일하게 하여 2유닛의 유기 EL 소자를 작성하였다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 바, 표 5에 나타내는 바와 같은 발광 특성을 가지는 것이 확인되었다.
Figure 112010069586278-pct00009
본 발명의 유기 EL 소자에 의하면, 종래의 기술에 비해 낮은 전압이어도 발광 효율이 높으면서, 구동 안정성에 있어서도 크게 개선된 소자가 얻어진다. 또한 고온 보존시의 열화가 적은 소자를 얻을 수 있다. 이 결과, 풀 컬러 혹은 멀티 컬러의 패널에의 응용에 있어서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자는 플랫 패널·디스플레이(예를 들면 OA 컴퓨터용이나 벽걸이 텔레비전), 차재(車載) 표시 소자, 휴대전화 표시나 면 발광체로서의 특징을 살린 광원(예를 들면 복사기의 광원, 액정 디스플레이나 계기류의 백라이트 광원), 표시판, 표식등에의 응용이 생각되며, 그 기술적 가치는 크다.
1: 기판 2: 양극
3: 정공 주입층 4: 정공 수송층
5: 발광층 6: 전자 수송층
7: 전자 주입층 8: 음극

Claims (5)

  1. 하기 일반식(1)로 표시되는 카르본산 유도체를 포함하는 유기 전계 발광 소자용 정공 주입 재료:
    Figure 112015045965155-pct00010

    상기 일반식 (1)에 있어서, X는 O 또는 N-R을 나타내고, R은 H 또는 1가의 치환기를 나타내며,
    상기 1가의 치환기는 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 3~20의 시클로알킬기, 탄소수 2~20의 알케닐기, 탄소수 2~20의 알키닐기, 탄소수 6~20의 아릴기, 탄소수 3~20의 방향족 복소환기, 탄소수 3~20의 복소환기 (단, 방향족 복소환기는 제외한다.), 탄소수 1~20의 불화탄화수소기, 시아노기, 니트로기 및 실릴기으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
    상기 아릴기, 방향족 복소환기 및 복소환기는 각각 독립적으로 상기 1가의 치환기 또는 할로겐기로 더 치환될 수 있다.
  2. 대향하는 양극과 음극 사이에, 적어도 1층의 발광층과 정공 주입층을 가지는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 하기 일반식(1)로 표시되는 카르본산 유도체를 포함하는 정공 주입층을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자:
    Figure 112015045965155-pct00011

    상기 일반식 (1)에 있어서, X는 O 또는 N-R을 나타내고, R은 H 또는 1가의 치환기를 나타내며,
    상기 1가의 치환기는 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 3~20의 시클로알킬기, 탄소수 2~20의 알케닐기, 탄소수 2~20의 알키닐기, 탄소수 6~20의 아릴기, 탄소수 3~20의 방향족 복소환기, 탄소수 3~20의 복소환기 (단, 방향족 복소환기는 제외한다.), 탄소수 1~20의 불화탄화수소기, 시아노기, 니트로기 및 실릴기으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
    상기 아릴기, 방향족 복소환기 및 복소환기는 각각 독립적으로 상기 1가의 치환기 또는 할로겐기로 더 치환될 수 있다.
  3. 제2항에 있어서,
    일반식(1)로 표시되는 카르본산 유도체를 포함하는 정공 주입층 또는 상기 정공 주입층에 인접하는 층의 적어도 1층에 이온화 포텐셜이 6.0eV이하인 정공 수송성 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    정공 주입층에 인접하는 층이 정공 수송층 또는 발광층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    이온화 포텐셜이 6.0eV이하인 정공 수송성 재료가 아릴아민계 정공 수송성 재료인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
KR1020107024067A 2008-03-27 2009-02-27 유기 전계 발광 소자 KR101528490B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2008-083672 2008-03-27
JP2008083672 2008-03-27
PCT/JP2009/053716 WO2009119249A1 (ja) 2008-03-27 2009-02-27 有機エレクトロルミネッセント素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110007154A KR20110007154A (ko) 2011-01-21
KR101528490B1 true KR101528490B1 (ko) 2015-06-12

Family

ID=41113455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107024067A KR101528490B1 (ko) 2008-03-27 2009-02-27 유기 전계 발광 소자

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8847367B2 (ko)
EP (1) EP2276085B1 (ko)
JP (1) JP5123375B2 (ko)
KR (1) KR101528490B1 (ko)
CN (1) CN101990718B (ko)
TW (1) TWI478624B (ko)
WO (1) WO2009119249A1 (ko)

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5449923B2 (ja) * 2008-08-26 2014-03-19 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 電子写真感光体
US8969854B2 (en) * 2011-02-28 2015-03-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting layer and light-emitting element
TWI680600B (zh) * 2011-02-28 2019-12-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件
US10259984B2 (en) 2011-09-23 2019-04-16 Synoil Fluids Holdings Inc. Pyromellitamide gelling agents
CN103874741B (zh) 2011-09-23 2017-06-16 SynOil流体控股有限公司 一种井下液体及其制备方法和应用
KR102115018B1 (ko) 2011-11-17 2020-05-26 메르크 파텐트 게엠베하 스피로디히드로아크리딘 유도체 및 이의 유기 전계발광 소자용 재료로서의 용도
EP2787552A4 (en) * 2011-11-28 2015-07-29 Oceans King Lighting Science ELECTROLUMINESCENT POLYMERS DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
JP6242817B2 (ja) 2012-02-14 2017-12-06 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネッセンス素子のためのスピロビフルオレン化合物
WO2013135352A1 (de) 2012-03-15 2013-09-19 Merck Patent Gmbh Elektronische vorrichtungen
DE102012011335A1 (de) 2012-06-06 2013-12-12 Merck Patent Gmbh Verbindungen für Organische Elekronische Vorrichtungen
KR102184852B1 (ko) 2012-09-18 2020-12-01 메르크 파텐트 게엠베하 전자 소자용 물질
CN104756275B (zh) 2012-10-31 2017-03-08 默克专利有限公司 电子器件
EP3378857B1 (de) 2012-11-12 2021-03-24 Merck Patent GmbH Materialien für elektronische vorrichtungen
CN104884572B (zh) 2013-01-03 2017-09-19 默克专利有限公司 用于电子器件的材料
US9217102B2 (en) 2013-03-22 2015-12-22 Synoil Fluids Holdings Inc. Amide branched aromatic gelling agents
KR102136040B1 (ko) * 2013-03-26 2020-07-20 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기 및 조명 장치
KR20140122655A (ko) * 2013-04-10 2014-10-20 포항공과대학교 산학협력단 역구조 유기 발광 다이오드 및 이의 제조방법
CN105518103B (zh) 2013-09-11 2018-12-21 默克专利有限公司 有机电致发光器件
CN106104838B (zh) 2014-03-18 2018-07-17 默克专利有限公司 有机电致发光器件
JP6331939B2 (ja) * 2014-10-03 2018-05-30 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 カラーフィルタ用着色組成物及びカラーフィルタ
WO2016070275A1 (en) 2014-11-04 2016-05-12 Synoil Fluids Holdings Inc. Amide branched aromatic gelling agent breakers
KR102493553B1 (ko) 2014-12-12 2023-01-30 메르크 파텐트 게엠베하 가용성 기를 갖는 유기 화합물
US20180219156A1 (en) 2015-07-22 2018-08-02 Merck Patent Gmbh Materials for organic electroluminescent devices
KR20180031770A (ko) 2015-07-29 2018-03-28 메르크 파텐트 게엠베하 유기 전계발광 소자용 재료
KR102599157B1 (ko) 2015-08-14 2023-11-06 메르크 파텐트 게엠베하 유기 전계발광 소자용 페녹사진 유도체
CN106410054B (zh) * 2015-12-09 2019-03-12 广东阿格蕾雅光电材料有限公司 仅空穴有机半导体二极管器件
CN108603107B (zh) 2016-02-05 2022-08-26 默克专利有限公司 用于电子器件的材料
US20190312203A1 (en) 2016-06-03 2019-10-10 Merck Patent Gmbh Materials for organic electroluminescent devices
TWI764942B (zh) 2016-10-10 2022-05-21 德商麥克專利有限公司 電子裝置
DE102017008794A1 (de) 2016-10-17 2018-04-19 Merck Patent Gmbh Materialien zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen
US11302870B2 (en) 2016-11-02 2022-04-12 Merck Patent Gmbh Materials for electronic devices
EP3538535A1 (en) 2016-11-08 2019-09-18 Merck Patent GmbH Compounds for electronic devices
US11584753B2 (en) 2016-11-25 2023-02-21 Merck Patent Gmbh Bisbenzofuran-fused 2,8-diaminoindeno[1,2-b]fluorene derivatives and related compounds as materials for organic electroluminescent devices (OLED)
TWI781123B (zh) 2016-11-25 2022-10-21 德商麥克專利有限公司 用於有機電激發光裝置之材料
KR20180085860A (ko) * 2017-01-19 2018-07-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자
US20200013960A1 (en) 2017-02-02 2020-01-09 Merck Patent Gmbh Materials for electronic devices
WO2018157981A1 (de) 2017-03-02 2018-09-07 Merck Patent Gmbh Materialien für organische elektronische vorrichtungen
US11767299B2 (en) 2017-06-23 2023-09-26 Merck Patent Gmbh Materials for organic electroluminescent devices
US20200136045A1 (en) 2017-06-28 2020-04-30 Merck Patent Gmbh Materials for electronic devices
TWI779067B (zh) 2017-07-28 2022-10-01 德商麥克專利有限公司 電子裝置用材料
JP7250773B2 (ja) 2017-09-08 2023-04-03 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子デバイス用材料
CN108675975A (zh) 2017-10-17 2018-10-19 默克专利有限公司 用于有机电致发光器件的材料
US11832513B2 (en) 2017-11-23 2023-11-28 Merck Patent Gmbh Materials for electronic devices
TWI838352B (zh) 2017-11-24 2024-04-11 德商麥克專利有限公司 用於有機電致發光裝置的材料
TWI820057B (zh) 2017-11-24 2023-11-01 德商麥克專利有限公司 用於有機電致發光裝置的材料
EP3724175A1 (en) 2017-12-15 2020-10-21 Merck Patent GmbH Substituted aromatic amines for use in organic electroluminescent devices
CN109935712A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 Tcl集团股份有限公司 Qled器件及其制备方法
US20210036245A1 (en) 2017-12-20 2021-02-04 Merck Patent Gmbh Heteroaromatic compounds
KR102174374B1 (ko) * 2018-02-21 2020-11-04 고려대학교 세종산학협력단 유기전계발광소자용 조성물, 이로부터 제조된 정공주입층 재료 및 정공주입층을 포함하는 유기전계발광소자
TW201938761A (zh) 2018-03-06 2019-10-01 德商麥克專利有限公司 用於有機電致發光裝置的材料
TWI802656B (zh) 2018-03-06 2023-05-21 德商麥克專利有限公司 用於有機電致發光裝置之材料
WO2019175149A1 (en) 2018-03-16 2019-09-19 Merck Patent Gmbh Materials for organic electroluminescent devices
US20220069222A1 (en) 2018-08-28 2022-03-03 Merck Patent Gmbh Materials for organic electroluminescent devices
TWI823993B (zh) 2018-08-28 2023-12-01 德商麥克專利有限公司 用於有機電致發光裝置之材料
TWI837167B (zh) 2018-08-28 2024-04-01 德商麥克專利有限公司 用於有機電致發光裝置之材料
CN112639052A (zh) 2018-09-12 2021-04-09 默克专利有限公司 用于有机电致发光器件的材料
CN111018866B (zh) * 2018-10-09 2021-02-12 中国科学院化学研究所 一种苯三酰亚胺及其衍生物的廉价高效的制备方法
EP3873887A1 (en) 2018-10-31 2021-09-08 Merck Patent GmbH Materials for organic electroluminescent devices
CN111793072B (zh) * 2019-04-09 2021-11-02 上海和辉光电股份有限公司 一种异吲哚衍生物、其用途及包含其的oled器件
TW202136181A (zh) 2019-12-04 2021-10-01 德商麥克專利有限公司 有機電致發光裝置用的材料
TW202216952A (zh) 2020-07-22 2022-05-01 德商麥克專利有限公司 用於有機電發光裝置之材料
CN114075207B (zh) * 2020-08-11 2023-04-07 上海和辉光电股份有限公司 一种空穴注入材料及有机电致发光器件
US20230337445A1 (en) * 2020-09-17 2023-10-19 Sony Semiconductor Solutions Corporation Photoelectric conversion element and imaging device
KR20240075888A (ko) 2021-09-28 2024-05-29 메르크 파텐트 게엠베하 전자 디바이스용 재료
WO2023052313A1 (de) 2021-09-28 2023-04-06 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische vorrichtungen
KR20240075872A (ko) 2021-09-28 2024-05-29 메르크 파텐트 게엠베하 전자 디바이스용 재료
WO2023052275A1 (de) 2021-09-28 2023-04-06 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische vorrichtungen
WO2023094412A1 (de) 2021-11-25 2023-06-01 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische vorrichtungen
WO2023117835A1 (en) 2021-12-21 2023-06-29 Merck Patent Gmbh Electronic devices
WO2023117837A1 (de) 2021-12-21 2023-06-29 Merck Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von deuterierten organischen verbindungen
WO2023117836A1 (en) 2021-12-21 2023-06-29 Merck Patent Gmbh Electronic devices
WO2023152346A1 (de) 2022-02-14 2023-08-17 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische vorrichtungen
WO2023222559A1 (de) 2022-05-18 2023-11-23 Merck Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von deuterierten organischen verbindungen
WO2024013004A1 (de) 2022-07-11 2024-01-18 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische vorrichtungen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114544A (ja) * 2004-10-12 2006-04-27 Chisso Corp 有機電界発光素子

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720432A (en) 1987-02-11 1988-01-19 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with organic luminescent medium
JP3082284B2 (ja) * 1991-04-19 2000-08-28 三菱化学株式会社 有機電界発光素子
JPH1135687A (ja) * 1997-07-17 1999-02-09 Sumitomo Chem Co Ltd ポリシラン共重合体、その製造方法、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子写真感光体
JP4320486B2 (ja) * 1999-08-05 2009-08-26 ソニー株式会社 固体撮像素子の駆動方法
JP4512217B2 (ja) * 1999-08-20 2010-07-28 富士フイルム株式会社 アリールシラン化合物、発光素子材料およびそれを使用した発光素子
US6670645B2 (en) * 2000-06-30 2003-12-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electroluminescent iridium compounds with fluorinated phenylpyridines, phenylpyrimidines, and phenylquinolines and devices made with such compounds
KR20080041754A (ko) * 2000-11-24 2008-05-13 도레이 가부시끼가이샤 발광 소자 재료 및 이를 이용한 발광 소자
AU2003230308A1 (en) * 2002-05-07 2003-11-11 Lg Chem, Ltd. New organic compounds for electroluminescence and organic electroluminescent devices using the same
US7018757B2 (en) * 2003-01-31 2006-03-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Photoconductor materials based on complex of charge generating material
JP4371648B2 (ja) * 2002-10-21 2009-11-25 ケミプロ化成株式会社 ビスイミド誘導体、その製造方法、それよりなる正孔輸送材料および／または発光材料、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
KR100861434B1 (ko) * 2004-03-29 2008-10-02 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 신규 화합물 및 그 화합물을 사용한 유기 엘렉트로닉스소자
WO2005109542A1 (en) 2004-05-11 2005-11-17 Lg Chem. Ltd. Organic electronic device
CN101128561B (zh) * 2005-02-25 2011-08-10 东丽株式会社 发光元件材料和发光元件
JPWO2007080801A1 (ja) * 2006-01-11 2009-06-11 出光興産株式会社 新規イミド誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5432523B2 (ja) * 2006-05-11 2014-03-05 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2008198769A (ja) 2007-02-13 2008-08-28 Nippon Steel Chem Co Ltd 有機エレクトロルミネッセント素子
WO2009041635A1 (ja) * 2007-09-28 2009-04-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機ｅｌ素子
WO2010011658A2 (en) * 2008-07-21 2010-01-28 The Johns Hopkins University Pyromellitic diimide organic semiconductors and devices

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114544A (ja) * 2004-10-12 2006-04-27 Chisso Corp 有機電界発光素子

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. A. MCMENIMEN et al, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 6453-6454 *
K. A. MCMENIMEN et al, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 6453-6454*
P. W. FOWLER et al, J. Chem. Inf. Model., 2007, 47, 905-908 *
P. W. FOWLER et al, J. Chem. Inf. Model., 2007, 47, 905-908*

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2009119249A1 (ja) 2011-07-21
CN101990718B (zh) 2012-04-18
WO2009119249A1 (ja) 2009-10-01
TWI478624B (zh) 2015-03-21
EP2276085A4 (en) 2012-10-17
KR20110007154A (ko) 2011-01-21
EP2276085B1 (en) 2013-11-20
US8847367B2 (en) 2014-09-30
US20110101319A1 (en) 2011-05-05
CN101990718A (zh) 2011-03-23
TW200942072A (en) 2009-10-01
EP2276085A1 (en) 2011-01-19
JP5123375B2 (ja) 2013-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101528490B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
JP6089280B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6286033B2 (ja) 発光領域に正孔輸送性ホストを有する燐光有機発光デバイス
KR101892407B1 (ko) 발광 소자, 발광 장치, 조명 장치 및 전자 기기
KR100730190B1 (ko) 유기 발광 표시 소자 및 이의 제조방법
KR101688317B1 (ko) 저전압 구동 유기발광소자 및 이의 제조 방법
KR20090095022A (ko) 백색 유기발광소자
KR20150026055A (ko) 파이렌 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR20120043001A (ko) 유기 일렉트로루미네센트 소자
KR20080032227A (ko) 발광소자, 발광장치 및 전자기기
JP5458554B2 (ja) 有機電界発光素子および表示装置
KR20100121238A (ko) 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 단말
JP2008177455A (ja) 発光素子
JP5791129B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス照明装置
JP2009010181A (ja) 発光素子
JP6532539B2 (ja) 有機発光素子
KR20090131550A (ko) 유기 발광 소자
KR100659131B1 (ko) 유기 발광 소자
Lin et al. Enhancing color purity and efficiency of white organic light-emitting diodes using a double-emitting layer
JP2004253373A (ja) 有機ｅｌ素子
KR102206852B1 (ko) 유기 발광 소자
CN118102754A (zh) 包括有机金属化合物和多个基质材料的有机发光二极管
CN118102759A (zh) 包括有机金属化合物和多个基质材料的有机发光二极管
KR20060134469A (ko) 유기전계발광표시소자
KR20050117442A (ko) 유기 반도체 소자, 그의 제조 방법 및 제조 장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee