KR102554061B1 - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102554061B1
KR102554061B1 KR1020177029653A KR20177029653A KR102554061B1 KR 102554061 B1 KR102554061 B1 KR 102554061B1 KR 1020177029653 A KR1020177029653 A KR 1020177029653A KR 20177029653 A KR20177029653 A KR 20177029653A KR 102554061 B1 KR102554061 B1 KR 102554061B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
carbon atoms
aromatic
host
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020177029653A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170134490A (ko
Inventor
유지 이케나가
타카히로 카이
마사노리 홋타
준야 오가와
미츠루 사카이
마사시 타다
토키코 우에다
카츠히데 노구치
Original Assignee
닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 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 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 filed Critical 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤
Publication of KR20170134490A publication Critical patent/KR20170134490A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102554061B1 publication Critical patent/KR102554061B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D519/00—Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/86—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
    • 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
    • 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]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • 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]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • 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
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • 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
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • 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
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • 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]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • 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
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • 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
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/82—Cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • 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
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/344—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising ruthenium
    • 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
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • 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
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18—Metal complexes
    • C09K2211/185—Metal complexes of the platinum group, i.e. Os, Ir, Pt, Ru, Rh or Pd
    • 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
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • 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
    • H10K2101/90—Multiple hosts in the emissive layer
    • 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
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Indole Compounds (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

저전압이면서 고효율, 또한 높은 구동 안정성을 가진 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 대향하는 양극과 음극 사이에 발광층을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 발광층이 2종의 호스트 재료와 발광성 도판트를 함유하고, 2종의 호스트 재료 중 제 1 호스트 재료(H1)가 인돌로카르바졸환을 1개 또는 2개 갖는 인돌로카르바졸계 화합물이며, 제 2 호스트 재료(H2)가 2개의 카르바졸환을 6원 방향족환에 의해 결합한 구조를 갖는 일반식(3)으로 나타내어지는 카르바졸계 화합물로부터 선택되는 호스트 재료이다.
Figure 112017101355018-pct00032

Description

유기 전계 발광 소자
본 발명은 유기 전계 발광 소자(이하, 유기 EL 소자라고 한다)에 관한 것이며, 상세하게는 특정 구조를 갖는 화합물을 혼합하여 사용함으로써 저전압이면서 고효율 또한 장수명을 달성할 수 있는 유기 EL 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 EL 소자는 그 가장 간단한 구조로서는 발광층 및 상기 층을 사이에 둔 한 쌍의 대향전극으로 구성되어 있다. 즉, 유기 EL 소자에서는 양 전극 간에 전계가 인가되면 음극으로부터 전자가 주입되고, 양극으로부터 정공이 주입되고, 이들이 발광층에 있어서 재결합될 때에 에너지로서 광을 방출하는 현상을 이용한다.
최근, 유기 박막을 사용한 유기 EL 소자의 개발이 행해지게 되었다. 특히, 발광 효율을 높이기 위해서 전극으로부터 캐리어 주입의 효율 향상을 목적으로 하여 전극의 종류의 최적화를 행하고, 방향족 디아민으로 이루어지는 정공 수송층과 8-히드록시퀴놀린알루미늄 착체(Alq3)로 이루어지는 발광층 겸 전자 수송층을 전극 사이에 박막으로서 설치한 소자의 개발에 의해 종래의 안트라센 등의 단결정을 사용한 소자와 비교해서 대폭적인 발광 효율의 개선이 이루어진 점에서 자발광·고속 응답성이라는 특징을 갖는 고성능 플랫 패널에의 실용을 목표로 하여 진행되어 왔다.
소자의 발광 효율을 높이는 시도로서 형광 발광 재료가 아니라 인광 발광 재료를 사용하는 것도 검토되고 있다. 상기 방향족 디아민으로 이루어지는 정공 수송층과 Alq3으로 이루어지는 발광층을 형성한 소자를 비롯한 많은 소자가 형광 발광을 이용한 것이었지만 인광 발광을 사용하는, 즉 삼중항 여기 상태로부터의 발광을 이용함으로써 종래의 형광(일중항)을 사용한 소자와 비교하여 3~4배 정도의 효율 향상이 기대된다. 이 목적을 위해 쿠마린 유도체나 벤조페논 유도체를 발광층으로 하는 것이 검토되어 왔지만 매우 낮은 휘도밖에 얻어지지 않았다. 그 후, 삼중항 상태를 이용하는 시도로서 유로퓸 착체를 사용하는 것이 검토되어 왔지만 이것도 고효율의 발광에는 이르지 않았다. 이 인광 발광을 이용한 연구는 인광 발광 도판트로서는 특허문헌 1에 열거되는 바와 같은 이리듐 착체 등의 유기 금속 착체를 중심으로 연구가 다수 행해지고 있으며, 고효율로 발광하는 것도 찾아내 오고 있다.
일본특허공표 2003-515897호 공보 일본특허공개 2001-313178호 공보 일본특허공개 평 11-162650호 공보 일본특허공개 평 11-176578호 공보 WO2008-056746A WO2009-136596A WO2010-098246A WO2011-132684A 일본특허공개 2012-028634호 공보
유기 EL 소자의 발광층에 사용하는 호스트 재료로서는 특허문헌 1 및 2에서 소개되어 있는 카르바졸계 화합물이나, 옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물 등을 들 수 있지만 어느 것이나 효율, 수명 모두 실용에 견딜 수 있으나 것은 아니었다.
또한, 특허문헌 3 및 4에서 인돌로카르바졸 화합물의 개시가 이루어져 있지만 정공 수송 재료로서의 사용이 추장되고 있으며, 혼합 호스트 재료로서의 사용의 개시는 없이 인돌로카르바졸 화합물의 혼합 호스트 재료로서의 유용성을 교시하는 것은 아니다.
또한, 특허문헌 5에서 인돌로카르바졸 화합물에 대해 호스트 재료로서의 사용을 개시하고 있지만 이것이 혼합 호스트 재료로서 유용성을 갖는 것을 교시하는 것은 아니다.
또한, 특허문헌 6, 7에서 인돌로카르바졸 화합물의 혼합 호스트로서의 사용을 개시하고 있지만 특정 카르바졸 화합물과의 조합에 의해 유용한 효과가 발현되는 것을 교시하는 것은 아니다.
또한, 특허문헌 8, 9에서 인돌로카르바졸 화합물과 카르바졸 화합물의 혼합 호스트로서의 사용을 개시하고 있지만 특정 인돌로카르바졸 화합물과 특정 카르바졸 화합물의 조합의 유용한 효과를 교시하는 것은 아니다.
유기 EL 소자를 플랫 패널 디스플레이 등의 표시 소자에 응용하기 위해서는 소자의 발광 효율을 개선함과 동시에 구동 시의 안정성을 충분히 확보할 필요가 있다. 본 발명은 상기 현 상황을 감안하여 저전압이면서 고효율 또한 높은 구동 안정성을 가진 실용상 유용한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 대향하는 양극과 음극 사이에 1개 이상의 발광층을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서 적어도 1개의 발광층이 적어도 2종의 호스트 재료와 적어도 1종의 발광성 도판트를 함유하고, 상기 호스트 재료 중 적어도 1개가 하기 일반식(1)~(2) 중 어느 하나로 나타내어지는 화합물로부터 선택되는 호스트 재료(H1)이며, 다른 적어도 1개가 하기 일반식(3)으로 나타내어지는 화합물로부터 선택되는 호스트 재료(H2)인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자이다.
Figure 112017101355018-pct00001
Figure 112017101355018-pct00002
일반식(1)에 있어서, 환 a는 2개의 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(a1)으로 나타내어지는 방향환 또는 복소환을 나타내고, X1은 C-R 또는 N을 나타낸다. 환 b는 2개의 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(b1)으로 나타내어지는 복소환을 나타내고, Ar1, Ar2는 독립적으로 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, L1은 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결된 연결 방향족기를 나타내고, Ar1, Ar2 및 L1에 있어서의 이들의 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기 또는 연결 방향족기는 치환기를 가져도 좋다.
p는 0~7의 정수를 나타낸다. 여기서, p가 2 이상인 경우, L1은 각각 동일해도 달라도 좋다.
R, R1~R3은 독립적으로 수소, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, 각각 치환기를 가져도 좋다.
일반식(2)에 있어서, 환 c, 환 c'는 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(c1)으로 나타내어지는 방향환 또는 복소환을 나타내고, 환 d, 환 d'는 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(d1)으로 나타내어지는 복소환을 나타내고, 동일해도 달라도 좋다. X2는 C-R' 또는 N을 나타낸다. Z는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결되어 이루어지는 2가의 연결 방향족기를 나타낸다. Ar3은 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~6개의 단환의 방향족 복소환기를 나타내고, L2는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결되어 이루어지는 연결 방향족기가 나타내고, Z, Ar3 및 L2에 있어서의 이들의 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기 또는 연결 방향족기는 치환기를 가져도 좋다. q는 0~7의 정수를 나타낸다. 여기서, q가 2 이상인 경우, L2는 각각 동일해도 달라도 좋다.
R', R4~R8은 독립적으로 수소, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, 각각 치환기를 가져도 좋다.
Figure 112017101355018-pct00003
여기서, R9~R12는 독립적으로 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 알콕시기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, 각각 치환기를 가져도 좋다.
Ar4는 독립적으로 수소, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, 각각 치환기를 가져도 좋다. j는 1~6의 정수를 나타내고, 적어도 하나의 Ar4는 수소가 아니다.
X3~X5는 독립적으로 N, C-R'' 또는 C-를 나타내고, R''는 독립적으로 수소, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기를 나타낸다. k, l, m, n은 0≤k+l+m+n≤16을 만족하는 정수를 나타낸다.
또한, 본 발명의 다른 양태는 상기 호스트 재료(H1)와 호스트 재료(H2)의 2개의 호스트 재료의 전자 친화력의 차(ΔEA)가 0.1eV보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자이다.
상기 일반식(1) 중, X1은 C-R인 것이 바람직하고, 또한 Ar1 또는 Ar2 중 적어도 하나가 치환 또는 미치환의 탄소수 3~9개의 방향족 복소환기인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식(2) 중, X2는 C-R'인 것이 바람직하다. 또한, 상기 일반식(3) 중, j가 3 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 양태는 상기 호스트 재료(H1)와 호스트 재료(H2)를 예비 혼합하고, 하나의 증착원으로부터 증착시킴으로써 제막된 발광층을 갖는 유기 전계 발광 소자이다. 이 경우, 발광층 중의 호스트 재료(H1)와 (H2)의 혼합 비율이 증착 전의 예비 혼합 비율과 비교해서 변화량이 5% 이내인 것이 좋다.
또한, 상기 호스트 재료(H1)와 호스트 재료(H2)의 기화 온도의 차는 30℃ 이내인 것이 바람직하고, 10℃ 이내인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 양태는 발광성 도판트가 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 유기 금속 착체로 이루어지는 인광 발광 도판트인 유기 전계 발광 소자이다.
본 발명의 유기 EL 소자는 특정 화합물을 혼합 호스트로서 사용함으로써 저전압이면서 인광 발광 분자의 최저 여기 삼중항 에너지를 가두는데에 충분히 높은 최저 여기 삼중항 에너지를 갖고 있는 점에서 발광층 내로부터의 에너지 유출이 억제된다.
도 1은 유기 EL 소자의 일례를 나타낸 모식 단면도이다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 대향하는 양극과 음극 사이에 1개 이상의 발광층을 포함하고, 적어도 1개의 발광층이 적어도 2종의 호스트 재료와 적어도 1종의 발광성 도판트를 함유하고, 상기 호스트 재료 중 적어도 1종이 상기 일반식(1)~(2) 중 어느 하나로 나타내어지는 화합물로부터 선택되는 호스트 재료(H1)이며, 다른 적어도 1종이 하기 일반식(3)으로 나타내어지는 화합물로부터 선택되는 호스트 재료(H2)이다. 이하, 호스트 재료(H1)를 제 1 호스트 재료(H1)라고 하고, 호스트 재료(H2)를 제 2 호스트 재료(H2)라고도 한다. 제 1 호스트 재료(H1), 및 제 2 호스트 재료(H2)는 각각 1종만이어도 좋고, 상기 일반식(1)~(2), 또는 일반식(3)을 만족하는 화합물이면 각각 2종 이상으로 이루어져 있어도 좋다.
이하, 일반식(1) 및 (2)에 대해 설명한다.
환 a, 환 c, 환 c'는 2개의 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(a1), 또는 (c1)으로 나타내어지는 방향환 또는 복소환을 나타낸다. 여기서, (a1)에 있어서, X1은 C-R 또는 N을 나타내지만 C-R인 것이 바람직하다. 또한, (c1)에 있어서, X2는 C-R' 또는 N을 나타내지만 C-R'인 것이 바람직하다.
환 b, 환 d, 환 d'는 2개의 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(b1), 또는 (d1)으로 나타내어진 복소환을 나타낸다. 여기서, 환 c와 환 c', 환 d와 환 d'는 동일해도 달라도 좋다.
식(a1) 또는 (c1)으로 나타내어지는 방향족 탄화수소환 또는 복소환은 2개의 인접 환과 임의의 위치에서 축합할 수 있지만 구조적으로 축합할 수 없는 위치가 있다. 이들의 방향족 탄화수소환 또는 복소환은 6개의 변을 갖지만 인접하는 2개의 변에서 2개의 인접 환과 축합하는 일은 없다. 마찬가지로, 식(b1) 또는 (d1)으로 나타내어지는 복소환은 2개의 인접 환과 임의의 위치에서 축합할 수 있지만 구조적으로 축합할 수 없는 위치가 있다. 즉, 이들의 복소환은 5개의 변을 갖지만 인접하는 2개의 변에서 2개의 인접 환과 축합하는 일은 없고, 또한 질소 원자를 포함하는 변에서 인접 환과 축합하는 일은 없다. 따라서, 일반식(1), (2)으로 나타내어지는 화합물의 이성체의 골격의 종류는 한정된다.
Ar1~Ar3은 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, 이들의 방향족 탄화수소기, 또는 방향족 복소환기는 각각 치환기를 가져도 좋다.
바람직하게는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~9개의 방향족 복소환기이다. Ar1, Ar2는 p+1가의 기이며, Ar3은 q+1가의 기이다.
이들 Ar1~Ar3의 구체예로서는 벤젠, 펜탈렌, 인덴, 나프탈렌, 아줄렌, 헵탈렌, 옥탈렌, 인다센, 아세나프틸렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 트린덴, 플루오란텐, 아세페난트릴렌, 아세안트릴렌, 트리페닐렌, 피렌, 크리센, 테트라펜, 테트라센, 플레이아덴, 피센, 페릴렌, 펜타펜, 펜타센, 테트라페닐렌, 콜란트릴렌, 헬리센, 헥사펜, 루비센, 코로넨, 트리나프틸렌, 헵타펜, 피란트렌, 푸란, 티오펜, 피롤, 피라졸, 텔라졸, 셀레나졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 푸라잔, 티아디아졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 또는 트리아진으로부터 p+1개 또는 q+1개의 수소를 제거하여 생기는 기를 들 수 있다. 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 또는 트리아진으로부터 p+1개 또는q+1개의 수소를 제거하여 생기는 기를 들 수 있다.
일반식(1), 식(b1), 식(d1)에 있어서, L1, L2는 각각 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결되어 이루어지는 기를 나타내고, 이들의 기는 각각 치환기를 가져도 좋다.
L1, L2는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결되어 이루어지는 연결 방향족기인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~7개 연결되어 이루어지는 연결 방향족기이다.
L1, L2의 구체예로서는 벤젠, 펜탈렌, 인덴, 나프탈렌, 아줄렌, 헵탈렌, 옥탈렌, 인다센, 아세나프틸렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 트린덴, 플루오란텐, 아세페난트릴렌, 아세안트릴렌, 트리페닐렌, 피렌, 크리센, 테트라펜, 테트라센, 플레이아덴, 피센, 페릴렌, 펜타펜, 펜타센, 테트라페닐렌, 콜란트릴렌, 헬리센, 헥사펜, 루비센, 코로넨, 트리나프틸렌, 헵타펜, 피란트렌, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 크산텐, 옥산트렌, 디벤조푸란, 페릭산텐옥산텐, 티오펜, 티오크산텐, 티안트렌, 페녹사티인, 티오나프텐, 이소티아나프텐, 티오프텐, 티오판트렌, 디벤조티오펜, 피롤, 피라졸, 텔라졸, 셀레나졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 푸라잔, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 인돌리진, 인돌, 이소인돌, 인다졸, 푸린, 퀴놀리진, 이소퀴놀린, 카르바졸, 이미다졸, 나프티리딘, 프탈라진, 퀴나졸린, 벤조디아제핀, 퀴녹살린, 신놀린, 퀴놀린, 프테리딘, 페난트리딘, 아크리딘, 페리미딘, 페난트롤린, 페나진, 카르볼린, 페노텔루라진, 페노셀레나진, 페노티아진, 페녹사진, 안티리딘, 벤조티아졸, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸, 벤조이소옥사졸, 또는 벤조이소티아졸, 또는 이들 방향족 화합물의 방향환이 복수 연결된 방향족 화합물로부터 1개의 수소를 제거하여 생기는 기를 들 수 있다.
여기서, L1 및 L2가 복수의 방향족 화합물의 방향환이 복수 연결된 연결 방향족기로서는 예를 들면, 하기에서 나타내는 바와 같은 연결 양식을 들 수 있다.
Figure 112017101355018-pct00004
식(4)~(6) 중, Ar11~Ar16은 치환 또는 미치환의 방향환을 나타낸다. 방향환은 방향족 탄화수소 화합물, 또는 방향족 복소환 화합물의 환을 의미하고, 1가 이상의 기일 수 있다. 방향환이 연결된다란 방향환이 직접 결합에 의해 결합하여 연결되는 것을 의미한다. 방향환이 치환의 방향환인 경우, 치환기가 방향환인 일은 없다.
연결 방향족기의 구체예로서는 예를 들면 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐, 비피리딘, 비피리미딘, 비트리아진, 터피리딘, 페닐터페닐, 비나프탈렌, 페닐피리딘, 디페닐피리딘, 페닐피리미딘, 디페닐피리미딘, 페닐트리아진, 디페닐트리아진, 페닐나프탈렌, 디페닐나프탈렌, 카르바졸릴벤젠, 비스카르바졸릴벤젠, 비스카르바졸릴트리아진, 디벤조푸라닐벤젠, 비스디벤조푸라닐벤젠, 디벤조티오페닐벤젠, 비스디벤조티오페닐벤젠 등으로부터 수소를 제거하여 생기는 기를 들 수 있다.
일반식(2) 중, Z는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결되어 이루어지는 2가의 연결 방향족기를 나타내지만 N에 직접 연결하는 기는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이다. 바람직하게는 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~7개 연결되어 이루어지는 2가의 연결 방향족기이며, 단환의 방향족 복소환기는 6원환인 것이 바람직하다. 각각의 방향환은 독립적으로 치환기를 가져도 좋다.
Z의 구체예로서는 L1, L2의 구체예에서 예시한 방향족 화합물, 또는 이들이 복수 연결된 방향족 화합물 등으로부터 2개의 수소를 제거하여 생기는 2가의 기를 들 수 있지만 N에 연결하는 기는 상기한 바와 같다.
여기서, Z가 연결 방향족기인 경우, 예를 들면 하기에서 나타내는 바와 같은 연결 양식을 들 수 있다.
Figure 112017101355018-pct00005
여기서, Ar21~Ar26은 치환 또는 미치환의 방향환을 나타낸다. 또한, 방향환은 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기를 구성하는 방향족환을 말한다. 또한, 상기 식으로 나타내어진 연결손을 갖는 기를 대신하여 식 (7)에서는 Ar22, 식 (8)에서는 Ar22, Ar24, 식 (9)에서는 Ar24, Ar25, Ar26이 연결손을 갖는 기가 되는 것도 가능하다. 이들의 연결손은 N에 결합하는 것이기 때문에 그 연결손을 갖는 기는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이다.
p 및 q는 0~7의 정수를 나타낸다. 바람직하게는 0~5이며, 보다 바람직하게는 0~3이다.
Ar1~Ar3, Z, 및 L1, L2가 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기 또는 연결 방향족기인 경우, 이들의 기는 치환기를 가질 수 있다. 이 경우, 치환기로서는 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 또는 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기이지만, 바람직하게는 탄소수 1~10개의 알킬기, 탄소수 7~24개의 아랄킬기, 탄소수 1~10개의 알콕시기, 또는 탄소수 12~36개의 디아릴아미노기이다. 또한, 치환기의 수는 0~5개, 바람직하게는 0~2개가 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 탄소수의 계산에는 치환기의 탄소수는 포함하지 않는 것으로 이해되지만 치환기의 탄소수는 포함된 계산이어도 상기 탄소수를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 치환기의 구체예로서는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 아이코실, 페닐메틸, 페닐에틸, 페닐아이코실, 나프틸메틸, 안트라닐메틸, 페난트레닐메틸, 피레닐메틸, 비닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 데세닐, 아이코세닐, 에티닐, 프로파르길, 부티닐, 펜티닐, 데시닐, 아이코시닐, 디메틸아미노, 에틸메틸아미노, 디에틸아미노, 디프로필아미노, 디부틸아미노, 디펜티닐아미노, 디데실아미노, 디아이코실아미노, 디페닐아미노, 나프틸페닐아미노, 디나프틸아미노, 디안트라닐아미노, 디페난트레닐아미노, 디피레닐아미노, 디페닐메틸아미노, 디페닐에틸아미노, 페닐메틸페닐에틸아미노, 디나프틸메틸아미노, 디안트라닐메틸아미노, 디페난트레닐메틸아미노, 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 발레릴, 벤조일, 아세틸옥시, 프로피오닐옥시, 부티릴옥시, 발레릴옥시, 벤조일옥시, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헵스옥시, 헵톡시, 옥톡시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시, 트리데실옥시, 테트라데실옥시, 펜타데실옥시, 헥사데실옥시, 헵타데실옥시, 옥타데실옥시, 노나데실옥시, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐, 부톡시카르보닐, 펜톡시카르보닐, 메톡시카르보닐옥시, 에톡시카르보닐옥시, 프로폭시카르보닐옥시, 부톡시카르보닐옥시, 펜톡시카르보닐옥시, 메틸술포닐, 에틸술포닐, 프로필술포닐, 부틸술포닐, 펜틸술포닐 등을 들 수 있다. 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실 등의 C1~12의 알킬기, 페닐메틸, 페닐에틸, 나프틸메틸, 안트라닐메틸, 페난트레닐메틸, 피레닐메틸 등의 C7~20의 아랄킬기, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헵스옥시, 헵톡시, 옥톡시, 노닐옥시, 데실옥시 등의 C1~10의 알콕시기, 디페닐아미노, 나프틸페닐아미노, 디나프틸아미노, 디안트라닐아미노, 디페난트레닐아미노 등의 C6~15의 방향족 탄화수소기를 2개 갖는 디아릴아미노기를 들 수 있다.
R, R', R1~R8은 독립적으로 수소, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이며, 바람직하게는 수소, 탄소수 1~10개의 알킬기, 탄소수 7~24개의 아랄킬기, 탄소수 1~10개의 알콕시기, 탄소수 12~36개의 디아릴아미노기, 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이며, 보다 바람직하게는 수소, 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이다. 또한, 수소 이외의 기인 경우는 각각의 기는 치환기를 가져도 좋다.
탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기의 구체예로서는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 아이코실, 페닐메틸, 페닐에틸, 페닐아이코실, 나프틸메틸, 안트라닐메틸, 페난트레닐메틸, 피레닐메틸, 비닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 데세닐, 아이코세닐, 에티닐, 프로파르길, 부티닐, 펜티닐, 데시닐, 아이코시닐, 디메틸아미노, 에틸메틸아미노, 디에틸아미노, 디프로필아미노, 디부틸아미노, 디펜티닐아미노, 디데실아미노, 디아이코실아미노, 디페닐아미노, 나프틸페닐아미노, 디나프틸아미노, 디안트라닐아미노, 디페난트레닐아미노, 디피레닐아미노, 디페닐메틸아미노, 디페닐에틸아미노, 페닐메틸페닐에틸아미노, 디나프틸메틸아미노, 디안트라닐메틸아미노, 디페난트레닐메틸아미노, 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 발레릴, 벤조일, 아세틸옥시, 프로피오닐옥시, 부티릴옥시, 발레릴옥시, 벤조일옥시, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헵스옥시, 헵톡시, 옥톡시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시, 트리데실옥시, 테트라데실옥시, 펜타데실옥시, 헥사데실옥시, 헵타데실옥시, 옥타데실옥시, 노나데실옥시, 아이코실옥시, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐, 부톡시카르보닐, 펜톡시카르보닐, 메톡시카르보닐옥시, 에톡시카르보닐옥시, 프로폭시카르보닐옥시, 부톡시카르보닐옥시, 펜톡시카르보닐옥시, 메틸술포닐, 에틸술포닐, 프로필술포닐, 부틸술포닐, 펜틸술포닐 등을 들 수 있다. 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실 등의 탄소수 1~10개의 알킬기, 페닐메틸, 페닐에틸, 나프틸메틸, 안트라닐메틸, 페난트레닐메틸, 피레닐메틸 등의 탄소수 7~17개의 아랄킬기, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헵스옥시, 헵톡시, 옥톡시, 노닐옥시, 데실옥시 등의 탄소수 1~10개의 알콕시기, 디페닐아미노, 나프틸페닐아미노, 디나프틸아미노, 디안트라닐아미노, 디페난트레닐아미노 등의 탄소수 12~28개의 디아릴아미노기를 들 수 있다.
탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기인 경우의 구체예로서는 벤젠, 펜탈렌, 인덴, 나프탈렌, 아줄렌, 인다센, 아세나프틸렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 트린덴, 플루오란텐, 아세페난트릴렌, 아세안트릴렌, 트리페닐렌, 피렌, 크리센, 테트라펜, 테트라센, 플레이아덴, 피센, 페릴렌, 펜타펜, 펜타센, 테트라페닐렌, 콜란트릴렌, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 크산텐, 옥산트렌, 디벤조푸란, 페릭산텐옥산텐, 티오펜, 티오크산텐, 티안트렌, 페녹사티인, 티오나프텐, 이소티아나프텐, 티오프텐, 티오판트렌, 디벤조티오펜, 피롤, 피라졸, 텔루라졸, 셀레나졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 푸라잔, 티아디아졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 인돌리진, 인돌, 이소인돌, 인다졸, 푸린, 퀴놀리진, 이소퀴놀린, 카르바졸, 이미다졸, 나프티리딘, 프탈라진, 퀴나졸린, 벤조디아제핀, 퀴녹살린, 신놀린, 퀴놀린, 프테리딘, 페난트리딘, 아크리딘, 페리미딘, 페난트롤린, 페나진, 카르볼린, 페노텔루라진, 페노셀레나진, 페노티아진, 페녹사진, 안티리딘, 벤조티아졸, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸, 벤조이소옥사졸, 또는 벤조이소티아졸로부터 수소를 제거하여 생기는 기를 들 수 있다. 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 이소인돌, 인다졸, 푸린, 이소퀴놀린, 이미다졸, 나프티리딘, 프탈라진, 퀴나졸린, 벤조디아제핀, 퀴녹살린, 신놀린, 퀴놀린, 프테리딘, 페난트리딘, 아크리딘, 페리미딘, 페난트롤린, 페나진, 카르볼린, 인돌, 카르바졸, 디벤조푸란, 또는 디벤조티오펜으로부터 수소를 제거하여 생기는 기를 들 수 있다.
상기 R, R', R1~R8이 수소 이외의 기이며, 그 기가 치환기를 갖는 경우의 치환기는 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이다. 바람직하게는 탄소수 1~10개의 알킬기, 탄소수 7~24개의 아랄킬기, 탄소수 1~10개의 알콕시기, 탄소수 12~36개의 디아릴아미노기, 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기 및 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기이다. 또한, 치환기의 수는 R, R', R1~R8의 1개당 0~3개가 바람직하고, 0~2개가 보다 바람직하다.
상기 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기 및 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기의 구체예는 상기 R, R', R1~R8의 구체예와 같다.
상기 일반식(1) 및 (2)으로 나타내어지는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 나타내지만 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112017101355018-pct00006
Figure 112017101355018-pct00007
Figure 112017101355018-pct00008
Figure 112017101355018-pct00009
Figure 112017101355018-pct00010
Figure 112017101355018-pct00011
Figure 112017101355018-pct00012
Figure 112017101355018-pct00013
Figure 112017101355018-pct00014
다음에 일반식(3)에 대해 설명한다.
j는 1~6의 정수를 나타내고, 바람직하게는 1~3이다.
R9~R12는 독립적으로 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내지만 바람직하게는 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~9개의 방향족 복소환기다.
상기 알킬기, 아실기, 알콕시기, 방향족 탄화수소기, 및 방향족 복소환기의 구체예로서는 탄소수가 상기 범위인 것 외는 상기 R, R', R1~R8의 구체예에서 설명한 것과 같다.
Ar4는 수소, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내지만 바람직하게는 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~9개의 방향족 복소환기이다. 그리고, 적어도 1개의 Ar4는 수소 이외의 1가의 방향족 탄화수소기, 또는 방향족 복소환기이다. j가 2 이상의 정수인 경우, Ar4는 독립적으로 변화해도 좋다. 또한, j가 2 이상의 정수인 경우, 각각의 6원 방향족환의 연결 위치는 오쏘 위치, 메타 위치이어도 파라 위치이어도 좋고, 한정되지 않는다.
Ar4가 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기인 경우의 구체예로서는 상기 L1, L2의 구체예에서 설명한 것과 같다.
k, l, m, n은 0≤k+l+m+n≤16을 만족하는 정수를 나타내지만 바람직하게는 0≤k+l+m+n≤4이다. 바람직하게는 k, l, m, n은 모두 0~2, 보다 바람직하게는 0~1이다.
X3~X5는 독립적으로 N, C-R'' 또는 C-를 나타낸다. R''은 독립적으로 수소, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기이며, 바람직하게는 수소, 탄소수 1~10개의 알킬기, 탄소수 1~10개의 알콕시기, 탄소수 12~36개의 디아릴아미노기이며, 보다 바람직하게는 수소, 탄소수 1~10개의 알킬기, 탄소수 1~10개의 알콕시기이다. R''의 구체예는 일반식(1), (2)에서 설명한 R, R', R1~R8에서 설명한 해당하는 구체예와 같다.
상기 일반식(3)으로 나타내어지는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 나타내지만 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112017101355018-pct00015
Figure 112017101355018-pct00016
Figure 112017101355018-pct00017
다음에 제 1 호스트 재료(H1)와 제 2 호스트 재료(H2)에 대해 설명한다.
상기 제 1 호스트 재료(H1)와 제 2 호스트 재료(H2)의 EA차(ΔEA)가 0.1eV보다 떨어져 있으면 좋은 결과를 준다. ΔEA가 0.1eV 이하인 호스트끼리의 혼합에서는 전하 밸런스가 거의 바뀌지 않는 점에서 본래의 소자 특성을 손상시키는 일 없이 박막 안정성을 향상시킬 수 있지만 ΔEA가 0.1eV보다 떨어져 있는 호스트를 혼합함으로써 반대로 전자가 흐르는 경로를 혼합하는 2개의 호스트의 EA가 큰 쪽으로 제한할 수 있고, 발광층 내의 전자의 흐름을 억제할 수 있다. 그 결과, 발광층 내에의 전자의 가두기가 용이해지고, 고효율이면서 장수명의 소자를 제공할 수 있다. 바람직하게는 ΔEA가 0.2~1.5eV의 범위에 있는 것이 좋다. 또한, EA의 값은 호스트 재료 박막에서의 광전자 분광법에 의해 얻어진 이온화 퍼텐셜의 값과, 자외-가시역의 흡수 스펙트럼을 측정하고, 그 흡수단으로부터 구한 에너지 갭의 값을 이용하여 산출할 수 있다. 단, 측정 방법은 이것에 한정되지 않는다. 또한, 제 1 호스트 재료(H1), 제 2 호스트 재료(H2) 또는 양자에 둘 이상의 호스트 재료가 포함되는 경우는 제 1 호스트 재료(H1) 또는 제 2 호스트 재료(H2) 중에 가장 많이 포함되는 호스트 재료에 의해 EA차를 계산한다.
제 1 호스트 재료(H1) 또는 제 2 호스트 재료(H2)로 이루어지는 2개의 호스트 재료는 소자를 작성하기 전에 혼합하여 1개의 증착원을 사용하여 증착해도 좋고, 복수의 증착원을 사용한 공증착 등의 조작에 의해 소자를 작성하는 시점에서 혼합해도 좋다. 상기 호스트 재료의 혼합비(중량비)에 대해 특별히 제한은 없지만 95:5~5:95의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90:10~10:90의 범위이다. 또한, 호스트 재료로서 상기 일반식(1), (2) 및 (3) 중 어느 것에도 해당하지 않는 호스트 재료를 본 발명의효과를 저해하지 않는 범위에서 사용할 수도 있지만, 30wt% 이하, 바람직하게는 10wt% 이하로 한정시키는 것이 좋다.
또한, 발광층 중의 제 1 호스트 재료(H1)와 제 2 호스트 재료(H2)의 존재 비율이 증착 전의 예비 혼합 비율과 비교해서 변화량이 5% 이내로 하는 것이 바람직하다. 이것을 위해서는 양자의 기화 속도를 소정 범위로 일치시키는 것이 유리하다. 기화 속도는 이들이 증발 또는 승화할 때의 증기압에 관계되고, 또한 기화 온도(증기압이 증착 시의 압력과 일치할 때의 온도)에 관계되므로 양자의 기화 온도차를 30℃ 이내, 바람직하게는 10℃ 이내로 하는 것이 좋다.
다음에 본 발명의 유기 EL 소자의 구조에 대해 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명의 유기 EL 소자의 구조는 하등 도시된 것에 한정되는 것은 아니다.
(1) 유기 EL 소자의 구성
도 1은 본 발명에 사용되는 일반적인 유기 EL 소자의 구조예를 모식적으로 나타내는 단면도이며, 1은 기판, 2는 양극, 3은 정공 주입층, 4는 정공 수송층, 5는 발광층, 6은 전자 수송층, 7은 전자 주입층, 8은 음극을 각각 나타낸다. 본 발명의 유기 EL 소자에서는 양극, 발광층, 전자 수송층 및 음극을 필수층으로서 갖지만 필요에 따라 다른 층을 형성해도 좋다. 다른 층이란 예를 들면 정공 주입 수송층이나 전자 저지층 및 정공 저지층을 들 수 있지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 정공 주입 수송층은 정공 주입층과 정공 수송층 중 어느 하나 또는 양자를 의미한다.
(2) 기판
기판(1)은 유기 전계 발광 소자의 지지체가 되는 것이며, 석영이나 유리의 판, 금속판이나 금속박, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용된다. 특히 유리판이나 폴리에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리술폰 등의 평활하며 투명한 합성 수지의 판이 바람직하다. 합성 수지 기판을 사용하는 경우에는 가스 배리어성에 유의할 필요가 있다. 기판의 가스 배리어가 지나치게 작으면 기판을 통과한 외기에 의해 유기 전계 발광 소자가 열화하는 경우가 있어서 바람직하지 않다. 이 때문에 합성 수지 기판의 적어도 편면에 치밀한 실리콘 산화막 등을 형성하여 가스 배리어성을 확보하는 방법도 바람직한 방법 중 하나이다.
(3) 양극
기판(1) 상에는 양극(2)이 설치되지만 양극은 정공 수송층에의 정공 주입의 역할을 하는 것이다. 이 양극은 통상 알루미늄, 금, 은, 니켈, 팔라듐, 백금 등의 금속, 인듐 및/또는 주석의 산화물, 인듐 및/또는 아연의 산화물 등의 금속 산화물, 요오드화 구리 등의 할로겐화 금속, 카본블랙, 또는 폴리(3-메틸티오펜), 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 도전성 고분자 등에 의해 구성된다. 양극의 형성은 통상 스퍼터링법, 진공 증착법 등에 의해 행해지는 것이 많다. 또한, 은 등의 금속 미립자, 요오드화 구리 등의 미립자, 카본블랙, 도전성의 금속 산화물 미립자, 도전성 고분자 미분말 등의 경우에는 적당한 바인더 수지 용액에 분산되고, 기판 상에 도포함으로써 양극을 형성할 수도 있다. 또한, 도전성 고분자의 경우는 전해 중합에 의해 직접 기판 상에 박막을 형성하거나, 기판(1) 상에 도전성 고분자를 도포하여 양극을 형성할 수도 있다. 양극은 다른 물질에 의해 적층하여 형성하는 것도 가능하다. 양극의 두께는 필요로 하는 투명성에 따라 다르다. 투명성이 필요로 되는 경우는 가시광의 투과율을 통상 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 이 경우, 두께는 통상 5~1000㎚, 바람직하게는 10~500㎚ 정도이다. 불투명하여 좋은 경우에는 양극은 기판과 동일해도 좋다. 또한, 상기 양극 상에 다른 도전 재료를 더 적층하는 것도 가능하다.
(4) 정공 수송층
양극(2) 상에 정공 수송층(4)이 형성된다. 양자 사이에는 정공 주입층(3)을 형성할 수도 있다. 정공 수송층의 재료에 요구되는 조건으로서는 양극으로부터의 정공 주입 효율이 높고, 또한 주입된 정공을 효율적으로 수송할 수 있는 재료인 것이 필요하다. 그것을 위해서는 이온화 퍼텐셜이 작고, 가시광의 광에 대해 투명성이 높고, 게다가 정공 이동도가 크고, 더욱 안정성이 우수하고, 트랩이 되는 불순물이 제조 시나 사용 시에 발생하기 어려운 것이 요구된다. 또한, 발광층(5)에 접하기 위해 발광층으로부터의 발광을 소광하거나, 발광층과의 사이에서 엑시플렉스를 형성하여 효율을 저하시키지 않는 것이 요구된다. 상기 일반적 요구 이외에 차재 표시용의 응용을 고려했을 경우, 소자에는 더욱 내열성이 요구된다. 따라서, Tg로서 85℃ 이상의 값을 갖는 재료가 바람직하다.
본 발명에서 사용할 수 있는 정공 수송 재료로서는 종래 이 층에 사용되고 있는 공지의 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 2개 이상의 3급 아민을 포함하여 2개 이상의 축합 방향족환이 질소 원자로 치환된 방향족 디아민, 4,4',4"-트리스(1-나프틸페닐아미노)트리페닐아민 등의 스타버스트 구조를 갖는 방향족 아민 화합물, 트리페닐아민의 4량체로 이루어지는 방향족 아민 화합물, 2,2',7,7'-테트라키스-(디페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌 등의 스피로 화합물 등을 들 수 있다. 이들의 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 필요에 따라 각각 혼합해서 사용해도 좋다.
또한, 상기 화합물 이외에 정공 수송층의 재료로서 폴리비닐카르바졸, 폴리비닐트리페닐아민, 테트라페닐벤지딘을 함유하는 폴리아릴렌에테르술폰 등의 고분자 재료를 들 수 있다.
정공 수송층을 도포법으로 형성하는 경우는 정공 수송 재료를 1종 또는 2종 이상과, 필요에 따라 정공의 트랩이 되지 않는 바인더 수지나 도포성 개량제 등의 첨가제를 첨가하고, 용해하여 도포 용액을 조제하고, 스핀코트법 등의 방법에 의해 양극 상에 도포하고, 건조시켜 정공 수송층을 형성한다. 바인더 수지로서는 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 바인더 수지는 첨가량이 많으면 정공 이동도를 저하시키므로 적은 쪽이 바람직하고, 통상 50중량% 이하가 바람직하다.
진공 증착법으로 형성하는 경우는 정공 수송 재료를 진공 용기 내에 설치된 도가니에 넣고, 진공 용기 내를 적당한 진공 펌프로 10-4Pa 정도로까지 배기한 후, 도가니를 가열하여 정공 수송 재료를 증발시키고, 도가니와 마주보고 놓여진 양극이 형성된 기판 상에 정공 수송층을 형성시킨다. 정공 수송층의 막 두께는 통상 1~300㎚, 바람직하게는 5~100㎚이다. 이렇게 얇은 막을 똑같이 형성하기 위해서는 일반적으로 진공 증착법이 잘 사용된다.
(5) 정공 주입층
정공 주입의 효율을 더욱 향상시키고, 또한 유기층 전체의 양극에의 부착력을 개선시키는 목적으로 정공 수송층(4)과 양극(2) 사이에 정공 주입층(3)을 삽입하는 것도 행해지고 있다. 정공 주입층을 삽입함으로써 초기 소자의 구동 전압이 낮아짐과 동시에 소자를 정전류에 의해 연속 구동했을 때의 전압 상승도 억제되는 효과가 있다. 정공 주입층에 사용되는 재료에 요구되는 조건으로서는 양극과의 콘택트가 좋아 균일한 박막을 형성할 수 있고, 열에 대해 안정, 즉 유리 전이 온도가 높고, 유리 전이 온도로서는 100℃ 이상이 요구된다. 또한, 이온화 퍼텐셜이 낮아 양극으로부터의 정공 주입이 용이한 것, 정공 이동도가 큰 것을 들 수 있다.
이 목적을 위해 지금까지 구리 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 폴리아닐린, 폴리티오펜 등의 유기 화합물이나, 스퍼터·카본 막이나, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 몰리브덴 산화물 등의 금속 산화물, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 2무수물(NTCDA)이나 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌(HAT) 등의 P형 유기물이 보고되어 있다. 이들의 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 필요에 따라 혼합하여 사용해도 좋다. 정공 주입층의 경우도 정공 수송층과 마찬가지로 해서 박막 형성가능하지만 무기물의 경우에는 또한 스퍼터법이나 전자빔 증착법, 플라즈마 CVD법이 사용된다. 이상과 같이 해서 형성되는 정공 주입층의 막 두께는 통상 1~300㎚, 바람직하게는 5~100㎚이다.
(6) 발광층
정공 수송층(4) 상에 발광층(5)이 형성된다. 발광층은 단일의 발광층으로부터 형성되어 있어도 좋고, 복수의 발광층을 직접 접하도록 적층하여 구성되어 있어도 좋다. 발광층은 제 1 호스트 재료(H1)와 제 2 호스트 재료(H2)의 2개의 호스트 재료와 형광성 발광 재료 또는 인광성 발광 재료로 구성되고, 2개의 호스트 재료는 일반식(1) 또는 (2)의 화합물과 일반식(1)~(3)의 화합물의 조합이 좋고, 특히 일반식(1) 또는 (2)의 화합물과 일반식(3)의 조합이 좋다.
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.
발광성 도판트 재료로서 형광 발광 도판트를 사용하는 경우, 형광 발광 도판트로서는 특별히 한정되지 않지만 예를 들면 벤조옥사졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 스티릴벤젠 유도체, 폴리페닐 유도체, 디페닐부타디엔 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 나프탈이미드 유도체, 쿠마린 유도체, 축합 방향족 화합물, 페리논 유도체, 옥사디아졸 유도체, 옥사진 유도체, 알다진 유도체, 피랄리딘 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 비스스티릴안트라센 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 피롤로피리딘 유도체, 티아디아졸로피리진 유도체, 스티릴아민 유도체, 디케토피롤로피롤 유도체, 방향족 디메틸리딘 화합물, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착체나 피로메텐 유도체의 금속 착체, 희토류 착체, 전이금속 착체로 대표되는 각종 금속 착체 등 폴리티오펜, 폴리페닐렌, 폴리페닐렌비닐렌 등의 폴리머 화합물, 유기 실란 유도체 등을 들 수 있다. 바람직하게는 축합 방향족 유도체, 스티릴 유도체, 디케토피롤로피롤 유도체, 옥사진 유도체, 피로메텐 금속 착체, 전이금속 착체, 또는 란타노이드 착체를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 나프타센, 피렌, 크리센, 트리페닐렌, 벤조[c]페난트렌, 벤조[a]안트라센, 펜타센, 페릴렌, 플루오란텐, 아세나프토플루오란텐, 디벤조[a,j]안트라센, 디벤조[a,h]안트라센, 벤조[a]나프타센, 헥사센, 나프토[2,1-f]이소퀴놀린, α-나프타페난트리딘, 페난트로옥사졸, 퀴놀리노[6,5-f]퀴놀린, 벤조티오판트렌 등을 들 수 있다. 이들은 치환기로서 알킬기, 아릴기, 방향족 복소환기, 또는 디아릴아미노기를 가져도 좋다.
형광 발광 도판트 재료는 발광층 중에 1종류만이 함유되어도 좋고, 2종류 이상을 함유해도 좋다. 형광 발광 도판트 재료를 2종류 이상 함유하는 경우에는 형광 발광 도판트 재료의 총 중량이 호스트 재료에 대해 20% 이하인 것이 바람직하고, 10% 이하인 것이 보다 바람직하다.
유기 발광성 도판트 재료로서 열 활성화 지연 형광 발광 도판트를 사용하는 경우, 열 활성화 지연 형광 발광 도판트로서는 특별히 한정되지 않지만 주석 착체나 구리 착체 등의 금속 착체나, WO2011/070963A에 기재된 인돌로카르바졸 유도체, Nature 2012,492,234에 기재된 시아노벤젠 유도체, 카르바졸 유도체, Nature Photonics 2014,8,326에 기재된 페나진 유도체, 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 술폰 유도체, 페녹사진 유도체, 아크리딘 유도체 등을 들 수 있다.
열 활성화 지연 형광 발광 도판트 재료는 특별히 한정되는 것은 아니지만 구체적으로는 이하와 같은 예를 들 수 있다.
Figure 112017101355018-pct00018
열 활성화 지연 형광 발광 도판트 재료는 발광층 중에 1종류만이 함유되어도 좋고, 2종류 이상을 함유해도 좋다. 또한, 열 활성화 지연 형광 발광 도판트는 인광 발광 도판트나 형광 발광 도판트와 혼합하여 사용해도 좋다. 열 활성화 지연 형광 발광 도판트 재료를 포함하는 2종류 이상의 발광 도판트를 함유하는 경우에는 발광 도판트 재료의 총 중량이 호스트 재료에 대해 50% 이하인 것이 바람직하고, 30% 이하인 것이 보다 바람직하다.
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. 구체적으로는 이하의 문헌에 기재되어 있는 화합물을 들 수 있지만 이들의 화합물에 한정되지 않는다.
WO2009-073245A, WO2009-046266A, WO2007-095118호A, WO2008-156879A, WO2008-140657A, US2008/261076A, 일본특허공표 2008-542203호 공보, WO2008-054584호 공보, 일본특허공표 2008-505925호 공보, 일본특허공표 2007-522126호 공보, 일본특허공표 2004-506305호 공보 등.
바람직한 인광 발광 도판트로서는 Ir 등의 귀금속 원소를 중심 금속으로서 갖는 Ir(ppy)3 등의 착체류, Ir(bt)2·acac3 등의 착체류, PtOEt3 등의 착체류를 들 수 있다.
이들의 착체류의 구체예를 이하에 나타내지만 하기의 화합물에 한정되지 않는다.
Figure 112017101355018-pct00019
Figure 112017101355018-pct00020
상기 인광 발광 도판트가 발광층 중에 함유되는 양은 2~40중량%, 바람직하게는 5~30중량%의 범위에 있는 것이 좋다.
발광층의 막 두께에 대해서는 특별히 제한은 없지만 통상 1~300㎚, 바람직하게는 5~100㎚이며, 정공 수송층과 같은 방법으로 박막 형성된다.
(7) 전자 수송층
소자의 발광 효율을 더욱 향상시키는 것을 목적으로 하여 발광층(5)과 음극(8) 사이에 전자 수송층(6)이 형성된다. 전자 수송층으로서는 음극으로부터 스무스하게 전자를 주입할 수 있는 전자 수송성 재료가 바람직하고, 일반적으로 사용되는 임의의 재료를 사용할 수 있다. 이러한 조건을 만족하는 전자 수송 재료로서는 Alq3 등의 금속 착체, 10-히드록시벤조[h]퀴놀린의 금속 착체, 옥사디아졸 유도체, 디스티릴비페닐 유도체, 실롤 유도체, 3- 또는 5-히드록시플라본 금속 착체, 벤조옥사졸 금속 착체, 벤조티아졸 금속 착체, 트리스벤조이미다졸릴벤젠, 퀴녹살린 화합물, 페난트롤린 유도체, 2-t-부틸-9,10-N,N'-디시아노안트라퀴논이민, n형 수소화 비정질 탄화 실리콘, n형 황화 아연, n형 셀렌화 아연 등을 들 수 있다.
전자 수송층의 막 두께는 통상 1~300㎚, 바람직하게는 5~100㎚이다. 전자 수송층은 정공 수송층과 마찬가지로 해서 도포법 또는 진공 증착법에 의해 발광층 상에 적층함으로써 형성된다. 통상은 진공 증착법이 사용된다.
(8) 음극
음극(8)은 전자 수송층(6)에 전자를 주입하는 역할을 한다. 음극으로서 사용되는 재료는 상기 양극(2)에 사용되는 재료를 사용하는 것이 가능하지만 효율적으로 전자 주입을 행하기 위해서는 일함수가 낮은 금속이 바람직하고, 주석, 마그네슘, 인듐, 칼슘, 알루미늄, 은 등의 적당한 금속 또는 그들의 합금이 사용된다. 구체예로서는 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 알루미늄-리튬 합금 등의 저일함수 합금 전극을 들 수 있다.
음극의 막 두께는 통상 양극과 같다. 저일함수 금속으로 이루어지는 음극을 보호하는 목적으로 이 위에 일함수가 높아 대기에 대해 안정한 금속층을 더 적층하는 것은 소자의 안정성을 높인다. 이 목적을 위해 알루미늄, 은, 구리, 니켈, 크롬, 금, 백금 등의 금속이 사용된다.
또한, 전자 주입층(7)으로서, 음극(8)과 전자 수송층(6) 사이에 LiF, MgF2, Li2O 등의 극박 절연막(0.1~5㎚)을 삽입하는 것도 소자의 효율을 향상시키는 유효한 방법이다.
또한, 도 1과는 역의 구조, 즉 기판(1) 상에 음극(8), 전자 주입층(7), 전자 수송층(6), 발광층(5), 정공 수송층(4), 정공 주입층(3), 양극(2)의 순서로 적층하는 것도 가능하며, 기술한 바와 같이 적어도 한쪽이 투명성이 높은 2매의 기판 사이에 유기 EL 소자를 설치하는 것도 가능하다. 이 경우도 필요에 따라 층을 추가하거나, 생략하거나 하는 것이 가능하다.
본 발명의 유기 EL 소자는 단일의 소자, 어레이 형상으로 배치된 구조로 이루어지는 소자, 양극과 음극이 X-Y 매트릭스 형상으로 배치된 구조 중 어느 것이어도 있을 수 있다. 본 발명의 유기 EL 소자에 의하면 발광층에 특정 2종의 화합물을 포함하는 혼합 호스트를 사용함으로써 낮은 전압이어도 발광 효율이 높고, 또한 구동 안정성에 있어서도 크게 개선된 소자를 얻어지고, 풀 컬러 또는 멀티 컬러의 패널에의 응용에 있어서 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 넘지 않는 한에 있어서 여러 형태로 실시하는 것이 가능하다.
(실시예)
실시예 1
막 두께 150㎚의 ITO로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 4.0×10-4Pa로 적층시켰다. 우선, ITO 상에 정공 주입층으로서 구리 프탈로시아닌(CuPc)을 20㎚의 두께로 형성하고, 다음에 정공 수송층으로서 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)을 20㎚의 두께로 형성했다. 다음에 발광층으로서, 제 1 호스트(H1)로서 화합물 1-21을, 제 2 호스트(H2)로서 화합물 3-14를, 발광층 게스트로서 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III)(Ir(PPy)3)을 각각 다른 증착원으로부터 공증착하고, 30㎚의 두께로 형성했다. 이 때, 제 1 호스트와 제 2 호스트와 Ir(PPy)3의 증착 속도비(기화물의 체적 속도비)는 47:47:6이었다. 다음에 정공 저지층으로서 알루미늄(III) 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토) 4-페닐페놀레이트(BAlq)를 10㎚의 두께로 형성했다. 다음에 전자 수송층으로서 트리스-(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄(III)(Alq3)을 40㎚의 두께로 형성했다. 또한, 전자 수송층 상에 전자 주입층으로서 불화 리튬(LiF)을 0.5㎚의 두께로 형성했다. 최후에 전자 주입층 상에 음극으로서 알루미늄(Al)을 100㎚의 두께로 형성하고, 유기 EL 소자를 제작했다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가 한 결과, 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다. 표 1에 제작한 유기 EL 소자의 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명을 나타낸다.
또한, 표 1에 나타낸 각 화합물의 EA는 광전자 분광법(RIKEN KEIKI Co., Ltd. 제작, AC-2)으로 측정한 IP(이온화 퍼텐셜)와, UV 흡수 스펙트럼의 흡수단으로부터 어림잡은 에너지 갭의 차로부터 구했다. 특단의 언급이 없는 한, 표 2, 3, 6도 마찬가지이다.
실시예 2~6
실시예 1에 있어서, 발광층 제 2 호스트로서 표 1에 기재한 화합물을 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작했다. 얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터나 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다. 표 1에 제작한 유기 EL 소자의 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명을 나타낸다.
비교예 1~4
실시예 1에 있어서, 발광층 호스트로서 표 1에 기재한 화합물을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작했다. 또한, 호스트량은 실시예 1에 있어서의 제 1 호스트와 제 2 호스트의 합계와 같은 양으로 하고, 게스트량은 마찬가지로 했다. 얻어진 유기 EL 소자에 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터나 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 5
막 두께 150㎚의 ITO로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 4.0×10-4Pa로 적층시켰다. 우선, ITO 상에 정공 주입층으로서 CuPc를 20㎚의 두께로 형성하고, 다음에 정공 수송층으로서 NPB를 20㎚의 두께로 형성했다. 다음에 발광층으로서 제 1 호스트로서 화합물 1-21을, 제 2 호스트로서 하기 화합물 A를, 발광층 게스트로서 Ir(PPy)3을 각각 다른 증착원으로부터 공증착하고, 30㎚의 두께로 형성했다. 이 때, 제 1 호스트와 제 2 호스트와 Ir(PPy)3의 증착 속도비는 47:47:6이었다. 다음에 정공 저지층으로서 BAlq를 10㎚의 두께로 형성했다. 다음에 전자 수송층으로서 Alq3을 40㎚의 두께로 형성했다. 또한, 전자 수송층 상에 전자 주입층으로서 불화 리튬(LiF)을 0.5㎚의 두께로 형성했다. 최후에 전자 주입층 상에 음극으로서 알루미늄(Al)을 100㎚의 두께로 형성하고, 유기 EL 소자를 제작했다.
Figure 112017101355018-pct00021
비교예 6
발광층 호스트로서 화합물 A를 단독으로 사용한 유기 EL 소자를 비교예 5와 마찬가지로 제작했다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다. 표 2에 제작한 유기 EL 소자의 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명을 나타낸다.
제작한 유기 EL 소자의 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명을 표 1에 나타낸다. 휘도, 전류 효율, 전력 효율은 구동 전류 20mA/㎠ 시의 값이며, 초기 특성이다. 휘도 10% 저하 시간은 구동 전류 40mA/㎠ 시의 값을 가속 계수 1.8에 의해 초기 휘도 9000cd/㎡로 환산했을 때의 값이며, 수명 특성이다. 제 1 호스트(H1) 및 제 2 호스트(H2)에 사용한 화합물 No.은 상기 화학식에 붙인 번호이다. 특단의 언급이 없는 한, 표 2~6도 마찬가지이다.
Figure 112017101355018-pct00022
표 1에 있어서, 실시예 1~6과 비교예 1~4를 비교하면 특정 골격을 갖는 2종류의 화합물을 발광층 호스트로서 사용함으로써 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명이 현저히 신장하는 것을 알 수 있다. 이들의 결과로부터 본 발명 에 의하면 고효율, 또한 양호한 수명 특성을 나타내는 유기 EL 인광 소자를 실현가능한 것이 명확해지게 되었다.
실시예 7
막 두께 150㎚의 ITO로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 4.0×10-4Pa로 적층시켰다. 우선, ITO 상에 정공 주입층으로서 CuPc를 20㎚의 두께로 형성하고, 다음에 정공 수송층으로서 NPB를 20㎚의 두께로 형성했다. 다음에 발광층으로서 제 1 호스트로서 화합물 1-18을, 제 2 호스트로서 화합물 3-14를, 발광층 게스트로서 Ir(PPy)3을 각각 다른 증착원으로부터 공증착하고, 30㎚의 두께로 형성했다. 이 때, 제 1 호스트와 제 2 호스트와 Ir(PPy)3의 증착 속도비는 47:47:6이었다. 다음에 정공 저지층으로서 BAlq를 10㎚의 두께로 형성했다. 다음에 전자 수송층으로서 Alq3을 40㎚의 두께로 형성했다. 또한, 전자 수송층 상에 전자 주입층으로서 불화 리튬(LiF)을 0.5㎚의 두께로 형성했다. 최후에 전자 주입층 상에 음극으로서 알루미늄(Al)을 100㎚의 두께로 형성하고, 유기 EL 소자를 제작했다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가 한 결과, 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
실시예 8~12
발광층 제 2 호스트로서 표 2에 기재한 화합물을 사용한 것 이외는 실시예 7과 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작했다. 얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터나 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 7~10
발광층 호스트로서 표 2에 기재한 화합물을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 7과 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작했다. 또한, 호스트량은 실시예 4에 있어서의 제 1 호스트와 2호스트의 합계와 같은 양으로 했다. 얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터나 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 이는 것을 알 수 있었다.
제작한 유기 EL 소자의 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명을 표 2에 나타낸다.
Figure 112017101355018-pct00023
표 2에 있어서, 실시예 7~12와 비교예 7~10을 비교하면 특정 골격을 갖는 2종류의 화합물을 발광층 호스트로서 사용함으로써 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명이 현저하게 신장하는 것을 알 수 있다.
실시예 13
막 두께 150㎚의 ITO로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 4.0×10-4Pa로 적층시켰다. 우선, ITO 상에 정공 주입층으로서 CuPc를 20㎚의 두께로 형성하고, 다음에 정공 수송층으로서 NPB를 20㎚의 두께로 형성했다. 다음에 발광층으로서 제 1 호스트로서 화합물 2-5를, 제 2 호스트로서 화합물 3-14를, 발광층 게스트로서 Ir(PPy)3을 각각 다른 증착원으로부터 공증착하고, 30㎚의 두께로 형성했다. 이 때, 제 1 호스트와 제 2 호스트와 Ir(PPy)3의 증착 속도비는 47:47:6이었다. 다음에 정공 저지층으로서 BAlq를 10㎚의 두께로 형성했다. 다음에 전자 수송층으로서 Alq3을 40㎚의 두께로 형성했다. 또한, 전자 수송층 상에 전자 주입층으로서 불화 리튬(LiF)을 0.5㎚의 두께로 형성했다. 최후에 전자 주입층 상에 음극으로서 알루미늄(Al)을 100㎚의 두께로 형성하고, 유기 EL 소자를 제작했다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가 한 결과, 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
실시예 14~18
발광층 제 2 호스트로서 표 3에 기재한 화합물을 사용한 것 이외는 실시예 13과 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작했다. 얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터나 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 11~14
발광층 호스트로서 표 3에 기재한 화합물을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 13과 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작했다. 또한, 호스트량은 실시예 7에 있어서의 제 1 호스트와 제 2 호스트의 합계와 같은 양으로 했다. 얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터나 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
제작한 유기 EL 소자의 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명을 표 3에 나타낸다.
Figure 112017101355018-pct00024
표 3으로부터 실시예 13~18은 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명이 현저하게 우수한 것을 알 수 있다.
참고예 1
진공 증착법으로 유리 기판 상에 화합물 1-21을 진공도 4.0×10-4Pa, 증착 속도 2Å/초로 증착한 결과, 이 때의 온도(기화 온도)는 303℃이었다.
마찬가지로 해서 표 4에 기재한 화합물에 대해 기화 온도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure 112017101355018-pct00025
참고예 21
제 1 호스트(H1)로서 화합물 1-21을, 제 2 호스트(H2)로서 화합물 3-14를 중량비 1:1로 예비 혼합했다. 그 혼합물을 테트라히드로푸란에 용해하고, 액체 크로마토그래피에 의해 분리하고, 자외 가시 분광 검출기를 사용하여 각 성분의 피크를 검출했다. 검출한 피크 면적값으로부터 화합물 1-21과 3-14의 혼합 비율(피크 면적비)을 구한 결과, 각각 48.2%, 51.8%(증착 전의 혼합 비율)이었다.
상기 혼합물을 진공 증착법으로 하나의 증착원으로부터 유리 기판 상에 진공도 4.0×10-4Pa, 증착 속도 2Å/초로 500㎚ 제막했다. 얻어진 증착막을 테트라히드로푸란을 사용하여 유리 기판으로부터 추출하고, 상기와 마찬가지로 액체 크로마토그래피에 의해 화합물 1-21과 3-14의 혼합 비율(피크 면적비)을 구한 결과, 각각 49.3%, 50.7%(증착막의 혼합 비율)이었다. 혼합 비율의 변화량(ΔR)은 1.1%가 된다. 또한, 혼합 비율의 변화량은 제 1 호스트 또는 제 2 호스트의 증착 전의 %와, 증착 후의 %의 차에 의해 구한다. 제 1 호스트로 계산하면 48.2%-49.3%=-1.1%가 되고, 이 절대값이 변화량이 된다.
참고예 22~28
마찬가지로 해서 제 1 호스트, 제 2 호스트로서 각각 표 5에 나타낸 화합물 을 사용하여 혼합 비율 변화량을 산출했다. 표 5에 증착 전의 혼합 비율, 증착막의 혼합 비율, 혼합 비율의 변화량(ΔR), 및 표 4로부터 계산한 제 1 화합물과 제 2 화합물의 기화 온도의 차(ΔT)를 나타낸다.
Figure 112017101355018-pct00026
표 5로부터 기화 온도차가 30℃ 이내인 2종류의 화합물을 예비 혼합하고, 하나의 증착원으로부터 제막함으로써 혼합 비율의 변화량을 5% 이내로 제막가능한 것이 명백하다.
실시예 19
막 두께 150㎚의 ITO로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 4.0×10-4Pa로 적층시켰다. 우선, ITO 상에 정공 주입층으로서 CuPc를 20㎚의 두께로 형성하고, 다음에 정공 수송층으로서 NPB를 20㎚의 두께로 형성했다. 다음에 발광층으로서 화합물 1-21과 화합물 3-14를 예비 혼합한 혼합 호스트와, 발광층 게스트로서 Ir(PPy)3을 각각 다른 증착원으로부터 공증착하고, 30㎚의 두께로 형성했다. 이 때, 혼합 호스트와 Ir(PPy)3의 증착 속도비는 94:6이었다. 다음에 정공 저지층으로서 BAlq를 10㎚의 두께로 형성했다. 또한, 전자 수송층으로서 Alq3을 40㎚의 두께로 형성했다. 또한, 전자 수송층 상에 전자 주입층으로서 불화 리튬(LiF)을 0.5㎚의 두께로 형성했다. 최후에 전자 주입층 상에 음극으로서 알루미늄(Al)을 100㎚의 두께로 형성하고, 유기 EL 소자를 제작했다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
실시예 20~22
혼합 호스트로서 표 6에 기재된 화합물을 사용한 것 이외는 실시예 19와 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작했다. 얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터나 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 17~19
발광층 호스트로서 표 6에 기재된 화합물을 단독으로 사용한 것 이외는 실시예 19과 마찬가지로 해서 유기 EL 소자를 제작했다. 또한, 호스트량은 실시예 19에 있어서의 혼합 호스트와 같은 양으로 했다. 얻어진 유기 EL 소자에 외부 전원을 접속하여 직류 전압을 인가한 결과, 어느 유기 EL 소자로부터나 극대 파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.
표 6에 제작한 유기 EL 소자의 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명을 나타낸다.
Figure 112017101355018-pct00027
표 6으로부터 특정 골격을 갖는 2종류의 화합물을 예비 혼합하고, 혼합 호스트로서 사용함으로써 휘도, 전류 효율, 전력 효율 및 휘도 10% 저하 수명이 현저하게 신장하는 것을 알 수 있다.
실시예 및 비교예에서 사용한 화합물의 전자 친화력(EA)을 표 7에 나타낸다.
Figure 112017101355018-pct00028
본 발명의 유기 EL 소자는 발광층 내로부터의 에너지 유출이 억제되고, 고효율 또한 장수명을 달성할 수 있고, 플랫 패널 디스플레이(휴대전화 표시 소자, 차재 표시 소자, OA 컴퓨터 표시 소자나 텔레비젼 등), 면 발광체로서의 특징을 살린 광원(조명, 복사기의 광원, 액정 디스플레이나 계기류의 백라이트 광원), 표시판이나 표지등 등에의 응용에 있어서 그 기술적 가치는 큰 것이다.
1 기판 2 양극
3 정공 주입층 4 정공 수송층
5 발광층 6 전자 수송층
7 전자 주입층 8 음극

Claims (12)

  1. 대향하는 양극과 음극 사이에 1개 이상의 발광층을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 적어도 1개의 발광층이 적어도 2종의 호스트 재료와 적어도 1종의 발광성 도판트를 함유하고, 상기 호스트 재료 중 적어도 1종이 하기 일반식(1)~(2)중 어느 하나로 나타내어지는 화합물로부터 선택되는 호스트 재료(H1)이며, 적어도 1종이 하기 일반식(3)으로 나타내어지는 화합물로부터 선택되는 호스트 재료(H2)인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    Figure 112023011805813-pct00029

    [여기서, 환 a는 2개의 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(a1)으로 나타내어지는 방향환 또는 복소환을 나타내고, X1은 C-R 또는 N을 나타낸다. 환 b는 2개의 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(b1)으로 나타내어지는 복소환을 나타내고, Ar1, Ar2는 독립적으로 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, L1은 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결된 연결 방향족기를 나타내고, Ar1, Ar2 및 L1에 있어서의 이들의 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기 또는 연결 방향족기는 치환기를 가져도 좋다.
    p는 0~7의 정수를 나타낸다. 여기서, p가 2 이상인 경우, L1은 각각 동일해도 달라도 좋다.
    R, R1~R3은 독립적으로 수소, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, 각각 치환기를 가져도 좋다]
    Figure 112023011805813-pct00030

    [여기서, 환 c, 환 c'는 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(c1)으로 나타내어지는 방향환 또는 복소환을 나타내고, 환 d, 환 d'는 인접 환의 임의의 위치에서 축합하는 식(d1)으로 나타내어지는 복소환을 나타내고, 동일해도 달라도 좋다.
    X2는 C-R' 또는 N을 나타낸다. Z는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결되어 이루어지는 2가의 연결 방향족기를 나타낸다. Ar3은 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~6개의 단환의 방향족 복소환기를 나타내고, L2는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3~18개의 방향족 복소환기, 또는 그들이 2~10개 연결된 연결 방향족기를 나타내고, Z, Ar3 및 L2에 있어서의 이들의 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기 또는 연결 방향족기는 치환기를 가져도 좋다.
    q는 0~7의 정수를 나타낸다. 여기서, q가 2 이상인 경우, L2는 각각 동일해도 달라도 좋다.
    R', R4~R8은 독립적으로 수소, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 7~38개의 아랄킬기, 탄소수 2~20개의 알케닐기, 탄소수 2~20개의 알키닐기, 탄소수 2~40개의 디알킬아미노기, 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기, 탄소수 14~76개의 디아랄킬아미노기, 탄소수 2~20개의 아실기, 탄소수 2~20개의 아실옥시기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2~20개의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소수 1~20개의 알킬술포닐기, 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~16개의 방향족 복소환기를 나타내고, 각각 치환기를 가져도 좋다]
    Figure 112023011805813-pct00031

    [여기서, R9~R12는 독립적으로 탄소수 6~18개의 방향족 탄화수소기, 또는 탄소수 3~9개의 방향족 복소환기를 나타내고, 각각 치환기를 가져도 좋다.
    Ar4는 독립적으로 수소, 또는 탄소수 6~24개의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 방향족 탄화수소기는 치환기를 가져도 좋다. j는 1 또는 3의 정수를 나타내고, 적어도 하나의 Ar4는 수소가 아니다.
    X3~X5는 독립적으로 N, C-R'' 또는 C-를 나타내고, R''은 독립적으로 수소, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시기, 또는 탄소수 12~44개의 디아릴아미노기를 나타낸다.
    k, l, m, n은 0≤k+l+m+n≤16을 만족하는 정수를 나타낸다]
  2. 제 1 항에 있어서,
    2개의 호스트 재료 중 1개가 상기 일반식(1)~(2) 중 어느 하나로 나타내어지는 화합물로부터 선택되는 호스트 재료이며, 다른 1개가 상기 일반식(3)으로 나타내어지는 화합물로부터 선택되는 호스트 재료이며, 2개의 호스트 재료의 전자 친화력의 차(ΔEA)가 0.1eV보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    일반식(1) 중, X1이 C-R인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    일반식(2) 중, X2가 C-R'인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    일반식(1) 중, Ar1 또는 Ar2 중 적어도 하나가 치환 또는 미치환의 탄소수 3~9개의 방향족 복소환기인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    일반식(3) 중, j가 1의 정수인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    일반식(3) 중, X3~X5가 C-H, N 또는 C-인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    호스트 재료(H1)와, 호스트 재료(H2)를 예비 혼합하고, 하나의 증착원으로부터 증착시킴으로써 제막된 발광층을 갖는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 발광층 중의 호스트 재료(H1)와 호스트 재료(H2)의 존재 비율이 증착 전의 예비 혼합 비율과 비교해서 변화량이 5% 이내인 유기 전계 발광 소자.
  10. 제 1 항에 있어서,
    호스트 재료(H1)와, 호스트 재료(H2)의 기화 온도의 차가 30℃ 이내인 유기 전계 발광 소자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기화 온도의 차가 10℃ 이내인 유기 전계 발광 소자.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    발광성 도판트가 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 유기 금속 착체로 이루어지는 인광 발광 도판트인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
KR1020177029653A 2015-03-30 2016-03-14 유기 전계 발광 소자 KR102554061B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015070098 2015-03-30
JPJP-P-2015-070098 2015-03-30
PCT/JP2016/058051 WO2016158363A1 (ja) 2015-03-30 2016-03-14 有機電界発光素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170134490A KR20170134490A (ko) 2017-12-06
KR102554061B1 true KR102554061B1 (ko) 2023-07-11

Family

ID=57005002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177029653A KR102554061B1 (ko) 2015-03-30 2016-03-14 유기 전계 발광 소자

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180254426A1 (ko)
EP (1) EP3279963B1 (ko)
JP (1) JP6731908B2 (ko)
KR (1) KR102554061B1 (ko)
CN (1) CN107431138B (ko)
TW (1) TWI672306B (ko)
WO (1) WO2016158363A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018012780A1 (ko) * 2016-07-14 2018-01-18 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2018021737A1 (ko) * 2016-07-29 2018-02-01 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101915716B1 (ko) * 2016-12-20 2018-11-08 희성소재 (주) 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
CN108336237B (zh) 2017-01-20 2020-01-31 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种有机电致发光器件
JP2018163975A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 出光興産株式会社 組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、組成物膜、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
US11706977B2 (en) 2018-01-11 2023-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Heterocyclic compound, composition including the same, and organic light-emitting device including the heterocyclic compound
US11716899B2 (en) 2018-11-28 2023-08-01 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
JP7426381B2 (ja) 2019-04-25 2024-02-01 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
KR20220002368A (ko) * 2019-04-25 2022-01-06 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자
TW202122381A (zh) * 2019-09-30 2021-06-16 日商日鐵化學材料股份有限公司 有機電場發光元件用材料及有機電場發光元件
TW202114987A (zh) * 2019-09-30 2021-04-16 日商日鐵化學材料股份有限公司 有機電場發光元件及其製造方法
CN111171010A (zh) * 2020-01-13 2020-05-19 北京大学深圳研究生院 一种阴极电刺激响应材料及其制备方法
CN115340544A (zh) * 2021-05-12 2022-11-15 江苏三月科技股份有限公司 一种以三嗪衍生物为核心的有机化合物及包含其的有机电致发光器件
WO2023063163A1 (ja) * 2021-10-14 2023-04-20 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用の混合粉体及びその製造方法、当該混合粉体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、当該混合粉体における化合物の選択方法、及び真空蒸着用の組成物

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123392A (ja) 2005-10-26 2007-05-17 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP2010245063A (ja) 2009-03-31 2010-10-28 Fujifilm Corp 有機電界発光素子
JP2011071459A (ja) 2009-01-06 2011-04-07 Fujifilm Corp 有機電界発光素子
JP2011153276A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Fujifilm Corp 有機電界発光素子

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5942340A (en) 1997-10-02 1999-08-24 Xerox Corporation Indolocarbazole electroluminescent devices
US5952115A (en) 1997-10-02 1999-09-14 Xerox Corporation Electroluminescent devices
ATE511222T1 (de) 1999-12-01 2011-06-15 Univ Princeton Komplex der formel l2irx
JP2001313178A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Pioneer Electronic Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2002003833A (ja) * 2000-06-23 2002-01-09 Toyo Ink Mfg Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子
CN101511834B (zh) 2006-11-09 2013-03-27 新日铁化学株式会社 有机场致发光元件用化合物及有机场致发光元件
DE102007002714A1 (de) * 2007-01-18 2008-07-31 Merck Patent Gmbh Neue Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen
KR101571115B1 (ko) 2008-05-08 2015-11-23 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자
KR101340241B1 (ko) * 2008-06-05 2013-12-10 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 다환계 화합물 및 그것을 이용한 유기 전기발광 소자
CN102326273B (zh) * 2009-02-27 2014-03-12 新日铁住金化学株式会社 有机电致发光元件
KR101317923B1 (ko) * 2009-12-07 2013-10-16 고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠 유기 발광 재료 및 유기 발광 소자
TWI477579B (zh) * 2010-02-12 2015-03-21 Nippon Steel & Sumikin Chem Co Organic electroluminescent elements
JP5074627B2 (ja) * 2010-04-20 2012-11-14 出光興産株式会社 ビスカルバゾール誘導体、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
CN103026521B (zh) * 2010-04-28 2016-11-09 通用显示公司 沉积预混合的材料
JP2012028634A (ja) 2010-07-26 2012-02-09 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
US9142785B2 (en) * 2011-09-12 2015-09-22 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Organic electroluminescent element
TWI585091B (zh) * 2012-03-30 2017-06-01 新日鐵住金化學股份有限公司 Organic electroluminescent elements
JP6194315B2 (ja) * 2012-09-07 2017-09-06 出光興産株式会社 新規芳香族複素環誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液及び有機エレクトロルミネッセンス素子
KR102160720B1 (ko) * 2012-12-17 2020-09-28 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 유기 전계발광 소자
KR101558966B1 (ko) * 2013-05-23 2015-10-15 단국대학교 산학협력단 비대칭 오르소-터페닐 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN103985822B (zh) * 2014-05-30 2017-05-10 广州华睿光电材料有限公司 有机混合物、包含其的组合物、有机电子器件及应用
KR102304717B1 (ko) * 2014-09-19 2021-09-27 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123392A (ja) 2005-10-26 2007-05-17 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP2011071459A (ja) 2009-01-06 2011-04-07 Fujifilm Corp 有機電界発光素子
JP2010245063A (ja) 2009-03-31 2010-10-28 Fujifilm Corp 有機電界発光素子
JP2011153276A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Fujifilm Corp 有機電界発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
TW201638091A (zh) 2016-11-01
JPWO2016158363A1 (ja) 2018-03-15
TWI672306B (zh) 2019-09-21
CN107431138B (zh) 2019-09-10
US20180254426A1 (en) 2018-09-06
EP3279963A4 (en) 2018-11-21
JP6731908B2 (ja) 2020-07-29
WO2016158363A1 (ja) 2016-10-06
EP3279963A1 (en) 2018-02-07
EP3279963B1 (en) 2022-11-09
CN107431138A (zh) 2017-12-01
KR20170134490A (ko) 2017-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102554061B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR102045766B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR102553284B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
JP6357422B2 (ja) 有機電界発光素子
JP6436658B2 (ja) 有機電界発光素子
WO2017169355A1 (ja) 有機電界発光素子
EP3770985A1 (en) Organic electroluminescence element
JP6307332B2 (ja) 有機電界発光素子
JP6883018B2 (ja) 有機電界発光素子
JP6378993B2 (ja) 有機電界発光素子
JP6383623B2 (ja) 有機電界発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant