KR20030009541A - 유기ｅｌ소자용 화합물, 유기ｅｌ소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충분한 휘도의 발광, 특히 긴 파장에 있어서의 발광이 얻어지며, 뛰어난 색순도, 특히 풀컬러디스플레이에 사용하는데에 충분한 색순도가 얻어지며, 또한 양호한 발광특성이 장기간에 걸쳐서 유지되는 내구성이 뛰어난 유기EL소자용 화합물, 및 유기EL소자를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위하여 하기식(1)으로 표시되는 기본골격을 갖는 구성의 유기EL소자용 화합물 및 이를 갖는 유기EL소자로 하였다.
(식 1)
Xn-Y
[식(1) 중, X는 하기식(2)으로 표시되는 화합물을 나타내며, 동일하거나 다를 수도 있다. Y는 단결합 혹은 치환 또는 비치환의 아릴기, 또는 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타내며, n은 2 또는 3의 정수를 나타낸다. 다만, Y가 R7과 R7, R R8과 R8또는 R7과 R8의 위치의 조합으로 결합할 때, 단결합 및 하기식(11), (12)로 표시되는 화합물은 포함하지 않는다.]
(식 2)
[식(2)중 R1∼R8및 a∼d는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]

Description

유기ＥＬ소자용 화합물, 유기ＥＬ소자{Compound for Organic EL Element and Ogranic EL Element}
유기EL소자는 형광성유기화합물을 포함하는 박막을 전자주입전극과 홀주입전극에 끼워넣은 구성을 가지며, 상기 박막에 전자 및 홀을 주입하여 재결합시킴에 따라 여기자(exciton)를 생성시키고, 이 엑시톤이 실활(失活)할 때의 광의 방출(형광·인광)을 이용하여 발광하는 소자이다.
유기EL소자의 특징은 10V전후의 전압으로 수100에서 수10000cd/㎡로 매우 높은 휘도의 면발광이 가능하며, 또 형광물질의 종류를 선택함에 따라 청색에서부터 적색까지의 발광이 가능하다는 것이다.
유기EL소자의 임의의 발광색을 얻기 위한 방법으로서 도핑법이 있으며, 안트라센결정중에 미량의 테트라센을 도프하는 것으로 발광색을 청색에서 녹색으로 변화시킨 보고(Jpn. J. Appl. Phys., 10, 527(1971)가 있다. 또 적층구조를 갖는 유기박막EL소자에 있어서는, 발광기능을 갖는 호스트물질에, 그 발광에 응답하여 호스트물질과는 다른 발광을 방출하는 형광색소를 도펀트로서 미량 혼입시켜서 발광층을 형성하고, 녹색에서 등∼적색으로 발광색을 변화시킨 보고(일본국 특개소 63-264692호 공보)가 있다.
황∼적색의 장파장의 발광에 관해서는 발광재료 혹은 도펀트재료로서, 적색발진을 행하는 레이저색소(EP0281381호), 엑사이플렉스(exciplex)발광을 나타내는 화합물(일본국 특개평 2-255788호 공보), 페릴렌화합물(일본국 특개평 3-791호 공보), 쿠마린화합물(일본국 특개평 3-792호 공보), 디시아노메틸렌계화합물(일본국 특개평 3-162481호 공보), 티옥산텐화합물(일본국 특개평 3-177486호 공보), 공역계(共役系) 고분자와 전자수송성화합물의 혼합물(일본국 특개평 6-73374호 공보), 스쿠아리륨화합물(일본국 특개평 6-93257호 공보), 옥사디아졸계화합물(일본국 특개평 6-136359호 공보), 옥시네이트유도체(일본국 특개평 6-145146호 공보), 피렌계화합물(일본국 특개평 6-240246호 공보)이 있다.
또, 벤조플루오란란유도체가 매우 높은 형광양자수율을 갖는 것은 J, Am, Chem. Soc 1996, 118, 2374-2379에 기재되어 있고, 일본국 특개평 10-330295호 공보 및 일본국 특개평 11-233261호 공보에서는 각종 호스트재료에 벤조플루오란텐에서 유도되는 디벤조[f, f']디인데노[1, 2, 3-cd: 1', 2', 3'-Im]페릴렌유도체를 도핑하여 발광층으로 한 유기EL소자를 개시하고 있다.
다른 발광재료로서 축합다환방향족화합물(일본국 특개평 5-32966호 공보, 일본국 특개평 5-214334호 공보)도 개시되어 있다. 또 도펀트재료로서도 각종 축합다환방향족화합물(일본국 특개평 5-258859호 공보)이 제안되어 있다.
그러나, 이들 종래의 형광재료에서는 순수한 청색에 가까운 발광색이 얻어진 예는 극히 적고, 고품위의 풀컬러디스플레이를 실현하는데 있어서도 고효율의 순수한 청색계 형광재료가 요망되고 있었다.
본 발명은 유기EL소자(전계발광)소자에 관한 것으로, 상세하게는 유기화합물로 이루어지는 박막에 전계를 인가하여 광을 방출하는 소자에 사용되는 화합물에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 유기EL소자의 기본구성을 나타내는 개략단면도.
도 2는 매스스펙트럼을 나타낸 도면.
도 3은 적외흡수스펙트럼을 나타낸 도면.
도 4는 NMR스펙트럼을 나타낸 도면.
도 5는 실시예1의 소자의 발광스펙트럼을 나타낸 도면.
도 6은 실시예11의 소자의 발광스펙트럼을 나타낸 도면.
도 7은 실시예 12의 소자의 발광스펙트럼을 나타낸 도면.
도 8은 실시예 13의 소자의 발광스펙트럼을 나타낸 도면.
본 발명의 목적은 충분한 휘도의 발광, 특히 장파장에 있어서의 발광이 얻어지며, 뛰어난 색의 순도, 특히 풀컬러디스플레이에 사용하는데 충분한 색순도가 얻어지고, 또한 양호한 발광성능이 장기간에 걸쳐서 지속되는 내구성이 뛰어난 유기EL소자용 화합물, 및 유기EL소자를 제공하는 데에 있다.
상기 목적은, 이하의 구성에 의해 달성된다.
(1) 하기식(1)으로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
(식 1)
Xn-Y
[식(1) 중, X는 하기식(2)으로 표시되는 화합물을 나타내며, 동일하거나 다를 수도 있다. Y는 단결합 혹은 치환 또는 비치환의 아릴기, 또는 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타내며, n은 2 또는 3의 정수를 나타낸다.]
(식 2)
[식(2)중 R1∼R8및 a∼d는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]
(2) 상기 Y는 하기 화합물으로부터 선택되는 1종인 (1)의 유기EL소자용 화합물.
(3) 상기 n은 2인 (1) 또는 (2)의 유기EL소자용 화합물.
(4) 도펀트로서 사용되는 (1)∼(3)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(5) 전자수송재료인 (1)∼(4)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(6) 홀주입 또는 수송재료인 (1)∼(4)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(7) 하기식(3a)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 3a)
[식(3a)중, R1∼R7및 a1∼d1, R11∼R17및 a2∼d2는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다. Y는 치환 또는 비치환의 페닐렌, 비페닐렌, 나프타센, 페릴렌, 피렌, 페난트렌, 티오펜, 피리딘, 피라진, 트리아진, 아민, 트리아릴아민, 피롤유도체, 티아졸 티아디아졸, 페난트롤린, 퀴놀린 및 퀴녹살린 중 어느 하나로 이루어지는 연결기를 나타낸다.]
(8) 하기식(3b)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 3b)
[식(3b)중, R1∼R8및 a1∼d1, R11∼R18및 a2∼d2는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다. Y는 단결합, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타낸다.]
(9) 하기식(3c)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용화합물.
(식 3c)
[식(3c) 중, R1∼R8A및 a1∼d1, R11∼R18및 a2∼d2는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아미노기 중 어느 하나를 나타낸다. Y는 단결합, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타낸다.]
(10) 하기식(A)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 A)
[식(A)중, R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
(11) 하기식(B)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6) 중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 B)
[식(B) 중 R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
(12) 하기식(E)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 E)
[식(E)중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
(13) 하기식(H)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 H)
[식(H)중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
(14) 하기식(X)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용화합물.
(식 X)
[식(X)중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
(15) 하기식(Z)으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 Z)
[식(Z)중, R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
(16) 하기식(AAAA')으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 AAA')
[식(AAA')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]
(17) 하기식(BBB')으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 BBB')
[식(BBB')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
(18) 하기식(CCC')으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 CCC')
[식(CCC')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기,치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]
(19) 하기식(DDD')으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물.
(식 DDD')
[식(DDD')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
(20) 하기식(EEE')으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나로 표시되는 유기EL소자용 화합물.
(식 EEE')
[식(EEE')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
(21) 하기식(RRR')으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나로 표시되는 유기EL소자용 화합물.
(식 RRR')
[식(RRR')중, R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
(22) 하기식(SSS')으로 표시되는 기본골격을 갖는 (1)∼(6)중 어느 하나로 표시되는 유기EL소자용 화합물.
(식 SSS')
[식(SSS')중, R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
(23) 한쌍의 전극사이에 적어도 발광기능에 관여하는 1종 또는 2종이상의 유기층을 가지며,
상기 유기층 중 적어도 1층에는 (1)∼(22)중 어느 하나의 유기EL소자용 화합물을 1종 또는 2종이상 함유하는 유기EL소자.
(24) 상기 유기EL소자용 화합물에 더하여, 다시 안트라센계 화합물의 1종 또는 2종이상을 함유하는 (23)의 유기EL소자.
(25) 상기 안트라센유도체를 발광층의 호스트재료로서 함유하는 (24)의 유기EL소자.
(26) 상기 유기EL소자용 화합물을 도펀트로서 함유하는 (23)∼(25)중 어느하나의 유기EL소자.
(27) 상기 유기EL용 화합물을 발광층에 함유하는 (23)∼(26)중 어느 하나의 유기EL소자.
(28) 상기 유기EL용 화합물을 전자수송층에 함유하는 (23)∼(25)중 어느 하나의 유기EL소자.
(29) 상기 유기EL소자용 화합물을 홀주입수송층에 함유하는(23)∼(28)중 어느 하나의 유기EL소자.
(30) 2종이상의 발광재료에 의한 2종이상의 발광극대파장을 갖는(23)∼(29)중 어느 하나의 유기EL소자.
본 발명의 유기EL소자용 화합물은 하기식(1)으로 표시되는 기본골격을 갖는것이다.
(식 1)
Xn-Y
[식(1) 중, X는 하기식(2)으로 표시되는 화합물을 나타내며, 동일하거나 다를 수도 있다. Y는 단결합 혹은 치환 또는 비치환의 아릴기, 또는 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타내며, n은 2 또는 3의 정수를 나타낸다.]
(식 2)
[식(2)중 R1∼R8및 a∼d는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]
상기식(1)으로 표시되는 화합물에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
식(1) 중 X는 상기식(2)으로 표시되는 화합물을 나타내며, 각 X는 동일하거나 다를 수도 있다. 즉, X는 상기식(2)으로 표시되는 화합물이라면 각각 동일한 화합물이거나 다른 화합물일 수 있으나, 동일한 것이 바람직하다. n=3일 때, 3종류의 X가 각각 다를 수도 있다.
식(2)에 있어서, R1∼R8및 a∼d는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다. 또, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 페닐기, 톨릴기, 비페닐기, 나프틸기, 티오페닐기, 피리딜기, 피롤기, 스틸릴기, 트리페닐아미노기, 페닐아미노기 중 어느 하나이며, 특히 메틸기, 페닐기, 톨릴기, 비페닐기, 나프틸기, 트리페닐아미노기, 페닐아미노기 중 어느 하나가 바람직하다.
R1∼R8및 a∼d는 각각 동일하거나 다를 수도 있다. 또, 인접하는 R1∼R8및 a∼d의 사이에 축합고리를 형성할 수도 있다.
특히, R7, R8의 부위는 구조적으로 반응활성이 높기 때문에, 치환기를 갖는 것이 바람직하다. R7, R8의 부위를 치환기로 마스크함으로써 화합물을 화학적으로 안정적으로 하여 EL발광시의 재료의 열화를 방지할 수가 있다. R7, R8은 적어도 어느 한 쪽에 치환기를 갖는 것이 바람직하며, 특히 쌍방에 치환기를 갖는 것이 바람직하다.
R7, R8의 치환기로서는 상기에 예시한 것을 들 수 있으나, 특히 알킬기, 아릴기, 알릴기, 복소환기가 바람직하다.
또, R7, R8에 도입하는 치환기의 종류에 의해, 발광파장이 민감하게 영향을 받는다. 이 때문에, R7, R8에 도입하는 치환기를 선택하는 것으로, 발광파장을 콘트롤할 수도 있다.
X의 수를 나타내는 n은 2 또는 3의 정수이며, 바람직하게는 n=2이다. n=3이 되면, 승화성이 저하하고, 승화시의 열분해 등이 일어나며, 또 화합물의 안정성이 약간 저하한다. 한편, n=1에서는 결정화하기 쉽고, 청자외(靑紫外)발광이 되기 쉬우며, EL발광시키는 것이 어렵게 된다.
식(1) 중, Y는 단결합 혹은 치환 또는 비치환의 아릴기, 또는 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타낸다. 바람직하게는 Y가 R7, R8과 R8또는 R7과 R8의 위치의 조합으로 결합할 때, 단결합 및 하기식(11), (12)로 표시되는 결합위치의 나프탈렌 및 안트라센화합물은 포함하지 않는다.
(식 11)
(식 12)
X끼리의 연결위치로서는 특별히 한정되는 것은 없고, X중 어느 하나의 위치라도 연결기 중 어느 하나의 탄소로 연결하고 있어도 좋다. 즉, 상기식(2)으로 표시되는 기본골격 중 R1∼R8및 a∼d중 어느 하나의 위치에 있더라도 상관없으나, 바람직하게는 R1∼R8로부터 선택되는 어느 하나의 부위이며, 특히 R1, R6, R7및 R8중 어느 하나의 부위이다.
또, 바람직하게는 Y가 R7, R8의 위치에서 결합하는 경우에는, 단결합의 경우, 즉, X끼리 직접 결합하는 경우, 및 상기 결합부위에서의 나프탈렌 및 안트라센결합기는 포함하지 않는다. R7, R8의 위치에서 X끼리 직접 연결되면, 승화정제시의 열적안정성, 및 EL발광시의 전기화학적 안정성이 불안정해지며, R7, R8의 2개소(대칭위치)에서 결합하거나 한다.
특히, Y는 치환 또는 비치환의 페닐렌, 비페닐렌, 나프탈렌, 페릴렌, 피렌, 나프탈렌, 티오펜, 피리딘, 피라진, 트리아진, 아민, 트리아릴아민, 피롤유도체, 티아졸, 티아디아졸, 페난트롤린, 퀴놀린, 및 퀴녹살린 중 어느 하나로 이루어지는 연결기가 바람직하며, 특히 치환 혹은 비치환의 벤젠, 테트라센, 페릴렌, 피렌, 복소환기 중 어느 하나가 바람직하다. 또한, 하기 화합물로부터 선택되는 1종의 연결기가 바람직하다.
X는 바람직하게는 하기식(3a), (3b), (3c)로 표시되는 화합물이다.
(식 3a)
(식 3b)
(식 3c)
식(3a)∼(3c)에 있어서, R1∼R8및 a1∼d1, R11∼R18및 a2∼d2는, 식(2)에 있어서의 R1∼R8및 a∼d와 동일하다. 식(3a)∼(3c)중에서 식(3a)로 표시되는 것이 가장 바람직하고, 이어서 식(3b)로 표시되는 것이 바람직하다.
본 발명의 화합물은 이온화포텐셜의 절대값이 5.9eV보다 작은 것이 바람직하고, 특히 5.8eV이하, 5.7eV이하면 더욱 좋다. 이온화포텐션의 절대값이 5.9eV보다 작으면, 이온포텐셜의 절대값이 5.9eV정도의 화합물과 조합하고, 특히 안트라센디머(anthracene dimer)와의 조합에 있어서 양호한 발광이 얻어지게 된다. 그 하한(下限)으로서는 특별히 한정되는 것은 아니나, 통상 5.2eV정도이다.
본 발명의 화합물은 염화메틸렌용액중, 백금전극에 있어서 반파산화(半波酸化) 전위가 1.5V이하인 것이 바람직하고, 특히 1.4V이하, 1.3이하라면 더욱 좋다. 산화전위가 상기값이하이면, 안정성이 증가하고, 소자의 수명이 연장된다. 또, 상기 이온화포텐셜과 동일한 효과가 얻어진다. 그 하한으로서는 특별히 한정되는 것은 아니나, 통상 0.4V정도이다.
이하, 본 발명의 화합물의 바람직한 예를 나타낸다.
이들 중에서도 특히 하기식(A), (B), (E), (H), (X), (Z), 및 (AAA'),(BBB'), (CCC'), (DDD'), (EEE'), (RRR'), (SSS')로 표시되는 화합물이 바람직다.
이하, 본 발명의 화합물을 보다 구체적으로 나타낸다.
식(Ⅰ)로 표시되는 플루오란텐유도체는 예를 들면, J. Amer. Chem, Soc.
118,2374(1996)에 기재된 방법에 따라서 제조할 수가 있다. 이하, 그 합성구조식의 일례를 나타낸다.
본 발명의 화합물은 유기EL소자의 형광재료로서 매우 뛰어난 특성을 갖는다.특히, 도펀트로서 사용한 경우, 색좌표에 있어서 x=0.05∼0.20, y=0.02∼0.30, 특히 x=0.10∼0.20, y=0.05∼0.20으로 나타내는 바와 같은 순청색에 가까운 발광색이 얻어진다.
본 발명의 화합물은 매우 안정적이며, 증착, 도포 등 유기EL소자의 제조공정에 있어서도 안정적인 특성을 나타내고, 제조후에도 장기간에 걸쳐서 안정적인 특성을 유지한다.
본 발명의 화합물의 유기EL소자에 사용하는 경우, 호스트재료로서도 도펀트재료로서도 사용할 수가 있으며, 도펀트로서 사용한 경우, 상기와 같이 뛰어난 발광색과, 발광효율을 얻을 수가 있다. 본 발명의 화합물은 전자주입수송성, 홀주입성, 또는 수송성 중 어느 하나의 성질이라도 갖기 때문에, 전자수송재료로서도, 홀주입, 또는 수송재료로서도 사용할 수가 있다.
유기EL소자의 호스트재료와 도펀트와의 조합을 결정하는데 있어서 이하의 점을 고려하는 것이 중요하다.
(1) 구조식에 의해 조합을 생각한다. 즉, 화합물의 구조 자체가 발광특성에 영향을 준다.
(2) 도펀트(발광재료)의 이온화포텐셜은 호스트재료의 이온화포텐셜과 동등하거나, 이보다도 작은 것이 바람직하다. 도펀트는 발광시켰을 때에 홀트랩으로서 기능하며, 도펀트의 1중항여기자(重項勵起子)가 발생하기 쉬워진다. 또, 이와 같은 경우, 호스트의 1중항여기자와 기저상태의 도펀트와의 에너지교환이 발생하기 쉬어져서, 발광효율이 향상된다.
(3) 도펀트(발광재료)의 반피산화전위는 호스트재료의 반피산화전위와 동등하거나, 이보다도 작은 것이 바람직하다. 도펀트는 발광시켰을 때에 홀트랩으로서 기능하며, 도펀트의 1중항여기자가 발생하기 쉬워진다. 또, 이와 같은 경우, 호스트의 1중항여기자와 기저상태의 도펀트와의 에너지교환이 발생하기 쉬워져서, 발광효율이 향상된다.
본 발명의 화합물을 발광층에 사용하는 경우, 호스트재료로서도 도펀트로서도 사용할 수가 있으며, 특히 청색발광용 도펀트로서의 사용이 바람직하다. 본 발명의 화합물을 도펀트로서 사용할 경우, 호스트재료에는 안트라센계의 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 전자수송성재료와 홀수송성재료의 혼합재료를 호스트로 하는 혼합층에서의 사용도 바람직하다. 발광층에는 본 발명의 화합물 이외에 복수종류의 화합물을 함유하고 있어도 좋으며, 이와 같은 복수종류의 화합물을 함유하는 발광층, 혹은 복수종류의 발광층을 적층하는 것으로 복수의 피크파장을 갖거나, 와이드발광파장의 발광층 또는 소자를 얻는 것도 가능하다.
본 발명의 화합물을 호스트재료로서 사용하는 경우, 도펀트에는 각종의 유기EL용 형광물질을 사용할 수가 있다. 이 중에서도, 하기의 실시예에서 사용하는 나프타센계 루블렌유도체나 디페닐나프타센유도체, 페릴렌계 적색형광재료, 펜타센계 적색형광재료, 디스틸릴아민 유도체계재료 등이 바람직하다.
본 발명의 화합물을 홀주입수송층에 사용하는 경우, 홀수송성재료로서도 발광재료로서도 사용할 수가 있다. 홀수송성재료로서 사용하는 경우, 도펀트로서 상기에서 예로 든 것을 사용할 수가 있다.
본 발명의 화합물을 전자주입수송층에 사용하는 경우, 전자수송성재료로서도 발광재료로서도 사용할 수가 있다. 전자수송성재료로서 사용하는 경우, 도펀트로서 상기에서 예로 든 것을 사용할 수가 있다. 또, 이 전자주입수송층이 상기 혼합층이라도 좋다.
본 발명의 화합물을 도펀트로서 사용하는 경우, 그 도핑량으로서는 바람직하게는 30질량%이하, 보다 바람직하게는 0.1∼20질량%, 또한, 0.1∼10질량%, 특히 0.1∼5질량%이다.
본 발명의 화합물을 유기EL소자에 사용하는 것에 의하여, 이하와 같이 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
(1) 모노머계(n=1)를 안트라센계의 호스트재료로 발광시킨 것은 매우 곤란하였으나, 본 발명의 화합물은 용이하게 발광하며, 매우 높은 발광휘도가 얻어진다.
(2) 연결기Y에 의해 발광색을 콘트롤할 수가 있다. 즉, 예를 들면, Y를 아미노기로 하면 녹색계의 발광이 얻어지고, 트리페닐아민으로 하면 물색계의 발광이 얻어진다. 따라서, 발광색의 조정을 용이하게 실시할 수 있다.
(3) R7, R8의 위치에서 단결합 한 X의 2량체는 승화정제, 증착시 등에 분자내중합 혹은 분해하기 쉬우나, 본 발명의 화합물은 매우 안정적이기때문에 사용하기 쉽다.
(4) 축합다환방향족 탄화수소화합물이면서 전자, 홀의 양방을 수송할 필요가 있는 유기EL용 재료에 매우 적합한 재료이다.
(5) 발광재료로서 뛰어난 성능을 가지며, NTSC신호에 가까운 순청색으로 7.3cd/A라는 높은 효율로 발광시킬 수가 있다.
(6) 호스트재료로서 뛰어난 성능을 가지며, 나프타센유도체, 루블렌유도체, 페릴렌유도체, 쿠마린유도체, 스틸릴아민유도체 등, 광범위한 화합물과 조합하여 사용할 수가 있다.
(7) 높은 유리전이온도(Tg)를 가지며, 고온보존특성이 뛰어난 소자를 얻을 수가 있다.
상기와 같은 호스트재료와 도펀트를 함유하는 발광층은 홀(정공) 및 전자의 주입기능, 이들의 수송기능, 홀과 전자의 재결합에 의해 여기자를 생성시키는 기능을 갖는다. 발광층은 본 발명의 화합물 이 외에, 비교적 전자적으로 중성(neutral)의 화합물을 사용하는 것으로, 전자와 홀을 용이하고 균형 좋게 주입·수송할 수가 있다.
호스트재료는 단독으로 사용하여도 좋고, 2종이상 혼합하여 사용하여도 좋다. 2종이상 혼합하여 사용할 경우의 혼합비는 임의이다. 본 발명의 화합물을 호스트재료로 하는 경우, 발광층에 80∼99.9질량%가 함유되어 있는 것이 바람직하고, 특히 90∼99.9질량%, 또한 95.0∼99.5질량%함유되어 있는 것이 바람직하다.
또, 발광층의 두께는 분자층 1층에 상당하는 두께에서부터, 유기화합물층의 막두께미만으로 하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 1∼85nm으로 하는 것이 바람직하고, 또한 5∼60nm, 특히 5∼50nm으로 하는 것이 바람직하다.
또, 혼합층의 형성방법으로서는 다른 증착원에 의해 증발시키는 공증착이 바람직하나, 증기압(증발온도)이 동일정도 혹은 매우 가까운 경우에는, 사전에 같은 증착보트내에 혼합시켜 놓고, 증착할 수도 있다. 혼합층은 화합물끼리 균일하게 혼합하고 있는 쪽이 바람직하나, 경우에 따라서는, 화합물이 섬형상으로 존재하는 것으로 하여도 좋다. 발광층은 일반적으로는, 유기형광물질을 증착하거나, 혹은 수지바인더 중에 분산시켜서 코팅하는 것에 의하여, 발광층을 소정의 두께로 형성한다.
<안트라센계 화합물>
본 발명의 소자의 바람직한 호스트재료의 하나인 페닐안트라센유도체는 식(5)로 표시되는 것이다.
본 발명의 소자에서는 식(5), 바람직하게는 식(5-1), 식(5-2)로 표시되는 안트라센유도체를 바람직하게는 호스트재료로서 사용하는 것에 의하여, 도펀트재료와의 상호작용을 억제하고, 도펀트로부터의 강한 발광을 얻을 수가 있다. 또, 이 안트라센유도체는 내열성, 내구성이 뛰어나며, 긴 수명의 소자를 얻을 수가 있다.
이 EL소자에 있어서, 소자의 색순도를 유지하고, 효율이 최대가 되는 도핑농도는 1질량%정도이나, 2∼3질량%정도에서도 1할정도이하의 감소만으로 충분히 실용에 견딜 수 있는 소자를 얻을 수가 있다.
(식 5)
식(5)에 있어서, A101은 모노페닐안트릴기 또는 디페닐안트릴기를 나타내며, 이들은 동일하거나 다른 것이라도 좋다. L은 수소, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. n은 1또는 2의 정수이다.
상기 식(5), 바람직하게는 하기식(5-1), 식(5-2)로 표시되는 화합물이다.
(식 5-1)
(식 5-2)
상기 화합물의 증착막은 안정적인 비정질상태이기 때문에, 박막의 막물성이 양호하게 되어 편차없는 균일한 발광이 가능하다. 또, 대기하에서 일년이상 안정적이며 결정화를 일으키지 않는다.
식(5)에 대하여 설명하면, A101은 각각의 모노페닐안트릴기 또는 디페닐안트릴기를 나타내며, 이들은 동일하거나 다를 수도 있다. n은 1 또는 2의 정수이다.
A101로 표시되는 모노페닐안트릴기 또는 디페닐안트릴기는 무치환에서도 치환기를 갖고 있는 것이라도 좋으며, 치환기를 갖는 경우의 치환기로서는 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기 등을 들 수가 있으며, 이들의 치환기는 다시 치환되어 있어도 좋다. 이들의 치환기에 대해서는 후술한다. 또, 이와 같은 치환기의 치환위치는 특별히 한정되지 않으나, 안트라센고리가 아니라 안트라센고리에 결합한 페닐기인 것이 바람직하다.
또, 안트라센고리에 있어서의 페닐기의 결합위치는 안트라센고리의 9위치, 10위치인 것이 바람직하다.
식(5-1)에 있어서, L은 수소, 단결합 또는 2가의 기를 나타내지만, L로 표시되는 2가의 기로서는 알킬렌기 등이 개재하여도 좋은 아릴렌기가 바람직하다.
이와 같은 아릴렌기에 대해서는 후술한다.
식(5)로 표시되는 페닐안트릴유도체 중에서도, 식(5-1), 식(5-2)로 표시되는 것이 바람직하다. 식(5-1)에 대해서 설명하면, 식(5)에 있어서, M1및 M2는 각각 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기 또는 복소환기를 나타낸다.
M1, M2로 표시되는 알킬기로서는 직쇄상에서도 분기를 갖는 것이라도 좋고, 탄소수 1∼10, 또한 1∼4의 치환 혹은 무치환의 알킬기가 바람직하다. 특히, 탄소수 1∼4의 무치환의 알킬기가 바람직하며, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, (n-, i-)프로필기, (n-1, i-, s-, t-)부틸기 등을 들 수가 있다.
M1, M2로 표시되는 시클로알킬기로서는 시클로헥실기, 시클록펜틸기 등을 들 수가 있다.
M1, M2로 표시되는 아릴기로서는 탄소수 6∼20의 것이 바람직하고, 또한 페닐기, 톨릴기 등의 치환기를 갖는 것이라도 좋다. 구체적으로는, 페닐기, (o-, m-, t-)톨릴기, 피레닐기, 나프틸기, 안트릴기, 비페닐기, 페닐안트릴기, 톨릴안트릴기 등을 들 수가 있다.
M1, M2로 표시되는 알케닐기로서는 총 탄소수 6∼50의 것이 바람직하며, 무치환의 것이라도 좋으나 치환기를 갖고 있는 것이라도 좋고, 치환기를 갖는 쪽이 바람직하다. 이 때의 치환기로서는 페닐기 등의 아릴기가 바람직하다. 구체적으로는 트리페닐비닐기, 트리톨릴비닐기, 트리비페닐기 등을 들 수가 있다.
M1, M2로 표시되는 알콕시기로서는 알킬기 부분의 탄소수가 1∼6의 것이 바람직하며, 구체적으로는 메톡시기, 에톡시기 등을 들 수가 있다. 알킬기는 또한 치환되어 있어도 좋다.
M1, M2로 표시되는 아릴옥시기로서는 페녹시기 등을 들 수가 있다.
M1, M2로 표시되는 아미노기는 무치환이라도 치환기를 갖는 것이라도 좋으나, 치환기를 갖는 것이 바람직하고, 이 경우의 치환기로서는 알킬기(메틸기, 에틸기 등), 아릴기(페닐기 등)등을 들 수가 있다. 구체적으로는 디에틸아미노기, 디페닐아미노기, 디(m-톨릴)아미노기 등을 들 수가 있다.
M1, M2로 표시되는 복소환기로서는 비피리딜기, 피리미딜기, 퀴놀릴기, 피리딜기, 티에닐기, 푸릴기, 옥사디아조일기 등을 들 수가 있다. 이들은 메틸기, 페닐기 등의 치환기를 갖고 있어도 좋다.
식(5-1)에 있어서, q1및 q2는 각각 0 또는 1∼5의 정수를 나타내며, 특히 0 또는 1인 것이 바람직하다. q1및 q2가 각각 1∼5의 정수, 특히 1 또는 2일 때, M1및 M2는 각각 알킬기, 아릴기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기인 것이 바람직하다.
식(5-1)에 있어서, M1과 M2는 같거나 다른 것이라도 좋고, M1과 M2가 각각 복수개 존재할 때, M1끼리, M2끼리는 각각 동일하거나 다른 것이라도 좋으며, M1끼리 혹은 M2끼리는 결합하여 벤젠고리 등의 고리를 형성하여도 좋고, 고리를 형성하는 경우도 바람직하다.
식(5-1)에 있어서, L1은 수소, 단결합 또는 아릴렌기를 나타낸다. L1으로 표시되는 아릴렌기로서는, 무치환인 것이 바람직하며, 구체적으로는 페닐렌기, 비페닐렌기, 안트릴렌기 등의 통상의 알릴렌기 외, 2개 내지 그 이상의 알릴렌기가 직접연결한 것을 들 수가 있다. L1으로서는 단결합, p-페닐렌기, 4,4'-비페닐렌기 등이 바람직하다.
또, L1으로 표시되는 알릴렌기는, 2개 내지 그 이상의 아릴렌기가 알킬렌기 -O-, -S- 또는 -NR-이 개재하여 연결하는 것이라도 좋다. 여기서, R은 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 알킬기로서는 메틸기, 에틸기 등을 들 수가 있으며, 아릴기로서는 페닐기를 들 수 있으며, 그 중에서도 아릴기가 바람직하며, 상기의 페닐기 외에, A101이라도 좋고, 또한 페닐기에 A101이 치환한 것이라도 좋다.
또, 알킬렌기로서는 메틸렌기, 에틸렌기 등이 바람직하다. 이와 같은 아릴기의 구체적인 예를 이하에 나타낸다.
이어서, 식(5-2)에 대하여 설명하면, 식(5-2)에 있어서, M3및 M4는 식(5-1)에 있어서의 M1및 M2와, 또는 q3및 q4는 식(5-1)에 있어서의 q1및 q2와, 또한 L2는 식(5-1)에 있어서의 L1과 각각 동의(同義)이며, 바람직한 것도 동일하다.
식(5-2)에 있어서, M3와 M4는 동일하거나 다른 것이라도 좋고, M3와 M4가 각각 복수개 존재할 때, M3끼리, M4끼리는 각각 동일하거나 다른 것이라도 좋으며, M3끼리 혹은 M4끼리는 결합하여 벤젠고리 등의 고리를 형성하여도 좋으며, 고리를 형성하는 경우도 바람직하다.
식(5-1), 식(5-2)로 표시되는 화합물을 이하에 예시하는 바, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 화학식 41, 화학식 43, 화학식 45, 화학식 47, 화학식 49, 화학식 51, 화학식 53, 화학식 56에서는 일반식을 나타내며, 화학식 42, 화학식 44, 화학식 46, 화학식 48, 화학식 50, 화학식 52, 화학식 54, 화학식 55, 화학식 57에서 각각 대응하는 구체적인 예를 M11∼M16, M21∼M25혹은 M31∼M35, M41∼M45의 조합으로 나타내고 있다.
본 발명에서 사용하는 페닐안트라센유도체는,
(1) 할로겐화 디페닐안트라센화합물을 Ni(cod)2[cod : 1,5-시클로옥타디엔]으로 커플링, 혹은 할로겐화아릴을 그리냐르화하여 NiCl2(dppe)[dppe: 디페닐포스핀에탄], NiCl2(dppp)[dppp: 디페닐포스핀프로판], 등의 Ni착체 등을 사용하여 크로스커플링하는 방법,
(2) 안트라퀴논, 벤조퀴논, 페닐안스론 혹은 비안트론과 그리냐르화 한 아릴 혹은 리티아션(lithiation)한 아릴과의 반응 및 환원에 의해 크로스커플링하는 방법등에 의해 얻어진다.
이와 같이 하여 얻어진 화합물은 원소분석, 질량분석, 적외흡수 스펙트럼,1H 또는13C 핵자기공명흡수(NMR)스펙트럼 등에 의해 동정(同定)할 수가 있다.
페닐안트라센유도체는 400∼2000정도, 또한 400∼1000정도의 분자량을 가지며, 200∼500℃의 높은 융점을 가지고, 80∼250℃, 100∼250℃, 더욱이 130∼250℃, 특히 150∼250℃의 유리전이도(Tg)를 나타낸다. 따라서, 통상의 진공증착 등에 의해 투명하며, 실온이상에서 안정적인 비정질 상태의 평활하고 양호한 막을 형성하며, 또한 그 양호한 막의 상태가 장기간에 걸쳐서 유지된다.
페닐안트라센유도체는 비교적 중성의 화합물이기때문에, 발광층에 사용하면 바람직한 결과를 얻을 수가 있다. 또, 조합하는 발광층, 전자주입수송층이나 홀주입수송층의 캐리어이동도나 캐리어밀도(이온화포텐셜·전자친화력에 의해 결정된다.)를 고려하면서, 막두께를 콘트롤하는 것으로, 재결합영역·발광영역을 자유롭게 설계하는 것이 가능하고, 발광색의 설계나, 양(兩)전극의 간섭효율에 의한 발광휘도·발광스펙트럼의 제어나, 발광의 공간분포의 제어를 가능하게 할 수가 있다.
<유기EL소자>
본 발명의 화합물을 사용하여 제조되는 유기EL발광소자의 구성예로서, 예를 들면, 기판위에 홀주입전극, 홀주입·수송층, 발광 및 전자주입수송층, 전자주입전극을 차례로 갖는다. 또, 필요에 의해 전자주입전극상에 보조전극이나 봉지층(封止層)을 갖고 있어도 좋다.
본 발명의 유기EL소자는 상기예로 한정되지 않으며, 여러가지 구성으로 할 수가 있으며, 예를 들면, 발광층을 단독으로 설치하고, 이 발광층과 전자주입전극과의 사이에 전자주입수송층을 삽입시킨 구조로 할 수도 있다. 또, 필요에 따라서 홀주입·수송층과 발광층을 혼합하여도 좋다.
발광층의 두께, 홀주입수송층의 두께 및 전자주입수송층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 형성방법에 따라서도 다르지만 통상 5∼500nm정도, 특히 10∼300nm으로 하는 것이 바람직하다.
홀주입수송층의 두께 및 전자주입수송층의 두께는 재결합·발광영역의 설계에도 따르나, 발광층의 두께와 동일한 정도 혹은 1/10∼10배 정도로 하면 좋다. 홀 혹은 전자의, 각각의 주입층과 수송층을 분리하는 경우는, 주입층은 1nm이상, 수송층은 1nm이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 때의 주입층, 수송층의 두께의 상한은 통상, 주입층에서 500nm정도, 수송층에서 500nm정도이다. 이와 같은 막두께에 대해서는 주입수송층을 2층으로 설치할 때도 동일하다.
홀주입수송층은 홀주입전극으로부터의 홀의 주입을 용이하게 하는 기능, 홀을 안정적으로 수송하는 기능 및 전자를 방해하는 기능을 가지며, 전자주입수송층은 전자주입전극으로부터의 전자의 주입을 용이하게 하는 기능, 전자를 안정적으로 수송하는 기능 및 홀을 방해하는 기능을 갖는 것이며, 이들의 층은 발광층에 주입되는 홀이나 전자를 증대·폐쇄시키고, 재결합영역을 최적화시켜서 발광효율을 개선한다.
또, 홀주입주송층에는 예를 들면, 본 발명의 화합물 이외에 일본국 특개소 63-295695호 공보, 일본국 특개평 2-191694호 공보, 일본국 특개평 3-792호 공보, 일본국 특개평 5-234681호 공보, 일본국 특개평 5-239455호 공보, 일본국 특개평 5-299174호 공보, 일본국 특개평 7-126225호 공보, 일본국 특개평 7-126226호 공보, 일본국 특개평 8-100172호 공보, EP0650955A1 등에 기재되어 있는 각종 유기화합물을 사용할 수가 있다. 예를 들면, 테트라아릴벤지신 화합물(트리아릴디아민 혹은 트리페닐디아민 : TPD), 방향족3급아민, 히드라존유도체, 카르바졸유도체, 트리아졸유도체, 이미다졸유도체, 아미노기를 갖는 옥사디아졸유도체, 폴리티오펜 등이다. 이들 화합물은 2종이상을 병용하여도 좋고, 병용할 때에는 별층으로 하여 적층하거나 혼합하거나 하면 좋다.
홀주입수송층을 홀주입층과 홀수송층으로 분리하여 층을 설치하는 경우는, 홀주입수송층용의 화합물 중에서 바람직한 조합을 선택하여 사용할 수가 있다. 이 때의 홀주입전극(ITO 등)측으로부터 이온화포텐셜이 작은 화합물의 층의 순서로 적층하는 것이 바람직하다. 또, 홀주입전극표면에는 박막성이 양호한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 적층순서에 대해서는 홀주입수송층을 2층이상 설치할 때도 동일하다. 이와 같은 적층순서로 하는 것에 의하여, 구동전압이 저하하고, 전류누설의 발생이나 다크스포트(dark spot)의 발생·성장을 방지할 수가 있다. 또, 소자화하는 경우, 증착을 사용하고 있기 때문에 1∼10nm정도의 얇은 막도 균일하고 핀홀프리로 할 수가 있기 때문에, 홀주입층에 이온화포텐셜이 작고, 가시부에 흡수를 갖도록 화합물을 사용하여도 발광색의 색조변화나 재흡수에 의한 효율의 저하를 방지할 수가 있다. 홀주입수송층은 발광층 등과 동일하게 상기의 화합물을 증착하는 것에 의하여 형성할 수가 있다.
또, 전자주입수송층에는 본 발명의 화합물 이외에 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄(Alq3) 등의 8-퀴놀리놀 내지 그 유도체를 배위자로 하는 유기금속착체 등의 퀴놀린유도체, 옥사디아졸유도체, 페릴렌유도체, 피리딘유도체, 피리미딘유도체,퀴녹살린유도체, 페난트롤린유도체 등의 질소함유 복소환방향족, 디페닐퀴논유도체, 니트로치환 플루오렌유도체 등을 사용할 수가 있다. 전자주입수송층은 발광층을 겸한 것이라도 좋고, 이와 같은 경우는 본 발명의 발광층을 사용하는 것이 바람직하다. 전자주입수송층의 형성은 발광층과 동일하게 증착 등에 의하면 좋다.
전자주입수송층을 전자주입층과 전자수송층으로 분리하여 적층하는 경우에는, 전자주입수송층용의 화합물로부터 바람직한 조합을 선택하여 사용할 수가 있다. 이 때, 전자주입전극측으로부터 전자친화력의 값이 큰 화합물의 순서로 적층하는 것이 바람직하다. 이와 같은 적층순서에 대해서는 전자주입수송층을 2층이상 설치할 때도 동일하다.
홀주입수송층, 발광층 및 전자주입수송층의 형성에는 균질의 박막을 형성할 수가 있기 때문에 진공증착법을 사용하는 것이 바람직하다. 진공증착법을 사용한 경우, 비정질상태 또는 결정입경이 0.1㎛이하의 균질한 박막이 얻어진다. 결정입경이 0.1㎛을 넘으면, 불균일한 발광이 되어, 소자의 구동전압을 높게해야만 하고, 홀주입효율도 현저하게 저하된다.
진공증착의 조건은 특별히 한정되지 않으나, 10-4Pa이하의 진공도로 하고, 증착속도는 0.01∼1nm/sec정도로 하는 것이 바람직하다. 또, 진공중에서 연속하여 각층을 형성하는 것이 바람직하다. 진공중에서 연속하여 형성하면, 각층의 계면에 불순물이 흡착하는 것을 방지하기 때문에, 높은 특성이 얻어진다. 또, 소자의 구동전압을 낮게 하거나, 다크 스포트의 성장·발생을 억제하거나 할 수가 있다.
이들 각층의 형성에 진공증착법을 사용하는 경우에 있어서, 1층에 복수의 화합물을 함유시키는 경우, 화합물을 넣은 각 포트를 개별로 온도제어하여 공증착하는 것이 바람직하다.
전자주입수송층은 바람직하게는 일함수가 4eV이하의 금속, 합금 또는 금속간 화합물로 구성된다. 일함수가 4eV을 넘으면, 전자의 주입효율이 저하하고, 나아가서는 발광효율도 저하한다. 일함수가 4eV이하의 전자주입전극막의 구성금속으로서는 예를 들면, Li, Na, K 등의 알카리금속, Mg, Ca, Sr, Ba 등의 알카리토류금속, La, Ce 등의 희토류금속이나 Al, In, Ag, Sn, Zn, Zr 등을 들 수가 있다. 일함수가 4eV이하의 막의 구성합금으로서는 예를 들면, Ag·Mg(Ag: 0.1∼50at%), Al·Li(Li: 0.01∼12at%), In·Mg(Mg: 50∼80at%), Al·Ca(Ca: 0.01∼20at%)등을 들 수가 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종이상의 조합으로서 존재하여도 좋고, 이들을 2종이상 조합한 경우의 혼합비는 임의이다. 또, 알카리금속, 알카리토류금속, 희토류금속의 산화물이나 할로겐화물을 얇게 성막하여, 알루미늄 등의 지지전극(보조전극, 배선전극)을 사용할 수도 있다.
이 전자주입전극은 증착법이나 스퍼터법 등에 의해 형성할 수가 있다.
이와 같은 전자주입전극의 두께는 전자주입을 충분히 실시할 수가 있는 일정이상의 두께로 하면 좋고, 0.1nm이상으로 하면 좋다. 또, 그 상한값은 특별히 제한은 없으나, 통상 막두께는 0.1∼500nm정도로 하면 좋다.
홀주입전극으로서는 바람직하게는 발광한 광의 투과율이 80%이상이 되도록 재료 및 두께를 결정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 산화물투명도전박막이 바람직하고, 예를 들면, 주석도프 산화인듐(ITO), 아연납도프 산화인듐(IZO), 산화인듐(In2O3), 산화주석(Sn02), 및 산화아연납(ZnO) 중 어느 하나를 주조성으로 한 것이 바람직하다. 이들 산화물은 그 화학양론조성으로부터 다소 치우쳐 있어도 좋다. In2O3에 대한 SnO2의 혼합비는 1∼20질량%가 바람직하고, 또한 5∼12질량%가 바람직하다. In2O3에 대한 ZnO2의 혼합비는 12∼32질량%가 바람직하다.
홀주입전극은 발광파장대역, 통상 350∼800nm, 특히 각 발광광에 대한 광투과율이 80%이상, 특히 90%이상인 것이 바람직하다. 통상, 발광광은 홀주입전극을 통해서 추출되기 때문에, 그 투과율이 낮아지면 발광층으로부터의 발광자체가 감쇠되어 발광소자로서 필요한 휘도가 얻어지지 않게 되는 경향이 있다. 다만, 발광광을 추출하는 측이 80%이상이면 좋다.
홀주입전극의 두께는 홀주입을 충분히 실시할 수 있는 일정이상의 두께를 갖는 것이라면 좋고, 바람직하게는 50∼500nm, 또한 50∼300nm범위가 바람직하다. 또, 그 상한은 특별히 제한은 없으나, 너무 두꺼우면 박리 등이 우려가 생긴다. 막이 너무 얇으면, 제조시의 막강도나 홀수송능력, 저항값의 점에서 문제가 있다.
홀주입전극을 성막하는데는 스퍼터법이 바람직하다. 스퍼터법으로서는 RF전원을 사용한 고주파스퍼터법 등도 가능한 바, 성막하는 홀주입전극의 막물성의 제어의 용이성, 성막면의 평활도 등을 고려하면 DC스퍼터법을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 필요에 따라서, 보호막을 형성하여도 좋다. 보호막은 SiOX등의 무기재료, 테프론(등록상표) 등의 유기재료 등을 사용하여 형성할 수가 있다. 보호막은 투명하거나 불투명하여도 좋으며, 보호막의 두께는 50∼120nm정도로 한다. 보호막은 상기의 반응성스퍼터법 이외에 일반적인 스퍼터법, 증착법 등으로 형성하면 좋다.
또한, 소자의 유기층이나 전극의 산화를 방지하기 위해서는 소자위에 봉지층을 설치하는 것이 바람직하다. 봉지층은 습기침입을 방지하기 위해서 시판하는 저흡습성의 광경화성 접착제, 엑폭시계 접착체, 실리콘계 접착체, 가교에틸렌산화비닐 공중합체 접착체시트 등의 접착성수지층을 사용하고, 유리판등의 봉지판을 접착하여 밀봉한다. 유리판이외에도 금속판, 플라스틱판 등을 사용할 수도 있다.
기판재료로서는 기판측으로부터 발광한 광을 추출하는 구성의 경우, 유리나 석영, 수지 등의 투명 내지 반투명재료를 사용한다. 또, 기판에 색 필터막이나 형광성물질을 포함하는 색변환막, 혹은 유전체반사막을 사용하여 발광색을 콘트롤하여도 좋다. 또, 상기 역적층(逆積層)의 경우에는 기판은 투명하거나 불투명하여도 좋고, 불투명한 경우에는 세라믹 등을 사용하여도 좋다
컬러필터막에는 액정디스플레이 등에서 사용되고 있는 컬러필터를 사용하면 좋으나, 유기EL의 발광하는 광에 맞춰서 컬러필터의 특성을 조정하여, 추출효율·색순도를 최적화하면 좋다.
또, EL소자재료나 형광변환층이 광흡수하는 것과 같은 단파장의 외광을 커트할 수 있는 컬러필터를 사용하면, 소자의 내광성·표시의 콘트라스트도 향상한다.
또, 유전체다층막과 같은 광학박막을 사용하여 컬러필터 대신에 사용하여도좋다.
본 발명의 유기EL소자는 예를 들면, 도 1에 도시하는 바와같이 기판(1)위에 홀주입전극(양극; 2), 홀주입수송층(3), 발광층(4), 전자주입수송층(5), 전자주입전극(음극; 6)이 차례로 적층된 구성을 갖는다. 또, 이 적층순서와는 반대의 구성으로 하여도 좋고, 홀주입수송층(3), 전자주입수송층(5)을 생략하거나, 발광층(4)과 겸용시켜도 좋다. 이들 구성층은 요구되는 소자의 기능 등에 의해 최적의 것으로 조정하면 좋다.
본 발명의 유기EL소자는 통상, 직류구동형, 펄스구동형의 EL소자로서 사용되는 바, 교류구동으로 할 수도 있다. 인가전압은 통상 2∼30V정도가 된다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 비교예와 함께 나타내어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
<합성예 1>
3·브로모·7, 12디페닐벤조[k]플로오란텐의 합성
디페닐이소벤조푸란 5g(18.5mmol)과 5·브로모아세나프틸렌 4.3g(18.5mmol)을 톨루엔 중, 환류온도에서 24시간 교반하였다. 용매를 감압제거한 후, 아세트산 500㎖에 용해시켰다. 그것에 40%의 브롬산수용액 50㎤을 첨가하여 80℃에서 1시간 과열하였다. 실온까지 냉각한 후, 침전물을 여과 분리하고, 톨루엔, 헥산을 혼합용매를 추출용매로 하여 실리카겔크로마토그래피에 의해 정제하여, 황백색의 3·브로모·7,12디페닐벤조[k]플루오란텐 7g을 얻었다.
<합성예 2>
7, 12디페닐벤조[k]플로오란테노·3·브론산의 합성
3·브로모·7, 12디페닐벤조[k]플로오란텐 2.5g을 50㎤의 THF에 용해시키고, -40℃로 냉각하였다. 그것에 부틸리륨의 헥산용액(1.5mmol) 5㎤을 첨가하여 2시간 반응시켰다. 그것에 붕산 트리에틸 1.5g을 첨가하여 1시간 반응시켰다. 실온으로 되돌린 후, 5N의 염산수용액 15㎤을 첨가한 후, 탄산수소나트륨에서 중화하였다. THF를 제거한 후, 고형물을 여과분리하였다. 여과물을 증류수로 세정한 후, 재침전에 의해 정제하여 2g의 브론산을 얻었다.
<합성예 3>
예시화합물 A·2의 합성
앞서 조제한 브론산 2g(4.5mmol)과 p-디브로모벤젠 0.33g(1.4mmol)을 50㎤의 디메톡시에탄에 용해시키고, 80℃에서 과열하였다. 그것에 증류수 50㎤ 및 탄산나트륨 10g을 투입하였다. 다시 그것에 테트라퀴스트리페닐포스핀팔라듐(0) 0.2g을 투입하였다.
3시간 후 침전하고 있는 목적물을 회수하였다. 정제(精製)는 실리카겔크로마토그래피를 사용하여, 황백색결정 1g을 얻었다.
얻어진 화합물은 매스스펙트럼, 적외선흡수스펙트럼, NMR을 사용하여 동정(同定)하였다.
매스스펙트럼m/e=883(M+1) + 도 2
적외선흡수스펙트럼도 3
NMR 도 4
유리전위온도(Tg)251℃
<합성예 4>
예시화합물 V·2의 합성
앞서 합성한 브론산 2g(4.5mmol)과 비스-p-디브로모트리페닐아민 0.56g(1.4mmol)을 50㎤의 디메톡시에탄에 용해시키고, 80℃에서 과열하였다. 그것에 증류수 50㎤ 및 탄산나트륨 10g을 투입하였다. 다시 그것에 테트라퀴스트리페닐포스핀팔라듐(0) 0.2g을 투입하였다.
3시간 후 침전하고 있는 목적물을 회수하였다. 정제는 실리카겔크로마토그래피를 사용하여, 황색결정 1g을 얻었다.
얻어진 화합물은 매스스펙트럼, 적외선흡수스펙트럼, NMR을 사용하여 동정하였다.
매스스펙트럼m/e=1050(M+1)
예시화합물 Z·2의 합성
퀴실렌 50㎤중에 앞서 합성한 3·브로모·7, 12디페닐벤조[k]플루오란텐 2 2g(4.1mmol)과 아닐린 0.13g(1.4mmol)을 용해시켰다. 그것에 트리스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)0.2g과 트리·t·부틸포스핀 0.5㎤을 첨가하고 130℃에서 12시간 반응시켰다.
침전하고 있는 목적물을 회수하여, 실리카겔크로마토그래피에 의해 정제하고, 황색결정 1g을 얻었다.
얻어진 화합물은 매스스펙트럼, 적외선흡수스펙트럼, NMR을 사용하여 동정하였다.
매스스펙트럼m/e=898(M+1)+
<실시예 1>
유리기판위에 RF스퍼터법으로 ITO투명전극박막을 100nm의 두께로 성막하고, 패터닝하였다. 이 ITO투명전극 부착의 유리기판을 중성세제, 아세톤, 에탄올을 사용하여 초음파세정하고, 자비(煮沸)에탄올중으로부터 끌어올려 건조시켰다. 투명전극표면을 UV/03세정한 후, 진공증착장치의 기판홀더에 고정하여 탱크내를 1 x 10-4Pa이하까지 감압하였다.
이어서, 감압상태를 유지한 채, 하기 구조의 N,N'-디페닐-N,N'-비스[N-(4-메틸페닐)-N-페닐-(4-아미노페닐)]-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 100nm의 막두께로 증착하여, 홀주입층으로 하였다.
이어서, 하기 구조의 N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 10nm의 막두께로 증착하여, 홀수송층으로 하였다.
다시 감압을 유지한 채, 하기 구조의 안트라센계 호스트재료와, 본 발명의 화합물(A-2)의 도펀트를 질량비 98 : 2 로, 전체의 증착속도 0.1nm/sec로 하여 40nm의 두께로 증착하여 발광층으로 하였다.
이어서, 감압상태를 유지한 채, 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3)을 증착속도 0.1nm/sec로 15nm의 두께로 증착하고, 전자주입수송층으로 하였다.
이어서, LiF를 증착속도 0.1nm/sec로 0.5nm두께로 증착하여 전자주입전극으로 하고, 보호전극으로서 Al을 100nm증착하고, 마지막으로 유리봉지하여 유기EL소자를 얻었다.
이 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 8.6V, 730cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 450nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.15, 0.11)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 730cd/㎠이상, 휘도반감시간은 500시간이상이었다. 따라서, 휘도 cd x 반감시간 h는 365000이었다. 도 5에 발광스펙트럼을 도시한다.
<실시예 2>
실시예 1에 있어서, N,N'-디페닐-N,N'-비스[N-(4-메틸페닐)-N-페닐-(4-아미노페닐)]-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 50nm의 막두께로 증착하고, 홀주입층으로 하였다.
이어서, N,N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 호스트재료로 하고, 본 발명의 화합물(A-2)의 도펀트를 질량비 98 : 2로, 전체의 증착속도 0.1nm/sec로 30nm의 두께로 증착하고, 홀수송층 겸 발광층으로 하였다.
이어서, 감압상태를 유지한 채, 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3)을 증착속도 0.1nm/sec로 45nm의 두께로 증착하고, 전자주입수송층으로 하였다.
이어서, LiF를 증착속도 0.1nm/sec로 0.3nm두께로 증착하여 전자주입전극으로 하고, 보호전극으로서 Al을 200nm증착하고, 마지막으로 유리봉지하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 7.9V, 780cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 450nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.15, 0.11)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 780cd/㎠이상, 휘도반감시간은 400시간이상이었다.
<실시예 3>
실시예 1에 있어서, N,N'-디페닐-N,N'-비스[N-(4-메틸페닐)-N-페닐-(4-아미노페닐)]-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 50nm의 막두께로 증착하고, 홀주입층으로 하였다.
이어서, N,N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 20nm의 두께로 증착하고, 홀수송층으로 하였다.
다시, 감압상태를 유지한 채, 실시예 1의 본 발명의 화합물(A-2)을 호스트재료로 하고, 하기 구조의 나프타센계 화합물도펀트를 질량비 98 : 2로, 전체의 증착속도 0.1nm/sec로 40nm의 두께로 증착하여 발광층으로 하였다.
이어서, 감압상태를 유지한 채, 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3)을 증착속도 0.1nm/sec로 30nm의 두께로 증착하여 전자주입수송층으로 하였다.
이어서, LiF를 증착속도 0.1nm/sec로 0.3nm두께로 증착하여 전자주입전극층으로 하고, 보호전극으로서 Al을 150nm증착하고, 마지막으로 유리봉지하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.3V, 900cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 560nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.45, 0.55)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 900cd/㎠이상, 휘도반감시간은 3000시간이상이었다.
<실시예 4>
실시예 3에 있어서, 발광층의 도펀트를 하기 구조의 나프타센계 화합물로 대신한 것 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.3V, 910cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 560nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.45, 0.55)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 910cd/㎠이상, 휘도반감시간은 3000시간이상이었다.
<실시예 5>
실시예 3에 있어서, 발광층의 도펀트를 하기 구조의 화합물로 대신한 것 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.5V, 750cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 580nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.52, 0.48)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 750cd/㎠이상, 휘도반감시간은 3000시간이상이었다.
<실시예 6>
실시예 3에 있어서, 발광층의 도펀트를 하기 구조의 화합물로 대신한 것 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.6V, 1100cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 515nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.30, 0.65)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 1100cd/㎠이상, 휘도반감시간은 3000시간이상이었다.
<실시예 7>
실시예 3에 있어서, 도펀트를 하기 구조의 화합물로 대신한 것 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.5V, 550cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 610nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.65, 0.35)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 550cd/㎠이상, 휘도반감시간은 5000시간이상이었다.
<실시예 8>
실시예 1에 있어서, N,N'-디페닐-N,N'-비스[N-(4-메틸페닐)-N-페닐-(4-아미노페닐)]-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 50nm의 막두께로 증착하고, 홀주입층으로 하였다.
이어서, N,N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 20nm의 두께로 증착하여 제1홀수송층으로 하였다.
다시, 감압을 유지한 채, 실시예 1의 본 발명의 화합물(A-2)을 증착속도 0.1nm/sec로 10nm의 두께로 증착하고, 제2홀수송층으로 하였다.
이어서, 하기 구조의 화합물을 호스트재료로 하고,
하기 구조의 화합물 도펀트를 질량비 98 : 2로, 전체의 증착속도 0.1cm/sec로 하여 40nm의 두께로 증착하여 발광층으로 하였다.
이어서, 감압상태를 유지한 채, 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3)를 증착속도 0.1cm/sec로 하여 30nm의 두께로 증착하여 전자주입수송층으로 하였다.
이어서, LiF를 증착속도 0.1nm/sec로 0.3nm의 두께로 증착하여 전자주입전극으로 하고, 보호전극으로서 Al을 150nm증착하고, 마지막으로 유리봉지하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.0V, 820cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 556nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.45, 0.55)이었다.
<실시예 9>
실시예 1에 있어서, N,N'-디페닐-N,N'-비스[N-(4-메틸페닐)-N-페닐-(4-아미노페닐)]-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 90nm의 막두께로 증착하고, 홀주입층으로 하였다.
이어서, N,N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 10nm의 두께로 증착하여 홀수송층으로 하였다.
다시, 감압을 유지한 채, 본 발명의 화합물(A-2)을 증착속도 0.1nm/sec로 10nm의 두께로 증착하고, 제2홀수송층으로 하였다.
이어서, 실시예 8의 화합물을 호스트재료로 하고, 본 발명의 화합물(A-2)도펀트를 질량비 98 : 2 로, 전체의 증착속도 0.1nm/sec로 하여 40nm의 두께로 증착하여 발광층으로 하였다.
이어서, 감압상태를 유지한 채, 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3)를 증착속도 0.1cm/sec로 하여 15nm의 두께로 증착하여 전자주입수송층으로 하였다.
이어서, LiF를 증착속도 0.1nm/sec로 0.5nm두께로 증착하여 전자주입전극으로 하고, 보호전극으로서 Al을 100nm증착하고, 마지막으로 유리봉지하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 8.0V, 700cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 450nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.15, 0.11)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 700cd/㎠이상, 휘도반감시간은 1000시간이상이었다.
<실시예 10>
실시예 1에 있어서, N,N'-디페닐-N,N'-비스[N-(4-메틸페닐)-N-페닐-(4-아미노페닐)]-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 10nm의 막두께로 증착하고, 홀주입층으로 하였다.
이어서, N,N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민을 증착속도 0.1nm/sec로 20nm의 두께로 증착하여 홀수송층으로 하였다.
이어서, N,N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민과, 화학식 70의 화합물, 및 화학식 69의 화합물을 도펀트로하여 각각 질량비 49: 49: 2로, 전체의 증착속도 0.1nm/sec로하여 15nm의 두께로 증착하여 제1 발광층(적색)으로 하였다.
이어서, N,N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민과, 화학식 70의 화합물, 및 화학식 68의 화합물을 도펀트로하여 각각 질량비 49: 49: 2로 전체의 증착속도 0.1nm/sec로서 20nm의 두께로 증착하여 제2발광층(녹색)으로 하였다.
또한, N,N,N',N'-테트라퀴스(m-비페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민과, 화학식 70의 화합물, 및 본 발명의 화합물(A-2)을 도펀트로 하여, 각각 질량비 49: 49: 2로, 전체의 증착속도 0.1nm/sec로서 20nm의 두께로 증착하여 제3발광층(청색)으로 하였다.
그 외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
얻어진 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 8.5V, 750cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 전체의 발광색은 색도의 좌표에서 (x, y)=(0.30, 0.33)이 되며, 거의 백색에 가까운 색조가 얻어졌다.
<실시예 11>
실시예 1에 있어서, 발광층의 도펀트를 하기 구조(Type BBB-9)로 대신한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
(Type BBB-9)
이 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 8.6V, 800cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 452nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.15, 0.11)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 800cd/㎠이상, 휘도반감시간은 1200시간이상이었다. 따라서, 휘도 cd ×반감시간은 960000이었다. 도 6에 발광스펙트럼을 도시한다.
<실시예 12>
실시예 1에 있어서, 발광층의 도펀트를 하기 구조(Type V-2)로 대신한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
(Type V-2)
이 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 8.6V, 900cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 473nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.14, 0.27)이었다. 이 소자에, 50mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 4500cd/㎠이상, 휘도반감시간은 500시간이상이었다. 따라서, 휘도 cd x 반감시간은 22500000이었다. 도 7에 발광스펙트럼을 도시한다.
<실시예 13>
실시예 1에 있어서, 발광층의 도펀트를 하기 구조(Type Z-2)로 대신한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
(Type Z-2)
이 유기EL소자에 직류전압을 인가하여, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 8.6V, 1100cd/㎠이상의 발광을 확인할 수 있었다. 이 때의 피크파장은 518nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.28, 0.61)이었다. 이 소자에, 50mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 5500cd/㎠이상, 휘도반감시간은 500시간이상이었다. 따라서, 휘도 cd ×반감시간은 27500000이었다. 도 8에 발광스펙트럼을 도시한다.
<비교예 1>
실시예 1에 있어서, 발광층에 도펀트를 도핑하지 않는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
이 유기EL소자에 직류전압을 인가한 결과, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.5V, 180cd/㎠이하가 되어버렸다. 이 때의 피크파장은 440nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.16, 0.07)이었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 180cd/㎠, 휘도반감시간은 250시간이하가 되었다. 따라서, 휘도 cd ×반감시간 h은 4500이었다. 이것으로부터 실시예 1의 소자는 이 소자와 비교하여 4배이상의 휘도로 발광하는 것이 가능하며, 동일 발광휘도에서 8배이상 긴 수명인 것을 알 수 있다.
<비교예 2>
실시예 1에 있어서, 발광층의 도펀트를 하기 구조의 화합물로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
이 유기EL소자에 직류전압을 인가한 결과, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.6V, 700cd/㎠이었다. 이 때의 피크파장은 465nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.20, 0.20)으로 청색으로부터 장파장측으로 벗어난 발광색이 되었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 700cd/㎠, 휘도반감시간은 500시간이었다.
<비교예 3>
실시예 1에 있어서, 발광층의 도펀트를 하기 구조로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기EL소자를 얻었다.
이 유기EL소자에 직류전압을 인가한 결과, 초기에는 10mA/㎠의 전류밀도에서 구동전압이 6.5V, 180cd/㎠이었다. 이 때의 피크파장은 440nm, 색도의 좌표는 (x, y)=(0.16, 0.07)이 되었다. 이 소자에, 10mA/㎠의 일정전류를 흐르게 하여 연속구동한 결과, 초기휘도는 180cd/㎠, 휘도반감시간은 250시간이었다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 충분한 휘도의 발광, 특히 긴 파장에 있어서의 발광이 얻어지며, 뛰어난 색순도, 특히 풀컬러디스플레이에 사용하는데에 충분한 색순도가 얻어지고, 또한 양호한 발광성능이 장기간에 걸쳐서 유지되는 내구성이 뛰어난 유기EL소자용 화합물 및 유기EL소자를 제공할 수 있다.

Claims (30)

  1. 하기식(1)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 1)
    Xn-Y
    [식(1) 중, X는 하기식(2)로 표시되는 화합물을 나타내며, 동일하거나 다를 수도 있다. Y는 단결합 혹은 치환 또는 비치환의 아릴기, 또는 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타내며, n은 2 또는 3의 정수를 나타낸다.]
    (식 2)
    [식(2)중 R1∼R8및 a∼d는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]
  2. 제1항에 있어서, 상기 Y는 하기 화합물로부터 선택되는 1종인 유기EL소자용화합물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 n은 2인 유기EL소자용 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 도펀트로서 사용되는 유기EL소자용 화합물.
  5. 제1항에 있어서, 전자수송재료인 유기EL소자용 화합물.
  6. 제1항에 있어서, 홀주입 또는 수송재료인 유기EL소자용 화합물.
  7. 제1항에 있어서, 하기식(3a)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 3a)
    [식(3a)중, R1∼R7및 a1∼d1, R11∼R17및 a2∼d2는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다. Y는 치환 또는 비치환의 페닐렌, 비페닐렌, 나프타센, 페릴렌, 피렌, 페난트렌, 티오펜, 피리딘, 피라진, 트리아진, 아민, 트리아릴아민, 피롤유도체, 티아졸 티아디아졸, 페난트롤린, 퀴놀린 및 퀴녹살린 중 어느 하나로 이루어지는 연결기를 나타낸다.]
  8. 제1항에 있어서, 하기식(3b)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 3b)
    [식(3b)중, R1∼R8및 a1∼d1, R11∼R18및 a2∼d2는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다. Y는 단결합, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타낸다.]
  9. 제1항에 있어서, 하기식(3c)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용화합물.
    (식 3c)
    [식(3c) 중, R1∼R8A및 a1∼d1, R11∼R18및 a2∼d2는 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아미노기 중 어느 하나를 나타낸다. Y는 단결합, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기로 이루어지는 연결기를 나타낸다.]
  10. 제1항에 있어서, 하기식(A)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 A)
    [식(A)중, R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기,혹은 복소환기를 나타낸다.]
  11. 제1항에 있어서, 하기식(B)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 B)
    [식(B) 중 R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
  12. 제1항에 있어서, 하기식(E)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 E)
    [식(E)중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기,혹은 복소환기를 나타낸다.]
  13. 제1항에 있어서, 하기식(H)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 H)
    [식(H)중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
  14. 제1항에 있어서, 하기식(X)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 X)
    [식(X)중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
  15. 제1항에 있어서, 하기식(Z)로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 Z)
    [식(Z)중, R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 혹은 복소환기를 나타낸다.]
  16. 제1항에 있어서, 하기식(AAAA')로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 AAA')
    [식(AAA')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]
  17. 제1항에 있어서, 하기식(BBB')로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 BBB')
    [식(BBB')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
  18. 제1항에 있어서, 하기식(CCC')로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 CCC')
    [식(CCC')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]
  19. 제1항에 있어서, 하기식(DDD')로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 DDD')
    [식(DDD')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
  20. 제1항에 있어서, 하기식(EEE')로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 EEE')
    [식(EEE')중, R1∼R8및 R11∼R18은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
  21. 제1항에 있어서, 하기식(RRR')로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 RRR')
    [식(RRR')중, R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느하나를 나타낸다.]
  22. 제1항에 있어서, 하기식(SSS')로 표시되는 기본골격을 갖는 유기EL소자용 화합물.
    (식 SSS')
    [식(SSS')중, R1∼R7및 R11∼R17은 수소, 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환기, 아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기 중 어느 하나를 나타낸다.]
  23. 한쌍의 전극사이에 적어도 발광기능에 관여하는 1종 또는 2종이상의 유기층을 가지며,
    상기 유기층 중 적어도 1층에는 제1항의 유기EL소자용 화합물을 1종 또는 2종이상 함유하는 유기EL소자.
  24. 제23항에 있어서, 상기 유기EL소자용 화합물에 더하여, 다시 안트라센계 화합물의 1종 또는 2종이상을 함유하는 유기EL소자.
  25. 제24항에 있어서, 상기 안트라센유도체를 발광층의 호스트재료로서 함유하는 유기EL소자.
  26. 제23항에 있어서, 상기 유기EL소자용 화합물을 도펀트로서 함유하는 유기EL소자.
  27. 제23항에 있어서, 상기 유기EL용 화합물을 발광층에 함유하는 유기EL소자.
  28. 제23항에 있어서, 상기 유기EL용 화합물을 전자수송층에 함유하는 유기EL소자.
  29. 제23항에 있어서, 상기 유기EL소자용 화합물을 홀주입수송층에 함유하는 유기EL소자.
  30. 제23항에 있어서, 2종이상의 발광재료에 의한 2종이상의 발광극대파장을 갖는 유기EL소자.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101037664B1 (ko) * 2006-03-31 2011-05-30 캐논 가부시끼가이샤 신규 화합물 및 그것을 이용한 유기 발광 소자
KR101250725B1 (ko) * 2008-11-19 2013-04-03 캐논 가부시끼가이샤 발광 소자, 화상 표시 장치, 및 신규 유기 화합물

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040126617A1 (en) * 2002-12-31 2004-07-01 Eastman Kodak Company Efficient electroluminescent device
JP2005123164A (ja) * 2003-09-24 2005-05-12 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子
KR100721571B1 (ko) * 2005-03-07 2007-05-23 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조방법
US9214636B2 (en) 2006-02-28 2015-12-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device
JP4819655B2 (ja) * 2006-04-27 2011-11-24 キヤノン株式会社 ４−アリールフルオレン化合物及びそれを用いた有機発光素子
KR101384785B1 (ko) * 2006-06-01 2014-04-14 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광소자, 발광장치 및 전자기기
JP5084208B2 (ja) * 2006-09-15 2012-11-28 出光興産株式会社 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素子用材料
US8277955B2 (en) * 2006-10-17 2012-10-02 Seiko Epson Corporation Compound for organic EL device and organic EL device
CN101595080B (zh) * 2006-11-15 2013-12-18 出光兴产株式会社 荧蒽化合物和使用该荧蒽化合物的有机电致发光元件以及含有机电致发光材料的溶液
US9397308B2 (en) * 2006-12-04 2016-07-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element, light emitting device, and electronic device
JP5064787B2 (ja) * 2006-12-26 2012-10-31 キヤノン株式会社 ベンゾフルオランテン化合物及びこれを使用した有機発光素子
US8779655B2 (en) * 2007-07-07 2014-07-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device and material for organic electroluminescence device
US8420229B2 (en) 2007-10-26 2013-04-16 Global OLED Technologies LLC OLED device with certain fluoranthene light-emitting dopants
US8076009B2 (en) 2007-10-26 2011-12-13 Global Oled Technology, Llc. OLED device with fluoranthene electron transport materials
US8129039B2 (en) 2007-10-26 2012-03-06 Global Oled Technology, Llc Phosphorescent OLED device with certain fluoranthene host
US8431242B2 (en) 2007-10-26 2013-04-30 Global Oled Technology, Llc. OLED device with certain fluoranthene host
US7931975B2 (en) 2008-11-07 2011-04-26 Global Oled Technology Llc Electroluminescent device containing a flouranthene compound
US8088500B2 (en) 2008-11-12 2012-01-03 Global Oled Technology Llc OLED device with fluoranthene electron injection materials
JP2010121035A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Canon Inc 新規有機化合物、発光素子及び画像表示装置
US7968215B2 (en) 2008-12-09 2011-06-28 Global Oled Technology Llc OLED device with cyclobutene electron injection materials
CN102482573A (zh) 2009-06-24 2012-05-30 克禄美科技股份有限公司 蓝色/紫色二苯基蒽化学发光荧光剂
JP5575547B2 (ja) 2010-05-28 2014-08-20 双葉電子工業株式会社 有機ｅｌ素子
CN106025099B (zh) 2011-04-12 2018-09-07 精工爱普生株式会社 发光元件、发光装置、认证装置以及电子设备
KR20130018547A (ko) 2011-08-09 2013-02-25 세이코 엡슨 가부시키가이샤 티아디아졸계 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 인증 장치, 전자 기기
JP5970811B2 (ja) * 2011-12-28 2016-08-17 セイコーエプソン株式会社 発光素子、発光装置および電子機器
US9324952B2 (en) 2012-02-28 2016-04-26 Seiko Epson Corporation Thiadiazole, compound for light-emitting elements, light-emitting element, light-emitting apparatus, authentication apparatus, and electronic device
CN107011365A (zh) 2012-10-18 2017-08-04 精工爱普生株式会社 噻二唑系化合物、发光元件用化合物、发光元件、发光装置、认证装置以及电子设备
KR102167041B1 (ko) * 2013-08-14 2020-10-19 삼성디스플레이 주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
CN111205234A (zh) * 2015-09-30 2020-05-29 北京鼎材科技有限公司 一种喹喔啉基团的稠环芳烃衍生物及其应用
WO2017071791A1 (en) 2015-10-27 2017-05-04 Merck Patent Gmbh Materials for organic electroluminescent devices

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
JP2651233B2 (ja) 1989-01-20 1997-09-10 出光興産株式会社 薄膜有機ｅｌ素子
JPH03792A (ja) 1989-02-17 1991-01-07 Pioneer Electron Corp 電界発光素子
US5061569A (en) 1990-07-26 1991-10-29 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with organic electroluminescent medium
JP3565870B2 (ja) 1992-02-25 2004-09-15 株式会社リコー 電界発光素子
JPH05299174A (ja) 1992-04-20 1993-11-12 Ricoh Co Ltd 有機薄膜型電界発光素子
JP3220950B2 (ja) 1993-11-01 2001-10-22 保土谷化学工業株式会社 ベンジジン化合物
EP0650955B1 (en) 1993-11-01 1998-08-19 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Amine compound and electro-luminescence device comprising same
JP3574860B2 (ja) 1993-11-01 2004-10-06 保土谷化学工業株式会社 テトラフェニルベンジジン化合物
JP3274939B2 (ja) 1994-09-30 2002-04-15 松下電器産業株式会社 電界発光素子
JP3794819B2 (ja) * 1997-04-18 2006-07-12 三井化学株式会社 フルオランテン誘導体および有機電界発光素子
JPH11112205A (ja) * 1997-09-29 1999-04-23 Kyocera Corp 誘電体フィルタおよびフィルタ装置
JP3794846B2 (ja) * 1998-12-17 2006-07-12 三井化学株式会社 炭化水素化合物および有機電界発光素子
JP3794847B2 (ja) 1998-12-21 2006-07-12 三井化学株式会社 炭化水素化合物および有機電界発光素子
JP3792096B2 (ja) * 2000-03-03 2006-06-28 三井化学株式会社 炭化水素化合物および有機電界発光素子
JP4274668B2 (ja) * 2000-03-10 2009-06-10 三井化学株式会社 炭化水素化合物および有機電界発光素子
JP4024009B2 (ja) * 2000-04-21 2007-12-19 Ｔｄｋ株式会社 有機ｅｌ素子
JP4330055B2 (ja) * 2000-05-12 2009-09-09 三井化学株式会社 炭化水素化合物および有機電界発光素子

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101037664B1 (ko) * 2006-03-31 2011-05-30 캐논 가부시끼가이샤 신규 화합물 및 그것을 이용한 유기 발광 소자
US8072136B2 (en) 2006-03-31 2011-12-06 Canon Kabushiki Kaisha Compound and organic light emitting device using the compound
US8384286B2 (en) 2006-03-31 2013-02-26 Canon Kabushiki Kaisha Compound and organic light emitting device using the compound
KR101250725B1 (ko) * 2008-11-19 2013-04-03 캐논 가부시끼가이샤 발광 소자, 화상 표시 장치, 및 신규 유기 화합물

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