KR20070053753A - 방향족 아민 유도체 및 이를 이용한 유기 전기발광 소자 - Google Patents

방향족 아민 유도체 및 이를 이용한 유기 전기발광 소자 Download PDF

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KR20070053753A
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 비치환 피렌 구조에 치환기를 갖는 다이페닐아민기가 결합된 특정 구조의 방향족 아민 유도체, 및 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어진 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서, 당해 유기 박막층의 적어도 1층이 상기 방향족 아민 유도체를 단독으로 또는 혼합물의 성분으로서 함유하는 유기 전기발광 소자이며, 수명이 길고 발광 효율이 높은 청색 발광이 얻어지는 유기 전기발광 소자 및 이를 실현하는 방향족 아민 유도체를 제공한다.

Description

방향족 아민 유도체 및 이를 이용한 유기 전기발광 소자{AROMATIC AMINE DERIVATIVE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE USING SAME}
본 발명은 벽걸이형 텔레비전의 평면 발광체나 디스플레이의 백라이트 등의 광원으로서 사용되며 수명이 길고 발광 효율이 높은 유기 전기발광 소자, 및 이를 실현하는 신규한 방향족 아민 유도체에 관한 것이다.
유기 물질을 사용한 유기 전기발광(EL) 소자는 고체 발광형의 저렴한 대면적 풀 컬러 표시 소자로서의 용도가 유망시되어 많은 개발이 행해지고 있다. 일반적으로 EL 소자는, 발광층 및 당해 층을 협지한 한 쌍의 대향 전극으로 구성되어 있다. 발광은 양 전극 사이에 전계가 인가되면 음극 측으로부터 전자가 주입되고, 양극 측으로부터 정공이 주입되며, 또한 이 전자가 발광층에서 정공과 재결합하여, 여기 상태를 생성하고, 여기 상태가 기저 상태로 되돌아갈 때에 에너지를 광으로서 방출하는 현상이다.
종래의 유기 EL 소자는 무기 발광 다이오드에 비해 구동 전압이 높고, 발광 휘도나 발광 효율도 낮았다. 또한, 특성 열화도 현저하여 실용화에는 이르고 있지 않았다. 최근의 유기 EL 소자는 서서히 개량되고 있지만, 한층 더 높은 발광 효율 및 장수명이 요구되고 있다.
예컨대, 단일 모노안트라센 화합물을 유기 발광 재료로서 이용하는 기술이 개시되어 있다(일본 특허공개 제1999-3782호 공보). 그러나, 이 기술에 있어서는, 예컨대 전류 밀도 165mA/cm2에 있어서, 1650cd/m2의 휘도 밖에 얻어지지 않고, 효율은 1cd/A로 매우 낮아 실용적이지 않다. 또한, 단일 비스안트라센 화합물을 유기 발광 재료로서 이용하는 기술이 개시되어 있다(일본 특허공개 제1996-12600호 공보). 그러나, 이 기술에 있어서도, 효율은 1 내지 3cd/A 정도로 낮아 실용화를 위한 개량이 요청되고 있었다. 또한, 모노 또는 비스안트라센 화합물과 다이스타이릴 화합물을 유기 발광 매체층으로서 이용한 기술이 개시되어 있다(국제공개 WO 00/06402호 공보). 그러나, 이 소자는 수명이 충분히 길지 않고, 한층 더 개량이 요청되고 있었다.
또한, 일본 특허공개 제1992-175395호 공보에 기재된 다이아미노피렌 유도체를 도핑 재료로 하여 유기 EL 소자를 제작하면, 발광 효율이 높은 유기 EL 소자가 얻어지지만, 수명이 충분히 길지 않고, 한층 더 개량이 요청되고 있었다. 또한, 일본 특허공개 제1998-251633호 공보에 1,6-치환 다이아미노피렌 화합물이 예시되어 있지만, 이 화합물을 발광 재료로서 이용한 경우, 분자량이 크고 증착시에 분해되기 쉬워진다.
발명의 개시
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 수명이 길고 발광 효율이 높은 유기 EL 소자 및 이를 실현하는 방향족 아민 유도체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 바람직한 성질을 갖는 방향족 아민 유도체 및 이를 사용한 유기 EL 소자를 개발하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 하기 화학식 a로 표시되는, 비치환 피렌 구조에 치환기를 갖는 다이페닐아미노기가 결합된 방향족 아민 유도체를 이용함으로써 그 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견했다. 본 발명은, 이러한 지견에 따라 완성된 것이다.
즉, 본 발명은 하기 화학식 a로 표시되는 방향족 아민 유도체를 제공하는 것이다:
Figure 112007020514171-PCT00001
상기 식에서,
A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 25의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 25의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴아미노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기를 나타내고,
A4는 탄소수 2 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 25의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴아미노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기를 나타내고,
단, A1, A2, A3 및 A4가 나타내는 각 기에서의 치환기가 바이닐기를 포함하는 기인 경우는 없고,
p, q, r 및 s는 각각 0 내지 5의 정수이며, p+q+r+s≥1이고,
p가 2 이상인 경우, 복수의 A1은 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, q가 2 이상인 경우, 복수의 A2는 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, r이 2 이상인 경우, 복수의 A3은 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, s가 2 이상인 경우, 복수의 A4는 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명은 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어진 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이 상기 방향족 아민 유도체를 단독으로 또는 혼합물의 성분으로서 함유하는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 방향족 아민 유도체인 화합물 (1)의 NMR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 방향족 아민 유도체인 화합물 (2)의 NMR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 방향족 아민 유도체인 화합물 (5)의 NMR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 방향족 아민 유도체인 화합물 (6)의 NMR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 방향족 아민 유도체인 화합물 (13)의 NMR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 방향족 아민 유도체인 화합물 (15)의 NMR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 방향족 아민 유도체인 화합물 (20)의 NMR 스펙트럼을 나타 내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 방향족 아민 유도체인 화합물 (26)의 NMR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 방향족 아민 유도체는 상기 화학식 a로 표시되는 방향족 아민 유도체로 이루어진 것이다.
화학식 a에 있어서, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20(바람직하게는, 탄소수 1 내지 6)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25(바람직하게는, 탄소수 5 내지 10)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 25(바람직하게는, 탄소수 6 내지 10)의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 25(바람직하게는, 탄소수 3 내지 10)의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20(바람직하게는, 탄소수 1 내지 6)의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25(바람직하게는, 탄소수 5 내지 10)의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25(바람직하게는, 탄소수 5 내지 10)의 아릴아미노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20(바람직하게는, 탄소수 1 내지 6)의 알킬아미노기를 나타낸다.
상기 A1 내지 A3의 알킬기로서는, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 2-페닐아이소프로필기, 트라이클로로메틸기, 트라이플루오로메틸기, 벤질기, α-페녹시벤질기, α,α-다이메틸벤질기, α,α-메틸페닐벤질기, α,α-다이트라이플루오로메틸벤질기, 트라이페닐메틸기, α-벤질옥시벤질기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기가 바람직하다.
상기 A1 내지 A3의 아릴기로서는, 예컨대 페닐기, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐, 4-에틸페닐기, 바이페닐기, 4-메틸바이페닐기, 4-에틸바이페닐기, 4-사이클로헥실바이페닐기, 터페닐기, 3,5-다이클로로페닐기, 나프틸기, 5-메틸나프틸기, 안트릴기, 피렌일기 등을 들 수 있다.
상기 A1 내지 A3의 아르알킬기로서는, 예컨대 벤질기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐아이소프로필기, 2-페닐아이소프로필기, 페닐-t-뷰틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸아이소프로필기, 2-α-나프틸아이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸아이소프로필기, 2-β-나프틸아이소프로필기, 1-피롤릴메틸기, 2-(1-피롤릴)에틸기, p-메틸벤질기, m-메틸벤질기, o-메틸벤질기, p-클로로벤질기, m-클로로벤질기, o-클로로벤질기, p-브로모벤질기, m-브로모벤질기, o-브로모벤질기, p-아이오도벤질기, m-아이오도벤질기, o-아이오도벤질기, p-하이드록시벤질기, m-하이드록시벤질기, o-하이드록시벤질기, p-아미노벤질기, m-아미노벤질기, o-아미노벤질기, p-나이트로벤질기, m-나이트로벤질기, o-나이트로벤질기, p-사이아노벤질기, m-사이아노벤질기, o-사이아노벤질기, 1-하이드록시-2-페닐아이소프로필기, 1-클로로-2-페닐아이소프로필기 등을 들 수 있다.
상기 A1 내지 A3의 사이클로알킬기로서는, 예컨대 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 노보넨기, 아다만틸기 등을 들 수 있다.
상기 A1 내지 A3의 알콕실기로서는, 예컨대 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 아이소프로폭시기, 뷰톡시기, 아이소뷰톡시기, sec-뷰톡시기, tert-뷰톡시기, 각종 헵틸옥시기, 각종 헥실옥시기 등을 들 수 있다.
상기 A1 내지 A3의 아릴옥시기로서는, 예컨대 페녹시기, 톨릴옥시기, 나프틸옥시기 등을 들 수 있다.
상기 A1 내지 A3의 아릴아미노기로서는, 예컨대 다이페닐아미노기, 다이톨릴아미노기, 아이소프로필다이페닐아미노기, t-뷰틸다이페닐아미노기, 다이아이소프로필다이페닐아미노기, 다이-t-뷰틸다이페닐아미노기, 다이나프틸아미노기, 나프틸페닐아미노기 등을 들 수 있다.
상기 A1 내지 A3의 알킬아미노기로서는, 예컨대 다이메틸아미노기, 다이에틸아미노기, 다이헥실아미노기 등을 들 수 있다.
화학식 a에 있어서, A4는 탄소수 2 내지 20(바람직하게는, 탄소수 2 내지 6)의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25(바람직하게는, 탄소수 5 내지 10)의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 25(바람직하게는, 탄소수 3 내지 10)의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20(바람직하게는, 탄소수 1 내지 6)의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25(바람직하게는, 탄소수 5 내지 10)의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25(바람직하게는, 탄소수 5 내지 10)의 아릴아미노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20(바람직하게는, 탄소수 1 내지 6)의 알킬아미노기를 나타낸다.
상기 A4의 알킬기로서는, 예컨대 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 2-페닐아이소프로필기, 트라이클로로메틸기, 트라이플루오로메틸기, 벤질기, α-페녹시벤질기, α,α-다이메틸벤질기, α,α-메틸페닐벤질기, α,α-다이트라이플루오로메틸벤질기, 트라이페닐메틸기, α-벤질옥시벤질기 등을 들 수 있고, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기가 바람직하다.
또한, 상기 A4의 아릴기, 사이클로알킬기, 알콕실기, 아릴옥시기, 아릴아미노기 및 알킬아미노기의 구체예로서는, 상기 A1 내지 A3에서 든 것과 각각 같은 것을 들 수 있다.
단, 상기 A1, A2, A3 및 A4가 나타내는 각 기에서의 치환기가 바이닐기를 포함하는 기인 경우는 없다.
본 발명의 화학식 a에 있어서는, 상기 A1, A2, A3 및 A4 중 적어도 하나가 분지 알킬기(예컨대, 아이소프로필기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기)이면 바람직하고, 아이소프로필기 또는 tert-뷰틸기이면 더욱 바람직하다.
또한, 상기 A1, A2, A3 및 A4 중 적어도 하나가 메틸기이더라도 바람직하다.
p, q, r 및 s는 각각 0 내지 5의 정수이며, p+q+r+s≥1이다. p가 2 이상인 경우, 복수의 A1은 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, q가 2 이상인 경우, 복수의 A2는 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, r이 2 이상인 경우, 복수의 A3은 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, s가 2 이상인 경우, 복수의 A4는 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있다.
이 포화 또는 불포화 환의 예로서는, 상기 아릴기 및 사이클로알킬기에서 든 것과 각각 같은 것을 들 수 있다.
본 발명의 화학식 a에 있어서는, p, q, r 및 s 중 적어도 하나는 2 이상이면 바람직하다.
본 발명의 화학식 a로 표시되는 방향족 아민 유도체의 구체예를 이하에 나타내지만, 이들 예시 화합물에 한정되는 것은 아니다. 한편, Me는 메틸기를 나타낸다.
Figure 112007020514171-PCT00002
Figure 112007020514171-PCT00003
Figure 112007020514171-PCT00004
Figure 112007020514171-PCT00005
본 발명의 방향족 아민 유도체는, 이들 중에서도 화합물 (1), (2), (5), (6), (7), (8), (9), (13), (15), (20), (26), (29), (30) 및 (33)이 바람직하다.
본 발명의 화학식 a로 표시되는 방향족 아민 유도체는, 피렌 구조에 치환기를 갖는 다이페닐아미노기가 연결되고, 특히 치환기가 알킬기, 추가적으로는 2치환 이상의 알킬기 또는 분지 알킬기인 것으로 인해, 화합물끼리의 회합이 방지되기 때문에, 수명이 길어진다. 또한, 고체 상태에서 강한 형광성을 가져, 전기장 발광성도 우수하고, 형광 양자 효율이 0.3 이상이다. 또한, 금속 전극 또는 유기 박막층으로부터 우수한 정공 주입성 및 정공 수송성과, 금속 전극 또는 유기 박막층으로부터 우수한 전자 주입성 및 전자 수송성을 더불어 가지고 있기 때문에, 유기 EL 소자용 발광 재료, 특히 도핑 재료로서 유효하게 사용되며, 또한 다른 정공 수송성 재료·전자 수송성 재료 또는 도핑 재료를 사용하여도 상관없다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 양극과 음극 사이에 일층 또는 다층의 유기 박막층을 형성한 소자이다. 일층형의 경우, 양극과 음극 사이에 발광층을 설치하고 있다. 발광층은 발광 재료를 함유하고, 이에 더하여 양극으로부터 주입한 정공, 또는 음극으로부터 주입한 전자를 발광 재료까지 수송시키기 위해 정공 주입 재료 또는 전자 주입 재료를 함유하여도 좋다. 화학식 a의 방향족 아민 유도체는 높은 발광 특성을 갖고, 우수한 정공 주입성, 정공 수송 특성 및 전자 주입성, 전자 수송 특성을 갖고 있기 때문에, 발광 재료 또는 도핑 재료로서 발광층에 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는, 발광층이 본 발명의 방향족 아민 유도체를 0.1 내지 20중량% 함유하면 바람직하고, 1 내지 10중량% 함유하면 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명의 화학식 a의 방향족 아민 유도체는 매우 높은 형광 양자 효율, 높은 정공 수송 능력 및 전자 수송 능력을 더불어 갖고, 균일한 박막을 형성할 수 있기 때문에, 이 방향족 아민 유도체만으로 발광층을 형성하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자는 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 2층 이상으로 이루어진 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 EL 소자에 있어서, 양극과 발광층 사이에 화학식 a로 표시되는 방향족 아민 유도체를 주성분으로 하는 유기층을 가지면 바람직하다. 이 유기층으로서는, 정공 주입층, 정공 수송층 등을 들 수 있다.
다층형의 유기 EL 소자로서는, (양극/정공 주입층/발광층/음극), (양극/발광층/전자 주입층/음극), (양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극) 등의 다층 구성으로 적층된 것을 들 수 있다.
발광층에는, 필요에 따라, 본 발명의 방향족 아민 유도체에 덧붙여 공지된 발광 재료, 도핑 재료, 정공 주입 재료·전자 주입 재료를 추가로 사용할 수도 있다. 유기 EL 소자는 다층 구조로 함으로써 켄칭에 의한 휘도나 수명의 저하를 막을 수 있다. 필요하다면, 발광 재료, 도핑 재료, 정공 주입 재료나 전자 주입 재료를 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 도핑 재료에 의해, 발광 휘도나 발광 효율의 향상, 및 적색이나 청색의 발광을 얻는 것도 가능하다. 또한, 정공 주입층, 발광층, 전자 주입층은, 각각 2층 이상의 층 구성에 의해 형성될 수도 있다. 이 때는, 정공 주입층의 경우, 전극으로부터 정공을 주입하는 층을 정공 주입층, 정공 주입층으로부터 정공을 받아 발광층까지 정공을 수송하는 층을 정공 수송층이라 부른다. 마찬가지로, 전자 주입층의 경우, 전극으로부터 전자를 주입하는 층을 전자 주입층, 전자 주입층으로부터 전자를 받아 발광층까지 전자를 수송하는 층을 전자 수송층이라 부른다. 이들 각 층은 재료의 에너지 준위, 내열성, 유기층 또는 금속 전극과의 밀착성 등의 각 요인에 따라 선택되어 사용된다.
본 발명의 방향족 아민 유도체와 함께 발광층에 사용할 수 있는 발광 재료 또는 도핑 재료로서는, 예컨대 안트라센, 나프탈렌, 페난트렌, 피렌, 테트라센, 코로넨, 크라이센, 플루오레세인, 페릴렌, 프탈로페릴렌, 나프탈로페릴렌, 페리논, 프탈로페리논, 나프탈로페리논, 다이페닐뷰타다이엔, 테트라페닐뷰타다이엔, 쿠마린, 옥사다이아졸, 알다진, 비스벤족사졸린, 비스스타이릴, 피라진, 사이클로펜타다이엔, 퀴놀린 금속 착체, 아미노퀴놀린 금속 착체, 벤조퀴놀린 금속 착체, 이민, 다이페닐에틸렌, 바이닐안트라센, 다이아미노카바졸, 피란, 티오피란, 폴리메틴, 멜로사이아닌, 이미다졸 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 퀴나크리돈, 루브렌 및 형광 색소 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로서는, 정공을 수송하는 능력을 갖고, 양극으로부터의 정공 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대한 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자 주입층 또는 전자 주입 재료로의 이동을 방지하고, 또한 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는, 프탈로사이아닌 유도체, 나프탈로사이아닌 유도체, 포르피린 유도체, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트라이아졸, 이미다졸, 이미다졸론, 이미다졸티온, 피라졸린, 피라졸론, 테트라하이드로이미다졸, 하이드라존, 아실하이드라존, 폴리아릴알케인, 스틸벤, 뷰타다이엔, 벤지딘형 트라이페닐아민, 스타이릴아민형 트라이페닐아민, 다이아민형 트라이페닐아민 등과, 그들의 유도체, 및 폴리바이닐카바졸, 폴리실레인, 도전성 고분자 등의 고분자 재료를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서 사용할 수 있는 정공 주입 재료 중에서 더욱 효과적인 정공 주입 재료는 방향족 3급 아민 유도체 및 프탈로사이아닌 유도체이다.
방향족 3급 아민 유도체로서는, 예컨대 트라이페닐아민, 트라이톨릴아민, 톨릴다이페닐아민, N,N'-다이페닐-N,N'-(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4,-다이아민, N,N,N',N'-(4-메틸페닐)-1,1'-페닐-4,4'-다이아민, N,N,N',N'-(4-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-다이아민, N,N'-다이페닐-N,N'-다이나프틸-1,1'-바이페닐-4,4'-다이아민, N,N'-(메틸페닐)-N,N'-(4-n-뷰틸페닐)-페난트렌-9,10-다이아민, N,N-비스(4-다이-4-톨릴아미노페닐)-4-페닐-사이클로헥세인 등, 또는 이들의 방향족 3급 아민 골격을 갖는 올리고머 또는 폴리머이지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
프탈로사이아닌(Pc) 유도체로서는, 예컨대, H2Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAlPc, ClGaPc, ClInPc, ClSnPc, Cl2SiPc, (HO)AlPc, (HO)GaPc, VOPc, TiOPc, MoOPc, GaPc-O-GaPc 등의 프탈로사이아닌 유도체 및 나프탈로사이아닌 유도체가 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자는 발광층과 양극 사이에 이들 방향족 3급 아민 유도체 및/또는 프탈로사이아닌 유도체를 함유하는 층, 예컨대 상기 정공 수송층또는 정공 주입층을 형성하여 이루어지면 바람직하다.
전자 주입 재료로서는, 전자를 수송하는 능력을 가져 음극으로부터의 전자 주입 효과, 및 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층으로의 이동을 방지하고, 또한 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는, 플루오레논, 안트라퀴노다이메테인, 다이페노퀴논, 티오피란다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트라이아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 플루오렌일리덴메테인, 안트라퀴노다이메테인, 안트론 등과 이들의 유도체를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 정공 주입 재료에 전자 수용 물질을, 전자 주입 재료에 전자 공여성 물질을 첨가함으로써 증가감시킬 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 더욱 효과적인 전자 주입 재료는 금속 착체 화합물 및 질소함유 5원환 유도체이다.
금속 착체 화합물로서는, 예컨대 8-하이드록시퀴놀리나토리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 질소함유 5원환 유도체로서는, 예컨대 옥사졸, 티아졸, 옥사다이아졸, 티아졸, 트라이아졸 유도체가 바람직하다. 구체적으로는, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-옥사졸, 다이메틸POPOP, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-티아졸, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-옥사다이아졸, 2-(4'-tert-뷰틸페닐)-5-(4"-바이페닐)-1,3,4-옥사다이아졸, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-옥사다이아졸, 1,4-비스[2-(5-페닐옥사다이아졸릴)]벤젠, 1,4-비스[2-(5-페닐옥사다이아졸릴)-4-tert-뷰틸벤젠], 2-(4'-tert-뷰틸페닐)-5-(4"-바이페닐)-1,3,4-티아다이아졸, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-티아다이아졸, 1,4-비스[2-(5-페닐티아졸릴)]벤젠, 2-(4'-tert-뷰틸페닐)-5-(4"-바이페닐)-1,3,4-트라이아졸, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-트라이아졸, 1,4-비스[2-(5-페닐트라이아졸릴)]벤젠 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는, 발광층 중에 화학식 a의 방향족 아민 유도체 외에, 발광 재료, 도핑 재료, 정공 주입 재료 및 전자 주입 재료 중 1종 이상이 동일층에 함유될 수도 있다. 또한, 본 발명에 의해 수득된 유기 EL 소자의 온도, 습도, 분위기 등에 대한 안정성의 향상을 위해, 소자의 표면에 보호층을 설치하거나, 실리콘 오일, 수지 등에 의해 소자 전체를 보호하는 것도 가능하다.
유기 EL 소자의 양극에 사용되는 도전성 재료로서는, 4eV보다 큰 일함수를 갖는 것이 적합하고, 탄소, 알루미늄, 바나듐, 철, 코발트, 니켈, 텅스텐, 은, 금, 백금, 팔라듐 등 및 그들의 합금, ITO 기판, NESA 기판에 사용되는 산화주석, 산화인듐 등의 산화 금속, 추가적으로는 폴리티오펜이나 폴리피롤 등의 유기 도전성 수지가 사용된다. 음극에 사용되는 도전성 물질로서는, 4eV보다 작은 일함수를 갖는 것이 적합하고, 마그네슘, 칼슘, 주석, 납, 타이타늄, 이트륨, 리튬, 루테늄, 망간, 알루미늄, 불화리튬 등 및 그들의 합금이 사용되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 합금으로서는, 마그네슘/은, 마그네슘/인듐, 리튬/알루미늄 등을 대표예로서 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 합금의 비율은 증착원의 온도, 분위기, 진공도 등에 의해 제어되고, 적절한 비율로 선택된다. 양극 및 음극은 필요하다면 2층 이상의 층 구성에 의해 형성될 수 있다.
유기 EL 소자에서는, 효율적으로 발광시키기 위해, 적어도 한쪽 면은 소자의 발광 파장 영역에 있어서 충분히 투명하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 기판도 투명한 것이 바람직하다. 투명 전극은 상기 도전성 재료를 사용하고, 증착이나 스퍼터링 등의 방법으로 소정의 투광성을 확보하도록 설정한다. 발광면의 전극은 광투과율을 10% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 기판은 기계적, 열적 강도를 갖고, 투명성을 갖는 것이면 한정되는 것은 아니지만, 유리 기판 및 투명성 수지 필름이 있다. 투명성 수지 필름으로서는, 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체, 에틸렌-바이닐알코올 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리염화바이닐, 폴리바이닐 알코올, 폴리바이닐 뷰티랄, 나일론, 폴리에터 에터 케톤, 폴리설폰, 폴리에터 설폰, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 바이닐에터 공중합체, 폴리염화바이닐, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리클로로트라이플루오로에틸렌, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리에터 이미드, 폴리이미드, 폴리프로필렌 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 각 층의 형성은, 진공 증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온 플레이팅 등의 건식 성막법이나, 스핀 코팅, 딥 코팅, 플로우 코팅 등의 습식 성막법 중 임의의 방법을 적용할 수 있다. 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 적절한 막 두께로 설정해야 한다. 막 두께가 지나치게 두꺼우면 일정한 광 출력을 얻기 위해 큰 인가 전압이 필요해져 효율이 나빠진다. 막 두께가 지나치게 얇으면 핀홀 등이 발생하여 전계를 인가하더라도 충분한 발광 휘도가 얻어지지 않는다. 보통의 막 두께는 5㎚ 내지 10㎛의 범위가 적합하지만, 10㎚ 내지 0.2㎛의 범위가 더욱 바람직하다.
습식 성막법의 경우, 각 층을 형성하는 재료를 에탄올, 클로로폼, 테트라하이드로퓨란, 다이옥세인 등의 적절한 용매에 용해 또는 분산시켜 박막을 형성하지만, 그 용매는 임의의 것일 수 있다. 또한, 임의 유기 박막층에 있어서도, 성막성 향상, 막의 핀홀 방지 등을 위해 적절한 수지나 첨가제를 사용할 수 있다. 사용가능한 수지로서는, 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메틸 아크릴레이트, 셀룰로스 등의 절연성 수지 및 그들의 공중합체, 폴리-N-바이닐카바졸, 폴리실레인 등의 광전도성 수지, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 도전성 수지를 들 수 있다. 또한, 첨가제로서는 산화방지제, 자외선흡수제, 가소제 등을 들 수 있다.
이상과 같이, 유기 EL 소자의 유기 박막층에 본 발명의 방향족 아민 유도체를 이용함으로써, 수명이 길고 발광 효율이 높은 유기 EL 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는 벽걸이형 텔레비전의 플랫 패널 디스플레이 등의 평면 발광체, 복사기, 프린터, 액정 디스플레이의 백라이트 또는 계량기류 등의 광원, 표시판, 표지등 등에 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 재료는 유기 EL 소자 뿐만 아니라 전자사진 감광체, 광전 변환 소자, 태양 전지, 이미지 센서 등의 분야에서도 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 아무런 한정도 되지 않는다.
합성 실시예 1 (화합물 (1))의 합성
아르곤 기류하, 냉각관 부착 300㎖ 3구 플라스크 중에, 1,6-다이브로모피렌 3.6g(10밀리몰), 4-아이소프로필다이페닐아민 5.2g(25밀리몰), 아세트산팔라듐 0.03g(1.5mol%), tert-뷰틸포스핀 0.06g(3mol%), t-뷰톡시나트륨 2.4g(25밀리몰), 및 건조 톨루엔 100㎖를 가한 후, 100℃에서 밤새 가열 교반했다. 반응 종료 후, 석출된 결정을 여과하고, 톨루엔 50㎖ 및 메탄올 100㎖로 세정하여 담황색 분말 5.5g을 수득했다. 이것은 1H-NMR 스펙트럼(도 1) 및 FD-MS(Field Desorption Mass Spectrum)의 측정에 의해 화합물 (1)로 확인되었다(수율 89%).
한편, 1H-NMR 스펙트럼은 용매로서 CDCl3, (주)히타치세이사쿠쇼(HITACHI SEISAKUSHO) 제품 R-1900(90MHz) 퓨리에 변환 핵자기 공명 장치, 또는 브루커(BRUCKER)사 제품 DRX-500(500 MHz)으로써 측정했다.
합성 실시예 2 (화합물 (2)의 합성)
아르곤 기류하, 냉각관 부착 300㎖ 3구 플라스크 중에, 1,6-다이브로모피렌 3.6g(10밀리몰), 4-t-뷰틸다이페닐아민 5.6g(25밀리몰), 아세트산팔라듐 0.03g(1.5몰%), 트라이-t-뷰틸포스핀 0.06g(3몰%), t-뷰톡시나트륨 2.4g(25밀리몰), 및 건조 톨루엔 100㎖를 가한 후, 100℃에서 밤새 가열 교반했다. 반응 종료 후, 석출된 결정을 여과하고, 톨루엔 50㎖ 및 메탄올 100㎖로 세정하여 담황색 분말 5.1g을 수득했다. 이것은 1NMR 스펙트럼(도 2) 및 FD-MS의 측정에 의해, 화합물 (2)로 확인되었다(수율 79%). 한편, 1NMR 스펙트럼은 합성 실시예 1과 같은 조건으로써 측정했다.
합성 실시예 3 (화합물 (5)의 합성)
아르곤 기류하, 냉각관 부착 300㎖ 3구 플라스크 중에, 1,6-다이브로모피렌 3.6g(10밀리몰), 4-아이소프로필페닐-p-톨릴아민 4.9g(25밀리몰), 아세트산팔라듐 0.03g(1.5몰%), 트라이-t-뷰틸포스핀 0.06g(3몰%), t-뷰톡시나트륨 2.4g(25밀리몰), 및 건조 톨루엔 100㎖를 가한 후, 100℃에서 밤새 가열 교반했다. 반응 종료 후, 석출된 결정을 여과하고, 톨루엔 50㎖ 및 메탄올 100㎖로 세정하여 담황색 분말 5.7g을 수득했다. 이것은 1NMR 스펙트럼(도 3) 및 FD-MS의 측정에 의해, 화합 물 (5)로 확인되었다(수율 93%). 한편, 1NMR 스펙트럼은 합성 실시예 1과 같은 조건으로써 측정했다.
합성 실시예 4 (화합물 (6)의 합성)
아르곤 기류하, 냉각관 부착 300㎖ 3구 플라스크 중에, 1,6-다이브로모피렌 3.6g(10밀리몰), 비스(4-아이소프로필페닐)아민 6.3g(25밀리몰), 아세트산팔라듐 0.03g(1.5몰%), 트라이-t-뷰틸포스핀 0.06g(3몰%), t-뷰톡시나트륨 2.4g(25밀리몰), 및 건조 톨루엔 100㎖를 가한 후, 100℃에서 밤새 가열 교반했다. 반응 종료 후, 석출된 결정을 여과하고, 톨루엔 50㎖ 및 메탄올 100㎖로 세정하여 담황색 분말 7.1g을 수득했다. 이것은 1NMR 스펙트럼(도 4) 및 FD-MS의 측정에 의해, 화합물 (6)로 확인되었다(수율 97%). 한편, 1NMR 스펙트럼은 합성 실시예 1과 같은 조건으로써 측정했다.
합성 실시예 5 (화합물 (13)의 합성)
아르곤 기류하, 냉각관 부착 300㎖ 3구 플라스크 중에, 1,6-다이브로모피렌 3.6g(10밀리몰), 비스(3,4-다이페닐)아민 5.6g(25밀리몰), 아세트산팔라듐 0.03g(1.5몰%), 트라이-t-뷰틸포스핀 0.06g(3몰%), t-뷰톡시나트륨 2.4g(25밀리몰), 및 건조 톨루엔 100㎖를 가한 후, 100℃에서 밤새 가열 교반했다. 반응 종료 후, 석출된 결정을 여과하고, 톨루엔 50㎖, 메탄올 100㎖로써 세정하여 담황색 분말 5.9g을 수득했다. 이것은 1NMR 스펙트럼(도 5) 및 FD-MS의 측정에 의해, 화합물 (13)으로 확인되었다(수율 92%). 한편, 1NMR 스펙트럼은 합성 실시예 1과 같은 조건으로써 측정했다.
합성 실시예 6 (화합물 (15)의 합성)
아르곤 기류하, 냉각관 부착 300㎖ 3구 플라스크 중에, 1,6-다이브로모피렌 3.6g(10밀리몰), 4-아이소프로필페닐-3,5-다이메틸페닐아민 6.0g(25밀리몰), 아세트산팔라듐 0.03g(1.5몰%), 트라이-t-뷰틸포스핀 0.06g(3몰%), t-뷰톡시나트륨 2.4g(25밀리몰), 및 건조 톨루엔 100㎖를 가한 후, 100℃에서 밤새 가열 교반했다. 반응 종료 후, 석출된 결정을 여과하고, 톨루엔 50㎖, 메탄올 100㎖로써 세정하여 담황색 분말 5.9g을 수득했다. 이것은 1NMR 스펙트럼(도 6) 및 FD-MS의 측정에 의해, 화합물 (15)로 확인되었다(수율 98%). 한편, 1NMR 스펙트럼은 합성 실시예 1과 같은 조건으로써 측정했다.
합성 실시예 7 (화합물 (20)의 합성)
아르곤 기류하, 냉각관 부착 300㎖ 3구 플라스크 중에, 1,6-다이브로모피렌 3.6g(10밀리몰), 4-페닐바이페닐아민 6.1g(25밀리몰), 아세트산팔라듐 0.03g(1.5몰%), 트라이-t-뷰틸포스핀 0.06g(3몰%), t-뷰톡시나트륨 2.4g(25밀리몰), 및 건조 톨루엔 100㎖를 가한 후, 100℃에서 밤새 가열 교반했다. 반응 종료 후, 석출된 결정을 여과하고, 톨루엔 50㎖ 및 메탄올 100㎖로 세정하여 담황색 분말 6.3g을 수득했다. 이것은 1NMR 스펙트럼(도 7) 및 FD-MS의 측정에 의해, 화합물 (20)로 확인 되었다(수율 92%). 한편, 1NMR 스펙트럼은 합성 실시예 1과 같은 조건으로써 측정했다.
합성 실시예 8 (화합물 (26)의 합성)
아르곤 기류하, 냉각관 부착 300㎖ 3구 플라스크 중에, 1,6-다이브로모피렌 3.6g(10밀리몰), 다이(2-나프틸)아민 6.7g(25밀리몰), 아세트산팔라듐 0.03g(1.5몰%), 트라이-t-뷰틸포스핀 0.06g(3몰%), t-뷰톡시나트륨 2.4g(25밀리몰), 및 건조 톨루엔 100㎖를 가한 후, 100℃에서 밤새 가열 교반했다. 반응 종료 후, 석출된 결정을 여과하고, 톨루엔 50㎖ 및 메탄올 100㎖로 세정하여 담황색 분말 6.6g을 수득했다. 이것은 1NMR 스펙트럼(도 8) 및 FD-MS의 측정에 의해, 화합물 (26)으로 확인되었다(수율 90%). 한편, 1NMR 스펙트럼은 합성 실시예 1과 같은 조건으로써 측정했다.
실시예 1
25㎜×75㎜×1.1㎜ 크기의 유리 기판 상에 막 두께 120㎚의 인듐주석 산화물로 이루어진 투명 전극을 설치하였다. 이 유리 기판에 자외선 및 오존을 조사하여 세정한 후, 진공 증착 장치에 이 기판을 설치했다.
우선, 정공 주입층으로서, N',N"-비스[4-(다이페닐아미노)페닐]-N',N"-다이페닐바이페닐-4,4'-다이아민을 60㎚의 두께로 증착한 후, 그 위에 정공 수송층으로서 N,N,N',N'-테트라키스(4-바이페닐)-4,4'-벤지딘을 20㎚의 두께로 증착했다.
이어서, 발광층으로서, 발광 재료로 10,10'-비스[1,1'4',1"]터페닐-2-일- 9,9'-바이안트라센일을, 도핑 재료로 상기 화합물 (5)를, 중량비 40:2로 동시 증착하여, 두께 40㎚의 발광층을 형성했다.
다음으로, 전자 주입층으로서, 트리스(8-하이드로퀴녹시놀리나토)알루미늄을 10㎚의 두께로 증착했다. 다음으로, 불화리튬을 1㎚의 두께로 증착하고, 이어서 알루미늄을 150㎚의 두께로 증착했다. 이 알루미늄/불화리튬은 음극으로서 기능한다. 이렇게 하여 유기 EL 소자를 제작했다.
수득된 소자에 통전 시험을 행한 바, 전압 6.9V 및 전류 밀도 10mA/cm2 하에 발광 휘도 938cd/m2의 청색 발광(발광 극대 파장: 476㎚)이 얻어졌다. 초기 휘도 3,000cd/m2에서 직류의 연속 통전 시험을 행한 바, 반감 수명은 2,000시간이었다.
실시예 2
실시예 1에 있어서, 상기 화합물 (5) 대신에 상기 화합물 (6)을 이용한 것 외에는 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제작했다.
수득된 소자에 통전 시험을 행한 바, 전압 6.9V 및 전류 밀도 10mA/cm2 하에 발광 휘도 970cd/m2의 청색 발광(발광 극대 파장: 477㎚)이 얻어졌다. 초기 휘도 3,000cd/m2에서 직류의 연속 통전 시험을 행한 바, 반감 수명은 2,100시간이었다.
실시예 3
실시예 1에 있어서, 발광층으로서, 발광 재료로 10,10'-비스[1,1',4',1"]터 페닐-2-일-9,9'-바이안트라센일 대신에 10-(4-(나프탈렌-1-일)페닐)-9-(나프탈렌-3-일)안트라센을, 도핑 재료로 상기 화합물 (5) 대신에 상기 화합물 (15)를 이용한 것 외에는 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제작했다.
수득된 소자에 통전 시험을 행한 바, 전압 6.8V 및 전류 밀도 10mA/cm2 하에 발광 휘도 902cd/m2의 청색 발광(발광 극대 파장: 472㎚)이 얻어졌다. 초기 휘도 3,000cd/m2에서 직류의 연속 통전 시험을 행한 바, 반감 수명은 1,900시간이었다.
실시예 4
실시예 3에 있어서, 상기 화합물 (15) 대신에 상기 화합물 (13)을 이용한 것 외에는 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제작했다.
수득된 소자에 통전 시험을 행한 바, 전압 6.9V 및 전류 밀도 10mA/cm2 하에 발광 휘도 978cd/m2의 청색 발광(발광 극대 파장: 477㎚)이 얻어졌다. 초기 휘도 3,000cd/m2에서 직류의 연속 통전 시험을 행한 바, 반감 수명은 3,000시간이었다.
실시예 5
실시예 3에 있어서, 상기 화합물 (15) 대신에 상기 화합물 (30)을 이용한 것 외에는 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제작했다.
수득된 소자에 통전 시험을 행한 바, 전압 7.0V 및 전류 밀도 10mA/cm2 하에 발광 휘도 804cd/m2의 청색 발광(발광 극대 파장: 469㎚)이 얻어졌다. 초기 휘도 3,000cd/m2에서 직류의 연속 통전 시험을 행한 바, 반감 수명은 1,800시간이었다.
비교예 1
실시예 1에 있어서, 상기 화합물 (5) 대신에 1,6-비스(다이페닐아미노)피렌을 이용한 것 외에는 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제작했다.
수득된 소자에 통전 시험을 행한 바, 전압 6.4V 및 전류 밀도 10mA/cm2 하에 발광 휘도 615cd/m2의 청색 발광(발광 극대 파장: 464㎚)이 얻어졌다. 초기 휘도 3,000cd/m2에서 직류의 연속 통전 시험을 행한 바, 반감 수명은 260시간으로 짧았다.
비교예 2
실시예 1에 있어서, 상기 화합물 (5) 대신에 1,6-비스(p,p'-다이톨릴아미노)피렌을 이용하여 유기 EL 소자를 제작했다.
수득된 소자에 통전 시험을 행한 바, 전압 6.8V 및 전류 밀도 10mA/cm2 하에 발광 휘도 976cd/m2의 청색 발광(발광 극대 파장: 477㎚)이 얻어졌다. 초기 휘도 3,000cd/m2에서 직류의 연속 통전 시험을 행한 바, 반감 수명은 900시간으로 짧았다.
비교예 3
실시예 1에 있어서, 상기 화합물 (5) 대신에 1,4-비스[(2-{4-다이페닐아미 노}페닐)바이닐]벤젠을 이용하여 유기 EL 소자를 제작했다.
수득된 소자에 통전 시험을 행한 바, 전압 6.4V 및 전류 밀도 10mA/cm2 하에 발광 휘도 809cd/m2의 청색 발광(발광 극대 파장: 468㎚)이 얻어졌다. 초기 휘도 3,000cd/m2에서 직류의 연속 통전 시험을 행한 바, 반감 수명은 1,000시간으로 짧았다.
본 발명의 화학식 a로 표시되는 방향족 아민 유도체를 사용한 유기 EL 소자는, 낮은 인가 전압으로 실용상 충분한 발광 휘도가 얻어지고, 발광 효율이 높고, 장시간 사용하더라도 열화되기 어렵고 수명이 길다. 이 때문에 실용 성능이 높은 유기 EL 소자로서 매우 유용하다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 a로 표시되는 방향족 아민 유도체:
    화학식 a
    Figure 112007020514171-PCT00006
    상기 식에서,
    A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 25의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 25의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴아미노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기를 나타내고,
    A4는 탄소수 2 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 25의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 아릴아미노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄 소수 1 내지 20의 알킬아미노기를 나타내고,
    단, A1, A2, A3 및 A4가 나타내는 각 기에서의 치환기가 바이닐기를 포함하는 기인 경우는 없고,
    p, q, r 및 s는 각각 0 내지 5의 정수이며, p+q+r+s≥1이고,
    p가 2 이상인 경우, 복수의 A1은 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, q가 2 이상인 경우, 복수의 A2는 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, r이 2 이상인 경우, 복수의 A3은 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있고, s가 2 이상인 경우, 복수의 A4는 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 연결되어 포화 또는 불포화 환을 형성할 수도 있다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    p, q, r 및 s 중 적어도 하나는 2 이상인 방향족 아민 유도체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    A1, A2, A3 및 A4 중 적어도 하나는 분지 알킬기인 방향족 아민 유도체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    분지 알킬기가 아이소프로필기 또는 t-뷰틸기인 방향족 아민 유도체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    A1, A2, A3 및 A4 중 적어도 하나는 메틸기인 방향족 아민 유도체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방향족 아민 유도체가 하기 화합물 (1), (2), (5), (6), (7), (8), (9), (13), (15), (20), (26), (29), (30) 또는 (33)인 방향족 아민 유도체.
    Figure 112007020514171-PCT00007
    (상기 식에서, Me는 메틸기이다)
  7. 제 1 항에 있어서,
    유기 전기발광 소자용 도핑 재료인 방향족 아민 유도체.
  8. 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어진 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서,
    당해 유기 박막층의 적어도 1층이 제 1 항에 따른 방향족 아민 유도체를 단독으로 또는 혼합물의 성분으로서 함유하는 유기 전기발광 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 양극과 상기 발광층 사이에 상기 방향족 아민 유도체를 주성분으로 하는 유기층을 갖는 유기 전기발광 소자.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 발광층이 상기 방향족 아민 유도체를 0.1 내지 20중량% 함유하는 유기 전기발광 소자.
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