KR20080027332A - 피렌 유도체 및 그를 이용한 유기 전기발광 소자 - Google Patents

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미네유키 구보타
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

특정 구조의 피렌 유도체, 및 음극과 양극사이에 적어도 발광층을 포함하는 1층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이, 상기 피렌 유도체를 단독 또는 혼합물의 성분으로서 함유함으로써, 발광 효율이 높고, 장수명인 청색 발광이 얻어지는 유기 전기발광 소자 및 이를 실현하는 신규한 피렌 유도체를 제공한다.

Description

피렌 유도체 및 그를 이용한 유기 전기발광 소자{PYRENE DERIVATIVE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE MAKING USE OF THE SAME}
본 발명은, 유기 전기발광(이하 EL이라 약기할 수 있음) 소자에 관한 것으로, 특히, 피렌 유도체를 발광 재료로서 이용함으로써 장수명이고, 고발광 효율이며, 더욱이 제조비용이 저렴한 유기 EL 소자에 관한 것이다.
유기 전기발광 소자(이하 전기 발광을 EL이라 약기할 수 있음)는, 전계를 인가함으로써, 양극으로부터 주입된 정공과 음극으로부터 주입된 전자의 재결합 에너지에 의해 형광성 물질이 발광하는 원리를 이용한 자발광 소자이다. 이스트만 코닥사의 시.더블유.탕(C.W.Tang) 등에 의한 적층형 소자에 의한 저전압 구동 유기 EL 소자의 보고(C.W.Tang, S.A.Vanslyke, 어플라이드 피직스 레터즈(Applied Physics Letters), 51권, 913페이지, 1987년 등)가 되어진 이래, 유기 재료를 구성 재료로 하는 유기 EL 소자에 관한 연구가 활발히 행해져 있다. 탕 등은, 트리스(8-퀴놀린올라토)알루미늄을 발광층에, 트라이페닐다이아민 유도체를 정공 수송층에 이용하고 있다. 적층 구조의 이점으로서는, 발광층에의 정공의 주입 효율을 높이는 것, 음극으로부터 주입된 전자를 블록하여 재결합에 의해 생성되는 여기자의 생성 효율을 높이는 것, 발광층내에서 생성된 여기자를 가두는 것 등을 들 수 있다. 이 예와 같은 유기 EL 소자의 소자 구조로서는, 정공 수송(주입)층, 전자 수송 발광층의 2층형, 또는 정공 수송(주입)층, 발광층, 전자 수송(주입)층의 3층형 등이 잘 알려져 있다. 이러한 적층형 구조 소자에서는 주입된 정공과 전자의 재결합 효율을 높이기 위해, 소자 구조나 형성 방법의 연구가 이루어져 있다.
또한, 발광 재료로서는 트리스(8-퀴놀린올라토)알루미늄 착체 등의 킬레이트 착체, 쿠마린 유도체, 테트라페닐뷰타다이엔 유도체, 비스스타이릴아릴렌 유도체, 옥사다이아졸 유도체 등의 발광 재료가 알려져 있고, 그로부터는 청색으로부터 적색까지의 가시영역의 발광이 얻어지는 것이 보고되어 있고, 컬러 표시 소자의 실현이 기대되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 내지 3 등).
최근, 인광성 화합물을 발광 재료로서 이용하여, 3중항 상태의 에너지를 EL 발광에 이용하는 검토가 많이 되어져 있다. 프린스톤 대학의 그룹에 의해, 이리듐 착체를 발광 재료로서 이용한 유기 발광 소자가 높은 발광 효율을 나타내는 것이 보고되어 있다(비특허문헌 1). 또한, 이러한 저분자 재료를 이용한 유기 발광 소자 외에도, 공액계 고분자를 이용한 유기 발광 소자가 캠브리지 대학의 그룹(비특허문헌 2)에 의해 보고되어 있다. 이 보고에서는 폴리페닐렌바이닐렌(PPV)을 도공계에서 성막함으로써 단층에서 발광을 확인하고 있다.
이와 같이 유기 발광 소자에 있어서의 최근의 진보는 현저하고, 그 특징은 저인가 전압에서 고휘도, 발광 파장의 다양성, 고속 응답성, 박형, 경량의 발광 디 바이스화가 가능함으로써, 광범위한 용도에의 가능성을 시사하고 있다.
유기 발광 소자에 있어서의 현저한 진보에 따라, 발광 재료에 대한 요구 성능도 높아지고 있고, 특허문헌 4 및 특허문헌 5에는, 플루오렌을 연결기로 한 피렌 화합물이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 6에는, 페닐렌이나 바이페닐렌을 연결기로 한 피렌 화합물이 개시되어 있고, 특허문헌 7에는 트라이피렌일벤젠이 비교예로서 개시되어 있지만, 어느 화합물도 반감 수명이 불충분하거나, 색 순도가 나쁜 등의 문제점이 있어, 더욱 더 고휘도의 광출력 또는 고변환 효율이 얻어지는 발광 재료가 요구되어 있었다. 또한, 장시간의 사용에 의한 시간 경과에 따른 변화나 산소를 포함하는 분위기 기체나 습기 등에 의한 열화 등의 내구성의 면이나, 풀 컬러 디스플레이 등에의 응용을 고려한 색 순도가 높은 파랑, 초록, 빨강을 나타내는 발광 재료가 요망되어 있었다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 제1996-239655호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 제1995-183561호 공보
특허문헌 3: 일본 특허공개 제1991-200289호 공보
특허문헌 4: 일본 특허공개 제2004-83481호 공보
특허문헌 5: 일본 특허공개 제2004-43349호 공보
특허문헌 6: 일본 특허공개 제2004-139957호 공보
특허문헌 7: 일본 특허공개 제2003-347056호 공보
비특허문헌 1: Nature, 395, 151(1998)
비특허문헌 2: Nature, 347, 539(1990)
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명의 과제는, 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 피렌 유도체를 발광 재료로서 이용함으로써 발광 효율이 높고, 장수명인 청색 발광이 얻어지는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다. 그리고, 이러한 유기 EL 소자를 용이하고 또한 비교적 저렴하게 제조가능하게 하는 것도 본 발명의 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자등은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 피렌 유도체를 발광 재료로서 이용하면, 발광 효율이 높고, 장수명의 유기 EL 소자를 제조할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성한 것이다.
즉, 본 발명은, 하기 화학식 1로 표시되는 피렌 유도체를 제공하는 것이다.
(A)k-(X)m-(Ar)n-(Y)p-(B)q
[식 중, X는 치환 또는 비치환의 피렌 잔기이다. A 및 B는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 50의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 1 내지 50의 방향족 헤테로환기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알킬기 또는 알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알켄일기 또는 알케닐렌기이다. Ar은 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 50의 방향족 탄화수소기 및/또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 1 내지 50의 방향족 헤테로환기이다. Y는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 5 내지 50의 축합환기 및/또는 축합 헤테로환기이다. m은 1 내지 3의 정수, k 및 q는 0 내지 4의 정수, p는 0 내지 3의 정수, 및 n은 0 내지 5의 정수이다. 단, n이 2 이상인 경우는, 복수의 Ar은 같거나 다를 수도 있다.]
또한, 본 발명은, 음극과 양극사이에 적어도 발광층을 갖는 1층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이, 상기 피렌 유도체를 단독 또는 혼합물의 성분으로서 함유하는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
발명의 효과
상기 화학식 1로 표시되는 피렌 유도체를 발광 재료로서 이용하면, 발광 효율이 높고, 장수명인 청색 발광이 얻어지는 유기 EL 소자를 제작하는 것이 가능하다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 피렌 유도체는, 하기 화학식 1로 표시되는 것이다.
화학식 1
(A)k-(X)m-(Ar)n-(Y)p-(B)q
[식 중, X는 치환 또는 비치환의 피렌 잔기이다. A 및 B는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 50의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 1 내지 50의 방향족 헤테로환기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알킬기 또는 알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알켄일기 또는 알케닐렌기이다. Ar은 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 50의 방향족 탄화수소기 및/또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 1 내지 50의 방향족 헤테로환기이다. Y는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 5 내지 50의 축합환기 및/또는 축합 헤테로환기이다. m은 1 내지 3의 정수, k 및 q는 0 내지 4의 정수, p는 0 내지 3의 정수, 및 n은 0 내지 5의 정수이다. 단, n이 2 이상인 경우는, 복수의 Ar은 같거나 다를 수도 있다.]
본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 피렌 유도체는, 하기 화학식 2로 표시되는 구조이면 바람직하다.
(A)k-X-Ar1-Ar2-Ar3-Y-(B)q
[식 중, X, A, B, Y, k 및 q는 상기와 같다. Ar1 내지 Ar3은 화학식 1에 있어서의 Ar과 같다.]
화학식 1에 있어서, X-Ar, Ar-Y 및 Ar간의 결합 중, 적어도 하나 이상이 메타결합 또는 오쏘결합인 것이 바람직하다. 또한, 화학식 2에 있어서, X-Ar1, Ar1-Ar2, Ar2-Ar3 및 Ar3-Y간의 결합 중, 적어도 하나 이상이 메타결합 또는 오쏘결합인 것이 바람직하다.
화학식 1에 있어서의 기 및/또는 화학식 2에 있어서의 Ar1 내지 Ar3기가, 비치환의 페닐렌기인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1 또는 2에 있어서, X로 표시되는 치환 또는 비치환의 피렌기의 예로서, 피렌 화합물로부터 수소 원자를 제외한 하기와 같은 잔기를 들 수 있다.
Figure 112008000796903-PCT00001
Figure 112008000796903-PCT00002
Figure 112008000796903-PCT00003
상기 화학식 1 또는 2에 있어서, A, B, Ar 및 Ar1 내지 Ar3으로 표시되는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 50의 방향족 탄화수소기로서는, 예컨대 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타센일기, 2-나프타센일기, 9-나프타센일기, 1-피렌일기, 2-피렌일기, 4-피렌일기, 2-바이페닐일기, 3-바이페닐일기, 4-바이페닐일기, p-터페닐4-일기, p-터페닐3-일기, p-터페닐2-일기, m-터페닐4-일기, m-터페닐3-일기, m-터페닐2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-뷰틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기, 4'-메틸바이페닐일기, 4"-t-뷰틸-p-터페닐4-일기 및 이들을 2가의 기로 한 것 등을 들 수 있다.
상기 화학식 1 또는 2에 있어서, A, B, Ar 및 Ar1 내지 Ar3으로 표시되는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 1 내지 50의 방향족 헤테로환기로서는, 예컨대 1-피롤릴기, 2-피롤릴기, 3-피롤릴기, 피라진일기, 2-피리딘일기, 3-피리딘일기, 4-피리 딘일기, 1-인돌릴기, 2-인돌릴기, 3-인돌릴기, 4-인돌릴기, 5-인돌릴기, 6-인돌릴기, 7-인돌릴기, 1-아이소인돌릴기, 2-아이소인돌릴기, 3-아이소인돌릴기, 4-아이소인돌릴기, 5-아이소인돌릴기, 6-아이소인돌릴기, 7-아이소인돌릴기, 2-퓨릴기, 3-퓨릴기, 2-벤조퓨란일기, 3-벤조퓨란일기, 4-벤조퓨란일기, 5-벤조퓨란일기, 6-벤조퓨란일기, 7-벤조퓨란일기, 1-아이소벤조퓨란일기, 3-아이소벤조퓨란일기, 4-아이소벤조퓨란일기, 5-아이소벤조퓨란일기, 6-아이소벤조퓨란일기, 7-아이소벤조퓨란일기, 2-퀴놀릴기, 3-퀴놀릴기, 4-퀴놀릴기, 5-퀴놀릴기, 6-퀴놀릴기, 7-퀴놀릴기, 8-퀴놀릴기, 1-아이소퀴놀릴기, 3-아이소퀴놀릴기, 4-아이소퀴놀릴기, 5-아이소퀴놀릴기, 6-아이소퀴놀릴기, 7-아이소퀴놀릴기, 8-아이소퀴놀릴기, 2-퀴녹살린일기, 5-퀴녹살린일기, 6-퀴녹살린일기, 1-카바졸릴기, 2-카바졸릴기, 3-카바졸릴기, 4-카바졸릴기, 9-카바졸릴기, 1-페난트리딘일기, 2-페난트리딘일기, 3-페난트리딘일기, 4-페난트리딘일기, 6-페난트리딘일기, 7-페난트리딘일기, 8-페난트리딘일기, 9-페난트리딘일기, 10-페난트리딘일기, 1-아크리딘일기, 2-아크리딘일기, 3-아크리딘일기, 4-아크리딘일기, 9-아크리딘일기, 1,7-페난트롤린-2-일기, 1,7-페난트롤린-3-일기, 1,7-페난트롤린-4-일기, 1,7-페난트롤린-5-일기, 1,7-페난트롤린-6-일기, 1,7-페난트롤린-8-일기, 1,7-페난트롤린-9-일기, 1,7-페난트롤린-10-일기, 1,8-페난트롤린-2-일기, 1,8-페난트롤린-3-일기, 1,8-페난트롤린-4-일기, 1,8-페난트롤린-5-일기, 1,8-페난트롤린-6-일기, 1,8-페난트롤린-7-일기, 1,8-페난트롤린-9-일기, 1,8-페난트롤린-10-일기, 1,9-페난트롤린-2-일기, 1,9-페난트롤린-3-일기, 1,9-페난트롤린-4-일기, 1,9-페난트롤린-5-일기, 1,9-페난트롤린-6-일기, 1,9- 페난트롤린-7-일기, 1,9-페난트롤린-8-일기, 1,9-페난트롤린-10-일기, 1,10-페난트롤린-2-일기, 1,10-페난트롤린-3-일기, 1,10-페난트롤린-4-일기, 1,10-페난트롤린-5-일기, 2,9-페난트롤린-1-일기, 2,9-페난트롤린-3-일기, 2,9-페난트롤린-4-일기, 2,9-페난트롤린-5-일기, 2,9-페난트롤린-6-일기, 2,9-페난트롤린-7-일기, 2,9-페난트롤린-8-일기, 2,9-페난트롤린-10-일기, 2,8-페난트롤린-1-일기, 2,8-페난트롤린-3-일기, 2,8-페난트롤린-4-일기, 2,8-페난트롤린-5-일기, 2,8-페난트롤린-6-일기, 2,8-페난트롤린-7-일기, 2,8-페난트롤린-9-일기, 2,8-페난트롤린-10-일기, 2,7-페난트롤린-1-일기, 2,7-페난트롤린-3-일기, 2,7-페난트롤린-4-일기, 2,7-페난트롤린-5-일기, 2,7-페난트롤린-6-일기, 2,7-페난트롤린-8-일기, 2,7-페난트롤린-9-일기, 2,7-페난트롤린-10-일기, 1-페나진일기, 2-페나진일기, 1-페노싸이아진일기, 2-페노싸이아진일기, 3-페노싸이아진일기, 4-페노싸이아진일기, 10-페노싸이아진일기, 1-페녹사진일기, 2-페녹사진일기, 3-페녹사진일기, 4-페녹사진일기, 10-페녹사진일기, 2-옥사졸릴기, 4-옥사졸릴기, 5-옥사졸릴기, 2-옥사다이아졸릴기, 5-옥사다이아졸릴기, 3-퓨라잔일기, 2-싸이엔일기, 3-싸이엔일기, 2-메틸피롤-1-일기, 2-메틸피롤-3-일기, 2-메틸피롤-4-일기, 2-메틸피롤-5-일기, 3-메틸피롤-1-일기, 3-메틸피롤-2-일기, 3-메틸피롤-4-일기, 3-메틸피롤-5-일기, 2-t-뷰틸피롤-4-일기, 3-(2-페닐프로필)피롤-1-일기, 2-메틸-1-인돌릴기, 4-메틸-1-인돌릴기, 2-메틸-3-인돌릴기, 4-메틸-3-인돌릴기, 2-t-뷰틸1-인돌릴기, 4-t-뷰틸1-인돌릴기, 2-t-뷰틸3-인돌릴기, 4-t-뷰틸3-인돌릴기 및 이들을 2가의 기로 한 것 등을 들 수 있다.
상기 화학식 1 또는 2에 있어서, Ar 및 Ar1 내지 Ar3으로 표시되는 구조식의 바람직한 예를 하기에 나타내지만, 이들에 한정되지 않는다.
Figure 112008000796903-PCT00004
상기 화학식 1 또는 2에 있어서, A 및 B로 표시되는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알킬기 또는 알킬렌기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, s-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n- 헵틸기, n-옥틸기, 하이드록시메틸기, 1-하이드록시에틸기, 2-하이드록시에틸기, 2-하이드록시아이소뷰틸기, 1,2-다이하이드록시에틸기, 1,3-다이하이드록시아이소프로필기, 2,3-다이하이드록시-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이하이드록시프로필기, 클로로메틸기, 1-클로로에틸기, 2-클로로에틸기, 2-클로로아이소뷰틸기, 1,2-다이클로로에틸기, 1,3-다이클로로아이소프로필기, 2,3-다이클로로-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이클로로프로필기, 브로모메틸기, 1-브로모에틸기, 2-브로모에틸기, 2-브로모아이소뷰틸기, 1,2-다이브로모에틸기, 1,3-다이브로모아이소프로필기, 2,3-다이브로모-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이브로모프로필기, 아이오도메틸기, 1-아이오도에틸기, 2-아이오도에틸기, 2-아이오도아이소뷰틸기, 1,2-다이아이오도에틸기, 1,3-다이아이오도아이소프로필기, 2,3-다이아이오도-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이아이오도프로필기, 아미노메틸기, 1-아미노에틸기, 2-아미노에틸기, 2-아미노아이소뷰틸기, 1,2-다이아미노에틸기, 1,3-다이아미노아이소프로필기, 2,3-다이아미노-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이아미노프로필기, 사이아노메틸기, 1-사이아노에틸기, 2-사이아노에틸기, 2-사이아노아이소뷰틸기, 1,2-다이사이아노에틸기, 1,3-다이사이아노아이소프로필기, 2,3-다이사이아노-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이사이아노프로필기, 나이트로메틸기, 1-나이트로에틸기, 2-나이트로에틸기, 2-나이트로아이소뷰틸기, 1,2-다이나이트로에틸기, 1,3-다이나이트로아이소프로필기, 2,3-다이나이트로-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이나이트로프로필기 및 이들을 2가의 기로 한 것 등을 들 수 있다.
상기 화학식 1 또는 2에 있어서, A 및 B로 표시되는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알켄일기 또는 알케닐렌기로서는, 예컨대 바이닐기, 알릴기, 1- 뷰텐일기, 2-뷰텐일기, 3-뷰텐일기, 1,3-뷰테인다이엔일기, 1-메틸바이닐기, 스타이릴기, 2,2-다이페닐바이닐기, 1,2-다이페닐바이닐기, 1-메틸알릴기, 1,1-다이메틸알릴기, 2-메틸알릴기, 1-페닐알릴기, 2-페닐알릴기, 3-페닐알릴기, 3,3-다이페닐알릴기, 1,2-다이메틸알릴기, 1-페닐-1-뷰텐일기, 3-페닐-1-뷰텐일기 및 이들을 2가의 기로 한 것 등을 들 수 있다.
상기 화학식 1 또는 2에 있어서, Y로 표시되는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 5 내지 50의 축합환기 및/또는 축합 헤테로환기로서는, 피렌, 안트라센, 벤조안트라센, 나프탈렌, 플루오란텐, 플루오렌, 벤조플루오렌, 다이아자플루오렌, 페난트렌, 테트라센, 코로넨, 크라이센, 플루오레세인, 페릴렌, 프탈로페릴렌, 나프탈로페릴렌, 페리논, 프탈로페리논, 나프탈로페리논, 다이페닐뷰타다이엔, 테트라페닐뷰타다이엔, 쿠마린, 옥사다이아졸, 알다진, 비스벤족사졸린, 비스스타이릴, 피라진, 사이클로펜타다이엔, 이민, 다이페닐에틸렌, 바이닐안트라센, 다이아미노카바졸, 피란, 싸이오피란, 폴리메틴, 멜로사이아닌, 이미다졸 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 퀴나크리돈, 루브렌, 스틸벤계 유도체 및 형광 색소 등의 잔기를 들 수 있고, 피렌, 안트라센, 플루오란텐의 잔기가 바람직하다.
상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 피렌 유도체의 X, A, B, Ar, Y, Ar1, Ar2 및 Ar3의 치환기로서는, 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, s-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, 하이드록시메틸기, 1-하이드록시에틸기, 2-하이드록시에틸기, 2-하 이드록시아이소뷰틸기, 1,2-다이하이드록시에틸기, 1,3-다이하이드록시아이소프로필기, 2,3-다이하이드록시-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이하이드록시프로필기, 클로로메틸기, 1-클로로에틸기, 2-클로로에틸기, 2-클로로아이소뷰틸기, 1,2-다이클로로에틸기, 1,3-다이클로로아이소프로필기, 2,3-다이클로로-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이클로로프로필기, 브로모메틸기, 1-브로모에틸기, 2-브로모에틸기, 2-브로모아이소뷰틸기, 1,2-다이브로모에틸기, 1,3-다이브로모아이소프로필기, 2,3-다이브로모-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이브로모프로필기, 아이오도메틸기, 1-아이오도에틸기, 2-아이오도에틸기, 2-아이오도아이소뷰틸기, 1,2-다이아이오도에틸기, 1,3-다이아이오도아이소프로필기, 2,3-다이아이오도-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이아이오도프로필기, 아미노메틸기, 1-아미노에틸기, 2-아미노에틸기, 2-아미노아이소뷰틸기, 1,2-다이아미노에틸기, 1,3-다이아미노아이소프로필기, 2,3-다이아미노-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이아미노프로필기, 사이아노메틸기, 1-사이아노에틸기, 2-사이아노에틸기, 2-사이아노아이소뷰틸기, 1,2-다이사이아노에틸기, 1,3-다이사이아노아이소프로필기, 2,3-다이사이아노-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이사이아노프로필기, 나이트로메틸기, 1-나이트로에틸기, 2-나이트로에틸기, 2-나이트로아이소뷰틸기, 1,2-다이나이트로에틸기, 1,3-다이나이트로아이소프로필기, 2,3-다이나이트로-t-뷰틸기, 1,2,3-트라이나이트로프로필기 등을 들 수 있다.
이들 중에서도 바람직하게는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, s-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, n-펜틸기이며, 특히 바람직하게는 아이소프로필기, s-뷰틸기, t-뷰틸기이다.
화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 이하에 예시하지만, 본 발명의 화합물은 이들의 예시에 한정되는 것은 아니다.
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Figure 112008000796903-PCT00006
Figure 112008000796903-PCT00007
Figure 112008000796903-PCT00008
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Figure 112008000796903-PCT00010
Figure 112008000796903-PCT00011
Figure 112008000796903-PCT00012
Figure 112008000796903-PCT00013
Figure 112008000796903-PCT00014
Figure 112008000796903-PCT00015
Figure 112008000796903-PCT00016
Figure 112008000796903-PCT00017
Figure 112008000796903-PCT00018
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Figure 112008000796903-PCT00020
Figure 112008000796903-PCT00021
Figure 112008000796903-PCT00022
Figure 112008000796903-PCT00023
Figure 112008000796903-PCT00024
Figure 112008000796903-PCT00025
본 발명의 피렌 유도체는, 유기 EL 소자용 발광 재료이면 바람직하고, 또한 유기 EL 소자용 호스트 재료이면 바람직하다.
본 발명의 EL 소자는, 한 쌍의 전극사이에 발광층 또는 발광층을 포함하는 복수층의 유기 화합물 박막을 형성하여 되고, 상기 유기 화합물 박막의 적어도 1층이, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 피렌 유도체를 발광 재료로서 함유하는 것이다.
상기 발광층은, 화학식 1 또는 2로 표시되는 피렌 유도체를 10 내지 100% 함유하고 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50 내지 99% 함유하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 상기 발광층이, 더욱이 아릴아민화합물 및/또는 스타이릴아민 화합물을 함유하면 바람직하다.
스타이릴아민 화합물로서는, 하기 화학식 A로 표시되는 것이 바람직하다.
Figure 112008000796903-PCT00026
(식 중, Ar3'은 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 스틸벤기, 다이스타이릴아릴기로부터 선택되는 기이며, Ar4' 및 Ar5'은 각각 수소 원자 또는 탄소수가 6 내지 20인 방향족 탄화수소기이며, Ar3', Ar4' 및 Ar5'은 치환되어 있을 수도 있다. p'은 1 내지 4의 정수이다. 더욱 바람직하게는 Ar4' 또는 Ar5'의 적어도 한쪽은 스타이릴기로 치환되어 있다.)
아릴아민 화합물로서는, 하기 화학식 B로 표시되는 것이 바람직하다.
Figure 112008000796903-PCT00027
(식 중, Ar6' 내지 Ar8'은 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 5 내지 40의 아릴기이다. q'은 1 내지 4의 정수이다.)
여기서, 핵 탄소수가 5 내지 40인 아릴기로서는, 예컨대 페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 피렌일기, 콜로닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 피롤릴기, 퓨란일기, 싸이오페닐기, 벤조싸이오페닐기, 옥사다이아졸릴기, 다이페닐안트라닐 기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 피리딜기, 벤조퀴놀릴기, 플루오란텐일기, 아세나프트플루오란테닐기, 스틸벤기, 페릴레닐기, 크라이센일기, 피세닐기, 트라이페닐레닐기, 루비세닐기, 벤조안트라센일기, 페닐안트라닐기, 비스안트라센일기, 또는 하기 화학식 C, D로 표시되는 아릴기 등을 들 수 있고, 나프틸기, 안트라닐기, 크라이센일기, 피렌일기, 또는 화학식 D로 표시되는 아릴기가 바람직하다.
Figure 112008000796903-PCT00028
Figure 112008000796903-PCT00029
(화학식 C에 있어서, r은 1 내지 3의 정수이다.)
한편, 상기 아릴기의 바람직한 치환기로서는, 탄소수 1 내지 6의 알킬기(에틸기, 메틸기, 아이소프로필기, n-프로필기, s-뷰틸기, t-뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등), 탄소수 1 내지 6의 알콕시기(에톡시기, 메톡시기, 아이소프로폭시기, n-프로폭시기, s-뷰톡시기, t-뷰톡시기, 펜톡시기, 헥실옥시기, 사이클로펜톡시기, 사이클로헥실옥시기 등), 핵 탄소수 5 내지 40의 아릴기, 핵 탄소수 5 내지 40의 아릴기로 치환된 아미노기, 핵 탄소수 5 내지 40의 아릴기를 갖는 에스터기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 갖는 에스터기, 사이아노기, 나이트로기, 할로젠 원자 등을 들 수 있다.
또한, 상기 발광층은, 화학식 1 또는 2로 표시되는 피렌 유도체와 형광성 또는 인광성의 도펀트를 함유하고 있을 수도 있다.
상기 형광성의 도펀트는, 아민계 화합물, 트리스(8-퀴놀린올라토)알루미늄 착체 등의 킬레이트 착체, 쿠마린 유도체, 테트라페닐뷰타다이엔 유도체, 비스스타이릴아릴렌 유도체, 옥사다이아졸 유도체 등을 들 수 있고, 요구되는 발광색에 맞춰 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
상기 인광성의 도펀트로서는, Ir, Ru, Pd, Pt, Os 및 Re로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 착체 화합물인 것이 바람직하고, 그 리간드는, 페닐피리딘 골격, 바이피리딜 골격 및 페난트롤린 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 골격을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 금속 착체의 구체예로서는, 트리스(2-페닐피리딘)이리듐, 트리스(2-페닐피리딘)루테늄, 트리스(2-페닐피리딘)팔라듐, 비스(2-페닐피리딘)백금, 트리스(2-페닐피리딘)오스뮴, 트리스(2-페닐피리딘)레늄, 옥타에틸 백금 포르피린, 옥타페닐 백금 포르피린, 옥타에틸 팔라듐 포르피린, 옥타페닐 팔라듐 포르피린 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니고, 요구되는 발광색, 소자 성능, 호스트 재료와의 관계로부터 적절한 착체를 선택하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 유기 EL 소자의 소자 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 양극과 음극사이에 1층 또는 다층으로 이루어지는 유기 박막층을 형성한 소자이다. 1층형의 경우, 양극과 음극사이에 발광층을 설치하고 있다. 발광층은 발광 재료를 함유하고, 그것에 더불어 양극으로부터 주입한 정공, 또는 음극으로부터 주입한 전자를 발광 재료까지 수송시키기 위해, 정공 주입 재료 또는 전자 주입 재료를 함유할 수도 있다. 발광 재료는, 매우 높은 형광 양자 효율, 높은 정공 수송 능력 및 전자 수송 능력을 더불어 가지고, 균일한 박막을 형성하는 것이 바람직하다.
다층형의 유기 EL 소자의 소자 구성으로서는, (양극/정공 주입층/발광층/음극), (양극/발광층/전자 주입층/음극), (양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극), (양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극) 등의 다층 구성으로 적층한 것 등을 들 수 있다.
발광층에는, 필요에 따라, 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 피렌 유도체에 더하여 한층 더 공지된 발광 재료, 도핑 재료, 정공 주입 재료나 전자 주입 재료를 사용할 수도 있다.
도핑 재료로서는, 종래의 형광 발광성 재료에 더하여, 인광 발광성의 이리듐으로 대표되는 중금속 착체의 어느 것이나 사용할 수 있다. 유기 EL 소자는, 다층 구조로 함으로써, 급냉에 의한 휘도나 수명의 저하를 막을 수 있다. 필요하다면, 발광 재료, 다른 도핑 재료, 정공 주입 재료나 전자 주입 재료를 조합시켜 사용할 수 있다. 또한, 다른 도핑 재료에 의해, 발광 휘도나 발광 효율의 향상, 적색이나 백색의 발광을 얻는 것도 가능하다.
또한, 정공 주입층, 발광층, 전자 주입층은, 각각 2층 이상의 층 구성에 의해 형성될 수도 있다. 그 때는, 정공 주입층의 경우, 전극으로부터 정공을 주입하 는 층을 정공 주입층, 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층을 정공 수송층이라고 부른다. 마찬가지로, 전자 주입층의 경우, 전극으로부터 전자를 주입하는 층을 전자 주입층, 전자 주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층을 전자 수송층이라고 부른다. 이들 각 층은, 재료의 에너지 준위, 내열성, 유기 박막층 또는 금속 전극과의 밀착성 등의 각 요인에 의해 선택되어 사용된다.
화학식 1 또는 2의 피렌 유도체와 함께 유기층에 사용할 수 있는 발광 재료 또는 호스트 재료로서는, 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, 싸이오피란, 폴리메틴, 멜로사이아닌, 이미다졸 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 퀴나크리돈, 루브렌, 스틸벤계 유도체 및 형광 색소 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로서는, 정공을 수송하는 능력을 가지고, 양극으로부터의 정공 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 가지고, 발광층에서 생성한 여기자가 전자 주입층 또는 전자 주입 재료로 이동하는 것을 방지하고, 또한 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는, 프탈로사이아닌 유도체, 나프탈로사이아닌 유도체, 포르피린 유도체, 옥사졸, 옥사다이 아졸, 트라이아졸, 이미다졸, 이미다졸론, 이미다졸싸이온, 피라졸린, 피라졸론, 테트라하이드로이미다졸, 옥사졸, 옥사다이아졸, 하이드라존, 아실하이드라존, 폴리아릴알케인, 스틸벤, 뷰타다이엔, 벤다이진형 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 또는 프탈로사이아닌 유도체이다.
방향족 3급 아민 유도체의 구체예는, 트라이페닐아민, 트라이톨릴아민, 트라이릴다이페닐아민, 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-트라이릴아미노페닐)-4-페닐-사이클로헥세인 등, 또는 이들의 방향족 3급 아민 골격을 갖는 올리고머 또는 폴리머이지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
프탈로사이아닌(Pc) 유도체의 구체예는, 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.
전자 주입 재료로서는, 전자를 수송하는 능력을 가지고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성한 여기자가 정공 주입층으로 이동하는 것을 방지하고, 또한 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는, 플루오렌온, 안트라퀴노다이메테인, 다이페노퀴논, 싸이오피란다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트라이아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 플루오렌일리덴메테인, 안트라퀴노다이메테인, 안트론 등과 이것들의 유도체를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 정공 주입 재료에 전자 수용 물질을, 전자 주입 재료에 전자 공여성 물질을 첨가함으로써 전하 주입성을 향상시키는 것도 가능하다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 더욱 효과적인 전자 주입 재료는, 금속 착체 화합물 또는 질소 함유 5원환 유도체이다.
금속 착체 화합물의 구체예는, 트리스(8-퀴놀린올)알루미늄, 비스(8-퀴놀린올)마그네슘, 비스〔벤조(f)-8-퀴놀린올〕아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀린올라토)알루미늄옥사이드, 트리스(8-퀴놀린올)인듐, 트리스(5-메틸-8-퀴놀린올)알루미늄, 8-퀴놀린올리튬, 트리스(5-클로로-8-퀴놀린올)갈륨, 비스(5-클로로-8-퀴놀린올)칼슘, 폴리(아연(II)-비스(8-하이드록시-5-퀴놀리노닐)메테인) 등의 8-하이드록시퀴놀린계 금속 착체나 다이리튬에핀드리다이온 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 질소 함유 5원 유도체는, 옥사졸, 싸이아졸, 옥사다이아졸, 싸이아다이아졸 또는 트라이아졸 유도체가 바람직하다. 구체적으로는, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-옥사졸, 다이메틸 POPOP, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-싸이아졸, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-옥사다이아졸, 2-(4'-t-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-t-뷰틸벤젠], 2-(4'-tert-뷰틸페닐)-5-(4"-바이페닐)-1,3,4-싸이아다이아졸, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-싸이아다이아졸, 1,4-비스[2-(5-페닐싸이아다이아졸릴)]벤젠, 2-(4'-t-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, 유기층 중에, 화학식 1 또는 2의 피렌 유도체 외에, 발광 재료, 도핑 재료, 정공 주입 재료 및 전자 주입 재료 중 적어도 1종이 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 가지는 것이 적합하고, 탄소, 알루미늄, 바나듐, 철, 코발트, 니켈, 텅스텐, 은, 금, 백금, 팔라듐 등 및 그것들의 합금, ITO 기판, NESA 기판에 사용되는 산화 주석, 산화 인듐 등의 산화 금속, 더욱이 폴리싸이오펜이나 폴리피롤 등의 유기 도전 성 수지가 사용된다.
본 발명의 유기 EL 소자의 음극에 사용되는 도전성 물질로서는 4eV보다 작은 일함수를 갖는 것이 적합하고, 마그네슘, 칼슘, 주석, 납, 타이타늄, 이트륨, 리튬, 루테늄, 망간, 알루미늄 등 및 그것들의 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 제어되어, 적절한 비율로 선택된다.
상기 양극 및 음극은 필요하면 2층 이상의 층 구성에 의해 형성되어 있을 수도 있다. 유기 EL 소자에서는, 효율적으로 발광시키기 위해, 적어도 한쪽의 면은 소자의 발광 파장 영역에 있어서 충분히 투명하게 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자에 이용되는 기판도 투명한 것이 바람직하다. 투명 전극은 상기 도전성 재료를 사용하여, 증착이나 스퍼터링 등의 방법으로 소정의 투광성이 확보되도록 설정한다. 발광면의 전극은 광투과율을 10% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 기판은 기계적, 열적 강도를 갖고, 투명성을 갖는 것이면 한정되지는 않지만, 유리 기판 및 투명성 수지 필름이 있다. 투명성 수지 필름으로서는 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체, 에틸렌-바이닐알코올 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화바이닐, 폴리바이닐알코올, 폴리바이닐뷰티랄, 나일론, 폴리에터에터케톤, 폴리설폰, 폴리에터설폰, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬바이닐에터 공중합체, 폴리바이닐플루오로라이드, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플 루오로프로필렌 공중합체, 폴리클로로트라이플루오로에틸렌, 폴리바이닐리덴플루오라이드, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리에터이미드, 폴리이미드, 폴리프로필렌 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 각 층의 형성은 진공 증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온 도금 등의 건식 성막법이나 스핀 코팅, 디핑, 플로 코팅 등의 습식 성막법 중 어느 방법을 적용할 수 있다. 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 적절한 막 두께로 설정할 필요가 있다. 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 일정한 광출력을 얻기 위해서 큰 인가전압이 필요하게 되어 효율이 나빠진다. 막 두께가 지나치게 얇으면 핀홀 등이 발생하여 전계를 인가해도 충분한 발광 휘도가 얻어지지 않는다. 통상의 막 두께는 5nm 내지 10㎛의 범위가 적합하지만, 10nm 내지 0.2㎛의 범위가 더욱 바람직하다. 습식 성막법의 경우, 각 층을 형성하는 재료를 에탄올, 클로로폼, 테트라하이드로퓨란, 다이옥세인 등의 적절한 용매에 용해 또는 분산시켜서 박막을 형성하지만, 그 용매는 어느 것이어도 된다. 또, 어느 유기 박막층에서도, 성막성 향상, 막의 핀홀 방지 등을 위해 적절한 수지나 첨가제를 사용할 수도 있다. 사용이 가능한 수지로서는 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 셀룰로오스 등의 절연성 수지 및 그것들의 공중합체, 폴리-N-바이닐카바졸, 폴리실레인 등의 광도전성 수지, 폴리싸이오펜, 폴리피롤 등의 도전성 수지를 들 수 있다. 또, 첨가제로서는 산화방지제, 자외선 흡수제, 가소제 등을 들 수 있다.
이상과 같이, 유기 EL 소자의 유기 박막층에 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 피렌 유도체를 발광 재료로서 이용함으로써, 발광 효율이 높고, 내열성이 우수하고, 수명이 길고, 색 순도가 좋은 유기 EL 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 벽걸이 텔레비젼의 플랫 패널 디스플레이 등의 평면 발광체, 복사기, 프린터, 액정 디스플레이의 백라이트 또는 계량기류 등의 광원, 표시판, 표지등 등에 이용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예로써 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니다. 한편, 각 예에서 수득된 유기 EL 소자의 평가방법은 하기와 같다.
(1) 초기성능: 소정의 전압을 인가하고, 그 때의 전류값을 측정하는 동시에, 휘도계(미놀타사제 분광 휘도 방사계 CS-1000)로 발광 휘도값과 CIE 1931 색도 좌표를 측정하여 평가했다.
(2) 수명: 초기휘도 1000cd/m2에서 정전류 구동하여, 휘도의 반감기, 및 색도의 변화로 평가했다.
실시예 1(화합물(H-1)의 합성)
하기의 반응식에 의해서 화합물(H-1)을 합성했다.
Figure 112008000796903-PCT00030
300ml 3구 플라스크에, 피렌1-보론산 4.92g(20mmol), 3-브로모아이오도벤젠 5.94g(21mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 0.46g(0.4mmol, 2mol%)을 넣어 용기내를 아르곤 치환했다. 또한 톨루엔 10ml, 및 2M 탄산나트륨 수용액 30ml(3eq)를 가하여, 100℃의 오일버스에서 8시간 가열 환류했다. 하룻밤 후, 톨루엔/이온교환수로 추출하고 컬럼크로마토그래피로 정제하여 3-피렌일브로모벤젠 5.61g(수율 79%)을 수득했다.
다음으로, 수득된 3-피렌일브로모벤젠 5.36g(15.0mmol)을 톨루엔 50ml/다이에틸에터 50ml 혼합용매에 용해하고, 아르곤 분위기하 -70℃에서 노말뷰틸리튬헥세인 용액(1.6M) 11.3ml(18.0mmol)를 가하여, -70℃로부터 0℃에서 1시간 교반했다. 다음으로 반응용액을 -70℃까지 냉각하여, 붕산트라이아이소프로필 10.3ml(45mmol)를 적하하여, -70℃에서 1시간 교반한 후, 실온까지 승온시켜 6시간 교반했다. 또한 반응용액에 5% 염산 100ml를 적하한 후, 실온에서 45분간 교반했다. 반응용액을 2층 분리한 후, 유기층을 포화 식염수로 세정하여, 무수황산나트륨으로 건조했다. 유기용매를 5분의 1 정도까지 감압 증류 제거후, 석출한 결정을 여과하고, 톨루엔-노말헥세인 혼합용매, 노말헥세인으로 순차 세정하여, 3-피렌일페닐보론산 3.87g(수율 80%)을 수득했다.
다음으로 100ml 3구 플라스크에, 3-피렌일페닐보론산 3.38g(10.5mmol), 1,3- 다이브로모벤젠 1.18g(5.0mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 0.23g(0.2mmol, 2mol%)을 넣어 용기내를 아르곤 치환했다. 또한 톨루엔 30ml, 및 2M 탄산나트륨 수용액 7.5ml(3eq)를 가하여, 100℃의 오일버스에서 8시간 가열환류했다. 하룻밤 후, 석출물을 여과하고 톨루엔, 메탄올, 이온교환수로 세정하여, 목적물인 H-1을 2.65g(수율 84%) 수득했다.
FD-MS C63H46에 대한 계산값=631, 실측값 m/z=631(M+,100)
(유기 EL 소자의 작성)
25mm×75mm×1.1mm 두께의 ITO 투명 전극 부착 유리 기판(지오매틱사제)을 아이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행했다. 세정후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 막 두께 60nm의 N,N'-비스(N,N'-다이페닐-4-아미노페닐)-N,N-다이페닐-4,4'-다이아미노-1,1'-바이페닐막(이하 「TPD232막」이라고 약기한다.)을 성막했다. 이 TPD232막은 정공 주입층으로서 기능한다. 이 TPD232막의 성막에 이어서, TPD232막 상에 막 두께 20nm의 N,N,N',N'-테트라(4-바이페닐)-다이아미노바이페닐렌층(이하 「TBDB층」이라고 약기한다.)을 성막했다. 이 막은 정공 수송층으로서 기능한다. 더욱이 막 두께 40nm의 H-1을 호스트 재료로서 증착하여 성막했다. 동시에 발광 분자로서, 하기의 스타이릴기를 갖는 아민 화합물 D1을 H-1에 대하여 중량비 D1:(H-1)=3:40으로 증착했다. 이 막은, 발광층으로서 기능한다. 이 막 상에 막 두께 10nm의 Alq막을 성막했다. 이것은, 전자 주입층으로서 기능한다. 그 다음, 환원성 도펀트인 Li(Li원: 사에스게터사제)와 Alq를 2원 증착시켜, 전자 주입층(음극)으로서 Alq:Li막(막 두께 10nm)을 형성했다. 이 Alq:Li막 상에 금속 Al을 증착시켜 금속 음극을 형성하여 유기 EL 발광 소자를 형성했다.
Figure 112008000796903-PCT00031
수득된 유기 EL 소자에 대하여, 하기 (1) 및 (2)의 평가를 행한 결과를 표 1에 나타낸다.
(1) 초기 성능: 소정의 전압을 인가하고, 그 때의 전류값을 측정하는 동시에, 휘도계(미놀타사제 분광 휘도 방사계 CS-1000)로 발광 휘도값과 CIE 1931 색도 좌표를 측정하여, 발광 효율을 산출하여 평가했다.
(2) 수명: 초기휘도 1000cd/m2에서 정전류 구동하여, 발광 휘도의 반감 시간으로 평가했다.
실시예 2
하기의 반응식에 의해서 화합물(H-2)을 합성했다.
Figure 112008000796903-PCT00032
300ml 3구 플라스크에, 3-브로모페닐보론산 8.03g(40.0mmol), 1,4-다이아이오도벤젠 6.93g(21.0mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 0.92g(0.8mmol, 2mol%)을 넣어 용기내를 아르곤 치환했다. 또한 다이메톡시에테인 60ml, 및 2M 탄산나트륨 수용액 30ml(3eq)를 가하여, 90℃의 오일버스에서 8시간 가열 환류했다. 하룻밤 후, 톨루엔/이온교환수로 추출하고 컬럼크로마토그래피로 정제하여 중간체(a) 6.33g(수율 78%)을 수득했다.
다음으로, 300ml 3구 플라스크에, 1,6-다이브로모피렌 18.0g(50.0mmol), 페닐보론산 6.10g(50.0mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 1.16g(1.0mmol, 2mol%)을 넣어 용기내를 아르곤 치환했다. 또한 톨루엔 150ml, 및 2M 탄산나트륨 수용액 75ml(3eq)를 가하여, 100℃의 오일버스에서 8시간 가열환류했다. 하룻밤 후, 석출물을 여과하고, 여액(톨루엔 용액)을, 컬럼크로마토그래피로 정제하여 1-페닐-6-브로모피렌 11.6g(수율 64.6%)을 수득했다.
다음으로, 수득된 1-페닐6-브로모피렌 10.7g(30.0mmol)을 톨루엔 100ml/다이에틸에터 50ml 혼합용매에 용해하고, 아르곤 분위기하 -70℃에서 노말뷰틸리튬헥세인 용액(2.67M) 13.5ml(36.0mmol)를 가하여, -70℃로부터 0℃에서 1시간 교반했다. 다음으로 반응용액을 -70℃까지 냉각하여, 붕산트라이아이소프로필 20.6ml(90mmol)를 적하하여, -70℃에서 1시간 교반한 후, 실온까지 승온시켜 6시간 교반했다. 또한 반응용액에 5% 염산 100ml를 적하한 후, 실온에서 45분간 교반했다. 반응용액을 2층 분리한 후, 유기층을 포화 식염수로 세정하여, 무수황산나트륨으로 건조했다. 유기용매를 5분의 1 정도까지 감압 증류 제거후, 석출한 결정을 여과하고, 톨 루엔-노말헥세인 혼합용매, 노말헥세인으로 순차 세정하여, 1-페닐피렌-6-보론산 6.94g(수율 72%)을 수득했다.
다음으로, 100ml 3구 플라스크에, 중간체(a) 1.94g(5.0mmol), 1-페닐, 피렌-6-보론산 3.38g(10.5mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 0.23g(0.01mmol, 2mol%)을 넣어 용기내를 아르곤 치환했다. 또한 톨루엔 30ml, 및 2M 탄산나트륨 수용액 7.5ml(3eq)을 가하여, 100℃의 오일버스에서 8시간 가열환류했다. 하룻밤 후, 석출물을 여과하고 톨루엔, 메탄올, 이온교환수로 세정하여, 목적물인 H-2를 2.62g(수율 67%)을 수득했다.
계속해서 H-1 대신에 H-2를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 소자 작성을 행하여 성능 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
FD-MS C63H46에 대한 계산값=783, 실측값 m/z=783(M+,100)
실시예 3 내지 7
페닐보론산 대신에 2-나프틸보론산, 1-나프틸보론산, 4-바이페닐보론산, 4-(1-나프틸)페닐보론산 및 3-(2-나프틸)페닐보론산을 각각 이용한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 하기 구조식의 화합물 H-3 내지 H-5를 합성했다. H-1 대신에 H-3 내지 H-5 각각을 이용하여 실시예 1과 마찬가지로 소자 작성을 행하여, 성능 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112008000796903-PCT00033
실시예 8
우선, 하기의 반응식에 의해 중간체(c)를 합성했다.
Figure 112008000796903-PCT00034
300ml 3구 플라스크에, 실시예 1과 마찬가지로 합성한 3-피렌일페닐보론산 6.44g(20.0mmol), 4-브로모아이오도벤젠 5.94g(21.0mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 0.46g(0.4mmol, 2mol%)을 넣어 용기내를 아르곤 치환했다. 또한 톨루엔 60ml, 및 2M 탄산나트륨 수용액 30.0ml(3eq)를 가하여, 100℃의 오일버스에서 8시간 가열환류했다. 하룻밤 후, 석출물을 여과하고 톨루엔, 메탄올, 이온교환수로 세정하여, 목적물인 중간체(b) 7.62g(수율 88%)을 수득했다.
다음으로, 수득된 중간체(b) 7.37g(17.0mmol)을 톨루엔 50ml/다이에틸에터 50ml 혼합용매에 용해하고, 아르곤 분위기하 -70℃에서 노말뷰틸리튬헥세인 용액(2.67M) 7.6ml(20.4mmol)를 가하여, -70℃로부터 0℃에서 1시간 교반했다. 다음으로 반응용액을 -70℃까지 냉각하여, 붕산트라이아이소프로필 11.7ml(51mmol)를 적하하여, -70℃에서 1시간 교반한 후, 실온까지 승온시켜 6시간 교반했다. 또한 반응용액에 5% 염산 100ml를 적하한 후, 실온에서 45분간 교반했다. 반응용액을 2층 분리한 후, 유기층을 포화 식염수로 세정하여, 무수황산나트륨으로 건조했다. 유기용매를 5분의 1 정도까지 감압 증류 제거후, 석출한 결정을 여과하고, 톨루엔-노말헥세인 혼합용매, 노말헥세인으로 순차 세정하여, 중간체(c) 5.31g(수율 78%)을 수득했다.
다음으로 하기의 반응식에 의해서 중간체(d)를 합성했다.
Figure 112008000796903-PCT00035
다음으로, 300ml 3구 플라스크에, 실시예 2와 마찬가지로 하여 합성한 1-페닐피렌-6-보론산 3.22g(10.0mmol), 3-브로모아이오도벤젠 2.97g(10.5mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 0.23g(0.2mmol, 2mol%)을 넣어 용기내를 아르곤 치환했다. 또한 톨루엔 30ml, 및 2M 탄산나트륨 수용액 15.0ml(3eq)를 가하여, 100℃의 오일버스에서 8시간 가열환류했다. 하룻밤 후, 석출물을 여과하고 톨루엔, 메탄올, 이온교환수로 세정하여, 목적물인 중간체(d) 3.55g(수율 82%)을 수득 했다.
최후에, 중간체(c)와 중간체(d)를 다음과 같이 반응시켜 화합물(H-8)을 합성했다.
100ml 3구 플라스크에, 중간체(c) 2.09g(5.3mmol), 중간체(d) 2.17g(5.0mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 0.12g(0.1mmol, 2mol%)을 넣어 용기내를 아르곤 치환했다. 또한 톨루엔 15ml, 및 2M 탄산나트륨 수용액 7.5ml(3eq)를 가하여, 100℃의 오일버스에서 8시간 가열환류했다. 하룻밤 후, 석출물을 여과하고 톨루엔, 메탄올, 이온교환수로 세정하여, 목적물인 H-8을 2.79g(수율 79%)을 수득했다. 계속해서 H-1 대신에 H-8을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 소자 작성을 행하여 성능 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
FD-MS C63H46에 대한 계산값=708, 실측값 m/z=707(M+,100)
Figure 112008000796903-PCT00036
실시예 9 내지 14
실시예 8에 있어서 페닐보론산 대신에 바이페닐, 2-나프틸, 1-나프틸, 4-(1-나프틸)페닐, 4-(2-나프틸)페닐 및 3-(2-나프틸)의 각 보론산을 이용하여, 중간체(d)의 페닐기 대신에 각각의 아릴기를 갖는 화합물을 합성하고, 중간체(c)와 반응시킴으로써 마찬가지로 H-9 내지 H-14를 합성했다. 각각 실시예 1과 마찬가지로 소자 작성을 행하여, 성능 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112008000796903-PCT00037
실시예 15 내지 34
실시예 1 내지 15의 합성방법을 응용하여, 각종 원료를 검토함으로써 하기 구조의 화합물 H-15 내지 H-34를 합성했다. 각각 실시예 1과 마찬가지로 하여 소자 작성을 행하여, 소자 성능을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112008000796903-PCT00038
Figure 112008000796903-PCT00039
비교예 1 내지 4
하기의 반응으로 비교화합물 1 내지 4를 각각 합성하여, 각각 H-1 대신에 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자를 작성했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112008000796903-PCT00040
Figure 112008000796903-PCT00041
이와 같이 본 발명은, 특정 구조의 치환 또는 비치환의 페닐렌기를 연결기로 한 비스피렌일 화합물을 포함하는 재료로부터 발광층이 형성됨으로써, 종래의 플루오렌 결합 화합물보다 장수명화되었다. 또한, 종래 개시되어 있는 페닐렌, 바이페닐렌에 의한 비스피렌 유도체나 트라이피렌일벤젠으로서는, 비교예 2, 3 및 4와 같이 색순도가 현저히 악화되어 버리지만, 본 발명의 특정 구조의 페닐렌기에 의한 비스피렌 유도체를 이용함으로써 색순도의 악화가 방지되어, 고효율이면서 장수명으로 되는 현저한 효과가 있음을 알게 되었다. 이상의 결과로부터, 본 발명의 특정 구조의 페닐렌기를 연결기로 한 비스피렌일 유도체는 매우 우수한 발광 재료인 것이 밝혀졌다.
이상 구체적으로 설명한 바와 같이, 본 발명의 피렌 유도체를 이용한 유기 EL 소자는, 발광 효율이 높고, 장수명인 청색 발광이 얻어진다. 이 때문에, 실용성이 높은 유기 EL 소자로서 매우 유용하다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 피렌 유도체.
    화학식 1
    (A)k-(X)m-(Ar)n-(Y)p-(B)q
    [식 중, X는 치환 또는 비치환의 피렌 잔기이다.
    A 및 B는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 50의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 1 내지 50의 방향족 헤테로환기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알킬기 또는 알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알켄일기 또는 알케닐렌기이다.
    Ar은 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 50의 방향족 탄화수소기 및/또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 1 내지 50의 방향족 헤테로환기이다.
    Y는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 5 내지 50의 축합환기 및/또는 축합 헤테로환기이다.
    m은 1 내지 3의 정수,
    k 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수,
    p는 0 내지 3의 정수,
    n은 0 내지 5의 정수이다. 단, n이 2 이상인 경우는, 복수의 Ar은 같거나 다를 수도 있다.]
  2. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식 2로 표시되는 피렌 유도체.
    화학식 2
    (A)k-X-Ar1-Ar2-Ar3-Y-(B)q
    [식 중, X, A, B, Y, k 및 q는 상기와 같다.
    Ar1 내지 Ar3은 화학식 1에 있어서의 Ar과 같다.]
  3. 제 1 항에 있어서,
    화학식 1에 있어서, X-Ar, Ar-Y 및 Ar 사이의 결합 중, 적어도 하나 이상이 메타결합 또는 오쏘결합인 피렌 유도체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    화학식 2에 있어서, X-Ar1, Ar1-Ar2, Ar2-Ar3 및 Ar3-Y 사이의 결합 중, 적어도 하나 이상이 메타결합 또는 오쏘결합인 피렌 유도체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화학식 1에 있어서의 Ar 기 및/또는 화학식 2에 있어서의 Ar1 내지 Ar3 기가, 비치환의 페닐렌기인 피렌 유도체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화학식 1에 있어서의 Ar 기 및/또는 화학식 2에 있어서의 Ar1 내지 Ar3 기가, 하기의 구조를 포함하는 피렌 유도체.
    Figure 112008000796903-PCT00042
    Figure 112008000796903-PCT00043
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화학식 1 및/또는 화학식 2에 있어서, k+q≥1인 피렌 유도체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유기 전기발광 소자용 발광 재료인 피렌 유도체.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유기 전기발광 소자용 호스트 재료인 피렌 유도체.
  10. 음극과 양극사이에 적어도 발광층을 포함하는 1층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 피렌 유도체를 단독 또는 혼합물의 성분으로서 함유하는 유기 전기발광 소자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광층이, 상기 피렌 유도체를 함유하는 유기 전기발광 소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광층이, 추가로 아릴아민 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광층이, 추가로 스타이릴아민 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광층이, 추가로 인광성 금속착체를 함유하는 유기 전기발광 소자.
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WO (1) WO2007004364A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307896B1 (ko) * 2012-04-18 2013-09-13 한국화학연구원 파이렌 화합물이 도입된 전도성 고분자 및 그를 이용한 유기 태양전지

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090058270A1 (en) * 2005-09-16 2009-03-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Pyrene derivative and organic electroluminescence device making use of the same
US20090066227A1 (en) * 2005-12-20 2009-03-12 Canon Kabushiki Kaisha Organic light-emitting device
CN101473012B (zh) * 2006-06-15 2013-12-18 东丽株式会社 发光元件材料和发光元件
US8257836B2 (en) 2006-12-29 2012-09-04 E I Du Pont De Nemours And Company Di-substituted pyrenes for luminescent applications
JP2008252063A (ja) * 2007-03-07 2008-10-16 Toray Ind Inc 発光素子材料および発光素子
WO2009008205A1 (ja) * 2007-07-07 2009-01-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機エレクトロルミネッセンス素子および有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
EP2213639B1 (en) * 2007-11-19 2016-04-13 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Monobenzochrysene derivatives and their use in materials for organic electroluminescent devices
JPWO2009066666A1 (ja) 2007-11-20 2011-04-07 出光興産株式会社 高分子化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JPWO2009075203A1 (ja) 2007-12-11 2011-04-28 出光興産株式会社 高分子化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US8192848B2 (en) 2008-01-11 2012-06-05 E I Du Pont De Nemours And Company Substituted pyrenes and associated production methods for luminescent applications
KR101537521B1 (ko) * 2008-02-05 2015-07-21 주식회사 동진쎄미켐 신규한 대칭형 페닐렌계 화합물 및 이를 이용한유기발광소자
KR101529062B1 (ko) * 2008-09-05 2015-06-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 반도체 재료 및 이를 사용한 발광 소자, 발광 장치, 조명 장치 및 전자기기
JP5366505B2 (ja) 2008-11-06 2013-12-11 キヤノン株式会社 インデノピレン化合物及びこれを用いた有機発光素子
US8759818B2 (en) 2009-02-27 2014-06-24 E I Du Pont De Nemours And Company Deuterated compounds for electronic applications
KR101582707B1 (ko) 2009-04-03 2016-01-05 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 전기활성 재료
TW201111326A (en) 2009-09-29 2011-04-01 Du Pont Deuterated compounds for luminescent applications
US8716700B2 (en) 2009-10-29 2014-05-06 E I Du Pont De Nemours And Company Organic light-emitting diodes having white light emission
US8716699B2 (en) * 2009-10-29 2014-05-06 E I Du Pont De Nemours And Company Organic light-emitting diodes having white light emission
KR101142207B1 (ko) * 2009-12-03 2012-05-08 한국화학연구원 파이렌 화합물이 도입된 전도성 고분자 및 그를 이용한 유기 태양전지
WO2011068305A2 (ko) * 2009-12-03 2011-06-09 한국화학연구원 파이렌 화합물이 도입된 전도성 고분자 및 그를 이용한 유기 태양전지
JP6132470B2 (ja) 2011-04-12 2017-05-24 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子、該素子に用いる化合物および有機電界発光素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5979947B2 (ja) 2011-04-12 2016-08-31 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子、該素子に用いる化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
CN103814453B (zh) 2011-09-16 2016-12-28 东丽株式会社 发光元件材料及发光元件
JP6469579B2 (ja) 2012-10-31 2019-02-13 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子
KR101716069B1 (ko) 2012-11-12 2017-03-13 메르크 파텐트 게엠베하 전자 소자용 재료
KR20140087828A (ko) * 2012-12-31 2014-07-09 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2014106523A1 (de) 2013-01-03 2014-07-10 Merck Patent Gmbh Elektronische vorrichtung
JP2016506414A (ja) 2013-01-03 2016-03-03 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子のための材料
WO2014200243A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 Sk Chemicals Co., Ltd. Compound for organic electroluminescent device and organic electroluminescent device including the same
CN107108578A (zh) 2015-01-30 2017-08-29 默克专利有限公司 电子器件的材料
JPWO2016133058A1 (ja) * 2015-02-18 2017-11-30 Tdk株式会社 電界発光素子
US20190040034A1 (en) 2016-02-05 2019-02-07 Merck Patent Gmbh Materials for electronic devices
TWI764942B (zh) 2016-10-10 2022-05-21 德商麥克專利有限公司 電子裝置
DE102017008794A1 (de) 2016-10-17 2018-04-19 Merck Patent Gmbh Materialien zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen
WO2018083053A1 (de) 2016-11-02 2018-05-11 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische vorrichtungen
KR20230121632A (ko) 2016-11-08 2023-08-18 메르크 파텐트 게엠베하 전자 소자용 화합물
TW201833118A (zh) 2016-11-22 2018-09-16 德商麥克專利有限公司 用於電子裝置之材料
TWI761406B (zh) 2016-12-22 2022-04-21 德商麥克專利有限公司 電子裝置用材料
JP7069184B2 (ja) 2017-02-02 2022-05-17 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子デバイス用材料
WO2018157981A1 (de) 2017-03-02 2018-09-07 Merck Patent Gmbh Materialien für organische elektronische vorrichtungen
KR102585423B1 (ko) 2017-04-25 2023-10-05 메르크 파텐트 게엠베하 전자 디바이스용 화합물
TW201920343A (zh) 2017-06-21 2019-06-01 德商麥克專利有限公司 電子裝置用材料
KR20200020841A (ko) 2017-06-23 2020-02-26 메르크 파텐트 게엠베하 유기 전계발광 디바이스용 재료
EP3645766A1 (en) 2017-06-26 2020-05-06 Merck Patent GmbH Homogeneous mixtures
KR20240059634A (ko) 2017-06-28 2024-05-07 메르크 파텐트 게엠베하 전자 디바이스용 재료
JP7413252B2 (ja) 2017-07-28 2024-01-15 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子デバイスに使用するためのスピロビフルオレン誘導体
CN118405982A (zh) 2017-09-08 2024-07-30 默克专利有限公司 用于电子器件的材料
TWI815831B (zh) 2017-11-23 2023-09-21 德商麥克專利有限公司 用於電子裝置之材料
JP2021506822A (ja) 2017-12-15 2021-02-22 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネッセントデバイスに使用するための置換芳香族アミン
EP3728275B1 (en) 2017-12-20 2024-09-04 Merck Patent GmbH Heteroaromatic compounds
CN111819167A (zh) 2018-03-16 2020-10-23 默克专利有限公司 用于有机电致发光器件的材料
JP7325731B2 (ja) 2018-08-23 2023-08-15 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
US20220127286A1 (en) 2019-03-04 2022-04-28 Merck Patent Gmbh Ligands for nano-sized materials
KR20240075872A (ko) 2021-09-28 2024-05-29 메르크 파텐트 게엠베하 전자 디바이스용 재료
WO2023052275A1 (de) 2021-09-28 2023-04-06 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische vorrichtungen
CN118056486A (zh) 2021-09-28 2024-05-17 默克专利有限公司 用于电子器件的材料
EP4410074A1 (de) 2021-09-28 2024-08-07 Merck Patent GmbH Materialien für elektronische vorrichtungen
EP4437814A1 (de) 2021-11-25 2024-10-02 Merck Patent GmbH Materialien für elektronische vorrichtungen
KR20240128020A (ko) 2021-12-21 2024-08-23 메르크 파텐트 게엠베하 중수소화 유기 화합물의 제조 방법
CN118647604A (zh) 2022-02-14 2024-09-13 默克专利有限公司 用于电子器件的材料
CN114573828B (zh) * 2022-03-18 2023-03-31 浙江工业大学 具有bcu网络结构的芘基三维共价有机框架化合物及其制备与应用
WO2023222559A1 (de) 2022-05-18 2023-11-23 Merck Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von deuterierten organischen verbindungen
WO2024013004A1 (de) 2022-07-11 2024-01-18 Merck Patent Gmbh Materialien für elektronische vorrichtungen
WO2024133048A1 (en) 2022-12-20 2024-06-27 Merck Patent Gmbh Method for preparing deuterated aromatic compounds
WO2024170605A1 (en) 2023-02-17 2024-08-22 Merck Patent Gmbh Materials for organic electroluminescent devices

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2658463B2 (ja) 1989-12-28 1997-09-30 カシオ計算機株式会社 自動演奏装置
JP2988819B2 (ja) 1993-12-24 1999-12-13 シャープ株式会社 回路内蔵受光素子の作製方法
JP3724833B2 (ja) 1995-03-06 2005-12-07 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3949363B2 (ja) * 1999-10-26 2007-07-25 富士フイルム株式会社 芳香族縮環化合物、発光素子材料およびそれを使用した発光素子
JP3870102B2 (ja) * 2001-02-22 2007-01-17 キヤノン株式会社 有機発光素子
AU2002317506A1 (en) * 2001-07-11 2003-01-29 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light-emitting device and aromatic compound
JP2003347056A (ja) 2002-05-30 2003-12-05 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子
JP4338367B2 (ja) 2002-07-11 2009-10-07 三井化学株式会社 化合物、有機電界発光素子用材料および有機電界発光素子
WO2004018588A1 (ja) * 2002-07-19 2004-03-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機発光媒体
JP2004075567A (ja) 2002-08-12 2004-03-11 Idemitsu Kosan Co Ltd オリゴアリーレン誘導体及びそれを利用した有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3902993B2 (ja) 2002-08-27 2007-04-11 キヤノン株式会社 フルオレン化合物及びそれを用いた有機発光素子
TW593624B (en) 2002-10-16 2004-06-21 Univ Tsinghua Aromatic compounds and organic LED
JP4846982B2 (ja) * 2004-01-26 2011-12-28 三井化学株式会社 アントラセン化合物、および該アントラセン化合物を含有する有機電界発光素子
CN1960957A (zh) * 2004-05-27 2007-05-09 出光兴产株式会社 不对称芘衍生物以及使用该衍生物的有机电致发光器件
JP2006176494A (ja) * 2004-11-25 2006-07-06 Kyoto Univ ピレン系化合物及びこれを用いた発光トランジスタ素子及びエレクトロルミネッセンス素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307896B1 (ko) * 2012-04-18 2013-09-13 한국화학연구원 파이렌 화합물이 도입된 전도성 고분자 및 그를 이용한 유기 태양전지

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