KR20090014117A - 유기 전계 발광 소자용 화합물 및 유기 전계 발광 소자용조성물, 및 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 전계 발광 소자용 화합물 및 유기 전계 발광 소자용조성물, 및 유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20090014117A
KR20090014117A KR1020080075666A KR20080075666A KR20090014117A KR 20090014117 A KR20090014117 A KR 20090014117A KR 1020080075666 A KR1020080075666 A KR 1020080075666A KR 20080075666 A KR20080075666 A KR 20080075666A KR 20090014117 A KR20090014117 A KR 20090014117A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compound
organic
organic electroluminescent
light emitting
emitting layer
Prior art date
Application number
KR1020080075666A
Other languages
English (en)
Inventor
미쯔루 우에다
비니크 프로마라크
신지 안도
마사아끼 가끼모또
데루아끼 하야까와
게 지위
도시유끼 아끼이께
Original Assignee
고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸
제이에스알 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸, 제이에스알 가부시끼가이샤 filed Critical 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸
Publication of KR20090014117A publication Critical patent/KR20090014117A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C09K2211/1037—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom with sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 습식법에 의해서 간이하게 박막을 형성할 수 있고, 유기 전계 발광 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고 함)용 발광 재료로서 바람직하게 이용되는 유기 EL 소자용 화합물 및 유기 EL 소자용 조성물의 제공, 및 발광 특성 및 내구성이 우수한 유기 EL 소자의 제공에 관한 것이다.
본 발명의 유기 EL 소자용 화합물은 특정한 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 유기 EL 소자용 조성물은 상기 화합물을 포함하는 성분 100 질량부와, 인광 발광성 화합물을 포함하는 성분 1 내지 20 질량부와, 유기 용제 100 내지 10,000 질량부를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하고, 유기 EL 소자는 상기 화합물에 의해 형성된 정공 주입 수송층, 전자 주입 수송층 및 발광층 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 한다.
유기 전계 발광 소자, 정공 주입 수송층, 전자 주입 수송층, 발광층, 투명 기판, 직류 전원, 정공 저지층

Description

유기 전계 발광 소자용 화합물 및 유기 전계 발광 소자용 조성물, 및 유기 전계 발광 소자{COMPOUND FOR USE IN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND COMPOSITION FOR USE IN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE, AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 이용되는 유기 전계 발광 소자용 화합물 및 유기 전계 발광 소자용 조성물, 및 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고 함)는 직류 전압에 의해서 구동하는 것이 가능한 것, 자기 발광 소자이므로 시야각이 넓어 시인성이 높은 것, 응답 속도가 빠른 것 등의 우수한 특성을 갖기 때문에, 차세대의 표시 소자로서 기대되어 있고, 그 연구가 활발히 행해지고 있다.
이러한 유기 EL 소자로서는, 양극과 음극의 사이에 유기 재료를 포함하는 발광층이 형성된 단층 구조의 것과, 양극과 발광층의 사이에 정공 수송층을 갖는 구조의 것, 음극과 발광층의 사이에 전자 수송층을 갖는 것 등의 다층 구조의 것이 알려져 있다. 이들 유기 EL 소자는 모두 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 발광층에서 재결합함으로써 발광한다.
종래, 양극과 발광층 사이에 정공 수송층을 가짐과 동시에 음극과 발광층 사이에 전자 수송층을 갖는 다층 구조의 유기 EL 소자에 있어서는, 정공 수송층 및 전자 수송층의 구성 재료로서 각각 바람직한 것, 구체적으로는, 정공 수송층의 구성 재료로서 바람직한 정공 수송성을 갖는 저분자 결정성 재료, 또한 전자 수송층의 구성 재료로서 바람직한 전자 수송성을 갖는 저분자 결정성 재료로, 서로 다른 특성을 갖는 것을 이용함으로써 고효율화가 도모되고 있다.
여기서, 전자 수송성을 나타내는 저분자 결정성 재료로서는, 예를 들면 BND (2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-옥사디아졸)을 들 수 있다(도 3에 B3LYP형 범함수를 이용한 밀도 범함수법에 의해 계산된 BND의 LUMO 및 HOMO의 형상을 도시함). 또한, 상기 BND에서의 B3LYP형 범함수를 이용한 밀도 범함수법에 의해 계산된 최저 비점유 궤도(LUMO)의 궤도 에너지치는 -2.16 eV이고, 최고 점유 궤도(HOMO)의 궤도 에너지치는 -5.95 eV이다.
유기 EL 소자에 있어서, 음극으로부터 주입된 전자는 주로 전자 수송층을 구성하는 분자의 LUMO의 분자간 중첩을 따라서 이동하게 되는데, BND와 같은 전자 수송성을 갖는 재료의 LUMO는 일반적으로 분자 내에 퍼지고 비국재화된 π* 궤도이고, 그의 에너지 순위가 저하(전자 친화력이 상승)됨으로써 전자의 주입 효율과 전자 수송성이 높아지는 것이 알려져 있다. 실제로, BND의 LUMO는 정공 수송성을 갖는 재료에 관한 분자의 LUMO에 비하여 저하되어 있는 한편, BND의 HOMO의 분포 형상도 전형적인 π 궤도로서 그 분포의 범위(넓이)는 LUMO와 거의 일치하고 있다.
한편, 정공 수송성을 갖는 저분자 결정성 재료로서는, 예를 들면 α-NPD([N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘])을 들 수 있다(도 4에 B3LYP형 범함수를 이용한 밀도 범함수법에 의해 계산된 α-NPD의 LUMO 및 HOMO의 형상을 도시함). 또한, 상기 α-NPD에서의, B3LYP형 범함수를 이용한 밀도 범함수법에 의해 계산된 LUMO의 궤도 에너지치는 -1.35 eV이고, HOMO의 궤도 에너지치는 -4.99 eV이다.
유기 EL 소자에 있어서, 양극으로부터 주입된 정공은 주로 정공 수송층을 구성하는 분자의 HOMO 궤도의 분자간 중첩을 따라서 이동하게 되는데, α-NPD와 같은 정공 수송성을 갖는 재료의 HOMO는 일반적으로 분자 내에 퍼지고 비국재화된 π 궤도이고, 그의 에너지 순위가 상승(이온화 포텐셜이 저하)됨으로써 정공의 주입 효율과 정공 수송성이 높아지는 것이 알려져 있다. 실제로, α-NPD의 HOMO의 분포 형상은 전형적인 π 궤도로서 그 분포의 범위(넓이)는 LUMO와 거의 일치하고 있다.
상기한 바와 같이, 정공 수송층 및 전자 수송층의 구성 재료는 각각 상반되는 특성이 요구되고 있기 때문에, 정공 수송층과 전자 수송층을 동일 구성 재료를 이용하여 형성하는 것은 곤란하게 되어 있다. 특히, 정공 수송층 및 전자 수송층을 동일한 재료에 의해서 구성하는 것이 곤란한 이유로서는, 전자 수송성을 나타내는 BND 등의 재료와 정공 수송성을 나타내는 α-NPD 등의 재료 중의 어느 쪽에서도 HOMO와 LUMO의 분포 형상이 분자 전체에서 크게 중첩되어 있고, 더구나 HOMO로부터 LUMO로의 일전자 천이가 진동자 강도가 큰 허용 천이인 점을 들 수 있다. 시간 의존의 밀도 범함수법(TD-DFT) 계산에 따르면, BND의 최저 에너지 일전자 여기는 HOMO로부터 LUMO로의 천이(파장: 370 ㎚, 진동자 강도: 0.479)이고, 또한 α-NPD의 최저 에너지 일전자 여기도 HOMO로부터 LUMO로의 천이(파장: 399 nm, 진동자 강도: 0.319)인 점에서, 유기 화합물에 있어서 HOMO와 LUMO가 공간적으로 크게 중첩되어 있고, 더구나 그 사이의 일전자 천이가 허용된 경우에는, 전자와 정공은 그의 화합물 내 또는 그의 화합물의 집합체가 형성하는 에너지 밴드 내에서 재결합할 확률이 높아져서, 결과적으로, 분자의 여기 에너지가 유기 EL 소자의 발광층의 구성 재료인 인광 발광성 재료까지 효율적으로 전달되기 어려워진다고 생각된다. 반대로, HOMO로부터 LUMO로의 일전자 천이에 있어서의 진동 강도가 제로(금제 천이) 또는 매우 낮은 경우에는, 무복사 실활의 확률이 높아지기 때문에, 유기 EL 소자용의 재료로서 바람직한 것은 아니라고 생각된다.
또한, 유기 EL 소자에 있어서는, 그의 발광층이 높은 발광 효율을 갖는 것인 것이 요구되고 있다. 그리고 최근에는, 높은 발광 효율을 실현하기 위해서, 여기 일중항 상태로부터 기저 상태로의 형광 발광이 아니라, 우선 여기 일중항 상태로부터 여기 삼중항 상태로의 에너지 이동을 야기하고, 그 후에 발생되는 기저 상태로의 에너지 완화, 즉 인광 발광을 이용하는 것이 시도되고 있다.
구체적으로, 이러한 구성을 갖는 인광 발광성 유기 EL 소자에 따르면, 종래부터 유기 EL 소자의 외부 양자 효율의 한계치라고 생각되고 있었던 5％를 초과하여, 8％의 외부 양자 효율이 얻어지는 것이 보고되어 있다(예를 들면, 하기 비특허 문헌 1 참조).
상기 인광 발광성 유기 EL 소자는 일반적으로 녹색이나 청색의 발광이 얻어 지는 것인데, 아직 충분한 내구성, 즉 상온 동작 조건에 있어서의 소자 수명을 갖는 것이 얻어지지 않았다라는 문제가 있다.
또한, 상기 인광 발광성 유기 EL 소자는, 진공감압 하에서의 증착법 등의 건식 제막법(이하, 「건식법」이라고 함)에 의해서 형성되는 것이 일반적인데, 이 건식법은 면적이 넓은 층을 형성하는 데에 한계가 있는 점에서, 특히 대형 기판에 적용한 경우에 높은 생산성이 얻어지지 않기 때문에, 대면적의 박막을 용이하게 형성할 수 있는 습식 제막법(이하, 「습식법」이라고 함)에 대응한 재료가 요망되고 있다.
그렇게 하여, 여기 삼중항 상태를 이용한 고분자 재료를 포함하는 인광 발광성 유기 EL 소자로서, 예를 들면 유기 이리듐 착체 화합물과 폴리비닐카르바졸의 혼합물을 포함하는 조성물을 발광층의 형성 재료로서 이용하고, 발광층이 습식법에 의해서 형성되어 이루어지는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 1 참조).
그러나, 상기 인광 발광성 유기 EL 소자는 장기간의 내구성이 얻어지지 않는다라는 문제가 있다.
[비특허 문헌 1] 「어플라이드 피직스 레터즈(Applied Physics Letters)」, 1999년, 제75권, p.4
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-257076호 공보
본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 본 발명자들이 연구를 거듭한 결과, 하나의 재료가 전자 수송성과 정공 수송성을 겸비하기 위한 조건으로서, (a) HOMO와 LUMO의 분포 형상에 있어서, 양자의 공간적인 중첩이 가능한 한 작을 것, (b) 분자 내의 복수의 방향족환이 공평면이 아니라 비틀어진 구조를 갖고, HOMO와 LUMO의 분리가 강화되어 있을 것, (c) HOMO로부터 LUMO로의 일전자 여기가 금제가 아니라 허용 천이일 것, 및 (d) 전자 수송성과 정공 수송성의 균형 및 가시 영역에서의 투명성을 확보하기 위해서 HOMO와 LUMO는 각각 적절한 에너지 레벨에 있을 것을 요하는 분자 설계 지침을 발견하고, 또한 상기 조건을 만족시키는 화합물을 구축함으로써 이루어진 것이다. 그 목적은, 습식법에 의해서 간이하게 박막을 형성할 수 있고, 또한 정공 수송성 및 전자 수송성을 모두 갖고, 유기 EL 소자용의 발광 재료로서 바람직하게 이용되는 유기 EL 소자용 화합물 및 유기 EL 소자용 조성물을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 발광 특성 및 내구성이 우수한 유기 EL 소자를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 유기 EL 소자용 화합물은 하기 화학식 (I)로 표시되는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
<화학식 (I)>
Figure 112008055743871-PAT00001
[Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 그의 구조 내에 방향환, 축합환 및 복소환 중 어느 하나를 함유하는 2가의 유기기를 나타내고, n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 또는 1임]
본 발명의 유기 EL 소자용 조성물은 상기 유기 EL 소자용 화합물을 포함하는 성분 100 질량부와, 인광 발광성 화합물을 포함하는 성분 1 내지 20 질량부와, 유기 용제 100 내지 10,000 질량부를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 EL 소자는 상기 유기 EL 소자용 화합물에 의해 형성된 정공 주입 수송층, 전자 주입 수송층 및 발광층 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인광 발광성 유기 EL 소자는 상기 유기 EL 소자용 화합물과 인광 발광성 화합물을 포함하는 발광층을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인광 발광성 유기 EL 소자에서는, 발광층이 상기 유기 EL 소자용 조성물을 이용함으로써 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자용 화합물은, 건식법 및 습식법 중의 어느 수법에 의해서도 간이하게 박막을 형성할 수 있고, 또한 양호한 전자 수송성 및 정공 수송성을 가짐과 동시에, 양호한 발광 특성을 갖기 때문에, 유기 EL 소자용 재료로서 유용한 것이다.
본 발명의 유기 EL 소자용 조성물에 따르면, 습식법에 의해서 용이하게 박막을 형성할 수 있고, 또한 그의 제1 구성 성분으로서, 인광 발광성 화합물을 함유함과 함께, 제2 구성 성분으로서 상기 유기 EL 소자용 화합물을 함유하여 이루어지는 것이기 때문에, 우수한 발광 특성 및 내구성을 갖는 유기 EL 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자에 따르면, 상기 유기 EL 소자용 화합물을 정공 주입 수송층, 전자 주입 수송층 및 발광층 중 어느 하나의 구성 재료로서 이용함으로써, 양호한 발광 특성과 동시에, 우수한 내구성을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 인광 발광성 유기 EL 소자에 따르면, 상기 유기 EL 소자용 화합물을 인광 발광성 화합물과 동시에 발광층의 구성 재료로서 이용함으로써, 인광 발광에 의한 우수한 발광 특성과 동시에, 우수한 내구성을 얻을 수 있다.
상기 인광 발광성 유기 EL 소자는 상기 유기 EL 소자용 조성물을 이용하여 발광층을 형성함으로써 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관해서 상세히 설명한다.
<유기 EL 소자용 화합물>
본 발명의 유기 EL 소자용 화합물은, 상기 화학식 (I)로 표시되는 것으로서, 유기 EL 소자용 재료로서 유용한 것이다.
화학식 (I)에 있어서, Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 그의 구조 내에 방향환, 축합환 및 복소환 중 어느 하나를 함유하는 2가의 유기기를 나타내고, 이들 Ar1 내지 Ar5는 그의 전부가 동일한 것일 수도 서로 다른 것일 수도 있고, 또한 그의 일부가 동일한 것일 수도 있다.
또한, 화학식 (I)에 있어서의 n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 또는 1인데, n1만이 1, 또는 n1 및 n2만이 1인 것이 바람직하다.
기 Ar1 내지 Ar5를 나타내는 2가의 유기기로서는, 예를 들면 페닐렌기, 톨릴렌기 등의 방향환, 축합환 및, 예를 들면 티오펜기 등의 복소환을 그의 구성 중에 포함하는 것으로서, 구체적으로는, 예를 들면 하기 화학식 (i-1) 내지 화학식 (i-5)로 표시되는 기 등을 들 수 있다.
Figure 112008055743871-PAT00002
또한, 화학식 (I)에 있어서는, 황 원자를 포함하는 축합 복소환(이하, 「황 원자 함유 복소환」이라고도 함)에 기 Ar1 내지 기 Ar5 및 카르바졸기를 포함하는 복합기(이하, 「카르바졸 복합기」라고도 함)가 2개 결합되어 있는데, 이 2개의 카르바졸 복합기는, 각각 황 원자 함유 복소환에 있어서의 위치 번호 3 및 6의 탄소 원자에 결합되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자용 화합물의 바람직한 구체예로서는, 하기 화학식 (I-1) 내지 화학식 (I-6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
이들 화합물 중에서는, 특히 화학식 (I-1)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure 112008055743871-PAT00003
본 발명의 유기 EL 소자용 화합물은, 진공증착법 등의 건식법에 의해서 용이하게 막을 형성할 수 있음과 함께, 용제에 대한 우수한 용해성이 얻어져, 박막을 형성하기 위한 도포액을 용이하게 제조할 수 있기 때문에, 상기 도포액에 의해서 간이하게 박막을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 유기 EL 소자용 화합물은 높은 박막 형성능을 갖는 것인 점에서도 유기 EL 소자용 재료로서 유용한 것이다.
구체적으로는, 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물은, 그의 전자 상태에 기인하여 양호한 전자 수송성 및 정공 수송성을 모두 갖는 것인 점에서, 예를 들면 유기 EL 소자의 정공 주입 수송층 및 전자 주입 수송층을 구성하는 재료로서 바람직하게 사용할 수 있음과 함께, 호스트 화합물로서 후술된 인광 발광성 화합물과 조합함으로써, 인광 발광성 유기 EL 소자의 발광층을 구성하는 재료로서도 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기 EL 소자용 화합물은, 그것 자체가 양호한 발광 특성을 갖기 때문에, 단독으로 유기 EL 소자의 발광층을 구성하는 발광 재료로서도 바람직하게 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물을 유기 EL 소자용 재료로 하는 경우에는, 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
여기서, 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물은, (a) HOMO와 LUMO의 분포 형상에 있어서, 양자의 공간적인 중첩이 가능한 한 작을 것, (b) 분자 내의 복수의 방향족환이 공평면이 아니라 비틀어진 구조를 갖고, HOMO와 LUMO의 분리가 강화되어 있을 것, (c) HOMO로부터 LUMO로의 일전자 여기가 금제가 아니라 허용 천이일 것, 및 (d) 전자 수송성과 정공 수송성의 균형 및 가시 영역에서의 투명성을 확보하기 위해서 HOMO와 LUMO는 각각 적절한 에너지 레벨에 있을 것을 조건으로 하는 분자 설계 지침을 만족시키는 것으로서, 이러한 상기 분자 설계 지침에 기초하여 구축된 화합물군은, HOMO와 LUMO가 그 분포 형상과 일전자 여기 상태에 있어서 거의 분리되어 있고, 그 결과, HOMO로부터 LUMO로의 천이가 분자 내를 전자가 이동하는 천이로 되는 것을 특징으로 하는 「프론티어 분리형 유기 EL 화합물」이다.
즉, 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물은 프론티어 분리형 유기 EL 화합물의 분자 설계 지침을 만족시키는 것이고, 전자 수송성이 우수한 부위와 정공 수송성이 우수한 부위를 갖고, 또한 이들이 1개의 분자 내에서 융합되어 이루어지는 화합물이다. 보다 구체적으로는, 전자 수송성 부위로서 술포닐기를 갖는 플루오렌 골격(이하, 「SO2F1부」라고 함)를, 또한 정공 수송성 부위로서 N-페닐카르바졸 골격(이하, 「PCar부」라고 함)를 선택하고, SO2F1부에 관한 LUMO와 PCar부에 관한 HOMO가 공간적으로 분리되는 분자 설계를 행함으로써 얻어진 것이다.
이하에 있어서, 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물의 구체예를 기술하여 설명한다.
하기 화학식 (I-7)에 나타내는 화합물은, SO2F1부와 PCar부가 직접 결합한 화합물(이하, 「DBTSO2-1」이라고 함)이고, LUMO가 -2.40 eV이고 HOMO가 -5.95 eV이다. 직접 결합으로서는 HOMO와 LUMO의 분포 형상이 페닐기 주변에서 중첩되어 있고, HOMO로부터 LUMO로의 일전자 천이는 허용 천이이지만, 그의 진동자 강도는 낮다(천이 파장: 410 nm, 진동자 강도: 0.033).
상기 화학식 (I-1)에 나타내는 화합물은, SO2F1부와 PCar부가 1개의 벤젠환을 통해 결합한 화합물(이하, 「DBTSO2-2」라고 함)이고, LUMO가 -2.38 eV이고 HOMO가 -5.78 eV이다. 상기 DBTSO2-2는 HOMO와 LUMO의 분포 형상의 중첩이 DBTSO2-1에 비하여 상대적으로 억제되어 있고, 더구나 HOMO로부터 LUMO로의 일전자 천이는 허용 천이(파장: 407 nm, 진동자 강도: 0.145)이다. DBTSO2-1에 비하여 HOMO로부터 LUMO로의 천이의 진동자 강도가 현저히 향상되어 있으므로, 이것은 「 프론티어 분리형」이다. 도 1에 B3LYP형 범함수를 이용한 밀도 범함수법에 의해 계산된 LUMO 및 HOMO의 형상을 도시한다.
상기 화학식 (I-3)에 나타내는 화합물은, SO2F1부와 PCar부가 비페닐 골격을 통해 결합한 화합물(이하, 「DBTSO2-3」이라고 함)이고, LUMO가 -2.36 eV이고 HOMO가 -5.69 eV이다. 상기 DBTSO2-3은, HOMO와 LUMO의 분포 형상의 중첩이 DBTSO2-2에 비하여 억제되어 있고, HOMO로부터 LUMO로의 일전자 천이가 허용 천이이고, 더구나 그의 진동자 강도가 크다(파장: 405 nm, 진동자 강도: 0.187). 따라서, 이 분자도 거의 완전한 「프론티어 분리형」이라 할 수 있다.
하기 화학식 (I-8)에 나타내는 화합물은, SO2F1부와 PCar부가 티오펜 골격을 통해 결합한 화합물(이하, 「DBTSO2-4」라고 함)이고, LUMO가 -2.53 eV이고 HOMO가 -5.89 eV이다. 상기 DBTSO2-4는, HOMO와 LUMO의 분포 형상의 중첩이 DBTSO2-2에 비하여 억제되어 있고, HOMO로부터 LUMO로의 일전자 천이가 허용 천이이고, 더구나 그의 진동자 강도가 매우 크다(파장 419 nm, 진동자 강도: 0.231). 따라서, 이 분자도 거의 완전한 「프론티어 분리형」이라 할 수 있다.
Figure 112008055743871-PAT00004
<유기 EL 소자용 조성물>
본 발명의 유기 EL 소자용 조성물은, 상기 유기 EL 소자용 화합물을 포함하는 성분(이하, 「유기 EL 소자용 화합물 성분」이라고도 함) 100 질량부와, 인광 발광성 화합물을 포함하는 성분(이하, 「발광 성분」이라고도 함) 1 내지 20 질량부와, 유기 용제 100 내지 10,000 질량부를 함유하여 이루어지는 것이다.
발광 성분을 구성하는 인광 발광성 화합물로서는, 유기 이리듐 착체 화합물, 유기 백금 착체 화합물, 유기 팔라듐 착체 화합물, 유기 루비듐 착체 화합물, 유기 오스뮴 착체 화합물, 유기 레늄 착체 화합물 등을 들 수 있고, 이들 중에서, 특히 유기 이리듐 착체 화합물이 바람직하다.
유기 이리듐 착체 화합물로서는, 예를 들면 이리듐과, 2-페닐피리딘, 3-페닐피리딘, 2-페닐피리미딘, 4-페닐피리미딘, 5-페닐피리미딘, 비피리딜, 1-페닐피라 졸, 2-페닐퀴놀린, 2-페닐벤조티아졸, 2-페닐-2-옥사졸린, 2,4-디페닐-1,3,4-옥사디아졸, 5-페닐-2-(4-피리딜)-1,3,4-옥사디아졸이나, 이들의 유도체 등의 질소 원자 함유 방향족 화합물의 착체 화합물을 들 수 있다.
이러한 유기 이리듐 착체 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 하기 화학식 (1) 내지 화학식 (6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112008055743871-PAT00005
상기 화학식 (1) 내지 화학식 (6)에 있어서, R1은 불소 원자, 트리플루오로 메틸기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 포함하는 치환기를 나타내고, 서로 동일한 것이거나 서로 다른 것일 수 있다. x는 0 내지 4의 정수이고, y는 0 내지 3의 정수이고, z는 0 내지 2의 정수이다.
이상에 있어서, 치환기 R1에 관한 탄소수 1 내지 20의 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-헥실기, n-옥틸기 등을 들 수 있다.
또한, 치환기 R1에 관한 탄소수 6 내지 20의 아릴기의 구체예로서는, 페닐기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, 2,3-크실릴기, 2,4-크실릴기, 2,5-크실릴기, 2,6-크실릴기, 3,4-크실릴기, 3,5-크실릴기, 4-비페닐기, 1-나프틸기 등을 들 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자용 조성물에 있어서, 유기 이리듐 착체 화합물로서는 화학식 (1)에 있어서 x가 0인 이리듐 착체 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자용 조성물에 있어서의 발광 성분의 함유 비율은, 유기 EL 소자용 화합물 성분 100 질량부에 대하여 1 내지 20 질량부이고, 바람직하게는 1 내지 10 질량부이다.
발광 성분의 비율이 과대하고 복수의 발광 분자가 공간적으로 근접한 경우에는, 발광 휘도가 도리어 감소되는 농도 소광의 현상이 생길 우려가 있다.
유기 용제는, 유기 EL 소자용 화합물 성분을 구성하는 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물과, 발광 성분을 구성하는 인광 발광성 화합물을 용해시키고, 이에 따 라, 유기 EL 소자용 화합물 성분과 발광 성분을 함유하는 용액을 제조하기 위한 것이다.
유기 용제로서는, 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물 및 인광 발광성 화합물을 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 그 구체예로서는, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 클로로포름, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 1-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드류나, 2-헵타논, 시클로헥사논, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 락트산에틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 아니솔 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
이 중에서는, 균일한 두께를 갖는 박막을 얻기 쉬운 점에서, 적합한 증발 속도를 갖는 것, 구체적으로는 비점이 70 내지 200℃ 정도인 유기 용제를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자용 조성물에 있어서의 유기 용제의 함유 비율은, 유기 EL 소자용 화합물 성분 및 발광 성분의 종류에 따라서 다르지만, 유기 EL 소자용 화합물 성분 100 질량부에 대하여 100 내지 10,000 질량부이다.
본 발명의 유기 EL 소자용 조성물에는, 필요에 따라서, 예를 들면 전하 수송성 화합물이나 정공 수송성 화합물 등의 임의의 첨가물을 가할 수 있다.
전하 수송성 화합물의 구체예로서는, 하기 화학식 (A-1) 내지 화학식 (A-10)으로 표시되는 전하 수송성을 갖는 화합물, 하기 화학식 (B-1) 내지 화학식 (B-20) 으로 표시되는 전자 수송성을 갖는 화합물, 또한 정공 수송성 화합물로서 하기 화학식 (C-1) 내지 화학식 (C-34)로 표시되는 정공 수송성을 갖는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112008055743871-PAT00006
Figure 112008055743871-PAT00007
여기서, 화학식 (B-16)에 있어서, R2는 하기 화학식 (가) 내지 화학식 (다)로 표시되는 것 중의 어느 하나의 기를 나타낸다.
Figure 112008055743871-PAT00008
Figure 112008055743871-PAT00009
Figure 112008055743871-PAT00010
Figure 112008055743871-PAT00011
여기서, 화학식 (C-12)에 있어서, m은 1 이상의 정수를 나타낸다.
Figure 112008055743871-PAT00012
Figure 112008055743871-PAT00013
본 발명의 유기 EL 소자용 재료 조성물에 있어서의 전하 수송성 화합물의 함유량은, 유기 EL 소자용 화합물 성분 100 질량부에 대하여, 0 내지 200 중량부인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0 내지 100 중량부이다.
이러한 유기 EL 소자용 조성물을 이용함으로써, 충분히 높은 휘도로 발광하여, 양호한 내구성을 구비한 발광층을 갖는 인광 발광성 유기 EL 소자를 얻을 수 있고, 더구나 상기 발광층을 습식법에 의해 간이하게 형성할 수 있다.
상기 유기 EL 소자용 조성물에 의해서 발광층을 형성하는 방법으로서는, 상기 유기 EL 소자용 조성물을 적절한 기체의 표면에 도포한 후, 유기 용제를 제거함으로써 형성할 수 있다.
유기 EL 소자용 조성물 용액을 도포하는 방법으로서는, 예를 들면 회전 도포(스핀 코팅)법, 침지법, 롤 코팅법, 잉크젯법, 인쇄법 등의 적절한 방법을 채용할 수 있다.
형성되는 발광층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 10 내지 200 nm, 바람직하게는 30 내지 100 nm의 범위에서 선택된다.
<유기 EL 소자>
도 2는 본 발명의 유기 EL 소자의 구성의 일례를 도시하는 설명용 단면도이다.
상기 예의 유기 EL 소자는, 투명 기판 (1) 상에, 정공을 공급하는 전극인 양극 (2)가, 예를 들면 투명 도전막에 의해 설치되고, 이 양극 (2) 상에 정공 주입 수송층 (3)이 설치되고, 이 정공 주입 수송층 (3) 상에 발광층 (4)가 설치되고, 이 발광층 (4) 상에 정공 저지(홀 블록)층 (8)이 설치되고, 이 정공 저지층 (8) 상에 전자 주입 수송층 (5)가 설치되고, 이 전자 주입 수송층 (5) 상에 전자를 공급하는 전극인 음극 (6)이 설치된다. 그리고, 양극 (2) 및 음극 (6)은 직류 전원 (7)에 전기적으로 접속된다.
상기 유기 EL 소자에 있어서, 투명 기판 (1)로서는, 석영유리 기판, 소다유리 기판, 크라운유리 기판, 붕규산 크라운유리 기판, 투명성 고분자 기판 등을 사용할 수 있다.
양극 (2)를 구성하는 재료로서는, 바람직하게는, 예를 들면 4 eV 이상의 큰 일함수의 투명성 재료가 이용된다. 여기서, 일함수란 고체로부터 진공 중에 전자를 취출하는 데 요하는 최소한의 에너지의 크기를 말한다. 양극 (2)로서는, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide)막, 산화주석(SnO2)막, 산화구리(CuO)막, 산화아연(ZnO)막, 산화주석카드뮴(CTO)막 등을 사용할 수 있다.
또한, 양극 (2)의 두께는, 재료의 종류에 따라서 다르지만, 통상적으로 10 내지 1,000 nm의 범위에서 선택되고, 바람직하게는 50 내지 200 nm이다.
정공 주입 수송층 (3)은 정공을 효율적으로 발광층 (4)에 공급하기 위해서 설치된 것으로서, 양극 (2)로부터 정공(홀)을 수취하여, 발광층 (4)에 수송하는 기능을 갖는 것이다. 이 정공 주입 수송층 (3)을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산염 등의 전하 수송 재료를 바람직하게 사용할 수 있고, 또한 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물을 이용할 수도 있다.
또한, 정공 주입 수송층 (3)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 10 내지 200 ㎚의 범위에서 선택된다.
발광층 (4)는 전자와 정공을 효율적으로 결합시키고, 그 결합에너지를 광으로서 방사하는 기능을 갖는 것이고, 이 발광층 (4)는 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물 또는 본 발명의 유기 EL 소자용 조성물에 의해서 형성된다. 여기서, 발광층 (4)가 본 발명의 유기 EL 소자용 조성물을 이용하여 형성된 것, 및 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물과 인광 발광성 화합물을 포함하면, 특히 인광 발광성 유기 EL 소자로 된다.
또한, 발광층 (4)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 5 내지 200 nm의 범위에서 선택된다.
정공 저지층 (8)은 정공 주입 수송층 (3)을 통해 발광층 (4)에 공급된 정공이 전자 주입 수송층 (5)에 침입하는 것을 억제하여, 발광층 (4)에 있어서의 정공과 전자의 재결합을 촉진시켜, 발광 효율을 향상시키는 기능을 갖는 것이다.
이 정공 저지층 (8)을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 하기 화학식 (a)로 표시되는 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(바소쿠프로인: BND), 하기 화학식 (b)로 표시되는 1,3,5-트리(페닐-2-벤조이미다졸릴)벤젠(TPBI) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 정공 저지층 (8)의 두께는, 통상적으로 10 내지 100 nm의 범위에서 선택된다.
Figure 112008055743871-PAT00014
Figure 112008055743871-PAT00015
전자 주입 수송층 (5)는, 음극 (6)으로부터 수취한 전자를 정공 저지층 (8)을 통해 발광층 (4)까지 수송하는 기능을 갖는 것이다. 이 전자 주입 수송층 (5)를 구성하는 재료로서는, 바소페난트롤린계 재료와 세슘의 공증착계(BPCs)를 이용하는 것이 바람직하고, 그 밖의 재료로서는, 알칼리 금속 및 그의 화합물(예를 들면, 불화리튬, 산화리튬), 알칼리 토금속류 및 그의 화합물(예를 들면, 불화마그네슘, 불화스트론튬) 등을 사용할 수 있고, 또한 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물을 이용할 수도 있다. 이 전자 주입 수송층 (5)의 두께는, 통상적으로 0.1 내지 100 nm의 범위에서 선택된다.
음극 (6)을 구성하는 재료로서는, 일함수가 4 eV 이하인 물질이 이용된다. 음극 (6)의 구체예로서는, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 인듐 등을 포함하는 금속 박막, 또는 이들 금속의 합금 박막 등을 사용할 수 있다.
음극 (6)의 두께는, 재료의 종류에 따라서 다르지만, 통상적으로 10 내지 1,000 nm의 범위에서 선택되고, 바람직하게는 50 내지 200 nm이다.
본 발명에 있어서, 상기 유기 EL 소자는, 예를 들면 이하와 같이 하여 제조된다.
우선, 투명 기판 (1) 상에 양극 (2)를 형성한다.
양극 (2)를 형성하는 방법으로서는, 진공증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용할 수 있다. 또한, 유리 기판 등의 투명 기판의 표면에, 예를 들면 ITO막 등의 투명 도전막이 형성되어 이루어지는 시판 중인 재료를 이용할 수도 있다.
이와 같이 하여 형성된 양극 (2) 상에 정공 주입 수송층 (3)을 형성한다.
정공 주입 수송층 (3)을 형성하는 방법으로서는, 구체적으로, 전하 수송 재료를 적절한 용제에 용해시킴으로써 정공 주입 수송층 형성액을 제조하고, 이 정공 주입 수송층 형성액을 양극 (2)의 표면에 도포하고, 얻어진 도포막에 대하여 용제의 제거 처리를 행함으로써 정공 주입 수송층 (3)을 형성하는 수법을 사용할 수 있다.
이어서, 형성된 정공 주입 수송층 (3) 상에 발광층 (4)를 형성한다.
발광층 (4)를 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 본 발명의 유기 EL 소자용 조성물을 발광층 형성액으로서 이용하여, 이 발광층 형성액을 정공 주입 수송층 (3) 상에 도포하고, 얻어진 도포막에 대하여 용제의 건조·제거 처리를 행함으로써 발광층 (4)를 형성하는 수법을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물에 의해서 발광층을 형성하는 방법으로서는, 진공증착법 등의 건식법을 이용할 수 있음과 함께, 상기 유기 EL 소자용 화합물을 유기 용제에 용해시킨 용액을 정공 주입 수송층 (3) 상에 도포하고, 얻어진 도포막을 열처리함으로써 발광층 (4)를 형성하는 수법을 이용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물과 인광 발광성 화합물을 공증착함으로써도 발광층 (4)를 형성할 수 있고, 이 수법에 의해서 발광층 (4)를 형성함으로써 인광 발광성 유기 EL 소자를 얻을 수 있다.
그리고, 이와 같이 하여 형성된 발광층 (4) 상에 정공 저지층 (8)을 형성함과 함께, 이 정공 저지층 (8) 상에 전자 주입 수송층 (5)를 형성하고, 또한 이 전자 수송층 (5) 상에 음극 (6)을 형성함으로써, 도 2에 도시된 구성을 갖는 유기 EL 소자가 얻어진다.
이상에 있어서, 정공 저지층 (8), 전자 주입 수송층 (5) 및 음극 (6)을 형성하는 방법으로서는, 진공증착법 등의 건식법을 이용할 수 있다.
상기 유기 EL 소자에 있어서는, 직류 전원 (7)에 의해, 양극 (2)와 음극 (6) 사이에 직류 전압이 인가되면, 발광층 (4)가 발광되고, 이 광은 정공 주입 수송층 (3),양극 (2) 및 투명 기판 (1)을 통하여 외부에 방사된다.
이러한 구성의 유기 EL 소자에 따르면, 발광층 (4)가 상기 유기 EL 소자용 화합물 또는 유기 EL 소자용 조성물에 의해서 형성되어 있기 때문에 우수한 내구성이 얻어지고, 또한 높은 발광 휘도와 동시에 높은 발광 효율도 얻어지고, 특히 발광층 (4)가 상기 유기 EL 소자용 조성물, 또는 상기 유기 EL 소자용 화합물과 인광 발광성 화합물에 의해서 형성되어 이루어지는 경우에는, 더욱 우수한 발광휘도 및 발광 효율이 얻어진다.
또한, 정공 저지층 (8)이 배치되어 있는 것에 의해, 양극 (2)로부터의 정공과 음극 (2)로부터의 전자의 결합이 높은 효율을 갖고 실현되고, 그 결과, 한층 높은 발광 휘도가 얻어짐과 동시에 높은 발광 효율이 얻어진다.
이러한 구성의 유기 EL 소자에 있어서는, 정공 저지층 (8)이 형성되어 있는 것이 바람직하지만, 상기 정공 저지층 (8)이 배치되어 있지 않은 것이어도 된다.
또한, 이러한 구성의 유기 EL 소자에 있어서는, 필요에 따라서 정공 주입 수송층 (3)과 발광층 (4) 사이에 전자 저지(전자 블록)층이 형성될 수도 있다.
이 전자 저지층은 전자가 정공 주입 수송층 (3)에 침입하는 것을 억제하고, 발광층 (4)에서의 전자와 정공의 결합을 촉진시켜, 발광 효율을 향상시키는 기능을 갖는 것이다.
전자 저지층을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 상술한 화학식 (C-1) 내지 화학식 (C-34)로 표시되는 방향족 아민 함유 화합물이나 폴리비닐카르바졸, 하기 화학식 (7)로 표시되는 고분자 화합물 등, 전자 수송성에 비하여 정공 수송성이 우수한 재료를 사용할 수 있고, 또한 이들 재료에 실란 커플링제 등의 가교제를 첨가 함으로써 용제 불용의 전자 저지(전자 블록)층을 얻을 수도 있다.
Figure 112008055743871-PAT00016
[식 중, R3은 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 나타내고, p는 반복수임]
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 관해서 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
(유기 EL 소자용 화합물의 합성예)
하기 반응식 (1)에 나타내는 합성 과정을 거침으로써 유기 EL 소자용 화합물인 화합물 (C) (상기 화학식 (I-6)로 표시되는 화합물)을 합성하였다.
Figure 112008055743871-PAT00017
<화합물 (A)의 합성>
환류관, 질소 도입관, 온도계를 구비한 100 mL의 삼구 플라스크에 4,4'-디요오드-2,2'-비스(트리메틸)비페닐 26.04 g(60 mmol), 카르바졸 6.69 g(40 mmol), 구리 2.54 (40 mmol), 탄산칼륨 11.06 g(80 mmol), 18크라운-6-에테르 60.47 g(1.8 mmol), o-디클로로벤젠 60 mL를 가하고, 24시간 환류시켰다. 반응 종료 후, 디클로로메탄, 물을 가하여 추출 세정을 행한 후, 헥산:디클로로메탄=10:1의 전개 용매를 이용하여 실리카 컬럼 정제를 행하여 화합물 (A) 8.0 g을 얻었다.
<화합물 (B)의 합성>
질소 도입관, 온도계를 구비한 100 mL의 삼구 플라스크에 화합물 (A) 4.74 g(10 mmol), 비스피나콜라토디보론 2.79 g, (1,1'-비스(디페닐포스포스피노)-페로센)팔라듐(II)디클로라이드디클로로메탄 착체 0.25 g(0.30 mmol), 디메틸술폭시드 60 mL를 가하고 80℃에서 12시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 디클로로메탄과 물을 가하여 추출 세정을 행한 후, 헥산:아세트산에틸=3:1의 전개 용매를 이용하여 실리카 컬럼 정제를 행하여 화합물 (B) 3.8 g을 얻었다.
<화합물 (C)의 합성>
환류관, 질소 도입관, 온도계를 구비한 500 mL의 삼구 플라스크에 화합물 (B) 4.54 g(9.6 mmol), 2,8-디브로모-디벤조티오펜-S,S-디옥사이드 1.49 g(4.0 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.28 g(0.23 mmol), 2M 탄산칼륨 수용액 40 mL, 테트라히드로푸란 200 mL를 가하고, 48시간 환류시켰다. 반응 종료 후, 여과를 행하여 석출물을 회수하고, N,N-디메틸포름아미드로 재결정을 행하여 화합물 (C)를 2.79 g 얻었다.
얻어진 화합물 (C)의 NMR 측정의 결과를 이하에 나타내었다.
Figure 112008055743871-PAT00018
[실시예 2]
(유기 EL 소자용 조성물의 제조예 1)
화합물 (C) 0.1 g과, 하기 화학식 (c)로 표시되는, 화학식 1에 있어서 x가 0인 유기 이리듐 착체 화합물 0.0043 g을 클로로벤젠 3.6 g에 용해시킴으로써 유기 EL 소자용 조성물 (A-1)을 얻었다.
Figure 112008055743871-PAT00019
(유기 EL 소자의 제조예 1)
투명 기판 상에 ITO막이 형성되어 이루어지는 투명 전도성 기판을 준비하고, 이 투명 전도성 기판을, 중성 세제, 초순수, 이소프로필알코올, 초순수, 아세톤을 상기 순으로 이용하여 초음파 세정한 후, 자외선-오존(UV/O3) 세정하였다.
이어서, 이 투명 전도성 기판 상에 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산염 수용액을 회전 도포법에 의해 도포하고, 얻어진 두께 65 nm의 도막을 질소 분위기하 250℃에서 30분간 건조시킴으로써, 정공 주입 수송층을 형성하였다.
이 정공 주입 수송층 상에, 발광층 형성액으로서 유기 EL 소자용 조성물 (A-1)을 회전 도포법에 의해 도포하고, 얻어진 두께 40 nm의 도막을 질소 분위기하 150℃에서 10분간 건조시킴으로써 발광층을 형성하였다.
이어서, ITO막 상에 정공 주입 수송층 및 발광층이 상기 순으로 적층된 적층체를 진공 장치 내에 고정하고, 진공 장치 내를 1×10-2 Pa 이하로 감압하고, TPBI를 30 nm의 두께로 증착하여 정공 저지층을 형성하고, 그 후, 불화리튬을 0.5 nm의 두께로 증착하여 전자 주입 수송층을 형성하고, 또한 두께 30 nm의 칼슘 금속층 및 두께 100 nm의 알루미늄 금속층을 상기 순으로 증착하여 음극을 형성하였다. 그 후, 크라운 유리에 의해 밀봉함으로써 유기 EL 소자(1)을 제조하였다.
(유기 EL 소자의 특성 평가)
얻어진 유기 EL 소자(1)에 관해서, 상기 유기 EL 소자(1)의 내구성을, 100 Cd의 휘도로 점등시켰을 때의 전류를 계속적으로 공급하여 휘도가 50 Cd가 되기까지의 시간(이하, 「반감 기간」이라고 함)을 측정하고, 후술하는 비교용 유기 EL 소자(1)의 반감 기간과 비교함으로써 평가한 바, 상기 비교용 유기 EL 소자(1)의 반감 기간을 기준으로 하여 100으로 했을 때의 상대치가 1500이었다.
또한, 최고 발광 휘도 및 발광 효율을 측정한 바, 최고 발광 휘도는 2700 cd/㎡이고, 발광 효율은 1.0 Cd/A였다.
이상의 결과로부터, 본 발명에 따른 유기 EL 소자(1)는 우수한 발광 특성이 얻어짐과 동시에, 우수한 내구성을 갖고, 긴 사용 수명이 얻어지는 것이 확인되었다.
(비교용 유기 EL 소자의 제조)
유기 EL 소자의 제조예 1에 있어서, 발광층의 재료인 화합물 (C) 대신에 후술하는 비교용 중합체(1)을 사용한 것 이외에는 유기 EL 소자(1)과 동일한 수법에 의해 비교용 유기 EL 소자(1)을 제조하였다.
(비교용 중합체(폴리비닐카르바졸)의 합성예)
질소 도입관 및 온도계부의 용적 100 ml의 삼구 플라스크에, N-비닐카르바졸 15 g과, 아조비스이소부티로니트릴 0.0125 g과, 증류된 디메틸포름아미드 30 g을 투입하고, 질소를 불어넣음으로써 15분간 버블링을 행한 후, 이 계의 온도를 80℃로 상승시키고 4시간에 걸쳐서 중합 처리를 행하였다. 중합 처리후, 얻어진 반응 생성물을 메탄올 400 ml 내에 붓고, 침전물을 여과분리하여 메탄올로 세정하고, 그 후, 건조 처리함으로써, 백색 분말로서 폴리비닐카르바졸(이하, 「비교용 중합체(1)」이라고도 함)을 얻었다. 얻어진 비교용 중합체(1)의 중량 평균 분자량은 30000이었다.
도 1은 B3LYP형 범함수를 이용한 밀도 범함수법에 의해 계산된, 화학식 (I-1)로 표시되는 본 발명의 유기 EL 소자용 화합물의 LUMO 및 HOMO의 형상을 도시하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 유기 EL 소자의 구성의 일례를 도시하는 설명용 단면도이다.
도 3은 B3LYP형 범함수를 이용한 밀도 범함수법에 의해 계산된, BND(2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-옥사디아졸)의 LUMO 및 HOM0의 형상을 도시하는 설명도이다.
도 4는 B3LYP형 범함수를 이용한 밀도 범함수법에 의해 계산된, α-NPD([N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘])의 LUMO 및 HOMO의 형상을 도시하는 설명도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 투명 기판
2 : 양극
3 : 정공 주입 수송층
4 : 발광층
5 : 전자 주입 수송층
6 : 음극
7 : 직류 전원
8 : 정공 저지층

Claims (5)

  1. 하기 화학식 (I)로 표시되는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자용 화합물.
    <화학식 (I)>
    Figure 112008055743871-PAT00020
    [Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 그의 구조 내에 방향환, 축합환 및 복소환 중 어느 하나를 함유하는 2가의 유기기를 나타내고, n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 또는 1임]
  2. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 소자용 화합물을 포함하는 성분 100 질량부와, 인광 발광성 화합물을 포함하는 성분 1 내지 20 질량부와, 유기 용제 100 내지 10,000 질량부를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자용 조성물.
  3. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 소자용 화합물에 의해 형성된 정공 주입 수송층, 전자 주입 수송층 및 발광층 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 소자용 화합물과 인광 발광성 화합물을 포함하는 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 인광 발광성 유기 전계 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서, 발광층이 제2항에 기재된 유기 전계 발광 소자용 조성물을 이용함으로써 형성되어 이루어지는 것임을 특징으로 하는 인광 발광성 유기 전계 발광 소자.
KR1020080075666A 2007-08-03 2008-08-01 유기 전계 발광 소자용 화합물 및 유기 전계 발광 소자용조성물, 및 유기 전계 발광 소자 KR20090014117A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-00202757 2007-08-03
JP2007202757 2007-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090014117A true KR20090014117A (ko) 2009-02-06

Family

ID=40555508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080075666A KR20090014117A (ko) 2007-08-03 2008-08-01 유기 전계 발광 소자용 화합물 및 유기 전계 발광 소자용조성물, 및 유기 전계 발광 소자

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2009060089A (ko)
KR (1) KR20090014117A (ko)
TW (1) TW200914444A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10862048B2 (en) * 2014-07-31 2020-12-08 Merck Patent Gmbh Organic electroluminescent device, thin luminous film, display apparatus, and lighting apparatus
WO2017126370A1 (ja) * 2016-01-20 2017-07-27 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
KR20180099525A (ko) * 2017-02-28 2018-09-05 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 소자

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006114966A1 (ja) * 2005-04-18 2006-11-02 Konica Minolta Holdings, Inc. 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009060089A (ja) 2009-03-19
TW200914444A (en) 2009-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5433677B2 (ja) 有機電界発光素子
EP2416397B1 (en) Material for phosphorescent light-emitting element and organic electroluminescent element using same
KR101820178B1 (ko) 복핵 백금-카르벤 착체 및 ｏｌｅｄ에서의 이의 용도
TWI518071B (zh) Organic light field components
JP5584702B2 (ja) 有機電界発光素子
KR102155738B1 (ko) 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
JP4867244B2 (ja) 電荷輸送性化合物およびその製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物並びに有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2004220931A (ja) 有機電界発光素子
KR20100084168A (ko) Ｏｌｅｄ에서의 매트릭스 물질 및/또는 전자 차단체로서의 아크리딘 유도체의 용도
JP2003231692A (ja) 有機化合物、有機ｅｌ素子およびディスプレイ
JP5577122B2 (ja) 有機電界発光素子
JP4961540B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子用化合物、組成物および有機エレクトロルミネッセンス素子
KR102470868B1 (ko) 중합체, 이를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조방법
KR20150065157A (ko) 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
JP4879114B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子用化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物並びに有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101782660B1 (ko) 전자적 응용을 위한 트라이아릴아민 화합물
KR102657789B1 (ko) 화합물, 이를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조방법
WO2021045178A1 (ja) 有機薄膜および有機薄膜の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ、塗料組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
WO2019093623A1 (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20090014117A (ko) 유기 전계 발광 소자용 화합물 및 유기 전계 발광 소자용조성물, 및 유기 전계 발광 소자
KR20060090820A (ko) 유기 전계발광 소자
JP7471721B2 (ja) 化合物、これを含むコーティング組成物、これを用いた有機発光素子及びその製造方法
KR101201174B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
JP2022097348A (ja) 有機電界発光素子の製造方法、有機電界発光素子、表示装置、照明装置
JP2005171053A (ja) 重合体、有機エレクトロルミネッセンス素子形成用重合体および有機エレクトロルミネッセンス素子用重合体組成物、並びに有機エレクトロルミネッセンス素子

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid