KR20100031723A - 크리센 유도체 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 크리센 유도체를 제공한다.
<화학식 1>
식 중, R1 내지 R10 및 R21 내지 R25는 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 8 내지 30의 아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 나타낸다. R21 내지 R25 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환 또는 치환 또는 비치환의 플루오레닐기이다.
<화학식 1>
식 중, R1 내지 R10 및 R21 내지 R25는 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 8 내지 30의 아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 나타낸다. R21 내지 R25 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환 또는 치환 또는 비치환의 플루오레닐기이다.
Description
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 유용한 크리센 유도체 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자(이하 전계 발광을 EL이라 약기하는 경우가 있음)는 전계를 인가함으로써, 양극으로부터 주입된 정공과 음극으로부터 주입된 전자의 재결합 에너지에 의해 발광 재료가 형광성 물질이 발광하는 원리를 이용한 자발광 소자이다.
유기 EL 소자의 진보는 눈부시고, 또한 유기 EL 소자는 저인가 전압 구동, 고휘도, 발광 파장의 다양성, 고속 응답성, 박형이고 경량인 발광 디바이스가 제작 가능하다는 등의 특징을 갖기 때문에, 광범위한 용도에 대한 적용이 기대되고 있다.
유기 EL 소자로 사용되는 발광 재료는, 소자의 발하는 광의 색이나 발광 수명에 큰 영향을 주기 때문에, 종래부터 적극적으로 연구되고 있다.
발광 재료로는, 예를 들면 트리스(8-퀴놀리놀레이트)알루미늄 착체 등의 킬레이트 착체, 쿠마린 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 비스스티릴아릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체 등이 알려져 있다. 이들 발광 재료에 의해 청색으로부터 적색까지의 가시 영역의 발광이 얻어진다.
또한, 인광성 화합물을 발광 재료로서 이용하고, 삼중항 상태의 에너지를 발광에 이용하는 것이 검토되고 있다. , 예를 들면 이리듐 착체를 발광 재료로서 이용한 유기 EL 소자가 높은 발광 효율을 나타내는 것이 알려져 있다.
특허 문헌 1 내지 4에는, 크리센 유도체를 이용한 유기 EL 소자가 개시되어 있다. 이들에 개시되어 있는 재료를 이용하면, 유기 EL 소자의 발광 효율, 수명에 개선이 나타나지만, 한층더 고효율, 장기 수명화가 요구되고 있었다.
본 발명은 유기 EL 소자용 재료로서 바람직한 유기 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 인광형 유기 EL 소자용 재료로서, 고효율, 긴 수명의 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 이하의 크리센 유도체 등이 제공된다.
1. 하기 화학식 1로 표시되는 크리센 유도체.
식 중, R1 내지 R10 및 R21 내지 R25는 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 8 내지 30의 아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 나타낸다.
단, R21 내지 R25 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환 또는 치환 또는 비치환의 플루오레닐기이다.
2. 상기 1에 있어서, R1 내지 R10이 수소 원자인 크리센 유도체.
3. 상기 1 또는 2에 있어서, R21 내지 R25 중 어느 하나가 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환이고, 다른 것이 수소 원자인 크리센 유도체.
4. 상기 1 또는 2에 있어서, R21 내지 R25 중 어느 하나가 치환 또는 비치환의 나프틸기 또는 치환 또는 비치환의 페난트릴기이고, 다른 것이 수소 원자인 크리센 유도체.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 크리센 유도체를 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료.
6. 상기 5에 있어서, 발광 재료인 유기 전계 발광 소자용 재료.
7. 양극 및 음극과, 상기 양극 및 음극 사이에 협지되어 있으며 발광층을 포함하는 하나 이상의 유기 박막층을 갖고, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이 상기 5에 기재된 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
8. 상기 7에 있어서, 상기 발광층이, 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
9. 상기 8에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자용 재료가 호스트 재료인 유기 전계 발광 소자.
10. 상기 7 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 발광층이 형광성 도펀트 및 인광성 도펀트 중 적어도 하나를 더 함유하는 유기 전계 발광 소자.
11. 상기 10에 있어서, 상기 인광성 도펀트가 Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re 및 Ru로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 및 배위자를 포함하는 금속 착체인 유기 전계 발광 소자.
12. 상기 10 또는 11에 있어서, 상기 인광성 도펀트가 520 nm 내지 700 nm에 최대 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 나타내는 유기 전계 발광 소자.
본 발명에 따르면, 유기 EL 소자용 재료로서 바람직한 크리센 유도체를 제공할 수 있다.
본 발명의 크리센 유도체를 사용한 유기 EL 소자는 긴 수명 및 고효율이고, 저전압 구동이 가능하다.
[도 1] 도 1은 본 발명의 한 실시 형태인 유기 EL 소자의 개략 단면도이다.
본 발명자들은 유기 EL 소자용 재료로서 크리센 유도체에 주목하고 예의 연구를 행하였다. 그 결과, 소정의 구조를 갖는 크리센 유도체가 유기 EL 소자의 장기 수명화, 고효율 및 저전압화에 유효하다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
본 발명의 크리센 유도체는 하기 화학식 1로 표시된다.
<화학식 1>
식 중, R1 내지 R10 및 R21 내지 R25는 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 8 내지 30의 아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 나타낸다.
단, R21 내지 R25 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환 또는 치환 또는 비치환의 플루오레닐기이다.
탄소수 1 내지 10의 알킬기로서, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실 등을 들 수 있다. 바람직하게는 탄소수 1 내지 4이고, 더욱 바람직하게는 메틸기, 에틸기, t-부틸기이다.
탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기로서, 예를 들면 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로데실기 등을 들 수 있다. 바람직하게는 탄소수 3 내지 6이고, 더욱 바람직하게는 시클로펜틸기, 시클로헥실기이다.
치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20의 알킬실릴기로서, 예를 들면 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리프로필실릴기, 트리부틸실릴기, 트리펜틸실릴기, 트리시클로펜틸실릴기, 트리헥실실릴기, 트리시클로헥실실릴기, 디페닐메틸실릴기 등을 들 수 있다. 바람직하게는 탄소수 3 내지 10이고, 더욱 바람직하게는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기이다.
치환 또는 비치환의 탄소수 8 내지 30의 아릴실릴기로서, 예를 들면 디메틸페닐실릴기, 트리페닐실릴기, 트리나프틸실릴기 등을 들 수 있다. 바람직하게는 탄소수 18 내지 30이고, 더욱 바람직하게는 트리페닐실릴기이다.
치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 20의 아릴기로서, 예를 들면 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기, 4-플루오레닐기, 9-플루오레닐기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-부틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기, 4'-메틸비페닐일기, 4"-t-부틸-p-터페닐-4-일기, 벤즈페난트릴기, 트리페닐레닐기, 벤즈안트라닐기, 크리세닐기 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페닐레닐기, 벤즈페난트릴기를 들 수 있다.
R21 내지 R25는, 바람직하게는 각각 수소 원자 또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다. 아릴기로서, 예를 들면 페닐기, 플루오레닐기 또는 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환 등을 들 수 있다. 또한, 아릴기로서, 예를 들면 2 내지 4의 벤젠환이 결합 또는 축합한 것 등을 들 수 있다.
핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환으로서, 예를 들면 2 내지 4의 벤젠환이 축합한 것 등을 들 수 있다.
알킬기, 시클로알킬기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴기, 축합 방향족환 및 플루오레닐기의 치환기로서, 예를 들면 치환 또는 비치환의 아릴기(바람직하게는 핵 탄소수 6 내지 30, 보다 바람직하게는 핵 탄소수 6 내지 15이고, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 9,9-디메틸플루오렌-2-일기 등을 들 수 있음), 알킬기 및 시클로알킬기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8이고, 예를 들면 메틸, 에틸, iso-프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있음), 알킬실릴기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 10이고, 예를 들면 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기 등을 들 수 있음), 아릴실릴기(바람직하게는 탄소수 6 내지 50, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 30이고, 예를 들면 트리페닐실릴기, 트리나프틸실릴기 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환의 아미노기(바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 0 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6이고, 예를 들면 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디페닐아미노, 디벤질아미노 등을 들 수 있음), 알콕시기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8이고, 예를 들면 메톡시, 에톡시, 부톡시 등을 들 수 있음), 아릴옥시기(바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12이고, 예를 들면 페닐옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있음), 아실기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있음), 알콕시카르보닐기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12이고, 예를 들면 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있음), 아릴옥시카르보닐기(바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10이고, 예를 들면 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있음), 아실옥시기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10이고, 예를 들면 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있음), 아실아미노기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10이고, 예를 들면 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있음), 알콕시카르보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12이고, 예를 들면 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있음), 아릴옥시카르보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12이고, 예를 들면 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환의 술포닐아미노기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환의 술파모일기(바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12이고, 예를 들면 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환의 카르바모일기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있음), 알킬티오기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있음), 아릴티오기(바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12이고, 예를 들면 페닐티오 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환의 술포닐기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 메실, 토실 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환의 술피닐기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환의 우레이도기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있음), 치환 또는 비치환의 인산아미드기(바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12이고, 예를 들면 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있음), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자(예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록삼산기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 치환 또는 비치환의 실릴기(바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24이고, 예를 들면 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있음) 등을 들 수 있다.
이들 치환기는 더욱 치환될 수도 있다. 또한 치환기가 2개 이상 있는 경우는, 동일하거나 상이할 수도 있다. 또한, 가능한 경우에는 서로 연결하여 환을 형성할 수도 있다.
이들 치환기 중에서도 아릴기, 알킬기, 알킬실릴기, 아릴실릴기인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 아릴기, 알킬기, 알킬실릴기, 아릴실릴기이다.
바람직한 형태로서, 화학식 1에 있어서, R1 내지 R10이 수소 원자이다.
바람직한 형태로서, R21 내지 R25 중 어느 하나가 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환이고, 다른 것이 수소 원자이다.
바람직한 형태로서, 화학식 1에 있어서, R21 내지 R25 중 어느 하나가 치환 또는 비치환의 나프틸기 또는 치환 또는 비치환의 페난트릴기이고, 다른 것이 수소 원자이다.
본 발명의 크리센 유도체의 구체예를 이하에 나타낸다.
식 중, Me는 메틸기, Ph는 페닐기를 나타낸다.
본 발명의 크리센 유도체는 유기 EL 소자용 재료, 특히 그의 발광 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는 양극 및 음극과, 양극 및 음극 사이에 협지되어 있는, 발광층을 포함하는 하나 이상의 유기 박막층을 갖고, 유기 박막층의 적어도 한층이 본 발명의 크리센 유도체를 함유한다.
본 발명의 유기 EL 소자의 대표적인 구성으로서,
(1) 양극/발광층/음극
(2) 양극/정공 주입층/발광층/음극
(3) 양극/발광층/전자 주입층/음극
(4) 양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극
(5) 양극/유기 반도체층/발광층/음극
(6) 양극/유기 반도체층/전자 장벽층/발광층/음극
(7) 양극/유기 반도체층/발광층/부착 개선층/음극
(8) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
(9) 양극/절연층/발광층/절연층/음극
(10) 양극/무기 반도체층/절연층/발광층/절연층/음극
(11) 양극/유기 반도체층/절연층/발광층/절연층/음극
(12) 양극/절연층/정공 주입층/정공 수송층/발광층/절연층/음극
(13) 양극/절연층/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 이들 중에서 통상 (8)의 구성이 바람직하게 이용된다.
도 1에 (8)의 구성을 나타낸다. 이 유기 EL 소자는 양극 (10) 및 음극 (20)과, 그 사이에 협지되어 있는 정공 주입층 (30), 정공 수송층 (32), 발광층 (34), 전자 주입층 (36)을 포함한다. 정공 주입층 (30), 정공 수송층 (32), 발광층 (34), 전자 주입층 (36)이 복수개의 유기 박막층에 상당한다. 이들 유기 박막층 (30), (32), (34), (36)의 적어도 한층이 본 발명의 크리센 유도체를 함유한다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 본 발명의 크리센 유도체는 상기한 어떠한 유기 박막층에도 이용될 수 있지만, 발광층에 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 크리센 유도체는, 각 유기 박막층에서 단독으로 사용할 수도 있고, 다른 화합물과 혼합하여 사용할 수도 있다. 본 발명의 소자에서는 발광층이 호스트 재료로서 본 발명의 크리센 유도체를 함유하고, 형광성 도펀트 및 인광성 도펀트 중 적어도 하나를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 발광층은 실질적으로 본 발명의 크리센 유도체 및 상기 도펀트를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 유기 박막층에 차지하는 본 발명의 크리센 유도체의 함유량은, 바람직하게는 30 내지 100 몰%이다.
이하 유기 EL 소자의 각 부재에 대해서 설명한다.
유기 EL 소자는, 통상 기판 상에 제작하고, 기판은 유기 EL 소자를 지지한다. 평활한 기판을 이용하는 것이 바람직하다. 이 기판을 통해서 광을 취출할 때는 기판은 투광성이고, 파장 400 내지 700 nm 가시 영역의 광의 투과율이 50 % 이상인 것이 바람직하다.
이러한 투광성 기판으로는, 예를 들면 유리판, 합성 수지판 등이 바람직하게 이용된다. 유리판으로는 소다 석회 유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노규산 유리, 붕규소산 유리, 바륨붕규소산 유리, 석영 등의 판을 들 수 있다. 또한, 합성 수지판으로는 폴리카르보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에테르술피드 수지, 폴리술폰 수지 등의 판을 들 수 있다.
양극은 정공을 정공 주입층, 정공 수송층 또는 발광층에 주입하고, 4.5 eV 이상의 일함수를 갖는 것이 효과적이다. 양극 재료의 구체예로는 산화인듐주석(ITO), 산화인듐과 산화아연의 혼합물(IZO), ITO와 산화세륨의 혼합물(ITCO), IZO와 산화세륨의 혼합물(IZCO), 산화인듐과 산화세륨의 혼합물(ICO), 산화아연과 산화알루미늄의 혼합물(AZO), 산화주석(NESA), 금, 은, 백금, 구리 등을 들 수 있다.
양극은 이들 전극 물질로부터 증착법이나 스퍼터링법 등으로 형성할 수 있다.
발광층으로부터의 발광을 양극으로부터 취출하는 경우, 양극의 발광에 대한 투과율을 10 %보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또한 양극의 시트 저항은 수백 Ω/□ 이하가 바람직하다. 양극의 막 두께는 재료에 따라서도 다르지만, 통상 10 nm 내지 1 ㎛, 바람직하게는 10 내지 200 nm이다.
발광층은, 이하의 기능을 갖는다.
(i) 주입 기능; 전계 인가시에 양극 또는 정공 주입층으로부터 정공을 주입할 수 있고, 음극 또는 전자 주입층으로부터 전자를 주입할 수 있는 기능
(ii) 수송 기능; 주입한 전하(전자와 정공)를 전계의 힘으로 이동시키는 기능
(iii) 발광 기능; 전자와 정공을 재결합시키고, 이를 발광에 연결하는 기능
발광층을 형성하는 방법으로는, 예를 들면 증착법, 스핀 코팅법, LB법 등의 공지된 방법을 적용할 수 있다. 발광층은, 특히 분자 퇴적막인 것이 바람직하다. 분자 퇴적막이란, 기상 상태의 재료 화합물을 침착하여 형성한 막이나, 용액 상태 또는 액상 상태의 재료 화합물을 고체화하여 형성한 막이며, 통상 이 분자 퇴적막은 LB법에 의해 형성된 박막(분자 누적막)과는 응집 구조, 고차 구조의 차이나, 그것에 기인하는 기능적인 차이에 의해 구분할 수 있다.
또한 수지 등의 결착제와 재료 화합물을 용제에 용해시켜 용액으로 한 후, 이를 스핀 코팅법 등에 의해 박막화함으로써도 발광층을 형성할 수 있다.
발광층에 사용할 수 있는 발광 재료로는, 예를 들면 안트라센, 나프탈렌, 페난트렌, 피렌, 테트라센, 콜로넨, 크리센, 플루오레세인, 페릴렌, 프탈로페릴렌, 나프탈로페릴렌, 페리논, 프탈로페리논, 나프탈로페리논, 디페닐부타디엔, 테트라페닐부타디엔, 쿠마린, 옥사디아졸, 알다진, 비스벤족사졸린, 비스스티릴, 피라진, 시클로펜타디엔, 퀴놀린 금속 착체, 아미노퀴놀린 금속 착체, 벤조퀴놀린 금속 착체, 이민, 디페닐에틸렌, 비닐안트라센, 디아미노카르바졸, 피란, 티오피란, 폴리메틴, 메로시아닌, 이미다졸킬레이트화 옥시노이드 화합물, 퀴나크리돈, 루브렌 및 이들 유도체나 형광 색소 등을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
발광층에 사용할 수 있는 호스트 재료의 구체예로는, 하기 (i) 내지 (ix)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
하기 화학식 i로 표시되는 비대칭 안트라센.
<화학식 i>
(식 중, Ar001은 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 50의 축합 방향족기이다. Ar002는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족기이다. X001 내지 X003은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알콕시기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 50의 아랄킬기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 아릴티오기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알콕시카르보닐기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 히드록시기이다. a, b 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이다. n은 1 내지 3의 정수이다. 또한, n이 2 이상인 경우는, [ ] 내에는 동일하거나 상이할 수도 있다)
하기 화학식 ii로 표시되는 비대칭 모노안트라센 유도체.
<화학식 ii>
(식 중, Ar003 및 Ar004는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족환기이고, m 및 n은 각각 1 내지 4의 정수이다. 단, m=n=1이고 또한 Ar003과 Ar004의 벤젠환에의 결합 위치가 좌우대칭형인 경우에는 Ar003과 Ar004는 동일하지 않고, m 또는 n이 2 내지 4의 정수인 경우에는 m과 n은 상이한 정수이다.
R001 내지 R010은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족환기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알킬기, 치환 또는 비치환의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알콕시기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 50의 아랄킬기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 아릴티오기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알콕시카르보닐기, 치환 또는 비치환의 실릴기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 히드록시기이다)
하기 화학식 iii으로 표시되는 비대칭 피렌 유도체.
<화학식 iii>
[식 중, Ar005 및 Ar006은 각각 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족기이다. L001 및 L002는 각각 치환 또는 비치환의 페닐렌기, 치환 또는 비치환의 나프탈레닐렌기, 치환 또는 비치환의 플루오레닐렌기 또는 치환 또는 비치환의 디벤조실롤릴렌기이다.
m은 0 내지 2의 정수, n은 1 내지 4의 정수, s는 0 내지 2의 정수, t는 0 내지 4의 정수이다.
또한, L001 또는 Ar005는 피렌의 1 내지 5위치 중 어느 하나에 결합하고, L002 또는 Ar006은 피렌의 6 내지 10위치 중 어느 하나에 결합한다. 단, n+t가 짝수일 때, Ar005, Ar006, L001, L002는 하기 (1) 또는 (2)를 만족시킨다.
(1) Ar005≠Ar006 및/또는 L001≠L002(여기서 ≠는 상이한 구조의 기인 것을 나타냄)
(2) Ar005=Ar006 또한 L001=L002일 때
(2-1) m≠s 및/또는 n≠t, 또는
(2-2) m=s 또한 n=t일 때,
(2-2-1) L001 및 L002, 또는 피렌이 각각 Ar005 및 Ar006 상의 상이한 결합 위치에 결합하고 있거나, (2-2-2) L001 및 L002, 또는 피렌이 Ar005 및 Ar006 상의 동일한 결합 위치에서 결합하고 있는 경우, L001 및 L002 또는 Ar005 및 Ar006의 피렌에 있어서의 치환 위치가 1위치와 6위치, 또는 2위치와 7위치인 경우는 없다]
하기 화학식 iv로 표시되는 비대칭 안트라센 유도체.
<화학식 iv>
(식 중, A001 및 A002는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기이다.
Ar007 및 Ar008은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족환기이다.
R011 내지 R020은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족환기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알킬기, 치환 또는 비치환의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알콕시기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 50의 아랄킬기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 아릴티오기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 50의 알콕시카르보닐기, 치환 또는 비치환의 실릴기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 히드록시기이다.
Ar007, Ar008, R019 및 R020은 각각 복수개일 수도 있고, 인접하는 것끼리 포화 또는 불포화의 환상 구조를 형성할 수도 있다.
단, 화학식 iv에 있어서, 중심인 안트라센의 9위치 및 10위치에, 이 안트라센 상에 나타내는 X-Y축에 대하여 대칭형이 되는 기가 결합하는 경우는 없다)
하기 화학식 v로 표시되는 안트라센 유도체.
<화학식 v>
(식 중, R021 내지 R030은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 치환할 수도 있는 아릴기, 알콕실기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 알케닐기, 아릴아미노기 또는 치환할 수도 있는 복소환식기를 나타내고, a 및 b는 각각 1 내지 5의 정수를 나타내며, 이들이 2 이상인 경우, R021끼리 또는 R022끼리는 각각 동일하거나 상이할 수도 있고, 또한 R021끼리 또는 R022끼리 결합하여 환을 형성할 수도 있으며, R023과 R024, R025와 R026, R027과 R028, R029와 R030이 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있다. L003은 단결합, -O-, -S-, -N(R)-(R은 알킬기 또는 치환할 수도 있는 아릴기임), 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타낸다)
하기 화학식 vi으로 표시되는 안트라센 유도체.
<화학식 vi>
(식 중, R031 내지 R040은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 알콕실기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기 또는 치환할 수도 있는 복수환식기를 나타내고, c, d, e 및 f는 각각 1 내지 5의 정수를 나타내며, 이들이 2 이상인 경우, R031끼리, R032끼리, R036끼리 또는 R037끼리는 각각 동일하거나 상이할 수도 있고, R031끼리, R032끼리, R033끼리 또는 R037끼리가 결합하여 환을 형성할 수도 있으며, R033과 R034, R039와 R040이 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있다. L004는 단결합, -O-, -S-, -N(R)-(R은 알킬기 또는 치환할 수도 있는 아릴기임), 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타낸다)
하기 화학식 vii로 표시되는 스피로플루오렌 유도체.
<화학식 vii>
(식 중, A005 내지 A008은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 비페닐릴기 또는 치환 또는 비치환의 나프틸기이다)
하기 화학식 viii로 표시되는 축합환 함유 화합물.
<화학식 viii>
(식 중, A011 내지 A013은 상기 화학식 1의 L1과 동일한 2가의 기를 나타내고, A014 내지 A016은 화학식 1의 Ra와 마찬가지의 치환기를 나타낸다. R041 내지 R043은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕실기, 탄소수 5 내지 18의 아릴옥시기, 탄소수 7 내지 18의 아랄킬옥시기, 탄소수 5 내지 16의 아릴아미노기, 니트로기, 시아노기, 탄소수 1 내지 6의 에스테르기 또는 할로겐 원자를 나타내고, A011 내지 A016 중 적어도 하나는 3환 이상의 축합 방향족환을 갖는 기이다)
하기 화학식 ix로 표시되는 플루오렌 화합물.
<화학식 ix>
(식 중, R051 및 R052는 수소 원자, 치환 또는 비치환의 알킬기, 치환 또는 비치환의 아랄킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 복소환기, 치환 아미노기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 상이한 플루오렌기에 결합하는 R051끼리, R052끼리는 동일하거나 상이할 수도 있고, 동일한 플루오렌기에 결합하는 R051 및 R052는 동일하거나 상이할 수도 있다. R053 및 R054는 수소 원자, 치환 또는 비치환의 알킬기, 치환 또는 비치환의 아랄킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기 또는 치환 또는 비치환의 복소환기를 나타내고, 상이한 플루오렌기에 결합하는 R053끼리, R054끼리는 동일하거나 상이할 수도 있으며, 동일한 플루오렌기에 결합하는 R053 및 R054는 동일하거나 상이할 수도 있다. Ar011 및 Ar012는 벤젠환의 합계가 3개 이상인 치환 또는 비치환의 축합 다환 방향족기 또는 벤젠환과 복소환의 합계가 3개 이상인 치환 또는 비치환의 탄소로 플루오렌기에 결합하는 축합 다환 복소환기를 나타내고, Ar011 및 Ar012는 동일하거나 상이할 수도 있다. n은 1 내지 10의 정수를 나타낸다)
인광성 도펀트를 사용할 때의 호스트 화합물의 구체예로는 카르바졸 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라잔 유도체, 방향족 제3 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 방향족 디메틸리덴계 화합물, 포르피린계 화합물, 안트라퀴노디메탄 유도체, 안트론 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 티오피란디옥시드 유도체, 카르보디이미드 유도체, 플루오레닐리덴메탄 유도체, 디스티릴피라진 유도체, 나프탈렌페릴렌 등의 복소환 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌 유도체, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착체나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착체로 대표되는 각종 금속 착체 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸) 유도체, 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 폴리티오펜 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등의 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 호스트 화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
구체예로는, 이하와 같은 화합물을 들 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는, 발광층에 본 발명의 발광 재료를 호스트로 하고, 인광성 도펀트 및 형광성 도펀트 중 적어도 하나를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 화합물을 포함하는 발광층에 이들 도펀트를 포함하는 발광층을 적층할 수도 있다.
인광성 도펀트는 삼중항 여기자로부터 발광할 수 있는 화합물이다. 삼중항 여기자로부터 발광하는 한 특별히 한정되지 않지만, Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re 및 Ru로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 착체인 것이 바람직하다. 또한, 포르피린 금속 착체 또는 오르토메탈화 금속 착체가 바람직하다. 인광성 화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
본 발명의 크리센 유도체는 3중항의 에너지 레벨이 2.5 eV 이하이기 때문에, 2.5 eV 이하의 에너지로 발광할 수 있는 인광성 도펀트를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 520 nm 내지 700 nm에 최대 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼의 인광성 도펀트가 바람직하다.
포르피린 금속 착체로는 포르피린 백금 착체가 바람직하다.
오르토메탈화 금속 착체를 형성하는 배위자로는 여러가지의 것이 있지만, 바람직한 배위자로는 페닐피리딘 골격, 비피리딜 골격 또는 페난트롤린 골격을 갖는 화합물, 또는 2-페닐피리딘 유도체, 7,8-벤조퀴놀린 유도체, 2-(2-티에닐)피리딘 유도체, 2-(1-나프틸)피리딘 유도체, 2-페닐퀴놀린 유도체 등을 들 수 있다. 이들 배위자는 필요에 따라서 치환기를 가질 수도 있다. 특히, 불소화물, 트리플루오로메틸기를 도입한 것이 청색계 도펀트로는 바람직하다. 또한 보조 배위자로서 아세틸아세토네이트, 피크르산 등의 상기 배위자 이외의 배위자를 가질 수도 있다.
이러한 금속 착체의 구체예로는, 이하에 나타내는 화합물을 들 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 특히 적색 영역에서 발광하는 인광성 도펀트와 조합하는 것이 바람직하다. 이들로 한정되지 않고, 요구되는 발광색, 소자 성능, 사용하는 호스트 화합물에 의해 적절한 착체가 선택된다.
인광성 도펀트의 발광층에 있어서의 함유량으로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면 0.1 내지 70 질량%이고, 1 내지 30 질량%가 바람직하다. 인광성 화합물의 함유량이 0.1 질량% 미만이면 발광이 미약하고 그의 함유 효과가 충분히 발휘되지 않을 우려가 있으며, 70 질량%를 초과하는 경우는, 농도 소광이라 하는 현상이 현저해져 소자 성능이 저하될 우려가 있다.
형광성 도펀트로는 아민계 화합물, 방향족 화합물, 트리스(8-퀴놀리노라이트)알루미늄 착체 등의 킬레이트 착체, 쿠마린 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 비스스티릴아릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체 등으로부터, 요구되는 발광색에 맞춰 화합물을 선택하는 것이 바람직하고, 스티릴아민 화합물, 스티릴디아민 화합물, 아릴아민 화합물, 아릴디아민 화합물이 더욱 바람직하다. 또한, 아민 화합물이 아닌 축합 다환 방향족 화합물도 바람직하다. 이들 형광성 도펀트는 단독으로도 또는 복수개 조합하여 사용할 수도 있다.
형광성 도펀트의 발광층에 있어서의 함유량으로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면 0.1 내지 70 질량%이고, 1 내지 30 질량%가 바람직하다.
스티릴아민 화합물 및 스티릴디아민 화합물로는, 하기 화학식 A로 표시되는 것이 바람직하다.
<화학식 A>
(식 중, Ar101은 p가의 기이고, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 스틸베닐기, 디스티릴아릴기의 대응하는 p가의 기이고, Ar102 및 Ar103은 각각 탄소수가 6 내지 20인 방향족 탄화수소기이며, Ar101, Ar102 및 Ar103은 치환될 수도 있다. Ar101 내지 Ar103 중 어느 하나는 스티릴기로 치환되어 있다. 더욱 바람직하게는 Ar102 또는 Ar103 중 적어도 하나는 스티릴기로 치환되어 있다. p는 1 내지 4의 정수이고, 바람직하게는 1 내지 2의 정수이다)
여기서, 탄소수가 6 내지 20인 방향족 탄화수소기로는 페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 터페닐기 등을 들 수 있다.
아릴아민 화합물 및 아릴디아민 화합물로는, 하기 화학식 B로 표시되는 것이 바람직하다.
<화학식 B>
(식 중, Ar111은 q가의 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 5 내지 40의 방향족기이고, Ar112, Ar113은 각각 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 5 내지 40의 아릴기이다. q는 1 내지 4의 정수이고, 바람직하게는 1 내지 2의 정수이다)
여기서 핵 탄소수가 5 내지 40인 아릴기로는, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 피레닐기, 콜로닐기, 비페닐기, 터페닐기, 피롤릴기, 푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 옥사디아졸릴기, 디페닐안트라닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 피리딜기, 벤조퀴놀릴기, 플루오란테닐기, 아세나프토플루오란테닐기, 스틸벤기, 페릴레닐기, 크리세닐기, 피세닐기, 트리페닐레닐기, 루비세닐기, 벤조안트라세닐기, 페닐안트라닐기, 비스안트라세닐기를 들 수 있고, 나프틸기, 안트라닐기, 크리세닐기, 피레닐기가 바람직하다.
Ar111은 상기한 q가의 기가 바람직하고, 추가로 Ar111이 2가일 때는 하기 화학식 C, D로 표시되는 기가 바람직하며, 화학식 D로 표시되는 기가 보다 바람직하다.
<화학식 C>
<화학식 D>
(화학식 C에 있어서, r은 1 내지 3의 정수이다)
또한, 상기 아릴기에 치환되는 바람직한 치환기로는 탄소수 1 내지 6의 알킬기(에틸기, 메틸기, i-프로필기, n-프로필기, s-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등), 탄소수 1 내지 6의 알콕시기(에톡시기, 메톡시기, i-프로폭시기, n-프로폭시기, s-부톡시기, t-부톡시기, 펜톡시기, 헥실옥시기, 시클로펜톡시기, 시클로헥실옥시기 등), 핵 탄소수 5 내지 40의 아릴기, 핵 탄소수 5 내지 40의 아릴기로 치환된 아미노기, 핵 탄소수 5 내지 40의 아릴기를 갖는 에스테르기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 갖는 에스테르기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 등을 들 수 있다.
발광층은, 필요에 따라서 정공 수송재, 전자 수송재, 중합체 결합제를 함유할 수도 있다.
발광층의 막 두께는, 바람직하게는 5 내지 50 nm, 보다 바람직하게는 7 내지 50 nm, 가장 바람직하게는 10 내지 50 nm이다. 5 nm 미만이면 발광층 형성이 곤란해지고, 색도의 조정이 곤란해질 우려가 있으며, 50 nm를 초과하면 구동 전압이 상승할 우려가 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층은 발광층에의 정공 주입을 도와 발광 영역까지 수송하는 층으로서, 정공 이동도가 크고, 이온화 에너지가 통상 5.5 eV 이하로 작다. 이러한 정공 주입층 및 정공 수송층의 재료로는 보다 낮은 전계 강도로 정공을 발광층에 수송하는 재료가 바람직하고, 또한 정공의 이동도가, 예를 들면 104 내지 106 V/cm의 전계 인가시에 10-4 ㎠/V·초 이상이면 바람직하다.
정공 주입층 및 정공 수송층의 재료로는 특별히 제한은 없고, 종래 광도전 재료에 있어서 정공의 전하 수송 재료로서 관용되고 있는 것이나, 유기 EL 소자의 정공 주입층 및 정공 수송층에 사용되고 있는 공지된 것 중에서 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층에, 예를 들면 하기 화학식으로 표시되는 방향족아민 유도체를 사용할 수 있다.
Ar211 내지 Ar213, Ar221 내지 Ar223 및 Ar203 내지 Ar208은 각각 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기이다. a 내지 c 및 p 내지 r은 각각 0 내지 3의 정수이다. Ar203과 Ar204, Ar205와 Ar206, Ar207과 Ar208은 각각 서로 연결하여 포화 또는 불포화의 환을 형성할 수도 있다.
치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족환기의 예로는 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-부틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기, 4'-메틸비페닐일기, 4"-t-부틸-p-터페닐-4-일기를 들 수 있다.
치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기의 예로는 1-피롤릴기, 2-피롤릴기, 3-피롤릴기, 피라지닐기, 2-피리디닐기, 3-피리디닐기, 4-피리디닐기, 1-인돌릴기, 2-인돌릴기, 3-인돌릴기, 4-인돌릴기, 5-인돌릴기, 6-인돌릴기, 7-인돌릴기, 1-이소인돌릴기, 2-이소인돌릴기, 3-이소인돌릴기, 4-이소인돌릴기, 5-이소인돌릴기, 6-이소인돌릴기, 7-이소인돌릴기, 2-푸릴기, 3-푸릴기, 2-벤조푸라닐기, 3-벤조푸라닐기, 4-벤조푸라닐기, 5-벤조푸라닐기, 6-벤조푸라닐기, 7-벤조푸라닐기, 1-이소벤조푸라닐기, 3-이소벤조푸라닐기, 4-이소벤조푸라닐기, 5-이소벤조푸라닐기, 6-이소벤조푸라닐기, 7-이소벤조푸라닐기, 퀴놀릴기, 3-퀴놀릴기, 4-퀴놀릴기, 5-퀴놀릴기, 6-퀴놀릴기, 7-퀴놀릴기, 8-퀴놀릴기, 1-이소퀴놀릴기, 3-이소퀴놀릴기, 4-이소퀴놀릴기, 5-이소퀴놀릴기, 6-이소퀴놀릴기, 7-이소퀴놀릴기, 8-이소퀴놀릴기, 2-퀴녹살리닐기, 5-퀴녹살리닐기, 6-퀴녹살리닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 9-카르바졸릴기, 1-페난트리디닐기, 2-페난트리디닐기, 3-페난트리디닐기, 4-페난트리디닐기, 6-페난트리디닐기, 7-페난트리디닐기, 8-페난트리디닐기, 9-페난트리디닐기, 10-페난트리디닐기, 1-아크리디닐기, 2-아크리디닐기, 3-아크리디닐기, 4-아크리디닐기, 9-아크리디닐기, 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-페나지닐기, 2-페나지닐기, 1-페노티아지닐기, 2-페노티아지닐기, 3-페노티아지닐기, 4-페노티아지닐기, 10-페노티아지닐기, 1-페녹사지닐기, 2-페녹사지닐기, 3-페녹사지닐기, 4-페녹사지닐기, 10-페녹사지닐기, 2-옥사졸릴기, 4-옥사졸릴기, 5-옥사졸릴기, 2-옥사디아졸릴기, 5-옥사디아졸릴기, 3-푸라자닐기, 2-티에닐기, 3-티에닐기, 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-부틸피롤-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-부틸1-인돌릴기, 4-t-부틸1-인돌릴기, 2-t-부틸3-인돌릴기, 4-t-부틸3-인돌릴기를 들 수 있다.
또한, 정공 주입층 및 정공 수송층에, 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
Ar231 내지 Ar234는 각각 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기이다. L은 연결기이고, 단결합, 또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기이다. x는 0 내지 5의 정수이다. Ar232와 Ar233은 서로 연결하여 포화 또는 불포화의 환을 형성할 수도 있다.
여기서 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기 및 치환 또는 비치환의 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기의 구체예로는, 상기 방향족 아민 유도체와 마찬가지의 것을 들 수 있다.
또한, 정공 주입층 및 정공 수송층의 재료의 구체예로는, 예를 들면 트리아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라잔 유도체, 아닐린계 공중합체, 도전성 고분자 올리고머(특히 티오펜 올리고머) 등을 들 수 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층의 재료로는 상기한 것을 사용할 수 있지만, 포르피린 화합물, 방향족 3급 아민 화합물 및 스티릴아민 화합물, 특히 방향족 3급 아민 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.
또한 2개의 축합 방향족환을 분자 내에 갖는 화합물, 예를 들면 4,4'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)비페닐(이하 NPD라 약기함)이나, 트리페닐아민 유닛이 3개 스타버스트형에 연결된 4,4',4"-트리스(N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노)트리페닐아민(이하 MTDATA라 약기함) 등을 이용하는 것이 바람직하다.
그 밖에 하기 화학식으로 표시되는 질소 함유 복소환 유도체도 사용할 수 있다.
식 중, R201 내지 R206은 각각 치환 또는 비치환의 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 아랄킬기, 치환 또는 비치환의 복소환기 중 어느 하나를 나타낸다. R201과 R202, R203과 R204, R205와 R206, R201과 R206, R202와 R203, 또는 R204와 R205는 축합환을 형성할 수도 있다.
또한, 하기 화학식의 화합물도 사용할 수 있다.
R211 내지 R216은 치환기이고, 바람직하게는 각각 시아노기, 니트로기, 술포닐기, 카르보닐기, 트리플루오로메틸기, 할로겐 등의 전자 흡인기이다.
또한, p형 Si, p형 SiC 등의 무기 화합물도 정공 주입층 및 정공 수송층의 재료로서 사용할 수 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층은 상술한 화합물을 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, LB법 등의 공지된 방법에 의해 박막화함으로써 형성할 수 있다. 정공 주입층 및 정공 수송층의 막 두께는 특별히 제한은 없지만, 통상은 5 nm 내지 5 ㎛이다. 정공 주입층 및 정공 수송층은 상술한 재료의 1종 또는 2종 이상을 포함하는 1층으로 구성될 수도 있고, 상이한 화합물을 포함하는 복수개의 정공 주입층 및 정공 수송층을 적층한 것일 수도 있다.
유기 반도체층은 발광층에의 정공 주입 또는 전자 주입을 돕는 층으로서, 10-10 S/cm 이상의 도전율을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 유기 반도체층의 재료로는, 티오펜 함유 올리고머나 아릴아민 함유 올리고머 등의 도전성 올리고머, 아릴아민 함유 덴드리머 등의 도전성 덴드리머 등을 사용할 수 있다.
전자 주입층 및 전자 수송층은 발광층에의 전자의 주입을 도와 발광 영역까지 수송하는 층으로서, 전자 이동도가 크다. 또한 부착 개선층은 특히 음극과의 부착이 양호한 재료로 이루어지는 전자 주입층의 일종이다.
전자 수송층은 5 nm 내지 5 ㎛의 막 두께로 적절하게 선택되지만, 특히 막 두께가 두꺼울 때, 전압 상승을 피하기 위해서 104 내지 106 V/cm의 전계 인가시에 전자 이동도가 10-5 ㎠/Vs 이상인 것이 바람직하다.
전자 주입층 및 전자 수송층에 이용되는 재료로는 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체나 옥사디아졸 유도체가 바람직하다. 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체의 구체예로는 옥신(일반적으로 8-퀴놀리놀 또는 8-히드록시퀴놀린)의 킬레이트를 포함하는 금속 킬레이트옥시노이드 화합물, 예를 들면 트리스(8-퀴놀리놀레이트)알루미늄을 들 수 있다.
옥사디아졸 유도체로는, 이하의 화학식으로 표시되는 전자 전달 화합물을 들 수 있다.
(식 중, Ar301, Ar302, Ar303, Ar305, Ar306, 및 Ar309는 각각 치환 또는 비치환의 아릴기를 나타낸다. 또한 Ar304, Ar307, Ar308은 각각 치환 또는 비치환의 아릴렌기를 나타낸다)
여기서 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 안트라닐기, 페릴레닐기, 피레닐기 등을 들 수 있다. 또한, 아릴렌기로는 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐렌기, 안트라닐렌기, 페릴레닐렌기, 피레닐렌기 등을 들 수 있다. 또한, 치환기로는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기 또는 시아노기 등을 들 수 있다. 이 전자 전달 화합물은 박막 형성성의 것이 바람직하다.
상기 전자 전달성 화합물의 구체예로는 하기의 것을 들 수 있다.
(Me는 메틸기, tBu는 t부틸기를 나타낸다)
또한, 전자 주입층 및 전자 수송층에 이용되는 재료로서, 하기 화학식 E 내지 J로 표시되는 것도 사용할 수 있다.
<화학식 E>
<화학식 F>
(화학식 E 및 F 중, A311 내지 A313은 각각 질소 원자 또는 탄소 원자이다.
Ar311은 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 원자수 3 내지 60의 헤테로아릴기이고, Ar311'은 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환의 핵 원자수 3 내지 60의 헤테로아릴렌기이며, Ar312는 수소 원자, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다. 단, Ar311 및 Ar312 중 어느 하나는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 60의 축합환기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 원자수 3 내지 60의 모노헤테로 축합환기이다.
L311, L312 및 L313은 각각 단결합, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 3 내지 60의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환의 플루오레닐렌기이다.
R 및 R311은 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환의 핵 원자수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이고, n은 0 내지 5의 정수이며, n이 2 이상인 경우, 복수개의 R은 동일하거나 상이할 수도 있고, 인접하는 R기끼리 결합하여 탄소환식 지방족환 또는 탄소환식 방향족환을 형성할 수도 있다)로 표시되는 질소 함유 복소환 유도체.
<화학식 G>
(식 중, HAr은 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 3 내지 40의 질소 함유 복소환이고, L314는 단결합, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기, 치환기를 가질 수도 있는 원자수 3 내지 60의 헤테로아릴렌기 또는 치환기를 가질 수도 있는 플루오레닐렌기이며, Ar321은 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6 내지 60의 2가의 방향족 탄화수소기이고, Ar322는 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 또는 치환기를 가질 수도 있는 원자수 3 내지 60의 헤테로아릴기이다)로 표시되는 질소 함유 복소환 유도체.
<화학식 H>
(식 중, X301 및 Y301은 각각 탄소수 1 내지 6의 포화 또는 불포화의 탄화수소기, 알콕시기, 알케닐옥시기, 알키닐옥시기, 히드록시기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 헤테로환 또는 X와 Y가 결합하여 포화 또는 불포화의 환을 형성한 구조이고, R301 내지 R304는 각각 수소, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 퍼플루오로알킬기, 퍼플루오로알콕시기, 아미노기, 알킬카르보닐기, 아릴카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아조기, 알킬카르보닐옥시기, 아릴카르보닐옥시기, 알콕시카르보닐옥시기, 아릴옥시카르보닐옥시기, 술피닐기, 술포닐기, 술파닐기, 실릴기, 카르바모일기, 아릴기, 헤테로환기, 알케닐기, 알키닐기, 니트로기, 포르밀기, 니트로소기, 포르밀옥시기, 이소시아노기, 시아네이트기, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기 또는 시아노기이다. 이들 기는 치환될 수도 있다. 또한, 인접한 기가 치환 또는 비치환의 축합환을 형성할 수도 있다)로 표시되는 시라시클로펜타디엔 유도체.
<화학식 I>
(식 중, R321 내지 R328 및 Z322는 각각 수소 원자, 포화 또는 불포화의 탄화수소기, 방향족 탄화수소기, 헤테로환기, 치환 아미노기, 치환 보릴기, 알콕시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, X302, Y302 및 Z321은 각각 포화 또는 불포화의 탄화수소기, 방향족 탄화수소기, 헤테로환기, 치환 아미노기, 알콕시기 또는 아릴옥시기를 나타내며, Z321과 Z322는 서로 결합하여 축합환을 형성할 수도 있고, n은 1 내지 3의 정수를 나타내며, n 또는 (3-n)이 2 이상인 경우, R321 내지 R328, X302, Y302, Z322 및 Z321은 동일하거나 상이할 수도 있다. 단, n이 1, X, Y 및 R322가 메틸기이고 R328이 수소 원자 또는 치환 보릴기의 화합물 및 n이 3이고 Z321이 메틸기인 화합물을 포함하지 않는다)로 표시되는 보란 유도체.
<화학식 J>
[식 중, Q301 및 Q302는 각각 하기 화학식 K로 표시되는 배위자를 나타내고, L315는 할로겐 원자, 치환 또는 비치환의 알킬기, 치환 또는 비치환의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 복소환기, -OR(R은 수소 원자, 치환 또는 비치환의 알킬기, 치환 또는 비치환의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 복소환기임) 또는 -O-Ga-Q303(Q304)(Q303 및 Q304는 Q301 및 Q302와 동일)로 표시되는 배위자를 나타낸다]으로 표시되는 갈륨 착체.
<화학식 K>
[식 중, 환 A301 및 A302는 각각 치환기를 가질 수도 있는 서로 축합한 6원 아릴환 구조이다]
이 금속 착체는 n형 반도체로서의 성질이 강하고, 전자 주입 능력이 크다. 또한, 착체 형성시의 생성 에너지도 낮기 때문에, 형성한 금속 착체의 금속과 배위자와의 결합성도 견고하게 되어, 발광 재료로서의 형광 양자 효율도 크다.
화학식 K의 배위자를 형성하는 환 A301 및 A302의 치환기의 구체적인, 예를 들면 염소, 브롬, 요오드, 불소의 할로겐 원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, s-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 트리클로로메틸기 등의 치환 또는 비치환의 알킬기, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 안트라닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 피레닐기, 3-메틸페닐기, 3-메톡시페닐기, 3-플루오로페닐기, 3-트리클로로메틸페닐기, 3-트리플루오로메틸페닐기, 3-니트로페닐기 등의 치환 또는 비치환의 아릴기, 메톡시기, n-부톡시기, t-부톡시기, 트리클로로메톡시기, 트리플루오로에톡시기, 펜타플루오로프로폭시기, 2,2,3,3-테트라플루오로프로폭시기, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로폭시기, 6-(퍼플루오로에틸)헥실옥시기 등의 치환 또는 비치환의 알콕시기, 페녹시기, p-니트로페녹시기, p-t-부틸페녹시기, 3-플루오로페녹시기, 펜타플루오로페닐기, 3-트리플루오로메틸페녹시기 등의 치환 또는 비치환의 아릴옥시기, 메틸티오기, 에틸티오기, t-부틸티오기, 헥실티오기, 옥틸티오기, 트리플루오로메틸티오기 등의 치환 또는 비치환의 알킬티오기, 페닐티오기, p-니트로페닐티오기, p-t-부틸페닐티오기, 3-플루오로페닐티오기, 펜타플루오로페닐티오기, 3-트리플루오로메틸페닐티오기 등의 치환 또는 비치환의 아릴티오기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 메틸아미노기, 디에틸아미노기, 에틸아미노기, 디에틸아미노기, 디프로필아미노기, 디부틸아미노기, 디페닐아미노기 등의 모노 또는 디 치환 아미노기, 비스(아세톡시메틸)아미노기, 비스(아세톡시에틸)아미노기, 비스(아세톡시프로필)아미노기, 비스(아세톡시부틸)아미노기 등의 아실아미노기, 수산기, 실록시기, 아실기, 카르바모일기, 메틸카르바모일기, 디메틸카르바모일기, 에틸카르바모일기, 디에틸카르바모일기, 프로필카르바모일기, 부틸카르바모일기, 페닐카르바모일기 등의 치환 또는 비치환의 카르바모일기, 카르복실산기, 술폰산기, 이미드기, 시클로펜탄기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 인돌리닐기, 퀴놀리닐기, 아크리디닐기, 피롤리디닐기, 디옥사닐기, 피페리디닐기, 모르폴리디닐기, 피페라지닐기, 카르바졸릴기, 푸라닐기, 티오페닐기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 트리아졸릴기, 이미다졸릴기, 벤조이미다졸릴기 등의 복소환기 등이 있다. 또한, 이상의 치환기끼리 결합하여 추가적인 6원 아릴환 또는 복소환을 형성할 수도 있다.
유기 EL 소자의 바람직한 형태로는 전자를 수송하는 영역 또는 음극과 유기층의 계면 영역에 환원성 도펀트를 함유한다. 여기서 환원성 도펀트란, 전자 수송성 화합물을 환원할 수 있는 물질이라 정의된다. 따라서, 일정한 환원성을 갖는 것이면 여러가지의 것이 이용되고, 예를 들면 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속의 산화물, 알칼리 금속의 할로겐화물, 알칼리 토금속의 산화물, 알칼리 토금속의 할로겐화물, 희토류 금속의 산화물 또는 희토류 금속의 할로겐화물, 알칼리 금속의 탄산염, 알칼리 토금속의 탄산염, 희토류 금속의 탄산염, 알칼리 금속의 유기 착체, 알칼리 토금속의 유기 착체, 희토류 금속의 유기 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 구체적으로 바람직한 환원성 도펀트로는 Na(일함수: 2.36 eV), K(일함수: 2.28 eV), Rb(일함수: 2.16 eV) 및 Cs(일함수: 1.95 eV)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속이나, Ca(일함수: 2.9 eV), Sr(일함수: 2.0 내지 2.5 eV), 및 Ba(일함수: 2.52 eV)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 토금속을 들 수 있다. 일함수가 2.9 eV 이하인 것이 특히 바람직하다. 이들 중에서, 보다 바람직한 환원성 도펀트는 K, Rb 및 Cs로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속이고, 더욱 바람직하게는 Rb 또는 Cs이며, 가장 바람직하게는 Cs이다. 이들 알칼리 금속은 특히 환원 능력이 높고, 전자 주입 영역에의 비교적 소량의 첨가에 의해, 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화가 도모된다. 또한, 일함수가 2.9 eV 이하인 환원성 도펀트로서, 이들 2종 이상의 알칼리 금속의 조합도 바람직하고, 특히 Cs를 포함한 조합, 예를 들면 Cs와 Na, Cs와 K, Cs와 Rb 또는 Cs와 Na와 K와의 조합인 것이 바람직하다. Cs를 조합하여 포함함으로써, 환원 능력을 효율적으로 발휘할 수 있고, 전자 주입 영역에의 첨가에 의해 유기 EL 소자에 있어서의 발광 휘도의 향상이나 장기 수명화가 도모된다.
음극과 유기층 사이에 절연체나 반도체로 구성되는 전자 주입층을 더 설치할 수도 있다. 이러한 층에 의해 전류의 누설을 유효하게 방지하여 전자 주입성을 향상시킬 수 있다. 전자 주입층이 절연성 박막이면, 보다 균질한 박막이 형성되기 때문에, 다크스폿 등의 화소 결함을 감소시킬 수 있다.
절연체로는 알칼리 금속 칼코게니드, 알칼리 토금속 칼코게니드, 알칼리 금속의 할로겐화물 및 알칼리 토금속의 할로겐화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 전자 주입층이 이들 알칼리 금속 칼코게니드 등으로 구성되어 있으면, 전자 주입성을 더욱 향상시킬 수 있어 바람직하다. 구체적으로, 바람직한 알칼리 금속 칼코게니드로는, 예를 들면 Li2O, K2O, Na2S, Na2Se 및 Na2O를 들 수 있고, 바람직한 알칼리 토금속 칼코게니드로는, 예를 들면 CaO, BaO, SrO, BeO, BaS, 및 CaSe를 들 수 있다. 또한, 바람직한 알칼리 금속의 할로겐화물로는, 예를 들면 LiF, NaF, KF, CsF, LiCl, KCl 및 NaCl 등을 들 수 있다. 또한, 바람직한 알칼리 토금속의 할로겐화물로는, 예를 들면 CaF2, BaF2, SrF2, MgF2 및 BeF2라는 불화물이나, 불화물 이외의 할로겐화물을 들 수 있다.
또한, 전자 주입층을 구성하는 반도체로는 Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Li, Na, Cd, Mg, Si, Ta, Sb 및 Zn 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 산화물, 질화물 또는 산화질화물 등의 1종 단독 또는 2종 이상의 조합을 들 수 있다. 또한, 전자 주입층을 구성하는 무기 화합물은 미결정 또는 비정질의 절연성 박막인 것이 바람직하다.
음극으로는, 일함수가 작은(예를 들면, 4 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들 혼합물을 전극 물질로 하는 것이 이용된다. 이러한 전극 물질의 구체예로는 나트륨, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘, 리튬, 세슘, 마그네슘·은 합금, 알루미늄/산화알루미늄, Al/Li2O, Al/LiO, Al/LiF, 알루미늄·리튬 합금, 인듐, 희토류 금속 등을 들 수 있다.
음극은 이들 전극 물질로부터 증착이나 스퍼터링 등에 의해 제작할 수 있다.
발광층으로부터의 발광을 음극으로부터 취출하는 경우, 음극의 발광에 대한 투과율은 10 %보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 음극으로서의 시트 저항은 수백 Ω/□ 이하가 바람직하고, 또한 막 두께는 통상 10 nm 내지 1 ㎛, 바람직하게는 50 내지 200 nm이다.
일반적으로 유기 EL 소자는 초박막에 전계를 인가하기 위해서, 누설이나 쇼트에 의한 화소 결함이 발생하기 쉽다. 이를 방지하기 위해서, 한쌍의 전극 사이에 절연성의 박막층을 삽입할 수도 있다.
절연층에 이용하는 재료로는, 예를 들면 산화알루미늄, 불화리튬, 산화리튬, 불화세슘, 산화세슘, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 산화칼슘, 불화칼슘, 질화알루미늄, 산화티탄, 산화규소, 산화게르마늄, 질화규소, 질화붕소, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화바나듐 등을 들 수 있다. 이들 혼합물이나 적층물을 이용할 수도 있다.
유기 EL 소자를 제작하는 방법에 대해서는, 예를 들면 상기한 재료 및 방법에 의해, 양극으로부터 필요한 층을 순차 형성하고, 마지막으로 음극을 형성할 수 있다. 또한, 음극으로부터 양극으로, 반대의 순서로 유기 EL 소자를 제작할 수도 있다.
이하, 투광성 기판 상에 양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극이 순차 설치된 구성의 유기 EL 소자의 제작예에 대해서 설명한다.
우선, 투광성 기판 상에 양극 재료로 이루어지는 박막을 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 형성하고, 양극으로 한다. 이어서, 이 양극 상에 정공 주입층을 설치한다. 정공 주입층의 형성은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, LB법 등의 방법에 의해 행할 수 있지만, 균질한 막이 얻어지기 쉽고, 또한 핀홀이 발생하기 어렵다는 등의 관점에서 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 진공 증착법에 의해 정공 주입층을 형성하는 경우, 그의 증착 조건은 사용하는 화합물(정공 주입층의 재료), 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 등에 따라 다르지만, 일반적으로 증착원 온도 50 내지 450 ℃, 진공도 10-7 내지 10-3 Torr, 증착 속도 0.01 내지 50 nm/초, 기판 온도 -50 내지 300 ℃에서 적절하게 선택하는 것이 바람직하다.
이어서, 정공 주입층 상에 발광층을 설치한다. 발광층의 형성도, 진공 증착법, 스퍼터링, 스핀 코팅법, 캐스팅법 등의 방법에 의해, 발광 재료를 박막화함으로써 형성할 수 있지만, 균질한 막이 얻어지기 쉽고, 또한 핀홀이 발생하기 어렵다는 등의 관점에서 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 진공 증착법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그의 증착 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 마찬가지의 조건 범위 중에서 선택할 수 있다.
이어서, 발광층 상에 전자 주입층을 설치한다. 이 경우에도 정공 주입층, 발광층과 마찬가지로, 균질한 막을 얻을 필요성으로부터 진공 증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 증착 조건은 정공 주입층, 발광층과 마찬가지의 조건 범위에서 선택할 수 있다.
그리고, 마지막으로 음극을 적층하여 유기 EL 소자를 얻을 수 있다. 음극은 증착법, 스퍼터링에 의해 형성할 수 있다. 바탕의 유기물층을 제막시의 손상으로부터 지키기 위해서는 진공 증착법이 바람직하다.
이상의 유기 EL 소자의 제작은 1회 탈기하여, 일관되게 양극에서 음극까지 제작하는 것이 바람직하다.
유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 화합물을 함유하는 유기 박막층은 진공 증착법, 분자선 증착법(MBE법) 또는 본 발명의 화합물을 용매에 녹인 용액의 디핑법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법 등의 도포법에 의한 공지된 방법으로 형성할 수 있다.
<실시예>
[크리센 유도체의 합성]
실시예 1
화합물 1의 합성
아르곤 분위기하에 6,12-디브로모크리센 3.83 g(10.0 mmol), 4-(1-나프틸)페닐보론산 5.95 g(24.0 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.462 g(0.400 mmol)에 톨루엔 80 ㎖, 2 M 탄산나트륨 수용액 40 ㎖를 가하고, 16 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종료 후, 석출 결정을 여과 분취하고, 얻어진 결정을 물, 메탄올, 헥산으로 세정하였다. 얻어진 개체를 톨루엔으로 재결정하고, 백색 결정 5.06 g을 얻었다. 이 결정은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 632.25에 대하여 m/e=632였다.
실시예 2
화합물 2의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 4-(2-나프틸)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성한 얻어진 화합물은, 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 632.25에 대하여 m/e=632였다.
실시예 3
화합물 3의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 4-(9-페난트릴)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 732.28에 대하여 m/e=732였다.
실시예 4
화합물 4의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 3-(1-나프틸)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 632.25에 대하여 m/e=632였다.
실시예 5
화합물 5의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 3-(2-나프틸)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 632.25에 대하여 m/e=632였다.
실시예 6
화합물 6의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 3-(9-페난트릴)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 732.28에 대하여 m/e=732였다.
실시예 7
화합물 7의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 3-(1-나프틸)-5-페닐페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 784.31에 대하여 m/e=784였다.
실시예 8
화합물 8의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 3-(2-나프틸)-5-페닐페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 784.31에 대하여 m/e=784였다.
실시예 9
화합물 9의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 3,5-디(1-나프틸)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 884.34에 대하여 m/e=884였다.
실시예 10
화합물 10의 합성
실시예 1에 있어서, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 3,5-디(2-나프틸)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 884.34에 대하여 m/e=884였다.
실시예 11
화합물 11의 합성
(11-1) 2-브로모-6-페닐나프탈렌의 합성
아르곤 분위기하에 6-브로모-2-나프틸트리플루오로메탄술포네이트 1195 g(3.37 mol), 1,3-비스(디페닐포스피노)프로판팔라듐(0)디클로라이드 99.3 g(168 mmol), 탈수 디에틸에테르 4 ℓ를 플라스크에 투입하고, 0 ℃까지 냉각하였다. 1 M 페닐마그네슘 브로마이드의 THF(테트라히드록시푸란) 용액 4.1 ℓ를 적하하고, 실온에서 22 시간 동안 교반하였다. 톨루엔 2 ℓ, 물 2 ℓ를 가한 후, 여과하였다. 여과액의 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 감압 증류 제거시켰다. 잔사를 톨루엔으로 슬러리 세정하고, 결정을 여과 분취하였다. 결정을 감압하에 건조시키고, 2-브로모-6-페닐나프탈렌 360 g(수율 38 %)을 얻었다.
(11-2) 6-페닐나프탈렌-2-보론산의 합성
아르곤 분위기하에 2-브로모-6-페닐나프탈렌 360 g(1.27 mol), 탈수 디에틸에테르 2 ℓ, 탈수 톨루엔 2 ℓ를 투입하고, -10 ℃까지 냉각하였다. 1.58 M n-부틸리튬의 헥산 용액 1 ℓ(1.58 mol)를 적하하고, -10 ℃에서 5 시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 -60 ℃까지 냉각하고, 붕산트리이소프로필 718 g(3.81 mol)을 적하한 후, 실온에서 17 시간 동안 교반하였다. 반응 용액에 물 1 ℓ, 톨루엔 1 ℓ를 가하고, 1 시간 동안 교반한 후, 수층을 제거하였다. 유기층을 물로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조시켰다. 유기층을 농축한 후, 톨루엔으로 열세정하고, 6-페닐나프탈렌-2-보론산 276 g(수율 87 %)을 얻었다.
(11-3) 3-포르밀-4-히드록시비페닐의 합성
아르곤 분위기하에 5-브로모살리실알데히드 496 g(2.46 mol), 페닐보론산 361 g(2.96 mol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 57 g(49.0 mmol), DME 8.6 ℓ, 탄산나트륨 784 g/물 3.7 ℓ를 투입하고, 17 시간 동안 가열 환류 교반시켰다. 실온까지 냉각한 후, 톨루엔 3 ℓ를 가하고, 수층을 제거하였다. 유기층을 물로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조시키고, 용매를 감압 증류 제거시켰다. 결정을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 3-포르밀-4-히드록시비페닐 382 g(수율 78 %)을 얻었다.
(11-4) 3-포르밀-4-비페닐트리플루오로메탄술포네이트의 합성
아르곤 분위기하에 3-포르밀-4-히드록시비페닐 382 g(1.93 mol), 디이소프로필아민 390 g(3.85 mol), 탈수 디클로로메탄 4 ℓ를 투입하고, 무수 트리플루오로메탄술폰산 1088 g(3.85 mol)을 적하하고, 실온에서 21 시간 동안 교반하였다. 탄산수소나트륨 100 g/물 3 ℓ를 가한 후, 수층을 제거하였다. 유기층을 물로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조시키고, 용매를 감압 증류 제거시켰다. 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 3-포르밀-4-비페닐트리플루오로메탄술포네이트의 조 생성물 656 g을 얻었다.
(11-5) 2-(3-포르밀비페닐-4-일)-6-페닐나프탈렌의 합성
아르곤 분위기하에 3-포르밀-4-비페닐트리플루오로메탄술포네이트 444 g(1.11 mol), 페닐보론산 276 g(1.33 mol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 26 g(22.2 mmol), 톨루엔 5 ℓ, 탄산나트륨 354 g/물 1.7 ℓ를 투입하고, 17 시간 동안 가열 환류 교반시켰다. 실온까지 냉각한 후, 수층을 제거하고, 유기층을 물로 세정하였다. 황산마그네슘으로 건조시키고, 용매를 감압 증류 제거시켰다. 톨루엔-아세톤으로 세정하고, 2-(3-포르밀비페닐-4-일)-6-페닐나프탈렌 370 g(수율 86 %)을 얻었다.
(11-6) 2-[3-[(2-메톡시)에테닐-1-일]비페닐-4-일]-6-페닐나프탈렌의 합성
아르곤 분위기하에 (메톡시메틸)트리페닐포스포늄클로라이드 823 g(2.40 mol), 탈수 디에틸에테르 4 ℓ를 플라스크에 투입하고, 1 M 칼륨-t-부톡시드의 THF 용액 2.4 ℓ(2.40 mol)를 가하고, 실온에서 2 시간 동안 교반하였다. 2-(3-포르밀비페닐-4-일)-6-페닐나프탈렌 370 g(961 mmol)의 THF 6 ℓ 분산액을 적하하고, 실온에서 17 시간 동안 교반하였다. 반응 후, 불용물을 여과 분별하고, 여과액을 농축하였다. 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 2-[3-[(2-메톡시)에테닐-1-일]비페닐-4-일]-6-페닐나프탈렌 330 g(수율 83 %)을 얻었다.
(11-7) 2,8-디페닐크리센의 합성
2-[3-[(2-메톡시)에테닐-1-일]비페닐-4-일]-6-페닐나프탈렌 330 g(800 mmol), 메탄술폰산 60 g(624 mmol), 탈수 디클로로메탄 4.5 ℓ를 투입하고, 실온에서 18 시간 동안 교반하였다. 메탄올 1 ℓ를 가하고, 석출된 결정을 여과 분취하였다. 얻어진 결정을 메탄올로 세정하고, 2,8-디페닐크리센 240 g(수율 78 %)을 얻었다.
(11-8) 6,12-디브로모-2,8-디페닐크리센의 합성
아르곤 분위기하에 2,8-디페닐크리센 240 g(630 mmol), 클로로포름 2.5 ℓ를 플라스크에 투입하고, 브롬 260 g을 적하하고, 반응 용액을 실온에서 45 시간 동안 교반하였다. 석출된 결정을 여과 분취하고, 물, 메탄올로 세정하였다. 얻어진 개체를 크실렌으로 가열 세정을 반복하고, 6,12-디브로모-2,8-디페닐크리센 200 g(수율 59 %)을 얻었다.
(11-9) 화합물 11의 합성
실시예 1에 있어서, 6,12-디브로모크리센 대신에 6,12-디브로모-2,8-디페닐크리센을, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 4-(2-나프틸)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 784.31에 대하여 m/e=784였다.
실시예 12
화합물 12의 합성
실시예 1에 있어서, 6,12-디브로모크리센 대신에 6,12-디브로모-2,8-디페닐크리센을, 4-(1-나프틸)페닐보론산 대신에 3-(1-나프틸)페닐보론산을 이용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 얻어진 화합물은 매스스펙트럼 분석의 결과 목적물이고, 분자량 784.31에 대하여 m/e=784였다.
[유기 EL 소자의 제작]
실시예 13
25 mm×75 mm×1.1 mm 두께의 ITO 투명 전극이 부착된 유리 기판(지오메틱사 제조)을 이소프로필알코올 중에서 5 분간, 초음파 세정한 후, UV 오존 세정을 30 분간 행하였다.
세정 후의 투명 전극 라인이 부착된 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 상에, 투명 전극을 덮도록 하여 두께 65 nm의 하기 화합물 A-1을 저항 가열 증착에 의해 성막하였다. 이 A-1막은 정공 주입·수송층으로서 기능한다.
이어서, A-1막 상에 화합물 1을 저항 가열 증착에 의해 두께 40 nm로 성막하였다. 동시에 인광 발광성 도펀트로서, 하기 구조의 Ir(tpiq)2(acac)(D-1)을 화합물 1에 대하여 질량비로 5 %가 되도록 증착하였다. 이 막은 인광 발광층으로서 기능한다.
이어서, 이 인광 발광층 상에 하기 화합물 A-2를, 저항 가열 증착에 의해 두께 10 nm가 되도록 성막하였다. 이 화합물 A-2의 막은 정공 블록층으로서 기능한다.
이 막 상에 막 두께 30 nm의 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄(Alq) 착체를 성막하였다. 이는 전자 수송층으로서 기능한다.
그 후, 환원성 도펀트인 Li(Li원: 사에스게타사 제조)와 Alq를 이원 증착시키고, 전자 주입층으로서 Alq:Li막(막 두께 0.5 nm)을 형성하였다.
이 Alq:Li막 상에 금속 Al을 증착시켜 금속 음극(막 두께 150 nm)을 형성하고, 유기 EL 발광 소자를 형성하였다.
실시예 14 내지 실시예 24
실시예 1에 있어서, 화합물 1 대신에 하기 표 1에 나타내는 화합물을 이용하여 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에 있어서, 화합물 1 대신에 하기 화합물 A를 이용하여 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에 있어서, 화합물 1 대신에 하기 화합물 B를 이용하여 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에 있어서, 화합물 1 대신에 하기 화합물 C를 이용하여 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에 있어서, 화합물 1 대신에 하기 화합물 D를 이용하여 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제조하였다.
비교예 5
실시예 1에 있어서, 화합물 1 대신에 하기 화합물 E를 이용하여 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제조하였다.
상기한 각 예에서 제작한 유기 EL 소자의, 10 mA/㎠ 구동시의 소자 성능 및 초기 1000 cd/㎡에 대한 반감수명을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 발광 효율은 소자에 소정의 전압을 인가하고, 그 때의 전류값을 측정함과 동시에, 휘도계(미놀타사 제조 분광 휘도 방사계 CS-1000)로 발광 휘도값을 측정하고 산출하였다.
본 발명의 크리센 유도체는 유기 EL 소자용 재료, 특히 발광 재료로서 바람직하다.
본 발명의 유기 EL 소자는 평면 발광체나 디스플레이의 백 라이트 등의 광원, 휴대 전화, PDA, 자동차 내비게이션, 자동차의 인스트루먼트 패널 등의 표시부, 조명 등에 바람직하게 사용할 수 있다.
이 명세서에 기재된 문헌의 내용을 모두 여기에 원용한다.
상기에 본 발명의 실시 형태 및/또는 실시예를 몇가지 상세히 설명했지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시 및 효과로부터 실질적으로 벗어나지 않고, 이들 예시인 실시 형태 및/또는 실시예에 많은 변경을 가하는 것이 용이하다. 따라서, 이들 많은 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
Claims (12)
- 하기 화학식 1로 표시되는 크리센 유도체.
<화학식 1>
식 중, R1 내지 R10 및 R21 내지 R25는 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 8 내지 30의 아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 나타내되, 단, R21 내지 R25 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환 또는 치환 또는 비치환의 플루오레닐기이다. - 제1항에 있어서, R1 내지 R10이 수소 원자인 크리센 유도체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, R21 내지 R25 중 어느 하나가 치환 또는 비치환의 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환이고, 다른 것이 수소 원자인 크리센 유도체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 R21 내지 R25 중 어느 하나가 치환 또는 비치환의 나프틸기 또는 치환 또는 비치환의 페난트릴기이고, 다른 것이 수소 원자인 크리센 유도체.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 크리센 유도체를 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료.
- 제5항에 있어서, 발광 재료인 유기 전계 발광 소자용 재료.
- 양극 및 음극과, 상기 양극 및 음극 사이에 협지되어 있으며 발광층을 포함하는 하나 이상의 유기 박막층을 갖고, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이 제5항에 기재된 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
- 제7항에 있어서, 상기 발광층이 상기 유기 전계 발광 소자용 재료를 함유하는 유기 전계 발광 소자.
- 제8항에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자용 재료가 호스트 재료인 유기 전계 발광 소자.
- 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광층이 형광성 도펀트 및 인광성 도펀트 중 적어도 하나를 더 함유하는 유기 전계 발광 소자.
- 제10항에 있어서, 상기 인광성 도펀트가 Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re 및 Ru로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 및 배위자를 포함하는 금속 착체인 유기 전계 발광 소자.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 인광성 도펀트가 520 nm 내지 700 nm에 최대 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 나타내는 유기 전계 발광 소자.
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