KR20120116438A - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

기판 상에, 양극 및 음극으로 이루어지는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 발광층을 갖고, 발광층과 음극 사이에 발광층에 인접하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 발광층에 카르바졸 구조를 포함하는 화합물을 적어도 하나 함유하고, 그 발광층에 인접하는 유기층에, 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ? 1200 의 범위에 있고, 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물을 적어도 하나 함유하는 유기 전계 발광 소자.

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자 (이하, 「소자」, 「유기 EL 소자」라고도 한다) 는, 저전압 구동으로 고휘도의 발광이 얻어지는 점에서 활발하게 연구 개발이 실시되고 있다. 유기 전계 발광 소자는, 1 쌍의 전극 사이에 유기층을 갖고, 음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 유기층에 있어서 재결합되어 생성된 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.
최근, 인광 발광 재료를 사용함으로써 소자의 고효율화가 진행되고 있다. 또, 발광 재료를 호스트 재료 중에 도프한 발광층을 사용하는 도프형 소자가 널리 채용되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 ? 3 에는, 인광 발광 재료로서 이리듐 착물이나 백금 착물 등을 사용하고, 또한 함질소 헤테로 고리기와 카르바졸 구조를 포함하는 특정 구조의 화합물을 호스트 재료로서 사용하여, 발광 효율 및 내구성을 향상시킨 유기 전계 발광 소자가 제안되어 있다.
또, 동일하게 함질소 헤테로 고리기와 카르바졸 구조를 포함하는 특정 구조의 화합물을 전자 수송 재료로서 전자 수송층에 사용하여, 발광 효율을 향상시킨 유기 전계 발광 소자가 제안되어 있다 (특허문헌 4 참조).
호스트 재료의 개발도 활발히 실시되고 있고, 특허문헌 5 에는 인광 발광 재료 및 탄화수소계 재료를 발광층 인접 전자 수송층에 사용한 유기 전계 발광 소자가 기재되어 있다. 또, 특허문헌 6 에는, 페닐 치환 mCP 유도체 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자가 기재되어 있다.
그러나, 이들 특허문헌에 기재된 소자보다 더욱 높은 레벨로 발광 효율과 내구성이 양립된 유기 전계 발광 소자가 요구되고 있다.
국제 공개 제05/085387호 국제 공개 제03/080760호 국제 공개 제03/078541호 일본 공개특허공보 2007-220721호 국제 공개 제00/041443호 국제 공개 제04/074399호
조명 용도 등에서는 1 만 ㏅/㎡ 를 초과하는 고휘도에서의 구동도 필요해지는데, 본 발명자들의 검토에 의하면, 고휘도 구동시에는 저휘도 구동시와 발광층 내부에서의 발광 위치 (막두께 방향) 가 변화하기 때문에 색도가 변화하거나, 고휘도 구동시에는 상기 발광 위치가 변화하는 것 외에, 발열, 생성 여기자의 고밀도화 등 때문에, 저휘도 구동시와는 열화의 메커니즘이 상이하고, 시간 경과적 색도 변화나 시간 경과적 전압 상승이 크다는 문제가 있는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 목적은, 우수한 발광 효율과 내구성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다. 또한, 구동 전압이 낮고, 고휘도 구동시의 색도 변화, 시간 경과적 색도 변화 및 시간 경과적 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자를 얻는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 발광층에 카르바졸 구조를 포함하는 특정 화합물을 함유하고, 그 발광층보다 음극측의 층으로서, 그 발광층에 인접하는 유기층에 특정 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물을 함유함으로써 우수한 발광 효율과 내구성을 갖고, 구동 전압이 낮고, 고휘도 구동시의 색도 변화, 시간 경과적 색도 변화 및 시간 경과적 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있는 것을 알아냈다.
즉, 본 발명은 하기의 수단에 의해 달성할 수 있다.
[1]
기판 상에, 양극 및 음극으로 이루어지는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 발광층을 갖고, 발광층과 음극 사이에 발광층에 인접하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 발광층에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 적어도 하나 함유하고, 그 발광층에 인접하는 유기층에, 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ? 1200 의 범위에 있고, 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물을 적어도 하나 함유하는 유기 전계 발광 소자.
[화학식 1]
Figure pct00001
일반식 (1) 중, R1 은 알킬기, 아릴기, 또는 실릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 단, R1 이 카르바졸릴기, 퍼플루오로알킬기를 나타내지는 않는다. R1 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R1 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 복수의 R1 은, 서로 결합되어 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
R2 ? R5 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. R2 ? R5 가 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R2 ? R5 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합되어 아릴 고리를 형성해도 된다.
n1 은 0 ? 5 의 정수를 나타낸다.
n2 ? n5 는 각각 독립적으로 0 ? 4 의 정수를 나타낸다.
[2]
일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 일반식 (2) 로 나타내는 화합물인 [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 2]
Figure pct00002
일반식 (2) 중, R6 및 R7 은 각각 독립적으로 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다. R6 및 R7 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R6 및 복수의 R7 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 서로 결합되어 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
n6 및 n7 은 각각 독립적으로 0 ? 5 의 정수를 나타낸다.
R8 ? R11 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다.
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합되어 아릴 고리를 형성해도 된다.
[3]
상기 탄화수소 화합물이 일반식 (An-1) 로 나타내는 화합물인 [1] 또는 [2] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 3]
Figure pct00003
(일반식 (An-1) 중, Ar1, Ar2 는 각각 독립적으로 아릴기를 나타내고, R12 ? R19 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기를 나타낸다. R12 와 R13, R13 과 R14, R14 와 R15, R16 과 R17, R17 과 R18 및 R18 과 R19 는 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다)
[4]
상기 일반식 (An-1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (An-2) 로 나타내는 화합물인 [3] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 4]
Figure pct00004
(일반식 (An-2) 중, Ar1, Ar2 는 각각 독립적으로 아릴기를 나타내고, R13, R14, R17 및 R18 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다. R13 과 R14 및 R17 과 R18 은 서로 결합되어 고리를 형성해도 된다)
[5]
상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이며, 상기 탄화수소 화합물이 상기 일반식 (An-2) 로 나타내는 화합물인 [1] ? [4] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[6]
일반식 (An-2) 에 있어서, R13, R14, R17 및 R18 이 수소 원자를 나타내는 [5] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[7]
상기 발광층에 적어도 1 개의 인광성 발광 재료를 함유하는 [1] ? [6] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[8]
상기 발광층, 그 발광층에 인접하는 유기층 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 존재하는 그 밖의 유기층 중 적어도 어느 1 층이 용액 도포 프로세스에 의해 형성된 [1] ? [7] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[9]
상기 전극 사이에, 정공 주입층을 갖고, 그 정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를 함유하는 [1] ? [8] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[10]
전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유하는 [1] ? [9] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[11]
[1] ? [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치.
[12]
[1] ? [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 표시 장치.
[13]
[1] ? [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 조명 장치.
본 발명에 의하면, 우수한 발광 효율과 내구성을 갖고, 구동 전압이 낮고, 고휘도 구동시의 색도 변화, 시간 경과적 색도 변화 및 시간 경과적 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2 는, 본 발명에 관련된 발광 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3 은, 본 발명에 관련된 조명 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
본 발명에 있어서, 치환기 Z 를 하기와 같이 정의한다.
(치환기 Z)
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합되어 아릴 고리를 형성해도 된다.
치환기 Z 는 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기, 탄소수 2 ? 6 의 알케닐기, 페닐기, 탄소수 5 ? 10 의 방향족 헤테로 고리기, 탄소수 1 ? 4 의 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타낸다. 복수의 치환기 Z 는 서로 연결되어 방향족 탄화수소 고리를 형성해도 된다.
또, 본 발명에 있어서, 치환기군 A 및 B 를 하기와 같이 정의한다.
(치환기군 A)
알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 10 이며, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, t-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 10 이며, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 10 이며, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ? 12 이며, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있다), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ? 10 이며, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노, 디페닐아미노, 디톨릴아미노 등을 들 수 있다), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 10 이며, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ? 12 이며, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 아실기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 12 이며, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 12 이며, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ? 12 이며, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 10 이며, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 10 이며, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 12 이며, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ? 12 이며, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ? 12 이며, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ? 12 이며, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있다), 인산아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이며, 예를 들어 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있다), 하이드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하며, 바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실롤릴기 등을 들 수 있다), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ? 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ? 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ? 24 이며, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 3 ? 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ? 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ? 24 이며, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다), 포스포릴기 (예를 들어 디페닐포스포릴기, 디메틸포스포릴기 등을 들 수 있다) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기에 치환된 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기에 치환된 치환기에 치환된 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는 이상에서 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
(치환기군 B)
알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 10 이며, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, t-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 10 이며, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 10 이며, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ? 12 이며, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸, 안트라닐 등을 들 수 있다), 시아노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하며, 바람직하게는 탄소수 1 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 12 이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 실롤릴기 등을 들 수 있다) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는 상기 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기에 치환된 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는 이상에서 설명한 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다. 또, 치환기에 치환된 치환기에 치환된 치환기는 추가로 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는 이상에서 설명한 치환기군 B 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에 양극 및 음극으로 이루어지는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 발광층을 갖고, 발광층과 음극 사이에 발광층에 인접하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 발광층에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 적어도 하나 함유하고, 발광층에 인접하는 유기층에 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ? 1200 의 범위에 있고, 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물을 적어도 하나 함유한다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 1 만 ㏅/㎡ 를 초과하는 고휘도에서의 구동시에, 종래의 소자에서는 저휘도 구동시와의 색도 변화가 크거나, 구동시의 시간 경과적 색도 변화가 크거나, 구동시의 시간 경과적 전압 상승이 크거나 하는 문제가 있었다.
고휘도와 저휘도에서의 색도의 차이는, 주로 발광층 내부에서의 발광 위치 (막두께 방향) 의 차이에 의한 것으로, 이것은 전극에서 발광층까지의 각 층 계면에서의 전하 주입 장벽이나, 각 층의 전하 이동도의 전계 강도 의존성에 의한 것으로 생각된다. 본 발명의 소자에서는, 음극에서 발광층까지의 전자 주입 장벽이 작아지기 때문에, 또한, 전하 이동도의 전계 강도 의존성이 작아지기 때문에 발광 휘도에 의한 색도 변화가 작은 것으로 추정된다.
또, 고휘도 구동시의 시간 경과적 색도 변화나 시간 경과적 전압 상승이 일어나는 원인으로는, 전술한 발광 위치의 변화 외에, 발열량이 큰 것, 여기자, 라디칼 카티온, 라디칼 아니온 등의 반응 활성인 종 (種) 이 고밀도로 생성되는 것, 그것에 의해 발광 재료, 호스트 재료, 발광층에 인접하는 층의 재료 중 어느 조합에 의해 화학 반응이 일어나는 것 등을 생각할 수 있다.
본 발명의 소자에서는 전술한 바와 같이 일반식 (1) 로 나타내는 화합물과 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ? 1200 의 범위에 있고, 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물과의 조합이, 발광 위치 변화가 일어나기 어렵고, 열에 대해 막이 안정적이며, 반응 활성인 종이 생겨도 화학 반응이 일어나기 어려운 재료의 조합이라는 등의 이유에 의해 고휘도 구동에 적절한 소자가 되고 있는 것으로 생각된다.
[일반식 (1) 로 나타내는 화합물]
이하, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.
[화학식 5]
Figure pct00005
일반식 (1) 중, R1 은 알킬기, 아릴기, 또는 실릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 단, R1 이 카르바졸릴기, 퍼플루오로알킬기를 나타내지는 않는다. R1 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R1 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 복수의 R1 은, 서로 결합되어 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
R2 ? R5 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. R2 ? R5 가 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R2 ? 복수의 R5 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합되어 아릴 고리를 형성해도 된다.
n1 은 0 ? 5 의 정수를 나타낸다.
n2 ? n5 는 각각 독립적으로 0 ? 4 의 정수를 나타낸다.
R1 로 나타내는 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 되며, 포화여도 되고 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있으며, 치환기 Z 로는 아릴기, 불소 원자가 바람직하고, 불소 원자가 보다 바람직하다. 단, R1 이 퍼플루오로알킬기를 나타내지는 않는다. R1 로 나타내는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ? 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기이다. 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 2-메틸펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 4-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기 등을 들 수 있고, 이들 중 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기가 바람직하고, 메틸기, t-부틸기가 보다 바람직하며, t-부틸기가 더욱 바람직하다.
R1 로 나타내는 아릴기는, 축환되어 있어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있으며, 치환기 Z 로는 알킬기, 시아노기, 불소 원자가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R1 로 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ? 30 의 아릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이다. 탄소수 6 ? 18 의 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기 등을 들 수 있고, 이들 중 페닐기, 디메틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기가 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기가 보다 바람직하다.
R1 로 나타내는 실릴기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있으며, 치환기 Z 로는 알킬기, 아릴기가 바람직하고, 메틸기, 페닐기가 보다 바람직하며, 페닐기가 가장 바람직하다. R1 로 나타내는 실릴기는, 바람직하게는 탄소수 0 ? 18 의 실릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ? 18 의 실릴기이다. 탄소수 3 ? 18 의 실릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기 혹은 아릴기로 치환된 탄소수 3 ? 18 의 실릴기이며, 실릴기의 3 개의 수소 원자 전부가 탄소수 1 ? 6 의 알킬기 및 아릴기 중 어느 것으로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하고, 전부가 페닐기로 치환되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 디에틸이소프로필실릴기, 디메틸페닐실릴기, 디페닐메틸실릴기, 트리페닐실릴기 등을 들 수 있고, 이들 중 트리메틸실릴기, 디메틸페닐실릴기, 트리페닐실릴기가 바람직하고, 트리페닐실릴기가 보다 바람직하다.
R1 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R1 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 복수의 R1 은, 서로 결합되어 전술한 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다. 치환기 Z 로는 알킬기, 아릴기, 실릴기, 시아노기, 불소 원자가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. 단, R1 이 카르바졸릴기, 퍼플루오로알킬기를 나타내지는 않는다.
복수의 R1 이 서로 결합되어 형성하는 아릴 고리는, 그 복수의 R1 이 치환하는 탄소 원자를 포함하고, 바람직하게는 탄소수 6 ? 30 의 아릴 고리이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 14 의 아릴 고리이다. 형성하는 고리로는 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 페난트렌 고리 중 어느 것인 것이 바람직하고, 벤젠 고리, 페난트렌 고리인 것이 보다 바람직하며, 벤젠 고리인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 복수의 R1 에 의해 형성되는 고리는 복수 존재해도 되고, 예를 들어, 복수의 R1 이 알킬기를 나타내고, 그 복수의 알킬기가 각각 서로 결합되어 2 개의 벤젠 고리를 형성하고, 그 복수의 알킬기가 치환하는 벤젠 고리와 함께 페난트렌 고리를 형성해도 된다.
R1 은 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 알킬기 혹은 페닐기로 치환된 실릴기 중 어느 것이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기, 탄소수 1 ? 6 의 알킬기 혹은 페닐기로 치환된 탄소수 3 ? 18 의 실릴기 중 어느 것이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이며, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이다.
그 중에서도, R1 은, 바람직하게는, 메틸기, t-부틸기, 네오펜틸기, 무치환 또는 시아노기, 불소 원자, 혹은 트리플루오로메틸기에 의해 치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 무치환 또는 메틸기 혹은 t-부틸기에 의해 치환된 나프틸기, 트리페닐실릴기, 복수의 알킬기 또는 아릴기가 각각 서로 결합되어 형성된 벤젠 고리 또는 페난트렌 고리이고, 보다 바람직하게는 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기이며, 더욱 바람직하게는 페닐기 또는 비페닐기이다.
n1 은 0 ? 4 의 정수인 것이 바람직하고, 1 ? 4 의 정수인 것이 보다 바람직하며, 1 ? 2 의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
R2 ? R5 로 나타내는 아릴기, 실릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 R1 로 나타내는 아릴기, 실릴기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다. R2 ? R5 로 나타내는 알킬기로는, 상기 R1 로 나타내는 알킬기의 예시에 더하여 트리플루오로메틸기 등의 퍼플루오로알킬기를 들 수 있다. 이들 중, 메틸기, 트리플루오로메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 또는 네오펜틸기가 바람직하고, 메틸기 또는 t-부틸기가 보다 바람직하며, t-부틸기가 더욱 바람직하다.
R2 ? R5 는 각각 독립적으로 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기, 탄소수 6 ? 18 의 아릴기, 탄소수 3 ? 18 의 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자 중 어느 것이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기, 탄소수 6 ? 12 의 아릴기, 탄소수 3 ? 18 의 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자 중 어느 것이다.
그 중에서도, R2 ? R5 는 바람직하게는 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 트리플루오로메틸기, 페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 불소 원자, 또는 시아노기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 t-부틸기, 페닐기, 트리메틸실릴기, 또는 트리페닐실릴기이며, 더욱 바람직하게는 t-부틸기, 페닐기, 또는 트리페닐실릴기이다.
n2 ? n5 는 각각 독립적으로 0 ? 2 의 정수인 것이 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 보다 바람직하다. 카르바졸 골격에 치환기를 도입하는 경우, 카르바졸 골격의 3 위치 및 6 위치가 반응 활성 위치이고, 합성의 용이함 및 화학적 안정성 향상의 관점에서 이 위치에 치환기를 도입하는 것이 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 것이 보다 바람직하다.
[화학식 6]
Figure pct00006
일반식 (2) 중, R6 및 R7 은 각각 독립적으로 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다. R6 및 R7 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R6 및 복수의 R7 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 서로 결합되어 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
n6 및 n7 은 각각 독립적으로 0 ? 5 의 정수를 나타낸다.
R8 ? R11 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다.
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합되어 아릴 고리를 형성해도 된다.
R6 및 R7 로 나타내는 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 되며, 포화여도 되고 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있으며, 치환기 Z 로는 아릴기, 불소 원자가 바람직하고, 불소 원자가 보다 바람직하다.
R6 및 R7 로 나타내는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기이다. R6 및 R7 로 나타내는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의 R2 ? R5 로 나타내는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R6 및 R7 로 나타내는 아릴기는 치환기를 가져도 되고, 그 치환기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있으며, 치환기 Z 로는 알킬기, 아릴기, 불소 원자가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. 그 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기이다. 그 알킬기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의 R2 ? R5 로 나타내는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다. 그 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ? 30 의 아릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이다. 그 아릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의 R1 로 나타내는 아릴기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R6 및 R7 로 나타내는 아릴기는 무치환의 아릴기인 것이 바람직하다.
또, R6 및 R7 로 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 12 의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, t-부틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기 등을 들 수 있으며, 페닐기, t-부틸페닐기, 비페닐기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다.
R6 및 R7 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R6 및 복수의 R7 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 서로 결합되어 전술한 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다. 치환기 Z 로는 알킬기, 아릴기, 실릴기, 시아노기, 불소 원자가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
복수의 R6 및 복수의 R7 이 각각 서로 결합되어 형성하는 아릴 고리는, 그 복수의 R6 및 그 복수의 R7 각각이 치환하는 탄소 원자를 포함하여, 바람직하게는 탄소수 6 ? 30 의 아릴 고리이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 14 의 아릴 고리이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 14 의 아릴 고리이다. 형성하는 고리로는, 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 페난트렌 고리 중 어느 것인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 벤젠 고리가 보다 바람직하며, 예를 들어, 벤젠 고리, t-부틸기로 치환된 벤젠 고리를 들 수 있다. 또한, 복수의 R6 또는 복수의 R7 에 의해 형성되는 고리는 복수 존재해도 되고, 예를 들어, 복수의 R6 또는 복수의 R7 이 각각 서로 결합되어 2 개의 벤젠 고리를 형성하고, 그 복수의 R6 또는 그 복수의 R7 이 치환하는 벤젠 고리와 함께 페난트렌 고리를 형성해도 된다.
R6 및 R7 은 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기, 탄소수 1 ? 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기, 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 12 의 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자이다.
그 중에서도, R6 및 R7 은 각각 독립적으로 바람직하게는 메틸기, 트리플루오로메틸기, t-부틸기, 무치환의 페닐기, t-부틸기에 의해 치환된 페닐기, 비페닐기, 시아노기, 불소 원자, 및 복수의 알킬기가 각각 서로 결합되어 형성된 무치환의 벤젠 고리 또는 t-부틸기에 의해 치환된 벤젠 고리 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 t-부틸기, 무치환의 페닐기, t-부틸기에 의해 치환된 페닐기, 및 비페닐기 중 어느 것이며, 특히 바람직하게는 무치환의 페닐기이다.
n6 및 n7 은 각각 독립적으로 0 ? 4 의 정수인 것이 바람직하고, 0 ? 2 의 정수인 것이 보다 바람직하며, 0 또는 1 인 것이 더욱 바람직하다.
R8 ? R11 로 나타내는 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 되며, 포화여도 되고 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있으며, 치환기 Z 로는 불소 원자가 보다 바람직하다.
R8 ? R11 로 나타내는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기이다. R8 ? R11 로 나타내는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의 R2 ? R5 로 나타내는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R8 ? R11 로 나타내는 아릴기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 전술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 알킬기 및 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
R8 ? R11 로 나타내는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ? 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ? 12 의 아릴기이다.
R8 ? R11 로 나타내는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 전술한 R6 및 R7 로 나타내는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴기에 있어서의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R8 ? R11 로 나타내는 실릴기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는 전술한 치환기 Z 를 들 수 있으며, 치환기 Z 로는 알킬기 및 아릴기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. R8 ? R11 로 나타내는 실릴기는, 바람직하게는 탄소수 3 ? 18 의 실릴기이고, R8 ? R11 로 나타내는 탄소수 3 ? 18 의 실릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의 R1 로 나타내는 실릴기에 있어서의 탄소수 3 ? 18 의 실릴기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R8 ? R11 은 각각 독립적으로 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ? 6 의 알킬기, 탄소수 6 ? 18 의 아릴기, 탄소수 3 ? 18 의 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ? 4 의 알킬기, 탄소수 6 ? 12 의 아릴기, 탄소수 3 ? 18 의 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자 중 어느 것이다.
그 중에서도, R8 ? R11 은 각각 독립적으로 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 트리플루오로메틸기, 페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 불소 원자, 또는 시아노기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 트리메틸실릴기, 또는 트리페닐실릴기이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 또는 트리페닐실릴기이다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물은, 탄소 원자, 수소 원자 및 질소 원자만으로 이루어지는 경우가 가장 바람직하다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물의 분자량은 400 이상 1000 이하인 것이 바람직하고, 450 이상 800 이하인 것이 보다 바람직하며, 500 이상 700 이하인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T1) 에너지는 2.61 eV (62 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (80 ㎉/㏖) 이하인 것이 바람직하고, 2.69 eV (63.5 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (80 ㎉/㏖) 이하인 것이 보다 바람직하며, 2.76 eV (65 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (80 ㎉/㏖) 이하인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 100 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 또는 (2) 가 수소 원자를 갖는 경우, 동위체 (중수소 원자 등) 도 포함한다. 이 경우 화합물 중의 모든 수소 원자가 동위체로 치환되어 있어도 되고, 또한, 일부가 동위체를 함유하는 화합물인 혼합물이어도 된다.
이하에, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물의 구체예를 예시하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 7]
Figure pct00007
[화학식 8]
Figure pct00008
[화학식 9]
Figure pct00009
[화학식 10]
Figure pct00010
상기 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은, 국제 공개 제2004/074399호 팜플렛 등을 참고로 합성할 수 있다. 예를 들어, 화합물 (A-1) 은 국제 공개 제2004/074399호 52 페이지 22 행 ? 54 페이지 15 행에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물은 발광층에 함유되는데, 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물의 도입층으로는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것을 들 수 있다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물은 발광층의 전체 질량에 대해 0.1 ? 99 질량％ 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ? 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하며, 10 ? 95 질량％ 함유시키는 것이 보다 바람직하다. 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 화합물을 발광층 이외의 층에 추가로 함유시키는 경우에는, 그 층의 전체 질량에 대해 70 ? 100 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 85 ? 100 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
[탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ? 1200 의 범위에 있고, 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물]
이하, 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ? 1200 의 범위에 있고, 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물 (이하 간단히 「탄화수소 화합물」이라고 칭하는 경우가 있다) 에 대해 설명한다.
탄화수소 화합물은 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지기 때문에 화학적 안정성의 점에서 우수하기 때문에, 구동 내구성이 높고, 고휘도 구동시의 각종 변화가 일어나기 어렵다는 효과를 발휘한다.
탄화수소 화합물은 분자량이 400 ? 1200 의 범위이며, 바람직하게는 400 ? 1000 이며, 보다 바람직하게는 400 ? 800 이다. 분자량이 400 미만이면 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 없거나, Tg 가 낮아지는 등의 문제가 있고, 분자량이 1200 보다 크면 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 낮아져, 화합물의 순도 향상이나 성막이 곤란해진다는 문제가 있다.
또, 탄화수소 화합물은 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖고, 바람직하게는 총 탄소수 14 ? 18, 보다 바람직하게는 총 탄소수 14 인 축합 다고리 골격을 갖는다. 총 탄소수가 13 미만이면 전하 수송능이나 전하에 대한 안정성이 낮고, 총 탄소수가 22 보다 많으면 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 낮아져, 화합물의 순도 향상이나 성막이 곤란해진다는 문제가 있다.
탄화수소 화합물은 그 용도가 한정되지 않고, 발광층에 인접하는 유기층뿐만 아니라 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 되는데, 발광층이나 발광층에 인접하는 유기층에 사용하는 것이 바람직하다.
탄화수소 화합물로는 예를 들어, 플루오렌, 안트라센, 페난트렌, 테트라센, 크리센, 펜타센, 피렌, 페릴렌, 트리페닐렌을 들 수 있고, 안트라센, 테트라센, 또는 펜타센인 것이 보다 바람직하고, 안트라센인 것이 특히 바람직하다.
탄화수소 화합물로서 바람직하게는, 하기 일반식 (An-1) 로 나타내는 화합물이다. 일반식 (An-1) 로 나타내는 화합물은 화학적 안정성이 높아, 구동 내구성의 점에서 바람직하다.
[화학식 11]
Figure pct00011
(일반식 (An-1) 중, Ar1, Ar2 는 각각 독립적으로 아릴기를 나타내고, R12 ? R19 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다. R12 와 R13, R13 과 R14, R14 와 R15, R16 과 R17, R17 과 R18 및 R18 과 R19 는 서로 결합되어 고리를 형성해도 된다)
Ar1, Ar2 가 나타내는 아릴기로는, 각각 독립적으로, 탄소수가 6 ? 50 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ? 36 의 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 ? 18 의 아릴기이다. Ar1, Ar2 가 나타내는 아릴기로는, 예를 들어, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 나프타세닐기, 피레닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 플루오레닐기 및 이들을 조합하여 이루어지는 기 등을 들 수 있고, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기 및 이들을 조합하여 이루어지는 기가 바람직하고, 페닐기, 나프틸기 및 이들을 조합하여 이루어지는 기가 보다 바람직하다.
Ar1, Ar2 가 나타내는 아릴기는 치환기로서 알킬기를 함유해도 되고, 그 경우의 알킬기로는, 각각 독립적으로 탄소수가 1 ? 4 인 것이 바람직하고, 알킬기, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사 데실기, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 시클로헥실기이며, 보다 바람직하게는 메틸기, t-부틸기이며, 더욱 바람직하게는 t-부틸기이다.
또, Ar1, Ar2 는, 각각 독립적으로 총 탄소 원자수 6 ? 50 인 것이 바람직하고, 총 탄소 원자수 6 ? 30 인 것이 보다 바람직하다. Ar1, Ar2 로는, 예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 자일릴기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 크리세닐기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 플루오레닐기 및 이들을 조합하여 이루어지는 기 등을 들 수 있으며, 이들 중 페닐기, 톨릴기, 자일릴기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기 및 이들을 조합하여 이루어지는 기가 바람직하고, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기 및 이들을 조합하여 이루어지는 기가 보다 바람직하다.
또, Ar1, Ar2 가 나타내는 아릴기로는, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 나프타세닐기, 피레닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 하기의 기 (Arx) 를 들 수 있다.
[화학식 12]
Figure pct00012
(기 (Arx) 에 있어서, Ara ? Ard 는 각각 독립적으로 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리, 페난트렌 고리, 나프타센 고리, 피렌 고리, 플루오렌 고리, 트리페닐렌 고리에서 선택되는 고리를 나타낸다. na, nb, nc 는 각각 독립적으로 0 또는 1 을 나타내고, nd 는 1 을 나타낸다. na, nb, nc 가 0 인 경우, Ara ? Arc 는 단결합을 나타낸다. Ara ? Ard 는 각각 독립적으로 알킬기로 치환되어 있어도 된다. * 는 일반식 (An-1) 의 안트라센 고리에 대한 결합 부위를 나타낸다)
기 (Arx) 에 있어서, Ara ? Ard 로는, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리, 페난트렌 고리, 나프타센 고리, 트리페닐렌 고리인 것이 바람직하고, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리, 나프타센 고리인 것이 보다 바람직하고, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리인 것이 더욱 바람직하다.
na, nb, nc 중, 1 개 ? 3 개가 1 인 것이 바람직하다.
일반식 (An-1) 에 있어서, Ar1 또는 Ar2 가 기 Arx 인 것이 바람직하고, Ar1 및 Ar2 가 기 Arx 인 것이 보다 바람직하다. 전하 수송능, 전하에 대한 안정성, 승화 및 증착 적정 등이 우수한 것이 얻어지기 때문이다.
일반식 (An-1) 에 있어서의 아릴 고리의 총 수는 2 ? 8 개인 것이 바람직하고, 3 ? 5 개인 것이 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 양호해진다.
Ar1 또는 Ar2 는, 각각 독립적으로, 총 탄소수가 20 ? 50 인 것이 바람직하고, 총 탄소수가 20 ? 36 인 것이 보다 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 양질의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있고, 용매에 대한 용해성이나 승화 및 증착 적정이 양호해진다.
R12 ? R19 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다.
R12 ? R19 가 나타내는 알킬기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 시클로헥실기이며, 보다 바람직하게는 메틸기, t-부틸기이며, 더욱 바람직하게는 t-부틸기이다.
R12 ? R19 가 나타내는 아릴기는, Ar1, Ar2 에서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있으며, 바람직한 것도 동일하다.
R12 와 R13, R13 과 R14, R14 와 R15, R16 과 R17, R17 과 R18 및 R18 과 R19 는 서로 결합되어 고리를 형성해도 된다.
R12 와 R13, R13 과 R14, R14 와 R15, R16 과 R17, R17 과 R18 및 R18 과 R19 는 서로 결합되어 형성하는 고리로는, 아릴 고리인 것이 바람직하고, Ar1, Ar2 에서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있으며, 바람직한 것도 동일하고, 특히 바람직하게는 벤젠 고리이다. 그 아릴 고리는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 알킬기 또는 아릴기를 들 수 있다. 치환기로서의 알킬기 및 아릴기는, Ar1, Ar2 가 가져도 되는 알킬기 및 Ar1, Ar2 로서 예시한 아릴기와 동일한 것을 들 수 있으며, 바람직한 것도 동일하다.
고순도화의 용이함이나 성막성의 관점에서 R13, R14, R17 및 R18 은 수소 원자인 것이 바람직하다.
R12 ? R19 로서 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ? 4 의 알킬기, 탄소수 6 ? 50 의 아릴기를 나타내고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ? 4 의 알킬기, 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 가져도 되는 페닐기, 또는 비페닐기이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 또는 비페닐기이다.
상기 일반식 (An-1) 로 나타내는 화합물은 하기 일반식 (An-2) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 13]
Figure pct00013
(일반식 (An-2) 중, Ar1, Ar2 는 각각 독립적으로 아릴기를 나타내고, R13, R14, R17 및 R18 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다. R13 과 R14 및 R17 과 R18 은 서로 결합되어 고리를 형성해도 된다)
Ar1, Ar2, R13, R14, R17 및 R18 은 일반식 (An-1) 에서 예시한 것과 동일한 의미이고, 바람직한 것도 동일하다.
본 발명에 관련된 탄화수소 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층의 호스트 재료나 발광층에 인접하는 층의 전하 수송 재료로서 사용하는 경우, 발광 재료보다 박막 상태에서의 에너지 갭 (발광 재료가 인광 발광 재료인 경우에는, 박막 상태에서의 최저 여기 삼중항 (T1) 에너지) 이 크면, 발광이 퀀치되는 것을 방지하여 효율 향상에 유리하다. 한편, 화합물의 화학적 안정성의 관점에서는, 에너지 갭 및 T1 에너지는 지나치게 크지 않은 편이 바람직하다. 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 막 상태에서의 T1 에너지는 2.61 eV (62 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (80 ㎉/㏖) 이하인 것이 바람직하고, 2.69 eV (63.5 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (75 ㎉/㏖) 이하인 것이 보다 바람직하며, 2.76 eV (65 ㎉/㏖) 이상 3.51 eV (70 ㎉/㏖) 이하인 것이 더욱 바람직하다. 특히, 발광 재료로서 인광 발광 재료를 사용하는 경우에는, T1 에너지가 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.
T1 에너지는, 재료의 박막의 인광 발광 스펙트럼을 측정하고, 그 단파장단으로부터 구할 수 있다. 예를 들어, 세정된 석영 유리 기판 상에 재료를 진공 증착법에 의해 약 50 ㎚ 의 막두께로 성막하고, 박막의 인광 발광 스펙트럼을 액체 질소 온도하에서 F-7000 히타치 분광 형광 광도계 (히타치 하이테크놀로지스) 를 사용하여 측정한다. 얻어진 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승 파장을 에너지 단위로 환산함으로써 T1 에너지를 구할 수 있다.
유기 전계 발광 소자를 고온 구동시나 소자 구동 중의 발열에 대해 안정적으로 동작시키는 관점에서, 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 100 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
이하에, 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물의 구체예를 예시하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 14]
Figure pct00014
[화학식 15]
Figure pct00015
[화학식 16]
Figure pct00016
[화학식 17]
Figure pct00017
[화학식 18]
Figure pct00018
상기 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물로서 예시한 화합물은, 국제 공개 제 04/018587호 팜플렛에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.
합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리시킬 수 있을뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 발광 소자에 있어서, 탄화수소 화합물은 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층에 함유되는데, 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다. 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물의 도입층으로는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것, 혹은 복수에 함유될 수 있다. 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물이 발광층에 함유되는 경우, 그 함유량은 발광층 중에서 1 ? 99 질량％ 인 것이 바람직하고, 10 ? 97 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 50 ? 95 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 관련된 탄화수소 화합물이 발광층 이외의 층에 함유되는 경우, 그 함유량은, 그 층 중에서 10 질량％ ? 100 질량％ 인 것이 바람직하고, 50 질량％ ? 100 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 70 질량％ ? 100 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.
탄화수소 화합물이 함유되는 발광층과 음극 사이의 발광층에 인접하는 유기층은 전하 블록층 또는 전자 수송층인 것이 바람직하고, 전자 수송층인 것이 보다 바람직하다.
[유기 전계 발광 소자]
본 발명의 소자에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에 양극 및 음극으로 이루어지는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 발광층을 갖고, 발광층과 음극 사이에 발광층에 인접하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 발광층에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 적어도 하나 함유하고, 발광층에 인접하는 유기층에 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ? 1200 의 범위에 있고, 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물을 적어도 하나 함유한다.
본 발명의 발광 소자의 일 양태로서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이고, 화합물의 전하에 대한 안정성의 관점에서 상기 탄화수소 화합물이 상기 일반식 (An-2) 로 나타내는 화합물인 유기 전계 발광 소자가 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 발광층은 유기층이며, 발광층과 음극 사이에 적어도 1 층의 유기층을 포함하고, 발광층과 음극 사이에 발광층에 인접하는 유기층을 갖는 것 이외에, 추가로 복수의 유기층을 갖고 있어도 된다.
발광 소자의 성질상, 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은, 투명 혹은 반투명인 것이 바람직하다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타내고 있다. 도 1 에 나타내는 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자 (10) 는, 지지 기판 (2) 상에 있어서 양극 (3) 과 음극 (9) 사이에 발광층 (6) 이 협지되어 있다. 구체적으로는, 양극 (3) 과 음극 (9) 사이에 정공 주입층 (4), 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 정공 블록층 (7) 및 전자 수송층 (8) 이 이 순서로 적층되어 있다.
＜유기층의 구성＞
상기 유기층의 층 구성으로는 특별히 제한은 없으며, 유기 전계 발광 소자의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 상기 투명 전극 상에 또는 상기 배면 전극 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 유기층은 상기 투명 전극 또는 상기 배면 전극 상의 전면 (前面) 또는 일면에 형성된다.
유기층의 형상, 크기 및 두께 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
구체적인 층 구성으로서 하기를 들 수 있는데, 본 발명은 이들 구성에 한정되는 것은 아니다.
?양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극,
?양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,
?양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극,
?양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극,
?양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,
?양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극.
유기 전계 발광 소자의 소자 구성, 기판, 음극 및 양극에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-270736호에 상세히 서술되어 있으며, 그 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
＜기판＞
본 발명에서 사용하는 기판으로는, 유기층으로부터 발해지는 광을 산란 또는 감쇠시키지 않는 기판인 것이 바람직하다. 유기 재료의 경우에는, 내열성, 치수 안정성, 내용제성, 전기 절연성 및 가공성이 우수한 것이 바람직하다.
＜양극＞
양극은, 통상적으로 유기층에 정공을 공급하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 발광 소자의 용도, 목적에 따라 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다. 전술한 바와 같이, 양극은 통상적으로 투명 양극으로서 형성된다.
＜음극＞
음극은, 통상적으로 유기층에 전자를 주입하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 발광 소자의 용도, 목적에 따라 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다.
기판, 양극, 음극에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0070] ? [0089] 에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
＜유기층＞
본 발명에 있어서의 유기층에 대해 설명한다.
[유기층의 형성]
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 각 유기층은 증착법이나 스퍼터 법 등의 건식 성막법, 전사법, 인쇄법, 스핀 코트법, 바 코트법 등의 용액 도포 프로세스 중 어느 것에 의해서도 바람직하게 형성할 수 있다. 본 발명의 소자에 있어서 발광층, 그 발광층에 인접하는 유기층 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 존재하는 그 밖의 유기층 중 적어도 어느 1 층이 용액 도포 프로세스에 의해 형성된 것이 바람직하다.
[발광층]
발광층은, 전계 인가시에 양극, 정공 주입층, 또는 정공 수송층으로부터 정공을 수취하고, 음극, 전자 주입층, 또는 전자 수송층으로부터 전자를 수취하여, 정공과 전자의 재결합의 장소를 제공하여 발광시키는 기능을 갖는 층이다.
기판, 양극, 음극, 유기층, 발광층에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-270736호, 일본 공개특허공보 2007-266458호에 상세히 서술되어 있으며, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다. 또한, 발광층 중에 전하 수송성을 갖지 않고, 발광되지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.
(발광 재료)
본 발명에 있어서의 발광 재료로는, 인광성 발광 재료, 형광성 발광 재료 등 아무거나 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서의 발광층은, 색순도를 향상시키기 위해서나 발광 파장 영역을 넓히기 위해서 2 종류 이상의 발광 재료를 함유할 수 있다. 발광 재료 중 적어도 1 종이 인광 발광 재료인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 발광 재료는, 또한 상기 호스트 재료와의 사이에서 1.2 eV ＞ ΔIp ＞ 0.2 eV, 및/또는 1.2 eV ＞ ΔEa ＞ 0.2 eV 의 관계를 만족시키는 것이 구동 내구성의 관점에서 바람직하다. 여기서, ΔIp 는 호스트 재료와 발광 재료의 Ip 값의 차이를 의미하고, ΔEa 는 호스트 재료와 발광 재료의 Ea 값의 차이를 의미한다.
상기 발광 재료 중 적어도 1 종이 백금 착물 재료 또는 이리듐 착물 재료인 것이 바람직하고, 이리듐 착물 재료인 것이 보다 바람직하다.
형광 발광 재료, 인광 발광 재료에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0100] ? [0164], 일본 공개특허공보 2007-266458호의 단락 번호 [0088] ? [0090] 에 상세히 서술되어 있으며, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
발광 효율 등의 관점에서는 인광 발광 재료가 바람직하다. 본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료로는, 예를 들어, US6303238B1, US6097147, WO00/57676, WO00/70655, WO01/08230, WO01/39234A2, WO01/41512A1, WO02/02714A2, WO02/15645A1, WO02/44189A1, WO05/19373A2, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2002-302671호, 일본 공개특허공보 2002-117978호, 일본 공개특허공보 2003-133074호, 일본 공개특허공보 2002-235076호, 일본 공개특허공보 2003-123982호, 일본 공개특허공보 2002-170684호, EP1211257, 일본 공개특허공보 2002-226495호, 일본 공개특허공보 2002-234894호, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2001-298470호, 일본 공개특허공보 2002-173674호, 일본 공개특허공보 2002-203678호, 일본 공개특허공보 2002-203679호, 일본 공개특허공보 2004-357791호, 일본 공개특허공보 2006-256999호, 일본 공개특허공보 2007-19462호, 일본 공개특허공보 2007-84635호, 일본 공개특허공보 2007-96259호 등의 특허문헌에 기재된 인광 발광 화합물 등을 들 수 있고, 그 중에서도 더욱 바람직한 발광성 도펀트로는, Ir 착물, Pt 착물, Cu 착물, Re 착물, W 착물, Rh 착물, Ru 착물, Pd 착물, Os 착물, Eu 착물, Tb 착물, Gd 착물, Dy 착물, 및 Ce 착물을 들 수 있다. 특히 바람직하게는 Ir 착물, Pt 착물 또는 Re 착물이며, 그 중에서도 금속-탄소 결합, 금속-질소 결합, 금속-산소 결합, 금속-황 결합 중 적어도 하나의 배위 양식을 포함하는 Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이 바람직하다. 또한, 발광 효율, 구동 내구성, 색도 등의 관점에서 Ir 착물, Pt 착물이 특히 바람직하고, Ir 착물이 가장 바람직하다.
백금 착물로서 바람직하게는 하기 일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물이다.
[화학식 19]
Figure pct00019
(식 중, Q1, Q2, Q3 및 Q4 는 각각 독립적으로 Pt 에 배위되는 배위자를 나타낸다. L1, L2 및 L3 은 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다)
일반식 (C-1) 에 대해 설명한다. Q1, Q2, Q3 및 Q4 는 각각 독립적으로 Pt 에 배위되는 배위자를 나타낸다. 이 때, Q1, Q2, Q3 및 Q4 와 Pt 의 결합은 공유 결합, 이온 결합, 배위 결합 등 어느 것이어도 된다. Q1, Q2, Q3 및 Q4 중의 Pt 에 결합하는 원자로는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자가 바람직하고, Q1, Q2, Q3 및 Q4 중의 Pt 에 결합하는 원자 중 적어도 1 개가 탄소 원자인 것이 바람직하고, 2 개가 탄소 원자인 것이 보다 바람직하며, 2 개가 탄소 원자이고, 2 개가 질소 원자인 것이 특히 바람직하다.
탄소 원자로 Pt 에 결합하는 Q1, Q2, Q3 및 Q4 로는, 아니온성 배위자여도 되고 중성 배위자여도 되며, 아니온성 배위자로는 비닐 배위자, 방향족 탄화수소 고리 배위자 (예를 들어 벤젠 배위자, 나프탈렌 배위자, 안트라센 배위자, 페난트렌 배위자 등), 헤테로 고리 배위자 (예를 들어 푸란 배위자, 티오펜 배위자, 피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 티아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자 및 그것들을 함유하는 축환체 (예를 들어 퀴놀린 배위자, 벤조티아졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 중성 배위자로는 카르벤 배위자를 들 수 있다.
질소 원자로 Pt 에 결합하는 Q1, Q2, Q3 및 Q4 로는, 중성 배위자여도 되고 아니온성 배위자여도 되며, 중성 배위자로는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자 (피리딘 배위자, 피라진 배위자, 피리미딘 배위자, 피리다진 배위자, 트리아진 배위자, 이미다졸 배위자, 피라졸 배위자, 트리아졸 배위자, 옥사졸 배위자, 티아졸 배위자 및 그것들을 함유하는 축환체 (예를 들어 퀴놀린 배위자, 벤조이미다졸 배위자 등)), 아민 배위자, 니트릴 배위자, 이민 배위자를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 아미노 배위자, 이미노 배위자, 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자 (피롤 배위자, 이미다졸 배위자, 트리아졸 배위자 및 그것들을 함유하는 축환체 (예를 들어 인돌 배위자, 벤조이미다졸 배위자 등)) 를 들 수 있다.
산소 원자로 Pt 에 결합하는 Q1, Q2, Q3 및 Q4 로는, 중성 배위자여도 되고 아니온성 배위자여도 되며, 중성 배위자로는 에테르 배위자, 케톤 배위자, 에스테르 배위자, 아미드 배위자, 함산소 헤테로 고리 배위자 (푸란 배위자, 옥사졸 배위자 및 그것들을 함유하는 축환체 (벤조옥사졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자 등을 들 수 있다.
황 원자로 Pt 에 결합하는 Q1, Q2, Q3 및 Q4 로는, 중성 배위자여도 되고 아니온성 배위자여도 되며, 중성 배위자로는 티오에테르 배위자, 티오케톤 배위자, 티오에스테르 배위자, 티오아미드 배위자, 함황 헤테로 고리 배위자 (티오펜 배위자, 티아졸 배위자 및 그것들을 함유하는 축환체 (벤조티아졸 배위자 등)) 를 들 수 있다. 아니온성 배위자로는 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자 등을 들 수 있다.
인 원자로 Pt 에 결합하는 Q1, Q2, Q3 및 Q4 로는, 중성 배위자여도 되고 아니온성 배위자여도 되며, 중성 배위자로는 포스핀 배위자, 인산에스테르 배위자, 아인산에스테르 배위자, 함인 헤테로 고리 배위자 (포스피닌 배위자 등) 를 들 수 있고, 아니온성 배위자로는 포스피노 배위자, 포스피닐 배위자, 포스포릴 배위자 등을 들 수 있다.
Q1, Q2, Q3 및 Q4 로 나타내는 기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로는 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적절히 적용할 수 있다. 또한, 치환기끼리가 연결되어 있어도 된다 (Q3 과 Q4 가 연결된 경우, 고리형 4 좌 배위자의 Pt 착물이 된다).
Q1, Q2, Q3 및 Q4 로 나타내는 기로서 바람직하게는 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이고, 보다 바람직하게는 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자, 아릴옥시 배위자이며, 더욱 바람직하게는 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 탄화수소 고리 배위자, 탄소 원자로 Pt 에 결합하는 방향족 헤테로 고리 배위자, 질소 원자로 Pt 에 결합하는 함질소 방향족 헤테로 고리 배위자, 아실옥시 배위자이다.
L1, L2 및 L3 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. L1, L2 및 L3 으로 나타내는 2 가의 연결기로는, 알킬렌기 (메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등), 아릴렌 기 (페닐렌, 나프탈렌디일), 헤테로아릴렌기 (피리딘디일, 티오펜디일 등), 이미노기 (-NR-) (페닐이미노기 등), 옥시기 (-O-), 티오기 (-S-), 포스피니덴기 (-PR-) (페닐포스피니덴기 등), 실릴렌기 (-SiRR'-) (디메틸실릴렌기, 디페닐실릴렌기 등), 또는 이들을 조합한 것을 들 수 있다. 여기서, R 및 R' 로는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기 등을 들 수 있다. 이들 연결기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다.
착물의 안정성 및 발광 양자 수율의 관점에서, L1, L2 및 L3 으로서 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 이미노기, 옥시기, 티오기, 실릴렌기이고, 보다 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 이미노기이며, 더욱 바람직하게는 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 메틸렌 기, 페닐렌기이며, 더욱 바람직하게는 단결합, 디치환의 메틸렌기이고, 더욱 바람직하게는 단결합, 디메틸메틸렌기, 디에틸메틸렌기, 디이소부틸메틸렌기, 디벤질메틸렌기, 에틸메틸메틸렌기, 메틸프로필메틸렌기, 이소부틸메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 메틸페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기, 시클로펜탄디일기, 플루오렌디일기, 플루오로메틸메틸렌기이다.
L1 은 특히 바람직하게는 디메틸메틸렌기, 디페닐메틸렌기, 시클로헥산디일기이며, 가장 바람직하게는 디메틸메틸렌기이다.
L2 및 L3 으로서 가장 바람직하게는 단결합이다.
일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직하게는 하기 일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물이다.
[화학식 20]
Figure pct00020
(식 중, L21 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A21, A22 는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z21, Z22 는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z23, Z24 는 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다)
일반식 (C-2) 에 대해 설명한다. L21 은, 상기 일반식 (C-1) 중의 L1 과 동의이며, 또한, 바람직한 범위도 동일하다.
A21, A22 는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. A21, A22 중 적어도 일방은 탄소 원자인 것이 바람직하고, A21, A22 가 모두 탄소 원자인 것이 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 바람직하다.
Z21, Z22 는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z21, Z22 로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로는, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 트리아진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리 등을 들 수 있다. 착물의 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서, Z21, Z22 로 나타내는 고리로서 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리이며, 더욱 바람직하게는 피리딘 고리, 피라졸 고리이고, 특히 바람직하게는 피리딘 고리이다.
상기 Z21, Z22 로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리는 치환기를 갖고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 A 를, 질소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 B 를 적용할 수 있다. 탄소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 불소 원자이다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해 적절히 선택되는데, 단파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 불소 원자, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 불소 원자, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기 등이 선택된다. 또한, 장파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 시아노기, 퍼플루오로알킬기 등이 선택된다. 질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이며, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결되어 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다.
Z23, Z24 는 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z23, Z24 로 나타내는 함질소 방향족 헤테로 고리로는, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아디아졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다. 착물의 안정성, 발광 파장 제어 및 발광 양자 수율의 관점에서 Z23, Z24 로 나타내는 고리로서 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리이고, 보다 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라졸 고리이며, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리, 피리딘 고리이다.
상기 Z23, Z24 로 나타내는 벤젠 고리, 함질소 방향족 헤테로 고리는 치환기를 갖고 있어도 되고, 탄소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 A 를, 질소 원자 상의 치환기로는 상기 치환기군 B 를 적용할 수 있다. 탄소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알콕시기, 시아노기, 불소 원자이다. 치환기는 발광 파장이나 전위의 제어를 위해 적절히 선택되는데, 장파장화시키는 경우에는 전자 공여성기, 방향 고리기가 바람직하고, 예를 들어 알킬기, 디알킬아미노기, 알콕시기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기 등이 선택된다. 또한, 단파장화시키는 경우에는 전자 구인성기가 바람직하고, 예를 들어 불소 원자, 시아노기, 퍼플루오로알킬기 등이 선택된다. 질소 원자 상의 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기이며, 착물의 안정성의 관점에서 알킬기, 아릴기가 바람직하다. 상기 치환기끼리는 연결되어 축합 고리를 형성하고 있어도 되고, 형성되는 고리로는 벤젠 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리 등을 들 수 있다.
일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태 중 하나는 하기 일반식 (C-4) 로 나타내는 백금 착물이다.
[화학식 21]
Figure pct00021
(일반식 (C-4) 중, A401 ? A414 는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L41 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다)
일반식 (C-4) 에 대해 설명한다.
A401 ? A414 는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
R 로 나타내는 치환기로는, 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적용할 수 있다.
A401 ? A406 으로서 바람직하게는 C-R 이며, R 끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다. A401 ? A406 이 C-R 인 경우, A402, A405 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자이며, 특히 바람직하게는 수소 원자, 불소 원자이다. A401, A403, A404, A406 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자이며, 특히 바람직하게는 수소 원자이다.
L41 은 상기 일반식 (C-1) 중의 L1 과 동의이며, 또한, 바람직한 범위도 동일하다.
A407 ? A414 로는, A407 ? A410 과 A411 ? A414 의 각각에 있어서, N (질소 원자) 의 수는 0 ? 2 가 바람직하고, 0 ? 1 이 보다 바람직하다. 발광 파장을 단파장측으로 시프트시키는 경우, A408 및 A412 중 어느 것이 질소 원자인 것이 바람직하고, A408 과 A412 가 모두 질소 원자인 것이 더욱 바람직하다.
A407 ? A414 가 C-R 을 나타내는 경우, A408, A412 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 퍼플루오로알킬기, 알킬기, 아릴기, 불소 원자, 시아노기이며, 특히 바람직하게는 수소 원자, 페닐기, 퍼플루오로알킬기, 시아노기이다. A407, A409, A411, A413 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 불소 원자, 시아노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 시아노기이며, 특히 바람직하게는 수소 원자, 페닐기, 불소 원자이다. A410, A414 의 R 로서 바람직하게는 수소 원자, 불소 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다. A407 ? A409, A411 ? A413 중 어느 것이 C-R 을 나타내는 경우, R 끼리가 서로 연결되어 고리를 형성하고 있어도 된다.
일반식 (C-2) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태 중 하나는 하기 일반식 (C-5) 로 나타내는 백금 착물이다.
[화학식 22]
Figure pct00022
(일반식 (C-5) 중, A501 ? A512 는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L51 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다)
일반식 (C-5) 에 대해 설명한다. A501 ? A506 및 L51 은, 상기 일반식 (C-4) 에 있어서의 A401 ? A406 및 L41 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
A507, A508 및 A509 와 A510, A511 및 A512 는 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R 로 나타내는 치환기로는, 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적용할 수 있다. A507, A508 및 A509 와 A510, A511 및 A512 가 C-R 인 경우, R 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 디알킬아미노기, 디아릴아미노기, 알킬옥시기, 시아노기, 불소 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 아릴기, 디알킬아미노기, 시아노기, 불소 원자, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자이다. 또한, 가능한 경우에는 치환기끼리가 연결되어 축환 구조를 형성해도 된다. A507, A508 및 A509와 A510, A511 및 A512 중 적어도 하나는 질소 원자인 것이 바람직하고, 특히 A510 또는 A507 이 질소 원자인 것이 바람직하다.
일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 다른 양태는 하기 일반식 (C-6) 으로 나타내는 백금 착물이다.
[화학식 23]
Figure pct00023
(식 중, L61 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. A61 은 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. Z61, Z62 는 각각 독립적으로 함질소 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Z63 은 각각 독립적으로 벤젠 고리 또는 방향족 헤테로 고리를 나타낸다. Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성 비고리형 배위자이다)
일반식 (C-6) 에 대해 설명한다. L61 은 상기 일반식 (C-1) 중의 L1 과 동의이며, 또한, 바람직한 범위도 동일하다.
A61 은 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. 착물의 안정성의 관점 및 착물의 발광 양자 수율의 관점에서 A61 은 탄소 원자인 것이 바람직하다.
Z61, Z62 는 각각 상기 일반식 (C-2) 에 있어서의 Z21, Z22 와 동의이며, 또한, 바람직한 범위도 동일하다. Z63 은 상기 일반식 (C-2) 에 있어서의 Z23 과 동의이며, 또한, 바람직한 범위도 동일하다.
Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성 비고리형 배위자이다. 비고리형 배위자란 Pt 에 결합하는 원자가 배위자 상태에서 고리를 형성하고 있지 않은 것이다. Y 중의 Pt 에 결합하는 원자로는, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자가 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자가 보다 바람직하며, 산소 원자가 가장 바람직하다.
탄소 원자로 Pt 에 결합하는 Y 로는 비닐 배위자를 들 수 있다. 질소 원자로 Pt 에 결합하는 Y 로는 아미노 배위자, 이미노 배위자를 들 수 있다. 산소 원자로 Pt 에 결합하는 Y 로는 알콕시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 아실옥시 배위자, 실릴옥시 배위자, 카르복실 배위자, 인산 배위자, 술폰산 배위자 등을 들 수 있다. 황 원자로 Pt 에 결합하는 Y 로는 알킬메르캅토 배위자, 아릴메르캅토 배위자, 헤테로아릴메르캅토 배위자, 티오카르복실산 배위자 등을 들 수 있다.
Y 로 나타내는 배위자는 치환기를 갖고 있어도 되며, 치환기로는 상기 치환기군 A 로서 예시한 것을 적절히 적용할 수 있다. 또한, 치환기끼리가 연결되어 있어도 된다.
Y 로 나타내는 배위자로서 바람직하게는 산소 원자로 Pt 에 결합하는 배위자이고, 보다 바람직하게는 아실옥시 배위자, 알킬옥시 배위자, 아릴옥시 배위자, 헤테로아릴옥시 배위자, 실릴옥시 배위자이며, 더욱 바람직하게는 아실옥시 배위자이다.
일반식 (C-6) 으로 나타내는 백금 착물 중, 보다 바람직한 양태 중 하나는 하기 일반식 (C-7) 로 나타내는 백금 착물이다.
[화학식 24]
Figure pct00024
(식 중, A701 ? A710 은 각각 독립적으로 C-R 또는 질소 원자를 나타낸다. R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L71 은 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타낸다. Y 는 Pt 에 결합하는 아니온성 비고리형 배위자이다)
일반식 (C-7) 에 대해 설명한다. L71 은 상기 일반식 (C-6) 중의 L61 과 동의이며, 또한, 바람직한 범위도 동일하다. A701 ? A710 은 일반식 (C-4) 에 있어서의 A401 ? A410 과 동의이며, 또한, 바람직한 범위도 동일하다. Y 는 일반식 (C-6) 에 있어서의 Y 와 동의이며, 또한, 바람직한 범위도 동일하다.
일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물로서 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2005-310733호의 [0143] ? [0152], [0157] ? [0158], [0162] ? [0168] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-256999호의 [0065] ? [0083] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-93542호의 [0065] ? [0090] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-73891호의 [0063] ? [0071] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-324309호의 [0079] ? [0083] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-93542호의 [0065] ? [0090] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2007-96255호의 [0055] ? [0071] 에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-313796호의 [0043] ? [0046] 에 기재된 화합물을 들 수 있고, 그 외에 이하에 예시하는 백금 착물을 들 수 있다.
[화학식 25]
Figure pct00025
[화학식 26]
Figure pct00026
[화학식 27]
Figure pct00027
일반식 (C-1) 로 나타내는 백금 착물 화합물은, 예를 들어, Journal of Organic Chemistry 53, 786, (1988), G. R. Newkome et al.) 의 789 페이지, 좌측 단락 53 행 ? 우측 단락 7 행에 기재된 방법, 790 페이지, 좌측 단락 18 행 ? 38 행에 기재된 방법, 790 페이지, 우측 단락 19 행 ? 30 행에 기재된 방법 및 그 조합, Chemische Berichte 113, 2749 (1980), H. Lexy 외) 의 2752 페이지, 26 행 ? 35 행에 기재된 방법 등, 여러 가지 수법으로 합성할 수 있다.
예를 들어, 배위자 또는 그 해리체와 금속 화합물을 용매 (예를 들어, 할로겐계 용매, 알코올계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 니트릴계 용매, 아미드계 용매, 술폰계 용매, 술폭사이드계 용매, 물 등을 들 수 있다) 의 존재하, 혹은 용매 비존재하, 염기의 존재하 (무기, 유기의 여러 가지 염기, 예를 들어, 나트륨메톡사이드, t-부톡시칼륨, 트리에틸아민, 탄산칼륨 등을 들 수 있다), 혹은 염기 비존재하, 실온 이하, 혹은 가열하여 (통상적인 가열 이외에도 마이크로 웨이브로 가열하는 수법도 유효하다) 얻을 수 있다.
본 발명의 발광층에 있어서의 일반식 (C-1) 로 나타내는 화합물의 함유량은 발광층 중 1 ? 30 질량％ 인 것이 바람직하고, 3 ? 25 질량％ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ? 20 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.
이리듐 착물로서 바람직하게는 하기 일반식 (T-1) 로 나타내는 이리듐 착물이다.
[일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물]
일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물에 대해 설명한다.
[화학식 28]
Figure pct00028
(일반식 (T-1) 중, RT3', RT3, RT4, RT5 및 RT6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2RT, -C(O)RT, -N(RT)2, -NO2, -ORT, 불소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 T 를 갖고 있어도 된다.
Q 는 질소를 1 개 이상 함유하는 5 원자 또는 6 원자의 방향족 복소 고리 또는 축합 방향족 복소 고리이다.
RT3, RT4, RT5 및 RT6 은 이웃하는 임의의 2 개가 서로 결합되어 축합 4 ? 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ? 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이며, 그 축합 4 ? 7 원자 고리는 추가로 치환기 T 를 갖고 있어도 된다.
RT3' 와 RT6 은, -C(RT)2-C(RT)2-, -CRT＝CRT-, -C(RT)2-, -O-, -NRT-, -O-C(RT)2-, -NRT-C(RT)2- 및 -N＝CRT- 에서 선택되는 연결기에 의해 연결되어 고리를 형성해도 되고, RT 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내며, 추가로 치환기 T 를 갖고 있어도 된다.
치환기 T 는 각각 독립적으로 불소 원자, -R', -OR', -N(R')2, -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)N(R')2, -CN, -NO2, -SO2, -SOR', -SO2R', 또는 -SO3R' 를 나타내고, R' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
(X-Y) 는 배위자를 나타낸다. m 은 1 ? 3 의 정수, n 은 0 ? 2 의 정수를 나타낸다. m ＋ n 은 3 이다)
알킬기로는 치환기를 갖고 있어도 되며, 포화여도 되고 불포화여도 되며, 치환해도 되는 기로는 전술한 치환기 T 를 들 수 있다. RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 으로 나타내는 알킬기로서 바람직하게는 총 탄소 원자수 1 ? 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 총 탄소 원자수 1 ? 6 의 알킬기이며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, i-프로필기, 시클로헥실기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 시클로알킬기로는 치환기를 갖고 있어도 되며, 포화여도 되고 불포화여도 되며, 치환해도 되는 기로는 전술한 치환기 T 를 들 수 있다. RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 으로 나타내는 시클로알킬기로서 바람직하게는 고리 원자수 4 ? 7 의 시클로알킬기이고, 보다 바람직하게는 총 탄소 원자수 5 ? 6 의 시클로알킬기이며, 예를 들어 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.
RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 으로 나타내는 알케닐기로는 바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 1-프로페닐, 1-이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다.
RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 으로 나타내는 알키닐기로는, 바람직하게는 탄소수 2 ? 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ? 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ? 10 이고, 예를 들어 에티닐, 프로파르길, 1-프로피닐, 3-펜티닐 등을 들 수 있다.
RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 으로 나타내는 헤테로알킬기는 상기 알킬기 중 적어도 1 개의 탄소가 O, NRT 또는 S 로 치환된 기를 들 수 있다.
RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 으로 나타내는 아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 6 내지 30 의 치환 혹은 무치환의 아릴기, 예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등을 들 수 있다.
RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 으로 나타내는 헤테로아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 5 ? 8 의 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 5 또는 6 원자의 치환 혹은 무치환의 헤테로아릴기이며, 예를 들어, 피리딜기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 신놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 피롤릴기, 인돌릴기, 푸릴기, 벤조푸릴기, 티에닐기, 벤조티에닐기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 트리아졸릴기, 옥사졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤즈이소티아졸릴기, 티아디아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 벤즈이소옥사졸릴기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 피페라지닐기, 이미다졸리디닐기, 티아졸리닐기, 술포라닐기, 카르바졸릴기, 디벤조푸릴기, 디벤조티에닐기, 피리도인돌릴기 등을 들 수 있다. 바람직한 예로는 피리딜기, 피리미디닐기, 이미다졸릴기, 티에닐기이고, 보다 바람직하게는 피리딜기, 피리미디닐기이다.
RT3', RT3, RT4, RT5 및 RT6 으로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 퍼플루오로알킬기, 디알킬아미노기, 불소 원자, 아릴기, 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자, 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기이다. 치환기 T 로는 알킬기, 알콕시기, 불소 원자, 시아노기, 디알킬아미노기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.
RT3, RT4, RT5 및 RT6 은 이웃하는 임의의 2 개가 서로 결합되어 축합 4 ? 7 원자 고리를 형성해도 되며, 그 축합 4 ? 7 원자 고리는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 그 축합 4 ? 7 원자 고리는 추가로 치환기 T 를 갖고 있어도 된다. 형성되는 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴의 정의 및 바람직한 범위는 RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 에서 정의한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와 동일하다.
고리 Q 가 나타내는 방향족 복소 고리로는, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 트리아졸 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리 등을 들 수 있다. 바람직하게는 피리딘 고리, 피라진 고리이고, 보다 바람직하게는 피리딘 고리이다.
고리 Q 가 나타내는 축합 방향족 복소 고리로는, 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 퀴녹살린 고리 등을 들 수 있다. 바람직하게는 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리이며, 보다 바람직하게는 퀴놀린 고리이다.
m 은 1 ? 3 인 것이 바람직하고, 2 또는 3 인 것이 보다 바람직하다. 즉, n 은 0 또는 1 인 것이 바람직하다. 착물 중의 배위자의 종류는 1 또는 2 종류로 구성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 종류이다. 착물 분자 내에 반응성기를 도입할 때에는 합성 용이성이라는 관점에서 배위자가 2 종류로 이루어지는 것도 바람직하다.
일반식 (T-1) 로 나타내는 금속 착물은, 일반식 (T-1) 에 있어서의 하기 일반식 (T-1-A) 로 나타내는 배위자 혹은 그 호변이성체와, (X-Y) 로 나타내는 배위자 혹은 그 호변이성체의 조합을 함유하여 구성되거나, 그 금속 착물의 배위자 전부가 하기 일반식 (T-1-A) 로 나타내는 배위자 또는 그 호변이성체만으로 구성되어 있어도 된다.
[화학식 29]
Figure pct00029
(일반식 (T-1-A) 중, RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 및 Q 는 일반식 (T-1) 에 있어서의 RT3', RT3, RT4, RT5, RT6 및 Q 와 동의이다. * 는 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다)
또한 종래 공지된 금속 착물 형성에 사용되는, 소위 배위자로서 당해 업자가 주지된 배위자 (배위 화합물이라고도 한다) 를 필요에 따라 (X-Y) 로 나타내는 배위자로서 갖고 있어도 된다.
종래 공지된 금속 착물에 사용되는 배위자로는, 여러 가지 공지된 배위자가 있는데, 예를 들어, 「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag 사 H. Yersin 저 1987년 발행, 「유기 금속 화학-기초와 응용-」쇼카보사 야마모토 아키오 저 1982년 발행 등에 기재된 배위자 (예를 들어, 할로겐 배위자 (바람직하게는 염소 배위자), 함질소 헤테로아릴 배위자 (예를 들어, 비피리딜, 페난트롤린 등), 디케톤 배위자 (예를 들어, 아세틸아세톤 등) 를 들 수 있다. (X-Y) 로 나타내는 배위자로서 바람직하게는 디케톤류 혹은 피콜린산 유도체이고, 착물의 안정성과 높은 발광 효율이 얻어지는 관점에서 이하에 나타내는 아세틸아세토네이트 (acac) 인 것이 가장 바람직하다.
[화학식 30]
Figure pct00030
* 는 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.
이하에, (X-Y) 로 나타내는 배위자의 예를 구체적으로 드는데, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 31]
Figure pct00031
상기 (X-Y) 로 나타내는 배위자의 예에 있어서, * 는 일반식 (T-1) 에 있어서의 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다. Rx, Ry 및 Rz 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 그 치환기로는 상기 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 들 수 있다. 바람직하게는 Rx, Rz 는 각각 독립적으로 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 아릴기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 알킬기, 탄소수 1 ? 4 의 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 치환되어 있어도 되는 페닐기이며, 가장 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 트리플루오로메틸기, 불소 원자, 페닐기이다. Ry 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 불소 원자, 아릴기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ? 4 의 알킬기, 치환되어 있어도 되는 페닐기이며, 가장 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 중 어느 것이다. 이들 배위자는 소자 중에서 전하를 수송하거나 여기에 의해 전자가 집중되는 부위는 아닌 것으로 생각되기 때문에, Rx, Ry, Rz 는 화학적으로 안정적인 치환기이면 되고, 본 발명의 효과에도 영향을 미치지 않는다.
착물 합성이 용이하기 때문에 바람직하게는 (Ⅰ-1), (Ⅰ-4), (Ⅰ-5) 이고, 가장 바람직하게는 (Ⅰ-1) 이다. 이들 배위자를 갖는 착물은, 대응하는 배위자 전구체를 사용함으로써 공지된 합성예와 동일하게 합성할 수 있다. 예를 들어 국제 공개 2009-073245호 46 페이지에 기재된 방법과 동일하게, 시판되는 디플루오로아세틸아세톤을 사용하여 이하에 나타내는 방법으로 합성할 수 있다.
[화학식 32]
Figure pct00032
또, 배위자로서 일반식 (Ⅰ-15) 에 나타내는 모노 아니온성 배위자를 사용할 수도 있다.
[화학식 33]
Figure pct00033
일반식 (I-15) 에서의 RT7 ? RT10 은 일반식 (T-1) 에 있어서의 RT3 ? RT6 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. RT7' ? RT10' 는 RT3' 와 동의이며, 바람직한 범위도 RT3' 와 동일하다. * 는 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.
상기 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물은, 바람직하게는 하기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 34]
Figure pct00034
(일반식 (T-2) 중, RT3' ? RT6' 및 RT3 ? RT6 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, -CN, 퍼플루오로알킬기, 트리플루오로비닐기, -CO2RT, -C(O)RT, -N(RT)2, -NO2, -ORT, 불소 원자, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 T 를 갖고 있어도 된다.
RT3, RT4, RT5 및 RT6 은 이웃하는 임의의 2 개가 서로 결합되어 축합 4 ? 7 원자 고리를 형성해도 되고, 그 축합 4 ? 7 원자 고리는 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다.
RT3' 와 RT6 은 -C(RT)2-C(RT)2-, -CRT＝CRT-, -C(RT)2-, -O-, -NRT-, -O-C(RT)2-, -NRT-C(RT)2- 및 -N＝CRT- 에서 선택되는 연결기에 의해 연결되어 고리를 형성해도 된다.
RT 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고, 추가로 치환기 T 를 갖고 있어도 된다.
치환기 T 는 각각 독립적으로 불소 원자, -R', -OR', -N(R')2, -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)N(R')2, -CN, -NO2, -SO2, -SOR', -SO2R', 또는 -SO3R' 를 나타내고, R' 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 퍼할로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.
(X-Y) 는 배위자를 나타낸다. m 은 1 ? 3 의 정수, n 은 0 ? 2 의 정수를 나타낸다. m ＋ n 은 3 이다)
일반식 (T-2) 에 있어서의 RT3', RT3 ? RT6, (X-Y), m 및 n 의 바람직한 범위는, 일반식 (T-1) 에 있어서의 RT3', RT3 ? RT6, (X-Y), m 및 n 의 바람직한 범위와 동일하다.
RT4' 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 불소 원자가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.
RT5' 및 RT6' 는 수소 원자를 나타내거나, 또는 서로 결합되어 축합 4 ? 7 원자 고리형 기를 형성하는 것이 바람직하고, 그 축합 4 ? 7 원자 고리형 기는 시클로알킬, 시클로헤테로알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴인 것이 보다 바람직하며, 아릴인 것이 더욱 바람직하다.
RT4' ? RT6' 에 있어서의 치환기 T 로는 알킬기, 알콕시기, 불소 원자, 시아노기, 알킬아미노기, 디아릴아미노기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태 중 하나는, 일반식 (T-2) 에 있어서 RT3', RT4', RT5', RT6', RT3, RT4, RT5 및 RT6 중, 이웃하는 임의의 2 개가 서로 결합되어 축합 고리를 형성하지 않는 경우이다.
상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 형태 중 하나는, 하기 일반식 (T-3) 으로 나타내는 경우이다.
[화학식 35]
Figure pct00035
일반식 (T-3) 에 있어서의 RT3' ? RT6', RT3 ? RT6 은, 일반식 (T-2) 에 있어서의 RT3' ? RT6', RT3 ? RT6 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
RT7 ? RT10 은 RT3 ? RT6 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. RT7' ? RT10' 는 RT3' ? RT6' 와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (T-4) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 36]
Figure pct00036
일반식 (T-4) 에 있어서의 RT3' ? RT6', RT3 ? RT6, (X-Y), m 및 n 은, 일반식 (T-2) 에 있어서의 RT3' ? RT6', RT3 ? RT6, (X-Y), m 및 n 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. RT3' ? RT6' 및 RT3 ? RT6 중, 0 ? 2 개가 알킬기 또는 페닐기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 특히 바람직하고, RT3' ? RT6' 및 RT3 ? RT6 중, 1 개 또는 2 개가 알킬기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 더욱 바람직하다.
상기 일반식 (T-2) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (T-5) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 37]
Figure pct00037
일반식 (T-5) 에 있어서의 RT3' ? RT7', RT3 ? RT6, (X-Y), m 및 n 은, 일반식 (T-2) 에 있어서의 RT3' ? RT6', RT3 ? RT6, (X-Y), m 및 n 과 동의이며, 바람직한 것도 동일하다.
일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 다른 형태는, 하기 일반식 (T-6) 으로 나타내는 경우이다.
[화학식 38]
Figure pct00038
일반식 (T-6) 중, R1a ? R1i 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에서의 RT3 ? RT6 에 있어서의 것과 동일하다. 또한, R1a ? R1i 중 0 ? 2 개가 알킬기 또는 아릴기이고 나머지가 모두 수소 원자인 경우가 특히 바람직하다. (X-Y), m 및 n 의 정의나 바람직한 범위는 일반식 (T-1) 에 있어서의 (X-Y), m 및 n 과 동일하다.
일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 열거하는데, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 39]
Figure pct00039
[화학식 40]
Figure pct00040
상기 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물로서 예시한 화합물은, 일본 공개특허공보 2009-99783호에 기재된 방법이나, 미국 특허 7279232호 등에 기재된 여러 가지 방법으로 합성할 수 있다. 합성 후, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 실시한 후, 승화 정제에 의해 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의해 유기 불순물을 분리시킬 수 있을뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.
일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물은 발광층에 함유되는데, 그 용도가 한정되는 것은 아니며, 또한 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.
이리듐 착물로서 일반식 (T-1) 로 나타내는 화합물 이외에, 하기 일반식 (T-7) 로 나타내는 화합물이나, 카르벤을 배위자로서 갖는 것도 바람직하게 사용할 수 있다.
[화학식 41]
Figure pct00041
일반식 (T-7) 중, RT11 ? RT17 은 일반식 (T-2) 에 있어서의 RT3 ? RT6 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. 또, (X-Y), n 및 m 은 일반식 (T-2) 에 있어서의 (X-Y), n 및 m 과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
이들의 바람직한 구체예를 이하에 열거하는데, 이하에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 42]
Figure pct00042
발광층 중의 발광 재료는, 발광층 중에 일반적으로 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 0.1 질량％ ? 50 질량％ 함유되는데, 내구성, 외부 양자 효율의 관점에서 1 질량％ ? 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 2 질량％ ? 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
발광층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 2 ㎚ ? 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 그 중에서도 외부 양자 효율의 관점에서 3 ㎚ ? 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ㎚ ? 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 소자에 있어서의 발광층은, 발광 재료만으로 구성되어 있어도 되고, 호스트 재료와 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 발광 재료는 형광 발광 재료여도 되고 인광 발광 재료여도 되며, 도펀트는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 되며, 예를 들어, 전자 수송성의 호스트 재료와 홀 수송성의 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다. 또한, 발광층 중에 전하 수송성을 갖지 않고, 발광되지 않는 재료를 함유하고 있어도 된다.
또, 발광층은 1 층이어도 되고 2 층 이상의 다층이어도 된다. 또, 각각의 발광층이 상이한 발광색으로 발광되어도 된다.
＜호스트 재료＞
본 발명에 사용되는 호스트 재료는, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물은, 정공과 전자의 양 전하를 수송할 수 있는 화합물로, 일반식 (An-1) 로 나타내는 화합물과 조합하여 사용함으로써, 전하 주입 장벽을 작게 할 수 있고, 전하 이동도의 전계 강도 의존성을 작게 할 수 있다.
본 발명에 사용되는 호스트 재료로서 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 외에, 이하의 화합물을 함유하고 있어도 된다.
호스트 재료는 전자 수송 재료 및 홀 수송성 재료를 들 수 있으며, 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 되며, 예를 들어, 전자 수송성 호스트 재료와 홀 수송성 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다.
예를 들어, 피롤, 인돌, 카르바졸 (예를 들어 CBP (4,4'-디(9-카르바졸릴)비페닐)), 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 캘콘, 스티릴안트라센, 플루오레논, 하이드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제 3 급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 포르피린계 화합물, 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸), 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기 실란, 카본막, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 플루오레논, 안트라퀴노디메탄, 안트론, 디페닐퀴논, 티오피란디옥사이드, 카르보디이미드, 플루오레닐리덴메탄, 디스티릴피라진, 불소 치환 방향족 화합물, 나프탈렌페릴렌 등의 복소 고리 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물 및 그들의 유도체 (치환기나 축환를 갖고 있어도 된다) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서의 발광층에 있어서, 상기 호스트 재료 삼중항 최저 여기 에너지 (T1 에너지) 가, 상기 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 색순도, 발광 효율, 구동 내구성의 점에서 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서의 호스트 화합물의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 발광 효율, 구동 전압의 관점에서 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 15 질량％ 이상 95 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
(전하 수송층)
전하 수송층이란, 유기 전계 발광 소자에 전압을 인가하였을 때에 전하 이동이 일어나는 층을 말한다. 구체적으로는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층, 발광층, 정공 블록층, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 들 수 있다. 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이다. 도포법에 의해 형성되는 전하 수송층이 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이면, 저비용 또한 고효율의 유기 전계 발광 소자의 제조가 가능해진다. 또, 전하 수송층으로서 보다 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 블록층이다.
(정공 주입층, 정공 수송층)
정공 주입층, 정공 수송층은, 양극 또는 양극측으로부터 정공을 수취하여 음극측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다.
정공 주입층에는 전자 수용성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를 함유함으로써, 정공 주입성이 향상되고, 구동 전압이 저하되거나, 효율이 향상되거나 하는 효과가 있다. 전자 수용성 도펀트란, 도프되는 재료로부터 전자를 인발하고, 라디칼 카티온을 발생시킬 수 있는 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어느 것이어도 되는데, 예를 들어, 테트라시아노퀴노디메탄 (TCNQ), 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄 (F4-TCNQ), 산화몰리브덴 등을 들 수 있다.
정공 주입층 중의 전자 수용성 도펀트는, 정공 주입층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 0.01 질량％ ? 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 0.1 질량％ ? 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하며, 0.5 질량％ ? 30 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
(전자 주입층, 전자 수송층)
전자 주입층, 전자 수송층은, 음극 또는 음극측으로부터 전자를 수취하여 양극측으로 수송하는 기능을 갖는 층이다. 이들 층에 사용하는 전자 주입 재료, 전자 수송 재료는 저분자 화합물이어도 되고 고분자 화합물이어도 된다.
전자 주입층에는 전자 공여성 도펀트를 함유시키는 것이 바람직하다. 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유시킴으로써, 전자 주입성이 향상되고, 구동 전압이 저하되거나, 효율이 향상되거나 하는 효과가 있다. 전자 공여성 도펀트란, 도프되는 재료에 전자를 부여하고, 라디칼 아니온을 발생시킬 수 있는 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어느 것이어도 되는데, 예를 들어, 테트라티아풀발렌 (TTF), 테트라티아나프타센 (TTN), 리튬, 세슘 등을 들 수 있다.
전자 주입층 중의 전자 공여성 도펀트는, 전자 주입층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 0.01 질량％ ? 50 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 0.1 질량％ ? 40 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하며, 0.5 질량％ ? 30 질량％ 함유되는 것이 보다 바람직하다.
정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2008-270736호, 일본 공개특허공보 2007-266458호에 상세히 서술되어 있고, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0165] ? [0167] 에 상세히 서술되어 있고, 이들 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를, 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유시킴으로써, 일반적으로 전극으로부터의 전하 주입을 촉진시키고, 구동 전압을 저하시키는 것이 가능해지는데, 그것들에 의해 소자 내에서의 전하 밸런스가 무너지면, 발광 위치가 변화하고, 발광 효율의 저하나 구동 내구성의 저하, 고휘도 구동시의 각종 변화가 촉진되는 경우가 있다. 본 발명의 소자는 음극측의 발광층 인접층/발광층 계면에서의 전하 주입 장벽이나 발광층이나 음극측의 발광층 인접층에 있어서의 전하 트랩이 작기 때문에 소자 중에서의 전하의 축적이 일어나기 어렵거나, 음극측의 발광층 인접층의 전자 이동도와 발광층의 홀 이동도 및 전자 이동도의 밸런스가 양호하다는 등의 이유에 의해, 전하 주입량의 변화에 대해 전하의 밸런스가 무너지기 어려운 소자이기 때문에, 정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를, 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유시킴으로써, 효율, 내구성, 고휘도 구동시의 각종 변화 등을 악화시키지 않고 구동 전압을 저하시킬 수 있다.
(정공 블록층)
정공 블록층은, 양극측으로부터 발광층으로 수송된 정공이 음극측으로 빠져 나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 음극측에서 인접하는 유기층으로서 정공 블록층을 형성할 수 있다.
정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 본 발명에 있어서의 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 외에, 알루미늄 (Ⅲ) 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)4-페닐페놀레이트 (Aluminum (Ⅲ) bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate (BAlq 로 약기한다)) 등의 알루미늄 착물, 트리아졸 유도체, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP 로 약기한다)) 등의 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.
정공 블록층의 두께로는 1 ㎚ ? 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ? 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 10 ㎚ ? 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
정공 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 (異種) 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
(전자 블록층)
전자 블록층은, 음극측으로부터 발광층으로 수송된 전자가 양극측으로 빠져 나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 양극측에서 인접하는 유기층으로서 전자 블록층을 형성할 수 있다.
전자 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 예를 들어 전술한 정공 수송 재료로서 예시한 것을 적용할 수 있다.
전자 블록층의 두께로는 1 ㎚ ? 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ? 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 10 ㎚ ? 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
전자 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
(보호층)
본 발명에 있어서, 유기 EL 소자 전체는 보호층에 의해 보호되어 있어도 된다.
보호층에 함유되는 재료로는, 수분이나 산소 등의 소자 열화를 촉진시키는 것이 소자 내에 들어가는 것을 억제하는 기능을 갖고 있는 것이면 된다.
보호층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0169] ? [0170] 에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
(봉지 용기)
본 발명의 소자는, 봉지 용기를 사용하여 소자 전체를 봉지해도 된다.
봉지 용기에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호 [0171] 에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
또, 봉지 용기와 발광 소자 사이의 공간에 수분 흡수제 또는 불활성 액체를 봉입해도 된다. 수분 흡수제로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 산화바륨, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 오산화인, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화구리, 불화세슘, 불화니오브, 브롬화칼슘, 브롬화바나듐, 몰레큘러 시브, 제올라이트, 산화마그네슘 등을 들 수 있다. 불활성 액체로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 파라핀류, 유동 파라핀류, 퍼플루오로알칸이나 퍼플루오로아민, 퍼플루오로에테르 등의 불소계 용제, 염소계 용제, 실리콘 오일류를 들 수 있다.
(구동)
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 양극과 음극 사이에 직류 (필요에 따라 교류 성분을 포함해도 된다) 전압 (통상적으로 2 볼트 ? 15 볼트), 또는 직류 전류를 인가함으로써 발광을 얻을 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구동 방법에 대해서는, 일본 공개특허공보 평2-148687호, 일본 공개특허공보 평6-301355호, 일본 공개특허공보 평5-29080호, 일본 공개특허공보 평7-134558호, 일본 공개특허공보 평8-234685호, 일본 공개특허공보 평8-241047호의 각 공보, 일본 특허 제2784615호, 미국 특허 5828429호, 미국 특허 6023308호의 각 명세서 등에 기재된 구동 방법을 적용할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 외부 양자 효율로는 5 ％ 이상이 바람직하고, 7 ％ 이상이 보다 바람직하다. 외부 양자 효율의 수치는 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 외부 양자 효율의 최대값, 혹은 20 ℃ 에서 소자를 구동시켰을 때의 100 ? 300 ㏅/㎡ 부근에서의 외부 양자 효율의 값을 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 내부 양자 효율은 30 ％ 이상인 것이 바람직하고, 50 ％ 이상이 더욱 바람직하며, 70 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 소자의 내부 양자 효율은, 외부 양자 효율을 광취출 효율로 나누어 산출된다. 통상적인 유기 EL 소자에서는 광취출 효율은 약 20 ％ 인데, 기판의 형상, 전극의 형상, 유기층의 막두께, 무기층의 막두께, 유기층의 굴절률, 무기층의 굴절률 등을 연구함으로써 광취출 효율을 20 ％ 이상으로 할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 350 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하에 극대 발광 파장 (발광 스펙트럼의 최대 강도 파장) 을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 450 ㎚ 이상 650 ㎚ 이하이다.
(본 발명의 발광 소자의 용도)
본 발명의 발광 소자는, 발광 장치, 픽셀, 표시 소자, 디스플레이, 백라이트, 전자 사진, 조명 광원, 기록 광원, 노광 광원, 판독 광원, 표지, 간판, 인테리어, 또는 광 통신 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 특히, 조명 장치, 표시 장치 등의 발광 휘도가 높은 영역에서 구동되는 디바이스에 바람직하게 사용된다.
(발광 장치)
다음으로, 도 2 를 참조하여 본 발명의 발광 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 발광 장치는, 상기 유기 전계 발광 소자를 사용하여 이루어진다.
도 2 는, 본 발명의 발광 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 의 발광 장치 (20) 는, 기판 (지지 기판) (2), 유기 전계 발광 소자 (10), 봉지 용기 (16) 등에 의해 구성되어 있다.
유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에 양극 (제 1 전극) (3), 유기층 (11), 음극 (제 2 전극) (9) 이 순차적으로 적층되어 구성되어 있다. 또, 음극 (9) 상에는 보호층 (12) 이 적층되어 있고, 또한 보호층 (12) 상에는 접착층 (14) 을 개재하여 봉지 용기 (16) 가 형성되어 있다. 또한, 각 전극 (3, 9) 의 일부, 격벽, 절연층 등은 생략되어 있다.
여기서, 접착층 (14) 으로는 에폭시 수지 등의 광 경화형 접착제나 열 경화형 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들어 열 경화성의 접착 시트를 사용할 수도 있다.
본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되는 것이 아니며, 예를 들어, 조명 장치 외에 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 할 수 있다.
(조명 장치)
다음으로, 도 3 을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치에 대해 설명한다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치 (40) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 전술한 유기 EL 소자 (10) 와, 광 산란 부재 (30) 를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 조명 장치 (40) 는, 유기 EL 소자 (10) 의 기판 (2) 과 광 산란 부재 (30) 가 접촉되도록 구성되어 있다.
광 산란 부재 (30) 는, 광을 산란시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 도 3 에 있어서는, 투명 기판 (31) 에 미립자 (32) 가 분산된 부재로 되어 있다. 투명 기판 (31) 으로는, 예를 들어, 유리 기판을 바람직하게 들 수 있다. 미립자 (32) 로는 투명 수지 미립자를 바람직하게 들 수 있다. 유리 기판 및 투명 수지 미립자로는 모두 공지된 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 조명 장치 (40) 는, 유기 전계 발광 소자 (10) 로부터의 발광이 광 산란 부재 (30) 의 광 입사면 (30A) 에 입사되면, 입사광을 광 산란 부재 (30) 에 의해 산란시키고, 산란광을 광 출사면 (30B) 으로부터 조명광으로서 출사하는 것이다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
예시 화합물 1, 20, 25 는 국제 공개 제2004/074399호 팜플렛에 기재된 방법에 의해 합성하였다. 예시 화합물 2, 9, 11, 13 은 국제 공개 제2004/074399호 팜플렛에 기재된 방법을 참고로 합성하였다. 또, 예시 화합물 (A) 는 국제 공개 제2004/018587호 팜플렛에 기재된 방법에 의해 합성하였다. 또, 예시 화합물 (B), (C), (D), (E), (F), (G), (H), (I) 는 국제 공개 제2004/018587호 팜플렛에 기재된 방법을 참고로 합성하였다.
또한, 본 실시예에 사용한 유기 재료는 모두 승화 정제한 것을 사용하고, 고속 액체 크로마토그래피 (토소 TSKgel ODS-100Z) 에 의해 분석하고, 254 ㎚ 의 흡수 강도 면적비로 99.9 ％ 이상인 것을 사용하였다.
＜실시예 1＞
[소자의 제조]
두께 0.5 ㎜, 가로세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω/□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기 화합물층을 순차적으로 증착시켰다.
제 1 층 : CuPc : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 표 1 중에 나타낸 호스트 재료 및 RD-1 (질량비 93 : 7) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : 표 1 중에 나타낸 재료 : 막두께 10 ㎚
제 5 층 : Alq : 막두께 20 ㎚
이 위에, 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착시켜 음극으로 하였다.
이 적층체를 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제의 봉지캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용해서 봉지하여, 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
이들 소자를 발광시킨 결과, 각 소자 모두 발광 재료에서 유래하는 발광이 얻어졌다.
(유기 전계 발광 소자의 성능 평가)
얻어진 각 소자에 대해 효율, 구동 전압, 내구성, 고휘도 구동시의 색도 변화, 고휘도 구동시의 시간 경과적 색도 변화, 고휘도 구동시의 시간 경과적 구동 전압 상승의 관점에서 평가하였다. 또한, 각종 측정은 이하와 같이 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
(a) 효율
토요 테크니카 제조 소스 메이저 유닛 2400 을 사용하여, 직류 전압을 각 소자에 인가하고 발광시켜, 그 휘도를 탑콘사 제조 휘도계 BM-8 을 사용하여 측정하였다. 발광 스펙트럼과 발광 파장은 하마마츠 포토닉스 제조 스펙트럼 애널라이저 PMA-11 을 사용하여 측정하였다. 이들을 기초로 휘도가 1000 ㏅/㎡ 부근 인 외부 양자 효율을 휘도 환산법에 의해 산출하고, 표 1 에 있어서는 소자 1-1 의 값을, 표 2 에 있어서는 소자 2-1 의 값을, 표 3 에 있어서는 소자 3-1 의 값을, 표 4 에 있어서는 소자 4-1 의 값을, 표 5 에 있어서는 소자 5-1 의 값을, 표 6 에 있어서는 소자 1-1 의 값을 각각 10 으로 하여, 각 표에 있어서 상대값으로 나타냈다. 효율은 숫자가 클수록 바람직하다.
(b) 구동 전압
각 소자를 휘도가 1000 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하고 발광시킨다. 이 때의 인가 전압을 구동 전압 평가의 지표로 하여, 표 1 에 있어서는 소자 1-1 의 값을, 표 2 에 있어서는 소자 2-1 의 값을, 표 3 에 있어서는 소자 3-1 의 값을, 표 4 에 있어서는 소자 4-1 의 값을, 표 5 에 있어서는 소자 5-1 의 값을, 표 6 에 있어서는 소자 1-1 의 값을 각각 10 으로 하여, 각 표에 있어서 상대값으로 나타냈다. 구동 전압은 숫자가 작을수록 바람직하다.
(c) 내구성
각 소자를 휘도가 5000 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하고 계속해서 발광시켜, 휘도가 4000 ㏅/㎡ 가 될 때까지 필요로 한 시간을 내구성의 지표로 하여, 표 1 에 있어서는 소자 1-1 의 값을, 표 2 에 있어서는 소자 2-1 의 값을, 표 3 에 있어서는 소자 3-1 의 값을, 표 4 에 있어서는 소자 4-1 의 값을, 표 5 에 있어서는 소자 5-1 의 값을, 표 6 에 있어서는 소자 1-1 의 값을 각각 10 으로 하여, 각 표에 있어서 상대값으로 나타냈다. 내구성은 숫자가 클수록 바람직하다.
(d) 고휘도 구동시의 색도 변화
각 소자를 휘도가 20000 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하고 발광시킨다. 이 때의 색도 (x, y) 를 1000 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하고 발광시켰을 때의 색도 (x, y) 와 비교하여, 양자의 x 값, y 값의 차이를 (Δx, Δy) 의 형태로 표기하고, 고휘도 구동시의 색도 변화의 지표로 하였다. Δx, Δy 의 값은 작을수록 바람직하다.
(e) 고휘도 구동시의 시간 경과적 색도 변화
각 소자를 휘도가 20000 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하고 계속해서 발광시켜, 휘도가 10000 ㏅/㎡ 가 되었을 때의 색도 (x, y) 와 구동 초기의 색도 (x, y) 를 비교하여, 양자의 x 값, y 값의 차이를 (Δx, Δy) 의 형태로 표기하고, 고휘도 구동시의 시간 경과적 색도 변화의 지표로 하였다. Δx, Δy 의 값은 작을수록 바람직하다.
(f) 고휘도 구동시의 시간 경과적 구동 전압 상승
각 소자를 휘도가 20000 ㏅/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하고 계속해서 발광시켜, 휘도가 10000 ㏅/㎡ 가 되었을 때의 전압과 구동 초기의 전압의 차이를 고휘도 구동시의 시간 경과적 전압 상승의 지표로 하였다. 이 값은 작을수록 바람직하다.
또한, 표 1 ? 6 중, 색도 변화 및 시간 경과적 색도 변화의 평가에 있어서의 기호 「＜」은 부등호를 의미하고, 예를 들어 「＜ 0.005」는 색도 변화 또는 시간 경과적 색도 변화가 0.005 미만이었던 것을 의미하고, 「＞ 0.02」는 색도 변화 또는 시간 경과적 색도 변화가 0.02 보다 컸던 것을 의미한다.
또, 시간 경과적 전압 상승의 평가에 있어서의 「＞ 5」는 시간 경과적 전압 상승이 5 보다 컸던 것을 의미하고, 내구성의 평가에 있어서의 「＜ 1」은 내구성 (상대값) 이 1 미만이었던 것을 의미한다.
Figure pct00043
＜실시예 2＞
발광 재료를 RD-1 에서 GD-1 로 변경하고, 호스트 재료와 제 4 층 재료를 하기 표 2 에 기재된 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 의 소자의 제조와 동일하게 하여 소자 2-1 ? 2-9, 비교 소자 2-1 ? 2-9 를 제조하고, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
Figure pct00044
＜실시예 3＞
발광 재료를 RD-1 에서 GD-2 로 변경하고, 호스트 재료와 제 4 층 재료를 하기 표 3 에 기재된 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 의 소자의 제조와 동일하게 하여 소자 3-1 ? 3-8, 비교 소자 3-1 ? 3-9 를 제조하고, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
Figure pct00045
＜실시예 4＞
발광 재료를 RD-1 에서 BD-1 로 변경하고, 호스트 재료와 제 4 층 재료를 하기 표 4 에 기재된 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 의 소자의 제조와 동일하게 하여 소자 4-1 ? 4-6, 비교 소자 4-1 ? 4-8 을 제조하고, 실시예 1 로 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.
Figure pct00046
표 1 ? 4 로부터, 본 발명의 실시예의 소자는, 우수한 발광 효율과 내구성을 갖고, 구동 전압이 낮고, 고휘도 구동시의 색도 변화, 시간 경과적 색도 변화 및 시간 경과적 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자가 얻어지는 것이 나타났다.
＜실시예 5＞
두께 0.5 ㎜, 가로세로 2.5 ㎝ 의 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω/□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 PEDOT (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜))/PSS (폴리스티렌술폰산) 수용액 (BaytronP (표준품)) 을 스핀 코트 (4000 rpm, 60 초간) 하고, 120 ℃ 에서 10 분간 건조시킴으로써, 홀 수송층을 형성시켰다 (두께 150 ㎚).
이어서, 표 5 중에 나타낸 호스트 재료를 1 질량％, 및 RD-1 을 0.05 질량％ 함유하는 톨루엔 용액을 앞의 홀 수송층 상에 스핀 코트 (2000 rpm, 60 초간) 하여, 발광층을 형성시켰다 (두께 50 ㎚).
이 발광층 상에, 표 5 중에 나타낸 전자 수송층의 항목에 기재된 화합물을 사용하여 진공 증착법에 의해 10 ㎚ 증착시켜 전자 수송층으로 하고, 또한 전자 주입층으로서 Alq 를 진공 증착법에 의해 20 ㎚ 증착시켰다. 또한, 불화리튬 0.1 ㎚ 및 금속 알루미늄 100 ㎚ 를 이 순서로 증착시켜 음극으로 하였다.
이 적층체를 대기에 접촉시키지 않고, 질소 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 유리제의 봉지캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용해서 봉지하여, 본 발명의 소자 5-1 ? 5-8 및 비교 소자 5-1 ? 5-9 를 얻었다. 얻어진 소자에 대해 소자 1-1 과 동일한 평가를 실시한 결과를 표 5 에 나타낸다.
Figure pct00047
표 5 로부터, 홀 수송층 및 발광층을 용액 도포 프로세스로 형성한 본 발명의 소자에 있어서도, 우수한 발광 효율과 내구성을 갖고, 구동 전압이 낮고, 고휘도 구동시의 색도 변화, 시간 경과적 색도 변화 및 시간 경과적 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자가 얻어지는 것이 나타났다.
＜실시예 6＞
소자 1-1 의 제 1 층, 호스트 재료, 제 4 층 및 제 5 층을 표 6 중에 나타내는 구성으로 변경한 것 이외에는 소자 1-1 과 동일하게 하여 소자 6-1 ? 소자 6-9 및 비교 소자 6-1 및 비교 소자 6-2 를 제조하고, 소자 1-1 과 동일한 평가를 실시하였다. 또한, NPD：MoO3 은 NPD 와 MoO3 의 질량비를 나타내고, Alq：Li 는 Alq 와 Li 의 질량비를 나타낸다.
Figure pct00048
표 6 으로부터, 홀 주입층 및 전자 주입층에 각각 전자 수용성 도펀트, 전자 공여성 도펀트를 함유하는 층으로 함으로써 전압이 크게 저하되고, 효율이 향상되고, 또한 구동 내구성, 고휘도 구동시의 색도 변화, 시간 경과적 색도 변화 및 시간 경과적 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
＜비교예 7＞
호스트 재료로서 화합물 (1) 을 사용하고, 제 4 층 재료로서 ET-2 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 소자를 제조하고, 평가하였다.
결과는, 효율 (상대값)：9, 구동 전압 (상대값)：11, 내구성 (상대값)：1, 고휘도 구동시의 색도 변화：(0.01, 0.01), 고휘도 구동시의 시간 경과적 색도 변화：(0.01, 0.02), 고휘도 구동시의 시간 경과적 전압 상승 (V)：3.5 였다.
이하에 실시예 1 ? 6 에서 사용한 화합물의 구조를 나타낸다.
[화학식 43]
Figure pct00049
[화학식 44]
Figure pct00050
[화학식 45]
Figure pct00051
[화학식 46]
Figure pct00052
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 우수한 발광 효율과 내구성을 갖고, 구동 전압이 낮고, 고휘도 구동시의 색도 변화, 시간 경과적 색도 변화 및 시간 경과적 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 발명을 상세하게 또한, 특정 실시양태를 참조하여 설명했는데, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 가지 변경이나 수정을 부가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 분명하다.
본 출원은, 2010년 1월 15일에 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2010-7538호) 및 2010년 5월 20일에 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2010-116668호) 에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
2…기판
3…양극
4…정공 주입층
5…정공 수송층
6…발광층
7…정공 블록층
8…전자 수송층
9…음극
10…유기 전계 발광 소자
11…유기층
12…보호층
14…접착층
16…봉지 용기
20…발광 장치
30…광 산란 부재
30A…광 입사면
30B…광 출사면
31…투명 기판
32…미립자
40…조명 장치

Claims (13)

  1. 기판 상에, 양극 및 음극으로 이루어지는 1 쌍의 전극과, 그 전극 사이에 발광층을 갖고, 발광층과 음극 사이에 발광층에 인접하는 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서,
    발광층에 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 적어도 하나 함유하고,
    그 발광층에 인접하는 유기층에, 탄소 원자와 수소 원자만으로 이루어지고, 분자량이 400 ? 1200 의 범위에 있고, 총 탄소수 13 ? 22 인 축합 다고리 골격을 갖는 탄화수소 화합물을 적어도 하나 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
    [화학식 1]
    Figure pct00053

    일반식 (1) 중, R1 은 알킬기, 아릴기, 또는 실릴기를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 단, R1 이 카르바졸릴기, 퍼플루오로알킬기를 나타내지는 않는다. R1 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R1 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 복수의 R1 은, 서로 결합되어 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
    R2 ? R5 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타내고, 추가로 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. R2 ? R5 가 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R2 ? R5 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
    치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합되어 아릴 고리를 형성해도 된다.
    n1 은 0 ? 5 의 정수를 나타낸다.
    n2 ? n5 는 각각 독립적으로 0 ? 4 의 정수를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 일반식 (2) 로 나타내는 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
    [화학식 2]
    Figure pct00054

    일반식 (2) 중, R6 및 R7 은 각각 독립적으로 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다. R6 및 R7 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R6 및 복수의 R7 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 서로 결합되어 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
    n6 및 n7 은 각각 독립적으로 0 ? 5 의 정수를 나타낸다.
    R8 ? R11 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 실릴기, 시아노기, 또는 불소 원자를 나타낸다.
    치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합되어 아릴 고리를 형성해도 된다.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탄화수소 화합물이 일반식 (An-1) 로 나타내는 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
    [화학식 3]
    Figure pct00055

    (일반식 (An-1) 중, Ar1, Ar2 는 각각 독립적으로 아릴기를 나타내고, R12 ? R19 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기를 나타낸다. R12 와 R13, R13 과 R14, R14 와 R15, R16 과 R17, R17 과 R18 및 R18 과 R19 는 서로 결합되어 고리를 형성해도 된다)
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 일반식 (An-1) 로 나타내는 화합물이 하기 일반식 (An-2) 로 나타내는 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
    [화학식 4]
    Figure pct00056

    (일반식 (An-2) 중, Ar1, Ar2 는 각각 독립적으로 아릴기를 나타내고, R13, R14, R17 및 R18 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다. R13 과 R14 및 R17 과 R18 은 서로 결합되어 고리를 형성해도 된다)
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이며, 상기 탄화수소 화합물이 상기 일반식 (An-2) 로 나타내는 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    일반식 (An-2) 에 있어서, R13, R14, R17 및 R18 이 수소 원자를 나타내는, 유기 전계 발광 소자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층에 적어도 1 개의 인광성 발광 재료를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층, 그 발광층에 인접하는 유기층 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 존재하는 그 밖의 유기층 중 적어도 어느 1 층이 용액 도포 프로세스에 의해 형성된, 유기 전계 발광 소자.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 사이에, 정공 주입층을 갖고, 그 정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 사이에, 전자 주입층을 갖고, 그 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 발광 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 표시 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한, 조명 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160067728A (ko) * 2014-12-03 2016-06-14 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4644751B1 (ja) * 2010-01-15 2011-03-02 富士フイルム株式会社 有機電界発光素子
KR101957149B1 (ko) * 2012-11-22 2019-03-12 엘지디스플레이 주식회사 청색 발광 화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자
KR102335767B1 (ko) 2014-10-31 2021-12-08 삼성전자주식회사 카바졸계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
JP6638517B2 (ja) * 2016-03-30 2020-01-29 Jnc株式会社 自己組織化し得る多環式芳香族化合物およびそれを用いた有機ｅｌ素子

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4562884B2 (ja) * 2000-08-25 2010-10-13 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
US6787268B2 (en) * 2002-09-03 2004-09-07 Quallion Llc Electrolyte
KR20050100694A (ko) * 2003-02-20 2005-10-19 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 전기발광 소자용 재료 및 그를 이용한 유기 전기발광소자
US7534505B2 (en) * 2004-05-18 2009-05-19 The University Of Southern California Organometallic compounds for use in electroluminescent devices
US7498437B2 (en) * 2005-04-27 2009-03-03 Au Optronics Corporation Phosphorescent light-emitting device with doped iridium-complex
US20060269782A1 (en) * 2005-05-25 2006-11-30 Eastman Kodak Company OLED electron-transporting layer
KR20090051163A (ko) * 2006-08-04 2009-05-21 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자
JP2008124156A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機ｅｌ材料含有溶液、有機ｅｌ材料の薄膜形成方法、有機ｅｌ材料の薄膜、有機ｅｌ素子
US7993763B2 (en) * 2007-05-10 2011-08-09 Universal Display Corporation Organometallic compounds having host and dopant functionalities
US9082995B2 (en) * 2007-07-07 2015-07-14 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic EL element and organic EL material-containing solution
TW200920180A (en) * 2007-07-07 2009-05-01 Idemitsu Kosan Co Organic EL device
JP5463802B2 (ja) * 2008-09-04 2014-04-09 三菱化学株式会社 有機電界発光素子材料、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子、有機ｅｌディスプレイ、有機ｅｌ照明およびナフタレン系化合物
US8206842B2 (en) * 2009-04-06 2012-06-26 Global Oled Technology Llc Organic element for electroluminescent devices

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160067728A (ko) * 2014-12-03 2016-06-14 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자

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