KR20140034183A - 유기 el 다색 발광 장치 - Google Patents

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도모키 가토
데츠야 이노우에
미츠노리 이토
게이 요시다
기요시 이케다
미츠루 에이다
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판과, 상기 기판 평면에 대하여 병렬로 배치되어 이루어지는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 갖는 유기 EL 다색 발광 장치이며, 상기 제1 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 양극측으로부터 제1 유기층, 제2 유기층 및 제3 유기층을, 상기 기판 평면에 대하여 수직 방향으로 이 순서대로 갖고, 상기 제2 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 양극측으로부터 제2 유기층 및 제3 유기층을, 상기 기판 평면에 대하여 수직 방향으로 이 순서대로 갖고, 상기 제1 유기층은 제1 발광 도펀트를 포함하고, 상기 제3 유기층은 제2 발광 도펀트를 포함하고, 상기 제2 유기층은 각각 (A) 아릴아민 부위와, 푸란 부위 또는 티오펜 부위를 갖는 화합물, (B) 아릴아민 부위와, 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 갖는 화합물, (C) 카르바졸 부위와, 푸란 부위 또는 티오펜 부위를 갖는 화합물 및 (D) 카르바졸 부위와, 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 갖는 화합물 중 어느 하나를 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치에 관한 것이다.

Description

유기 EL 다색 발광 장치{ORGANIC EL MULTI-COLOR LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 유기 EL 다색 발광 장치에 관한 것이다.
유기 전계 발광(EL) 소자는 저소비 전력, 박형, 빠른 응답 속도, 광시야각 등의 디스플레이(다색 발광 장치)로서 다양한 매력적인 특징을 갖고 있으며, 상기 유기 EL 소자를 사용한 유기 EL 디스플레이는, 발광층 등을 저분자 유기 재료로 증착시켜 형성한 전체 증착형이 휴대 전화 등의 소형 디스플레이에서 실용화되어 있다.
전체 증착형 유기 EL 디스플레이에서는 재료의 이용 효율이 낮고, 제조에 진공계나 증착층의 구분 도포용(color-coding) 마스크가 필요하기 때문에 대면의 성막이 곤란해서, 저비용화와 대면화에 과제가 있었다.
한편, 발광층 등이, 고분자 유기 재료를 잉크젯, 노즐 프린팅, 그라비아 인쇄 등으로 도포하여 형성된 도포형 유기 EL 디스플레이를 실현할 수 있으면, 상술한 증착법의 과제를 해결할 수 있을 가능성이 있다(예를 들어 도 2의 디스플레이 HIL: 정공 주입층, IL: 중간층(정공 수송층), LEP: 고분자 발광 중합체, ETL: 전자 수송층). 그러나, 도포형 유기 EL 디스플레이는 전체 증착형에 비해 효율 및 수명이 불충분하고, 특히 청색 발광에 큰 과제가 있었다.
특허문헌 1은 저비용으로 대면화가 가능한 도포형과, 고성능 증착형을 혼성한 하이브리드형 유기 EL 디스플레이를 개시한다(도 3).
도 3의 디스플레이는 적색, 녹색 발광층(LEP)을 도포법으로 구분 도포하여, 청색 발광층을 저분자 증착에 의한 공통층(Blue Common layer)으로 한 유기 EL 디스플레이이며, 청색 발광 성능을 향상시키고 구분 도포 공정을 3 공정에서 2 공정으로 줄일 수 있다. 그러나, 청색 발광층의 양극측에 도포형의 정공 수송층(IL)이 접하기 때문에, 청색 발광 성능은 충분하지 않았다.
비특허문헌 1이 개시하는 도 4의 디스플레이에서는 증착층인 청색 공통층과 도포층 사이에, 증착에 의해 형성한 하이브리드 접속층(hybrid connecting layer; HCL)를 배치함으로써 현저한 청색 발광 성능의 개선이 보였다.
HCL의 재료로는, 청색 발광 성능의 향상을 위해 정공 주입·수송성과 청색 발광층의 매칭뿐만 아니라, 도포된 적색, 녹색 발광층에 대한 전자 주입·수송, 특히 도포된 적색, 녹색 발광층이 인광 발광인 경우에, 삼중항 에너지의 확산을 방지하기 위해 높은 삼중항 에너지(T1)도 필요하다. HCL의 재료로서, 통상의 정공 수송 재료, 전자 수송 재료 또는 고-T1 재료를 각각 단독으로 사용한 경우, 유기 EL 다색 발광 장치의 총체적 성능 향상, 색 재현성의 향상에 문제가 있었다. 즉, 적색, 녹색 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산 때문에, 청색 공통층이 발광하여 혼색이 생기는 문제가 있었다.
일본 특허 공개 (평)10-153967호
IDW2010 Digest, P311
본 발명의 목적은 고효율, 장수명 및 고품질의 유기 EL 다색 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 예의 연구한 결과, 적색, 황색 인광 발광 소자 또는 녹색 인광 발광 소자에 대하여 전자 수송층 및 삼중항 블록층으로서 기능할 수 있고, 청색 형광 발광 소자에 대해서는 정공 주입, 수송층으로서 기능할 수 있는 재료로 이루어지는 특정한 층(인접층)을 설치함으로써, 고효율, 장수명, 고품질의 유기 EL 다색 발광 장치가 얻어진다는 것을 알아냈다.
본 발명에 따르면, 이하의 유기 EL 다색 발광 장치가 제공된다.
1. 기판과, 상기 기판 평면에 대하여 병렬로 배치되어 이루어지는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 갖는 유기 EL 다색 발광 장치이며,
상기 제1 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 양극측으로부터 제1 유기층, 제2 유기층 및 제3 유기층을, 상기 기판 평면에 대하여 수직 방향으로 이 순서대로 갖고,
상기 제2 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 양극측으로부터 제2 유기층 및 제3 유기층을, 상기 기판 평면에 대하여 수직 방향으로 이 순서대로 갖고,
상기 제1 유기층은 제1 발광 도펀트를 포함하고,
상기 제3 유기층은 제2 발광 도펀트를 포함하고,
상기 제2 유기층은 각각 하기 (A) 내지 (D)의 화합물 중 어느 하나를 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
(A) 아릴아민 부위와, 푸란 부위 또는 티오펜 부위를 갖는 화합물
(B) 아릴아민 부위와, 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 갖는 화합물
(C) 카르바졸 부위와, 푸란 부위 또는 티오펜 부위를 갖는 화합물
(D) 카르바졸 부위와, 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 갖는 화합물
2. 상기 (A) 내지 (D)의 화합물이 하기 화학식 (1) 또는 (2)로 표현되는 화합물인 1에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00001
(화학식 (1) 중, Ar1과 Ar2, Ar1과 Ar3 및 Ar2와 Ar3 중 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환을 형성하고/하거나, Ar1 내지 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이되,
단, Ar1 내지 Ar3 중 적어도 하나는 하기 화학식 (a) 또는 하기 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
화학식 (2) 중, Ar11과 Ar15, Ar12와 Ar15, Ar13과 Ar17 및 Ar14와 Ar17 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환을 형성하고/하거나, Ar11 내지 Ar14는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이며, Ar15 내지 Ar17은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 2가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 2가의 방향족 복소환기이되,
단, Ar11 내지 Ar14 중 적어도 하나는 하기 화학식 (a) 또는 하기 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
n은 0 내지 2의 정수임)
Figure pct00002
(화학식 중, X는 산소 원자(-O-) 또는 황 원자(-S-)이고,
Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 포화 또는 불포화의 원자수 5 내지 25의 환이고,
AZ는 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 피리다지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 또는 치환 또는 비치환된 테트라지닐기이고,
Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 12의 2가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 13의 2가의 방향족 복소환기이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 인접하는 복수개의 R1끼리, 인접하는 복수개의 R2끼리, 및 인접하는 R1 및 R2 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수임)
3. 화학식 (1)에서, Ar1과 Ar2, Ar1과 Ar3 및 Ar2와 Ar3이 서로 결합하지 않을 경우, Ar1 내지 Ar3 중 적어도 하나는 화학식 (a)로 표현되는 치환기인 2에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
4. 화학식 (1)의 Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나, 및 화학식 (2)의 Ar11, Ar12, Ar13 및 Ar14 중 적어도 하나가 화학식 (a)로 표현되는 치환기인 2에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
5. 화학식 (a)로 표현되는 치환기가 하기 화학식 (a-1)로 표현되는 치환기인 2 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00003
(화학식 중, X, R1, R2, Ar4, a, b 및 c는 화학식 (a)와 마찬가지임)
6. 화학식 (a-1)로 표현되는 치환기가 하기 화학식 (a-2)로 표현되는 치환기인 5에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00004
(화학식 중, R1, R2, Ar4, a, b 및 c는 화학식 (a)와 마찬가지임)
7. 화학식 (1)의 Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나, 및 화학식 (2)의 Ar11, Ar12, Ar13 및 Ar14 중 적어도 하나가 하기 화학식 (c)로 표현되는 치환기인 2 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00005
(화학식 중, Ar21 내지 Ar23은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 13의 방향족 복소환기이고,
p는 0 내지 2의 정수임)
8. 화학식 (c)로 표현되는 치환기가 하기 화학식 (c-1)로 표현되는 치환기인 7에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00006
(화학식 중, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 복수개의 R4끼리, 복수개의 R5끼리 및 복수개의 R6끼리 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고/하거나, 인접하는 R4 및 R5, 및 인접하는 R5 및 R6 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
p는 0 내지 2의 정수이고, e는 0 내지 4의 정수이며, f 및 g는 각각 0 내지 5의 정수임)
9. Ar4 및 Ar5 중 적어도 하나가 하기 화학식 (d) 또는 (e)로 표현되는 연결기인 2 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00007
(화학식 중, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 복수개의 R7끼리, 복수개의 R8끼리 및 복수개의 R9끼리 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고/하거나, 인접하는 R8 및 R9는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
h, i 및 j는 각각 0 내지 4의 정수임)
10. 상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물이 하기 화학식 (1-1)로 표현되는 화합물인 2 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00008
(화학식 중, Ar1은 화학식 (a) 또는 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
R10, R11은 화학식 (a)의 R1, R2와 마찬가지이고,
k 및 l은 각각 0 내지 4의 정수임)
11. R1, R2의 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기와 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기가 치환기를 갖는 경우, 상기 치환기가 카르바졸릴기, 디벤조푸라닐기 또는 디벤조티오페닐기인 2 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
12. 상기 화학식 (2)로 표현되는 화합물이 하기 화학식 (f)로 표현되는 화합물인 2 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00009
(화학식 중, Ar11 및 Ar13은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이며, Ar11 및 Ar13 중 적어도 하나는 화학식 (a) 또는 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
R10, R11은 화학식 (a)의 R1, R2와 마찬가지이고,
k 및 l은 각각 0 내지 4의 정수임)
13. 화학식 (f)로 표현되는 화합물이 하기 화학식 (f-1) 또는 하기 화학식 (f-2)로 표현되는 화합물인 12에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
Figure pct00010
(화학식 중, Ar11, Ar13, R10, R11, k 및 l은 화학식 (f)와 마찬가지임)
14. 상기 제1 발광 소자의 제2 유기층과, 상기 제2 발광 소자의 제2 유기층이 동일 화합물을 포함하는 1 내지 13 중 어느 한 항에 기재된 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
15. 상기 제1 발광 소자의 제2 유기층의 막 두께와, 상기 제2 발광 소자의 제2 유기층의 막 두께가 동일한 1 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
16. 상기 제1 유기층에 상기 제2 유기층이 인접하고 있고, 상기 제2 유기층이 상기 (C) 또는 (D)의 화합물을 포함하는 1 내지 15 중 어느 한 항에 기재된 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
17. 상기 제2 유기층이 상기 제3 유기층에 인접하고 있고, 상기 제2 유기층이 상기 (A) 또는 (B)의 화합물을 포함하는 1 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
18. 상기 제2 유기층이 단층 또는 적층된 복수의 유기층으로 구성되고, 상기 제2 유기층이 상기 (A) 내지 (D)의 화합물에서 선택되는 2종 이상을 포함하는 것인 1 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
19. 상기 제2 유기층이 복수의 유기층이 적층되어 구성되는 것인 18에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
20. 상기 제2 유기층이, 삼중항 에너지가 2.55eV 이상인 화합물을 포함하는 것인 1 내지 19 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
21. 상기 제1 유기층에 상기 제2 유기층이 인접하고 있고, 상기 제2 유기층이, 삼중항 에너지가 2.65eV 이상인 화합물을 포함하는 것인 1 내지 20 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
22. 상기 제1 유기층이 적색, 황색 또는 녹색 인광 발광층이며, 상기 제3 유기층이 청색 형광 발광층인 1 내지 21 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
23. 상기 제1 유기층이 도포법으로 형성된 층이며, 상기 제3 유기층이 증착법으로 형성된 층인 1 내지 22 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
24. 상기 제2 발광 소자의 제2 유기층의 양극측에 도포법으로 형성된 정공 주입 수송층을 갖는 1 내지 23 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 다색 발광 장치.
본 발명에 따르면, 고효율, 장수명 및 고품질의 유기 EL 다색 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 2는 도포형 유기 EL 디스플레이의 개략 단면도이다.
도 3은 도포형·증착형 하이브리드 유기 EL 디스플레이의 개략 단면도이다.
도 4는 하이브리드 접속층를 구비하는 유기 EL 디스플레이의 개략 단면도이다.
본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치는 기판, 양극 및 음극을 갖고, 양극과 음극의 사이에, 기판 평면에 대하여 병렬로 배치되어 이루어지는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 갖는다.
상기 제1 발광 소자는 제1 유기층, 제2 유기층 및 제3 유기층을, 예를 들어 기판측으로부터 수직 방향으로 이 순서대로 포함하는 적층체이며, 상기 제2 발광 소자는 제2 유기층 및 제3 유기층을, 예를 들어 기판측으로부터 수직 방향으로 이 순서대로 포함하는 적층체이다.
또한, 제1 발광 소자의 제2 유기층과, 제2 발광 소자의 제2 유기층은 동일하거나 상이할 수도 있지만, 동일한 것이 바람직하다. 제1 발광 소자의 제3 유기층과, 제2 발광 소자의 제3 유기층은 동일하거나 상이할 수도 있지만, 동일한 것이 바람직하다.
제1 유기층은 제1 발광 도펀트를 포함하고, 제3 유기층은 제2 발광 도펀트를 포함하며, 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 2개의 제2 유기층은 각각 하기 (A) 내지 (D)의 화합물 중 어느 하나를 포함한다:
(A) 아릴아민 부위(방향족 아민 부위)와, 푸란 부위 또는 티오펜 부위를 갖는 화합물
(B) 아릴아민 부위(방향족 아민 부위)와, 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위(아진 부위)를 갖는 화합물
(C) 카르바졸 부위와, 푸란 부위 또는 티오펜 부위를 갖는 화합물
(D) 카르바졸 부위와, 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위(아진 부위)를 갖는 화합물
상기 아릴아민 부위는 하기에 나타낸 바와 같이 질소 원자에 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기(Ar)가 치환된 구조이다.
Figure pct00011
(화학식 중, Ar은 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기이고, *는 임의의 결합손임)
상기 카르바졸 부위란, 하기에 나타내는 구조이다.
Figure pct00012
(화학식 중 *는 임의의 결합손이며, 결합손을 더 보유할 수도 있음)
또한, 상기 카르바졸 부위는 카르바졸 환을 구성하는 벤젠환의 1개 또는 복수개의 CH가 질소 원자로 치환되어 있을 수도 있다.
상기 푸란 부위 및 티오펜 부위는 하기에 나타내는 구조이다.
Figure pct00013
(화학식 중, *는 임의의 결합손임)
상기 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위(아진 부위)란, 구체적으로는 하기에 나타내는 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 테트라지닐기 중 어느 하나를 포함하는 구조이다.
Figure pct00014
(화학식 중, *는 임의의 결합손이며, 결합손을 더 보유할 수도 있음)
Figure pct00015
(화학식 중, *는 임의의 결합손이며, 결합손을 더 보유할 수도 있음)
Figure pct00016
(화학식 중, *는 임의의 결합손이며, 결합손을 더 보유할 수도 있음)
제2 유기층이 포함하는 화합물은 예를 들어 아릴아민 부위, 카르바졸 부위와, 푸란 부위, 티오펜 부위 및 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위가, 각각 단결합, 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기(Ar)를 개재하여 결합하고 있는 화합물이다.
제2 유기층의 화합물이 아릴아민 부위 또는 카르바졸 부위를 포함함으로써, 제2 유기층은 정공 주입성 및 정공 수송성이 얻어진다. 한편으로, 제2 유기층의 화합물이 푸란 부위, 티오펜 부위 또는 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 포함함으로써, 제2 유기층은 전자 주입성 및 전자 수송성이 얻어진다.
제2 유기층의 화합물은 정공 주입성 및 정공 수송성, 및 전자 주입성 및 전자 수송성 모두의 기능을 갖는다. 이에 의해, 제1 발광 소자의 제2 유기층은 전자 주입성 및 전자 수송성을 갖고, 제2 발광 소자의 제2 유기층에서는 정공 주입성 및 정공 수송성을 갖는다.
또한, 제2 유기층의 화합물이 카르바졸 부위와, 푸란 부위, 티오펜 부위 또는 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 가짐으로써 높은 삼중항 에너지를 유지하는 효과가 있어, 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있어, 인광 발광 효율을 크게 할 수 있다.
또한, 삼중항 에너지란, 최저 여기 삼중항 상태와 기저 상태의 에너지의 차를 의미한다.
(A) 내지 (D)의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 (1) 또는 (2)로 표현되는 화합물이다.
Figure pct00017
(화학식 중, Ar1과 Ar2, Ar1과 Ar3 및 Ar2와 Ar3 중 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환을 형성하고/하거나, Ar1 내지 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이고,
즉, Ar1과 Ar2, Ar1과 Ar3 및 Ar2와 Ar3 중 하나는, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환을 형성할 수도 있고, 형성하지 않을 수도 있고,
환을 형성할 때는, 환을 형성하지 않는 Ar1 내지 Ar3은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이고,
환을 형성하지 않을 때는, Ar1 내지 Ar3은 각각 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이되(상기 환을 형성하지 않는 Ar1 내지 Ar3과 동일함),
단, Ar1 내지 Ar3 중 적어도 하나는 하기 화학식 (a) 또는 하기 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
Ar11과 Ar15, Ar12와 Ar15, Ar13과 Ar17 및 Ar14와 Ar17 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환을 형성하고/하거나, Ar11 내지 Ar14는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이며, Ar15 내지 Ar17은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 2가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 2가의 방향족 복소환기이고,
즉, Ar11과 Ar15, Ar12와 Ar15, Ar13과 Ar17 및 Ar14와 Ar17 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환을 형성할 수도 있고, 형성하지 않을 수도 있고,
환을 형성할 때는, 환을 형성하지 않는 Ar11 내지 Ar14는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이며, 환을 형성하지 않는 Ar15, Ar17은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 2가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 2가의 방향족 복소환기이고,
환을 형성하지 않을 때는, Ar11 내지 Ar15, Ar17은 상기 환을 형성하지 않는 Ar11 내지 Ar15, Ar17과 동일하되,
단, Ar11 내지 Ar14 중 적어도 하나는 하기 화학식 (a) 또는 하기 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
n은 0 내지 2의 정수이며, n이 0인 경우, (Ar16)0은 단결합임)
Figure pct00018
(화학식 중 X는 산소 원자(-O-) 또는 황 원자(-S-)이고,
Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 포화 또는 불포화의 원자수 5 내지 25의 환이고,
AZ는 질소 함유 헤테로 6원환 구조를 포함하는 부위이며, 구체적으로는 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리다지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 테트라지닐기이고,
AZ의 질소 함유 헤테로 6원환 구조의 치환기로서, 화학식 (a)의 R1 및 R2와 마찬가지의 것을 들 수 있고, 바람직하게는 페닐 또는 비페닐이 1 치환 또는 2 치환되고,
Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 12의 2가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 13의 2가의 방향족 복소환기이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 인접하는 복수개의 R1끼리, 인접하는 복수개의 R2끼리, 및 인접하는 R1 및 R2 중 적어도 하나는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
즉, 인접하는 복수개의 R1끼리, 인접하는 복수개의 R2끼리, 및 인접하는 R1 및 R2 중 적어도 하나는, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성할 수도 있고, 형성하지 않을 수도 있고,
환을 형성할 때는, 환을 형성하지 않는 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자, 또는 시아노기이고,
환을 형성하지 않을 때는, R1 및 R2는 상기 환을 형성하지 않는 R1 및 R2와 동일하고,
a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수임)
본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치에서는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자가 기판 상에 있다. 제1 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 양극측으로부터 제1 유기층, 제2 유기층 및 제3 유기층을 이 순서대로 포함하고, 제2 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 양극측으로부터 제2 유기층 및 제3 유기층을 이 순서대로 포함한다. 바람직하게는 제1 발광 소자의 제1 유기층과, 제2 발광 소자의 제3 유기층은 상이한 색의 광을 발하는 발광층이다.
각 소자는 다른 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어 제1 발광 소자의 제3 유기층과 음극 사이와, 제2 발광 소자의 제3 유기층과 음극 사이에, 전자 수송층을 더 설치할 수 있다. 또한, 예를 들어 제1 발광 소자의 제1 유기층과 양극 사이와, 제2 발광 소자의 제2 유기층과 양극 사이에, 정공 수송 대역(정공 수송층, 정공 주입층 등)을 설치할 수 있다.
또한, 각 소자 내 및/또는 사이에 절연막을 설치할 수도 있다. 예를 들어, 제1 발광 소자의 양극과 제1 유기층을, 제2 발광 소자에 대하여 절연시키는 절연층을 형성한다.
도 1은 본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치의 일 실시 형태를 도시하는 개략 단면도이다.
유기 EL 다색 발광 장치(1)는 기판(10) 상에 제1 발광 소자(100) 및 제2 발광 소자(200)를 병렬로 갖는 장치이다.
제1 발광 소자(100)는 양극(110) 및 음극(180)의 사이에, 정공 주입층(120), 정공 수송층(130), 제1 발광층(140), 제1 인접층(150), 제2 발광층(160) 및 전자 수송층(170)을 이 순서대로 갖는 적층체이다. 또한, 제2 발광 소자(200)는 양극(210) 및 음극(270)의 사이에, 정공 주입층(220), 정공 수송층(230), 제2 인접층(240), 제2 발광층(250) 및 전자 수송층(260)을 이 순서대로 갖는 적층체이다.
제1 발광 소자(100) 및 제2 발광 소자(200)의 사이에는 층간 절연막(20, 22 및 24)이 있고, 제1 발광 소자(100)의 양극(110), 정공 주입층(120), 정공 수송층(130) 및 제1 발광층(140), 및 제2 발광 소자(200)의 양극(210), 정공 주입층(220) 및 정공 수송층(230)은, 층간 절연막(20, 22 및 24)에 협지되어 각각 적층되어 있다. 한편, 제1 발광 소자(100)의 제1 인접층(150), 제2 발광층(160) 및 전자 수송층(170)은 제2 발광 소자(200)의 제2 인접층(240), 제2 발광층(250) 및 전자 수송층(260)과 각각 동일한 층이며, 이들 층은 층간 절연막(20, 22 및 24)을 덮도록 적층되어 있다. 제1 발광 소자(100)의 제2 발광층(160)은 전자 수송층으로서도 기능한다.
유기 EL 다색 발광 장치(1)의 제1 발광 소자(100)에 있어서, 제1 발광층(140)이 본 발명의 제1 발광 소자의 제1 유기층에 대응하고, 제1 인접층(150)이 본 발명의 제1 발광 소자의 제2 유기층에 대응하고, 제2 발광층(160)이 본 발명의 제1 발광 소자의 제3 유기층에 대응한다. 마찬가지로, 유기 EL 다색 발광 장치(1)의 제2 발광 소자(200)에 있어서, 제2 인접층(240)이 제2 발광 소자의 제2 유기층에 대응하고, 제2 발광층(250)이 제2 발광 소자의 제3 유기층에 대응한다. 도 1이 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 발광 소자는 제1 유기층, 제2 유기층 및 제3 유기층 이외에, 다른 층을 포함할 수도 있다.
유기 EL 다색 발광 장치(1)에서는 제1 인접층(150)과 제2 인접층(240), 제2 발광층(160)과 제2 발광층(250), 전자 수송층(170)과 전자 수송층(260), 음극(180)과 음극(270)이 동일층이며, 동일 화합물로 형성할 수 있기 때문에, 이들 층을 마스크를 사용하지 않고 증착에 의해 한번에 적층시킬 수 있다. 이는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 발광색이 서로 상이한 경우에, 특히 그 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1에서는 기판 상에 양극을 형성하고, 그 위에 각 층을 적층시켰지만, 기판 상에 음극을 형성하고, 그 위에 각 층을 반대로(전자 수송층에서부터 정공 주입층으로 적층) 할 수도 있다.
또한, 도 1에서는 제1 발광 소자를 녹색 발광 소자, 제2 발광 소자를 청색 발광 소자로 했지만, 제1 발광 소자를 황색 발광 소자, 제2 발광 소자를 청색 발광 소자로 할 수도 있다.
도 1에, 제1 발광 소자의 제1 발광층을 적색 발광층으로 한 것 이외에는, 제1 발광 소자와 동일한 구성의, 적색 발광 소자인 제3 발광 소자를 더 설치할 수도 있다. 이러한 제3 발광 소자는 바람직하게는 제1 발광 소자의 이웃에 설치한다.
바람직하게는 제1 발광 소자는 녹색 인광 발광 소자, 제2 발광 소자는 청색 형광 발광 소자, 제3 발광 소자는 적색 인광 발광 소자이다.
이하, 본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치의 각 층에 대해서, 도 1의 유기 EL 다색 발광 장치(1)의 각 층을 예로 들어 설명한다.
[인접층]
본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치에서는, 제1 인접층 및 제2 인접층이 상술한 (A) 내지 (D)의 화합물 중 어느 하나를 포함하고, 바람직하게는 화학식 (1) 또는 (2)로 표현되는 구조를 갖는 화합물을 포함한다(이하, (A) 내지 (D)의 화합물 및 화학식 (1) 또는 (2)로 표현되는 구조를 갖는 화합물을 인접층 화합물이라고도 한다).
화학식 (1) 및 (2)로 표현되는 구조는 각각 아릴모노아민 구조 및 아릴다아민 구조이며, 정공 주입성 및 정공 수송성을 갖는다. 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표현되는 구조가 화학식 (a) 또는 화학식 (b)로 표현되는 치환기를 가짐으로써, 인접층 화합물에 전자 주입성 및 전자 수송성도 부여할 수 있다. 따라서, 인접층이 화학식 (1) 또는 (2)로 표현되는 화합물을 포함함으로써, 제1 인접층에서는 제1 발광층에 효율적으로 전자를 수송해서 주입하여, 제1 발광 소자의 발광 효율을 높일 수 있고, 제2 인접층에서는 제2 발광층에 효율적으로 정공을 수송해서 주입하여, 제2 발광 소자의 발광 효율을 높일 수 있다.
상기 외에도, 화학식 (a) 또는 화학식 (b)로 표현되는 치환기는 삼중항 에너지(T1)를 크게 하는 효과가 있어, 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있다. 또한, 삼중항 에너지란, 최저 여기 삼중항 상태와 기저 상태의 에너지의 차를 의미한다.
이상으로부터, 인접층이 인접층 화합물을 포함함으로써, 본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치는 총체적 성능 향상 및 색 재현성 향상의 효과가 얻어진다.
인접층 화합물은 바람직하게는 화학식 (1)의 Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나, 및 화학식 (2)의 Ar11, Ar12, Ar13 및 Ar14 중 적어도 하나가 화학식 (a)로 표현되는 치환기이다.
이는 아릴모노아민 구조 및 아릴다아민 구조에 대해 각각 화학식 (a)로 표현되는 치환기를 선택함으로써, 적당한 전자 주입성 및 전자 수송성으로 유지되므로 청색 발광 효율 저하를 억제할 수 있다.
상기 화학식 (a)로 표현되는 치환기는 바람직하게는 하기 화학식 (a-1)로 표현되는 치환기이며, 보다 바람직하게는 하기 화학식 (a-2)로 표현되는 치환기이다.
화학식 (a-1)로 표현되는 치환기 및 (a-2)로 표현되는 치환기는 모두 용이하게 합성 가능하며, 아릴모노아민 구조, 아릴다아민 구조에 대한 치환도 용이하다. 또한, 화학식 (a-2)로 표현되는 치환기는 전자 내성이 높아, 청색 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
Figure pct00019
(화학식 중, X, R1, R2, Ar4, a, b 및 c는 화학식 (a)와 마찬가지임)
Figure pct00020
(화학식 중, R1, R2, Ar4, a, b 및 c는 화학식 (a)와 마찬가지임)
인접층 화합물은 바람직하게는 화학식 (1)의 Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나, 및 화학식 (2)의 Ar11, Ar12, Ar13 및 Ar14 중 적어도 하나가 화학식 (b)로 표현되는 치환기이다.
이는 아릴모노아민 구조 및 아릴다아민 구조에 대해 각각 화학식 (b)로 표현되는 치환기를 선택함으로써, (a)만큼의 효과는 없지만, 적당한 전자 주입성 및 전자 수송성의 부여를 유지하기 때문에 청색 발광 효율 저하를 억제할 수 있다.
상기 화학식 (b)로 표현되는 치환기는 구조상 전기적으로 안정적이고, 삼중항 에너지를 저하시키지 않는 점에서, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 또는 치환 또는 비치환된 1,3,5-트리아지닐기이다.
상기 피리디닐기, 피리미디닐기 및 1,3,5-트리아지닐기의 치환기로서, 바람직하게는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기이다. 이들 치환기는 전기적 안정성을 향상시킬 수 있다.
인접층 화합물은 바람직하게는 화학식 (1)의 Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나, 및 화학식 (2)의 Ar11, Ar12, Ar13 및 Ar14 중 적어도 하나가 하기 화학식 (c)로 표현되는 치환기이다.
인접층 화합물에 화학식 (c)로 표현되는 치환기를 도입함으로써, 내열성이 향상되어 청색 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
Figure pct00021
(화학식 중, Ar21 내지 Ar23은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 13의 방향족 복소환기이고,
p는 0 내지 2의 정수임)
또한, 화학식 (c)로 표현되는 치환기에 있어서, p가 2인 화학식 (c)로 표현되는 치환기는 하기와 같다.
Figure pct00022
상기 화학식 (c)로 표현되는 치환기는 바람직하게는 하기 화학식 (c-1)로 표현되는 치환기이다.
인접층 화합물에 화학식 (c-1)로 표현되는 치환기를 도입함으로써, 내열성이 향상되고, 청색 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있음과 동시에, 인접층 화합물의 삼중항 에너지(T1)를 크게 하는 효과가 있어, 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있다.
Figure pct00023
(화학식 중, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 복수개의 R4끼리, 복수개의 R5끼리 및 복수개의 R6끼리 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고/하거나, 인접하는 R4 및 R5, 및 R5 및 R6 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
즉, 복수개의 R4끼리, 복수개의 R5끼리, 복수개의 R6끼리, 인접하는 R4 및 R5, 및 인접하는 R5 및 R6 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성할 수도 있고, 형성하지 않을 수도 있고,
환을 형성할 때는, 환을 형성하지 않는 R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고,
환을 형성하지 않을 때는, R4, R5 및 R6은 상기 환을 형성하지 않는 R4, R5 및 R6과 동일하고,
화학식 (1)의 Ar1, Ar2 및 Ar3 모두, 및 화학식 (2)의 Ar11, Ar12, Ar13 및 Ar14 모두를, 화학식 (a), (b) 및/또는 (c)로 할 수 있고,
p는 0 내지 2의 정수이고, e는 0 내지 4의 정수이며, f 및 g는 각각 0 내지 5의 정수임)
인접층 화합물의 화학식 (a) 및 화학식 (b)로 표현되는 치환기에 대해서, 바람직하게는 Ar4 및 Ar5 중 적어도 하나가 하기 화학식 (d) 또는 (e)로 표현되는 연결기이다.
화학식 (a) 및 화학식 (b)로 표현되는 치환기에 화학식 (d) 또는 (e)로 표현되는 연결기를 도입함으로써, 내열성이 향상되고, 청색 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있음과 동시에, 삼중항 에너지(T1)를 크게 하는 효과가 있어, 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있다.
Figure pct00024
(화학식 중, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 복수개의 R7끼리, R8끼리 및 R9끼리 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고/하거나, 인접하는 R8 및 R9는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
즉, 복수개의 R7끼리, 복수개의 R8끼리, 복수개의 R9끼리, 및 인접하는 R8 및 R9 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성할 수도 있고, 형성하지 않을 수도 있고,
환을 형성할 때는, 환을 형성하지 않는 R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고,
환을 형성하지 않을 때는, R7, R8 및 R9는 상기 환을 형성하지 않는 R7, R8 및 R9와 동일하고,
h, i, j는 각각 0 내지 4의 정수임)
인접층 화합물인 화학식 (2)로 표현되는 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 (f)로 표현되는 구조를 포함하는 화합물이며, 보다 바람직하게는 하기 화학식 (f)로 표현되는 화합물이고, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 (f-1)로 표현되는 구조 또는 하기 화학식 (f-2)로 표현되는 구조를 포함하는 화합물이며, 가장 바람직하게는 하기 화학식 (f-1)로 표현되는 화합물 또는 하기 화학식 (f-2)로 표현되는 화합물이다.
화학식 (f)로 표현되는 구조를 포함함으로써 인접층 화합물의 삼중항 에너지(T1)를 크게 하는 효과가 있어, 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있다. 화학식 (f)로 표현되는 구조 중, 특히 화학식 (f-1)로 표현되는 구조 또는 하기 화학식 (f-2)는 합성이 용이하다.
Figure pct00025
(화학식 중, Ar11 및 Ar13은 화학식 (2)와 마찬가지이며, Ar11 및 Ar13 중 적어도 하나는 화학식 (a) 또는 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
R10 및 R11은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고,
k 및 l은 각각 0 내지 4의 정수임)
Figure pct00026
(화학식 중, Ar11 및 Ar13은 화학식 (2)와 마찬가지이며, Ar11 및 Ar13 중 적어도 하나는 화학식 (a) 또는 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
R10 및 R11은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고,
k 및 l은 각각 0 내지 4의 정수임)
인접층 화합물의 각 기에 대해서 이하 설명한다.
Ar1 내지 Ar3 및 Ar11 내지 Ar14의 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기로는, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 나프타세닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 벤조[c]페난트릴기, 벤조[g]크리세닐기, 트리페닐레닐기, 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기, 4-플루오레닐기, 9-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, 터페닐기, 플루오란테닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 페닐기, 비페닐기, 톨릴기, 크실릴기 및 1-나프틸기이다.
환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기는 바람직하게는 환 형성 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소기이며, 보다 바람직하게는 환 형성 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기이다.
Ar15 내지 Ar17의 2가의 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기로는, 상기 방향족 탄화수소기에 대응하는 잔기를 들 수 있다. 또한, Ar4 내지 Ar5 및 Ar21 내지 Ar23의 환 형성 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기로는, 상기 방향족 탄화수소기의 환 형성 탄소수가 6 내지 12인 기에서 가수(價數)를 대응시킨 기를 들 수 있고, R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기로는, 상기 방향족 탄화수소기의 환 형성 탄소수가 6 내지 25인 기를 들 수 있다.
Ar1 내지 Ar3, Ar11 내지 Ar14의 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기로는, 피롤릴기, 피라디닐기, 피리디닐기, 인돌릴기, 이소인돌릴기, 이미다졸릴기, 푸릴기, 벤조푸라닐기, 이소벤조푸라닐기, 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티오페닐기, 2-디벤조티오페닐기, 3-디벤조티오페닐기, 4-디벤조티오페닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴녹살리닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 9-카르바졸릴기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 페노티아지닐기, 페녹사지닐기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 푸라자닐기, 티에닐기, 벤조티오페닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티오페닐기, 2-디벤조티오페닐기, 3-디벤조티오페닐기, 4-디벤조티오페닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기 및 9-카르바졸릴기이다.
환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기는 바람직하게는 환 형성 원자수 5 내지 20의 방향족 복소환기이며, 보다 바람직하게는 환 형성 원자수 5 내지 14의 방향족 복소환기이다.
Ar15 내지 Ar17의 2가의 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기로는, 상기 방향족 복소환기에 대응하는 잔기를 들 수 있다. 또한, Ar4 내지 Ar5 및 Ar21 내지 Ar23의 환 형성 원자수 5 내지 13의 방향족 복소환기로는, 상기 방향족 복소환기의 환 형성 원자수가 5 내지 13인 기에서 가수를 대응시킨 기를 들 수 있고, R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기로는, 상기 방향족 복소환기의 환 형성 원자수가 5 내지 25인 기를 들 수 있다.
여기서, R1 내지 R2의 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기의 추가적인 치환기로서, 디벤조푸라닐기, 구체적으로는 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기를 들 수 있고, 디벤조티오페닐기, 구체적으로는 1-디벤조티오페닐기, 2-디벤조티오페닐기, 3-디벤조티오페닐기, 4-디벤조티오페닐기를 들 수 있고, 카르바졸릴기, 구체적으로는 카르바졸릴기, 구체적으로는 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기 및 9-카르바졸릴기를 들 수 있다.
Ar1과 Ar2, Ar1과 Ar3, Ar2와 Ar3, Ar11과 Ar15, Ar12와 Ar15, Ar13과 Ar17 및 Ar14와 Ar17이 형성하는 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환으로는, 상기 Ar1 내지 Ar3, Ar11 내지 Ar14의 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기에 대응하는 환을 들 수 있다. 바람직하게는 카르바졸이다.
R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기를 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, t-부틸기이다.
R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기로는, 상술한 알킬기의 분자 내에 불포화 결합을 갖는 치환기를 들 수 있다.
R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기로는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 시클로헥실에틸기, 1-아다만틸기, 2-아다만틸기, 1-노르보르닐기, 2-노르보르닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 시클로펜틸기, 시클로헥실기이다.
R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기로는, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리프로필실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리부틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 트리펜틸실릴기, 트리헵틸실릴기, 트리헥실실릴기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기이다.
실릴기로 치환되어 있는 알킬기는 동일하거나 상이할 수도 있다.
R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기로는, 트리페닐실릴기, 트리나프틸실릴기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 트리페닐 실릴기이다.
실릴기로 치환되어 있는 아릴기는 동일하거나 상이할 수도 있다.
R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기로는, 디메틸페닐실릴기, 디에틸페닐실릴기, 디페닐메틸실릴기, 에틸디페닐실릴기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 디페닐메틸실릴기, 에틸디페닐실릴기이다.
실릴기로 치환되어 있는 알킬기, 아릴기는 동일하거나 상이할 수도 있다.
R1 내지 R2, R4 내지 R6, R7 내지 R9 및 R10 내지 R11의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자 및 브롬 원자를 들 수 있고, 바람직하게는 불소 원자이다.
인접층 화합물은 바람직하게는 삼중항 에너지가 2.55eV 이상이며, 보다 바람직하게는 2.60eV 이상이며, 더욱 바람직하게는 2.70eV 이상이며, 특히 바람직하게는 2.80eV 이상이다. 상한은 한정되지 않지만, 통상 3.2eV 이하이다.
인접층 화합물의 삼중항 에너지가 2.55eV 이상임으로써, 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있다. 한편, 인접층 화합물의 삼중항 에너지가 2.55eV 미만인 경우, 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 완전히 억제할 수 없어, 청색 공통층을 발광시키거나, 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광의 발광 효율을 저하시킬 우려가 있다.
또한, 특히 인접층이 2층 이상으로 구성되는 경우, 인광 발광층측의 층은 바람직하게는 삼중항 에너지가 2.65eV 이상인 화합물로 형성된다. 또한, 인접층이 2종 이상의 화합물을 포함하는 단층일 경우, 인광 발광층측에, 삼중항 에너지가 보다 높은 화합물, 예를 들어 2.65eV 이상의 화합물이 많이 존재하는 것이 바람직하다.
인접층 화합물은 바람직하게는 이온화 포텐셜(ionization potential)이 5.45 내지 5.75eV이며, 보다 바람직하게는 5.50 내지 5.70eV이고, 더욱 바람직하게는 5.55 내지 5.65eV이다.
인접층 화합물의 이온화 포텐셜이 5.45 내지 5.75eV임으로써, 예를 들어 제2 인접층으로부터 제2 발광층(청색 형광 발광층)에 대한 정공 주입을 촉진시켜, 청색 발광 효율이나 수명을 높일 수 있다. 한편, 인접층 화합물의 이온화 포텐셜이 5.45eV 미만인 경우, 청색 형광 발광층에 대한 정공 주입 장벽이 커서, 청색 발광 효율이 저하될 우려가 있다. 또한, 인접층 화합물의 이온화 포텐셜의 5.75eV를 초과하면, 양극측으로부터 제2 인접층 대한 정공 주입 장벽이 커서, 청색 발광 효율이나 수명이 저하될 우려가 있다.
인접층 화합물은 바람직하게는 전자 친화력이 2.35 내지 2.65eV이며, 보다 바람직하게는 2.40 내지 2.60eV이고, 더욱 바람직하게는 2.45 내지 2.55eV이다.
인접층 화합물의 전자 친화력이 2.35 내지 2.65eV임으로써, 제1 인접층으로부터 제1 발광층의 적색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층에 대한 전자 주입을 촉진시켜, 적색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광의 효율이나 수명을 높일 수 있다. 한편, 인접층 화합물의 전자 친화력이 2.35eV 미만이면, 음극측으로부터 제1 인접층에 대한 전자 주입 장벽이 커서 적색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광의 효율이나 수명이 저하될 우려가 있다. 또한, 인접층 화합물의 전자 친화력이 2.65eV를 초과하면, 적색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층에 대한 전자 주입 장벽이 커서, 적색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광의 효율이나 수명이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 인접층 화합물의 구체예를 이하에 나타내었다.
본 발명의 인접층 화합물로, 바람직하게는 WO2009/145016에 개시된 하기 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00027
상기 외에, 본 발명의 인접층 화합물의 구체예로서 하기 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00028
Figure pct00029
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제1 인접층 및 제 2 인접층은 상기의 인접층 화합물을 포함하면 되고, 바람직하게는 인접층 화합물로 실질적으로 이루어지며, 보다 바람직하게는 인접층 화합물만으로 이루어진다. 여기서 "실질적"이란, 예를 들어 인접층 화합물의 함유량이 90중량% 이상, 95중량% 이상, 98중량% 이상, 99중량% 이상인 것을 의미한다.
제1 인접층 및 제2 인접층은 후술하는 정공 주입 수송층의 구성 재료를 더 포함할 수도 있다.
제1 인접층 및 제2 인접층은 바람직하게는 동일한 막 두께이다. 제1 인접층과 제2 인접층의 막 두께를 동일하게 함으로써, 제1 인접층과 제2 인접층을 동시에 성막할 수 있어, 유기 EL 다색 발광 장치의 제조 공정의 간이화와, 저비용화가 가능하다.
제1 인접층 및 제 2 인접층의 막 두께가 동일한 경우의 상기 막 두께는, 예를 들어 5nm 내지 20nm이며, 바람직하게는 7nm 내지 15nm이다.
인접층의 막 두께가 5nm 미만인 경우, 인접층이 충분히 기능하지 않아, 제1 발광 소자(예를 들어 녹색 인광 발광 소자, 적색 인광 발광 소자)나 제2 발광 소자(예를 들어 청색 형광 발광 소자)의 효율이나 수명을 충분히 얻지 못할 우려가 있다. 한편, 인접층의 막 두께가 20nm 초과인 경우, 발광 소자가 고전압화되어, 이송 균형이 나빠지고, 결과적으로는 효율이나 수명을 충분히 얻지 못할 우려가 있다.
제1 인접층 및 제2 인접층에 대해서, 바람직하게는 제1 인접층이 제1 발광층에 인접하고 있고, 화학식 (b)로 표현되는 치환기를 갖는 화합물을 포함하거나, 또는 제2 인접층이 제2 발광층에 인접하고 있고, 화학식 (a)로 표현되는 치환기를 갖는 화합물을 포함한다.
제1 발광층(예를 들어 적색, 황색 인광 발광층, 또는 녹색 인광 발광층)과 인접하는 제1 인접층이 화학식 (b)로 표현되는 치환기를 갖는 화합물을 포함함으로써, 제1 발광층측에 대한 전자 수송과 주입의 촉진, 및 적색, 황색 인광층 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있다.
제2 발광층(예를 들어 청색 형광 발광층)과 인접하는 제2 인접층이 화학식 (a)로 표현되는 치환기를 갖는 화합물을 포함함으로써, 제2 발광층에 대한 정공 수송과 주입을 촉진시켜 청색 발광의 효율, 수명을 높일 수 있다.
또한, 제1 인접층 및 제2 인접층에 대해서, 바람직하게는 제1 인접층이 제1 발광층에 인접하고 있고, 상기 (C) 또는 (D)의 화합물을 포함하거나, 또는 제2 인접층이 제2 발광층에 인접하고 있고, 상기 (A) 또는 (B)의 화합물을 포함한다.
제1 발광층(예를 들어 적색, 황색 인광 발광층, 또는 녹색 인광 발광층)과 인접하는 제1 인접층이 (C) 또는 (D)의 화합물을 포함함으로써, 제1 발광층측에 대한 전자 수송과 주입의 촉진, 및 적색, 황색 인광층 발광층 또는 녹색 인광 발광층으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있다.
제2 발광층(예를 들어 청색 형광 발광층)과 인접하는 제2 인접층이 (A) 또는 (B)의 화합물을 포함함으로써, 제2 발광층에 대한 정공 수송과 주입을 촉진시켜 청색 발광의 효율, 수명을 높일 수 있다.
인접층은 단층 구성일 수도 다층 구성일 수도 있다. 단층일 때, 상기 (A) 내지 (D)의 화합물에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물로 형성된다. 2종 이상의 화합물을 사용할 때는, 예를 들어 화학식 (a)로 표현되는 치환기를 갖는 2종 이상의 화합물, 화학식 (b)로 표현되는 치환기를 갖는 2종 이상의 화합물, 또는 화학식 (a)로 표현되는 치환기를 갖는 화합물과 화학식 (b)로 표현되는 화합물의 혼합물을 사용한다. 또한, 층 내에서, 2종 이상의 화합물의 농도를 변화시킬 수도 있다.
다른 2 이상의 층을 적층시킨 구성으로 할 때는, 예를 들어 상기와 같은 2종 이상의 화합물로 각 층을 형성하고 적층시킨다. 다층 구성으로 할 때는, 다층 중, 제1 발광 소자의 제1 유기층(제1 발광층)에 접하는 층을 다른 층보다 삼중항 에너지가 높은 화합물((C) 또는 (D)의 화합물, 예를 들어 카르바졸 부위와 디벤조푸란 부위를 갖는 화합물)로 형성하면, 제1 유기층(제1 발광층)으로부터의 삼중항 에너지의 확산을 방지할 수 있어 바람직하다.
마찬가지로, 2종 이상의 화합물을 사용해서 농도 구배를 두어 단층으로 할 때는, 삼중항 에너지가 보다 높은 화합물의 농도를, 제1 발광 소자의 제1 유기층(제1 발광층)측에서 높게 하면 바람직하다.
[발광 소자]
본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치의 기판 상에 병렬 배치되어 이루어지는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자에 대해서, 제1 발광 소자는 예를 들어 양극/정공 주입층/정공 수송층/제1 발광층/제1 인접층/제2 전자 주입·수송층/제1 전자 주입·수송층/음극으로 표현되는 구조를 갖고, 제2 발광 소자는 예를 들어 양극/정공 주입층/정공 수송층/제2 인접층/제2 발광층/제1 전자 주입·수송층/음극으로 표현되는 구조를 갖는다.
여기서, 제1 인접층의 재료와 제2 인접층의 재료는 각각 상기 (A) 내지 (D)의 화합물 중 어느 하나이다.
또한, 제2 발광층이 청색 발광층인 경우, 제2 발광층은 제1 발광 소자의 제2 전자 주입·수송층과 동일할 수도 있다.
제1 발광층 및 제2 발광층의 발광은 양극측, 음극측, 또는 양측으로부터 취출할 수 있다.
[발광층]
발광층은 전자와 정공의 재결합 장소를 제공하고, 이를 발광으로 연결시키는 기능을 갖는다.
단, 발광층은 정공의 주입 용이성과 전자의 주입 용이성에 차이가 있을 수도 있고, 또한 정공과 전자의 이동도로 표현되는 수송능에 대소가 있을 수도 있지만, 어느 한쪽의 전하를 이동시키는 것이 바람직하다.
제1 발광층(제1 유기층에 상당함)은 제1 발광 도펀트, 바람직하게는 인광 도펀트를 포함하고, 인광 발광층(예를 들어 적색, 황색 인광 발광층 또는 녹색 인광 발광층)으로서 기능할 수 있다. 상기 인광 발광층은 바람직하게는 인광 호스트 및 인광 도펀트를 포함하는 인광 발광층이다.
인광 호스트로는 카르바졸 골격과 방향족 환 또는 질소 함유 방향족 환을 동일 분자 내에 포함하는 화합물; 복수개의 카르바졸 골격을 동일 분자 내에 포함하는 화합물; 방향족 환, 축합 방향족 환 및 방향족 함유 복소환을 복수개 연결한 화합물 등을 들 수 있고, 호스트는 1종 단독일 수도 2종 이상의 혼합물일 수도 있다.
인광 도펀트로는 금속 착체 화합물을 들 수 있고, 상기 금속 착체 화합물은 바람직하게는 Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re 및 Ru에서 선택되는 금속 원자와, 배위자를 갖는 화합물이다. 배위자는 오르토-금속 결합을 가지면 바람직하다.
인광 양자 수율이 높고, 발광 소자의 외부 양자 효율을 보다 향상시킬 수 있다는 점에서, 인광 도펀트는 Ir, Os 및 Pt에서 선택되는 금속 원자를 함유하는 화합물이면 바람직하고, 이리듐 착체, 오스뮴 착체, 백금 착체 등의 금속 착체이면 더욱 바람직하고, 그 중에서도 이리듐 착체 및 백금 착체가 보다 바람직하고, 오르토-금속화된 이리듐 착체가 가장 바람직하다. 도펀트는 1종 단독일 수도 2종 이상의 혼합물일 수도 있다.
제1 발광층은 인접층 화합물, 정공 수송재, 전자 수송재도 필요에 따라서 포함할 수도 있다.
제2 발광층(제3 유기층에 상당함)은 제2 발광 도펀트, 바람직하게는 형광 도펀트를 포함하고, 형광 발광층(예를 들어 청색 형광 발광층)으로서 기능할 수 있다. 상기 형광 발광층은 바람직하게는 하기 형광 호스트 및 하기 형광 도펀트를 포함하는 형광 발광층이다.
형광 호스트로는 각종 축합 방향족 환 화합물을 들 수 있고, 예를 들어 하기 (2) 내지 (12)로 표현되는 화합물에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
Figure pct00084
Figure pct00085
Figure pct00086
(화학식 중, R은 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 40의 아릴기(바람직하게는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 18의 아릴기), 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 3 내지 40의 복소환기(바람직하게는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 3 내지 18의 복소환기), 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알킬기(바람직하게는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기)이고,
a는 0 내지 7의 정수이고, b는 0 내지 9의 정수이고, c는 0 내지 11의 정수이고, d는 0 내지 22의 정수이고, f는 0 내지 18의 정수이며, a 내지 f 각각이 2 이상인 경우, 복수개의 R은 서로 동일하거나 상이할 수도 있고,
상기 아릴기, 복소환기 및 알킬기는, 인접층 화합물의 Ar1 내지 Ar4의 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기 및 치환 또는 비치환된 알킬기와 마찬가지이고,
상기 화학식 (2) 내지 (12)에서, R은 어느 방향족 환 또는 복소환에 결합하고 있을 수도 있고, 2 이상의 R이 동일한 방향족 환 또는 복소환에 결합하고 있을 수도 있음)
형광 도펀트로는 하기 화학식으로 표현되는 방향족 아민, 하기 화학식으로 표현되는 스티릴아민 등이 바람직하다. 형광 도펀트는 1종 단독일 수도 2종 이상의 혼합물일 수도 있다.
Figure pct00087
(화학식 중, Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 3 내지 40의 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알킬기이고,
X는 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 10 내지 40의 1+s가의 축합 방향족환기, 치환 또는 비치환된 1+s가의 스티릴기이고,
s는 0 내지 3의 정수이며, s가 2 또는 3일 경우, 2개 또는 3개의 -NAr3Ar4는 동일하거나 상이할 수도 있고, s가 0인 경우 -NAr3Ar4는 수소 원자를 나타냄)
[기판]
기판으로는 유리판, 중합체판 등을 사용할 수 있다.
유리판으로는 특히 소다석회 유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨붕규산 유리, 석영 등을 들 수 있다. 또한, 중합체판으로는 폴리카르보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리술폰 등을 들 수 있다.
[양극]
양극은 예를 들어 도전성 재료로 이루어지며, 4eV보다 큰 일함수를 갖는 도전성 재료가 적합하다.
상기 도전성 재료로는 탄소, 알루미늄, 바나듐, 철, 코발트, 니켈, 텅스텐, 은, 금, 백금, 팔라듐 등 및 그들의 합금, ITO 기판, NESA 기판에 사용되는 산화주석, 산화인듐 등의 산화 금속, 나아가 폴리티오펜이나 폴리피롤 등의 유기 도전성 수지를 들 수 있다.
양극은 필요에 따라 2층 이상의 층 구성에 의해 형성되어 있을 수도 있다.
[음극]
음극은 예를 들어 도전성 재료로 이루어지며, 4eV보다 작은 일함수를 갖는 도전성 재료가 적합하다.
상기 도전성 재료로는 마그네슘, 칼슘, 주석, 납, 티타늄, 이트륨, 리튬, 루테늄, 망간, 알루미늄, 불화리튬 등 및 이들의 합금을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 합금으로는 마그네슘/은, 마그네슘/인듐, 리튬/알루미늄 등을 대표예로서 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다. 합금의 비율은 증착원의 온도, 분위기, 진공도 등에 의해 제어되고, 적절한 비율로 선택된다.
음극은 필요에 따라 2층 이상의 층 구성에 의해 형성되어 있을 수도 있고, 음극은 상기 도전성 재료를 증착이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 박막을 형성시킴으로써 제작할 수 있다.
발광층으로부터의 발광을 음극으로부터 취출할 경우, 음극의 발광에 대한 투과율은 10%보다 크게 하는 것이 바람직하다.
또한, 음극으로서의 시트 저항은 수백Ω/□ 이하가 바람직하고, 막 두께는 통상 10nm 내지 1㎛이며, 바람직하게는 50 내지 200nm이다.
[정공 주입층 및 정공 수송층]
정공 주입·수송층은 발광층에 대한 정공 주입을 돕고, 발광 영역까지 수송하는 층이며, 정공 이동도가 크고, 이온화 에너지가 통상 5.6eV 이하로 작은 층이다.
정공 주입·수송층의 재료로는, 보다 낮은 전계 강도로 정공을 발광층에 수송하는 재료가 바람직하고, 나아가 정공의 이동도가 예를 들어 104 내지 106V/cm의 전계 인가시에 적어도 10-4cm2/V·초이면 바람직하다.
정공 주입·수송층의 재료로는 구체적으로 트리아졸 유도체(미국 특허 3,112,197호 명세서 등 참조), 옥사디아졸 유도체(미국 특허 3,189,447호 명세서 등 참조), 이미다졸 유도체(일본 특허 공고 (소)37-16096호 공보 등 참조), 폴리아릴알칸 유도체(미국 특허 3,615,402호 명세서, 동 제3,820,989호 명세서, 동 제3,542,544호 명세서, 일본 특허 공고 (소)45-555호 공보, 동 51-10983호 공보, 일본 특허 공개 (소)51-93224호 공보, 동 55-17105호 공보, 동 56-4148호 공보, 동 55-108667호 공보, 동 55-156953호 공보, 동 56-36656호 공보 등 참조), 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체(미국 특허 제3,180,729호 명세서, 동 제4,278,746호 명세서, 일본 특허 공개 (소)55-88064호 공보, 동 55-88065호 공보, 동 49-105537호 공보, 동 55-51086호 공보, 동 56-80051호 공보, 동 56-88141호 공보, 동 57-45545호 공보, 동 54-112637호 공보, 동 55-74546호 공보 등 참조), 페닐렌디아민 유도체(미국 특허 제3,615,404호 명세서, 일본 특허 공고 (소)51-10105호 공보, 동 46-3712호 공보, 동 47-25336호 공보, 일본 특허 공개 (소)54-53435호 공보, 동 54-110536호 공보, 동 54-119925호 공보 등 참조), 아릴아민 유도체(미국 특허 제3,567,450호 명세서, 동 제3,180,703호 명세서, 동 제3,240,597호 명세서, 동 제3,658,520호 명세서, 동 제4,232,103호 명세서, 동 제4,175,961호 명세서, 동 제4,012,376호 명세서, 일본 특허 공고 (소)49-35702호 공보, 동 39-27577호 공보, 일본 특허 공개 (소)55-144250호 공보, 동 56-119132호 공보, 동 56-22437호 공보, 서독 특허 제1,110,518호 명세서 등 참조), 아미노 치환 칼콘 유도체(미국 특허 제3,526,501호 명세서 등 참조), 옥사졸 유도체(미국 특허 제3,257,203호 명세서 등에 개시된 것), 스티릴안트라센 유도체(일본 특허 공개 (소)56-46234호 공보 등 참조), 플루오레논 유도체(일본 특허 공개 (소)54-110837호 공보 등 참조), 히드라존 유도체(미국 특허 제3,717,462호 명세서, 일본 특허 공개 (소)54-59143호 공보, 동 55-52063호 공보, 동 55-52064호 공보, 동 55-46760호 공보, 동 55-85495호 공보, 동 57-11350호 공보, 동 57-148749호 공보, 일본 특허 공개 (평)2-311591호 공보 등 참조), 스틸벤 유도체(일본 특허 공개 (소)61-210363호 공보, 동 제61-228451호 공보, 동 61-14642호 공보, 동 61-72255호 공보, 동 62-47646호 공보, 동 62-36674호 공보, 동 62-10652호 공보, 동 62-30255호 공보, 동 60-93455호 공보, 동 60-94462호 공보, 동 60-174749호 공보, 동 60-175052호 공보 등 참조), 실라잔 유도체(미국 특허 제4,950,950호 명세서), 폴리실란계(일본 특허 공개 (평)2-204996호 공보), 아닐린계 공중합체(일본 특허 공개 (평)2-282263호 공보), 일본 특허 공개 (평)1-211399호 공보에 개시되어 있는 도전성 고분자 올리고머(특히 티오펜 올리고머) 등을 들 수 있다.
또한, p형 Si, p형 SiC 등의 무기 화합물도 정공 주입 재료로서 사용할 수 있다.
정공 주입·수송층의 재료로는 가교형 재료를 사용할 수 있고, 가교형의 정공 주입 수송층으로는 예를 들어 문헌[Chem. Mater. 2008, 20, 413-422, Chem. Mater. 2011, 23(3), 658-681; WO2008108430; WO2009102027; WO2009123269; WO2010016555; WO2010018813] 등의 가교재를, 열, 광 등에 의해 불용화시킨 층을 들 수 있다.
[전자 주입층 및 전자 수송층]
전자 주입·수송층은 발광층에 대한 전자의 주입을 돕고, 발광 영역까지 수송하는 층이며, 전자 이동도가 큰 층이다.
유기 EL 소자는 발광된 광이 전극(예를 들어 음극)에 의해 반사되기 때문에, 직접 양극으로부터 취출되는 발광과, 전극에 의한 반사를 경유하여 취출되는 발광이 간섭하는 것으로 알려져 있다. 이 간섭 효과를 효율적으로 이용하기 위해서, 전자 주입·수송층은 수nm 내지 수㎛의 막 두께에서 적절히 선택되는데, 특히 막 두께가 두꺼울 때, 전압 상승을 피하기 위해서 104 내지 106V/cm의 전계 인가시에 전자 이동도가 적어도 10-5cm2/Vs 이상인 것이 바람직하다.
전자 주입·수송층에 사용하는 전자 수송성 재료로는, 분자 내에 헤테로 원자를 1개 이상 함유하는 방향족 헤테로환 화합물이 바람직하게 사용되고, 특히 질소환 함유 유도체가 바람직하다. 또한, 질소환 함유 유도체로는, 질소 함유 6원환 또는 5원환 골격을 갖는 방향족 환, 또는 질소 함유 6원환 또는 5원환 골격을 갖는 축합 방향족 환 화합물이 바람직하다.
[층간 절연막]
본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치에서의 층간 절연막은, 주로 각 발광 소자(발광층)를 분리하는 것을 목적으로 사용되지만, 그 밖에 고정밀한 전극의 연부(edge) 평탄화, 유기 EL 소자의 하부 전극과 상부 전극 사이의 전기 절연(단락 방지)에 사용된다.
층간 절연막에 사용되는 구성 재료로는 통상, 아크릴 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리이미드 수지 등의 유기 재료, 산화규소(SiO2 또는 SiOx), 산화 알루미늄(Al2O3 또는 AlOx), 산화티타늄(TiO2), 질화실리콘(Si3N4), 질화실리콘 산화물(SiOxNy) 등의 무기 산화물을 들 수 있다.
층간 절연막은, 상기 구성 재료에 감광성기를 도입하여 포토리소그래피법으로 원하는 패턴으로 가공하거나, 인쇄 방법으로 원하는 패턴으로 형성하는 것이 바람직하다.
[유기 EL 다색 발광 장치의 제조 방법]
본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치의 각 층의 형성은 진공 증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온 플레이팅 등의 공지된 건식 성막법이나 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 슬릿 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소(flexo) 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯법, 노즐 프린팅법 등의 공지된 습식 성막법을 적용할 수 있고, 패턴 형성을 하는 경우에는 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등의 방법을 적용할 수 있다.
각 층의 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 적절한 막 두께로 설정할 필요가 있다. 막 두께가 너무 두꺼우면, 일정한 광 출력을 얻기 위해 큰 인가 전압이 필요하게 되어 효율이 나빠진다. 막 두께가 너무 얇으면 핀 홀 등이 발생하여, 전계를 인가하더라도 충분한 발광 휘도가 얻어지지 않는다. 통상의 막 두께는 5nm 내지 10㎛의 범위가 적합하지만, 10nm 내지 0.2㎛의 범위가 더욱 바람직하다.
예를 들어 정공 주입·수송층을 형성하는 방법으로는 방향족 아민 유도체를 포함하는 용액을 사용한 성막을 들 수 있다. 성막 방법으로는 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 슬릿 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯법, 노즐 프린팅법 등을 들 수 있고, 패턴 형성을 하는 경우에는 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법이 바람직하다. 이들 방법에 의한 성막은 당업자에게 주지인 조건에 의해 행할 수 있다.
성막 후, 진공, 가열 건조시켜 용매를 제거하면 되고, 광, 고온(200℃ 이상) 가열에 의한 중합 반응은 불필요하다. 따라서, 광, 고온 가열에 의한 성능 열화는 억제된다.
정공 주입·수송층 성막용 용액은 적어도 1종의 방향족 아민 유도체를 함유하고 있으면 되고, 방향족 아민 유도체 이외에 다른 정공 수송 재료, 전자 수송 재료, 발광 재료, 억셉터 재료, 용매, 안정제 등의 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다.
성막용 용액 중의 방향족 아민 유도체의 함유량은, 용매를 제외한 조성물의 전체 중량에 대하여 바람직하게는 20 내지 100중량%이고, 보다 바람직하게는 51 내지 100중량%이며, 용매를 제외한 조성물의 주성분이면 좋다. 용매의 비율은 성막용 용액의 1 내지 99.9중량%가 바람직하고, 80 내지 99중량%가 보다 바람직하다.
또한, "주성분"이란, 방향족 아민 유도체의 함유량이 50질량% 이상인 것을 의미한다.
상기 성막용 용액은 점도 및/또는 표면 장력을 조절하기 위한 첨가제, 예를 들어 증점제(고분자량 화합물, 방향족 아민 유도체의 빈용매 등), 점도 강하제(저분자량 화합물 등), 계면 활성제 등을 함유하고 있을 수도 있다. 또한, 보존 안정성을 개선하기 위해서, 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제 등, 유기 EL 소자의 성능에 영향을 미치지 않는 산화 방지제를 함유하고 있을 수도 있다.
성막용 용액의 용매로는 클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등의 염소계 용매, 테트라히드로푸란, 디옥산, 디옥솔란, 아니솔 등의 에테르계 용매; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸 등의 지방족 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 벤조페논, 아세토페논 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트, 벤조산메틸, 아세트산페닐 등의 에스테르계 용매; 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메톡시에탄, 프로필렌글리콜, 디에톡시메탄, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, 1,2-헥산디올 등의 다가 알코올, 및 그의 유도체; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 시클로헥산올 등의 알코올계 용매; 디메틸술폭시드 등의 술폭시드계 용매; N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 용매가 예시된다. 또한, 이들 유기 용매는 단독으로, 또는 복수 조합하여 사용할 수 있다.
이들 중, 용해성, 성막의 균일성, 점도 특성 등의 관점에서, 방향족 탄화수소계 용매, 에테르계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매가 바람직하고, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 트리메틸벤젠, n-프로필벤젠, 이소프로필벤젠, n-부틸벤젠, 이소부틸벤젠, 5-부틸벤젠, n-헥실벤젠, 시클로헥실벤젠, 1-메틸나프탈렌, 테트랄린, 1,3-디옥산, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 아니솔, 에톡시벤젠, 시클로헥산, 비시클로헥실, 시클로헥세닐시클로헥사논, n-헵틸시클로헥산, n-헥실시클로헥산, 데칼린, 벤조산메틸, 시클로헥사논, 2-프로필시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 2-옥타논, 2-노나논, 2-데카논, 디시클로헥실케톤, 아세토페논, 벤조페논이 바람직하다.
발광층이나 정공 주입·수송층 등을 패터닝하여 형성할 때의 구분 도포 공정으로서, 상술한 도포 방법을 사용하여 형성하는 것도 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법에 의해 구분 도포할 수 있다. 도포법 이외에도 메탈 마스크를 사용하여 패턴 형성할 수도 있다. 일본 특허 공개 제2003-229258호 공보나 일본 특허 공개 제2004-200170호 공보에 기재된 레이저 전사법에 의해 패턴 형성할 수도 있다.
이상 예시한 각종 재료 및 층 형성 방법에 의해, 예를 들어 양극/정공 주입층/정공 수송층/제1 발광층/제1 인접층/제2 전자 수송층/제1 전자 수송층/음극이라는 구조를 갖는 제1 발광 소자를 형성할 수 있고, 예를 들어 양극/정공 주입층/정공 수송층/제2 인접층/제2 발광층/제1 전자 수송층/음극이라는 구조를 갖는 제2 발광 소자를 형성할 수 있어, 본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치를 제작할 수 있다. 또한, 음극에서 양극으로, 상기와 역순서로 유기 EL 소자를 제작할 수도 있다. 또한, 정공 주입층, 정공 수송층은 반드시 이종(異種) 2층의 적층에 의해 형성하는 구조에 한하지 않고, 정공 주입 수송층으로서 기능하는 재료를 사용하여 1층으로 제작할 수도 있다.
특히 본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치에서는 인접층 화합물이 도포층과 증착층의 경계에 있는 하이브리드 접속층(HCL)에 적합한 유기 EL 재료이며, 저비용으로 대면화 가능한 도포층과 고성능 증착층을 조합한 하이브리드형 유기 EL 다색 발광 장치로 할 수 있다.
<실시예>
실시예 및 비교예에서는 하기 화합물을 사용하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
Figure pct00088
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
Figure pct00092
Figure pct00093
상기 화합물 1 내지 4, 8 내지 12, 14 내지 28, A 내지 C의 삼중항 에너지(T1), 일중항 에너지(S1), 이온화 포텐셜(IP) 및 전자 친화력(Af)을 하기 방법에 의해 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 삼중항 에너지(T1)
삼중항 에너지는 시판되고 있는 장치 F-4500(가부시끼가이샤 히타치 하이테크놀러지즈 제조)을 사용하여 측정하였다. T1의 환산식은 이하와 같다.
<환산식>
T1(eV)=1239.85/λedge
또한, λedge(단위: nm)란, 종축에 인광 강도, 횡축에 파장을 취하여 인광 스펙트럼을 나타냈을 때에, 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대하여 접선을 그어, 그 접선과 횡축의 교점의 파장값을 의미한다.
(2) 이온화 포텐셜(IP)
이온화 포텐셜은 대기하에서 광전자 분광 장치(리껭 게끼(주)사 제조: AC-3)를 사용하여 측정하였다. 구체적으로는 재료에 광을 조사하고, 그때에 전하 분리에 의해 발생하는 전자량을 측정함으로써 측정하였다.
또한, 이온화 포텐셜(Ip)은 호스트재료의 화합물로부터 전자를 제거해서 이온화되기 위해 필요로 하는 에너지를 의미한다.
(3) 어피니티(affinity; Af)
이온화 포텐셜(Ip)과 일중항 에너지(S1: Eg)의 측정값으로부터 어피니티를 산출하였다. 산출식은 다음과 같다.
Af=Ip-Eg
일중항 에너지(S1: Eg)는 최저 여기 일중항 상태와 기저 상태의 에너지의 차를 말하며, 벤젠 중의 흡수 스펙트럼의 흡수단으로부터 측정하였다. 구체적으로는 시판되고 있는 가시·자외 분광 광도계를 사용하여 흡수 스펙트럼을 측정하고, 그 스펙트럼이 상승되기 시작하는 파장으로부터 산출하였다.
또한, 어피니티(Af, 전자 친화력)란, 호스트재료의 분자에 전자를 1개 부여했을 때에 방출 또는 흡수되는 에너지를 말하며, 방출의 경우에는 플러스, 흡수의 경우에는 마이너스라 정의한다.
[표 1]
Figure pct00094
실시예 1
본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치의 효과를 확인하기 위해서, 제1 발광 소자와 제2 발광 소자를 평가하였다.
[제2 발광 소자(청색 형광 발광 소자)의 형성]
25mm×75mm×1.1mm 두께의 ITO 투명 전극이 부착된 유리 기판을, 이소프로필알코올 중에서 5분간 초음파 세정한 후, UV 오존 세정을 30분간 행하였다. 세정 후의 투명 전극이 부착된 유리 기판에, ND1501(닛산 가가꾸 고교 제조: 아닐린 올리고머)을 스핀 코팅법으로 25nm의 막 두께로 성막하고, 230℃에서 가열하여 정공 주입층을 형성하였다. 계속해서, HT1의 크실렌 용액(1.0중량%)을 스핀 코팅법으로 30nm의 막 두께로 성막하고, 120℃에서 건조시켜 정공 수송층을 형성하였다. 이어서, 제2 인접층(제2 유기층)의 재료로서 화합물 1을, 증착에 의해 막 두께 10nm로 성막하였다. 다음으로 제2 발광층(청색 발광층)(제3 유기층)으로서, 호스트재(EM1)와 도펀트재(BD1)를 97:3의 질량비로 증착시켜, 막 두께 35nm의 발광층을 형성하였다. 또한, ET1을 증착에 의해 막 두께 25nm로 성막하였다. 이 층은 전자 수송층으로서 기능한다. 이 후, 환원성 도펀트인 Li(Li원: 사에스 게터사 제조)와 Alq를 2원 증착시켜, 전자 주입층으로서 Alq:Li막(막 두께 10nm)을 형성하였다. 이 Alq:Li막 상에 금속 Al을 증착시켜 금속 음극을 형성하고, 질소 중에서 유리 밀봉하여, 제2 발광 소자인 청색 발광 유기 EL 소자를 제작하였다.
제작한 제2 발광 소자에 전류(10mA/cm2)를 흘려서 성능을 평가한 결과, 청색으로 발광하고, 발광 효율이 7.0cd/A이며, 50℃에서 25mA/cm2에서의 휘도 20% 감소 수명(LT80)은 250hr이었다. 결과를 표 2에 나타내었다.
[제1 발광 소자(녹색 인광 발광 소자)의 제작]
25mm×75mm×1.1mm 두께의 ITO 투명 전극이 부착된 유리 기판을, 이소프로필알코올 중에서 5분간 초음파 세정한 후, UV 오존 세정을 30분간 행하였다. 세정 후의 투명 전극이 부착된 유리 기판에, ND1501(닛산 가가꾸 고교 제조)을 스핀 코팅법으로 25nm의 막 두께로 성막하고, 230℃에서 가열하여 정공 주입층을 형성하였다. 계속해서, WO2009/102027에 개시된 HT2의 크실렌 용액(1.0중량%)을 스핀 코팅법으로 30nm의 막 두께로 성막하고, 230℃에서 가열 건조시켜 정공 수송층을 형성하였다. 이어서, 제1 발광층(녹색 발광층)(제1 유기층)으로서, 호스트재(EM2)와 도펀트재(GD1)의 90:10의 중량비의 크실렌 용액(1.0중량%)을 제조하고, 스핀 코팅법으로 60nm의 막 두께로 성막하여, 120℃에서 건조시켰다. 이어서, 제1 인접층(제2 유기층)의 재료로서 제2 인접층의 재료와 동일한 화합물 1을 증착에 의해, 막 두께 10nm로 성막하였다. 이어서, 호스트재(EM1)와 도펀트재(BD1)를 97:3의 비율로 증착시켜 막 두께 35nm의 층(청색 공통층)(제3 유기층)을 형성하고, 이어서, ET1을 증착에 의해 막 두께 25nm로 성막하였다. 이들 층은 전자 수송층으로서 기능한다. 이 후, 환원성 도펀트인 Li(Li원: 사에스 게터사 제조)와 Alq를 2원 증착시켜, 전자 주입층으로서 Alq:Li막(막 두께 10nm)을 형성하였다. 이 Alq:Li막 상에 금속 Al을 증착시켜 금속 음극을 형성하고, 질소 중에서 유리 밀봉하여, 제1 발광 소자인 녹색 발광 유기 EL 소자를 제작하였다.
제작한 제1 발광 소자에 전류(1mA/cm2)를 흘려서 성능을 평가한 결과, 녹색으로 발광하고, 발광 효율이 53cd/A이었다. 또한, 제1 발광 소자에 0.1 내지 30mA/cm2를 흘려서 발광색의 색도 변화를 확인한 결과, CIE-x의 변화(Δx)는 0.024이며, CIE-y의 변화(Δy)는 0.057이었다. 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 2 내지 11
화합물 1로 이루어지는 제1 인접층 및 제2 인접층 대신에, 표 2에 나타내는 화합물 8 내지 12, 14 내지 18을 각각 단층으로 증착시킨 인접층을 채용한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 제조해서 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 12
화합물 1로 이루어지는 제1 인접층 및 제2 인접층 대신에, 각각 화합물 2를 5nm로 증착하고, 계속해서 화합물 1을 5nm로 증착시킨 인접층을 채용한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 제조해서 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 13 내지 54
실시예 12에서 화합물 1, 2를 사용하여 제1 인접층 및 제2 인접층을 형성하는 대신에, 표 2에 나타내는 화합물을 사용하여 제1 인접층 및 제2 인접층을 형성한 것 외에는, 실시예 12와 마찬가지로 하여 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 제조해서 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
비교예 1 내지 3
실시예 1의 화합물 1 대신 표 2에 나타내는 화합물(A 내지 C)을 사용하여, 각각 단층의 제1 인접층 및 제2 인접층을 형성한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 제조해서 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 2-1]
Figure pct00095
[표 2-2]
Figure pct00096
인접층을 단층으로 구성한 실시예 1 내지 11에서는, 화합물 1, 8 내지 12, 14 내지 18을 사용하였다. 이들 화합물은 아릴아민 부위와 디벤조푸란 부위, 또는 카르바졸 부위와 디벤조푸란 부위를 포함하고 있다. 즉, 아민, 카르바졸의 정공 수송성 유닛과 디벤조푸란의 전자 수송성 유닛을 가지므로, 제2 발광 소자(청색) 및 제1 발광 소자(녹색)의 효율은 모두 양호하다. 이는 제2 발광 소자(청색)의 발광층에 대한 정공이 충분히 주입되면서, 제1 발광 소자(녹색)의 발광층에는 전자가 충분히 주입되기 때문이라고 추정된다.
또한, 제2 발광 소자(청색)의 수명은 양호하다. 이것은 아민 유닛 또는 카르바졸 유닛 외에, 내전자성이 높은 디벤조푸란 유닛을 갖기 때문이라고 추정된다.
인접층을 2층으로 구성한 실시예 12 내지 54에서는 화합물 2, 3, 4, 19 내지 28로 이루어지는 층과, 화합물 1, 8, 9, 10, 11, 14로 이루어지는 층이 적층되어 있다.
화합물 2, 3, 4, 19 내지 28은 아릴아민 부위와 디벤조푸란 부위, 또는 카르바졸 부위와 디벤조푸란 부위, 카르바졸 부위와 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 갖는 비교적 T1이 큰 화합물이다. 이들 실시예에서는, 제1 발광 소자의 발광층에 접하는 층으로서, 다른 층보다 T1이 큰 화합물로 이루어지는 층을 사용하였다.
T1이 큰 화합물(2.65 이상)을 적층시킴으로써, 단층 구성의 효과 외에, 제1 발광 소자(녹색)의 색도의 전류 의존성이 낮아졌다. 이는 적층시킨 화합물이 삼중항 여기자의 가둠 효과에 의해, 제1 발광 소자(녹색)의 발광층의 삼중항 에너지가 상층의 청색 발광층으로 확산되는 것을 억제했기 때문이라고 추정된다.
특히 화합물 23, 24(카르바졸 부위와 디벤조푸란 부위)는 T1이 특히 크고, 정공과 전자가 적당량으로 제어되기 때문에, 제2 발광 소자(청색) 및 제1 발광 소자(녹색)의 효율과, 제1 발광 소자(녹색)의 색도의 전류 의존성을 양호한 균형으로 제어하고 있다.
한편, 비교예 1 내지 3에서 사용한 화합물 A 내지 C에서는 제2 발광 소자(청색 발광 소자)의 효율이 낮으며, 수명이 매우 짧아, 고효율이면서도 또한 장수명, 고품질의 유기 EL 다색 발광 장치를 구축할 수 없다.
또한, 화합물 A 내지 C 중에서 화합물 A는 제2 발광 소자의 청색의 효율 및 수명이 가장 양호하지만, 제1 발광 소자(녹색 발광 소자)에서는 녹색 발광 중에 청색 발광이 나타나기 때문에, 색도의 전류 변화가 크고, 녹색의 발광 효율도 저하되어 있다. 이는, 화합물 A에서는 녹색의 삼중항 여기 에너지가 화합물 A를 개재하여 청색의 발광층으로 확산되기 때문이라고 추정된다.
본 발명의 유기 EL 다색 발광 장치는 민간용 또는 공업용의 표시 기기, 컬러 디스플레이 등에 적절하게 사용할 수 있으며, 박형 텔레비전, 노트북, 휴대 전화, 게임기 표시, 차량 탑재용 텔레비전 등에 적절하게 사용된다.
상기에 본 발명의 실시 형태 및/또는 실시예를 몇 가지 상세하게 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.
본 명세서에 기재된 문헌의 내용을 모두 여기에 원용한다.

Claims (24)

  1. 기판과, 상기 기판 평면에 대하여 병렬로 배치되어 이루어지는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 갖는 유기 EL 다색 발광 장치이며,
    상기 제1 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 양극측으로부터 제1 유기층, 제2 유기층 및 제3 유기층을, 상기 기판 평면에 대하여 수직 방향으로 이 순서대로 갖고,
    상기 제2 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 양극측으로부터 제2 유기층 및 제3 유기층을, 상기 기판 평면에 대하여 수직 방향으로 이 순서대로 갖고,
    상기 제1 유기층은 제1 발광 도펀트를 포함하고,
    상기 제3 유기층은 제2 발광 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 유기층은 각각 하기 (A) 내지 (D)의 화합물 중 어느 하나를 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치:
    (A) 아릴아민 부위와, 푸란 부위 또는 티오펜 부위를 갖는 화합물,
    (B) 아릴아민 부위와, 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 갖는 화합물,
    (C) 카르바졸 부위와, 푸란 부위 또는 티오펜 부위를 갖는 화합물,
    (D) 카르바졸 부위와, 질소 함유 6원환 구조를 포함하는 부위를 갖는 화합물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A) 내지 (D)의 화합물이 하기 화학식 (1) 또는 (2)로 표현되는 화합물인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00097

    (화학식 (1) 중, Ar1과 Ar2, Ar1과 Ar3 및 Ar2와 Ar3 중 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환을 형성하고/하거나, Ar1 내지 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이되,
    단, Ar1 내지 Ar3 중 적어도 하나는 하기 화학식 (a) 또는 하기 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
    화학식 (2) 중, Ar11과 Ar15, Ar12와 Ar15, Ar13과 Ar17 및 Ar14와 Ar17 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환을 형성하고/하거나, Ar11 내지 Ar14는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이며, Ar15 내지 Ar17은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 2가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 2가의 방향족 복소환기이되,
    단, Ar11 내지 Ar14 중 적어도 하나는 하기 화학식 (a) 또는 하기 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
    n은 0 내지 2의 정수임)
    Figure pct00098

    (화학식 중, X는 산소 원자(-O-) 또는 황 원자(-S-)이고,
    Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 포화 또는 불포화의 원자수 5 내지 25의 환이고,
    AZ는 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 피리다지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 또는 치환 또는 비치환된 테트라지닐기이고,
    Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 12의 2가의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 13의 2가의 방향족 복소환기이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 인접하는 복수개의 R1끼리, 인접하는 복수개의 R2끼리, 및 인접하는 R1 및 R2 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
    a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수임)
  3. 제2항에 있어서, 화학식 (1)에서, Ar1과 Ar2, Ar1과 Ar3 및 Ar2와 Ar3이 서로 결합하지 않을 경우, Ar1 내지 Ar3 중 적어도 하나는 화학식 (a)로 표현되는 치환기인 유기 EL 다색 발광 장치.
  4. 제2항에 있어서, 화학식 (1)의 Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나, 및 화학식 (2)의 Ar11, Ar12, Ar13 및 Ar14 중 적어도 하나가 화학식 (a)로 표현되는 치환기인 유기 EL 다색 발광 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (a)로 표현되는 치환기가 하기 화학식 (a-1)로 표현되는 치환기인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00099

    (화학식 중, X, R1, R2, Ar4, a, b 및 c는 화학식 (a)와 마찬가지임)
  6. 제5항에 있어서, 화학식 (a-1)로 표현되는 치환기가 하기 화학식 (a-2)로 표현되는 치환기인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00100

    (화학식 중, R1, R2, Ar4, a, b 및 c는 화학식 (a)와 마찬가지임)
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (1)의 Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나, 및 화학식 (2)의 Ar11, Ar12, Ar13 및 Ar14 중 적어도 하나가 하기 화학식 (c)로 표현되는 치환기인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00101

    (화학식 중, Ar21 내지 Ar23은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 13의 방향족 복소환기이고,
    p는 0 내지 2의 정수임)
  8. 제7항에 있어서, 화학식 (c)로 표현되는 치환기가 하기 화학식 (c-1)로 표현되는 치환기인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00102

    (화학식 중, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 복수개의 R4끼리, 복수개의 R5끼리 및 복수개의 R6끼리 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고/하거나, 인접하는 R4 및 R5, 및 인접하는 R5 및 R6 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
    p는 0 내지 2의 정수이고, e는 0 내지 4의 정수이며, f 및 g는 각각 0 내지 5의 정수임)
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, Ar4 및 Ar5 중 적어도 하나가 하기 화학식 (d) 또는 (e)로 표현되는 연결기인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00103

    (화학식 중, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 2 내지 15의 직쇄상 또는 분지상의 알케닐기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 트리아릴실릴기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기 및 환 형성 탄소수 6 내지 25의 아릴기를 갖는 알킬아릴실릴기, 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고/이거나, 복수개의 R7끼리, 복수개의 R8끼리 및 복수개의 R9끼리 중 적어도 하나는, 각각 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고/하거나, 인접하는 R8 및 R9는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 포화 또는 불포화의 환을 형성하고,
    h, i 및 j는 각각 0 내지 4의 정수임)
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물이 하기 화학식 (1-1)로 표현되는 화합물인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00104

    (화학식 중, Ar1은 화학식 (a) 또는 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
    R10, R11은 화학식 (a)의 R1, R2와 마찬가지이고,
    k 및 l은 각각 0 내지 4의 정수임)
  11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, R1, R2의 환 형성 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기와 환 형성 원자수 5 내지 25의 방향족 복소환기가 치환기를 갖는 경우, 상기 치환기가 카르바졸릴기, 디벤조푸라닐기 또는 디벤조티오페닐기인 유기 EL 다색 발광 장치.
  12. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학식 (2)로 표현되는 화합물이 하기 화학식 (f)로 표현되는 화합물인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00105

    (화학식 중, Ar11 및 Ar13은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 환 형성 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 환 형성 원자수 5 내지 52의 방향족 복소환기이며, Ar11 및 Ar13 중 적어도 하나는 화학식 (a) 또는 화학식 (b)로 표현되는 치환기이고,
    R10, R11은 화학식 (a)의 R1, R2와 마찬가지이고,
    k 및 l은 각각 0 내지 4의 정수임)
  13. 제12항에 있어서, 화학식 (f)로 표현되는 화합물이 하기 화학식 (f-1) 또는 하기 화학식 (f-2)로 표현되는 화합물인 유기 EL 다색 발광 장치.
    Figure pct00106

    (화학식 중, Ar11, Ar13, R10, R11, k 및 l은 화학식 (f)와 마찬가지임)
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 발광 소자의 제2 유기층과, 상기 제2 발광 소자의 제2 유기층이 동일 화합물을 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 발광 소자의 제2 유기층의 막 두께와, 상기 제2 발광 소자의 제2 유기층의 막 두께가 동일한 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유기층에 상기 제2 유기층이 인접하고 있고, 상기 제2 유기층이 상기 (C) 또는 (D)의 화합물을 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 유기층이 상기 제3 유기층에 인접하고 있고, 상기 제2 유기층이 상기 (A) 또는 (B)의 화합물을 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 유기층이 단층 또는 적층된 복수의 유기층으로 구성되고, 상기 제2 유기층이 상기 (A) 내지 (D)의 화합물에서 선택되는 2종 이상을 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 유기층이, 복수의 유기층이 적층되어 구성되는 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 유기층이, 삼중항 에너지가 2.55eV 이상인 화합물을 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유기층에 상기 제2 유기층이 인접하고 있고, 상기 제2 유기층이, 삼중항 에너지가 2.65eV 이상인 화합물을 포함하는 것인 유기 EL 다색 발광 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유기층이 적색, 황색 또는 녹색 인광 발광층이며, 상기 제3 유기층이 청색 형광 발광층인 유기 EL 다색 발광 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유기층이 도포법으로 형성된 층이며, 상기 제3 유기층이 증착법으로 형성된 층인 유기 EL 다색 발광 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 발광 소자의 제2 유기층의 양극측에 도포법으로 형성된 정공 주입 수송층을 갖는 유기 EL 다색 발광 장치.
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