KR20160044491A - 유기 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치 - Google Patents

유기 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 발광 물질이 분산되는 발광층의 호스트 재료로서 사용할 수 있는 신규 유기 화합물을 제공한다. 상기 유기 화합물은 일반식(G1-1)으로 표시된다. 일반식(G1-1)에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 다이벤조[f,h]퀴녹살린-일기를 나타내고, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, n은 2 또는 3을 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이다.
Figure pct00075

Description

유기 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치{ORGANIC COMPOUND, LIGHT-EMITTING ELEMENT, LIGHT-EMITTING DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND LIGHTING DEVICE}
본 발명은 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 조명 장치, 이들의 구동 방법, 및 이들의 제작 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 일 형태는 신규 유기 화합물, 및 이 유기 화합물을 포함하는 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 유기 일렉트로루미네선스(EL)를 사용한 발광 소자에 관한 것이다. 또한 본 발명의 일 형태는 상기 발광 소자를 각각 포함한 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치에 관한 것이다.
근년, 일렉트로루미네선스를 사용한 발광 소자에 대한 연구개발이 널리 수행되고 있다. 이러한 발광 소자의 기본 구조에서, 발광 물질을 포함한 발광층이 한 쌍의 전극 사이에 개재(介在)된다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다.
이러한 발광 소자는 자발광형이고, 그러므로 액정 디스플레이에 비하여, 화소의 시인성이 높고 백라이트가 필요하지 않다는 등의 이점을 갖는다. 따라서, 이러한 발광 소자는 플랫 패널 디스플레이 소자로서 적합한 것으로 생각된다. 더구나, 이러한 발광 소자는 얇고 가볍게 제작될 수 있고, 반응 속도가 매우 빠르다는 이점을 갖는다.
이러한 발광 소자는 막 형태로 형성될 수 있고, 이로써 평면으로부터 발광이 제공될 수 있다. 따라서, 평면 발광의 대면적 소자가 쉽게 형성될 수 있다. 이것은 백열등 및 LED로 대표되는 점 광원 또는 형광등으로 대표되는 선 광원으로는 얻기 어려운 특징이다. 그러므로, 이 발광 소자는 조명 등에 적용 가능한 면 광원으로서 사용하기에 매우 유효하다.
일렉트로루미네선스를 이용한 이러한 발광 소자는, 발광 물질이 유기 화합물인지 무기 화합물인지에 따라 대별될 수 있다. 발광 물질로서 사용된 유기 화합물을 포함하는 층이 한 쌍의 전극 사이에 개재된 유기 EL 소자의 경우, 발광 소자로의 전압 인가가 발광성 유기 화합물을 포함하는 층에 대한 음극으로부터의 전자 주입 및 양극으로부터의 정공 주입을 일으키고, 이로써 전류가 흐른다. 그리고, 주입된 전자 및 정공이 유기 화합물을 들뜬 상태로 하여 들뜬 유기 화합물로부터 발광이 얻어진다.
또한, 유기 화합물의 들뜬 상태는 단일항 들뜬 상태 및 삼중항 들뜬 상태를 포함한다. 단일항 들뜬 상태(S*)로부터의 발광은 형광으로 불리고, 삼중항 들뜬 상태(T*)로부터의 발광은 인광으로 불린다. 발광 소자에서의 그의 통계적인 생성 비율은 S*:T*=1:3인 것으로 여겨진다.
실온에서, 단일항 들뜬 상태를 발광으로 변환할 수 있는 화합물(이하, 형광성 화합물이라고 함)은 일반적으로 단일항 들뜬 상태로부터의 발광(형광)만을 나타내며, 삼중항 들뜬 상태로부터의 발광(인광)는 관측될 수 없다. 따라서, 형광성 화합물을 포함하는 발광 소자의 내부 양자 효율(주입된 캐리어의 수에 대한 생성된 광자의 비율)은 S*:T*=1:3을 기초로 하여 25%의 이론적 한계를 갖는 것으로 추정된다.
한편, 삼중항 들뜬 상태를 발광으로 변환할 수 있는 화합물(이하, 인광성 화합물이라고 함)은 삼중항 들뜬 상태로부터의 발광(인광)을 나타낸다. 또한, 인광성 화합물에서는 항간 교차(즉, 단일항 들뜬 상태로부터 삼중항 들뜬 상태로의 이행)가 일어나기 쉽기 때문에, 내부 양자 효율은 이론상 100%까지 증가될 수 있다. 즉, 형광성 화합물을 사용하는 경우보다 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 이러한 이유로, 고효율 발광 소자를 얻을 수 있도록, 인광성 화합물을 사용한 발광 소자의 개발이 최근에 활발히 행해져 왔다.
상술한 인광성 화합물을 사용하여 발광 소자의 발광층을 형성하는 경우에, 인광성 화합물의 농도 소광(quenching) 또는 삼중항-삼중항 소멸로 인한 소광을 억제하기 위하여, 발광층은 보통 다른 화합물의 매트릭스 중에 상기 인광성 화합물이 분산되도록 형성된다. 이 때, 매트릭스로서 기능하는 화합물은 호스트 재료로 불리고, 인광성 화합물과 같이 매트릭스 중에 분산되는 화합물은 게스트 재료로 불린다.
인광성 화합물이 게스트 재료로서 사용되는 경우, 호스트 재료는, 인광성 화합물보다 높은 삼중항 들뜸 에너지 준위(기저 상태와 삼중항 들뜬 상태 사이의 에너지 차이, T1 준위라고도 함)를 갖는 것이 요구된다.
단일항 들뜸 에너지 준위(기저 상태와 단일항 들뜬 상태 사이의 에너지 차이, S1 준위라고도 함)는 T1 준위보다 높기 때문에, 높은 T1 준위를 갖는 물질은 높은 S1 준위도 갖는다. 따라서, 상술한 높은 T1 준위를 갖는 물질도, 발광 물질로서 형광성 화합물을 사용한 발광 소자에 유효하다.
예를 들어, 인광성 화합물이 게스트 재료일 때 사용되는 호스트 재료의 예로서 다이벤조[f,h]퀴녹살린 골격을 갖는 화합물이 연구되어 있다(특허문헌 1 및 2 참조). 또한, 발광층, 전자 수송층, 또는 전자 주입층에 사용되는 퀴녹살린계 화합물이 연구되어 있다(특허문헌 3 참조).
PCT국제 공보 제 03/058667호 일본국 특허 공개 공보 제 2007-189001호 일본국 특허 공개 공보 제 H09-188874호
특허문헌 1 또는 2에 보고된 바와 같이 인광성 화합물의 호스트 재료가 개발되고 있지만, 발광 효율, 신뢰성, 발광 특성, 합성 효율, 비용 등에 관해서는 향상 여지가 있고, 더 우수한 인광성 화합물을 얻기 위하여 개발이 더욱 요구된다.
특허문헌 3에 보고된 바와 같이, 바이페닐다이일기가 2개의 퀴녹살린 유닛을 갖는 화합물이 연구되어 있다. 즉, p-페닐렌기가 2개의 다이벤조[f,h]퀴녹살린 골격을 갖는 화합물이 합성되었지만, 이 화합물을 포함하는 발광 소자의 소자 특성, 신뢰성 등에 대해서는 언급되지 않았다. 이러한 퀴녹살린계 화합물의 사용은 여러 가지 문제를 초래한다. 예를 들어, 퀴녹살린계 화합물을 포함하는 재료는 내열성이 낮거나, 또는 박막 상태에서 결정화가 일어나기 쉽다.
상술한 문제들의 관점에서, 본 발명의 일 형태의 목적은 신규 유기 화합물을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 또 다른 목적은, 발광 소자에서, 발광 물질이 분산되는 발광층의 호스트 재료로서 사용할 수 있는 신규 유기 화합물을 제공하는 것이다. 특히, 그 목적은 인광성 화합물이 발광 물질인 경우에 호스트 재료로서 적합하게 사용할 수 있는 신규 유기 화합물을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 또 다른 목적은, 높은 전자 수송성을 가지며, 발광 소자에서의 전자 수송층에 적합하게 사용되는 신규 유기 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태의 또 다른 목적은 신규 발광 소자를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 또 다른 목적은 낮은 전압으로 구동되고, 높은 전류 효율을 갖는 발광 소자를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 또 다른 목적은 수명이 긴 발광 소자를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 또 다른 목적은 상술한 발광 소자를 사용함으로써 각각 소비 전력이 저감된 발광 장치, 전자 기기, 조명 장치를 제공하는 것이다.
이들 목적의 기재는, 다른 목적의 존재를 방해하는 것이 아니다. 본 발명의 일 형태에서는, 이들 목적 모두를 달성할 필요는 없는 것으로 한다. 다른 목적은, 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 명확해지고, 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 일반식(G1-1)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00001
일반식(G1-1)에서, A는 치환 또는 비치환된 다이벤조[f,h]퀴녹살린-일기를 나타내고, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G2-1)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00002
일반식(G2-1)에서, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, R1~R9는 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G3-1)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00003
일반식(G3-1)에서, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, R11~R18 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G4-1)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00004
일반식(G4-1)에서, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, R11~R17, R19, 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G1-2)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00005
일반식(G1-2)에서, A는 치환 또는 비치환된 다이벤조[f,h]퀴녹살린-일기를 나타내고, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기를 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G2-2)으로 표시되는 유기 화합물이다.
일반식(G2-2)에서, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기를 나타내고, R1~R9는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G3-2)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00007
일반식(G3-2)에서, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기를 나타내고, R11~R18, 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G4-2)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00008
일반식(G4-2)에서, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기를 나타내고, R11~R17, R19, 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
상술한 구조 각각에 있어서, 벤젠 고리는 메타-치환(meta-substituted) 또는 오르토-치환(ortho-substituted)되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는 구조식(101), (102), (103), (105), 및 (106) 중 어느 하나로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00009
본 발명의 다른 일 형태는 상술한 유기 화합물 중 어느 것을 포함하는 발광 소자이다. 본 발명의 다른 일 형태는 상기 발광 소자를 포함하는 발광 장치이다. 본 발명의 다른 일 형태는 상기 발광 장치를 각각 포함하는 전자 기기 및 조명 장치이다.
본 발명의 일 형태는 발광 소자에서, 발광 물질이 분산되는 발광층의 호스트 재료로서 사용할 수 있는 신규 유기 화합물을 제공할 수 있다. 특히, 인광성 화합물이 발광 물질인 경우에 호스트 재료로서 적합하게 사용할 수 있는 신규 유기 화합물을 제공할 수 있다. 또한, 높은 전자 수송성을 가지며, 전자 수송층에 적합하게 사용되는 신규 유기 화합물을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 효과들은 상술한 것에 한정되지 않는다. 상황 또는 조건에 따라서, 본 발명의 일 형태는 다른 효과를 나타낼 수 있다.
도 1의 (A)~(C)는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 각각 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 도시한 도면.
도 3의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치를 도시한 도면.
도 4의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치를 도시한 도면.
도 5의 (A)~(E)는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 각각 도시한 도면.
도 6의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 조명 장치를 도시한 도면.
도 7의 (A) 및 (B)는 2,2'-(1,1'-바이페닐-3,3'-다이일)다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(mDBq2BP)의 1H NMR 차트.
도 8의 (A) 및 (B)는 mDBq2BP의 톨루엔 용액의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼을 나타낸 것.
도 9의 (A) 및 (B)는 mDBq2BP의 박막의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼을 나타낸 것.
도 10의 (A) 및 (B)는 2,2',2''-[(1,3,5-벤젠-트라이일)트라이(3,1-페닐렌)]트라이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(mDBqP3P)의 1H NMR 차트.
도 11의 (A) 및 (B)는 2,2'-(1,1':3',1'':3'',1'''-쿼터페닐렌-3,3'''-다이일)다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(mDBqP2BP)의 1H NMR 차트.
도 12의 (A) 및 (B)는 2,2'-[(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2,7-다이일)다이(3,1-페닐렌)]다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(mDBqP2F)의 1H NMR 차트.
도 13의 (A) 및 (B)는 mDBqP2F의 다이메틸폼아마이드 용액의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼을 나타낸 것.
도 14의 (A) 및 (B)는 mDBqP2F의 박막의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼을 나타낸 것.
도 15의 (A) 및 (B)는 2,2'-(1,1':3',1''-터페닐렌-3,3''-다이일)다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(mDBqP2P)의 1H NMR 차트.
도 16의 (A) 및 (B)는 mDBqP2P의 다이메틸폼아마이드 용액의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼을 나타낸 것.
도 17의 (A) 및 (B)는 mDBqP2P의 박막의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼을 나타낸 것.
도 18의 (A) 및 (B)는 DBt-mDBqP2P의 1H NMR 차트.
도 19는 실시예의 발광 소자를 도시한 도면.
도 20은 실시예의 발광 소자 1(소자 1)의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 것.
도 21은 실시예의 발광 소자 1의 전압-휘도 특성을 나타낸 것.
도 22는 실시예의 발광 소자 1의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸 것.
도 23은 실시예의 발광 소자 1의 전압-전류 특성을 나타낸 것.
도 24는 실시예의 발광 소자 1의 발광 스펙트럼을 나타낸 것.
도 25는 실시예의 발광 소자 2(소자 2)의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 것.
도 26은 실시예의 발광 소자 2의 전압-휘도 특성을 나타낸 것.
도 27은 실시예의 발광 소자 2의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸 것.
도 28은 실시예의 발광 소자 2의 전압-전류 특성을 나타낸 것.
도 29는 실시예의 발광 소자 2의 발광 스펙트럼을 나타낸 것.
도 30은 실시예의 발광 소자 3(소자 3)의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 것.
도 31은 실시예의 발광 소자 3의 전압-휘도 특성을 나타낸 것.
도 32는 실시예의 발광 소자 3의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸 것.
도 33은 실시예의 발광 소자 3의 전압-전류 특성을 나타낸 것.
도 34는 실시예의 발광 소자 3의 발광 스펙트럼을 나타낸 것.
도 35는 실시예의 발광 소자 4(소자 4)의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 것.
도 36은 실시예의 발광 소자 4의 전압-휘도 특성을 나타낸 것.
도 37은 실시예의 발광 소자 4의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸 것.
도 38은 실시예의 발광 소자 4의 전압-전류 특성을 나타낸 것.
도 39는 실시예의 발광 소자 4의 발광 스펙트럼을 나타낸 것.
도 40은 실시예의 발광 소자 1의 신뢰성 시험의 결과를 나타낸 것.
도 41은 실시예의 발광 소자 2의 신뢰성 시험의 결과를 나타낸 것.
도 42의 (A) 및 (B)는 mDBqP2BP의 톨루엔 용액의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼을 나타낸 것.
도 43의 (A) 및 (B)는 mDBqP2BP의 박막의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼을 나타낸 것.
본 발명의 실시형태 및 실시예에 대하여 첨부 도면들을 참조하여 자세히 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어남이 없이 다양하게 변경 및 수정할 수 있는 것은 당업자에게 용이하게 이해된다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시형태 및 실시예의 설명에 한정되어 해석(解釋)되지 말아야 한다.
본 명세서에서의 발광 장치는 발광 소자를 사용하는 화상 표시 장치를 그 범주에 포함한다. 또한, 발광 장치의 범주에는 커넥터, 이방성 도전 필름, 또는 TCP(tape carrier package)가 발광 소자에 제공된 모듈; 프린트 배선판이 TCP의 끝에 제공된 모듈; IC(집적 회로)가 COG(chip on glass)법에 의하여 발광 소자 상에 직접 탑재된 모듈이 포함된다. 또한, 그 범주에는 조명 장치 등에 사용되는 발광 장치가 포함된다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태는 일반식(G1-1)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00010
일반식(G1-1)에서, A는 치환 또는 비치환된 다이벤조[f,h]퀴녹살린-일기를 나타내고, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G2-1)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00011
일반식(G2-1)에서, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, R1~R9는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G3-1)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00012
일반식(G3-1)에서, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, R11~R18 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G4-1)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00013
일반식(G4-1)에서, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, R11~R17, R19, 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G1-2)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00014
일반식(G1-2)에서, A는 치환 또는 비치환된 다이벤조[f,h]퀴녹살린-일기를 나타내고, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기를 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G2-2)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00015
일반식(G2-2)에서, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기를 나타내고, R1~R9는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
일반식(G2-1) 또는 (G2-2)에서, R1이 아릴기를 나타내는 경우, R1 및 Ar1, 또는 R1 및 Ar2는 광 고리화되어 T1 준위가 현저히 저하될 수 있다. T1 준위의 현저한 저하는 발광 소자의 구동 수명을 줄일 수 있다. 따라서, 일반식(G2-1) 및 (G2-2)에서, R1은 알킬기 또는 수소를 나타내는 것이 바람직하다. 합성을 더 쉽게 하기 위해서는, R1은 수소를 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G3-2)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00016
일반식(G3-2)에서, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기를 나타내고, R11~R18, 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
일반식(G3-1) 또는 (G3-2)에서, R11 및 R12 각각이 아릴기를 나타내는 경우, R11 및 R12는 광 고리화되어, 물질의 T1 준위가 현저히 저하될 수 있다. T1 준위의 현저한 저하는 발광 소자의 구동 수명을 줄일 수 있다. 따라서, 일반식(G3-1) 및 (G3-2)에서, R11 및 R12 각각이 아릴기를 나타내는 경우를 방지하는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, R11 및/또는 R12는 수소를 나타내는 것이 바람직하다. 합성을 더 쉽게 하기 위해서는, R11 및 R12 각각이 수소를 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는 일반식(G4-2)으로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00017
일반식(G4-2)에서, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기를 나타내고, R11~R17, R19, 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
일반식(G1-2), (G2-2), (G3-2), 또는 (G4-2)에서, Ar2는 3개 또는 4개의 치환 또는 비치환된 벤젠 고리로 형성된 치환기이면, 유기 화합물의 내열성이 향상되고 유기 화합물을 포함하는 박막의 질이 안정되어 바람직하다.
일반식(G1-1), (G2-1), (G3-1), (G4-1), (G1-2), (G2-2), (G3-2), 및 (G4-2)에서, 벤젠 고리는 메타-치환 또는 오르토-치환되는 것이 바람직하다. 이 이유는, 벤젠 고리가 메타-치환 또는 오르토-치환되면, 유기 화합물의 결정화가 일어나기 어렵고, 유기 화합물의 내열성이 향상되고, 유기 화합물을 포함하는 박막의 질이 안정되기 때문이다. 또한, 벤젠 고리가 메타-치환 또는 오르토-치환된 유기 화합물은, 벤젠 고리가 파라-치환(para-substituted)된 유기 화합물보다 높은 T1 준위를 갖는다. 상기 유기 화합물을 사용하면 발광 효율이 높은 인광 소자를 얻을 수 있다. 상기 유기 화합물은 높은 T1 준위를 갖기 때문에, 더 짧은 발광 파장을 갖는 인광 소자에 적합하게 사용될 수 있다.
일반식(G1-1), (G2-1), (G3-1), (G4-1), (G1-2), (G2-2), (G3-2), 또는 (G4-2)에서, Ar1 및 Ar2 각각은 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이다. Ar1 및 Ar2 중 어느 하나가 치환기를 갖는 경우, 이 치환기의 예에는, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 탄소수 6~13의 아릴기, 카바졸일기, 다이벤조싸이오펜일기, 및 다이벤조퓨란일기가 포함된다. 상기 치환기는 이들 예에 한정되지 않고, 상기 치환기는 치환기를 더 가져도 좋다. 예를 들어, 탄소수 6~13의 아릴기는 카바졸일기, 다이벤조싸이오펜일기, 또는 다이벤조퓨란일기를 가져도 좋다.
카바졸일기의 예에는 9H-카바졸-9-일기, 9H-카바졸-3-일기, 9H-카바졸-2-일기, 9-페닐-9H-카바졸-3-일기, 9-페닐-9H-카바졸-2-일기, 및 2,8-다이페닐-9H-카바졸-9-일기가 포함된다. 다이벤조싸이오펜일기의 예에는 1-다이벤조싸이오펜일기, 2-다이벤조싸이오펜일기, 3-다이벤조싸이오펜일기, 4-다이벤조싸이오펜일기, 2,8-다이페닐-4-다이벤조싸이오펜일기, 및 2,6,8-트라이페닐-4-다이벤조싸이오펜일기가 포함된다. 다이벤조퓨란일기의 예에는 1-다이벤조퓨란일기, 2-다이벤조퓨란일기, 3-다이벤조퓨란일기, 4-다이벤조퓨란일기, 2,8-다이페닐-4-다이벤조퓨란일기, 및 2,6,8-트라이페닐-4-다이벤조퓨란일기가 포함된다.
탄소수 1~6의 알킬기 및 탄소수 3~6의 사이클로알킬기의 예에는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, 아이소뷰틸기, tert-뷰틸기, n-펜틸기, 아이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 아이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, 네오-헥실기, 사이클로헥실기, 3-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 2-에틸뷰틸기, 1,2-다이메틸뷰틸기, 및 2,3-다이메틸뷰틸기가 포함된다.
탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기의 예에는 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 오르토-톨릴기, 메타-톨릴기, 파라-톨릴기, 오르토-바이페닐기, 메타-바이페닐기, 파라-바이페닐기, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일기, 9,9-다이페닐-9H-플루오렌-2-일기, 9H-플루오렌-2-일기, 파라-tert-뷰틸페닐기, 메시틸기, 2-(9H-카바졸-9-일)페닐기, 3-(9H-카바졸-9-일)페닐기, 4-(9H-카바졸-9-일)페닐기, 2-(4-다이벤조싸이오펜일)페닐기, 3-(4-다이벤조싸이오펜일)페닐기, 4-(4-다이벤조싸이오펜일)페닐기, 2-(2-다이벤조싸이오펜일)페닐기, 3-(2-다이벤조싸이오펜일)페닐기, 4-(2-다이벤조싸이오펜일)페닐기, 2-(4-다이벤조퓨란일)페닐기, 3-(4-다이벤조퓨란일)페닐기, 4-(4-다이벤조퓨란일)페닐기, 2-(2-다이벤조퓨란일)페닐기, 3-(2-다이벤조퓨란일)페닐기, 및 4-(2-다이벤조퓨란일)페닐기가 포함된다.
상기 치환기는 이들 예에 한정되지 않고, 상기 치환기가 치환기를 더 가져도 좋다.
본 발명의 다른 일 형태는 구조식(101), (102), (103), (105), 및 (106) 중 어느 하나로 표시되는 유기 화합물이다.
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
일반식(G1-1), (G1-2), (G1-3), (G1-4), (G2-1), (G2-2), (G2-3), 및 (G2-4)으로 표시되는 유기 화합물의 구체적인 예는 구조식(100)~(150)으로 표시되는 유기 화합물이다. 다만 본 발명의 일 형태는 이들에 한정되지 않는다.
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
다음에, 일반식(G1-1)으로 표시되는 유기 화합물의 합성 방법의 예에 대하여 설명한다. 다양한 반응을 적용할 수 있고, 예를 들어 이하에서 설명하는 합성 반응을 통하여 합성할 수 있다. 또한, 합성 방법은 이하의 반응에 한정되지 않는다.
≪일반식(G1-1)으로 표시되는 유기 화합물의 합성 방법≫
일반식(G1)으로 표시되는 유기 화합물은 이하에 나타내는 합성 스킴(A-1)과 같이 합성할 수 있다. 벤젠 고리 및 플루오렌 고리로부터 선택된 고리를 갖는 화합물(화합물 1)과 다이벤조[f,h]퀴녹살린 화합물(화합물 2)을 커플링함으로써, 일반식(G1-1)으로 표시되는 화합물을 얻을 수 있다.
Figure pct00031
합성 스킴(A-1)에서, A는 치환 또는 비치환된 다이벤조[f,h]퀴녹살린-일기를 나타내고, Ar1은 1개~4개의 고리로 형성된 치환기를 나타내고, 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리이고, X1 및 X2 중 하나는 할로젠 또는 트라이플루오로메테인설폰일옥시기를 나타내고, X1 및 X2 중 다른 하나는 보론산, 보론산 에스터, 할로젠화마그네슘기, 또는 유기주석기를 나타내고, n은 2 또는 3을 나타낸다.
합성 스킴(A-1)에서, 팔라듐 촉매를 사용한 스즈키-미야우라 커플링을 수행하는 경우, X1 및 X2 중 하나는 할로젠 또는 트라이플루오로메테인설폰일옥시기를 나타내고, 다른 하나는 보론산 또는 보론산 에스터를 나타내는 것이 바람직하다. 할로젠은 아이오딘, 브로민, 또는 염소인 것이 바람직하다. 상기 반응에서, 비스(다이벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 또는 아세트산 팔라듐(II) 등의 팔라듐 화합물, 및 트라이(tert-뷰틸)포스핀, 트라이(n-헥실)포스핀, 트라이사이클로헥실포스핀, 다이(1-아다만틸)-n-뷰틸포스핀, 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐, 또는 트라이(오르토-톨릴)포스핀 등의 배위자를 사용할 수 있다. 상기 반응에서, 소듐 tert-뷰톡사이드 등의 유기 염기, 탄산 포타슘, 탄산 세슘, 또는 탄산 소듐 등의 무기 염기 등을 사용할 수 있다. 상기 반응에서, 용매로서 톨루엔, 자일렌, 벤젠, 테트라하이드로퓨란, 다이옥세인, 에탄올, 메탄올, 물 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 반응에서 사용할 수 있는 시약은 이들에 한정되지 않는다.
합성 스킴(A-1)에서 수행되는 반응은 스즈키-미야우라 커플링 반응에 한정되지 않는다. 예를 들어 유기주석 화합물을 사용한 미기타-코스기-스틸 커플링, 그리냐르 시약을 사용한 쿠마다-타마오-코류 커플링, 유기아연 화합물을 사용한 네기시 커플링, 구리 또는 구리 화합물을 사용한 반응을 사용할 수 있다.
일반식(G2-1)으로 표시되는 유기 화합물은, 벤젠 고리로 형성되는 화합물을 화합물 1로서 사용한 합성 스킴(A-1)을 통하여 얻을 수 있다.
상술한 공정을 거쳐 본 실시형태의 유기 화합물을 합성할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 높은 S1 준위, 높은 T1 준위, HOMO 준위와 LUMO 준위 사이의 넓은 에너지 갭(Eg)을 갖기 때문에, 발광 소자에서, 발광 물질이 분산되는 발광층의 호스트 재료로서 상기 유기 화합물을 사용함으로써 높은 전류 효율을 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 인광성 화합물이 분산되는 호스트 재료로서 적합하게 사용된다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 전자 수송성이 높기 때문에, 발광 소자에서의 전자 수송층을 위한 재료로서 적합하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 사용함으로써, 구동 전압이 낮고 전류 효율이 높은 발광 소자를 얻을 수 있다. 또한, 이 발광 소자를 사용함으로써, 각각 소비 전력이 저감된 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 얻을 수 있다.
본 실시형태에서 설명한 구조는 다른 실시형태들에서 설명하는 구조 중 어느 것과 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 발광층에 사용한 발광 소자에 대하여 도 1의 (A)~(C)를 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 발광 소자에서, 적어도 발광층을 갖는 EL층이 한 쌍의 전극 사이에 개재된다. EL층은 발광층에 더하여 복수의 층을 가져도 좋다. 복수의 층은, 캐리어 주입성이 높은 물질을 포함하는 층과 캐리어 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이 조합되어 적층됨으로써, 발광 영역이 전극으로부터 먼 영역에 형성된(즉, 전극으로부터 먼 영역에서 캐리어가 재결합된) 구조를 갖는다. 본 명세서에서, 캐리어 주입성 또는 캐리어 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은, 예를 들어 캐리어를 주입하거나 수송하기 위하여 기능하는, 기능층이라고도 불린다. 기능층으로서는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층 등을 사용할 수 있다.
도 1의 (A)에 도시된 본 실시형태의 발광 소자에서, 기판(100) 위에 위치하는 한 쌍의 전극(제 1 전극(101) 및 제 2 전극(103)) 사이에 EL층(102)이 제공된다. EL층(102)은 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 및 전자 주입층(115)을 포함한다. 또한, 본 실시형태에서 설명하는 발광 소자에서, 제 1 전극(101)이 양극으로서 기능하고, 제 2 전극(103)이 음극으로서 기능한다.
발광 소자의 지지체로서 기판(100)이 사용된다. 예를 들어, 유리, 석영, 플라스틱 등을 기판(100)에 사용할 수 있다. 가요성 기판을 사용하여도 좋다. 가요성 기판은, 예를 들어 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 또는 폴리에터설폰으로 이루어진 플라스틱 기판 등, 휘어질 수 있는 기판이다. 또는, 필름(폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리 불화 바이닐, 또는 폴리 염화 바이닐 등으로 이루어짐), 증착에 의하여 무기 물질이 퇴적된 필름 등을 사용할 수 있다. 또한, 발광 소자의 제작 공정에서 지지체로서 기능할 수 있기만 하면 다른 기판을 사용할 수 있다.
제 1 전극(101) 및 제 2 전극(103)에는, 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 그 혼합물 등을 사용할 수 있다. 구체적으로 산화 인듐-산화 주석(ITO: indium tin oxide), 실리콘 또는 산화 실리콘을 포함하는 산화 인듐-산화 주석, 산화 인듐-산화 아연, 산화 텅스텐 및 산화 아연을 포함하는 산화 인듐, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크로뮴(Cr), 몰리브데넘(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 및 타이타늄(Ti)을 사용할 수 있다. 또한, 원소 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 원소, 예를 들어 리튬(Li) 또는 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 칼슘(Ca) 또는 스트론튬(Sr) 등의 알칼리 토금속, 이러한 원소를 포함하는 합금, 유로퓸(Eu) 또는 이터븀(Yb) 등의 희토류 금속, 이러한 원소를 포함하는 합금, 마그네슘(Mg), 그래핀 등을 사용할 수 있다. 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(103)은, 예를 들어 스퍼터링법, 증착법(진공 증착법을 포함함) 등에 의하여 형성할 수 있다.
제 1 전극(101) 위에 형성되는 EL층(102)은 적어도 발광층(113)을 포함하고, EL층(102)의 일부가 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 사용하여 형성된다. EL층(102)에는 다양한 물질을 사용할 수 있고, 저분자 화합물 및 고분자 화합물 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 또한, EL층(102)을 형성하기 위하여 사용되는 물질은 유기 화합물만으로 형성될 뿐만 아니라, 무기 화합물이 부분적으로 포함되는 구조를 가져도 좋다.
정공 주입층(111) 및 정공 수송층(112)에 사용되는 정공 수송성이 높은 물질로서는, π-전자 풍부(π-electron rich) 복소 방향족 화합물(예를 들어 카바졸 유도체 또는 인돌 유도체) 또는 방향족 아민 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: NPB), N,N '-비스(3-메틸페닐)-N,N'-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(약칭: TPD), 4,4'-비스[N-(스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: BSPB), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: BPAFLP), 4-페닐-3'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: mBPAFLP), 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBA1BP), 4,4'-다이페닐-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBBi1BP), 4-(1-나프틸)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBANB), 4,4'-다이(1-나프틸)-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBNBB), 9,9-다이메틸-N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]플루오렌-2-아민(약칭: PCBAF), 또는 N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-아민(약칭: PCBASF) 등의 방향족 아민 골격을 갖는 화합물; 1,3-비스(N-카바졸일)벤젠(약칭: mCP), 4,4'-다이(N-카바졸일)바이페닐(약칭: CBP), 3,6-비스(3,5-다이페닐페닐)-9-페닐카바졸(약칭: CzTP), 또는 3,3'-비스(9-페닐-9H-카바졸)(약칭: PCCP) 등의 카바졸 골격을 갖는 화합물; 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조싸이오펜)(약칭: DBT3P-II), 2,8-다이페닐-4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]다이벤조싸이오펜(약칭: DBTFLP-III), 또는 4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-6-페닐다이벤조싸이오펜(약칭: DBTFLP-IV) 등의 싸이오펜 골격을 갖는 화합물; 및 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조퓨란)(약칭: DBF3P-II) 또는 4-{3-[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]페닐}다이벤조퓨란(약칭: mmDBFFLBi-II) 등의 퓨란 골격을 갖는 화합물을 사용할 수 있다.
상술한 물질에서, 카바졸 골격을 갖는 화합물은 신뢰성이 높으며, 정공 수송성이 높아 구동 전압 저감에 기여하기 때문에 바람직하다.
또한, 정공 주입층(111) 및 정공 수송층(112)에 사용될 수 있는 재료로서, 폴리(N-바이닐카바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-바이닐트라이페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-다이페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아마이드](약칭: PTPDMA), 또는 폴리[N,N '-비스(4-뷰틸페닐)-N,N '-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 사용할 수 있다.
상술한 정공 수송성이 높은 물질 중 어느 것과 억셉터성 물질이 혼합된 층이 정공 주입층(111) 및 정공 수송층(112)으로서 사용되면 양호한 캐리어 주입성이 얻어져 바람직하다. 사용되는 억셉터성 물질의 예에는 주기율표의 4~8족 중 어느 것에 속하는 금속의 산화물이 포함된다. 구체적으로는, 산화 몰리브데넘이 특히 바람직하다.
발광층(113)은 예를 들어 호스트 재료(제 1 유기 화합물)로서 전자 수송 재료, 게스트 재료(제 2 유기 화합물)로서 형광성 화합물, 어시스트 재료(제 3 유기 화합물)로서 정공 수송 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 호스트 재료와 어시스트 재료 사이의 캐리어 수송성에 관한 관계는 상기에 한정되지 않고, 어시스트 재료로서 전자 수송 재료가 사용되고, 호스트 재료로서 정공 수송 재료가 사용되어도 좋다.
실시형태 1에서 설명한 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 발광층(113)에서의 호스트 재료로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 높은 T1 준위를 가지므로 높은 S1 준위도 갖는다. 따라서, 형광성 화합물을 위한 호스트 재료로서도 사용할 수 있다.
게스트 재료의 예로서는, 인광성 화합물 및 열 활성 지연 형광(TADF) 재료를 들 수 있다.
인광성 화합물로서는, 예를 들어, 440nm~520nm 사이에 발광 피크를 갖는 인광성 화합물을 들 수 있고, 그의 예는, 트리스{2-[5-(2-메틸페닐)-4-(2,6-다이메틸페닐)-4H-1,2,4-트라이아졸-3-일-κN2]페닐-κC}이리듐(III)(약칭: Ir(mpptz-dmp)3), 트리스(5-메틸-3,4-다이페닐-4H-1,2,4-트라이아졸레이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(Mptz)3], 및 트리스[4-(3-바이페닐)-5-아이소프로필-3-페닐-4H-1,2,4-트라이아졸레이토]이리듐(III)(약칭: Ir(iPrptz-3b)3) 등 4H-트라이아졸 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; 트리스[3-메틸-1-(2-메틸페닐)-5-페닐-1H-1,2,4-트라이아졸레이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(Mptzl-mp)3]) 및 트리스(1-메틸-5-페닐-3-프로필-1H-1,2,4-트라이아졸레이토)이리듐(III)(약칭: Ir(Prptzl-Me)3) 등 1H-트라이아졸 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; fac-트리스[1-(2,6-다이아이소프로필페닐)-2-페닐-1H-이미다졸]이리듐(III)(약칭: Ir(iPrpmi)3) 및 트리스[3-(2,6-다이메틸페닐)-7-메틸이미다조[1,2-f]페난트리디네이토]이리듐(III)(약칭: Ir(dmpimpt-Me)3) 등 이미다졸 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; 및 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C 2' ]이리듐(III) 테트라키스(1-피라졸일)보레이트(약칭: FIr6), 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C 2' ]이리듐(III) 피콜리네이트(약칭: FIrpic), 비스{2-[3',5'-비스(트라이플루오로메틸)페닐]피리디네이토-N,C 2 ' }이리듐(III) 피콜리네이트(약칭: Ir(CF3ppy)2(pic)), 및 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C 2' ]이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: FIr(acac)) 등 전자 흡인기를 갖는 페닐피리딘 유도체가 리간드인 유기금속 이리듐 복합체를 포함한다. 상기에 제시한 재료 중, 4H-트라이아졸 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체는 높은 신뢰성 및 높은 발광 효율을 가지므로 특히 바람직하다.
520nm~600nm 사이에 발광 피크를 갖는 인광성 화합물의 예는, 트리스(4-메틸-6-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppm)3]), 트리스(4-t-뷰틸-6-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tBuppm)3]), (아세틸아세토네이토)비스(6-메틸-4-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppm)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스(6-tert-뷰틸-4-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tBuppm)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스[4-(2-노보닐)-6-페닐피리미디네이토]이리듐(III)(엔도-및-엑소-혼합물)(약칭: Ir(nbppm)2(acac)), (아세틸아세토네이토)비스[5-메틸-6-(2-메틸페닐)-4-페닐피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(mpmppm)2(acac)]), 및 (아세틸아세토네이토)비스(4,6-다이페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(dppm)2(acac)]) 등 피리미딘 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; (아세틸아세토네이토)비스(3,5-다이메틸-2-페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppr-Me)2(acac)]) 및 (아세틸아세토네이토)비스(5-아이소프로필-3-메틸-2-페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppr-iPr)2(acac)]) 등 피라진 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; 트리스(2-페닐피리디네이토-N,C 2' )이리듐(III)(약칭: [Ir(ppy)3]), 비스(2-페닐피리디네이토-N,C 2' )이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(ppy)2(acac)]), 비스(벤조[h]퀴놀리네이토)이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(bzq)2(acac)]), 트리스(벤조[h]퀴놀리네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(bzq)3]), 트리스(2-페닐퀴놀리네이토-N,C 2' )이리듐(III)(약칭: [Ir(pq)3]), 및 비스(2-페닐퀴놀리네이토-N,C 2' )이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(pq)2(acac)]) 등 피리딘 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; 및 트리스(아세틸아세토네이토) (모노페난트롤린)터븀(III)(약칭: [Tb(acac)3(Phen)]) 등의 희토류 금속 복합체를 포함한다. 상기에 제시한 재료 중, 피리미딘 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체는 현저히 높은 신뢰성 및 발광 효율을 가지므로 특히 바람직하다.
600nm~700nm 사이에 발광 피크를 갖는 인광성 화합물의 예는, (다이아이소뷰티릴메타네이토)비스[4,6-비스(3-메틸페닐)피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(5mdppm)2(dibm)]), 비스[4,6-비스(3-메틸페닐)피리미디네이토](다이피발로일메타네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(5mdppm)2(dpm)]), 및 비스[4,6-다이(나프탈렌-1-일)피리미디네이토](다이피발로일메타네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(d1npm)2(dpm)]) 등 피리미딘 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; (아세틸아세토네이토)비스(2,3,5-트라이페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tppr)2(acac)]), 비스(2,3,5-트라이페닐피라지네이토)(다이피발로일메타네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tppr)2(dpm)]), 및 (아세틸아세토네이토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(Fdpq)2(acac)]) 등 피라진 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; 트리스(1-페닐아이소퀴놀리네이토-N,C 2' )이리듐(III)(약칭: [Ir(piq)3]) 및 비스(1-페닐아이소퀴놀리네이토-N,C 2' )이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(piq)2(acac)]) 등 피리딘 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체; 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린 백금(II)(약칭: PtOEP) 등의 백금 복합체; 및 트리스(1,3-다이페닐-1,3-프로페인디오네이토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: [Eu(DBM)3(Phen)]) 및 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트라이플루오로아세토네이토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: [Eu(TTA)3(Phen)]) 등의 희토류 금속 복합체를 포함한다. 상기에 제시한 재료 중, 피리미딘 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체는 현저히 높은 신뢰성 및 발광 효율을 가지므로 특히 바람직하다. 또한, 피라진 골격을 갖는 유기금속 이리듐 복합체는 우수한 색도를 갖는 적색 발광을 제공할 수 있다.
어시스트 재료로서는, 정공 주입층(111) 및 정공 수송층(112)에 사용할 수 있는 정공 수송성이 높은 물질을 사용할 수 있다.
구체적으로는, 카바졸 골격을 갖는 화합물은 신뢰성이 높으며, 정공 수송성이 높아 구동 전압 저감에 기여하기 때문에, 어시스트 재료로서 바람직하게 사용된다.
호스트 재료 및 어시스트 재료는 각각 청색광의 파장 영역에 흡수를 갖지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 흡수 컷오프(absorption cutoff)가 440nm 이하인 것이 바람직하다.
전자 수송층(114)은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 높은 전자 수송성을 가지므로 전자 수송층(114)에 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물 외에, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약칭: Alq3), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이토)베릴륨(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)(4-페닐페놀레이토)알루미늄(약칭: BAlq), 비스[2-(2-벤즈옥사졸일)페놀레이토]아연(약칭: Zn(BOX)2), 또는 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조싸이아졸레이토]아연(약칭: Zn(BTZ)2) 등의 금속 복합체를 전자 수송층(114)에 사용할 수 있다. 또한, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4'-tert-뷰틸페닐)-4-페닐-5-(4''-바이페닐)-1,2,4-트라이아졸(약칭: TAZ), 3-(4-tert-뷰틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-바이페닐)-1,2,4-트라이아졸(약칭: p-EtTAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP), 또는 4,4'-비스(5-메틸벤즈옥사졸-2-일)스틸벤(약칭: BzOs) 등의 복소 방향족 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 폴리(2,5-피리딘다이일)(약칭: PPy), 폴리[(9,9-다이헥실플루오렌-2,7-다이일)-co-(피리딘-3,5-다이일)](약칭: PF-Py), 또는 폴리[(9,9-다이옥틸플루오렌-2,7-다이일)-co-(2,2'-바이피리딘-6,6'-다이일)](약칭: PF-BPy) 등의 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 여기에 제시한 물질은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높기만 하면, 다른 물질을 전자 수송층(114)에 사용하여도 좋다.
전자 수송층(114)은 단층에 한정되지 않고, 상술한 물질 중 어느 것을 포함하는 2개 이상의 층의 적층이어도 좋다.
전자 주입층(115)은 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입층(115)에는, 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 불화 칼슘(CaF2), 또는 산화 리튬(LiOx) 등의 알칼리 금속 화합물 또는 알칼리 토금속 화합물을 사용할 수 있다. 불화 어븀(ErF3) 등의 희토류 금속 화합물을 사용할 수도 있다. 또한, 전자화물을 전자 주입층(115)에 사용하여도 좋다. 전자화물의 예로서는, 칼슘과 알루미늄을 포함하는 혼합 산화물에 전자가 첨가된 물질을 들 수 있다. 상술한 전자 수송층(114)을 형성하기 위한 물질 중 어느 것을 사용할 수도 있다.
또는, 전자 주입층(115)에, 유기 화합물과 전자 공여체(도너)가 혼합된 복합 재료를 사용하여도 좋다. 이러한 복합 재료는 전자 공여체에 의하여 유기 화합물에 전자가 발생되기 때문에 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물은 발생한 전자의 수송 특성이 우수한 재료인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 상기에 제시한 전자 수송층(114)을 형성하기 위한 물질(예를 들어, 금속 복합체 및 복소 방향족 화합물)을 사용할 수 있다. 전자 공여체로서는, 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질을 사용하여도 좋다. 구체적으로는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 어븀, 및 이터븀을 들 수 있다. 또한, 알칼리 금속 산화물 또는 알칼리 토금속 산화물이 바람직하고, 예를 들어 산화 리튬, 산화 칼슘, 산화 바륨 등을 들 수 있다. 산화 마그네슘과 같은 루이스 염기를 사용할 수도 있다. 또한, 테트라싸이아풀발렌(약칭: TTF) 등의 유기 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 상술한 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 및 전자 주입층(115)은 각각 증착법(예를 들어, 진공 증착법), 잉크젯법, 또는 도포법 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
상술한 발광 소자에 있어서, 제 1 전극(101)과 제 2 전극(103) 사이에 인가된 전위차에 의하여 전류가 흘러 EL층(102)에서 정공과 전자가 재결합됨으로써 발광한다. 그리고, 발해진 광이 제 1 전극(101), 제 2 전극(103), 또는 양쪽 모두를 통하여 외부로 추출된다. 따라서, 제 1 전극(101), 제 2 전극(103), 또는 양쪽 모두는 투광성을 갖는 전극이다.
제 1 전극(101)과 제 2 전극(103) 사이에 제공되는 층의 구조는 상술한 것에 한정되지 않는다. 발광 영역이 금속에 근접한 것으로 인한 소광을 방지하기 위하여, 정공과 전자가 재결합하는 발광 영역이 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(103)으로부터 먼 위치에 제공되기만 하면, 상술한 것 외의 구조를 사용하여도 좋다.
바꿔 말하면, 층의 적층 구조에 특별한 제한은 없다. 전자 수송성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 정공 주입성이 높은 물질, 바이폴러성 물질(전자 수송성이 높으며 정공 수송성이 높은 물질), 정공 블로킹 재료 등을 포함하는 층을, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 포함하는 발광층과 자유로이 조합할 수 있다.
발광층(특히 발광층을 위한 호스트 재료) 및 전자 수송층의 양쪽에 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 사용하면, 매우 낮은 구동 전압을 얻을 수 있다.
다음에, 도 1의 (B) 및 (C)에 도시된 발광 소자에 대하여 설명한다.
도 1의 (B)에 도시된 발광 소자는 제 1 전극(301)과 제 2 전극(303) 사이에 복수의 발광층(제 1 발광층(311) 및 제 2 발광층(312))을 포함하는 탠덤 발광 소자이다.
제 1 전극(301)은 양극으로서 기능하고, 제 2 전극(303)은 음극으로서 기능한다. 또한, 제 1 전극(301) 및 제 2 전극(303)은 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(103)과 같은 구조를 가질 수 있다.
제 1 발광층(311) 및 제 2 발광층(312)은 발광층(113)과 같은 구조를 가질 수 있다. 또한, 제 1 발광층(311) 및 제 2 발광층(312)의 구조는, 제 1 발광층(311) 및 제 2 발광층(312) 중 적어도 하나가 발광층(113)과 같은 구조를 가지기만 하면 서로 같아도 좋고, 상이하여도 좋다. 또한, 제 1 발광층(311) 및 제 2 발광층(312)에 더하여, 상술한 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 전자 수송층(114), 및 전자 주입층(115)을 적절히 제공하여도 좋다.
제 1 발광층(311)과 제 2 발광층(312) 사이에는 전하 발생층(313)이 제공된다. 전하 발생층(313)은, 제 1 전극(301)과 제 2 전극(303) 사이에 전압이 인가된 경우에 발광층들 중 하나에 전자를 주입하고 발광층들 중 다른 하나에 정공을 주입하는 기능을 갖는다. 본 실시형태에서는, 제 1 전극(301)의 전위가 제 2 전극(303)보다 높게 되도록 전압이 인가될 때, 전하 발생층(313)은 제 1 발광층(311)에 전자를 주입하고 제 2 발광층(312)에 정공을 주입한다.
또한, 광 추출 효율의 관점에서, 전하 발생층(313)은 가시광에 대한 투광성을 갖는 것(구체적으로, 40% 이상의 가시광 투과율을 갖는 것)이 바람직하다. 전하 발생층(313)은 제 1 전극(301) 또는 제 2 전극(303)보다 낮은 도전율을 가지더라도 기능한다.
전하 발생층(313)은 정공 수송성이 높은 유기 화합물에 전자 수용체(억셉터)가 첨가된 구조를 가져도, 또는 전자 수송성이 높은 유기 화합물에 전자 공여체가 첨가된 구조를 가져도 좋다. 또는, 이들 구조 양쪽이 적층되어도 좋다.
정공 수송성이 높은 유기 화합물에 전자 수용체가 첨가된 구조의 경우, 정공 수송성이 높은 유기 화합물로서는, 예를 들어, NPB, TPD, TDATA, MTDATA, 또는 4,4'-비스[N-(스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다. 여기에 제시한 물질은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다. 다만, 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 유기 화합물이기만 하면, 상술한 물질 이외의 물질을 사용하여도 좋다.
또한 전자 수용체로서는, 7,7,8,8-테트라사이아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노다이메테인(약칭: F4-TCNQ), 클로라닐 등을 들 수 있다. 또한, 원소 주기율표의 4족~8족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화 바나듐, 산화 나이오븀, 산화 탄탈럼, 산화 크로뮴, 산화 몰리브데넘, 산화 텅스텐, 산화 망가니즈, 및 산화 레늄은 그 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 이들 금속 산화물 중, 산화 몰리브데넘은 공기 중에서 안정적이고, 흡습성이 낮고, 취급하기 쉽기 때문에 특히 바람직하다.
전자 수송성이 높은 유기 화합물에 전자 공여체가 첨가된 구조의 경우에는, 전자 수송성이 높은 유기 화합물로서는, 예를 들어, Alq, Almq3, BeBq2, 또는 BAlq 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 복합체 등을 사용할 수 있다. 또는, Zn(BOX)2 또는 Zn(BTZ)2 등 옥사졸계 리간드 또는 싸이아졸계 리간드를 갖는 금속 복합체 등을 사용할 수 있다. 금속 복합체 외에, PBD, OXD-7, TAZ, BPhen, BCP 등을 사용할 수 있다. 여기에 제시한 물질은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 다만, 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 유기 화합물이기만 하면, 상술한 물질 이외의 물질을 사용하여도 좋다.
전자 공여체로서는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 원소 주기율표의 13족에 속하는 금속, 또는 그 산화물이나 탄산염을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 리튬(Li), 세슘(Cs), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 이터븀(Yb), 인듐(In), 산화 리튬, 탄산 세슘 등을 사용하는 것이 바람직하다. 테트라싸이아나프타센 등의 유기 화합물을 전자 공여체로서 사용하여도 좋다.
도 1의 (B)에는 2개의 발광층을 갖는 발광 소자를 도시하였지만, 본 발명을 도 1의 (C)에 도시된 바와 같이 n개의 발광층(n은 3 이상)이 적층된 발광 소자에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 본 실시형태의 발광 소자와 같이 한 쌍의 전극 사이에 복수의 발광층이 제공된 경우, 발광층들 사이에 전하 발생층(313)을 제공함으로써, 발광 소자는 전류 밀도가 낮은 채로 고휘도 영역에서 발광할 수 있다. 전류 밀도가 낮게 유지될 수 있으므로, 그 소자는 장수명을 가질 수 있다. 또한, 낮은 전압으로 구동할 수 있고 소비 전력이 낮은 발광 장치를 얻을 수 있다.
발광층들의 발광색을 상이하게 함으로써, 전체로서 발광 소자로부터 원하는 색의 광을 얻을 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광층의 발광색과 제 2 발광층의 발광색이 보색(complementary color)이 되도록 2개의 발광층을 갖는 발광 소자를 형성함으로써, 발광 소자는 전체로서 백색 발광할 수 있다. 또한, "보색"이란 섞이면 무채색(achromatic color)을 생성하는 색을 말한다. 바꿔 말하면, 발광색이 보색인 물질들로부터 발해진 광을 섞음으로써 백색 발광을 얻을 수 있다.
또한, 3개의 발광층을 갖는 발광 소자에 대해서도 마찬가지이다. 예를 들어, 제 1 발광층의 발광색이 적색, 제 2 발광층의 발광색이 녹색, 제 3 발광층의 발광색이 청색인 경우에 발광 소자는 전체로서 백색 발광할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 본 실시형태의 발광 소자의 발광층에 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 에너지 갭이 넓기 때문에, 발광 소자에서 발광 물질이 분산되는 발광층의 호스트 재료로서 상기 유기 화합물을 사용함으로써 높은 전류 효율을 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 인광성 화합물이 분산되는 호스트 재료로서 적합하게 사용된다.
또한, 발광층에 상술한 유기 화합물을 포함하는 발광 소자는 낮은 전압으로 구동할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자는 수명이 길다.
본 실시형태에서 설명한 구조는 다른 실시형태들에서 설명하는 구조 중 어느 것과 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물이 발광층에 사용되는 발광 소자에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 EL층을 포함하고, EL층에서의 발광층은 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물, 및 2종류 이상의 유기 화합물을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서 설명하는 발광 소자는 한 쌍의 전극(제 1 전극(201) 및 제 2 전극(202)) 사이에 EL층(203)을 포함한다. EL층(203)은 적어도 발광층(204)을 포함하고, 제 1 전극(201)과 발광층(204) 사이 및 제 2 전극(202)과 발광층(204) 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전하 발생층 등을 적절히 포함한다. 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 전하 발생층을 위한 물질로서는 실시형태 2에서 설명한 물질을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서 제 1 전극(201)은 양극으로서 사용되고, 제 2 전극(202)은 음극으로서 사용된다.
본 실시형태에서 설명하는 발광층(204)은 제 2 유기 화합물(207) 및 인광성 화합물(205)에 더하여, 실시형태 1에서 설명한 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 제 1 유기 화합물(206)로서 포함한다. 인광성 화합물(205)은 게스트 재료이고, 제 1 유기 화합물(206) 및 제 2 유기 화합물(207) 중, 발광층(204)에서의 함유량이 더 높은 하나는 호스트 재료이다. 여기서는 제 1 유기 화합물(206)을 호스트 재료로서 사용하는 구조에 대하여 설명한다.
게스트 재료가 호스트 재료에 분산된 구조를 발광층(204)이 가지면, 발광층의 결정화를 억제할 수 있다. 또한, 게스트 재료의 농도가 높은 것으로 인한 농도 소광을 억제할 수 있어, 발광 소자는 더 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
제 1 유기 화합물(206) 및 제 2 유기 화합물(207) 각각의 T1 준위는 인광성 화합물(205)보다 높은 것이 바람직하다. 이것은, 제 1 유기 화합물(206)(또는 제 2 유기 화합물(207))의 T1 준위가 인광성 화합물(205)보다 낮으면, 발광에 기여하는 인광성 화합물(205)의 삼중항 들뜸 에너지가 제 1 유기 화합물(206)(또는 제 2 유기 화합물(207))에 의하여 소광되어, 발광 효율이 저하되기 때문이다.
여기서, 호스트 재료로부터 게스트 재료로의 에너지 이동의 효율을 향상시키기 위해서는, 호스트 재료의 발광 스펙트럼(단일항 들뜬 상태로부터의 에너지 이동에서 형광 스펙트럼, 삼중항 들뜬 상태로부터의 에너지 이동에서 인광 스펙트럼)은 게스트 재료의 흡수 스펙트럼(구체적으로, 가장 긴 파장 측의 흡수대)과 크게 중첩되는 것이 바람직하다. 하지만, 일반적인 인광 게스트 재료의 경우, 호스트 재료의 형광 스펙트럼과 게스트 재료의 가장 긴 파장 측의 흡수대 사이의 중첩을 얻기 어렵다. 이 이유는, 호스트 재료의 형광 스펙트럼이 게스트 재료의 가장 긴 파장 측의 흡수대와 중첩되면, 호스트 재료의 인광 스펙트럼이 형광 스펙트럼보다 긴 파장 측에 위치되므로, 호스트 재료의 T1 준위가 인광성 화합물의 T1 준위보다 높게 될 수 없고 상술한 소광이 일어난다; 하지만, 소광을 피하기 위하여 호스트 재료의 T1 준위가 인광성 화합물의 T1 준위보다 높게 되도록 호스트 재료를 설계하면, 호스트 재료의 형광 스펙트럼이 짧은 파장 측으로 이동되어, 형광 스펙트럼은 게스트 재료의 가장 긴 파장 측의 흡수대와 사소하게 중첩되기 때문이다. 따라서, 일반적으로, 호스트 재료의 단일항 들뜬 상태로부터의 에너지 이동을 최대화하기 위하여 호스트 재료의 형광 스펙트럼과 게스트 재료의 가장 긴 파장 측의 흡수대 사이의 중첩을 얻는 것은 어렵다.
따라서 본 실시형태에서는, 제 1 유기 화합물(206)과 제 2 유기 화합물(207)의 조합이 들뜬 복합체를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 1 유기 화합물(206) 및 제 2 유기 화합물(207)은 발광층(204)에서 캐리어가 재결합할 때에 들뜬 복합체를 형성한다. 이로써, 발광층(204)은, 제 1 유기 화합물(206) 및 제 2 유기 화합물(207)에 비하여 긴 파장 측에 들뜬 복합체의 발광 스펙트럼을 제공한다. 또한, 들뜬 복합체의 발광 스펙트럼이 게스트 재료의 흡수 스펙트럼과 크게 중첩되도록 제 1 유기 화합물(206) 및 제 2 유기 화합물(207)을 선택하면, 단일항 들뜬 상태로부터의 에너지 이동을 최대화할 수 있다. 또한, 삼중항 들뜬 상태의 경우에도, 제 1 유기 화합물(206) 또는 제 2 유기 화합물(207)로부터의 에너지 이동 대신에 들뜬 복합체로부터의 에너지 이동이 일어나는 것으로 추정된다.
인광성 화합물(205)로서는 예를 들어, 실시형태 2에서 설명한 인광성 화합물을 사용할 수 있다. 또한 인광성 화합물 대신에 열 활성 지연 형광 재료를 사용할 수도 있다. 제 1 유기 화합물(206)로서는 예를 들어, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물은 전자를 받아들이기 쉬운 화합물(전자 트랩성 화합물)이다. 제 2 유기 화합물(207)로서는 예를 들어, 정공을 받아들이기 쉬운 화합물(정공 트랩성 화합물)을 사용할 수 있다.
정공을 받아들이기 쉬운 화합물로서는 예를 들어, PCBA1BP, 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCN1), 4,4',4''-트리스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]트라이페닐아민(약칭: 1'-TNATA), 2,7-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: DPA2SF), N,N'-비스(9-페닐카바졸-3-일)-N,N'-다이페닐벤젠-1,3-다이아민(약칭: PCA2B), N-(9,9-다이메틸-2-N',N'-다이페닐아미노-9H-플루오렌-7-일)다이페닐아민(약칭: DPNF), 4-페닐다이페닐-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)아민(약칭: PCA1BP), N,N ',N"-트라이페닐-N,N',N"-트리스(9-페닐카바졸-3-일)벤젠-1,3,5-트라이아민(약칭: PCA3B), 2-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: PCASF), 2-[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: DPASF), N,N-다이(바이페닐-4-일)-N-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)아민(약칭: PCzBBA1), N,N '-비스[4-(카바졸-9-일)페닐]-N,N '-다이페닐-9,9-다이메틸플루오렌-2,7-다이아민(약칭: YGA2F), TPD, 4,4'-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: DPAB), N-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)-N-{9,9-다이메틸-2-[N'-페닐-N'-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)아미노]-9H-플루오렌-7-일}페닐아민(약칭: DFLADFL), 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA1), 3-[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzDPA1), 3,6-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzDPA2), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)바이페닐(약칭: DNTPD), 3,6-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-(1-나프틸)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzTPN2), 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA2) 등을 사용할 수 있다.
상술한 제 1 유기 화합물(206) 및 제 2 유기 화합물(207)은 상술한 예에 한정되지 않는다. 들뜬 복합체가 형성될 수 있도록 조합이 결정되고, 들뜬 복합체의 발광 스펙트럼이 인광성 화합물(205)의 흡수 스펙트럼과 중첩되고, 들뜬 복합체의 발광 스펙트럼의 피크가 인광성 화합물(205)의 흡수 스펙트럼의 피크보다 긴 파장을 갖는다.
또한, 전자를 받아들이기 쉬운 화합물 및 정공을 받아들이기 쉬운 화합물이 제 1 유기 화합물(206) 및 제 2 유기 화합물(207)에 사용되는 경우, 화합물의 혼합 비율에 의하여 캐리어 밸런스를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제 2 유기 화합물(207)에 대한 제 1 유기 화합물(206)의 비율(중량비)은 1:9~9:1인 것이 바람직하다.
본 실시형태에서 설명한 발광 소자에서, 에너지 이동 효율은 들뜬 복합체의 발광 스펙트럼과 인광성 화합물의 흡수 스펙트럼 사이의 중첩을 이용하는 에너지 이동에 의하여 향상될 수 있고, 이로써, 발광 소자의 높은 외부 양자 효율을 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 설명한 구조는 다른 실시형태들에서 설명하는 구조 중 어느 것과 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 장치에 대하여 도 3의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한다. 도 3의 (A)는 발광 장치를 도시한 상면도이고, 도 3의 (B)는 도 3의 (A)의 선 A-B 및 C-D를 따른 단면도이다.
본 실시형태의 발광 장치는 구동 회로부인 소스측 구동 회로(401) 및 게이트측 구동 회로(403), 화소부(402), 밀봉 기판(404), 밀봉 재료(405), FPC(flexible printed circuit)(409), 및 소자 기판(410)을 포함한다. 밀봉 재료(405)로 둘러싸인 부분은 공간(407)이다.
리드 배선(408)은 소스측 구동 회로(401) 및 게이트측 구동 회로(403)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이고, 비디오 신호, 클럭 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 외부 입력 단자로서 기능하는 FPC(409)로부터 수신한다. 여기서 FPC만이 도시되었지만, FPC에 PWB(printed wiring board)가 접착되어도 좋다. 본 명세서의 발광 장치는 발광 장치 본체뿐만 아니라 FPC 또는 PWB가 부착된 발광 장치도 포함한다.
도 3의 (A)에 도시된 소자 기판(410) 위에는 구동 회로부 및 화소부가 형성된다. 도 3의 (B)에는, 구동 회로부인 소스측 구동 회로(401) 및 화소부(402)에서의 하나의 화소를 도시하였다.
또한, 소스측 구동 회로(401)는 FET(423) 및 FET(424)를 포함한다. FET(423) 및 FET(424)를 포함하는 소스측 구동 회로(401)는 같은 도전형을 갖는 트랜지스터(n채널 트랜지스터 또는 p채널 트랜지스터)를 포함하는 회로, 또는 n채널 트랜지스터 및 p채널 트랜지스터를 포함하는 CMOS 회로로 형성되어도 좋다. 본 실시형태에서는 기판 위에 구동 회로가 형성된 드라이버 일체형에 대하여 설명하지만, 본 발명의 일 형태는 이 형태에 한정되지 않고, 구동 회로가 기판 외부에 형성될 수도 있다.
화소부(402)는, 스위칭 FET(411), 전류 제어 FET(412), 및 전류 제어 FET(412)의 배선(소스 전극 또는 드레인 전극)에 전기적으로 접속된 제 1 전극(413)을 각각 포함하는 복수의 화소로 형성된다. 본 실시형태에서, 화소부(402)는 2개의 FET(스위칭 FET(411) 및 전류 제어 FET(412))를 포함하지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화소부(402)는 3개 이상의 FET와 용량 소자를 조합하여 포함하여도 좋다.
FET(411, 412, 423, 및 424)로서, 예를 들어 스태거 트랜지스터 또는 역스태거 트랜지스터를 사용할 수 있다. FET(411, 412, 423, 및 424)에 사용할 수 있는 반도체 재료의 예에는 IV족 반도체(예를 들어 실리콘 및 갈륨), 화합물 반도체, 산화물 반도체, 및 유기 반도체가 포함된다. 또한, 반도체 재료의 결정성에 특별한 제한은 없고, 비정질 반도체 또는 결정성 반도체를 사용할 수 있다. 특히 FET(411, 412, 423, 및 424)에 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이 산화물 반도체의 예에는 In-Ga 산화물 및 In-M-Zn 산화물(M은 Al, Ga, Y, Zr, La, Ce, 또는 Nd를 나타냄)이 포함된다. 예를 들어, FET(411, 412, 423, 및 424)에 에너지 갭이 2eV 이상, 바람직하게는 2.5eV 이상, 더 바람직하게는 3eV 이상인 산화물 반도체를 사용하면, 트랜지스터의 오프 전류를 저감할 수 있다.
제 1 전극(413)의 단부를 덮도록 절연체(414)가 형성된다. 여기서, 절연체(414)는 포지티브 감광성 아크릴 수지를 사용하여 형성한다. 본 실시형태에서 제 1 전극(413)은 양극으로서 사용된다.
절연체(414)는 그 상단부 또는 하단부에 곡률을 갖는 곡면을 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 절연체(414) 위에 형성되는 막의 피복성을 양호하게 할 수 있다. 절연체(414)는 예를 들어 네거티브 감광성 수지 또는 포지티브 감광성 수지를 사용하여 형성할 수 있다. 절연체(414)의 재료는 유기 화합물에 한정되지 않고, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 또는 질화 실리콘 등의 무기 화합물을 사용할 수도 있다.
제 1 전극(413) 위에 EL층(416) 및 제 2 전극(417)이 적층된다. EL층(416)에는 적어도 발광층이 제공된다. 발광층에 더하여, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전하 발생층 등을 EL층(416)에 적절히 제공할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서 제 2 전극(417)은 음극으로서 사용된다.
발광 소자(418)는 제 1 전극(413), EL층(416), 및 제 2 전극(417)의 적층 구조를 갖는다. 제 1 전극(413), EL층(416), 및 제 2 전극(417)에는 상술한 실시형태에서 설명한 재료를 사용할 수 있다. 도시되지 않았지만, 제 2 전극(417)은 외부 입력 단자인 FPC(409)에 전기적으로 접속된다.
도 3의 (B)의 단면도는 하나의 발광 소자(418)만을 도시하였지만, 화소부(402)에서 복수의 발광 소자가 매트릭스로 배열되어 있다. 3종류의 색(R, G, 및 B)의 광을 발하는 발광 소자들을 화소부(402)에 선택적으로 형성함으로써, 풀 컬러 표시가 가능한 발광 장치를 제작할 수 있다. 3종류의 색(R, G, 및 B)의 광을 발하는 발광 소자들 외에, 예를 들어 백색(W), 황색(Y), 마젠타(M), 및 시안(C)의 광을 발하는 발광 소자들을 형성하여도 좋다. 이 경우, 색순도가 높고 소비 전력이 낮은 장점을 얻을 수 있다. 또는, 컬러 필터를 조합함으로써 풀 컬러 표시가 가능한 발광 장치를 제작하여도 좋다.
밀봉 재료(405)에 의하여 밀봉 기판(404)이 소자 기판(410)에 접착되어, 소자 기판(410), 밀봉 기판(404), 및 밀봉 재료(405)로 둘러싸인 공간(407)에 발광 소자(418)가 제공된다. 공간(407)은 불활성 가스(질소 또는 아르곤 등) 또는 밀봉 재료(405)에 의하여 채워질 수 있다.
밀봉 재료(405)로서 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 수분 및 산소를 가능한 한 투과시키지 않는 것이 바람직하다. 밀봉 기판(404)에 사용되는 재료로서는, 유리 기판 또는 석영 기판 외에 FRP(fiber-reinforced plastics), PVF(폴리플루오린화바이닐), 폴리에스터 수지, 아크릴 수지 등으로 형성되는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 하여, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 포함하는 액티브 매트릭스 발광 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자는 상술한 액티브 매트릭스 발광 장치뿐만 아니라 패시브 매트릭스 발광 장치에 사용할 수 있다. 도 4의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 포함하는 패시브 매트릭스 발광 장치의 사시도 및 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 4의 (B)의 단면도는 도 4의 (A)의 선 X-Y를 따른 것이다.
도 4의 (A) 및 (B)에서, 기판(501) 위에서 제 1 전극(502)과 제 2 전극(503) 사이에 EL층(504)이 제공된다. 제 1 전극(502)의 단부는 절연층(505)으로 덮인다. 또한, 절연층(505) 위에 격벽층(506)이 제공된다. 격벽층(506)의 측벽은, 양측의 측벽들 사이의 거리가 기판의 표면을 향하여 서서히 좁아지도록 기울어진다. 바꿔 말하면, 격벽층(506)의 짧은 변 방향을 따른 단면은 사다리꼴이고, 바닥(절연층(505)과 접하는 변)은 상부 변(절연층(505)과 접하지 않는 변)보다 짧다. 격벽층(506)을 이렇게 제공함으로써, 크로스토크 등으로 인한 발광 소자의 불량을 방지할 수 있다.
이로써, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 장치를 얻을 수 있다.
본 실시형태에서 설명한 발광 장치는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 사용하여 형성되기 때문에, 이 발광 장치는 낮은 소비 전력을 가질 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태들 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치를 사용하여 각각 완성된 다양한 전자 기기 및 조명 장치의 예에 대하여 도 5의 (A)~(E) 및 도 6의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한다.
전자 기기의 예에는, 텔레비전 장치(TV 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화(휴대 전화 장치라고도 함), 휴대 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파칭코기 등의 대형 게임기 등이 있다.
가요성을 갖는 기판 위에 제작되며 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물들 중 어느 것을 포함하는 발광 소자에 의하여, 곡면을 갖는 발광부를 갖는 전자 기기 또는 조명 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물들 중 어느 것을 포함하며, 한 쌍의 전극이 가시광 투광성을 갖는 재료를 사용하여 형성된 발광 소자에 의하여, 시스루 발광부를 갖는 전자 기기 또는 조명 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태가 적용된 발광 장치는 자동차의 조명에도 적용할 수 있고, 그 예는 대시보드, 프런트 유리, 천장 등이 있다.
도 5의 (A)에는 텔레비전 장치의 예를 도시하였다. 텔레비전 장치(7100)에서 표시부(7103)가 하우징(7101)에 내장된다. 표시부(7103)는 화상을 표시할 수 있고, 발광 장치를 표시부(7103)에 사용할 수 있다. 또한, 여기서는 스탠드(7105)로 하우징(7101)이 지탱된다.
텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)의 조작 스위치 또는 별체의 리모트 컨트롤러(7110)로 조작할 수 있다. 리모트 컨트롤러(7110)의 조작 키(7109)로 채널 및 음량을 제어할 수 있고, 표시부(7103)에 표시되는 화상을 제어할 수 있다. 또한, 리모트 컨트롤러(7110)에, 리모트 컨트롤러(7110)로부터 출력되는 데이터를 표시하기 위한 표시부(7107)가 제공되어도 좋다.
또한 텔레비전 장치(7100)에는 수신기, 모뎀 등이 제공된다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 또한, 텔레비전 장치(7100)가 모뎀을 통하여 유선 또는 무선 접속에 의하여 통신 네트워크에 접속될 때, 1방향(송신기로부터 수신기), 또는 2방향(송신기와 수신기간, 수신기들간 등)의 데이터 통신을 수행할 수 있다.
도 5의 (B)에는 컴퓨터를 도시하였고, 컴퓨터는 본체(7201), 하우징(7202), 표시부(7203), 키보드(7204), 외부 접속 포트(7205), 포인팅 디바이스(7206) 등을 포함한다. 컴퓨터는 표시부(7203)에 상기 발광 장치를 사용하여 제작된다.
도 5의 (C)에는 휴대 오락기계를 도시하였고, 휴대 오락기계는, 휴대 오락기계가 개폐 가능하도록 연결부(7303)에 의하여 연결된 2개의 하우징(하우징(7301) 및 하우징(7302))을 포함한다. 표시부(7304)가 하우징(7301)에 내장되고 표시부(7305)가 하우징(7302)에 내장된다. 또한, 도 5의 (C)에 도시된 휴대 오락기계는 스피커부(7306), 기록 매체 삽입부(7307), LED 램프(7308), 입력 수단(조작 키(7309), 접속 단자(7310), 센서(7311)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(hardness), 전장(electric field), 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경도(gradient), 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정 또는 검지하는 기능을 갖는 센서), 마이크로폰(7312)) 등을 포함한다. 발광 장치가 적어도 표시부(7304) 및 표시부(7305) 중 한쪽 또는 양쪽에 사용되기만 하면 휴대 오락기계의 구조는 상술한 것에 한정되지 않고, 다른 부대용품을 적절히 포함할 수 있는 것은 말할 나위 없다. 도 5의 (C)에 도시된 휴대 오락기계는, 기록 매체에 저장된 프로그램 또는 데이터를 판독하여 이를 표시부에 표시하는 기능, 및 무선 통신에 의하여 다른 휴대 오락기계와 정보를 공유하는 기능을 갖는다. 도 5의 (C)에 도시된 휴대 오락기계의 기능은 상술한 것에 한정되지 않고, 휴대 오락기계는 다양한 기능을 가질 수 있다.
도 5의 (D)에는 휴대 전화의 일례를 도시하였다. 휴대 전화(7400)에는, 하우징(7401)에 내장된 표시부(7402), 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크로폰(7406) 등이 제공된다. 또한, 휴대 전화(7400)는 표시부(7402)에 상기 발광 장치를 사용하여 제작된다.
도 5의 (D)에 도시된 휴대 전화(7400)의 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치하면, 휴대 전화(7400)에 데이터를 입력할 수 있다. 또한, 전화를 걸거나 이메일을 작성하는 등의 조작은, 표시부(7402)에 손가락 등으로 터치하여 수행할 수 있다.
표시부(7402)에는 주로 3가지 화면 모드가 있다. 제 1 모드는 주로 화상을 표시하기 위한 표시 모드이다. 제 2 모드는 주로 글자 등의 정보를 입력하기 위한 입력 모드이다. 제 3 모드는 표시 모드 및 입력 모드의 2개의 모드가 혼합된 표시-입력 모드이다.
예를 들어, 전화를 걸거나 또는 이메일을 작성하는 경우에는 표시부(7402)에 대하여, 주로 글자를 입력하기 위한 글자 입력 모드를 선택하여, 화면에 글자를 입력한다. 이 경우, 표시부(7402)의 화면의 대부분에 키보드 또는 번호 버튼을 표시하는 것이 바람직하다.
휴대 전화(7400) 내부에 자이로스코프 또는 가속도 센서 등 기울기를 검출하기 위한 센서를 포함하는 검출 장치를 제공하면, 휴대 전화(7400)의 방향(가로 모드(landscape mode) 또는 세로 모드(portrait mode)로 하기 위하여, 휴대 전화가 수평으로 놓여 있는지 또는 수직으로 놓여 있는지)을 알아냄으로써 표시부(7402)의 화면 표시를 자동적으로 바꿀 수 있다.
화면 모드는 표시부(7402)에 터치 또는 하우징(7401)의 조작 버튼(7403)의 조작에 의하여 전환된다. 화면 모드는 표시부(7402)에 표시되는 화상의 종류에 따라 전환할 수도 있다. 예를 들어, 표시부에 표시되는 화상의 신호가 동영상을 위한 것이면 화면 모드는 표시 모드로 전환되고, 신호가 텍스트 데이터를 위한 것이면 화면 모드는 입력 모드로 전환된다.
또한, 입력 모드에서, 표시부(7402)의 광학 센서가 표시부(7402)에 대한 터치가 일정 기간 수행되지 않았다고 판정하면, 화면 모드는 입력 모드로부터 표시 모드로 바뀌어도 좋다.
표시부(7402)는, 이미지 센서로서 기능하여도 좋다. 예를 들어, 표시부(7402)에 손바닥 또는 손가락 등으로 터치하여, 장문 또는 지문 등의 화상을 촬영함으로써, 개인 식별을 수행할 수 있다. 또한, 표시부에 근적외광을 발하는 백 라이트 또는 센싱 광원을 제공하면, 손가락 정맥, 손바닥 정맥 등의 화상을 촬영할 수 있다.
도 5의 (E)에는, 탁상용 램프를 도시하였고, 이 탁상용 램프는 조명부(7501), 갓(7502), 조절 가능한 암(arm)(7503), 지주(7504), 받침대(base)(7505), 및 전원 스위치(7506)를 포함한다. 탁상용 램프는 조명부(7501)에 발광 장치를 사용하여 제작된다. 또한, "조명 장치"는 천장 조명, 벽 조명 등도 포함한다.
도 6의 (A)에는, 옥내 조명 장치(601)에 발광 장치가 사용된 예를 도시하였다. 발광 장치는 큰 면적을 가질 수 있으므로, 대면적의 조명 장치로서 사용할 수 있다. 또한, 발광 장치는 롤형 조명 장치(602)로서 사용할 수 있다. 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 도 5의 (E)를 참조하여 설명한 탁상용 램프(603)를 옥내 조명 장치(601)가 제공된 방에서 사용할 수도 있다.
도 6의 (B)에는 또 다른 조명 장치의 예를 도시하였다. 도 6의 (B)에 도시된 탁상용 램프는 조명부(9501), 지주(9503), 지지대(9505) 등을 포함한다. 조명부(9501)는 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물 중 어느 것을 포함한다. 이로써, 가요성을 갖는 기판 위에 발광 소자를 제작함으로써, 곡면을 갖거나 또는 플렉시블하게 휘어질 수 있는 조명부를 갖는 조명 장치를 제공할 수 있다. 이러한 플렉시블 발광 장치를 조명 장치에 사용하면, 조명 장치의 디자인의 자유도가 향상될 뿐만 아니라, 자동차의 천장 또는 대시보드 등 곡면을 갖는 장소에도 조명 장치를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 발광 장치를 적용함으로써 전자 기기 또는 조명 장치를 얻을 수 있다. 발광 장치의 적용 범위는 굉장히 넓어, 다양한 분야에서의 전자 기기에 발광 장치를 적용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 설명한 구조는 다른 실시형태들에서 설명한 구조 중 어느 것과 적절히 조합할 수 있다.
[실시예 1]
≪합성예 1≫
본 실시예에서는, 실시형태 1의 구조식(101)으로 표시되는 2,2'-(1,1'-바이페닐-3,3'-다이일)다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(약칭: mDBq2BP)의 합성 방법에 대하여 자세히 설명한다. mDBq2BP의 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pct00032
mDBq2BP의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
<스텝 1: 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인의 합성>
200mL의 삼구 플라스크에, 1.9g(4.8mmol)의 2-(3-브로모페닐)다이벤조[f,h]퀴녹살린, 2.0g(7.7mmol)의 비스(피나콜레이토)다이보론, 0.12g(0.14mmol)의 [1,1-비스(다이페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)다이클로라이드(약칭: Pd(dppf)Cl2), 2.0g(20mmol)의 아세트산 포타슘(약칭: AcOK)을 넣고, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하였다. 이 혼합물에 17mL의 1,4-다이옥세인을 첨가하였다. 이 혼합물을 90℃에서 8시간 동안 교반하였다. 교반 후, 이 혼합물에 50mL의 물 및 50mL의 톨루엔을 첨가하였다. 생성 혼합물의 수성층에 대하여 톨루엔을 사용하여 추출을 수행하였다. 이 추출된 용액과 유기층을 조합하고, 이 혼합물을 포화 식염수로 세정한 후, 황산 마그네슘을 첨가하였다. 이 혼합물을 중력 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여 흑색 고체를 얻었다. 스텝 1의 합성 스킴(a-1)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00033
<스텝 2: mDBq2BP의 합성>
300mL의 삼구 플라스크에, 합성 스킴(a-1)을 거쳐 얻어진 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 1.7g(4.4mmol)의 2-(3-브로모페닐)다이벤조[f,h]퀴녹살린, 0.16g(0.53mmol)의 트리스(2-메틸페닐)포스핀(약칭: P(o-톨릴)3), 22mL의 톨루엔, 24mL의 에탄올, 및 6.6mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2.0mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 감압 하에서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하였다. 이 혼합물에 30mg(0.13mmol)의 아세트산 팔라듐(II)(약칭: Pd(OAc)2)을 첨가하였다. 이 혼합물을 질소 기류하, 80℃에서 4시간 동안 교반하였다. 소정 시간 후, 플라스크에서 석출된 고체를 흡인 여과에 의하여 회수하였다. 얻어진 고체를 물, 에탄올, 및 톨루엔을 사용하여 이 순서로 세정한 후, 흡인 여과에 의하여 회수하여 갈색 고체 2.6g을 수율 90%로 얻었다. 스텝 2의 합성 스킴(a-2)을 이하에 나타낸다. 수율은 상기 2개의 스텝(합성 스킴(a-1) 및 합성 스킴(a-2))의 합계이다.
Figure pct00034
다음에, 얻어진 2.5g의 갈색 고체를 트레인 서블리메이션으로 정제하였다. 승화 정제에서, 상기 고체를 아르곤 유량 5.0mL/min, 2.6Pa의 압력 하, 340℃에서 46시간 동안 가열하였다. 가열 후, 목적의 얇은 갈색 고체 2.1g을 84%로 회수하였다.
핵자기 공명(1H NMR)에 의하여 이 화합물이 목적 물질인 mDBq2BP인 것을 확인하였다.
얻어진 화합물의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H NMR(CDCl3, 500MHz): d=7.75-7.85(m, 10H), 7.96(d, J=4.8Hz, 2H), 8.41(d, J=4.2Hz, 2H), 8.68(d, J=5.1Hz, 4H), 8.75(s, 2H), 9.30(d, J=4.8Hz, 2H), 9.47(d, J=4.5Hz, 2H), 9.53(s, 2H).
도 7의 (A) 및 (B)에 1H NMR 차트를 나타내었다. 도 7의 (B)는 도 7의 (A)에서의 7.5ppm~10.0ppm의 범위를 확대한 차트이다.
도 8의 (A)는 톨루엔 내의 mDBq2BP의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 8의 (B)는 그 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 9의 (A)는 mDBq2BP의 박막의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 9의 (B)는 그 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 8의 (A) 및 도 9의 (A)에서, 가로축은 파장(nm)을 나타내고 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 8의 (B) 및 도 9의 (B)에서, 가로축은 파장(nm)을 나타내고 세로축은 흡수 강도(임의 단위)를 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는, 387nm 및 405nm(들뜸 파장: 365nm)에 발광 피크가 관찰되고, 303nm, 366nm, 및 375nm에 흡수 피크가 관찰된다. 박막의 경우에는, 406nm, 440nm, 456nm, 및 492nm(들뜸 파장: 369nm)에 발광 피크가 관찰되고, 311nm, 369nm, 및 384nm에 흡수 피크가 관찰된다.
흡수 스펙트럼은 자외-가시 분광 광도계(V-550, JASCO Corporation 제조)를 사용하여 측정하였다. 용액은 석영 셀에 넣고, 박막은 석영 기판 상에 증착하여 얻음으로써 준비된 샘플을 사용하여 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼의 측정을 수행하였다. 용액의 흡수 스펙트럼은, 측정된 스펙트럼으로부터 석영 셀과 톨루엔 또는 다이메틸폼아마이드의 흡수 스펙트럼을 빼서 얻었고, 박막의 흡수 스펙트럼은 측정된 스펙트럼으로부터 석영 기판의 흡수 스펙트럼을 빼서 얻었다.
합성예 1에서 준비한 mDBq2BP의 열중량측정-시차 열 분석(thermogravimetry-differential thermal analysis)을 수행하였다. 측정에는, 고진공 차동형 시차 열 천칭(high vacuum differential type differential thermal balance)(TG-DTA 2410SA, Bruker AXS K.K. 제조)을 사용하였다. 상압 하, 질소 기류 하(200mL/min의 유량), 온도 상승 속도 10℃/min에서 측정을 수행하였다. 중량과 온도의 관계(열중량측정)로부터, mDBq2BP의 5%의 중량 감소 온도가 460℃인 것을 알 수 있었다.
[실시예 2]
≪합성예 2≫
본 실시예에서는, 실시형태 1의 구조식(106)으로 표시되는 2,2',2''-[(1,3,5-벤젠-트라이일)트라이(3,1-페닐렌)]트라이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(약칭: mDBqP3P)의 합성 방법에 대하여 자세히 설명한다. mDBqP3P의 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pct00035
mDBqP3P의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
<스텝 1: mDBqP3P의 합성>
200mL의 삼구 플라스크에, 실시예 1의 스텝 1의 합성 스킴(a-1)과 같은 방법으로 합성된 2.2g(5.0mmol)의 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 0.50g(1.6mmol)의 1,3,5-트라이브로모벤젠, 및 3.2g(10mmol)의 탄산 세슘을 넣고, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하였다. 이 혼합물에 100mL의 메시틸렌을 첨가하고, 생성 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 0.11g(0.10mmol)의 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0)을 첨가하였다. 이 생성 혼합물을 150℃에서 7.5시간 동안 교반하였다. 흡인 여과에 의하여 석출물(precipitate)을 회수하고 물, 에탄올, 및 톨루엔으로 세정하였다. 세정 후, 얻어진 고체를 흡인 여과에 의하여 회수함으로써, 목적의 갈색 고체 1.3g을 수율 82%로 얻었다. 스텝 1의 합성 스킴(b-1)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00036
1H NMR에 의하여 이 화합물이 목적 물질인 mDBqP3P인 것을 확인하였다.
얻어진 화합물의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H NMR(CDCl3, 500MHz): d=7.71-7.83(m, 15H), 8.03(d, J=4.5Hz, 3H), 8.22(s, 3H), 8.43(d, J=4.8Hz, 3H), 8.61(d, J=4.8Hz, 3H), 8.65(d, J=4.8Hz, 3H), 8.82(s, 3H), 9.29(d, J=4.8Hz, 3H), 9.45(d, J=4.2Hz, 3H), 9.55(s, 3H).
도 10의 (A) 및 (B)에 1H NMR 차트를 나타내었다. 도 10의 (B)는 도 10의 (A)에서의 7.5ppm~10.0ppm의 범위를 확대한 차트이다.
[실시예 3]
≪합성예 3≫
본 실시예에서는, 실시형태 1의 구조식(103)으로 표시되는 2,2'-(1,1':3',1'':3'',1'''-쿼터페닐렌-3,3'''-다이일)다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(약칭: mDBqP2BP)의 합성 방법에 대하여 자세히 설명한다. mDBqP2BP의 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pct00037
mDBqP2BP의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
<스텝 1: 2-(3'-브로모-1,1'-바이페닐-3-일)다이벤조[f,h]퀴녹살린의 합성>
300mL의 삼구 플라스크에, 10.0g(23mmol)의 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 6.5g(23mmol)의 1-브로모-3-아이오도벤젠, 0.38g(1.3mmol)의 P(o-톨릴)3, 115mL의 톨루엔, 10mL의 에탄올, 및 35mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2.0mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 이 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 같은 온도에서 70mg(0.31mmol)의 Pd(OAc)2를 첨가하고, 생성 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반하였다. 교반 후, 이 혼합물을 실온까지 방랭(放冷)하고 감압 하에서 탈기하였다. 그리고, 플라스크 내의 분위기를 질소로 다시 치환하고, 이 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 같은 온도에서 60mg(0.27mmol)의 Pd(OAc)2를 첨가하고, 이 혼합물을 8시간 동안 가열하였다. 흡인 여과에 의하여 석출물을 회수하였다. 얻어진 잔여물을 톨루엔에서 현탁하고, 이 혼합물에 대하여 열 여과를 수행하였다. 얻어진 여과액을 셀라이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조, Catalog No. 531-16855) 및 알루미나를 통하여 흡인 여과하였다. 얻어진 여과액을 농축하여 백색 고체를 얻었다. 얻어진 고체를 톨루엔 및 헥세인을 사용하여 재결정함으로써, 목적의 백색 분말 5.1g을 수율 48%로 얻었다. 스텝 1의 합성 스킴(c-1)을 이하에 나타낸다.
톨루엔/에탄올
Figure pct00038
<스텝 2: 2-[3'-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)바이페닐-3-일]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인의 합성>
100mL의 삼구 플라스크에, 합성 스킴(c-1)을 거쳐 얻어진 5.1g(11mmol)의 2-(3'-보로모-1,1'-바이페닐-3-일)다이벤조[f,h]퀴녹살린, 2.8g(11mmol)의 비스(피나콜레이토)다이보론, 및 3.2g(33mmol)의 AcOK를 넣고, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하였다. 이 혼합물에 30mL의 1,4-다이옥세인을 첨가하고, 그 혼합물을 100℃까지 가열하였다. 그리고, 같은 온도에서 90mg(110μmol)의 Pd(dppf)Cl2를 첨가하였다. 생성 혼합물을 100℃에서 2시간 동안 교반하였다. 교반 후, 90mg(110μmol)의 Pd(dppf)Cl2를 더 첨가하고, 그 혼합물을 100℃에서 7.5 시간 동안 교반하였다. 교반 후, 얻어진 혼합물을 흡인 여과하고 그 잔여물을 물 및 에탄올로 세정하였다. 얻어진 잔여물을 헥세인 및 톨루엔을 사용하여 재결정화하여 고체를 얻었다. 얻어진 고체에 헥세인 및 톨루엔을 첨가하고, 초음파를 조사하고 나서, 그 고체를 흡인 여과함으로써, 목적의 갈색 분말 4.4g을 조수율(crude yield) 79%로 회수하였다. 스텝 2의 합성 스킴(c-2)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00039
<스텝 3: mDBqP2BP의 합성>
200mL의 삼구 플라스크에, 1.5g(3.2mmol)의 2-(3'-브로모-1,1'-바이페닐-3-일)다이벤조[f,h]퀴녹살린, 1.6g(3.2mmol)의 2-[3'-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)-1,1'-바이페닐-3-일]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 40mg(131μmol)의 P(o-톨릴)3, 16mL의 톨루엔, 2mL의 에탄올, 및 5mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 이 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 그리고, 같은 온도에서 10mg(45μmol)의 Pd(OAc)2를 그 혼합물에 첨가하였다. 생성 혼합물을 80℃에서 6시간 동안 교반하였다. 교반 후, 얻어진 혼합물을 흡인 여과하여 잔여물을 얻었다. 이 잔여물을 물, 에탄올, 그리고 메시틸렌으로 세정하여, 목적의 분말 1.6g을 수율 73%로 얻었다. 스텝 3의 합성 스킴(c-3)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00040
다음에, 얻어진 1.5g의 고체를 트레인 서블리메이션으로 정제하였다. 승화 정제에서, 상기 고체를 아르곤 유량 15mL/min, 5.0Pa의 압력 하, 400℃에서 16시간 동안 가열하였다. 승화 정제 후, 분말 1.3g을 87%로 회수하였다. 그 후, 상기 승화 정제로 얻어진 1.3g의 고체를 트레인 서블리메이션으로 더 정제하였다. 승화 정제에서, 이 고체를 아르곤 유량 15mL/min, 5.0Pa의 압력 하, 400℃에서 17.5시간 동안 가열하였다. 승화 정제 후, 분말 1.1g을 85%로 회수하였다.
다음에 1H NMR에 의하여 이 화합물이 목적 물질인 mDBqP2BP인 것을 확인하였다.
얻어진 화합물의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H NMR(1,1,2,2-테트라클로로에테인-d2, 500MHz): d=7.71-7.85(m, 16H), 7.93(d, J=7.5Hz, 2H), 8.18(s, 2H), 8.38(d, J=7.5Hz, 2H), 8.62(d, J=7.0Hz, 4H), 8.76(s, 2H), 9.25(d, J=7.0Hz, 2H), 9.42(d, J=8.0Hz, 2H), 9.49(br, 2H).
도 11의 (A) 및 (B)에 1H NMR 차트를 나타내었다. 도 11의 (B)는 도 11의 (A)에서의 7.5ppm~10.0ppm의 범위를 확대한 차트이다.
도 42의 (A)는 톨루엔 내의 mDBqP2BP의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 42의 (B)는 그 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 43의 (A)는 mDBqP2BP의 박막의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 43의 (B)는 그 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 42의 (A) 및 도 43의 (A)에서, 가로축은 파장(nm)을 나타내고 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 42의 (B) 및 도 43의 (B)에서, 가로축은 파장(nm)을 나타내고 세로축은 흡수 강도(임의 단위)를 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는, 393nm 및 406nm(들뜸 파장: 377nm)에 발광 피크가 관찰되고, 359nm 및 375nm에 흡수 피크가 관찰된다. 박막의 경우에는, 427nm(들뜸 파장: 382nm)에 발광 피크가 관찰되고, 262nm, 313nm, 368nm, 및 384nm에 흡수 피크가 관찰된다.
또한, 실시예 1에서 설명한 장치에 의하여 흡수 스펙트럼을 측정하고, 실시예 1에서 설명한 방법에 의하여 발광 스펙트럼과 흡수 스펙트럼을 측정하였다.
합성예 3에서 준비한 mDBqP2BP의 열중량측정-시차 열 분석을 수행하였다. 중량과 온도의 관계(열중량측정)로부터, mDBqP2BP의 5%의 중량 감소 온도가 500℃ 이상인 것을 알 수 있었다. 또한, 열중량측정-시차 열 분석은 실시예 1에서 설명한 장치 및 방법을 사용하여 수행하였다.
또한, 합성예 3에서 준비한 mDBqP2BP의 시차 주사 열량측정을 수행하였다. 측정에는 시차 주사 열량계(Pyris 1, PerkinElmer Japan Co., Ltd. 제조)를 사용하였다. 측정에서, 온도를 50℃/min의 속도로 30℃로부터 500℃까지 상승시키고 500℃에서 1분 동안 유지하고 나서 50℃/min의 속도로 500℃로부터 30℃까지 낮추어 1사이클로 하였다. 이 측정에서는 2사이클을 수행하였다. 2사이클째의 승온 시의 결과로부터, 융점(Tm)은 364℃인 것을 알 수 있었다. 따라서, mDBqP2BP는 고내열성을 갖는다.
[실시예 4]
≪합성예 4≫
본 실시예에서는, 실시형태 1의 구조식(105)으로 표시되는 2,2'-[(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2,7-다이일)다이(3,1-페닐렌)]다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(약칭: mDBqP2F)의 합성 방법에 대하여 자세히 설명한다. mDBqP2F의 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pct00041
mDBqP2F의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
<스텝 1: mDBqP2F의 합성>
우선, 200mL의 삼구 플라스크에, 4.7g(11mmol)의 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 1.8g(5.0mmol)의 2,7-다이브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 0.15g(0.49mmol)의 P(o-톨릴)3, 25mL의 톨루엔, 2mL의 에탄올, 및 16mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 플라스크 내의 온도가 80℃가 된 후, 20mg(90μmol)의 Pd(OAc)2를 이 혼합물에 첨가하고, 생성 혼합물을 같은 온도에서 3.5시간 동안 교반하였다. 교반 후, 흡인 여과에 의하여 석출물을 회수하였다. 얻어진 고체를 물, 에탄올, 그리고 다이메틸폼아마이드로 세정함으로써, 목적의 얇은 갈색 고체 2.4g을 수율 59%로 얻었다. 스텝 1의 합성 스킴(d-1)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00042
다음에, 얻어진 0.70g의 고체를 트레인 서블리메이션으로 정제하였다. 승화 정제에서, 상기 0.70g의 고체를 2.5×10-2Pa의 압력 하, 395℃에서 15시간 동안 가열하였다. 가열 후, 목적의 얇은 황색 분말 0.40g을 58%로 회수하였다.
1H NMR에 의하여 이 화합물이 목적 물질인 mDBqP2F인 것을 확인하였다.
얻어진 화합물의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H NMR(1,1,2,2-테트라클로로에테인-d2, 500MHz): d=1.72(s, 6H), 7.77(t, J=7.8Hz, 2H), 7.80-7.88(m, 12H), 7.92(d, J=7.5Hz, 2H), 7.97(d, J=8.0Hz, 2H), 8.38(d, J=8.0Hz, 2H), 8.68(s, 2H), 8.71(d, J=8.0Hz, 4H), 9.28(d, J=8.0Hz, 2H), 9.47(d, J=1.5Hz, 2H), 9.54(s, 2H).
도 12의 (A) 및 (B)에 1H NMR 차트를 나타내었다. 도 12의 (B)는 도 12의 (A)에서의 7.5ppm~10.0ppm의 범위를 확대한 차트이다.
도 13의 (A)는 다이메틸폼아마이드 내의 mDBqP2F의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 13의 (B)는 그 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 14의 (A)는 mDBqP2F의 박막의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 14의 (B)는 그 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 13의 (A) 및 도 14의 (A)에서, 가로축은 파장(nm)을 나타내고 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 13의 (B) 및 도 14의 (B)에서, 가로축은 파장(nm)을 나타내고 세로축은 흡수 강도(임의 단위)를 나타낸다. 다이메틸폼아마이드 용액의 경우에는, 497nm(들뜸 파장: 375nm)에 발광 피크가 관찰되고, 305nm, 328nm, 359nm, 및 374nm에 흡수 피크가 관찰된다. 박막의 경우에는, 460nm 및 487nm(들뜸 파장: 370nm)에 발광 피크가 관찰되고, 312nm, 329nm, 366nm, 및 382nm에 흡수 피크가 관찰된다.
또한, 실시예 1에서 설명한 장치에 의하여 흡수 스펙트럼을 측정하고, 실시예 1에서 설명한 방법에 의하여 발광 스펙트럼과 흡수 스펙트럼을 측정하였다.
합성예 4에서 준비한 mDBqP2F의 열중량측정-시차 열 분석을 수행하였다. 중량과 온도의 관계(열중량측정)로부터, mDBqP2F의 5%의 중량 감소 온도가 500℃ 이상인 것을 알 수 있었다. 또한, 열중량측정-시차 열 분석은 실시예 1에서 설명한 장치 및 방법을 사용하여 수행하였다.
합성예 4에서 준비한 mDBqP2F의 시차 주사 열량측정을 수행하였다. 측정에서, 온도를 50℃/min의 속도로 -10℃로부터 365℃까지 상승시키고 365℃에서 1분 동안 유지하고 나서 50℃/min의 속도로 365℃로부터 -10℃까지 낮추어 1사이클로 하였다. 이 측정에서는 2사이클을 수행하였다. 2사이클째의 승온 시의 결과로부터, 유리 전이 온도(Tg)는 166℃인 것을 알 수 있었다. 따라서, mDBqP2F는 고내열성을 갖는다. 또한, 시차 주사 열량계는 실시예 3에서 설명한 것과 같다.
[실시예 5]
≪합성예 5≫
본 실시예에서는, 실시형태 1의 구조식(102)으로 표시되는 2,2'-(1,1':3',1''-터페닐렌-3,3''-다이일)다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(약칭: mDBqP2P)의 합성 방법에 대하여 자세히 설명한다. mDBqP2P의 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pct00043
mDBqP2P의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
<스텝 1: 2-(3'-브로모-1,1'-바이페닐-3-일)다이벤조[f,h]퀴녹살린의 합성>
200mL의 삼구 플라스크에, 3.1g(7.2mmol)의 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 4.0g(14mmol)의 1-브로모-3-아이오도벤젠, 0.22g(0.70mmol)의 P(o-톨릴)3, 70mL의 톨루엔, 8mL의 에탄올, 및 20mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2.0mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 30mg(0.13mmol)의 Pd(OAc)2를 첨가하고 나서, 이 혼합물을 80℃에서 1시간 동안 교반하였다. 교반 후, 흡인 여과에 의하여 석출물을 회수하고, 잔여물을 물 및 에탄올로 세정하였다. 얻어진 잔여물을 톨루엔에서 현탁하고, 이 혼합물에 대하여 열 여과를 수행하였다. 얻어진 여과액을 셀라이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조, Catalog No. 531-16855) 및 알루미나를 통하여 흡인 여과하였다. 얻어진 여과액을 농축하여 백색 고체를 얻었다. 얻어진 고체를 톨루엔을 사용하여 재결정함으로써, 목적의 백색 분말 1.8g을 수율 54%로 얻었다. 스텝 1의 합성 스킴(e-1)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00044
<스텝 2: mDBqP2P의 합성>
200mL의 삼구 플라스크에, 1.0g(2.6mmol)의 2-(3'-브로모-1,1'-바이페닐-3-일)다이벤조[f,h]퀴녹살린, 1.0g(2.4mmol)의 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 34mg(0.11mmol)의 P(o-톨릴)3, 10mL의 톨루엔, 1mL의 에탄올, 및 4mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2.0mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 이 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 가열 후, 5.0mg(22μmol)의 Pd(OAc)2(약칭)를 이 혼합물에 첨가하고, 생성 혼합물을 80℃에서 5시간 교반하였다. 교반 후, 얻어진 혼합물을 흡인 여과하고, 얻어진 잔여물을 물, 에탄올, 그리고 메시틸렌으로 세정하여, 목적의 고체 1.1g을 수율 67%로 얻었다. 스텝 2의 합성 스킴(e-2)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00045
다음에, 얻어진 0.76g의 고체를 트레인 서블리메이션으로 정제하였다. 승화 정제에서, 상기 고체를 아르곤 유량 5mL/min, 2.7Pa의 압력 하, 345℃에서 1시간 동안 가열하였다. 승화 정제 후, 분말 0.63g을 83%로 회수하였다.
1H NMR에 의하여 이 화합물이 목적 물질인 mDBqP2P인 것을 확인하였다.
얻어진 화합물의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H NMR(1,1,2,2-테트라클로로에테인-d2, 500MHz): d=7.73-7.89(m, 13H), 7.95(d, J=7.5Hz, 2H), 8.18(s, 1H), 8.42(d, J=8.0Hz, 2H), 8.68(t, J=7.8Hz, 4H), 8.74(s, 2H), 9.33(d, J=8.0Hz, 2H), 9.48(d, J=7.5Hz, 2H), 9.55(s, 2H).
도 15의 (A) 및 (B)에 1H NMR 차트를 나타내었다. 도 15의 (B)는 도 15의 (A)에서의 7.5ppm~10.0ppm의 범위를 확대한 차트이다.
도 16의 (A)는 다이메틸폼아마이드 내의 mDBqP2P의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 16의 (B)는 그 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 17의 (A)는 mDBqP2P의 박막의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 17의 (B)는 그 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 16의 (A) 및 도 17의 (A)에서, 가로축은 파장(nm)을 나타내고 세로축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 16의 (B) 및 도 17의 (B)에서, 가로축은 파장(nm)을 나타내고 세로축은 흡수 강도(임의 단위)를 나타낸다. 다이메틸폼아마이드 용액의 경우에는, 408nm(들뜸 파장: 377nm)에 발광 피크가 관찰되고, 300nm, 361nm, 및 375nm에 흡수 피크가 관찰된다. 박막의 경우에는, 439nm(들뜸 파장: 370nm)에 발광 피크가 관찰되고, 311nm, 369nm, 및 384nm에 흡수 피크가 관찰된다.
또한, 실시예 1에서 설명한 장치에 의하여 흡수 스펙트럼을 측정하고, 실시예 1에서 설명한 방법에 의하여 발광 스펙트럼과 흡수 스펙트럼을 측정하였다.
합성예 5에서 준비한 mDBqP2P의 열중량측정-시차 열 분석을 수행하였다. 중량과 온도의 관계(열중량측정)로부터, mDBqP2P의 5%의 중량 감소 온도가 482℃인 것을 알 수 있었다. 또한, 열중량측정-시차 열 분석은 실시예 1에서 설명한 장치 및 방법을 사용하여 수행하였다.
또한, 합성예 5에서 준비한 mDBqP2P의 시차 주사 열량측정을 수행하였다. 측정에서, 온도를 50℃/min의 속도로 30℃로부터 330℃까지 상승시키고 330℃에서 1분 동안 유지하고 나서 50℃/min의 속도로 330℃로부터 30℃까지 낮추어 1사이클로 하였다. 이 측정에서는 1사이클을 수행하였다. 2사이클째의 승온 시의 결과로부터, 유리 전이 온도(Tg)는 138℃이고, 융점(Tm)은 302℃인 것을 알 수 있었다. 따라서, mDBqP2P는 고내열성을 갖는다. 또한, 시차 주사 열량계는 실시예 3에서 설명한 것과 같다.
[실시예 6]
≪합성예 6≫
본 실시예에서는, 실시형태 1의 구조식(120)으로 표시되는 2,2'-[5'-(다이벤조싸이오펜-4-일)-1,1':3',1''-터페닐렌-3,3''-다이일]다이(다이벤조[f,h]퀴녹살린)(약칭: DBt-mDBqP2P)의 합성 방법에 대하여 자세히 설명한다. DBt-mDBqP2P의 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pct00046
DBt-mDBqP2P의 합성 스킴을 이하에 나타낸다.
<스텝 1: 5-(다이벤조싸이오펜-4-일)-1,3-다이하이드록시벤젠의 합성>
200mL의 삼구 플라스크에, 2.3g(12mmol)의 5-브로모레조시놀, 3.0g(13mmol)의 다이벤조싸이오펜-4-보론산, 0.19g(0.62mmol)의 P(o-톨릴)3, 60mL의 톨루엔, 6mL의 에탄올, 및 40mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 이 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 그리고, 같은 온도에서 30mg(0.13mmol)의 Pd(OAc)2를 이 혼합물에 첨가하고, 생성 혼합물을 같은 온도에서 7시간 동안 교반하였다. 그 후, 이 혼합물을 실온까지 방랭하고 다시 탈기하였다. 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 이 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 같은 온도에서 30mg(0.13mmol)의 Pd(OAc)2를 이 혼합물에 첨가하고, 이 혼합물을 같은 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 그리고, 아세트산 에틸 및 물을 얻어진 혼합물에 첨가하여 유기층과 수성층을 분리하고, 수성층에 대하여 아세트산 에틸을 사용하여 3번 추출을 수행하였다. 추출된 용액 및 유기층을 조합하고, 이 혼합물을 포화 식염수로 세정한 후, 황산 마그네슘을 첨가하였다. 이 혼합물을 중력 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여 잔여물을 얻었다. 이 잔여물을 칼럼 크로마토그래피(전개 용매: 헥세인과 아세트산 에틸(4:1의 비율)의 혼합 용매)에 의하여 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축하여 흑색의 유상 물질(oily substance)을 얻었다. 이 유상 물질에 클로로폼을 첨가하고, 이 혼합물에 초음파를 조사하였다. 얻어진 혼합물을 흡인 여과하여, 목적의 백색 분말 1.3g을 수율 36%로 얻었다. 스텝 1의 합성 스킴(f-1)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00047
<스텝 2: 5-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐 1,3-비스트라이플루오로메테인설포네이트의 합성>
100mL의 삼구 플라스크에, 1.3g(4.3mmol)의 5-(다이벤조싸이오펜-4-일)-1,3-다이하이드록시벤젠을 넣었다. 교반하면서 플라스크 내의 압력을 감소시키고, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하였다. 그리고, 20mL의 탈수 다이클로로메테인을 질소 하에서 첨가하고, 이 용액을 -20℃까지 냉각하였다. 그 후, 같은 온도에서 2.5mL(18mmol)의 트라이에틸아민 및 2.0mL(12mmol)의 트라이플루오로메테인설폰산 무수물을 첨가하고, 그 혼합물을 1.5시간 동안 교반하였다. 온도를 0℃까지 상승시키고 5시간 동안 교반하였다. 온도를 실온까지 더 상승시키고 15시간 동안 교반하였다. 얻어진 혼합물에 물 및 소듐 카보네이트 수용액을 첨가하고, 이 혼합물을 교반하여 그 pH가 8이 된 것을 확인하였다. 이 혼합물의 수성층에 대하여 다이클로로메테인을 사용하여 3번 추출을 수행하였다. 추출된 용액 및 유기층을 조합하고, 이 혼합물을 포화 식염수로 세정한 후, 황산 마그네슘을 첨가하였다. 이 생성 혼합물을 중력 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여 흑색의 유상 물질을 얻었다. 이 얻어진 유상 물질을 실리카 젤 칼럼 크로마토그래피(전개 용매: 헥세인과 아세트산 에틸(10:1의 비율)의 혼합 용매)에 의하여 정제함으로써, 목적의 황색 유상 물질 2.2g을 수율 91%로 얻었다. 스텝 2의 합성 스킴(f-2)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00048
<스텝 3: 3-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-5-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐 트라이플루오로메테인설포네이트>
200mL의 삼구 플라스크에, 2.2g(4.0mmol)의 5-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐 1,3-비스트라이플루오로메테인설포네이트, 3.8g(8.9mmol)의 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 0.12g(0.39mmol)의 P(o-톨릴)3, 20mL의 톨루엔, 2mL의 에탄올, 및 13mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 이 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 그리고, 같은 온도에서 20mg(0.09mmol)의 Pd(OAc)2를 이 혼합물에 첨가하고, 이 혼합물을 같은 온도에서 4.5시간 동안 교반하였다. 흡인 여과에 의하여 석출물을 회수하여 여과액과 잔여물을 얻었다. 얻어진 여과액을 유기층과 수성층으로 분리하고, 수성층에 대하여 톨루엔을 사용하여 추출을 수행하였다. 흡인 여과에 의하여 얻어진 유기층 및 추출된 용액을 조합하고, 이 혼합물을 포화 식염수로 세정하였다. 이 용액에 무수 황산 마그네슘을 첨가하였다. 이 혼합물을 중력 여과함으로써, 여과액 A를 얻었다. 또한, 교반 후에 수행된 흡인 여과에 의하여 얻어진 잔여물을 물 및 에탄올로 세정하였다. 세정 후, 얻어진 고체에 톨루엔을 첨가하고, 이 혼합물에 열 여과를 수행함으로써, 흑색 분말을 제거하였다. 열 여과에 의하여 얻어진 여과액을 농축하고 클로로폼을 첨가하고 나서, 이 용액을 여과하여 여과액 B를 얻었다. 여과액 A 및 여과액 B를 조합하여 이 혼합물을 농축함으로써 갈색 고체를 얻었다. 얻어진 고체를 고성능 액체 크로마토그래피(전개 용매: 클로로폼)에 의하여 정제하여, 목적의 황색 유상 물질 1.3g을 수율 44%로 얻었다. 스텝 3의 합성 스킴(f-3)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00049
<스텝 4: DBt-mDBqP2P의 합성>
200mL의 삼구 플라스크에, 1.3g(1.8mmol)의 3-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-5-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐 트라이플루오로메테인설포네이트, 0.83g(1.9mmol)의 2-[3-(다이벤조[f,h]퀴녹살린-2-일)페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인, 30mg(0.07mmol)의 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐(약칭: SPhos), 9mL의 톨루엔, 1mL의 에탄올, 및 3mL의 포타슘 카보네이트 수용액(2mol/L)을 넣었다. 이 혼합물을 플라스크 내의 압력을 감소시키면서 교반하여 탈기하였다. 탈기 후, 플라스크 내의 분위기를 질소로 치환하고, 이 혼합물을 80℃까지 가열하였다. 그 후, 같은 온도에서 8.0mg(36μmol)의 Pd(OAc)2를 그 혼합물에 첨가하고, 생성 혼합물을 같은 온도에서 8시간 동안 교반하였다. 흡인 여과에 의하여 석출물을 회수하여 잔여물을 얻었다. 얻어진 잔여물을 물, 에탄올, 그리고 메시틸렌으로 세정하여 얇은 흑색 분말 1.1g을 수율 72%로 얻었다. 스텝 4의 합성 스킴(f-4)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00050
다음에, 얻어진 0.87g의 고체를 트레인 서블리메이션으로 정제하였다. 승화 정제에서, 상기 고체를 아르곤 유량 5mL/min, 3.2Pa의 압력 하, 420℃에서 20시간 동안 가열하였다. 승화 정제 후, 분말 90mg을 10.1%로 회수하였다.
1H NMR에 의하여 이 화합물이 목적 물질인 DBt-mDBqP2P인 것을 확인하였다.
얻어진 화합물의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H NMR(테트라클로로에테인-d2, 500MHz): d=7.50-7.58(m, 2H), 7.70-7.90(m, 13H), 8.05(d, J=8.0Hz, 2H), 8.27-8.30(m, 5H), 8.45(d, J=8.5Hz, 2H), 8.68(t, J=8.5Hz, 4H), 8.86(s, 2H), 9.32(d, J=8.0Hz, 2H), 9.49(d, J=8.0Hz, 2H), 9.57(s, 2H).
도 18의 (A) 및 (B)에 1H NMR 차트를 나타내었다. 도 18의 (B)는 도 18의 (A)에서의 7.5ppm~10.0ppm의 범위를 확대한 차트이다.
[실시예 7]
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자(소자 1~4)에 대하여 도 19를 참조하여 설명한다. 본 실시예에서 사용되는 재료의 화학식을 이하에 나타낸다.
Figure pct00051
Figure pct00052
본 실시예의 발광 소자 1~4를 제작하는 방법에 대하여 아래에 설명한다.
(발광 소자 1)
우선, 기판(1100) 위에 실리콘 또는 산화 실리콘을 포함하는 산화 인듐-산화 주석(ITO-SiO2, 이하에서는 ITSO로 약칭함)을 스퍼터링법에 의하여 성막하여, 제 1 전극(1101)을 형성하였다. 또한, 사용되는 타깃에서 SnO2 및 SiO2에 대한 In2O3의 조성비는 85:10:5[wt%]로 하였다. 제 1 전극(1101)의 두께는 110nm, 전극 면적은 2mm×2mm로 하였다. 여기서, 제 1 전극(1101)은 발광 소자의 양극으로서 기능하는 전극이다.
다음에, 기판(1100) 위에 발광 소자를 형성하기 위한 전(前)처리로서, 기판의 표면을 물로 세정하고 200℃에서 1시간 동안 소성을 수행한 후, UV 오존 처리를 370초 동안 수행하였다.
그 후, 압력을 약 10-4Pa까지 감소한 진공 증착 장치에 기판을 이동하고, 진공 증착 장치의 가열 체임버에서 170℃에서 30분 동안 진공 소성을 수행한 후, 기판(1100)을 약 30분 동안 방랭하였다.
그리고, 제 1 전극(1101)이 형성된 면이 아래쪽을 향하도록, 제 1 전극(1101)이 형성된 기판(1100)을 진공 증착 장치에 제공된 기판 홀더에 고정하였다. 진공 증착 장치 내의 압력은 약 10-4Pa까지 감소시켰다. 그 후, 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조싸이오펜)(약칭: DBT3P-II)과 산화 몰리브데넘을 제 1 전극(1101) 위에 공증착법에 의하여 공성막하여, 정공 주입층(1111)을 형성하였다. 정공 주입층(1111)의 두께는 20nm로 설정하고, 산화 몰리브데넘에 대한 DBT3P-II의 중량비는 2:1(=DBT3P-II:산화 몰리브데넘)로 조절하였다. 공증착법이란 하나의 처리 체임버 내에서 복수의 증착원으로부터 동시에 증착이 수행되는 증착법을 말한다.
다음에, 정공 주입층(1111) 상에 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: BPAFLP)을 두께 20nm로 성막하여, 정공 수송층(1112)을 형성하였다.
다음에, 실시예 1에서 합성한 mDBq2BP, N-(1,1'-바이페닐-4-일)-9,9-다이메틸-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-9H-플루오렌-2-아민(약칭: PCBBiF), 및 (아세틸아세토네이토)비스(6-tert-뷰틸-4-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(tBuppm)2(acac))을 증착에 의하여 공성막하여, 정공 수송층(1112) 위에 제 1 발광층(1113a)을 형성하였다. 여기서, PCBBiF 및 Ir(tBuppm)2(acac)에 대한 mDBq2BP의 중량비는 0.7:0.3:0.05(=mDBq2BP:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac))로 조절하였다. 제 1 발광층(1113a)의 두께는 20nm로 설정하였다.
다음에, mDBq2BP, PCBBiF, 및 Ir(tBuppm)2(acac)을 제 1 발광층(1113a) 위에 증착에 의하여 공성막하여, 제 2 발광층(1113b)을 형성하였다. 여기서, PCBBiF 및 Ir(tBuppm)2(acac)에 대한 mDBq2BP의 중량비는 0.8:0.2:0.05(=mDBq2BP:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac))로 조절하였다. 제 2 발광층(1113b)의 두께는 20nm로 설정하였다.
또한, 제 1 발광층(1113a) 및 제 2 발광층(1113b)에서, mDBq2BP는 전자 수송성을 가지며 호스트 재료로서 기능하고, PCBBiF는 정공 수송성을 가지며 어시스트 재료로서 기능하고, Ir(tBuppm)2(acac)은 삼중항 들뜸 에너지를 발광으로 변환하며 게스트 재료로서 기능한다.
다음에, 제 2 발광층(1113b) 상에 mDBq2BP를 두께 15nm로 증착에 의하여 성막하여, 제 1 전자 수송층(1114a)을 형성하였다.
그리고, 제 1 전자 수송층(1114a) 상에 바소페난트롤린(약칭: Bphen)을 두께 10nm로 증착에 의하여 성막하여, 제 2 전자 수송층(1114b)을 형성하였다.
다음에, 제 2 전자 수송층(1114b) 상에 불화 리튬(LiF)을 두께 1nm로 증착에 의하여 성막하여, 전자 주입층(1115)을 형성하였다.
그리고, 전자 주입층(1115) 위에 알루미늄을 두께 200nm로 증착에 의하여 성막하여 음극으로서 기능하는 제 2 전극(1103)을 형성하였다. 이로써, 본 실시예의 발광 소자 1을 제작하였다.
또한, 상술한 모든 증착 공정에서, 증착은 저항 가열법으로 수행하였다.
(발광 소자 2)
발광 소자 2에서는, 제 1 발광층(1113a), 제 2 발광층(1113b), 및 제 1 전자 수송층(1114a)의 재료가 발광 소자 1과는 상이하다. 발광 소자 1과는 상이한 발광 소자 2의 구성 요소에 대하여 아래에 설명한다.
실시예 4에서 합성한 mDBqP2F, PCBBiF, 및 (아세틸아세토네이토)비스(4,6-다이페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(dppm)2(acac))을 정공 수송층(1112) 위에 증착에 의하여 공성막하여, 제 1 발광층(1113a)을 형성하였다. 여기서, PCBBiF 및 Ir(dppm)2(acac)에 대한 mDBqP2F의 중량비는 0.7:0.3:0.05(=mDBqP2F:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac))로 조절하였다. 제 1 발광층(1113a)의 두께는 20nm로 설정하였다.
다음에, mDBqP2F, PCBBiF, 및 Ir(dppm)2(acac)을 제 1 발광층(1113a) 위에 증착에 의하여 공성막하여, 제 2 발광층(1113b)을 형성하였다. 여기서, PCBBiF 및 Ir(dppm)2(acac)에 대한 mDBqP2F의 중량비는 0.8:0.2:0.05(=mDBqP2F:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac))로 조절하였다. 제 2 발광층(1113b)의 두께는 20nm로 설정하였다.
또한, 제 1 발광층(1113a) 및 제 2 발광층(1113b)에서, mDBqP2F는 전자 수송성을 가지며 호스트 재료로서 기능하고, PCBBiF는 정공 수송성을 가지며 어시스트 재료로서 기능하고, Ir(dppm)2(acac)은 삼중항 들뜸 에너지를 발광으로 변환하며 게스트 재료로서 기능한다.
다음에, 제 2 발광층(1113b) 상에 mDBqP2F를 두께 20nm로 증착에 의하여 성막하여, 제 1 전자 수송층(1114a)을 형성하였다.
(발광 소자 3)
발광 소자 3에서는, 제 1 발광층(1113a), 제 2 발광층(1113b), 및 제 1 전자 수송층(1114a)의 재료가 발광 소자 1과는 상이하다. 발광 소자 1과는 상이한 발광 소자 3의 구성에 대하여 아래에 설명한다.
실시예 5에서 합성한 mDBqP2P, PCBBiF, 및 Ir(tBuppm)2(acac)을 정공 수송층(1112) 위에 증착에 의하여 공성막하여, 제 1 발광층(1113a)을 형성하였다. 여기서, PCBBiF 및 Ir(tBuppm)2(acac)에 대한 mDBqP2P의 중량비는 0.7:0.3:0.05(=mDBqP2P:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac))로 조절하였다. 제 1 발광층(1113a)의 두께는 20nm로 설정하였다.
다음에, mDBqP2P, PCBBiF, 및 Ir(tBuppm)2(acac)을 제 1 발광층(1113a) 위에 증착에 의하여 공성막하여, 제 2 발광층(1113b)을 형성하였다. 여기서, PCBBiF 및 Ir(tBuppm)2(acac)에 대한 mDBqP2P의 중량비는 0.8:0.2:0.05(=mDBqP2P:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac))로 조절하였다. 제 2 발광층(1113b)의 두께는 20nm로 설정하였다.
또한, 제 1 발광층(1113a) 및 제 2 발광층(1113b)에서, mDBqP2P는 전자 수송성을 가지며 호스트 재료로서 기능하고, PCBBiF는 정공 수송성을 가지며 어시스트 재료로서 기능하고, Ir(tBuppm)2(acac)은 삼중항 들뜸 에너지를 발광으로 변환하며 게스트 재료로서 기능한다.
다음에, 제 2 발광층(1113b) 상에 mDBqP2P를 두께 20nm로 증착에 의하여 성막하여, 제 1 전자 수송층(1114a)을 형성하였다.
(발광 소자 4)
발광 소자 4에서는, 제 1 발광층(1113a), 제 2 발광층(1113b), 및 제 1 전자 수송층(1114a)의 재료가 발광 소자 1과는 상이하다. 발광 소자 1과는 상이한 발광 소자 4의 구성에 대하여 아래에 설명한다.
2-[3'-(다이벤조싸이오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II), PCBBiF, 및 Ir(tBuppm)2(acac))을 정공 수송층(1112) 위에 증착에 의하여 공성막하여, 제 1 발광층(1113a)을 형성하였다. 여기서, PCBBiF 및 Ir(tBuppm)2(acac)에 대한 2mDBTBPDBq-II의 중량비는 0.7:0.3:0.05(=2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac))로 조절하였다. 제 1 발광층(1113a)의 두께는 20nm로 설정하였다.
다음에, 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF, 및 Ir(tBuppm)2(acac)을 제 1 발광층(1113a) 위에 증착에 의하여 공성막하여, 제 2 발광층(1113b)을 형성하였다. 여기서, PCBBiF 및 Ir(tBuppm)2(acac)에 대한 2mDBTBPDBq-II의 중량비는 0.8:0.2:0.05(=2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac))로 조절하였다. 제 2 발광층(1113b)의 두께는 20nm로 설정하였다.
또한, 제 1 발광층(1113a) 및 제 2 발광층(1113b)에서, 2mDBTBPDBq-II는 전자 수송성을 가지며 호스트 재료로서 기능하고, PCBBiF는 정공 수송성을 가지며 어시스트 재료로서 기능하고, Ir(tBuppm)2(acac)은 삼중항 들뜸 에너지를 발광으로 변환하며 게스트 재료로서 기능한다.
다음에, 제 2 발광층(1113b) 상에 실시예 5에서 합성한 mDBqP2P를 두께 20nm로 증착에 의하여 성막하여, 제 1 전자 수송층(1114a)을 형성하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 발광 소자의 전자 수송층에만 사용할 수 있다.
표 1은 상술한 바와 같이 얻은 발광 소자 1~4의 소자 구조를 나타낸 것이다.
표 1. 발광 소자(소자) 1~4의 구조
Figure pct00053
a 정공 주입층. b 정공 수송층. c 발광층. d 전자 수송층. f 전자 주입층.
표 1(계속). 발광 소자 1~4의 구조
Figure pct00054
질소 분위기를 포함하는 글로브 박스 내에서, 발광 소자 1~4 각각을 공기에 노출되지 않도록 유리 기판으로 밀봉하였다(구체적으로, 실란트를 소자의 외연부(outer edge)에 도포하고, 밀봉 시에 80℃에서 1시간 동안 가열 처리를 수행하였다). 그리고, 발광 소자의 동작 특성을 측정하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 수행하였다.
도 20, 도 25, 도 30, 및 도 35는 각각 발광 소자 1~4의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 것이다. 도 20, 도 25, 도 30, 및 도 35 각각에서, 가로축은 전류 밀도(mA/cm2)를 나타내고 세로축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 도 21, 도 26, 도 31, 및 도 36은 각각 발광 소자 1~4의 전압-휘도 특성을 나타낸 것이다. 도 21, 도 26, 도 31, 및 도 36 각각에서, 가로축은 전압(V)을 나타내고 세로축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 도 22, 도 27, 도 32, 및 도 37은 각각 발광 소자 1~4의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸 것이다. 도 22, 도 27, 도 32, 및 도 37 각각에서, 가로축은 휘도(cd/m2)를 나타내고 세로축은 전류 효율(cd/A)을 나타낸다. 도 23, 도 28, 도 33, 및 도 38은 각각 발광 소자 1~4의 전압-전류 특성을 나타낸 것이다. 도 23, 도 28, 도 33, 및 도 38 각각에서, 가로축은 전압(V)을 나타내고 세로축은 전류(mA)를 나타낸다.
표 2는 휘도 약 1000cd/m2에서의 각 발광 소자의 전압(V), 전류 밀도(mA/cm2), CIE 색도 좌표(x, y), 전류 효율(cd/A), 및 외부 양자 효율(%)을 나타낸 것이다.
표 2. 발광 소자 1~4의 특성.
Figure pct00055
도 24, 도 29, 도 34, 및 도 39는 각각, 전류 밀도 2.5mA/cm2에서의 발광 소자 1~4의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 24에 나타낸 바와 같이, 발광 소자 1의 발광 스펙트럼은 547nm에 피크를 갖는다. 도 29에 나타낸 바와 같이, 발광 소자 2의 발광 스펙트럼은 579nm에 피크를 갖는다. 도 34에 나타낸 바와 같이, 발광 소자 3의 발광 스펙트럼은 546nm에 피크를 갖는다. 도 39에 나타낸 바와 같이, 발광 소자 4의 발광 스펙트럼은 546nm에 피크를 갖는다.
다음에, 발광 소자 1 및 2 각각에 대하여 신뢰성 시험을 수행하였다. 도 40 및 도 41은 그 신뢰성 시험의 결과를 나타낸 것이다.
신뢰성 시험에서, 초기 휘도를 5000cd/m2, 전류 밀도를 일정하게 한 조건에서 발광 소자 1 및 2를 구동하였다. 도 40 및 도 41에서, 가로축은 소자의 구동 시간(h)을 나타내고 세로축은 초기 휘도를 100%로 한 정규화 휘도(%)를 나타낸다. 도 40은, 335시간 후의 발광 소자 1의 정규화 휘도가 82%인 것을 나타낸다. 도 41은, 390시간 후의 발광 소자 2의 정규화 휘도가 65%인 것을 나타낸다.
도 20~도 39의 결과는, 본 발명의 일 형태인 발광 소자 1~4 각각이 뛰어난 소자 특성(전압-휘도 특성, 휘도-전류 효율 특성, 및 전압-전류 특성)을 갖는 것을 나타낸다. 발광 소자 1~3 각각에서, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물이 제 1 발광층(1113a) 및 제 2 발광층(1113b)의 호스트 재료로서 사용되고, 또한 제 1 전자 수송층(1114a)에도 사용된다. 제 1 전자 수송층(1114a)에만 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물이 사용되는 발광 소자 4에 비하여 발광 소자 1~3은 구동 전압이 매우 낮다. 이 저전압 구동은 발광층(제 1 발광층(1113a) 및 제 2 발광층(1113b))의 호스트 재료가 분자 내에 2개 이상의 다이벤조[f,h]퀴녹살린 골격을 가지므로 달성될 것으로 생각된다. 또한, 발광 소자 1~3 각각에서, 호스트 재료로서 기능하며 본 발명의 일 형태인 전자 수송 재료(mDBq2BP, mDBqP2F, 또는 mDBqP2P) 및 어시스트 재료로서 기능하는 정공 수송 재료(PCBBiF)는 들뜬 복합체를 형성한다. 이 들뜬 복합체로부터 발광 물질(Ir(tBuppm)2(acac) 또는 Ir(dppm)2(acac))로 에너지가 효율적으로 이동하기 때문에, 발광 소자 1~3은 높은 효율을 가질 수 있다. 따라서, 발광층 및 전자 수송층 양쪽에 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 사용하면 더 현저한 효과를 얻을 수 있다. 다만, 발광 소자 4처럼, 유기 화합물이 전자 수송층에만 사용되는 발광 소자에도 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 적용할 수 있다.
도 40 및 도 41의 결과는, 각각 본 발명의 일 형태인 발광 소자 1 및 발광 소자 2가 긴 수명을 갖는 것을 나타낸다. 발광 소자 1 및 2에 사용되는 유기 화합물 각각에서, 2개의 다이벤조[f,h]퀴녹살린 골격의 연결자(linker)는 적어도 2개의 메타페닐렌기를 포함한다. 이러한 분자 구조에 의하여 막질이 안정화되어 발광 소자의 수명이 길어진다. 특히, 발광 소자 1 및 2에 포함되는 유기 화합물 각각에서, 페닐기(아릴기)는 다이벤조[f,h]퀴녹살린 유닛들의 3위치들 중 어느 것에도 결합되지 않기 때문에, 발광 소자 1 및 2는 매우 긴 수명을 가질 수 있다.
또한, 본 실시예에서 설명한 구조는 실시형태들 또는 다른 실시예들에서 설명한 구조 중 어느 것과 적절히 조합할 수 있다.
[실시예 8]
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태이며 구조식(101)으로 표시되는 유기 화합물의 T1 준위, 및 구조식(200) 및 (201)으로 표시되는 비교 유기 화합물의 T1 준위를 계산하였다. 본 실시예에 사용되는 재료의 화학식을 이하에 나타낸다.
Figure pct00056
계산 방법은 다음과 같다. 양자 화학 계산 프로그램으로서는 Gaussian 09를 사용하였다. 계산에는 고성능 컴퓨터(Altix 4700, SGI Japan, Ltd. 제조)를 사용하였다.
우선, 단일항 기저 상태에서의 가장 안정적인 구조를 밀도 함수 이론(density functional theory)을 사용하여 계산하였다. 기저 함수로서, 6-311G(각 원자가 궤도에 3개의 축소 함수(contraction function)를 사용하여 triple-split valence 기저계의 기저 함수)를 모든 원자에 적용하였다. 상술한 기저 함수에 의하여, 예를 들어 탄소 원자의 경우에 1s~4s 및 2p~4p의 궤도가 고려되고, 수소 원자의 경우에 1s~3s의 궤도가 고려된다. 계산의 정확성을 향상시키기 위하여, 분극 기저계로서 수소 원자에는 p함수를, 수소 원자 이외의 원자에는 d함수를 더하였다. 함수로서 B3LYP를 사용하였다.
다음에, 최저 들뜬 삼중항 상태에서의 가장 안정적인 구조를 계산하였다. 그리고, 단일항 기저 상태 및 최저 들뜬 삼중항 상태에서의 가장 안정적인 구조에 대한 진동 분석을 수행하고, 영점 수정된 에너지 차이를 얻었다. 이 영점 수정된 에너지 차이로부터 T1 준위를 계산하였다. 기저 함수로서 6-311G(d,p)를 사용하였다. 함수로서 B3LYP를 사용하였다.
표 3은 상술한 방법으로 수행된 계산의 결과를 나타낸 것이다.
표 3. 구조식(101), (200), 및 (201)으로 표시되는 화합물의 T1 준위.
Figure pct00057
표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 형태이며 구조식(101)으로 표시되는 유기 화합물의 T1 준위는, 구조식(200) 및 (201)으로 표시되는 비교 유기 화합물 각각의 T1 준위보다 높다. T1 준위에서의 차이는 다이벤조[f,h]퀴녹살린 골격들을 연결하는 연결기의 구조로부터의 결과이다. 구체적으로는, 구조식(101)으로 표시되는 유기 화합물에서, 다이벤조[f,h]퀴녹살린 골격들을 서로 연결하는 연결기는 메타-치환된 페닐렌기를 포함한다. 한편, 구조식(200) 및 (201)으로 표시되는 유기 화합물 각각에서, 다이벤조[f,h]퀴녹살린 골격들을 서로 연결하는 연결기는 파라-치환된 페닐렌기를 포함한다. 따라서, 다이벤조[f,h]퀴녹살린 골격들에 결합되는 연결기는 메타-치환된 아릴렌기를 포함하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 설명한 구조는 실시형태들 및 다른 실시예들에서 설명한 구조 중 어느 것과 적절히 조합할 수 있다.
100: 기판, 101: 전극, 102: EL층, 103: 전극, 111: 정공 주입층, 112: 정공 수송층, 113: 발광층, 114: 전자 수송층, 115: 전자 주입층, 201: 전극, 202: 전극, 203: EL층, 204: 발광층, 205: 인광성 화합물, 206: 유기 화합물, 207: 유기 화합물, 301: 전극, 303: 전극, 311: 발광층, 312: 발광층, 313: 전하 발생층, 401: 소스측 구동 회로, 402: 화소부, 403: 게이트측 구동 회로, 404: 밀봉 기판, 405: 밀봉 재료, 407: 공간, 408: 배선, 409: FPC, 410: 소자 기판, 411: FET, 412: FET, 413: 전극, 414: 절연체, 416: EL층, 417: 전극, 418: 발광 소자, 423: FET, 424: FET, 501: 기판, 502: 전극, 503: 전극, 504: EL층, 505: 절연층, 506: 격벽층, 601: 조명 장치, 602: 조명 장치, 603: 탁상용 램프, 1100: 기판, 1101: 전극, 1103: 전극, 1111: 정공 주입층, 1112: 정공 수송층, 1113a: 발광층, 1113b: 발광층, 1114a: 전자 수송층, 1114b: 전자 수송층, 1115: 전자 주입층, 7100: 텔레비전 장치, 7101: 하우징, 7103: 표시부, 7105: 스탠드, 7107: 표시부, 7109: 조작 키, 7110: 리모트 컨트롤러, 7201: 본체, 7202: 하우징, 7203: 표시부, 7204: 키보드, 7205: 외부 접속 포트, 7206: 포인팅 디바이스, 7301: 하우징, 7302: 하우징, 7303: 연결부, 7304: 표시부, 7305: 표시부, 7306: 스피커부, 7307: 기록 매체 삽입부, 7308: LED 램프, 7309: 조작 키, 7310: 접속 단자, 7311: 센서, 7312: 마이크로폰, 7400: 휴대 전화, 7401: 하우징, 7402: 표시부, 7403: 조작 버튼, 7404: 외부 접속 포트, 7405: 스피커, 7406: 마이크로폰, 7501: 조명부, 7502: 갓, 7503: 조절 가능한 암, 7504: 지주, 7505: 받침대, 7506: 전원 스위치, 9501: 조명부, 9503: 지주, 9505: 지지대
본 출원은 2013년 8월 30일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2013-179345의 일본 특허 출원에 기초하고, 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합된다.

Claims (16)

  1. 일반식(G1-1)으로 표시되는 화합물에 있어서,
    Figure pct00058

    일반식(G1-1)에 있어서,
    A는 치환 또는 비치환된 다이벤조[f,h]퀴녹살린-일기를 나타내고,
    Ar1은 1개~4개의 치환 또는 비치환된 페닐렌기를 포함하는 치환기를 나타내고,
    n은 2 또는 3을 나타내고,
    Ar1에서의 상기 페닐렌기 중 적어도 2개는 메타-치환 또는 오르토-치환되는, 화합물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 일반식(G2-1)으로 표시되고,
    Figure pct00059

    일반식(G2-1)에 있어서,
    R1~R9는 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내는, 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 일반식(G3-1)으로 표시되고,
    Figure pct00060

    일반식(G3-1)에 있어서,
    R11~R18 및 R20은 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내는, 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 일반식(G4-1)으로 표시되고,
    Figure pct00061

    일반식(G4-1)에 있어서,
    R11~R17, R19, 및 R20은 독립적으로 수소, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 및 탄소수 6~13의 치환 또는 비치환된 아릴기 중 어느 것을 나타내는, 화합물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    R1은 수소인, 화합물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    Ar1에서의 상기 페닐렌기의 총수는 3개 또는 4개인, 화합물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    Ar1에서의 상기 페닐렌기 중 2개는 플루오렌 고리를 형성하는, 화합물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    Ar1에서의 상기 페닐렌기는 각각 비치환되는, 화합물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    Ar1에서의 상기 페닐렌기 상의 상기 치환기는 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 3~6의 사이클로알킬기, 탄소수 6~13의 아릴기, 카바졸일기, 다이벤조싸이오펜일기, 및 다이벤조퓨란일기로부터 선택되는, 화합물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 다음 구조식 중 어느 것으로 표시되는, 화합물.
    Figure pct00062

    Figure pct00063

    Figure pct00064

    Figure pct00065

    Figure pct00066

    Figure pct00067
  11. 발광 소자에 있어서,
    양극과 음극; 및
    상기 양극과 상기 음극 사이에, 제 1 항에 따른 화합물을 포함하는 층을 포함하는, 발광 소자.
  12. 표시 모듈에 있어서,
    기판;
    상기 기판 위의 복수의 발광 소자로서, 상기 복수의 발광 소자 각각은,
    양극과 음극; 및
    상기 양극과 상기 음극 사이에, 제 1 항에 따른 화합물을 포함하는 층을 포함하는, 상기 복수의 발광 소자;
    상기 복수의 발광 소자에 전기적으로 접속되며 상기 복수의 발광 소자를 제어하는 구동 회로; 및
    상기 기판 위에 위치하는 배선을 통하여 상기 구동 회로에 신호를 전송하는 커넥터를 포함하는, 표시 모듈.
  13. 전자 기기에 있어서,
    제 12 항에 따른 표시 모듈을 포함하는, 전자 기기.
  14. 조명 장치에 있어서,
    제 11 항에 따른 발광 소자를 포함하는, 조명 장치.
  15. 화합물에 있어서,
    다음 구조식 중 어느 것으로 표시되는, 화합물.
    Figure pct00068
    Figure pct00069
    Figure pct00070

    Figure pct00071
    Figure pct00072
  16. 화합물에 있어서,
    다음 구조식 중 어느 것으로 표시되는, 화합물.
    Figure pct00073
    Figure pct00074
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