KR20170094563A - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20170094563A
KR20170094563A KR1020177022186A KR20177022186A KR20170094563A KR 20170094563 A KR20170094563 A KR 20170094563A KR 1020177022186 A KR1020177022186 A KR 1020177022186A KR 20177022186 A KR20177022186 A KR 20177022186A KR 20170094563 A KR20170094563 A KR 20170094563A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
carbon atoms
layer
substituent
alkyl group
Prior art date
Application number
KR1020177022186A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102108273B1 (ko
Inventor
도루 와타나베
데츠 기타무라
도시히로 이세
Original Assignee
유디씨 아일랜드 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유디씨 아일랜드 리미티드 filed Critical 유디씨 아일랜드 리미티드
Publication of KR20170094563A publication Critical patent/KR20170094563A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102108273B1 publication Critical patent/KR102108273B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01L51/0085—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • H01L51/0072—
    • H01L51/0081—
    • H01L51/0087—
    • H01L51/0094—
    • H01L51/5016—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/324—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising aluminium, e.g. Alq3
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/346—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising platinum
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18—Metal complexes
    • C09K2211/185—Metal complexes of the platinum group, i.e. Os, Ir, Pt, Ru, Rh or Pd
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

고온 구동시의 외부 양자 효율 및 내구성이 높으며, 또한, 고온 구동 후의 색도 변화 및 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자로서, 기판 상에, 1 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 발광층에, 적어도 1 종의 특정의 청색 인광성 이리듐 착물을 함유하고, 또한, 상기 적어도 1 층의 유기층 중 어느 층에, 적어도 1 종의 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
Figure pat00027

일반식 (1) 중, R1 ∼ R5 는 각각 독립적으로, 소정의 기 또는 원자를 나타낸다. n1 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. n2 ∼ n5 는 각각 독립적으로, 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
본 발명은 유기 전계 발광 소자 (이하, 「소자」, 「유기 EL 소자」라고도 한다) 에 관한 것으로, 특히, 고온 구동시의 소자의 제성능 (구체적으로는, 외부 양자 효율, 내구성, 색도 변화 및 전압차) 이 우수한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는, 저전압 구동으로 고휘도의 발광이 얻어지는 점에서 최근 활발한 연구 개발이 이루어지고 있다. 일반적으로 유기 전계 발광 소자는, 발광층을 포함하는 유기층 및 그 층을 사이에 둔 1 쌍의 전극으로 구성되어 있고, 음극에서부터 주입된 전자와, 양극에서부터 주입된 정공이 발광층에 있어서 재결합하여, 생성된 여기자의 에너지를 발광에 이용하는 것이다.
최근, 인광 발광 재료를 사용함으로써, 소자의 고효율화가 진행되고 있다. 예를 들어, 인광 발광 재료로서 이리듐 착물이나 백금 착물 등을 사용하여 발광 효율 및 내열성이 향상된 유기 전계 발광 소자가 연구되고 있다.
또, 발광 재료를 호스트 재료 안에 도프한 발광층을 사용하는 도프형 소자가 널리 채용되고 있다.
최근, 호스트 재료의 개발이 활발히 실시되고 있고, 예를 들어 특허문헌 1 및 2 에는 발광 효율이 높으며, 화소 결함이 적고, 내열성이 우수한 소자의 제작을 목적으로 하여, 아릴기가 복수 연결된 카르바졸 화합물을 호스트 재료로 사용한 소자가 개시되어 있다.
또, 발광 재료에 관하여, 특허문헌 3 에는 청색 발광이 가능하며, 내구성이 우수하고, 발광 스펙트럼이 샤프하고 저소비 전력인 소자를 얻는 것을 목적으로 하여, 축환형 인광 발광 재료를 사용한 발명이 개시되어 있다. 또 특허문헌 4 에도 특정 구조의 축환형 인광 발광 재료가 개시되어 있다.
그러나, 종래의 소자는, 고온 구동시의 내구성이 낮으며, 또, 고온 구동 후의 색도 변화 및 전압 상승이 크다는 문제가 있어, 개선이 요구되고 있다.
국제공개 제04/074399호 국제공개 제08/072538호 미국 특허출원공개 제2008/297033호 명세서 국제공개 제07/095118호
종래의 소자는, 고온 구동시의 내구성이 낮으며, 또, 고온 구동 후의 색도 변화 및 전압 상승이 크다는 문제가 있어, 개선이 요구되고 있었다.
본 발명자들은, 본 발명의 호스트 재료를, 특정의 청색 인광 재료와 조합한 경우에, 종래 자주 사용되고 있던 mCBP 에 대해, 고온 구동시의 외부 양자 효율 및 내구성, 그리고, 고온 구동 후의 색도 변화 및 전압차에 매우 우수한 성능을 나타내는 소자가 제공되는 것을 알아냈다.
즉, 본 발명의 목적은, 고온 구동시의 외부 양자 효율 및 내구성이 높으며, 또한, 고온 구동 후의 색도 변화 및 전압 상승이 작은 유기 전계 발광 소자의 제공에 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은 유기 전계 발광 소자에 유용한 발광층 및 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치, 표시 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 하기의 수단에 의해 달성되었다.
[1] 기판 상에, 1 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서,
상기 발광층에, 적어도 1 종의 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물을 함유하고, 또한, 상기 적어도 1 층의 유기층 중 어느 층에, 적어도 1 종의 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는, 유기 전계 발광 소자.
[화학식 1]
Figure pat00001
일반식 (PI-1) 중, R1 ∼ R9 는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R1 ∼ R9 로 나타내어지는 치환기는, 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.
(X-Y) 는 모노아니온성의 2 자리 배위자를 나타낸다.
p 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
[화학식 2]
Figure pat00002
일반식 (1) 중, R1 은 알킬기, 아릴기, 또는 실릴기를 나타내고, 또한 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 단, R1 이 카르바졸릴기 또는 퍼플루오로알킬기를 나타내는 경우는 없다. R1 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R1 은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R1 은, 서로 결합하여 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
R2 ∼ R5 는 각각 독립적으로, 알킬기, 아릴기, 실릴기, 시아노기 또는 불소 원자를 나타내고, 또한 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. R2 ∼ R5 가 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R2 ∼ 복수의 R5 는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다.
n1 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.
n2 ∼ n5 는 각각 독립적으로, 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.
[2] 상기 일반식 (PI-1) 에 있어서, p 가 3 인, 상기 [1] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[3] 상기 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을, 상기 발광층에 사용하는, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
*[4] 상기 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을, 상기 발광층과 음극 사이의 층에 사용하는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[5] 상기 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을, 상기 발광층과 양극 사이의 층에 사용하는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[6] 상기 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물이, 하기 일반식 (2) 로 나타내어지는, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[화학식 3]
Figure pat00003
일반식 (2) 중, R6 및 R7 은 각각 독립적으로, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 시아노기 또는 불소 원자를 나타낸다. R6 및 R7 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 서로 결합하여 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
n6 및 n7 은 각각 독립적으로, 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.
R8 ∼ R11 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 실릴기, 시아노기 또는 불소 원자를 나타낸다.
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다.
[7] 상기 일반식 (PI-1) 에 있어서, R1 ∼ R9 가 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 불소 원자를 나타내고, R1 ∼ R9 는, 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 되고, p 가 3 이고, 상기 일반식 (2) 에 있어서, R6 및 R7 은 각각 독립적으로, 알킬기, 또는 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기를 나타내고, n6 및 n7 은 각각 독립적으로, 0 ∼ 2 의 정수를 나타내고, R8 ∼ R11 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 알킬기 또는 페닐기로 치환된 실릴기, 시아노기 또는 불소 원자인, 상기 [6] 에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[8] 상기 일반식 (PI-1) 에 있어서, R8 이 수소 원자 또는 불소 원자인, 상기 [1] ∼ [7] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[9] 상기 전극간에, 전자 주입층을 갖고, 그 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유하는, 상기 [1] ∼ [8] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[10] 상기 전극간에, 정공 주입층을 갖고, 그 정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를 함유하는, 상기 [1] ∼ [9] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[11] 상기 1 쌍의 전극간에 있는 유기층의 적어도 1 층이, 용액 도포 프로세스에 의해 형성된, 상기 [1] ∼ [10] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자.
[12] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물과, 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는, 발광층.
[13] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물과, 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는, 조성물.
[14] 상기 [1] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 발광 장치.
[15] 상기 [1] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 표시 장치.
[16] 상기 [1] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자를 사용한 조명 장치.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 고온 구동시의 소자의 제성능이 우수하다. 구체적으로는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 고온 구동시의 외부 양자 효율 및 내구성이 높으며, 또한, 고온 구동 후의 색도 변화 및 전압 상승이 작다.
도 1 은 본 발명에 관련된 유기 EL 소자의 층 구성의 일례 (제 1 실시형태) 를 나타내는 개략도이다.
도 2 는 본 발명에 관련된 발광 장치의 일례 (제 2 실시형태) 를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 본 발명에 관련된 조명 장치의 일례 (제 3 실시형태) 를 나타내는 개략도이다.
하기, 일반식 (PI-1), 일반식 (PIL-1), 일반식 (1) 및 일반식 (2) 의 설명 에 있어서의 수소 원자는 동위체 (중수소 원자 등) 도 함유하고, 또한 치환기를 구성하는 원자는, 그 동위체도 함유하고 있는 것을 나타낸다.
본 발명에 있어서, 치환기군 A 및 치환기 Z 를 하기와 같이 정의한다.
(치환기군 A)
알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, t-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 네오펜틸 등을 들 수 있다), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 프로파르길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐, 4-메틸페닐, 2,6-디메틸페닐 등을 들 수 있다), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 10 이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노, 디페닐아미노, 디톨릴아미노 등을 들 수 있다), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시, 2-에틸헥실옥시 등을 들 수 있다), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜옥시, 피라질옥시, 피리미딜옥시, 퀴놀릴옥시 등을 들 수 있다), 아실기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 헤테로 고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 피리딜티오, 2-벤즈이미졸릴티오, 2-벤즈옥사졸릴티오, 2-벤즈티아졸릴티오 등을 들 수 있다), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다), 우레이드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 우레이드, 메틸우레이드, 페닐우레이드 등을 들 수 있다), 인산아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 예를 들어 디에틸인산아미드, 페닐인산아미드 등을 들 수 있다), 하이드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 하이드록삼산기, 술피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 (방향족 헤테로 고리기도 포함하고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자, 셀렌 원자, 텔루르 원자이고, 구체적으로는 피리딜, 피라지닐, 피리미딜, 피리다지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소옥사졸릴, 이소티아졸릴, 퀴놀릴, 푸릴, 티에닐, 셀레노페닐, 텔루로페닐, 피페리딜, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리딜, 피롤리디노, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 카르바졸릴기, 아제피닐기, 시롤릴기 등을 들 수 있다), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 40, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, 트리페닐실릴옥시 등을 들 수 있다), 포스포릴기 (예를 들어 디페닐포스포릴기, 디메틸포스포릴기 등을 들 수 있다) 를 들 수 있다. 이들 치환기는 더욱 치환되어도 되고, 추가적인 치환기로는, 이상으로 설명한 치환기군 A 에서 선택되는 기를 들 수 있다.
(치환기 Z)
알킬기, 알케닐기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다.
치환기 Z 가 나타내는 알킬기로는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 이소부틸기, t-부틸기, n-부틸기, 시클로프로필기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, 이소부틸기, 또는 t-부틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.
치환기 Z 가 나타내는 알케닐기로는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 8 의 알케닐기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 6 의 알케닐기이고, 예를 들어 비닐기, n-프로페닐기, 이소프로페닐기, 이소부테닐기, n-부테닐기 등을 들 수 있고, 비닐기, n-프로페닐기, 이소부테닐기, 또는 n-부테닐기가 바람직하고, 비닐기가 보다 바람직하다.
치환기 Z 가 나타내는 아릴기로는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 톨릴기, 자일릴기 등을 들 수 있고, 이들 중 페닐기, 비페닐기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다.
치환기 Z 가 나타내는 방향족 헤테로 고리기로는, 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12 의 방향족 헤테로 고리기이고, 예를 들어 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 등을 들 수 있고, 피리딜기 또는 푸릴기가 바람직하고, 피리딜기가 보다 바람직하다.
치환기 Z 가 나타내는 알콕시기로는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알콕시기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기이고, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기, 이소부톡시기, t-부톡시기, n-부톡시기, 시클로프로필옥시기 등을 들 수 있고, 메톡시기, 에톡시기, 이소부톡시기, 또는 t-부톡시기가 바람직하고, 메톡시기가 보다 바람직하다.
치환기 Z 가 나타내는 실릴기 및 아미노기로는, 상기 서술한 치환기군 A 에 있어서의 실릴기 및 아미노기와 동일한 것을 들 수 있다.
복수의 치환기 Z 가 서로 결합하여 형성하는 아릴 고리로는, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등을 들 수 있고, 벤젠 고리가 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에, 1 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 발광층에, 적어도 1 종의 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물을 함유하고, 또한, 상기 적어도 1 층의 유기층 중 어느 층에, 적어도 1 종의 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을 함유한다.
〔일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물〕
이하, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물에 대해 설명한다.
[화학식 4]
Figure pat00004
일반식 (PI-1) 중, R1 ∼ R9 는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R1 ∼ R9 로 나타내어지는 치환기는, 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.
(X-Y) 는 모노아니온성의 2 자리 배위자를 나타낸다.
p 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 치환기로는, 각각 독립적으로, 상기 치환기군 A 에서 선택되는 치환기를 들 수 있고, R1 ∼ R9 로 나타내어지는 치환기는, 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.
R1 ∼ R9 로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알킬티오기, 아릴기, 헤테로아릴기, 시아노기, 불소 원자, 알콕시기, 아릴옥시기, 디알킬아미노기 또는 디아릴아미노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기 또는 불소 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 불소 원자이다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 알킬기는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고, 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 불소 원자가 바람직하다. R1 ∼ R9 로 나타내어지는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이고, 예를 들어 메틸기, 트리플루오로메틸기, 에틸기, 비닐기, n-프로필기, 이소프로필기, 이소부틸기, t-부틸기, n-부틸기, 네오펜틸기, n-헥실기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 또는 n-헥실기가 바람직하고, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 또는 n-헥실기가 보다 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 시클로알킬기는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고, 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 알킬기가 바람직하다. R1 ∼ R9 로 나타내어지는 시클로알킬기는, 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 20 의 시클로알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 10 의 시클로알킬기이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 10 의 시클로알킬기이다. 예를 들어 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로헥세닐기 등을 들 수 있고, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 또는 시클로헵틸기가 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 알킬티오기는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고, 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 불소 원자가 바람직하다. R1 ∼ R9 로 나타내어지는 알킬티오기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 20, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 이고, 예를 들어 메틸티오기, 에틸티오기, n-프로필티오기, 이소프로필티오기, 이소부틸티오기, t-부틸티오기, n-부틸티오기, 네오펜틸티오기, n-헥실티오기 등을 들 수 있고, 메틸티오기, 에틸티오기가 바람직하고, 메틸티오기가 더욱 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 아릴기는, 각각 독립적으로, 축환하고 있어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R1 ∼ R9 로 나타내어지는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 또는 페닐기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기이다. 예를 들어 페닐기, 메틸페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸페닐기, 이소프로필페닐기, 디페닐페닐기 등을 들 수 있고, 페닐기, 2-메틸페닐기, 2,6-디메틸페닐기, 2,4,6-트리메틸페닐기, 4-이소프로필페닐기, 또는 2,6-디페닐페닐기가 바람직하고, 2,6-디메틸페닐기가 보다 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 헤테로아릴기는, 각각 독립적으로, 축환하고 있어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R1 ∼ R9 로 나타내어지는 헤테로아릴기는, 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12 의 헤테로아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 10 의 헤테로아릴기이고, 예를 들어 피리딜기, 푸릴기 등을 들 수 있고, 피리딜기가 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 알콕시기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알콕시기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기이고, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, n-프로필옥시기, 이소프로폭시기, 이소부톡시기, t-부톡시기, n-부톡시기, 시클로프로폭시기 등을 들 수 있고, 메톡시기, 에톡시기, 이소부톡시기 또는 t-부톡시기가 바람직하고, 메톡시기가 보다 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 아릴옥시기는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴옥시기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 10 의 아릴옥시기이고, 예를 들어 페녹시기, 비페닐옥시기 등을 들 수 있고, 페녹시기가 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 디알킬아미노기는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 16 의 디알킬아미노기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 의 디알킬아미노기이고, 예를 들어 디메틸아미노기, 디에틸아미노기 등을 들 수 있고, 디메틸아미노기가 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 디아릴아미노기는, 바람직하게는 탄소수 12 ∼ 24 의 디아릴아미노기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 12 ∼ 20 의 디아릴아미노기이고, 예를 들어 디페닐아미노기, 디나프틸아미노기 등을 들 수 있고, 디페닐아미노기가 바람직하다.
R1 ∼ R9 로 나타내어지는 치환기는, 서로 결합하여 고리를 형성해도 되고, 고리를 형성하는 경우, R1 ∼ R9 중의 인접하는 2 개가 서로 결합하여 고리를 형성하는 것이 바람직하고, R1 및 R2 가 서로 결합하여 고리를 형성하는 것이 보다 바람직하다. 형성되는 고리로는, 시클로알킬 고리, 아릴 고리 및 헤테로아릴 고리 등을 들 수 있고, 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리가 바람직하고, 아릴 고리가 보다 바람직하다. 형성되는 고리는 상기 서술한 치환기 Z 를 갖고 있어도 되고, 치환기 Z 로는, 알킬기, 알케닐기 또는 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. 또, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합하여 아릴 고리를 형성하는 것도 바람직하다.
형성되는 시클로알킬 고리는, R1 ∼ R9 이외의, 고리의 형성에 관련되는 탄소 원자를 함유하고, 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 30 의 시클로알킬 고리이고, 보다 바람직하게는 탄소수 5 ∼ 14 의 아릴 고리이다. 형성되는 시클로알킬 고리로는, 예를 들어 시클로펜틸 고리, 시클로헥실 고리, 인단 고리 등을 들 수 있고, 시클로헥실 고리 또는 인단 고리가 바람직하고, 인단 고리가 보다 바람직하다.
형성되는 아릴 고리는, R1 ∼ R9 이외의, 고리의 형성에 관련되는 탄소 원자를 함유하고, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴 고리이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 14 의 아릴 고리이다. 형성되는 아릴 고리로는, 예를 들어 알킬기를 갖고 있어도 되는, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 페난트렌 고리 등을 들 수 있고, 알킬기를 갖고 있어도 되는 벤젠 고리가 바람직하고, 벤젠 고리가 보다 바람직하다.
형성되는 헤테로아릴 고리는, R1 ∼ R9 이외의, 고리의 형성에 관련되는 탄소 원자를 함유하고, 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 12 의 헤테로아릴 고리이고, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 10 의 헤테로아릴 고리이다. 형성되는 헤테로아릴 고리로는, 예를 들어 인돌 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 푸란 고리, 티오펜 고리 등을 들 수 있고, 피라진 고리가 바람직하다.
R1 및 R2 로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 아릴기 (아릴기로서 바람직하게는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 페닐기이고, 치환기 Z 로는 알킬기, 아릴기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 메틸기, 페닐기), 헤테로아릴기, 알콕시기, 알킬티오기, 디알킬아미노기, R1 과 R2 가 결합하여 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 벤젠 고리를 형성하는 기 (치환기 Z 는 바람직하게는 알킬기), R1 과 R2 가 결합하여 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 피라진 고리를 형성하는 기 (피라진 고리는 바람직하게는 무치환의 피라진 고리) 이고, 보다 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, R1 과 R2 가 결합하여 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 벤젠 고리를 형성하는 기 (치환기 Z 는 바람직하게는 알킬기) 이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 페닐기 (치환기 Z 는 바람직하게는 알킬기이고, 보다 바람직하게는 메틸기) 이다.
R3, R4, R5 및 R6 으로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시클로알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 (아릴기로서 바람직하게는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 페닐기이고, 치환기 Z 로는 알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 메틸기, 이소프로필기) 이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, n-헥실기이다.
R7 로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 아릴기 (아릴기로서 바람직하게는 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 페닐기이고, 치환기 Z 로는 알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 메틸기) 이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기이다.
R8 로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 불소 원자, 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 불소 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 불소 원자이다. R8 이 수소 원자 또는 불소 원자이면, 이유는 불명확하지만, 고온 구동시의 외부 양자 효율 및 내구성이 높으며, 또한, 고온 구동 후의 전압 상승이 작은 소자가 얻어진다.
R9 로서 바람직하게는, 수소 원자, 알킬기, 아릴기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자이다.
p 는, 2 또는 3 인 것이 바람직하고, 3 인 것이 더욱 바람직하다.
(X-Y) 는, 모노아니온성의 2 자리 배위자를 나타낸다. 이들 배위자는, 광 활성 특성에 직접 기여하는 것이 아니라, 분자의 광 활성 특성을 변경할 수 있는 것으로 생각되고 있다. 발광 재료에 있어서 사용되는 모노아니온성의 2 자리 배위자를, 당업계에서 공지인 것에서 선택할 수 있다. 모노아니온성의 2 자리 배위자의 비한정적인 예는, 참조에 의해 원용하는 Lamansky 들의 PCT 출원인 국제공개 제02/15645호의 89 ∼ 90페이지에 기재되어 있다. 바람직한 모노아니온성의 2 자리 배위자에는, 아세틸아세토네이트 (acac) 및 피콜리네이트 (pic), 그리고 이들의 유도체가 함유된다. 본 발명에 있어서는 착물의 안정성, 높은 발광 양자 수율의 관점에서 모노아니온성의 2 자리 배위자는, 하기 일반식 (PIL-1) 로 나타내어지는, 아세틸아세토네이트 및 그 유도체인 것이 바람직하다.
[화학식 5]
Figure pat00005
일반식 (PIL-1) 중, Ra ∼ Rc 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. * 는 이리듐에 대한 배위 위치를 나타낸다.
Ra ∼ Rc 로 나타내어지는 알킬기는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고, 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 불소 원자가 바람직하다. Ra ∼ Rc 로 나타내어지는 알킬기로서 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 비닐기, n-프로필기, 이소프로필기, 이소부틸기, t-부틸기, n-부틸기, 시클로프로필기, 트리플루오로메틸기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, 이소부틸기, 또는 t-부틸기가 바람직하고, 메틸기 또는 t-부틸기가 보다 바람직하고, 메틸기가 더욱 바람직하다.
Ra ∼ Rc 로 나타내어지는 아릴기는, 각각 독립적으로, 축환하고 있어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 알킬기가 바람직하다. Ra ∼ Rc 로 나타내어지는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 10 의 아릴기이고, 예를 들어 페닐기, 톨릴기 등을 들 수 있고, 페닐기가 바람직하다.
Ra 및 Rb 는, 각각 독립적으로, 착물의 안정성의 관점에서 바람직하게는 알킬기 및 아릴기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 알킬기이다. Ra 및 Rb 로 나타내어지는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 메틸기 및 t-부틸기 중 어느 것이고, 더욱 바람직하게는 메틸기이다. Ra 와 Rb 는 동일한 것이 바람직하다.
Rc 는, 바람직하게는 수소 원자이다.
이하에, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물의 구체예를 예시하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 6]
Figure pat00006
[화학식 7]
Figure pat00007
[화학식 8]
Figure pat00008
[화학식 9]
Figure pat00009
일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물로서 예시한 화합물은, 예를 들어, 미국 특허출원공개 제2007/0190359호나 미국 특허출원공개 제2008/0297033호에 기재된 방법 등 여러 가지 방법으로 합성할 수 있다. 예를 들어, 화합물 1 은, 미국 특허출원공개 제2007/0190359호의 44페이지 [0104] ∼ 45페이지 [0107] 에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물은, 발광층에 함유되지만, 그 용도가 한정되는 경우는 없고, 유기층 내의 어느 층에 추가로 함유되어도 된다.
본 발명에서는, 고온 구동 후의 색도 변화를 보다 억제하기 위하여, 이하에 기재하는 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물과, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물을 발광층에 함유하는 것이 바람직하다.
일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물은, 발광층의 전체 질량에 대해 0.1 ∼ 30 질량% 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 20 질량% 함유시키는 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 15 질량% 함유시키는 것이 더욱 바람직하다.
〔일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물〕
이하, 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물에 대해 설명한다.
[화학식 10]
*
Figure pat00010
일반식 (1) 중, R1 은 알킬기, 아릴기, 또는 실릴기를 나타내고, 또한 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. 단, R1 이 카르바졸릴기 또는 퍼플루오로알킬기를 나타내는 경우는 없다. R1 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R1 은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R1 은, 서로 결합하여 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
R2 ∼ R5 는 각각 독립적으로, 알킬기, 아릴기, 실릴기, 시아노기 또는 불소 원자를 나타내고, 또한 치환기 Z 를 갖고 있어도 된다. R2 ∼ R5 가 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R2 ∼ 복수의 R5 는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다.
n1 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.
n2 ∼ n5 는 각각 독립적으로, 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다.
R1 로 나타내어지는 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고, 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 불소 원자가 바람직하다. 단, R1 로 나타내어지는 알킬기는, 퍼플루오로알킬기가 되는 경우는 없다. R1 로 나타내어지는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 2-메틸펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 4-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기 등을 들 수 있고, 이들 중, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 또는 네오펜틸기가 바람직하고, 메틸기 또는 t-부틸기가 보다 바람직하고, t-부틸기가 더욱 바람직하다.
R1 로 나타내어지는 아릴기는, 축환하고 있어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 불소 원자로 치환되어 있어도 되는 알킬기, 아릴기, 불소 원자 또는 시아노기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다. R1 로 나타내어지는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이다. 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 불소 원자로 치환되어 있어도 되는 알킬기, 불소 원자 또는 시아노기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기, 시아노페닐기, 트리플루오로메틸페닐기, 불화페닐기 등을 들 수 있고, 이들 중 페닐기, 디메틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, 또는 t-부틸나프틸기가 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기가 보다 바람직하다.
R1 로 나타내어지는 실릴기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 알킬기 또는 페닐기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. R1 로 나타내어지는 실릴기는, 바람직하게는 탄소수 0 ∼ 18 의 실릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기이다. 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 또는 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기이고, 실릴기의 3 개의 수소 원자의 전부가, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 및 페닐기 중 어느 것으로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하고, 페닐기로 치환되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 디에틸이소프로필실릴기, 디메틸페닐실릴기, 디페닐메틸실릴기, 트리페닐실릴기 등을 들 수 있고, 이들 중, 트리메틸실릴기, 디메틸페닐실릴기 또는 트리페닐실릴기가 바람직하고, 트리페닐실릴기가 보다 바람직하다.
R1 이 복수 존재하는 경우, 복수의 R1 은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R1 은, 서로 결합하여 상기 서술한 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다. 치환기 Z 로는, 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
복수의 R1 이 서로 결합하여 형성하는 아릴 고리는, 그 복수의 R1 이 치환하는 탄소 원자를 함유하고, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴 고리이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 14 의 아릴 고리이다. 형성하는 고리로는 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 및 페난트렌 고리 중 어느 것인 것이 바람직하고, 벤젠 고리 또는 페난트렌 고리인 것이 보다 바람직하고, 벤젠 고리인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 복수의 R1 에 의해 형성되는 고리는 복수 존재해도 되고, 예를 들어, 복수의 R1 이 각각 서로 결합하여 2 개의 벤젠 고리를 형성하고, 그 복수의 R1 이 치환하는 벤젠 고리와 함께, 페난트렌 고리를 형성해도 된다.
R1 은, 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 및 알킬기 또는 페닐기로 치환된 실릴기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이다.
그 중에서도, R1 은, 바람직하게는, 메틸기, t-부틸기, 네오펜틸기, 무치환의 페닐기, 시아노기 또는 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기에 의해 치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 무치환의 나프틸기, 메틸기 또는 t-부틸기에 의해 치환된 나프틸기, 트리페닐실릴기, 복수의 알킬기 또는 아릴기가 각각 서로 결합하여 형성된 벤젠 고리 또는 페난트렌 고리이고, 보다 바람직하게는 무치환의 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기이고, 더욱 바람직하게는 무치환의 페닐기 또는 터페닐기이다.
n1 은, 0 ∼ 4 의 정수인 것이 바람직하고, 0 ∼ 3 의 정수인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
R2 ∼ R5 로 나타내어지는 아릴기, 실릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 R1 로 나타내어지는 아릴기, 실릴기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R2 ∼ R5 로 나타내어지는 알킬기로는, 상기 R1 로 나타내어지는 알킬기의 예시에 더하여, 트리플루오로메틸기 등의 퍼플루오로알킬기를 들 수 있다. 이들 중, 메틸기, 트리플루오로메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 또는 네오펜틸기가 바람직하고, 메틸기 또는 t-부틸기가 보다 바람직하고, t-부틸기가 더욱 바람직하다.
R2 ∼ R5 는 각각 독립적으로, 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 알킬기 또는 페닐기로 치환된 실릴기, 시아노기, 및 불소 원자 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 또는 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기, 시아노기, 및 불소 원자 중 어느 것이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 또는 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기, 시아노기, 및 불소 원자 중 어느 것이다.
그 중에서도, R2 ∼ R5 는 각각 독립적으로, 바람직하게는 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 트리플루오로메틸기, 페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 불소 원자, 및 시아노기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 t-부틸기, 페닐기, 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 및 시아노기 중 어느 것이고, 더욱 바람직하게는 t-부틸기, 페닐기, 트리페닐실릴기, 및 시아노기 중 어느 것이다.
n2 ∼ n5 는 각각 독립적으로, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 보다 바람직하다. 카르바졸 골격에 치환기를 도입하는 경우, 카르바졸 골격의 3 위치 및 6 위치가 반응 활성 위치이고, 합성의 용이함, 및 화학적 안정성 향상의 관점에서, 이 위치에 치환기를 도입하는 것이 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물은, 일반식 (2) 로 나타내어지는 것이 보다 바람직하다.
[화학식 11]
Figure pat00011
일반식 (2) 중, R6 및 R7 은 각각 독립적으로, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 시아노기 또는 불소 원자를 나타낸다. R6 및 R7 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 서로 결합하여 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다.
n6 및 n7 은 각각 독립적으로, 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.
R8 ∼ R11 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 실릴기, 시아노기 또는 불소 원자를 나타낸다.
치환기 Z 는 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 방향족 헤테로 고리기, 알콕시기, 페녹시기, 불소 원자, 실릴기, 아미노기, 시아노기 또는 이들을 조합하여 이루어지는 기를 나타내고, 복수의 치환기 Z 는 서로 결합하여 아릴 고리를 형성해도 된다.
R6 및 R7 로 나타내어지는 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고, 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 불소 원자가 바람직하다.
R6 및 R7 로 나타내어지는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. R6 및 R7 로 나타내어지는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의, R2 ∼ R5 로 나타내어지는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R6 및 R7 로 나타내어지는, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기에 있어서의 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. 그 알킬기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의, R2 ∼ R5 로 나타내어지는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R6 및 R7 로 나타내어지는, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기에 있어서의 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기이다. 예를 들어, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기 등을 들 수 있고, 이들 중 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 또는 나프틸기가 바람직하고, 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기가 보다 바람직하다.
R6 및 R7 로 나타내어지는, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기는, 무치환의 아릴기인 것이 바람직하다.
R6 및 R7 로 나타내어지는, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기로는, 예를 들어, 페닐기, 디메틸페닐기, t-부틸페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 메틸나프틸기, t-부틸나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 크리세닐기 등을 들 수 있고, 페닐기, t-부틸페닐기, 또는 비페닐기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다.
R6 및 R7 이 각각 복수 존재하는 경우, 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또 복수의 R6 및 복수의 R7 은, 각각 서로 결합하여 상기 서술한 치환기 Z 를 갖고 있어도 되는 아릴 고리를 형성해도 된다. 치환기 Z 로는, 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
복수의 R6 및 복수의 R7 이, 각각 서로 결합하여 형성하는 아릴 고리는, 그 복수의 R6 및 그 복수의 R7 의 각각이 치환하는 탄소 원자를 함유하고, 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 30 의 아릴 고리이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 14 의 아릴 고리이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 14 의 아릴 고리이다. 형성하는 고리로는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 및 페난트렌 고리 중 어느 것인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 벤젠 고리가 보다 바람직하고, 예를 들어, 벤젠 고리, t-부틸기로 치환된 벤젠 고리 등을 들 수 있다. 또한, 복수의 R6 또는 복수의 R7 에 의해 형성되는 고리는 복수 존재해도 되고, 예를 들어, 복수의 R6 또는 복수의 R7 이 각각 서로 결합하여 2 개의 벤젠 고리를 형성하고, 그 복수의 R6 또는 그 복수의 R7 이 치환하는 벤젠 고리와 함께, 페난트렌 고리를 형성해도 된다.
R6 및 R7 은, 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기, 시아노기 및 불소 원자 중 어느 것이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기, 시아노기 및 불소 원자 중 어느 것이다. 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, R6 및 R7 은 각각 독립적으로, 알킬기, 또는 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기를 나타내는 것도 바람직하다.
그 중에서도, R6 및 R7 은 각각 독립적으로, 바람직하게는, 메틸기, 트리플루오로메틸기, t-부틸기, 무치환의 페닐기, t-부틸기에 의해 치환된 페닐기, 비페닐기, 시아노기, 불소 원자, 및 복수의 알킬기가 각각 서로 결합하여 형성된 무치환의 벤젠 고리 또는 t-부틸기에 의해 치환된 벤젠 고리 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 메틸기, 트리플루오로메틸기, 무치환의 페닐기, 시아노기, 불소 원자, 및 복수의 알킬기가 각각 서로 결합하여 형성된 무치환의 벤젠 고리 또는 t-부틸기에 의해 치환된 벤젠 고리 중 어느 것이고, 가장 바람직하게는 무치환의 페닐기이다.
n6 및 n7 은 각각 독립적으로, 0 ∼ 4 의 정수인 것이 바람직하고, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 보다 바람직하고, 0 또는 1 인 것이 더욱 바람직하다.
R8 ∼ R11 로 나타내어지는 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 포화여도 되고, 불포화여도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 불소 원자가 바람직하다.
R8 ∼ R11 로 나타내어지는 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. R8 ∼ R11 로 나타내어지는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의, R2 ∼ R5 로 나타내어지는 알킬기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R8 ∼ R11 로 나타내어지는, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기이다.
R8 ∼ R11 로 나타내어지는, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 서술한 R6 및 R7 로 나타내어지는, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기에 있어서의, 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R8 ∼ R11 로 나타내어지는 실릴기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기를 갖는 경우의 치환기로는, 상기 서술한 치환기 Z 를 들 수 있고, 치환기 Z 로는, 알킬기 또는 페닐기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. R8 ∼ R11 로 나타내어지는 실릴기는, 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기이고, R8 ∼ R11 로 나타내어지는 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기의 구체예 및 바람직한 예는, 상기 일반식 (1) 중의, R1 로 나타내어지는 실릴기에 있어서의, 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기의 구체예 및 바람직한 예와 동일하다.
R8 ∼ R11 은 각각 독립적으로, 전하 수송능 및 전하에 대한 안정성의 관점에서, 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알킬기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 알킬기 또는 페닐기로 치환된 실릴기, 시아노기, 및 불소 원자 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 또는 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기, 시아노기, 및 불소 원자 중 어느 것이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 또는 페닐기로 치환된 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기, 시아노기, 및 불소 원자 중 어느 것이다.
그 중에서도, R8 ∼ R11 은 각각 독립적으로, 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기, 네오펜틸기, 트리플루오로메틸기, 페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 불소 원자, 및 시아노기 중 어느 것이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 트리메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 및 시아노기 중 어느 것이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, t-부틸기, 페닐기, 트리페닐실릴기, 및 시아노기 중 어느 것이다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물은, 탄소 원자, 수소 원자 및 질소 원자만으로 이루어지는 경우가 가장 바람직하다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물의 유리 전이 온도 (Tg) 는 80 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 100 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 ℃ 이상 400 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (1) 또는 (2) 가 수소 원자를 갖는 경우, 동위체 (중수소 원자 등) 도 함유한다. 이 경우 화합물 중의 모든 수소 원자가 동위체로 치환되어 있어도 되고, 또 일부가 동위체를 함유하는 화합물인 혼합물이어도 된다.
이하에, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물의 구체예를 예시하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 12]
Figure pat00012
[화학식 13]
Figure pat00013
[화학식 14]
Figure pat00014
상기 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물로서 예시한 화합물은, 국제공개 제2004/074399호 등을 참고로 합성하였다. 예를 들어, 화합물 (A-1) 은 국제공개 제2004/074399호의 52페이지 22행 ∼ 54페이지 15행에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물은, 그 용도가 한정되는 경우는 없고, 유기층 내의 어느 층에 함유되어도 된다. 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물의 도입층으로는, 발광층, 발광층과 음극 사이의 층, 발광층과 양극 사이의 층 중 어느 것, 또는 복수로 함유되는 것이 바람직하고, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 여기자 블록층, 전하 블록층 중 어느 것, 또는 복수로 함유되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서는, 고온 구동 후의 색도 변화를 보다 억제하기 위하여, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물이 발광층 또는 발광층에 인접하는 층 중 어느 것에 함유되는 것이 바람직하고, 발광층에 함유되는 것이 보다 바람직하다. 또, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물을 발광층 및 인접하는 층의 양층에 함유시켜도 된다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물을 발광층 중에 함유시키는 경우, 본 발명의 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물은 발광층의 전체 질량에 대해 0.1 ∼ 99 질량% 함유시키는 것이 바람직하고, 1 ∼ 95 질량% 함유시키는 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 95 질량% 함유시키는 것이 보다 바람직하다. 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물을 발광층 이외의 층에 추가로 함유시키는 경우에는, 그 층의 전체 질량에 대해 70 ∼ 100 질량% 함유되는 것이 바람직하고, 85 ∼ 100 질량% 함유되는 것이 보다 바람직하다.
〔일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물과, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는 발광층〕
본 발명은 상기 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물과, 상기 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는 발광층에도 관한 것이다. 본 발명의 발광층은 유기 전계 발광 소자에 사용할 수 있다.
〔일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물과, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는 조성물〕
본 발명은 상기 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물과, 상기 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는 조성물에도 관한 것이다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물의 함유량은, 조성물 중의 전체 고형분에 대해 1 ∼ 40 질량% 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 20 질량% 인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물의 함유량은, 조성물 중의 전체 고형분에 대해 50 ∼ 97 질량% 인 것이 바람직하고, 70 ∼ 90 질량% 인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 조성물에 있어서의 그 밖에 함유해도 되는 성분으로는, 유기물이어도, 무기물이어도 되고, 유기물로는, 후술하는 호스트 재료, 형광 발광 재료, 인광 발광 재료, 탄화수소 재료로서 예로 든 재료를 적용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 성막법, 전사법, 인쇄법등의 습식 성막법에 의해 유기 전계 발광 소자의 유기층을 형성할 수 있다.
〔유기 전계 발광 소자〕
본 발명의 소자에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에, 1 쌍의 전극과, 그 전극간에 발광층을 포함하는 적어도 1 층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 발광층에, 적어도 1 종의 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물을 함유하고, 또한, 상기 적어도 1 층의 유기층 중 어느 층에, 적어도 1 종의 일반식 (1) 로 나타내어지는 화합물을 함유한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 발광층은 유기층이고, 추가로 복수의 유기층을 갖고 있어도 된다.
발광 소자의 성질상, 양극 및 음극 중 적어도 일방의 전극은, 투명 또는 반투명인 것이 바람직하다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자의 구성의 일례를 나타내고 있다. 도 1 에 나타나는 본 발명에 관련된 유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에 있어서, 양극 (3) 과 음극 (9) 사이에 발광층 (6) 이 끼워져 있다. 구체적으로는, 양극 (3) 과 음극 (9) 사이에 정공 주입층 (4), 정공 수송층 (5), 발광층 (6), 정공 블록층 (7), 및 전자 수송층 (8) 이 이 순서로 적층되어 있다.
＜유기층의 구성＞
상기 유기층의 층 구성으로는, 특별히 제한은 없고, 유기 전계 발광 소자의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 상기 투명 전극 상에 또는 상기 반투명 전극 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 유기층은, 상기 투명 전극 또는 상기 반투명 전극 상의 전체면 또는 일면에 형성된다.
유기층의 형상, 크기, 및 두께 등에 대해서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
구체적인 층 구성으로서 하기를 들 수 있지만 본 발명은 이들의 구성에 한정되는 것은 아니다.
·양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극,
·양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,
·양극/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극,
·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/음극,
·양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/블록층/전자 수송층/전자 주입층/음극.
*유기 전계 발광 소자의 소자 구성, 기판, 음극 및 양극에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-270736호에 상세히 서술되어 있고, 그 공보에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
＜기판＞
본 발명에서 사용하는 기판으로서는, 유기층으로부터 발해지는 광을 산란 또는 감쇠시키지 않는 기판인 것이 바람직하다. 유기 재료의 경우에는, 내열성, 치수 안정성, 내용제성, 전기 절연성, 및 가공성이 우수한 것이 바람직하다.
＜양극＞
양극은, 통상적으로 유기층에 정공을 공급하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한되지 않고, 발광 소자의 용도, 목적에 따라, 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다. 상기 서술한 바와 같이, 양극은, 통상적으로 투명 양극으로서 형성된다.
＜음극＞
음극은, 통상적으로 유기층에 전자를 주입하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 되고, 그 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한은 없고, 발광 소자의 용도, 목적에 따라, 공지된 전극 재료 중에서 적절히 선택할 수 있다.
기판, 양극, 음극에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0070〕 ∼ 〔0089〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
＜유기층＞
본 발명에 있어서의 유기층에 대해 설명한다.
-유기층의 형성-
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 각 유기층은, 증착법이나 스퍼터법 등의 건식 성막법, 전사법, 인쇄법, 스핀 코트법, 바 코트법 등의 용액 도포 프로세스 중 어느 것에 의해서도 바람직하게 형성할 수 있다. 유기층 중 적어도 1 층이 용액 도포 프로세스에 의해 형성된 것이 바람직하다.
(발광층)
＜발광 재료＞
본 발명에 있어서의 발광 재료는, 상기 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물인 것이 바람직하다.
발광층 중의 발광 재료는, 발광층 중에 일반적으로 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해, 0.1 질량% ∼ 50 질량% 함유되지만, 내구성, 외부 양자 효율의 관점에서 1 질량% ∼ 50 질량% 함유되는 것이 바람직하고, 2 질량% ∼ 40 질량% 함유되는 것이 보다 바람직하다.
발광층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 2 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 외부 양자 효율의 관점에서 3 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 소자에 있어서의 발광층은, 발광 재료만으로 구성되어 있어도 되고, 호스트 재료와 발광 재료의 혼합층으로 한 구성이어도 된다. 발광 재료는 형광 발광 재료여도 되고, 인광 발광 재료여도 되고, 도펀트는 1 종이어도 되고, 2 종 이상이어도 된다. 호스트 재료는 전하 수송 재료인 것이 바람직하다. 호스트 재료는 1 종이어도 되고, 2 종 이상이어도 되고, 예를 들어, 전자 수송성의 호스트 재료와, 홀 수송성의 호스트 재료를 혼합한 구성을 들 수 있다. 또한, 발광층 중에 전하 수송성을 갖지 않아, 발광하지 않는 재료를 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 소자에 있어서의 발광층으로는, 호스트 재료로서 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물과 발광 재료로서 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물을 사용한 것이 바람직하다.
또, 발광층은 1 층이어도 되고, 2 층 이상의 다층이어도 된다. 발광층이 복수인 경우, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물 및 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물을 2 층 이상의 발광층에 함유해도 된다. 또, 각각의 발광층이 상이한 발광색으로 발광해도 된다.
＜호스트 재료＞
본 발명에 사용하는 호스트 재료는, 상기 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물이 바람직하다.
일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물은, 정공과 전자의 양전하를 수송할 수 있는 화합물로서, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물과 조합함으로써, 발광층 내에 있어서의 정공과 전자의 수송능의 밸런스가 온도나 전장(電場) 등의 외부 환경에 의해 변화되는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 카르바졸기를 갖는 화합물임에도 불구하고 구동 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고온 구동 후의 색변화를 억제할 수 있다.
본 발명에 사용되는 호스트 재료로서, 이하의 화합물을 추가로 함유하고 있어도 된다. 예를 들어, 피롤, 인돌, 카르바졸 (CBP (4,4'-디(9-카르바졸릴)비페닐) 등), 아자인돌, 아자카르바졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피라졸, 이미다졸, 티오펜, 폴리아릴알칸, 피라졸린, 피라졸론, 페닐렌디아민, 아릴아민, 아미노 치환 칼콘, 스티릴안트라센, 플루오레논, 하이드라존, 스틸벤, 실라잔, 방향족 제3급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 포르피린계 화합물, 폴리실란계 화합물, 폴리(N-비닐카르바졸), 아닐린계 공중합체, 티오펜 올리고머, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기 실란, 카본막, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 플루오레논, 안트라퀴노디메탄, 안트론, 디페닐퀴논, 티오피란디옥사이드, 카르보디이미드, 플루오레닐리덴메탄, 디스티릴피라진, 불소 치환 방향족 화합물, 나프탈렌페릴렌 등의 복소환 테트라카르복실산 무수물, 프탈로시아닌, 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착물이나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조티아졸을 배위자로 하는 금속 착물로 대표되는 각종 금속 착물 및 그들의 유도체 (치환기나 축환을 갖고 있어도 된다) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서의 발광층에 있어서, 상기 호스트 재료 (일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물도 포함한다) 의 삼중항 최저 여기 에너지 (T1 에너지) 가, 상기 인광 발광 재료의 T1 에너지보다 높은 것이 색순도, 발광 효율, 구동 내구성 면에서 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서의 호스트 화합물의 함유량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 발광 효율, 구동 전압의 관점에서, 발광층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해 15 질량% 이상 98 질량% 이하인 것이 바람직하다.
(형광 발광 재료)
본 발명에 사용할 수 있는 형광 발광 재료의 예로는, 예를 들어, 벤조옥사졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 스티릴벤젠 유도체, 폴리페닐 유도체, 디페닐부타디엔 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 나프탈이미드 유도체, 쿠마린 유도체, 축합 방향족 화합물, 페리논 유도체, 옥사디아졸 유도체, 옥사 진 유도체, 알다진 유도체, 피랄리딘 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 비스스티릴안트라센 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 피롤로피리딘 유도체, 티아디아졸로피리딘 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 스티릴아민 유도체, 디케토피롤로피롤 유도체, 방향족 디메틸리딘 화합물, 8-퀴놀리놀 유도체의 착물이나 피로메텐 유도체의 착물로 대표되는 각종 착물 등, 폴리티오펜, 폴리페닐렌, 폴리페닐렌비닐렌 등의 폴리머 화합물, 유기 실란 유도체 등의 화합물 등을 들 수 있다.
(인광 발광 재료)
본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료로는, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물 외에, 예를 들어, US 6303238 B1, US 6097147, WO 00/57676, WO 00/70655, WO 01/08230, WO 01/39234 A2, WO 01/41512 A1, WO 02/02714 A2, WO 02/15645 A1, WO 02/44189 A1, WO 05/19373 A2, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2002-302671호, 일본 공개특허공보 2002-117978호, 일본 공개특허공보 2003-133074호, 일본 공개특허공보 2002-235076호, 일본 공개특허공보 2003-123982호, 일본 공개특허공보 2002-170684호, EP 1211257, 일본 공개특허공보 2002-226495호, 일본 공개특허공보 2002-234894호, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2001-298470호, 일본 공개특허공보 2002-173674호, 일본 공개특허공보 2002-203678호, 일본 공개특허공보 2002-203679호, 일본 공개특허공보 2004-357791호, 일본 공개특허공보 2006-256999호, 일본 공개특허공보 2007-19462호, 일본 공개특허공보 2007-84635호, 일본 공개특허공보 2007-96259호 등의 특허문헌에 기재된 인광 발광 화합물 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 더욱 바람직한 발광 재료로는, Ir 착물, Pt 착물, Cu 착물, Re 착물, W 착물, Rh 착물, Ru 착물, Pd 착물, Os 착물, Eu 착물, Tb 착물, Gd 착물, Dy 착물, 및 Ce 착물을 들 수 있다. 특히 바람직하게는, Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이고, 그 중에서도 금속-탄소 결합, 금속-질소 결합, 금속-산소 결합, 금속-황 결합 중 적어도 하나의 배위 양식을 포함하는 Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이 바람직하다. 또한, 발광 효율, 구동 내구성, 색도 등의 관점에서, 3 자리 이상의 다좌 배위자를 함유하는 Ir 착물, Pt 착물, 또는 Re 착물이 특히 바람직하다.
본 발명에 사용할 수 있는 인광 발광 재료 (일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물 및/또는 병용하는 인광 발광 재료) 의 함유량은, 발광층의 총 질량에 대해, 0.1 질량% 이상 50 질량% 이하의 범위가 바람직하고, 0.3 질량% 이상 40 질량% 이하의 범위가 보다 바람직하고, 0.5 질량% 이상 30 질량% 이하의 범위가 가장 바람직하다. 특히 0.5 질량% 이상 30 질량% 이하의 범위에서는, 그 유기 전계 발광 소자의 발광의 색도는, 인광 발광 재료의 첨가 농도 의존성이 작다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 상기 화합물 (PI-1) (일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물) 의 적어도 1 종을 그 발광층의 총 질량에 대해 0.5 ∼ 30 질량% 함유하는 것이 가장 바람직하다.
(전하 수송층)
전하 수송층이란, 유기 전계 발광 소자에 전압을 인가했을 때에 전하 이동이 일어나는 층을 말한다. 구체적으로는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층, 발광층, 정공 블록층, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 들 수 있다. 바람직하게는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이다. 도포법에 의해 형성되는 전하 수송층이 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 또는 발광층이면, 저비용이며 또한 고효율인 유기 전계 발광 소자의 제조가 가능해진다. 또, 전하 수송층으로서 보다 바람직하게는, 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 블록층이다.
-정공 주입층, 정공 수송층-
정공 주입층, 정공 수송층은, 양극 또는 양극측으로부터 정공을 받아 음극 측에 수송하는 기능을 갖는 층이다.
정공 주입층에는 전자 수용성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 정공 주입층에 전자 수용성 도펀트를 함유함으로써, 정공 주입성이 향상되고, 구동 전압이 저하되며, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 수용성 도펀트란, 도프 되는 재료로부터 전자를 빼내어, 라디칼 카티온을 발생시킬 수 있는 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어떤 것이어도 되는데, 예를 들어 벤조퀴논이나 그 유도체, 및 금속 산화물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 테트라시아노퀴노디메탄 (TCNQ), 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄 (F4-TCNQ), 산화몰리브덴이다.
정공 주입층 중의 전자 수용성 도펀트는, 정공 주입층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해, 0.01 질량% ∼ 50 질량% 함유되는 것이 바람직하고, 0.1 질량% ∼ 40 질량% 함유되는 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량% ∼ 30 질량% 함유되는 것이 더욱 바람직하다.
-전자 주입층, 전자 수송층-
전자 주입층, 전자 수송층은, 음극 또는 음극측으로부터 전자를 받아 양극 측에 수송하는 기능을 갖는 층이다.
전자 주입층에는 전자 공여성 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 전자 주입층에 전자 공여성 도펀트를 함유시킴으로써, 전자 주입성이 향상되고, 구동 전압이 저하되며, 효율이 향상되는 등의 효과가 있다. 전자 공여성 도펀트란, 도프되는 재료에 전자를 부여하여, 라디칼 아니온을 발생시킬 수 있는 재료이면 유기 재료, 무기 재료 중 어떤 것이어도 되는데, 예를 들어 테트라티아플루발렌 (TTF), 테트라티아나프타센 (TTN), 리튬, 세슘 등을 들 수 있다.
정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0165〕 ∼ 〔0167〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
본 발명의 소자에 있어서, 전자 수용성 도펀트 또는 전자 공여성 도펀트를 함유한 소자는, 그것들을 함유하지 않는 소자에 대해, 외부 양자 효율의 상대치가 향상된다. 그 이유는 분명하지 않지만, 다음과 같이 생각하고 있다. 전자 주입성이나 홀 주입성이 향상되면, 발광층 내의 전하 밸런스가 붕괴되어, 발광 위치가 변화한다. 정공 주입성이 향상되면, 발광층의 음극측 계면에 전하가 고여, 그 위치에서의 발광하는 비율이 증가되고, 전자 주입성이 향상되면, 발광층의 양극측 계면에 전하가 고여, 그 위치에서의 발광하는 비율이 증가된다. 전자 수용성 도펀트 또는 전자 공여성 도펀트를 함유하지 않는 소자에서는, 이 발광 위치의 변화가 크고, 각각 정공 블록층, 전자 블록층에 의해 여기자의 실활을 받아 효율이 크게 저하된 것에 반하여, 전자 수용성 도펀트 또는 전자 공여성 도펀트를 함유한 소자에서는, 발광 위치가 크게 변화되지 않고, 효율이 유지되기 때문에, 결과적으로 외부 양자 효율의 상대치가 향상되는 것으로 생각된다.
전자 주입층 중의 전자 공여성 도펀트는, 전자 주입층을 형성하는 전체 화합물 질량에 대해, 0.01 질량% ∼ 50 질량% 함유되는 것이 바람직하고, 0.1 질량% ∼ 40 질량% 함유되는 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량% ∼ 30 질량% 함유되는 것이 더욱 바람직하다.
-정공 블록층-
정공 블록층은, 양극측으로부터 발광층에 수송된 정공이, 음극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 음극측에서 인접하는 유기층으로서 정공 블록층을 형성할 수 있다.
정공 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 알루미늄 (III) 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)4-페닐페놀레이트 (Aluminum (III) bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate (BAlq 라고 약기한다)) 등의 알루미늄 착물, 트리아졸 유도체, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP 라고 약기한다)) 등의 페난트롤린 유도체, 등을 들 수 있다.
정공 블록층의 두께로는, 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
정공 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
-전자 블록층-
전자 블록층은, 음극측으로부터 발광층에 수송된 전자가, 양극측으로 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 갖는 층이다. 본 발명에 있어서, 발광층과 양극측에서 인접하는 유기층으로서 전자 블록층을 형성할 수 있다.
전자 블록층을 구성하는 유기 화합물의 예로는, 예를 들어 상기 서술한 정공 수송 재료로서 예로 든 것을 적용할 수 있다.
전자 블록층의 두께로는, 1 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
전자 블록층은, 상기 서술한 재료의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 다층 구조여도 된다.
＜보호층＞
*본 발명에 있어서, 유기 EL 소자 전체는, 보호층에 의해 보호되어 있어도 된다.
보호층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0169〕 ∼ 〔0170〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
＜봉지 용기＞
본 발명의 소자는, 봉지 용기를 사용하여 소자 전체를 봉지해도 된다.
봉지 용기에 대해서는, 일본 공개특허공보 2008-270736호의 단락 번호〔0171〕에 기재된 사항을 본 발명에 적용할 수 있다.
(구동)
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 양극과 음극 사이에 직류 (필요에 따라 교류 성분을 함유해도 된다) 전압 (통상적으로 2 볼트 ∼ 15 볼트), 또는 직류 전류를 인가함으로써, 발광을 얻을 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구동 방법에 대해서는, 일본 공개특허공보 평2-148687호, 평6-301355호, 평5-29080호, 평7-134558호, 평8-234685호, 평8-241047호의 각 공보, 일본 특허 제2784615호, 미국 특허 5828429호, 미국 특허 6023308호의 각 명세서 등에 기재된 구동 방법을 적용할 수 있다.
본 발명의 발광 소자는, 여러 가지 공지된 연구에 의해, 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 기판 표면 형상을 가공하거나 (예를 들어 미세한 요철 패턴을 형성한다), 기판·ITO 층·유기층의 굴절률을 제어하거나, 기판·ITO 층·유기층의 막두께를 제어하는 것 등에 의해, 광의 취출 효율을 향상시키고, 외부 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 발광 소자의 외부 양자 효율로는, 외부 양자 효율이 15 % 이상 30 % 이하인 것이 바람직하다. 외부 양자 효율의 수치는 80 ℃ 에서 소자를 구동했을 때의 외부 양자 효율의 최대치, 또는, 80 ℃ 에서 소자를 구동했을 때의 100 ∼ 1000 cd/㎡ 부근에서의 외부 양자 효율의 값을 사용할 수 있다.
본 발명의 발광 소자는, 양극측으로부터 발광을 취출하는, 이른바 톱 이미션 방식이여도 된다.
본 발명에 있어서의 유기 EL 소자는, 공진기 구조를 가져도 된다. 예를 들어, 투명 기판 상에, 굴절률이 상이한 복수의 적층막으로 이루어지는 다층막 미러, 투명 또는 반투명 전극, 발광층, 및 금속 전극을 중합하여 갖는다. 발광층에서 발생한 광은 다층막 미러와 금속 전극을 반사판으로 하여 그 사이에서 반사를 반복하여 공진한다.
다른 바람직한 양태에서는, 투명 기판 상에, 투명 또는 반투명 전극과 금속 전극이 각각 반사판으로서 기능하여, 발광층에서 발생한 광은 그 사이에서 반사를 반복하여 공진한다.
공진 구조를 형성하기 위해서는, 2 개의 반사판의 유효 굴절률, 반사판간의 각 층의 굴절률과 두께로부터 결정되는 광로 길이를 원하는 공진 파장을 얻는데 최적인 값이 되도록 조정된다. 제 1 양태의 경우의 계산식은 일본 공개특허공보 평9-180883호 명세서에 기재되어 있다. 제 2 양태의 경우의 계산식은 일본 공개특허공보 2004-127795호 명세서에 기재되어 있다.
(본 발명의 발광 소자의 용도)
본 발명의 발광 소자는, 발광 장치, 픽셀, 표시 소자, 디스플레이, 백라이트, 전자 사진, 조명 광원, 기록 광원, 노광 광원, 판독 광원, 표지, 간판, 인테리어, 또는 광 통신 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 특히, 조명 장치, 표시 장치 등의 발광 휘도가 높은 영역에서 구동되는 디바이스에 바람직하게 사용된다.
(발광 장치)
다음으로, 도 2 를 참조하여 본 발명의 발광 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 발광 장치는, 상기 유기 전계 발광 소자를 사용하여 이루어진다.
도 2 는, 본 발명의 발광 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 의 발광 장치 (20) 는, 기판 (지지 기판) (2), 유기 전계 발광 소자 (10), 봉지 용기 (16) 등에 의해 구성되어 있다.
유기 전계 발광 소자 (10) 는, 기판 (2) 상에, 양극 (제 1 전극) (3), 유기층 (11), 음극 (제 2 전극) (9) 이 순차 적층되어 구성되어 있다. 또, 음극 (9) 상에는, 보호층 (12) 이 적층되어 있고, 또한, 보호층 (12) 상에는 접착층 (14) 을 개재하여 봉지 용기 (16) 가 형성되어 있다. 또한, 각 전극 (3, 9) 의 일부, 격벽, 절연층 등은 생략되어 있다.
여기서, 접착층 (14) 으로는, 에폭시 수지 등의 광경화형 접착제나 열경화형 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들어 열경화성의 접착 시트를 사용할 수도 있다.
본 발명의 발광 장치의 용도는 특별히 제한되는 것이 아니고, 예를 들어, 조명 장치 외에, TV, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 페이퍼 등의 표시 장치로 할 수 있다.
(조명 장치)
다음으로, 도 3 을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치에 대해 설명한다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시형태에 관련된 조명 장치 (40) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 유기 EL 소자 (10) 와 광산란 부재 (30) 를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 조명 장치 (40) 는, 유기 EL 소자 (10) 의 기판 (2) 과 광산란 부재 (30) 가 접촉하도록 구성되어 있다.
광산란 부재 (30) 는, 광을 산란시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는데, 도 3 에 있어서는, 투명 기판 (31) 에 미립자 (32) 가 분산된 부재로 되어 있다. 투명 기판 (31) 으로는, 예를 들어, 유리 기판을 바람직하게 들 수 있다. 미립자 (32) 로는, 투명 수지 미립자를 바람직하게 들 수 있다. 유리 기판 및 투명 수지 미립자로는, 모두 공지된 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 조명 장치 (40) 는, 유기 전계 발광 소자 (10) 로부터의 발광이 산란 부재 (30) 의 광입사면 (30A) 에 입사되면, 입사광을 광산란 부재 (30) 에 의해 산란시켜, 산란광을 광출사면 (30B) 에서부터 조명광으로서 출사하는 것이다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이하의 구체예에 제한되지 않는다.
실시예에서 사용한 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 화합물은, 국제 공개 제2004/074399호 등을 참고로 합성하였다. 예를 들어, 화합물 (A-1) 은 국제공개 제2004/074399호의 52페이지 22행 ∼ 54페이지 15행에 기재된 방법으로 합성하였다. 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 화합물은, 미국 특허출원공개 제2007/0190359호나 미국 특허출원공개 제2008/0297033호를 참고로 합성하였다. 예를 들어, 화합물 1 은, 미국 특허출원공개 제2007/0190359호의 44페이지 [0104] ∼ 45페이지 [0107] 에 기재된 방법으로 합성하였다.
또한, 본 실시예에 사용한 유기 재료는 모두 승화 정제한 것을 사용하여, 고속 액체 크로마토그래피 (토소 TSKgel ODS-100Z) 에 의해 분석하고, 254 ㎚ 의 흡수 강도 면적비로 99.9 % 이상인 것을 사용하였다.
〔실시예 1-1〕
0.5 ㎜ 두께, 가로세로 2.5 ㎝ 인 산화인듐주석 (ITO) 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기층을 순차 증착시켰다.
제 1 층 : CuPc (구리프탈로시아닌) : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD (N,N'-디-α-나프틸-N,N'-디페닐)-벤지딘) : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : CBP (4,4'-디(9-카르바졸릴)비페닐) : 막두께 5 ㎚
제 4 층 : 화합물 1 (5 질량%), A-1 (95 질량%) : 막두께 30 ㎚
제 5 층 : BAlq : 막두께 30 ㎚
이 위에, 불화리튬 0.2 ㎚ 및 금속 알루미늄 70 ㎚ 를 이 순서로 증착시켜 음극으로 하였다.
얻어진 적층체를, 대기에 접촉시키는 일 없이, 아르곤 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 스테인리스제 봉지캔 및 자외선 경화형의 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하고, 실시예 1-1 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
〔실시예 1-2 ∼ 1-31 및 비교예 1-1 ∼ 1-9〕
실시예 1-1 에 있어서의 제 4 층의 구성 재료를, 하기 표 1 중에 나타내는 재료로 변경한 것 이외에는, 실시예 1-1 과 동일하게 하여, 실시예 1-2 ∼ 1-31, 및 비교예 1-1 ∼ 1-9 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다. 표 1 중, 색도 변화의 평가에 있어서의 기호 「＜」은 부등호를 의미하고, 예를 들어 「＜0.005」는 색도 변화가 0.005 미만인 것을 의미한다.
Figure pat00015
〔실시예 2-1〕
0.5 ㎜ 두께, 가로세로 2.5 ㎝ 인 산화인듐주석 (ITO) 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기층을 순차 증착시켰다.
제 1 층 : CuPc (구리프탈로시아닌) : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD (N,N'-디-α-나프틸-N,N'-디페닐)-벤지딘) : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : 화합물 1 (5 질량%), A-1 (95 질량%) : 막두께 30 ㎚
제 4 층 : A-1 : 막두께 5 ㎚
제 5 층 : Alq (트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄 착물) : 막두께 40 ㎚
이 위에, 불화리튬 0.2 ㎚ 및 금속 알루미늄 70 ㎚ 를 이 순서로 증착시켜 음극으로 하였다.
얻어진 적층체를, 대기에 접촉시키는 일 없이, 아르곤 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 스테인리스제 봉지캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하고, 실시예 2-1 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
〔실시예 2-2 ∼ 2-5 및 비교예 2-1 ∼ 2-3〕
실시예 2-1 에 있어서, 제 3 층에 사용한 화합물 1 그리고 제 3 층 및 제 4 층에 사용한 A-1 을, 하기 표 2 중에 나타내는 재료로 변경한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 하여, 실시예 2-2 ∼ 2-5, 및 비교예 2-1 ∼ 2-3 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다. 표 2 중, 색도 변화의 평가에 있어서의 기호 「＜」은 부등호를 의미하고, 예를 들어 「＜0.005」는 색도 변화가 0.005 미만인 것을 의미한다.
Figure pat00016
〔실시예 3-1〕
0.5 ㎜ 두께, 가로세로 2.5 ㎝ 인 산화인듐주석 (ITO) 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기층을 순차 증착시켰다.
제 1 층 : CuPc (구리프탈로시아닌) : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD (N,N'-디-α-나프틸-N,N'-디페닐)-벤지딘) : 막두께 30 ㎚
제 3 층 : A-1 : 막두께 5 ㎚
*제 4 층 : 화합물 1 (5 질량%), A-1 (95 질량%) : 막두께 30 ㎚
제 5 층 : BAlq : 막두께 30 ㎚
이 위에, 불화리튬 0.2 ㎚ 및 금속 알루미늄 70 ㎚ 를 이 순서로 증착시켜 음극으로 하였다.
얻어진 적층체를, 대기에 접촉시키는 일 없이, 아르곤 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 스테인리스제 봉지캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하고, 실시예 3-1 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
〔실시예 3-2 ∼ 3-6 및 비교예 3-1 ∼ 3-3〕
실시예 3-1 에 있어서, 제 3 층 및 제 4 층에 사용한 A-1 그리고 제 4 층에 사용한 화합물 1 을, 하기 표 3 중에 나타내는 재료로 변경한 것 이외에는, 실시예 3-1 과 동일하게 하여, 실시예 3-2 ∼ 3-6, 및 비교예 3-1 ∼ 3-3 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다. 표 3 중, 색도 변화의 평가에 있어서의 기호 「＜」은 부등호를 의미하고, 예를 들어 「＜0.005」는 색도 변화가 0.005 미만인 것을 의미한다.
Figure pat00017
〔실시예 4-1〕
0.5 ㎜ 두께, 가로세로 2.5 ㎝ 인 ITO 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이것에 PEDOT (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜))/PSS(폴리스티렌술폰산) 수용액 (Baytron P (표준품)) 을 스핀 코트 (4000 rpm, 60 초간) 하여, 120 ℃ 에서 10 분간 건조시킴으로써, 정공 수송층 (두께 150 ㎚) 을 형성시켰다.
이 위에 화합물 A-1 을 1 질량% 및 화합물 1 을 0.05 질량% 함유하는 톨루엔 용액을 스핀 코트 (2000 rpm, 60 초간) 하여, 발광층 (두께 50 ㎚) 을 형성시켰다. 이 위에, BAlq [비스-(2-메틸-8-퀴놀리노레이트)-4-(페닐페놀레이트)알루미늄] 을 진공 증착법에 의해 40 ㎚ 증착시켜 전자 수송층으로 하고, 또한 불화리튬 0.2 ㎚ 및 금속 알루미늄 150 ㎚ 를 이 순서로 증착시켜 음극으로 하였다. 이것을 대기에 접촉시키는 일 없이, 아르곤 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 스테인리스제 봉지캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하고, 실시예 4-1 의 유기 EL 소자를 얻었다.
〔실시예 4-2 ∼ 4-4 및 비교예 4-1 ∼ 4-3〕
실시예 4-1 에 있어서의 발광층의 구성 재료를, 하기 표 4 중에 나타내는 재료로 변경한 것 이외에는, 실시예 4-1 과 동일하게 하여, 실시예 4-2 ∼ 4-4, 및 비교예 4-1 ∼ 4-3 의 유기 EL 소자를 얻었다. 표 4 중, 색도 변화의 평가에 있어서의 기호 「＜」은 부등호를 의미하고, 예를 들어 「＜0.005」는 색도 변화가 0.005 미만인 것을 의미한다.
Figure pat00018
〔실시예 5-1〕
0.5 ㎜ 두께, 가로세로 2.5 ㎝ 인 산화인듐주석 (ITO) 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기층을 순차 증착시켰다.
제 1 층 : CuPc (구리프탈로시아닌) : 막두께 10 ㎚
제 2 층 : NPD (N,N'-디-α-나프틸-N,N'-디페닐)-벤지딘) : 막두께 20 ㎚
제 3 층 : CBP (4,4'-디(9-카르바졸릴)비페닐) : 막두께 5 ㎚
제 4 층 : 화합물 1 (5 질량%), A-1 (95 질량%) : 막두께 30 ㎚
제 5 층 : BAlq : 막두께 10 ㎚
제 6 층 : BCP (99 질량%), Li (1 질량%) : 막두께 30 ㎚
이 위에, 불화리튬 0.2 ㎚ 및 금속 알루미늄 70 ㎚ 를 이 순서로 증착시켜 음극으로 하였다.
얻어진 적층체를, 대기에 접촉시키는 일 없이, 아르곤 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 스테인리스제 봉지캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하고, 실시예 5-1 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
*〔실시예 5-2 ∼ 5-4 및 비교예 5-1 ∼ 5-4〕
실시예 5-1 에 있어서, 제 4 층에 사용한 화합물 1 및 A-1 을, 하기 표 5 중에 나타내는 재료로 변경한 것 이외에는, 실시예 5-1 과 동일하게 하여, 실시예 5-2 ∼ 5-4, 및 비교예 5-1 ∼ 5-4 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다. 표 5 중, 색도 변화의 평가에 있어서의 기호 「＜」은 부등호를 의미하고, 예를 들어 「＜0.005」는 색도 변화가 0.005 미만인 것을 의미한다.
Figure pat00019
〔실시예 6-1〕
0.5 ㎜ 두께, 가로세로 2.5 ㎝ 인 산화인듐주석 (ITO) 막을 갖는 유리 기판 (지오마텍사 제조, 표면 저항 10 Ω／□) 을 세정 용기에 넣고, 2-프로판올 중에서 초음파 세정한 후, 30 분간 UV-오존 처리를 실시하였다. 이 투명 양극 (ITO 막) 상에 진공 증착법으로 이하의 유기층을 순차 증착시켰다.
제 1 층 : 2-TNATA (99.7 질량%), F4-TCNQ (0.3 질량%) : 막두께 50 ㎚
제 2 층 : NPD (N,N'-디-α-나프틸-N,N'-디페닐)-벤지딘) : 막두께 10 ㎚
제 3 층 : CBP (4,4'-디(9-카르바졸릴)비페닐) : 막두께 5 ㎚
제 4 층 : 화합물 1 (5 질량%), A-1 (95 질량%) : 막두께 30 ㎚
제 5 층 : BAlq : 막두께 10 ㎚
이 위에, 불화리튬 0.2 ㎚ 및 금속 알루미늄 70 ㎚ 를 이 순서로 증착시켜 음극으로 하였다.
얻어진 적층체를, 대기에 접촉시키는 일 없이, 아르곤 가스로 치환한 글로브 박스 내에 넣고, 스테인리스제 봉지캔 및 자외선 경화형 접착제 (XNR5516HV, 나가세 치바 (주) 제조) 를 사용하여 봉지하고, 실시예 6-1 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다.
〔실시예 6-2 ∼ 6-4 및 비교예 6-1 ∼ 6-4〕
실시예 6-1 에 있어서, 제 4 층에 사용한 화합물 1 및 A-1 을, 하기 표 6 중에 나타내는 재료로 변경한 것 이외에는, 실시예 6-1 과 동일하게 하여, 실시예 6-2 ∼ 6-4, 및 비교예 6-1 ∼ 6-4 의 유기 전계 발광 소자를 얻었다. 표 6 중, 색도 변화의 평가에 있어서의 기호 「＜」은 부등호를 의미하고, 예를 들어 「＜0.005」는 색도 변화가 0.005 미만인 것을 의미한다.
Figure pat00020
(유기 전계 발광 소자의 성능 평가)
상기와 같이 얻어진 각 소자의 성능은 이하와 같이 평가하였다.
(a) 고온 구동시의 외부 양자 효율
80 ℃ 의 항온조 중에서, 토요 테크니카 제조 소스 메이저 유닛 2400 을 사용하여, 직류 전압을 각 소자에 인가하여 발광시켜, 그 휘도를 탑콘사 제조 휘도계BM-8 을 사용하여 측정하였다. 발광 스펙트럼과 발광 파장은 하마마츠 포토닉스 제조 스펙트럼 애널라이저 PMA-11 을 사용하여 측정하였다. 이들을 바탕으로 휘도가 360 cd/㎡ 부근의 외부 양자 효율을 휘도 환산법에 의해 산출하고, 표 1 에 있어서는 비교예 1-1 의 값을, 표 2 에 있어서는 비교예 2-1 의 값을, 표 3 에 있어서는 비교예 3-1 의 값을, 표 4 에 있어서는 비교예 4-1 의 값을, 표 5 에 있어서는 비교예 5-1 의 값을, 표 6 에 있어서는 비교예 6-1 의 값을 각각 100 으로 하여 각 표에 있어서 상대치로 나타냈다. 외부 양자 효율은 숫자가 클수록 우수하고 바람직하다.
(b) 고온 구동시의 내구성
80 ℃ 의 항온조 중에서, 각 소자를 휘도가 1000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 계속 발광시켜 휘도가 500 cd/㎡ 가 되기까지 필요로 한 시간을 구동 내구성의 지표로 하고, 표 1 에 있어서는 비교예 1-1 의 값을, 표 2 에 있어서는 비교예 2-1 의 값을, 표 3 에 있어서는 비교예 3-1 의 값을, 표 4 에 있어서는 비교예 4-1 의 값을, 표 5 에 있어서는 비교예 5-1 의 값을, 표 6 에 있어서는 비교예 6-1 의 값을 각각 100 으로 하여 각 표에 있어서 상대치로 나타냈다. 내구성은 숫자가 클수록 우수하고 바람직하다.
(c) 고온 구동 후의 전압차
80 ℃ 의 항온조 중에서, 각 소자를 휘도가 1000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가했을 때의 인가 전압과, 직류 전압을 인가하여 계속 발광시켜 휘도가 500 cd/㎡ 가 되었을 때의 인가 전압과의 차를, 고온 구동시의 전압차의 지표로 하고, 그 값을 전압차 ΔV (V) 로서 나타냈다. 전압차 ΔV 는 숫자가 작을수록 우수하고 바람직하다.
(d) 고온 구동 후의 색도 변화
80 ℃ 의 항온조 중에서 각 소자의 휘도가 1000 cd/㎡ 가 되도록 직류 전압을 인가하여 발광시켰을 때의 색도와, 직류 전압을 계속 인가하여 휘도가 500 cd/㎡ 가 되었을 때의 색도의 x 값, y 값의 차 (Δx, Δy) 를 고온 구동시의 색도 변화의 지표로 하여, 그 변화를 (Δx, Δy) 로서 나타냈다. 색도 변화는 그 숫자가 작을수록 우수하고 바람직하다.
표 1 ∼ 6 의 결과로부터, 일반식 (1) 또는 (2) 로 나타내어지는 카르바졸 기를 함유하는 호스트 재료와, 일반식 (PI-1) 로 나타내어지는 특정의 이리듐 착물을 사용한 본 발명의 소자는, 비교예의 소자와 비교하여, 고온 구동시의 외부 양자 효율, 내구성, 전압차 및 색도 변화가 우수하고, 특히 고온 구동시의 내구성이 매우 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명의 발광 재료와 호스트 재료가 고온 구동시의 소자 성능, 특히 내구성을 향상시키는 이유는 분명하지 않지만, 다음과 같이 생각하고 있다. 실온시에 비하여 고온에서 소자를 구동하면, 보다 막 상태가 변화되기 쉬워져 소자 결함이 발생하기 쉽다. 이것은, 일반적으로 유리 전이 온도가 낮은 저분자량의 재료나, 대칭성, 분자간 상호 작용이 크게 결정화되기 쉬운 재료에 있어서 보다 현저하게 나타나는 것으로 생각된다. 또, 이리듐 착물계의 인광 재료에 있어서, 착물 재료의 숙명인 배위자의 이탈을 계기로 하는 분해, 소광재의 생성이 소자 성능을 악화시키는 것으로 추정되고 있고, 이 분해 반응도 고온에서 구동함으로써 가속된다. 본 발명에서는 분자량을 크게 하여, 결정화가 잘 일어나지 않는 호스트 재료를 사용함으로써 막 상태의 변화가 저감된 것, 또 발광 재료의 배위자를 축환함으로써, 이리듐 착물의 안정성이 향상되고, 배위자의 해리를 억제할 수 있던 것에 의해, 소자 성능이 대폭 향상된 것으로 생각된다.
발광 장치, 표시 장치, 조명 장치의 경우, 각 화소부에서 높은 전류 밀도를 통하여 순간적으로 고휘도 발광시킬 필요가 있고, 본 발명의 발광 소자는 그러한 경우에 발광 효율이 높아지도록 설계되어 있기 때문에, 유리하게 이용할 수 있다.
또, 본 발명의 소자는 차재 용도 등의 고온 환경에서 사용할 때에 있어서도 발광 효율이나 내구성도 우수하고, 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치에 바람직하다.
상기 실시예 및 비교예에서 사용한 화합물의 구조를 이하에 나타낸다.
[화학식 16]
Figure pat00021
[화학식 17]
Figure pat00022
[화학식 18]
Figure pat00023
[화학식 19]
Figure pat00024
[화학식 20]
Figure pat00025
[화학식 21]
Figure pat00026
산업상 이용가능성
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 고온 구동시의 소자의 제성능이 우수하다. 구체적으로는, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 고온 구동시의 외부 양자 효율 및 내구성이 높으며, 또한, 고온 구동 후의 색도 변화 및 전압 상승이 작다.
본 발명을 상세하게 또 특정의 실시양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이 여러가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어 분명하다.
본 출원은, 2010년 1월 15일 출원의 일본 특허출원 (일본 특허출원 2010-007536호), 2010년 5월 20일 출원의 일본 특허출원 (일본 특허출원 2010-116665호) 및 2010년 11월 25일 출원의 일본 특허출원 (일본 특허출원 2010-263017호) 에 기초하는 것으로서, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들인다.
2 : 기판
3 : 양극
4 : 정공 주입층
5 : 정공 수송층
6 : 발광층
7 : 정공 블록층
8 : 전자 수송층
9 : 음극
10 : 유기 전계 발광 소자 (유기 EL 소자)
11 : 유기층
12 : 보호층
14 : 접착층
16 : 봉지 용기
20 : 발광 장치
30 : 광산란 부재
30A : 광입사면
30B : 광출사면
31 : 투명 기판
32 : 미립자
40 : 조명 장치

Claims (1)

  1. 발명의 설명에 기재된 발명.
KR1020177022186A 2010-01-15 2010-12-28 유기 전계 발광 소자 KR102108273B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010007536 2010-01-15
JPJP-P-2010-007536 2010-01-15
JPJP-P-2010-116665 2010-05-20
JP2010116665 2010-05-20
JP2010263017A JP6014304B2 (ja) 2010-01-15 2010-11-25 有機電界発光素子
JPJP-P-2010-263017 2010-11-25
PCT/JP2010/073817 WO2011086862A1 (ja) 2010-01-15 2010-12-28 有機電界発光素子

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127018175A Division KR20120123323A (ko) 2010-01-15 2010-12-28 유기 전계 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170094563A true KR20170094563A (ko) 2017-08-18
KR102108273B1 KR102108273B1 (ko) 2020-05-12

Family

ID=44304144

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177022186A KR102108273B1 (ko) 2010-01-15 2010-12-28 유기 전계 발광 소자
KR1020127018175A KR20120123323A (ko) 2010-01-15 2010-12-28 유기 전계 발광 소자

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127018175A KR20120123323A (ko) 2010-01-15 2010-12-28 유기 전계 발광 소자

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120292607A1 (ko)
JP (1) JP6014304B2 (ko)
KR (2) KR102108273B1 (ko)
TW (2) TWI607002B (ko)
WO (1) WO2011086862A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009049587A1 (de) 2009-10-16 2011-04-21 Merck Patent Gmbh Metallkomplexe
KR20130087499A (ko) * 2010-06-15 2013-08-06 메르크 파텐트 게엠베하 금속 착물
KR101957149B1 (ko) * 2012-11-22 2019-03-12 엘지디스플레이 주식회사 청색 발광 화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자
GB2514818B (en) * 2013-06-05 2015-12-16 Cambridge Display Tech Ltd Polymer and organic electronic device
KR102101202B1 (ko) * 2013-12-30 2020-04-17 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치
JP6759108B2 (ja) 2014-05-08 2020-09-23 ユニバーサル ディスプレイ コーポレイション 安定化されたイミダゾフェナントリジン材料
US10403830B2 (en) 2014-05-08 2019-09-03 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US10301338B2 (en) 2014-05-08 2019-05-28 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US10636983B2 (en) 2014-05-08 2020-04-28 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
KR102584846B1 (ko) * 2015-05-05 2023-10-04 유니버셜 디스플레이 코포레이션 유기 전계발광 재료 및 디바이스
CN107619406A (zh) * 2016-07-15 2018-01-23 吉林奥来德光电材料股份有限公司 一种新的咔唑类衍生物及其制备方法和在器件中的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004074399A1 (ja) 2003-02-20 2004-09-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US20060273714A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Entire Interest Fluorescent filtered electrophosphorescence
WO2007095118A2 (en) 2006-02-10 2007-08-23 Universal Display Corporation METAL COMPLEXES OF CYCLOMETALLATED IMIDAZO[1,2-f]PHENANTHRIDINE AND DIIMIDAZO[1,2-A:1',2'-C]QUINAZOLINE LIGANDS AND ISOELECTRONIC AND BENZANNULATED ANALOGS THEREOF
WO2008072538A1 (ja) 2006-12-08 2008-06-19 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機エレクトロルミネッセンス素子
US20080297033A1 (en) 2006-02-10 2008-12-04 Knowles David B Blue phosphorescent imidazophenanthridine materials

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW545080B (en) * 2000-12-28 2003-08-01 Semiconductor Energy Lab Light emitting device and method of manufacturing the same
CN1703937B (zh) * 2002-10-09 2010-11-24 出光兴产株式会社 有机电致发光的器件
US7244526B1 (en) * 2003-04-28 2007-07-17 Battelle Memorial Institute Solid oxide fuel cell anodes and electrodes for other electrochemical devices
US6881502B2 (en) * 2003-09-24 2005-04-19 Eastman Kodak Company Blue organic electroluminescent devices having a non-hole-blocking layer
WO2005115061A1 (en) * 2004-05-20 2005-12-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element and light emitting device
US7597967B2 (en) * 2004-12-17 2009-10-06 Eastman Kodak Company Phosphorescent OLEDs with exciton blocking layer
JP4864476B2 (ja) * 2006-02-14 2012-02-01 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2008142976A1 (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Konica Minolta Holdings, Inc. 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置及び有機エレクトロルミネッセンス素子材料
JP2009037981A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機ｅｌ素子および有機ｅｌ素子の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004074399A1 (ja) 2003-02-20 2004-09-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US20060273714A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Entire Interest Fluorescent filtered electrophosphorescence
WO2007095118A2 (en) 2006-02-10 2007-08-23 Universal Display Corporation METAL COMPLEXES OF CYCLOMETALLATED IMIDAZO[1,2-f]PHENANTHRIDINE AND DIIMIDAZO[1,2-A:1',2'-C]QUINAZOLINE LIGANDS AND ISOELECTRONIC AND BENZANNULATED ANALOGS THEREOF
US20080297033A1 (en) 2006-02-10 2008-12-04 Knowles David B Blue phosphorescent imidazophenanthridine materials
WO2008072538A1 (ja) 2006-12-08 2008-06-19 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機エレクトロルミネッセンス素子

Also Published As

Publication number Publication date
US20120292607A1 (en) 2012-11-22
KR102108273B1 (ko) 2020-05-12
TWI607002B (zh) 2017-12-01
TW201134809A (en) 2011-10-16
JP6014304B2 (ja) 2016-10-25
TW201702224A (zh) 2017-01-16
JP2012004529A (ja) 2012-01-05
WO2011086862A1 (ja) 2011-07-21
KR20120123323A (ko) 2012-11-08
TWI573788B (zh) 2017-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101891282B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR101789708B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
JP5457907B2 (ja) 有機電界発光素子
KR102108273B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
JP4599469B1 (ja) 有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子
WO2011086863A1 (ja) 有機電界発光素子
KR101995080B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR101794364B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR20180065036A (ko) 유기 전계 발광 소자
JP4564584B1 (ja) 有機電界発光素子
JP2013045813A (ja) 有機電界発光素子、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6347909B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5671248B2 (ja) 有機薄膜及び有機電界発光素子
JP4523990B1 (ja) 有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子
KR101799122B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
JP4564585B1 (ja) 有機電界発光素子
JP6212098B2 (ja) 有機電界発光素子
JP6012148B2 (ja) 有機電界発光素子、化合物、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6371320B2 (ja) 有機電界発光素子、該素子用材料、並びに該素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
KR101757293B1 (ko) 유기 전계 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right