KR20060056954A - 백색계 유기 전기발광 소자 - Google Patents

백색계 유기 전기발광 소자 Download PDF

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KR20060056954A
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게니치 후쿠오카
치시오 호소카와
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 양극(2), 호스트 재료와 청색계 도펀트를 함유하는 청색계 발광층(5), 청색계 발광층과 동일한 호스트 재료와 황색 내지 적색계 도펀트를 함유하는 황색 내지 적색계 발광층(6) 및 음극(8)을 이 순서로 적층하여 함유하고, 청색계 발광층(5)과 황색 내지 적색계 발광층(6)으로 발광층이 구성되는 백색계 유기 전기발광 소자(1)에 관한 것이다. 발광층을 2분할하는 타입에 있어서, 발광층의 발광 영역이 치우치기 쉬운 양극(2)측의 발광층을 청색계 발광층(5)으로 함으로써 발광색이 적색으로 치우치는 경향을 없앨 수 있다. 따라서, 황색 내지 적색계 발광층(6)의 막 두께를 두텁게 할 수 있기 때문에 색도 변화가 적다.

Description

백색계 유기 전기발광 소자{WHITE ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT}
본 발명은 백색계 유기 전기발광 소자에 관한 것이다(이하, 「전기발광」을「EL」이라고 약기한다).
최근, 백색계 유기 EL 소자는 모노 컬러 표시 장치로서의 용도, 백라이트 등의 조명 용도 및 컬러 필터를 사용한 풀컬러 표시 장치 등에 사용할 수 있기 때문에 적극적으로 개발되고 있다.
백색계 유기 EL 소자의 색도 변화는 제품으로서의 품질을 손상시킬 뿐만 아니라, 예컨대 컬러 필터와 조합한 풀컬러 표시 디스플레이에서는 색 재현성의 저하를 야기시키는 원인이 되기 때문에, 색도 변화가 적은 백색계 유기 EL 소자가 요구된다.
유기 EL에 의해 백색 발광을 수득하는 방법은 수많이 개시되어 있다. 이들 방법은 1종류의 발광 재료만으로 백색을 수득하는 것은 적고, 보통은 2종류 또는 3종류의 발광 재료를 하나의 유기 EL 중에서, 동시에 발광시키고 있다.
3종류의 발광 재료를 사용하는 경우에는 빛의 삼원색에 대응하는 적색, 청 색, 녹색의 발광의 조합으로 백색이 되지만, 색도 제어가 곤란하여 반복 재현성이 나쁘다는 문제가 있었다.
2종류의 발광 재료를 사용하는 경우에는 청색계와 그 보색이 되는 황색 내지 적색계의 발광 재료를 선택하지만, 황색 내지 적색계의 발광이 강해지는 것이 많아 색도 변화를 야기하기 쉽다.
예컨대, 일본 특허 공개 제 2001-0052870의 참고예 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 종래의 백색 유기 EL은 청색이 저하되기 쉬워, 색도 변화의 문제점을 갖고 있다.
또한, 청색계 도펀트와 황색 내지 적색계 도펀트를 동시에 도핑하여 도핑비를 조정하는 것에서도 백색 발광이 수득되지만, 적색이 강해지기 쉽다는 점 외에, 청색으로부터 적색으로 에너지가 용이하게 이동되기 때문에, 붉은 빛을 띤 백색이 되는 경향이 있다. 따라서, 백색을 수득하기 위해서는 황색 내지 적색계 도펀트를 매우 희박하게 도핑해야 하여, 역시 재현성이 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 발광층에 인접하는 정공 수송층에 황색 내지 적색계 재료를 도핑하는 방법이 있다. 이 방법에서는 정공 수송층에는 전자가 주입되기 어렵기 때문에, 발광이 치우치는 황색 내지 적색계를 도핑해도 강하게 적색이 빛나지 않는다. 따라서 백색 발광을 수득하기 위한 청색계 발광과 황색 내지 적색계 발광의 밸런스를 취하기 용이하여, 발광 효율도 우수하고 수명도 길다는 장점이 있다.
그러나 에너지 이동의 거리 의존성의 문제로 인해, 연속 구동시나 고온 보존시의 색도 변화가 크다는 중대한 문제가 있었다.
본 발명자들의 지견으로는 여기된 적색 발광의 분자는 정공 수송층측 계면에 집중되어 있기 때문에, 열화에 의해 전자와 홀의 밸런스가 무너져, 계면으로의 집중 정도가 설령 조금이라도 변화되면 청색 발광은 그다지 변화되지 않는데, 적색 발광은 크게 변화되어 버리는 것이 색도 변화의 원인이다.
또한, 발광층을 2분할하는 타입에서, 양극측 발광층을 황색 내지 적색계 발광층, 음극측을 청색 발광층으로 한 적층형이 있다.
이 경우, 효율 면에서 우수하지만, 백색을 수득하기 위해서는 황색 내지 적색계 발광을 억제하기 때문에, 황색 내지 적색계 발광층을 청색계 발광층에 비해 막 두께를 엷게 하거나 도핑 농도를 엷게 해야 하여, 소자 제작이 어려워지고 있었다.
구체적으로는 황색 내지 적색계 발광층의 막 두께를 1 내지 2nm 정도로 하지 않으면, 백색 발광이 되지 않는 것이 많았다. 이 막 두께는 보통의 저분자계 유기 EL의 분자 크기와 동등한 수준으로 얇기 때문에 제어가 매우 어렵다고 할 수 있다.
본 발명은 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 색변화가 적은 백색계 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 요약
이 과제를 해결하기 위해서 본 발명자들은 발광층을 2분할하는 타입에 있어서, 발광층의 발광 영역이 치우치기 쉬운 양극측의 발광층을 청색계 발광층으로 함으로써 발광색이 적색에 치우치는 경향을 없앨 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명 을 완성시켰다.
본 발명에 의하면, 이하의 백색계 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
[1] 양극,
호스트 재료 및 청색계 도펀트를 함유하는 청색계 발광층,
상기 청색계 발광층과 동일한 호스트 재료 및 황색 내지 적색계 도펀트를 함유하는 황색 내지 적색계 발광층, 및
음극을
이 순서로 적층하여 함유하고,
상기 청색계 발광층과 상기 황색 내지 적색계 발광층으로 발광층이 구성되는 백색계 유기 EL 소자.
[2] 상기 청색계 발광층이 산화제를 함유하는 [1]의 백색계 유기 EL 소자.
[3] 추가로, 상기 양극과 상기 청색계 발광층 사이에 제 1 유기층을 함유하여, 상기 제 1 유기층이 산화제를 함유하는 [1]의 백색계 유기 EL 소자.
[4] 상기 황색 내지 적색계 발광층이 환원제를 함유하는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[5] 추가로, 상기 음극과 상기 황색 내지 적색계 발광층 사이에, 제 2 유기층을 함유하고, 상기 제 2 유기층이 환원제를 함유하는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[6] 추가로, 상기 양극 및/또는 상기 음극에 접하여 무기 화합물층을 함유하는 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[7] 상기 호스트 재료가 스타이릴 유도체, 안트라센 유도체 또는 방향족 아민인 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[8] 상기 스타이릴 유도체가 다이스타이릴 유도체, 트리스스타이릴 유도체, 테트라스타이릴 유도체 또는 스타이릴아민 유도체인 [7]에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[9] 상기 안트라센 유도체가 페닐안트라센 골격을 함유하는 화합물인 [7]에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[10] 상기 방향족 아민이 방향족에 치환된 질소 원자를 2개, 3개 또는 4개 함유하는 화합물인 [7]에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[11] 상기 방향족 아민이 추가로 알켄일기를 하나 이상 함유하는 화합물인 [10]에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[12] 상기 청색계 도펀트가 스타이릴아민, 아민치환스타이릴 화합물 또는 축합 방향족환 함유 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 화합물인 [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[13] 상기 황색 내지 적색계 도펀트가 플루오란텐 골격을 복수개 갖는 화합물인 [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[14] 상기 황색 내지 적색계 도펀트가 전자 공여성기 및 플루오란텐 골격을 함유하는 화합물인 [1] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[15] 상기 황색 내지 적색계 도펀트의 형광 피크 파장이 540nm 내지 700nm인 [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
[16] 상기 청색계 발광층 및 상기 황색 내지 적색계 발광층의 막 두께가 5nm 이상인 [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 기재된 백색계 유기 EL 소자.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 양태에 관한 백색계 유기 EL 소자의 모식도이다.
본 발명에서는 양극, 청색계 발광층, 황색 내지 적색계 발광층 및 음극이 이 순서로 적층되어 있고, 발광층이 청색계 발광층 및 황색 내지 적색계 발광층의 2층으로 구성되어 있다. 청색계 발광층은 양극측에, 황색 내지 적색계 발광층은 음극측에 있고, 또한 청색계 발광층과 황색 내지 적색계 발광층의 호스트 재료는 동일 물질이다.
청색계 발광층과 황색 내지 적색계 발광층 사이에는 다른 층을 개재시킬 수 있다. 또한, 양극과 청색계 발광층 사이, 또는 황색 내지 적색계 발광층과 음극 사이에, 다른 유기층 또는 무기층을 개재시킬 수 있다.
개재층은 전자 및 정공을 수송할 수 있고, 투명한 것이면 제한되지 않는다. 바람직한 예로서는 산화 In, 산화 Sn, 산화 Zn, 황화 Zn, 황화 Cd, 질화 Ga를 들 수 있다.
본 발명의 백색계 유기 EL 소자의 구성으로서, 예컨대 양극/청색계 발광층/황색 내지 적색계 발광층/음극
양극/정공 수송층/청색계 발광층/황색 내지 적색계 발광층/음극
양극/청색계 발광층/황색 내지 적색계 발광층/전자 수송층/음극
양극/정공 수송층/청색계 발광층/황색 내지 적색계 발광층/전자 수송층/음극
양극/정공 주입층/정공 수송층/청색계 발광층/황색 내지 적색계 발광층/전자 수송층/음극
양극/정공 주입층/정공 수송층/청색계 발광층/황색 내지 적색계 발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
등이 있지만, 청색계 발광층이 황색 내지 적색계 발광층보다 양극측에 적층되어 있으면 특별히 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 백색계 유기 EL 소자의 제 1 실시 양태의 모식도이다.
백색계 유기 EL 소자(1)는 양극(2), 정공 주입층(제 1 유기층)(3), 정공 수송층(4), 청색계 발광층(5), 황색 내지 적색계 발광층(6), 전자 수송층(제 2 유기층)(7) 및 음극(8)을 적층한 구조를 갖고 있다.
이 백색계 유기 EL 소자(1)는 발광층이 청색계 발광층(5)과 황색 내지 적색계 발광층(6)의 2층 적층으로만 이루어진다.
본 발명의 백색계 유기 EL 소자에 있어서, 양극측이 청색계 발광층이기 때문에, 발광색이 적색으로 치우치는 경향을 없앨 수 있다. 따라서, 백색을 수득하기 위해서 황색 내지 적색계 발광을 억제할 필요가 없고, 황색 내지 적색계 발광층을 청색계 발광층에 비해 막 두께를 엷게 하거나, 도핑 농도를 엷게 할 필요가 없다. 그 결과, 황색 내지 적색계 발광층의 막 두께를 종래보다 두껍게 할 수 있기 때문에, 색도 변화가 적다.
또한, 청색계 발광층과 황색 내지 적색계 발광층의 호스트 재료는 동일 물질이기 때문에, 청색 발광층이 계면에서 발광이 집중하기 어려워, 계면의 변동에 의한 영향을 받기 어렵다.
또한, 황색 내지 적색계 발광층의 막 두께가 충분히 크기 때문에, 계면의 변동에 의한 영향을 받기 어렵다.
따라서, 본 발명의 백색계 유기 EL 소자는 색 변화가 적고, 특히, 고온 환경 하에서나 연속 구동시에 색변화가 생기기 어렵기 때문에, 정보 표시 기기, 차 탑재 표시 기기 및 조명 기구 등에 적합하게 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 특징적인 부분인 청색계 발광층 및 황색 내지 적색계 발광층에 대하여 중심으로 설명한다. 따라서, 기타 유기층, 무기 화합물층, 양극, 음극 등의 구성이나 제법에 관해서는 일반적인 구성을 채용할 수 있기 때문에 간단히 설명한다.
1. 발광층
(1) 청색계 발광층
청색계 발광층은 호스트 재료와 청색계 도펀트로 이루어진다.
호스트 재료는 스타이릴 유도체, 안트라센 유도체 또는 방향족 아민인 것이 바람직하다.
스타이릴 유도체는 다이스타이릴 유도체, 트라이스타이릴 유도체, 테트라스타이릴 유도체 및 스타이릴아민 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것이 특히 바람직하다.
안트라센 유도체는 페닐안트라센 골격을 갖는 화합물인 것이 특히 바람직하다.
방향족 아민은 방향족 치환된 질소 원자를 2 내지 4개 갖는 화합물인 것이 바람직하고, 방향족 치환된 질소 원자를 2 내지 4개 갖고, 또한 알켄일기를 하나 이상 갖는 화합물이 특히 바람직하다.
상기 스타이릴 유도체 및 안트라센 유도체로서는 예컨대 하기 화학식 1 내지 5로 표시되는 화합물이, 상기 방향족 아민으로서는 예컨대 하기 화학식 6 내지 7로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112006005858107-PCT00001
상기 식에서,
R1 내지 R10는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥 시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 7 내지 30의 아릴알킬기, 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 단환기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 10 내지 30의 축합 다환기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 헤테로환기이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 알켄일기 이며, 치환기로서는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴알킬기, 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 단환기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 10 내지 30의 축합 다환기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 헤테로환기이다.
Figure 112006005858107-PCT00002
상기 식에서,
R1 내지 R10은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 7 내지 30의 아릴알킬기, 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 단환기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 10 내지 30의 축합 다환기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 헤테로환기이고,
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 알켄일기이며, 치환기로서는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴알킬기, 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 단환기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 10 내지 30의 축합 다환기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 헤테로환기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 4 내지 40의 알켄일기이고,
n은 1 내지 3이고,
m은 1 내지 3이고,
또한 n+ m≥ 2이다.
Figure 112006005858107-PCT00003
상기 식에서,
R1 내지 R8은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 7 내지 30의 아릴알킬기, 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 단환기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 10 내지 30의 축합 다환기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 헤테로환기이고,
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 알켄일기이며, 치환기로서는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴알킬기, 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 단환기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 10 내지 30의 축합 다환기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 5 내지 30의 헤테로환기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 4 내지 40의 알켄일기이다.
Figure 112006005858107-PCT00004
상기 식에서,
R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소 원자, 알켄일기, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알콕실기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기 또는 치환할 수 있는 헤테로환식기를 나타내고, a 및 b는 각각 1 내지 5의 정수를 나타내고, 그들이 2 이상인 경우, R11끼리 또는 R12끼리는 각각 동일할 수도 상이할 수도 있고, 또한 R11끼리 또는 R12끼리가 결합하여 환을 형성할 수도 있고, R13과 R14, R15와 R16, R17과 R18, R19와 R20이 서로 결합하여 환을 형성할 수 있고,
L1은 단일 결합 또는 -O-, -S-, -N(R)- (R은 알킬기 또는 치환할 수 있는 아릴기이 다) 또는 아릴렌기를 나타낸다.
Figure 112006005858107-PCT00005
상기 식에서,
R21 내지 R30은, 각각 독립적으로 수소 원자, 알켄일기, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알콕실기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기 또는 치환할 수 있는 복수환식기를 나타내고, c, d, e 및 f는 각각 1 내지 5의 정수를 나타내고, 그들이 2이상인 경우, R21끼리, R22끼리, R26끼리 또는 R27끼리는 각각에 있어서 동일할 수도 상이할 수도 있고, 또한 R21끼리, R22끼리, R26끼리 또는 R27끼리가 결합하여 환을 형성할 수 있고, R23과 R24, R28과 R29가 서로 결합하여 환을 형성할 수 있고,
L2는 단일 결합 또는 -O-, -S-, -N(R)-(R은 알킬기 또는 치환할 수 있는 아릴기이다) 또는 아릴렌기를 나타낸다.
Figure 112006005858107-PCT00006
상기 식에서,
Ar5, Ar6 및 Ar7은 각각 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 40의 치환 또는 비치환된 1가의 방향족기를 나타내고, 그들 중 하나 이상은 스타이릴기를 함유할 수 있고,
g는 1 내지 4의 정수를 나타낸다.
Figure 112006005858107-PCT00007
상기 식에서,
Ar8, Ar9, Ar11, Ar13 및 Ar14는 각각 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 40의 치환 또는 비치환된 1가의 방향족기를 나타내고, Ar10 및 Ar12는 각각 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 40의 치환 또는 비치환된 2가의 방향족기를 나타내고, Ar8 내지 Ar14 중 하나 이상은 스타이릴기 또는 스타이릴렌기를 함유할 수 있고,
h 및 k는 각각 0 내지 2의 정수이고,
i 및 j는 각각 0 내지 3의 정수이다.
청색계 도펀트는 스타이릴아민, 아민치환 스타이릴 화합물 및 축합 방향족환 함유 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 이 때, 청색계 도펀트는 다른 복수의 화합물로부터 구성될 수 있다.
상기 스타이릴아민 및 아민치환 스타이릴 화합물로서는 예컨대 하기 화학식 8 내지 9로 표시되는 화합물이, 상기 축합 방향족환 함유 화합물로서는 예컨대 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112006005858107-PCT00008
상기 식에서,
Ar5, Ar6 및 Ar7은 각각 독립적으로, 탄소 원자수 6 내지 40의 치환 또는 비치환된 방향족기를 나타내고, 그들 중 하나 이상은 스타이릴기를 함유하고,
p는 1 내지 3의 정수를 나타낸다.
Figure 112006005858107-PCT00009
상기 식에서,
Ar15 및 Ar16은 각각 독립적으로, 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴렌기를 나타내고,
E1 및 E2는 각각 독립적으로, 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기 또는 알킬기, 수소 원자 또는 사이아노기를 나타내고,
q는 1 내지 3의 정수를 나타내고,
U 및/또는 V는 아미노기를 함유하는 치환기이며, 상기 아미노기가 아릴아미노기이면 바람직하다.
Figure 112006005858107-PCT00010
상기 식에서,
A는 탄소 원자수 1 내지 16의 알킬기 또는 알콕시기, 탄소 원자수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기, 탄소 원자수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 알킬아미노기, 또는 탄소 원자수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴아미노기이고,
B는 탄소 원자수 10 내지 40의 축합 방향족환기를 나타내고,
r은 1 내지 4의 정수를 나타낸다.
(2) 황색 내지 적색계 발광층
황색 내지 적색계 발광층은 호스트 재료와 황색 내지 적색계 도펀트로 이루어진다.
호스트 재료는 청색계 발광층으로 사용하는 호스트 재료와 동일한 것을 사용한다. 다른 호스트 재료를 이용한 경우에는 색변화가 커지기 때문에 바람직하지 못하다.
황색 내지 적색계 도펀트는 하나 이상의 플루오란텐 골격 또는 페릴렌 골격을 갖는 형광성 화합물을 사용할 수 있고, 예컨대 하기 화학식 11 내지 27로 표시 되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112006005858107-PCT00011
Figure 112006005858107-PCT00012
Figure 112006005858107-PCT00013
Figure 112006005858107-PCT00014
Figure 112006005858107-PCT00015
Figure 112006005858107-PCT00016
Figure 112006005858107-PCT00017
Figure 112006005858107-PCT00018
Figure 112006005858107-PCT00019
Figure 112006005858107-PCT00020
Figure 112006005858107-PCT00021
Figure 112006005858107-PCT00022
Figure 112006005858107-PCT00023
Figure 112006005858107-PCT00024
Figure 112006005858107-PCT00025
상기 화학식 11 내지 25에서,
X1 내지 X20은 각각 독립적으로, 수소 원자, 직쇄, 분지쇄 또는 환상의 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 직쇄, 분지쇄 또는 환상의 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 30의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 7 내지 30의 아릴알킬아미노기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 8 내지 30의 알켄일기이며, 인접하는 치환기 및 X1 내지 X20은 결합하여 환상 구조를 형성할 수 있다. 인접하는 치환기가 아릴기일 때는 치환기는 동일할 수 있다.
또한, 화학식 11 내지 25의 화합물은 아미노기 또는 알켄일기를 함유하면 바람직하다.
Figure 112006005858107-PCT00026
Figure 112006005858107-PCT00027
상기 화학식 26 및 27에서,
X21 내지 X24는 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기이며, X21과 X22 및/또는 X23과 X24는 탄소-탄소 결합 또는 -O-, -S-를 통해 결합할 수 있다. X25 내지 X36은, 수소 원자, 직쇄, 분 지쇄 또는 환상의 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 직쇄, 분지쇄 또는 환상의 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 30의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 7 내지 30의 아릴알킬아미노기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 8 내지 30의 알켄일기이며, 인접하는 치환기 및 X25 내지 X36은 결합하여 환상 구조를 형성할 수 있다. 각 식 중의 치환기 X25 내지 X36 중 하나 이상이 아민 또는 알켄일기를 함유하면 바람직하다.
또한, 플루오란텐 골격을 갖는 형광성 화합물은 고효율 및 긴 수명을 얻기 위해서 전자 공여성기를 함유하는 것이 바람직하고, 바람직한 전자 공여성기는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기이다.
또한, 플루오란텐 골격을 갖는 형광성 화합물은 축합환수 5 이상이 바람직하고, 6 이상이 특히 바람직하다. 이것은 형광성 화합물이 540 내지 700nm인 형광 피크 파장을 나타내고, 청색계 발광 재료와 형광성 화합물로부터의 발광이 겹쳐 백색을 띄기 때문이다.
상기 형광성 화합물이 플루오란텐 골격을 복수개 가지면, 발광색이 황색으로부터 적색 영역이 되기 때문에 바람직하다. 특히 바람직한 형광성 화합물은 전자 공여성기와 플루오란텐 골격 또는 페릴렌 골격을 갖고 540 내지 700nm의 형광 피크 파장을 나타내는 것이다.
청색계 발광층의 막 두께는 바람직하게는 5 내지 30nm, 보다 바람직하게는 7 내지 30nm, 가장 바람직하게는 10 내지 30nm이다. 5nm 미만에서는 발광층 형성이 곤란해져, 색도의 조정이 곤란해질 우려가 있고, 30nm를 초과하면 구동 전압이 상승할 우려가 있다.
황색 내지 적색계 발광층의 막 두께는 바람직하게는 10 내지 50nm, 보다 바람직하게는 20 내지 50nm, 가장 바람직하게는 30 내지 50nm이다. 10nm 미만에서는 발광효율이 저하될 우려가 있고, 50nm를 초과하면 구동 전압이 상승할 우려가 있다.
2. 다른 유기층
(1)제 1 유기층
양극과 청색계 발광층 사이에, 제 1 유기층으로서, 정공 주입층, 정공 수송층 또는 유기 반도체층 등을 설치할 수 있다.
정공 주입층 또는 정공 수송층은 발광층으로의 정공 주입을 도와, 발광 영역까지 수송하는 층이고, 정공 이동도가 크고, 이온화 에너지가 보통 5.5eV 이하로 작다. 정공 주입층은 에너지 레벨이 급한 변화를 완화하는 등, 에너지 레벨을 조정하기 위해서 설치한다. 이러한 정공 주입층 또는 정공 수송층으로서는 보다 낮은 전계 강도로 정공을 발광층으로 수송하는 재료가 바람직하고, 또한 정공의 이동도가, 예컨대 104 내지 106V/cm의 전계 인가시에, 적어도 10-6cm2/V·초인 것이 바람직하다.
정공 주입층 또는 정공 수송층을 형성하는 재료로서는 상기 바람직한 성질을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고, 종래, 광도전 재료에 있어서 정공의 전하 수송 재료로서 관용되고 있는 것이나, 유기 EL 소자의 정공 주입층에 사용되고 있는 공지된 사물 중에서 임의의 것을 선택하여 이용할 수 있다.
이러한 정공 주입층 또는 정공 수송층의 형성 재료로서는 구체적으로는 예컨대 트라이아졸 유도체(미국특허 제 3,112,197호 명세서 등 참조), 옥사다이아졸 유도체(미국특허 제 3,189,447호 명세서 등 참조), 이미다졸 유도체(일본 특허 공고 제 1962-16096호 공보 등 참조), 폴리아릴알케인 유도체(미국특허 제 3,615,402호 명세서, 미국특허 제 3,820,989호 명세서, 미국특허 제 3,542,544호 명세서, 일본 특허 공고 제 1970-555호 공보, 일본 특허 공고 제 1976-10983호 공보, 일본 특허 공개 제 1976-93224호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-l7105호 공보, 일본 특허 공개 제 1981-4148호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-108667호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-156953호 공보, 일본 특허 공개 제 1981-36656호 공보 등 참조), 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체(미국특허 제 3,180,729호 명세서, 미국특허 제 4,278,746호 명세서, 일본 특허 공개 제 1980-88064호 공보, 제 1980-88065호 공보, 제 1974-105537호 공보, 제 1980-51086호 공보, 제 1981-80051호 공보, 제 1981-88141호 공보, 제 1982-45545호 공보, 제 1979-112637호 공보, 제 1980-74546호 공보 등 참조), 페닐렌다이아민 유도체(미국특허 제 3,615,404호 명세서, 일본 특허 공고 제 1976-10105호 공보, 일본 특허 공고 제 1971-3712호 공보, 일본 특허 공고 제 1972-25336호 공보, 일본 특허 공개 제 1979-53435호 공보, 일본 특허 공 개 제 1979-110536호 공보, 일본 특허 공개 제 1979-119925호 공보 등 참조), 아릴아민 유도체(미국특허 제 3,567,450호 명세서, 미국특허 제 3,180,703호 명세서, 미국특허 제 3,240,597호 명세서, 미국특허 제 3,658,520호 명세서, 미국특허 제 4,232,103호 명세서, 미국특허 제 4,175,961호 명세서, 미국특허 제 4,012,376호 명세서, 일본 특허 공고 제 1974-35702호 공보, 일본 특허 공고 제 1964-27577호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-144250호 공보, 일본 특허 공개 제 1981-119132호 공보, 일본 특허 공개 제 1981-22437호 공보, 서독특허 제 1,110,518호 명세서 등 참조), 아미노치환 칼콘 유도체(미국특허 제 3,526,501호 명세서 등 참조), 옥사졸 유도체(미국특허 제 3,257,203호 명세서 등에 개시된 것), 스타이릴안트라센 유도체(일본 특허 공개 제 1981-46234호 공보 등 참조), 플루오렌온 유도체(일본 특허 공개 제 1979-110837호 공보 등 참조), 하이드라존 유도체(미국특허 제 3,717,462호 명세서, 일본 특허 공개 제 1979-59143호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-52063호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-52064호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-46760호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-85495호 공보, 일본 특허 공개 제 1982-11350호 공보, 일본 특허 공개 제 1982-148749호 공보, 일본 특허 공개 제 1990-311591호 공보 등 참조), 스틸벤 유도체(일본 특허 공개 제 1986-210363호 공보, 일본 특허 공개 제 1986-228451호 공보, 일본 특허 공개 제 1986-14642호 공보, 일본 특허 공개 제 1986-72255호 공보, 일본 특허 공개 제 1987-47646호 공보, 일본 특허 공개 제 1987-36674호 공보, 일본 특허 공개 제 1987-10652호 공보, 일본 특허 공개 제 1987-30255호 공보, 일본 특허 공개 제 1985-93455호 공보, 일본 특허 공개 제 1985-94462호 공보, 일본 특허 공개 제 1985-174749호 공보, 일본 특허 공개 제 1985-175052호 공보 등 참조), 실라잔 유도체(미국특허 제 4,950,950호 명세서), 폴리실레인계(일본 특허 공개 제 1990-204996호 공보), 아닐린계 공중합체(일본 특허 공개 제 1990-282263호 공보), 일본 특허 공개 제 1989-211399호 공보에 개시되어 있는 도전성 고분자 올리고머(특히 싸이오펜올리고머) 등을 들 수 있다.
정공 주입층 또는 정공 수송층의 재료로서는 상기의 것을 사용할 수 있지만, 포르피린 화합물(일본 특허 공개 제 1988-2956965호 공보 등에 개시된 것), 방향족 제 3급 아민 화합물 및 스타이릴아민 화합물(미국특허 제 4,127,412호 명세서, 일본 특허 공개 제 1978-27033호 공보, 일본 특허 공개 제 1979-58445호 공보, 일본 특허 공개 제 1979-149634호 공보, 일본 특허 공개 제 1979-64299호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-79450호 공보, 일본 특허 공개 제 1980-144250호 공보, 일본 특허 공개 제 1981-119132호 공보, 일본 특허 공개 제 1986-295558호 공보, 일본 특허 공개 제 1986-98353호 공보, 일본 특허 공개 제 1988-295695호 공보 등 참조), 방향족 제 3급 아민 화합물을 이용할 수 있다. 또한 미국특허 제 5,061,569호에 기재되어 있는 2개의 축합 방향족환을 분자 내에 갖는, 예컨대 4,4'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)바이페닐, 또한 일본 특허 공개 제 1992-308688호 공보에 기재되어 있는 트라이페닐아민 유닛이 3개 스타버스트(star burst)형으로 연결된 4,4',4''-트리스(N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노)트라이페닐아민 등을 들 수 있다. 또한, 발광층의 재료로서 나타낸 전술한 방향족 다이메틸리딘계 화합물 외에, p형 Si, p형 SiC 등의 무기 화합물도 정공 주입층 또는 정공 수송층의 재료로서 사용할 수 있다.
이 정공 주입층 또는 정공 수송층은 상술한 재료 중 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 일층으로 구성될 수도 있고, 또한, 정공 주입층 또는 정공 수송층과는 별종의 화합물로 이루어지는 정공 주입층 또는 정공 수송층을 적층한 것일 수 있다.
정공 주입층 또는 정공 수송층의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 20 내지 200nm이다.
유기 반도체층은 발광층으로의 정공 주입 또는 전자 주입을 돕는 층으로서, 10-10S/cm 이상의 도전율을 갖는 것이 적합하다. 이러한 유기 반도체층의 재료로서는 싸이오펜 함유 올리고머나 일본 특허 공개 제 1996-193191호 공보에 기재된 아릴아민 함유 올리고머 등의 도전성 올리고머, 아릴아민 함유 덴드리머 등의 도전성 덴드리머 등을 이용할 수 있다.
유기 반도체층의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 10 내지 1,000nm이다.
(2) 제 2 유기층
음극과 황색 내지 적색계 발광층 사이에, 제 2 유기층으로서, 전자 주입층 또는 전자 수송층 등을 설치할 수 있다.
전자 주입층 또는 전자 수송층은 발광층으로의 전자의 주입을 돕는 층이고, 전자 이동도가 크다. 전자 주입층은 에너지 레벨이 급한 변화를 완화하는 등, 에 너지 레벨을 조정하기 위해 설치한다.
전자 주입층 또는 전자 수송층에 사용되는 재료로서는 8-하이드록시퀴놀린 또는 그 유도체의 금속착체가 적합하다. 상기 8-하이드록시퀴놀린 또는 그 유도체의 금속착체의 구체적인 예로서는 옥신(일반적으로 8-퀴놀린올 또는 8-하이드록시퀴놀린)의 킬레이트를 함유하는 금속킬레이트옥시노이드 화합물, 예컨대 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄을 이용할 수 있다. 그리고 옥사다이아졸 유도체로서는 하기 화학식 28 내지 30으로 표시되는 전자 전달 화합물을 들 수 있다.
Figure 112006005858107-PCT00028
Figure 112006005858107-PCT00029
Figure 112006005858107-PCT00030
상기 식에서,
Ar17, Ar18, Ar19, Ar21, Ar22 및 Ar25V, 각각 치환기를 갖거나 갖지 않는 아릴기를 나타내고, Ar17과 Ar18, Ar19와 Ar21, Ar22와 Ar25는 서로 동일할 수도 상이할 수도 있다고, Ar20, Ar23 및 Ar24는 각각 치환기를 갖거나 갖지 않는 아릴렌기를 나타내고, Ar23과 Ar24는 서로 동일할 수도 상이할 수도 있다.)로 표시되는 전자 전달 화합물을 들 수 있다.
이들 화학식 28 내지 30에 있어서의 아릴기로서는 페닐기, 바이페닐기, 안트라닐기, 페릴렌일기기, 피렌일기 등을 들 수 있다. 또한, 아릴렌기로서는 페닐렌기, 나프틸렌기, 바이페닐렌기, 안트라닐렌기, 페릴렌일기, 피렌일렌기 등을 들 수 있다. 그리고 이들로의 치환기로서는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기 또는 사이아노기 등을 들 수 있다. 이 전자 전달 화합물은 박막 형성성이 양호한 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 그리고 이들 전자 전달성 화합물의 구체적인 예로서는 하기의 것을 들 수 있다.
Figure 112006005858107-PCT00031
전자 주입층 또는 전자 수송층의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1 내지 100nm이다.
양극에 가장 가까운 유기층인 청색계 발광층 또는 제 1 유기층이 산화제를 함유하는 것이 바람직하다. 발광층 또는 제 1 유기층에 함유되는 바람직한 산화제는 전자 흡인성 또는 전자 억셉터이다.
바람직하게는 루이스산, 각종 퀴논 유도체, 다이사이아노퀴노다이메테인 유도체, 방향족 아민과 루이스산으로 형성된 염류이다. 특히 바람직한 루이스산은 염화철, 염화안티몬, 염화알루미늄 등이다.
음극에 가장 가까운 유기층인 황색 내지 적색계 발광층 또는 제 2 유기층이, 환원제를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 바람직한 환원제는 알칼리 금속, 알카리 토금속, 알칼리 금속산화물, 알칼리토금속류 산화물, 희토류 산화물, 알칼리 금속 할로젠화물, 알칼리토금속류 할로젠화물, 희토류 할로젠화물, 알칼리 금속과 방향족 화합물로 형성되는 착체이다. 특히 바람직한 알칼리 금속은 Cs, Li, Na, K이다.
3. 무기 화합물층
양극 및/또는 음극에 접하여 무기 화합물층을 가질 수도 있다. 무기 화합물층은 부착 개선층으로서 기능한다.
무기 화합물층에 사용되는 바람직한 무기 화합물로서는 알칼리 금속 산화물, 알칼리토금속류 산화물, 희토류 산화물, 알칼리 금속 할로젠화물, 알칼리토금속류 할로젠화물, 희토류 할로젠화물, SiOx, AlOx, SiNx, SiON, AlON, GeOx, LiOx, LiON, TiOx, TiON, TaOx, TaON, TaNx, C 등 각종 산화물, 질화물, 산화질화물이다.
특히 양극에 접하는 층의 성분으로서는 SiOx, AlOx, SiNx, SiON, AlON, GeOx, C가 안정적인 주입 계면층을 형성하여 바람직하다.
또한, 특히 음극에 접하는 층의 성분으로서는 LiF, MgF2, CaF2, MgF2, NaF가 바람직하다.
무기 화합물층의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.1nm 내지 100nm이다.
발광층을 함유하는 각 유기층 및 무기 화합물층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 증착법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, LB법 등의 공지된 방법을 적용할 수 있다. 또한, 수득되는 유기 EL 소자의 특성이 균일해지고, 또한 제조 시간을 단축할 수 있다는 점에서, 전자 주입층과 발광층과는 동일 방법으로 형성하는 것이 바람직하고, 예컨대, 전자 주입층을 증착법으로 제막하는 경우에는 발광층도 증착법으로 제막하는 것이 바람직하다.
4. 전극
양극으로서는 일함수가 큰 (예컨대, 4.0eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 인듐주석옥사이드(ITO), 인듐아연옥사이드, 주석, 산화아연, 금, 백금, 팔라듐 등의 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합시켜 사용할 수 있다.
또한, 양극의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 10 내지 1,000nm의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 10 내지 200nm의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다.
음극에는 일함수가 작은(예컨대, 4.0eV 미만) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 마그네슘, 알루미늄, 인듐, 리튬, 나트륨, 은 등의 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합시켜 사용할 수 있다. 또한 음극의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 10 내지 1000nm의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 10 내지 200nm의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다.
양극 또는 음극의 적어도 한편은 발광층으로부터 방사된 빛을 외부로 유효하게 취출할 수 있도록, 실질적으로 투명, 보다 구체적으로는 광투과율이 10% 이상인 값인 것이 바람직하다.
전극은 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 전자 빔 증착법, CVD법, MOCVD법, 플라즈마 CVD법 등에 의해 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다.
한편, 각 예에서 수득된 유기 EL 소자의 평가는 후술하는 바와 같다.
(1) 초기 성능: CIE1931 색도 좌표로 색도를 측정하여 평가했다.
(2) 수명: 초기 휘도 1000cd/m2로 정전류 구동하여, 휘도의 반감기, 및 색도의 변화로 평가했다.
(3) 내열성: 105℃에서 보존 시험을 실시하여, 500시간 후의 색도 변화로 평가했다. L/J 변화는 휘도 L과 전류 밀도 J의 비로 표시되는 초기의 L/J를 1로 했 을 때의 변화이다.
실시예 1
유기 EL 소자의 형성
25mm× 75mm× 1.1mm 두께의 ITO 투명 전극(양극) 부착 유리 기판(지오마틱사 제품)를 아이소프로필 알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시했다.
세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 막 두께 60nm의 N,N'-비스(N,N'-다이페닐-4-아미노페닐)-N,N-다이페닐-4,4'-다이아미노-1,1'-바이페닐막(이하 「TPD232막」이라고 약기한다)를 성막했다. 이 TPD 232막은 정공 주입층으로서 기능한다.
TPD 232막의 성막에 계속해서, 이 TPD 232막 상에 막 두께 20nm의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐막(이하 「NPD막」이라고 약기한다)를 성막했다. 이 NPD막은 정공 수송층으로서 기능한다.
또한, NPD막의 성막에 계속해서, 막 두께 10nm에서 화학식 31로 표시되는 스타이릴 유도체 DPVPDAN과, 화학식 32로 표시되는 B1을 40:1의 중량비로 증착하고 성막하여, 청색계 발광층으로 했다.
계속해서, 30nm에서 스타이릴 유도체 DPVPDAN과 화학식 33으로 표시되는 R1( 형광 피크 파장 545nm)를 40:1의 중량비로 증착하고 성막하여, 황색 내지 적색계 발광층으로 했다.
이 막상에, 전자 수송층으로서 막 두께 10nm의 트리스(8-퀴놀린올)알루미늄막(이하, 「Alq 막」이라고 약기한다.)를 성막했다.
그 후, Li(Li원: 사에스 게터사 제품)과 Alq를 2원 증착시켜, 전자 주입층으로서 Alq:Li막을 10nm 형성했다.
이 Alq:Li막 상에 금속 Al을 150nm 증착시켜 금속 음극을 형성하여 유기 EL 발광 소자를 형성했다.
Figure 112006005858107-PCT00032
Figure 112006005858107-PCT00033
Figure 112006005858107-PCT00034
유기 EL 소자의 성능 평가
이 소자는 직류 전압 5V에서 발광 휘도 100cd/m2, 효율 7cd/A 최대 발광 휘도 11만 cd/m2의 백색 발광이 수득되었다. 본 재료에서 제작한 소자는 CIE1931 색도 좌표로써 (x, y)=(0.282, 0.281)이며 백색으로 확인되었다.
이 소자를 초기 휘도 1000cd/m2로 정전류 구동한 결과, 수명은 1만 시간으로 우수했다.
또한, 105℃에서 보존 시험을 실시한 결과, 500시간 후에서의 색도는 (0.278, 0.271)이고, 시험 전후에서의 색차는 (-0.004, -0.010)으로 우수한 것을 확인할 수 있었다.
실시예 1 및 하기의 비교예 1 내지 3에서 수득된 유기 EL 소자의 초기 성능, 수명 및 내열성 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
이 표로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예의 유기 EL 소자는 수명이 길고 내열성이 높고, 색 변화가 적었다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 소자를 제작했다. 단, NPD막 위에, 10nm에서 스타이릴 유도체 DPVDPAN과 화합물(R1)을 100:1의 중량비로 증착하여 황색 내지 적색계 발광층으로 하고, 추가로 막 두께 30nm에서 스타이릴 유도체 DPVDPAN과 화합물(B1)을 40:1의 중량비로 증착하여 성막하여, 청색계 발광층으로 했다. 그러나 색도가 (0.417, 0.436)이 되고, 백색이 아니라 황색 발광이 되었다. 105℃ 보존 시험을 실시했지만, 실시예 1에 비해 색도 변화가 매우 컸다.
비교예 2
실시예 1과 동일하게 소자를 제작했다. 단, NPD막 위에, 5nm에서 스타이릴 유도체 DPVDPAN과 화합물(R1)을 300:1의 중량비로 증착하여 황색 내지 적색계 발광층으로 하고, 추가로 막 두께 35nm에서 스타이릴 유도체 DPVDPAN와 화합물(B1)을 40:1의 중량비로 증착하고 성막하여, 청색계 발광층으로 했다. 색도가 (0.321, 0.341)이 되어 양호한 백색이 수득되었다. 그러나 105℃ 보존 시험에 있어서, 실시예 1에 비해 색도 변화가 커졌다.
비교예 3
실시예 1과 동일하게 소자 제작을 했다. 단, 정공 수송층으로서 NPD와 동시에 (R1)을 40:1의 비율로 도핑했다. 또한, 발광층을 청색계 발광층으로만 하여, 청색계 발광층의 막 두께를 40nm로 했다.
Figure 112006005858107-PCT00035
본 발명에 따르면, 색 변화가 적은 백색계 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. 양극,
    호스트 재료 및 청색계 도펀트를 함유하는 청색계 발광층,
    상기 청색계 발광층과 동일한 호스트 재료 및 황색 내지 적색계 도펀트를 함유하는 황색 내지 적색계 발광층, 및
    음극을 이 순서로 적층하여 포함하고,
    상기 청색계 발광층과 상기 황색 내지 적색계 발광층으로 발광층이 구성되는 백색계 유기 전기발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색계 발광층이 산화제를 함유하는 백색계 유기 전기발광 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극과 상기 청색계 발광층의 사이에 제 1 유기층을 추가로 함유하고, 상기 제 1 유기층이 산화제를 함유하는 백색계 유기 전기발광 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 황색 내지 적색계 발광층이 환원제를 함유하는 백색계 유기 전기발광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 음극과 상기 황색 내지 적색계 발광층 사이에 제 2 유기층을 추가로 함유하고, 상기 제 2 유기층이 환원제를 함유하는 백색계 유기 전기발광 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극 및/또는 상기 음극에 접하여 무기 화합물층을 추가로 함유하는 백색계 유기 전기발광 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스트 재료가 스타이릴 유도체, 안트라센 유도체 또는 방향족 아민인 백색계 유기 전기발광 소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스타이릴 유도체가 다이스타이릴 유도체, 트리스스타이릴 유도체, 테트라스타이릴 유도체 또는 스타이릴아민 유도체인 백색계 유기 전기발광 소자.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 안트라센 유도체가 페닐안트라센 골격을 함유하는 화합물인 백색계 유기 전기발광 소자.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 방향족 아민이 방향족에 치환된 질소 원자를 2개, 3개 또는 4개 함유하는 화합물인 백색계 유기 전기발광 소자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 방향족 아민이 추가로 알켄일기를 하나 이상 함유하는 화합물인 백색계 유기 전기발광 소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색계 도펀트가 스타이릴아민, 아민 치환 스타이릴 화합물 또는 축합 방향족환 함유 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 화합물인 백색계 유기 전기발광 소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 황색 내지 적색계 도펀트가 플루오란텐 골격을 복수개 갖는 화합물인 백색계 유기 전기발광 소자.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 황색 내지 적색계 도펀트가 전자 공여성기 및 플루오란텐 골격을 함유하는 화합물인 백색계 유기 전기발광 소자.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 황색 내지 적색계 도펀트의 형광 피크 파장이 540nm 내지 700nm인 백색계 유기 전기발광 소자.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색계 발광층 및 상기 황색 내지 적색계 발광층의 막 두께가 5nm 이상인 백색계 유기 전기발광 소자.
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KR100796593B1 (ko) * 2006-05-29 2008-01-21 삼성에스디아이 주식회사 유기전계발광소자

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