KR20130094222A - 발광 소자 재료 및 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정 구조의 카르바졸 골격을 갖는 화합물을 함유하는 발광 소자 재료에 의해, 고발광 효율과 내구성을 양립한 발광 소자를 가능하게 하는 발광 소자 재료 및 이것을 이용한 발광 소자를 제공한다.

Description

발광 소자 재료 및 발광 소자 {LIGHT-EMITTING DEVICE MATERIAL AND LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 전기 에너지를 광으로 변환할 수 있는 발광 소자로서, 표시 소자, 평판 디스플레이, 백 라이트, 조명, 인테리어, 표지, 간판, 전자 사진기 및 광 신호 발생기 등의 분야에 이용 가능한 발광 소자에 관한 것이다.
음극으로부터 주입된 전자와 양극으로부터 주입된 정공이 양쪽 극 사이에 끼워진 유기 발광체 내에서 재결합할 때에 발광한다고 하는 유기 박막 발광 소자의 연구가 최근 활발하게 행해지고 있다. 이 발광 소자는 박형이며 저구동 전압하에서의 고휘도 발광과, 발광 재료를 선택함에 따른 다색 발광이 특징으로, 주목을 모으고 있다. 이 연구는 코닥사의 C.W.Tang 등이 유기 박막 소자가 고휘도로 발광하는 것을 나타낸 이래 많은 연구 기관이 검토를 행하고 있다.
또한, 유기 박막 발광 소자는 발광층에 여러가지 발광 재료를 이용함으로써, 다양한 발광색을 얻는 것이 가능하기 때문에 디스플레이 등에의 실용화 연구가 활발하다. 3원색의 발광 재료 중에서는 녹색 발광 재료의 연구가 가장 진행되어 있으며, 현재는 적색 발광 재료와 청색 발광 재료에 있어서 특성 향상을 목표로 하여 예의 연구가 이루어지고 있다.
발광 재료로서는 종래부터 일반적으로는 형광성(1중항 발광) 재료가 이용되고 있지만, 전자와 정공이 재결합하여 분자가 여기할 때의 스핀 다중도의 차이에 의해 1중항 여기자가 25％, 3중항 여기자가 75％의 비율로 생성되기 때문에, 발광 효율을 향상시키기 위하여 인광성(3중항 발광) 재료를 이용하는 것이 이전부터 시도되고 있다.
따라서, 3중항 발광 재료를 도펀트 재료로서 이용할 때에 우수한 성능을 갖는 호스트 재료로서 카르바졸 골격을 포함하는 화합물이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 내지 2 참조). 또한, 전하의 주입ㆍ수송을 보조하는 치환기로서 트리아진 골격을 갖는 화합물이 호스트 재료로서 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 3 내지 4 참조). 또한, 발광 재료 이외의 재료에 대해서도 검토되어 있으며, 예를 들면 정공 수송 능력이 높고, 전자 저지 능력이 우수한 카르바졸 골격을 갖는 화합물이 정공 수송 재료로서 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 5 참조).
일본 특허 공개 제2003-133075호 공보 일본 특허 공개 제2008-135498호 공보 국제 공개 WO2008/56746호 공보 국제 공개 WO2010/15306호 공보 국제 공개 WO2011/24451호 공보
그러나, 유기 박막 발광 소자는 발광 효율의 향상, 구동 전압의 저하, 내구성의 향상을 만족할 필요가 있으며, 특히 인광성 재료에 관해서는 이들 성능을 전부 충분히 만족하는 것은 곤란하였다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제를 해결하여, 고발광 효율과 내구성을 양립한 유기 박막 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 하기 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 재료이다.
Figure pct00001
(식 중, R31 내지 R38은 각각 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 복소환기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로겐, 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 실릴기, -P(=O)R39R40 및 하기 화학식 (2)로 표시되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R39 및 R40은 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, R31 내지 R38은 인접하는 치환기끼리 환을 형성할 수도 있되, 단 R31 내지 R38 중 어느 하나는 하기 화학식 (2)로 표시되는 기이고, 화학식 (2)에서의 R41 내지 R49 중 어느 하나의 위치와 연결되고, L은 단결합, 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기로 이루어지는 군으로부터 선택되고, HAr은 전자 수용성 질소를 갖는 방향족 복소환기임)
Figure pct00002
(식 중, R41 내지 R48은 각각 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 복소환기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로겐, 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 실릴기 및 -P(=O)R50R51로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R50 및 R51은 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, R41 내지 R48은 인접하는 치환기끼리 환을 형성할 수도 있고, R49는 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되되, 단 R41 내지 R49 중 어느 하나는 화학식 (1)에서의 R31 내지 R38 중 어느 하나의 위치와 연결됨)
본 발명에 의해 고발광 효율과 내구성을 양립한 유기 박막 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 발명에서의 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물에 대하여 상세하게 설명한다.
Figure pct00003
R31 내지 R38은 각각 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 복소환기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로겐, 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 실릴기, -P(=O)R39R40 및 하기 화학식 (2)로 표시되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. R39 및 R40은 아릴기 또는 헤테로아릴기이다. R31 내지 R38은 인접하는 치환기끼리 환을 형성할 수도 있다. 단, R31 내지 R38 중 어느 하나는 하기 화학식 (2)로 표시되는 기이고, 화학식 (2)에서의 R41 내지 R49 중 어느 하나의 위치와 연결된다. L은 단결합, 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. HAr은 전자 수용성 질소를 갖는 방향족 복소환기이다.
Figure pct00004
R41 내지 R48은 각각 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 복소환기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로겐, 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 실릴기 및 -P(=O)R50R51로 이루어지는 군으로부터 선택된다. R50 및 R51은 아릴기 또는 헤테로아릴기이다. R41 내지 R48은 인접하는 치환기끼리 환을 형성할 수도 있다. R49는 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 단, R41 내지 R49 중 어느 하나는 화학식 (1)에서의 R31 내지 R38 중 어느 하나의 위치와 연결된다.
이들 치환기 중 수소는 중수소일 수도 있다. 또한, 알킬기란, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등의 포화 지방족 탄화수소기를 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 치환되어 있는 경우의 추가의 치환기에는 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등을 들 수 있고, 이 점은 이하의 기재에도 공통된다. 또한, 알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 입수의 용이성이나 비용의 점에서 통상 1 이상 20 이하, 보다 바람직하게는 1 이상 8 이하의 범위이다.
시클로알킬기란, 예를 들면 시클로프로필, 시클로헥실, 노르보르닐, 아다만틸 등의 포화 지환식 탄화수소기를 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 알킬기 부분의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 3 이상 20 이하의 범위이다.
복소환기란, 예를 들면 피란환, 피페리딘환, 환상 아미드 등의 탄소 이외의 원자를 환 내에 갖는 지방족 환을 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 복소환기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2 이상 20 이하의 범위이다.
알케닐기란, 예를 들면 비닐기, 알릴기, 부타디에닐기 등의 2중 결합을 포함하는 불포화 지방족 탄화수소기를 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 알케닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2 이상 20 이하의 범위이다.
시클로알케닐기란, 예를 들면 시클로펜테닐기, 시클로펜타디에닐기, 시클로헥세닐기 등의 2중 결합을 포함하는 불포화 지환식 탄화수소기를 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다.
알키닐기란, 예를 들면 에티닐기 등의 3중 결합을 포함하는 불포화 지방족 탄화수소기를 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 알키닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2 이상 20 이하의 범위이다.
알콕시기란, 예를 들면 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기 등의 에테르 결합을 통하여 지방족 탄화수소기가 결합한 관능기를 나타내며, 이 지방족 탄화수소기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 1 이상 20 이하의 범위이다.
알킬티오기란, 알콕시기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자로 치환된 것이다. 알킬티오기의 탄화수소기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 알킬티오기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 1 이상 20 이하의 범위이다.
아릴에테르기란, 예를 들면 페녹시기 등 에테르 결합을 통한 방향족 탄화수소기가 결합한 관능기를 나타내며, 방향족 탄화수소기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 아릴에테르기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 6 이상 40 이하의 범위이다.
아릴티오에테르기란, 아릴에테르기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자로 치환된 것이다. 아릴에테르기에서의 방향족 탄화수소기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 아릴에테르기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 6 이상 40 이하의 범위이다.
아릴기란, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 터페닐기, 피레닐기 등의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 아릴기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 아릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 6 이상 40 이하의 범위이다.
헤테로아릴기란, 푸라닐기, 티오페닐기, 피리딜기, 퀴놀리닐기, 피라지닐기, 나프티리딜기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 인돌릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 등의 탄소 이외의 원자를 1개 또는 복수개 환 내에 갖는 환상 방향족기를 나타내며, 이것은 비치환일 수도 있고 치환되어 있을 수도 있다. 헤테로아릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2 이상 30 이하의 범위이다.
할로겐 원자란, 불소, 염소, 브롬, 요오드를 나타낸다. 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 포스핀옥시드기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있으며, 치환기로서는 예를 들면 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등을 들 수 있고, 이들 치환기는 추가로 치환될 수도 있다.
카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있으며, 치환기로서는 예를 들면 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 등을 들 수 있고, 이들 치환기는 추가로 치환될 수도 있다.
아미노기란, 비치환일 수도 있고 치환될 수도 있으며, 치환기로서는 예를 들면 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등을 들 수 있고, 이들 치환기는 추가로 치환되어도 상관없다.
실릴기란, 예를 들면 트리메틸실릴기 등의 규소 원자에의 결합을 갖는 관능기를 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 실릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 3 이상 20 이하의 범위이다. 또한, 규소수는 통상 1 이상 6 이하의 범위이다.
아릴렌기란, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 페난트릴기, 터페닐기, 피레닐기 등의 방향족 탄화수소기로부터 유도되는 2가의 기를 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 아릴렌기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 6 이상 40 이하의 범위이다. 화학식 (1)의 L이 아릴렌기인 경우, 상기 아릴렌기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있지만, 치환기도 포함시켜 탄소수는 6 이상 60 이하의 범위이다.
헤테로아릴렌기란, 푸라닐기, 티오페닐기, 피리딜기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 피라지닐기, 피리미딜기, 나프티리딜기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 인돌릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 등의 탄소 이외의 원자를 1개 또는 복수개 환 내에 갖는 환상 방향족기로부터 유도되는 2가의 기를 나타내며, 이것은 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 헤테로아릴렌기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2 이상 30 이하의 범위이다. 화학식 (1)의 L이 헤테로아릴렌기인 경우, 상기 헤테로아릴렌기는 치환기를 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있지만, 치환기도 포함시켜 탄소수는 2 이상 50 이하의 범위이다.
인접하는 치환기끼리 환을 형성하는 경우, 임의의 인접 2치환기(예를 들면 화학식 (3)의 R2와 R3)가 서로 결합하여 공액 또는 비공액의 축합환을 형성할 수 있다. 축합환의 구성 원소로서 탄소 이외에도 질소, 산소, 황, 인, 규소 원자를 포함할 수도 있고, 추가로 다른 환과 축합할 수도 있다.
전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환기란, 피리딜기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹사닐기, 피라지닐기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 페난트롤리닐기, 이미다조피리딜기, 트리아질기, 아크리딜기, 벤조이미다졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기 등, 상기 헤테로아릴기 중 탄소 이외의 원자로서 적어도 전자 수용성의 질소 원자를 1개 또는 복수개 환 내에 갖는 환상 방향족기를 나타낸다.
전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환기는 비치환일 수도 있고 치환되어 있을 수도 있다. 전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환기에 포함되는 전자 수용성 질소의 수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 1 이상 3 이하의 범위이다. 또한, 전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환기가 치환되어 있는 경우의 치환기에는 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환기의 전자 특성을 크게 손상시키지 않는 치환기가 바람직하며, 예를 들면 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소, 탄소수 5 내지 20의 전자 수용 질소를 포함하는 방향족 복소환기를 바람직한 치환기로서 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 터페닐기, 피레닐기, 피리딜기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹사닐기, 피라지닐기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 페난트롤리닐기, 이미다조피리딜기, 트리아질기, 아크리딜기, 벤조이미다졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
여기서 말하는 전자 수용성 질소란, 인접 원자와의 사이에 다중 결합을 형성하고 있는 질소 원자를 나타낸다. 질소 원자가 높은 전기 음성도를 갖기 때문에, 상기 다중 결합은 전자 수용적인 성질을 갖는다. 그렇기 때문에, 전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환은 높은 전자 친화성을 갖는다.
전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환기의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2 이상 30 이하의 범위이다. 전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환기의 연결 위치는 어느 부분이어도 되며, 예를 들면 피리딜기인 경우, 2-피리딜기, 3-피리딜기 또는 4-피리딜기 중 어느 것이어도 된다.
종래의 카르바졸 골격을 갖는 화합물은 발광 소자 재료로서 반드시 충분한 성능을 갖는 것은 아니었다. 본 발명자들은 그 개량의 검토에 있어서 카르바졸 골격을 갖는 화합물의 정공 수송능과 전자 수송능의 강도에 주목하였다. 일반적으로, 카르바졸 골격을 갖는 화합물은 정공과 전자의 양쪽 전하를 수송하는 특성을 갖지만, 본 발명자들은 정공 수송능에 대하여 전자 수송능이 떨어지기 때문에, 발광층 중의 전하의 균형이 무너지는 것이 발광 성능의 저하로 연결되는 것은 아닐까라고 생각하고, 이러한 가설을 바탕으로 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물을 발명하기에 이르렀다.
화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물은 분자 중에 카르바졸 골격과 전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환을 갖고 있다. 이에 의해, 전자 수용성 질소를 포함하는 방향족 복소환이 전자의 주입ㆍ수송에 관여하기 때문에, 전자 수송능이 커져 발광층 내의 전하의 균형이 취해지고, 고효율 발광과 우수한 내구성을 발현한다고 생각된다. 또한, 카르바졸 골격이 연결됨으로써, 카르바졸 골격 자체가 갖는 높은 3중항 준위를 유지하는 것이 가능하고, 용이한 실활을 억제할 수 있기 때문에 높은 발광 효율이 달성된다.
본 발명의 화학식 (1)로 표시되는 화합물 중에서도 화학식 (3)으로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00005
R1 내지 R14는 각각 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 복소환기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로겐, 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 실릴기 및 -P(=O)R16R17로 이루어지는 군으로부터 선택된다. R16 및 R17은 아릴기 또는 헤테로아릴기이다. R1 내지 R14는 인접하는 치환기끼리 환을 형성할 수도 있다. R15는 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. L은 단결합, 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. HAr은 전자 수용성 질소를 갖는 방향족 복소환기이다.
이들 치환기의 설명은 상기 화학식 (1)의 설명과 마찬가지이다.
또한, 화학식 (1)로 표시되는 화합물에서의 R49와 L-HAr, 및 화학식 (3)으로 표시되는 화합물에서의 R15와 L-HAr이 상이한 기이면, 분자가 비대칭 구조가 되어, 카르바졸 골격끼리의 상호 작용 억제 효과가 높아져 안정된 박막을 형성할 수 있고, 내구성 향상으로 연결되기 때문에 바람직하다.
R15 및 R49는 카르바졸 골격을 갖는 화합물의 3중항 준위를 낮추지 않는 치환기가 바람직하며, 그 중에서도 크게 공액을 늘리지 않는 치환기가 바람직하다. 특히 메틸기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 트리아질기가 바람직하다.
HAr은 화학식 (1) 또는 화학식 (3)으로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물의 3중항 준위를 낮추지 않는 치환기가 바람직하며, 그 중에서도 크게 공액을 늘리지 않는 치환기가 바람직하다. 특히 피리딜기, 피리미딜기, 트리아질기가 바람직하다.
화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물의 합성에는 공지된 방법을 사용할 수 있다. 카르바졸 이량체를 합성하는 방법으로서는, 예를 들면 염화철(III) 하에서의 카르바졸의 산화 커플링 반응을 이용하는 방법을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 카르바졸의 N 상에 치환기를 도입하는 방법으로서는, 예를 들면 팔라듐이나 구리 촉매를 이용한 카르바졸 유도체와 할로겐화물의 커플링 반응을 이용하는 방법을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 화합물로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 이하와 같은 예를 들 수 있다.
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
본 발명에서의 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물은 발광 소자 재료로서 이용된다. 여기서 본 발명에서의 발광 소자 재료란, 발광 소자 중 어느 하나의 층에 사용되는 재료를 나타내며, 후술하는 바와 같이 정공 수송층, 발광층 및/또는 전자 수송층에 사용되는 재료인 것 외에, 음극의 보호막에 사용되는 재료도 포함한다. 본 발명에서의 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물을 발광 소자 중 어느 하나의 층에 사용함으로써 높은 발광 효율이 얻어지며, 내구성이 우수한 발광 소자가 얻어진다.
화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물은 높은 발광 효율, 높은 3중항 준위, 바이폴라성(양쪽 전하 수송성) 및 박막 안정성을 갖고 있기 때문에, 발광 소자의 발광층에 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 높은 3중항 준위를 갖고 있기 때문에, 인광성 도펀트에 대한 호스트 재료로서 발광층에 이용하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 발광 소자의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 발광 소자는 양극과 음극 및 이들 양극과 음극 사이에 개재되는 유기층을 가지며, 상기 유기층은 적어도 발광층을 포함하고, 상기 발광층이 전기 에너지에 의해 발광한다.
유기층은 발광층만으로 이루어지는 구성 외에, 1) 정공 수송층/발광층/전자 수송층 및 2) 발광층/전자 수송층, 3) 정공 수송층/발광층 등의 적층 구성을 들 수 있다. 또한, 상기 각 층은 각각 단일층, 복수층 중 어느 것이어도 된다. 정공 수송층 및 전자 수송층이 복수층을 갖는 경우, 전극에 접하는 측의 층을 각각 정공 주입층 및 전자 주입층이라고 부르는 경우가 있는데, 이하의 설명에서는 특별히 언급하지 않는 한 정공 주입 재료는 정공 수송 재료에, 전자 주입 재료는 전자 수송 재료에 각각 포함된다.
본 발명의 발광 소자에 있어서, 양극과 음극은 소자의 발광을 위하여 충분한 전류를 공급하기 위한 역할을 갖는 것이며, 광을 취출하기 위하여 적어도 한쪽은 투명 또는 반투명한 것이 바람직하다. 통상, 기판 상에 형성되는 양극을 투명 전극으로 한다.
양극에 이용하는 재료는 정공을 유기층에 효율적으로 주입할 수 있는 재료, 또한 광을 취출하기 위하여 투명 또는 반투명하면, 산화주석, 산화인듐, 산화주석인듐(ITO) 산화아연인듐(IZO) 등의 도전성 금속 산화물, 또는 금, 은, 크롬 등의 금속, 요오드화구리, 황화구리 등의 무기 도전성 물질, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 도전성 중합체 등 특별히 한정되는 것은 아니지만, ITO 유리나 네사 유리를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 이들 전극 재료는 단독으로 이용할 수도 있지만, 복수의 재료를 적층 또는 혼합하여 이용할 수도 있다. 투명 전극의 저항은 소자의 발광에 충분한 전류를 공급할 수 있으면 되므로 한정되지 않지만, 소자의 소비 전력의 관점에서는 저저항인 것이 바람직하다. 예를 들면 300Ω/□ 이하의 ITO 기판이면 소자 전극으로서 기능하지만, 현재로는 10Ω/□ 정도의 기판의 공급도 가능하게 되어 있기 때문에 20Ω/□ 이하의 저저항의 기판을 사용하는 것이 특히 바람직하다. ITO의 두께는 저항치에 맞추어 임의로 선택할 수 있지만, 통상 100 내지 300nm의 사이에서 이용되는 경우가 많다.
또한, 발광 소자의 기계적 강도를 유지하기 위하여 발광 소자를 기판 상에 형성하는 것이 바람직하다. 기판은 소다 유리나 무알칼리 유리 등의 유리 기판이 바람직하게 이용된다. 유리 기판의 두께는 기계적 강도를 유지하는 데 충분한 두께이면 되므로 0.5mm 이상이면 충분하다. 유리의 재질에 대해서는, 유리로부터의 용출 이온이 적은 쪽이 좋으므로 무알칼리 유리 쪽이 바람직하다. 또는 SiO2 등의 배리어 코팅을 실시한 소다 석회 유리도 시판되고 있기 때문에 이것을 사용할 수도 있다. 또한, 제1 전극이 안정하게 기능하는 것이면, 기판은 유리일 필요는 없으며, 예를 들면 플라스틱 기판 상에 양극을 형성할 수도 있다. ITO막 형성 방법은 전자선 빔법, 스퍼터링법 및 화학 반응법 등 특별히 제한을 받는 것은 아니다.
음극에 이용하는 재료는 전자를 효율적으로 발광층에 주입할 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않는다. 일반적으로는 백금, 금, 은, 구리, 철, 주석, 알루미늄, 인듐 등의 금속, 또는 이들 금속과 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 저일함수 금속과의 합금이나 다층 적층 등이 바람직하다. 그 중에서도 주성분으로서는 알루미늄, 은, 마그네슘이 전기 저항치나 제막의 용이성, 막의 안정성, 발광 효율 등의 면에서 바람직하다. 특히 마그네슘과 은으로 구성되면, 본 발명에서의 전자 수송층 및 전자 주입층에의 전자 주입이 용이해져 저전압 구동이 가능하게 되므로 바람직하다.
또한, 음극 보호를 위하여 백금, 금, 은, 구리, 철, 주석, 알루미늄 및 인듐 등의 금속, 또는 이들 금속을 이용한 합금, 실리카, 티타니아 및 질화규소 등의 무기물, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐, 탄화수소계 고분자 화합물 등의 유기 고분자 화합물을 보호막층으로서 음극 상에 적층하는 것을 바람직한 예로서 들 수 있다. 단, 음극측으로부터 광을 취출하는 소자 구조(톱 에미션 구조)인 경우에는, 보호막층은 가시광 영역에서 광투과성이 있는 재료로부터 선택된다. 이들 전극의 제작법은 저항 가열, 전자선 빔, 스퍼터링, 이온 플레이팅 및 코팅 등 특별히 제한되지 않는다.
정공 수송층은 정공 수송 재료의 1종 또는 2종 이상을 적층 또는 혼합하는 방법, 또는 정공 수송 재료와 고분자 결착제의 혼합물을 이용하는 방법에 의해 형성된다. 또한, 정공 수송 재료에 염화철(III)과 같은 무기염을 첨가하여 정공 수송층을 형성할 수도 있다. 정공 수송 재료는, 전계가 주어진 전극 사이에서 정극으로부터의 정공을 효율적으로 수송하는 것이 필요하며, 정공 주입 효율이 높고, 주입된 정공을 효율적으로 수송하는 것이 바람직하다. 그를 위해서는 적절한 이온화 포텐셜을 가지며, 나아가 정공 이동도가 크고, 또한 안정성이 우수하고, 트랩이 되는 불순물이 제조시 및 사용시에 발생하기 어려운 물질인 것이 요구된다. 이러한 조건을 만족하는 물질로서 특별히 한정되는 것은 아니지만, 4,4'-비스(N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노)비페닐, 4,4'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)비페닐, 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐(페닐)아미노)트리페닐아민 등의 트리페닐아민 유도체, 비스(N-알릴카르바졸) 또는 비스(N-알킬카르바졸) 등의 비스카르바졸 유도체, 피라졸린 유도체, 스틸벤계 화합물, 히드라존계 화합물, 벤조푸란 유도체나 티오펜 유도체, 옥사디아졸 유도체, 프탈로시아닌 유도체, 포르피린 유도체 등의 복소환 화합물, 풀러렌 유도체, 중합체계에서는 상기 단량체를 측쇄에 갖는 폴리카보네이트나 스티렌 유도체, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리플루오렌, 폴리비닐카르바졸 및 폴리실란 등이 바람직하다.
또한, p형 Si, p형 SiC 등의 무기 화합물도 사용할 수 있다. 또한, 하기 화학식 (4)로 표시되는 화합물, 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄(4F-TCNQ) 또는 산화몰리브덴도 이용할 수 있다.
Figure pct00026
R18 내지 R23은 각각 동일하거나 상이할 수도 있으며, 할로겐, 술포닐기, 카르보닐기, 니트로기, 시아노기, 트리플루오로메틸기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
그 중에서도 화합물 (5)(1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌헥사카르보니트릴)가 정공 수송층 또는 정공 주입층에 포함되면, 보다 저전압 구동이 되므로 바람직하다.
Figure pct00027
본 발명에 있어서, 발광층은 단일층, 복수층 중 어느 것이어도 되며, 각각 발광 재료(호스트 재료, 도펀트 재료)에 의해 형성되고, 이것은 호스트 재료와 도펀트 재료의 혼합물일 수도 있고, 호스트 재료 단독일 수도 있다. 즉, 본 발명의 발광 소자에서는, 각 발광층에 있어서 호스트 재료 또는 도펀트 재료만이 발광할 수도 있고, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광할 수도 있다. 전기 에너지를 효율적으로 이용하여 고색순도의 발광을 얻는다고 하는 관점에서는, 발광층은 호스트 재료와 도펀트 재료의 혼합으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 호스트 재료와 도펀트 재료는 각각 1종일 수도 있고, 복수의 조합일 수도 있다. 도펀트 재료는 호스트 재료의 전체에 포함될 수도 있고, 부분적으로 포함될 수도 있다. 도펀트 재료는 적층될 수도 있고, 분산되어 있을 수도 있다. 도펀트 재료는 발광색의 제어가 가능하다. 도펀트 재료의 양은, 지나치게 많으면 농도 소광 현상이 일어나기 때문에, 호스트 재료에 대하여 20중량％ 이하로 이용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10중량％ 이하이다. 도핑 방법은 호스트 재료와의 공증착법에 의해 형성할 수 있지만, 호스트 재료와 미리 혼합하고 나서 동시에 증착할 수도 있다.
화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물은 전자 수용성 질소를 갖는 방향족 복소환기를 갖기 때문에 전자 수송 재료로서 이용할 수도 있지만, 높은 발광 성능을 갖기 때문에 발광 재료로서 바람직하게 이용된다. 또한, 본 발명의 발광 소자 재료는 청녹색 내지 적색 영역(500 내지 680nm 영역)에서 강한 발광을 나타내기 때문에, 청녹색 내지 적색 발광 재료로서 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 호스트-도펀트계의 발광 재료로서 이용하는 경우에는, 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물은 도펀트 재료로서 이용할 수도 있지만, 박막 안정성이 우수하기 때문에 호스트 재료로서 바람직하게 이용된다. 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물을 호스트 재료로서 이용하면, 조합하여 이용되는 도펀트의 종류에 따라 고발광 효율이며 고색순도의 녹색 발광이나 적색 발광을 얻을 수 있다.
발광 재료는 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물 외에, 이전부터 발광체로서 알려져 있었던 안트라센이나 피렌 등의 축합환 유도체, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄을 비롯한 금속 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 비스스티릴안트라센 유도체나 디스티릴벤젠 유도체 등의 비스스티릴 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 인덴 유도체, 쿠마린 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피롤로피리딘 유도체, 페리논 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸로피리딘 유도체, 디벤조푸란 유도체, 카르바졸 유도체, 인돌로카르바졸 유도체, 중합체계에서는 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 그리고 폴리티오펜 유도체 등을 사용할 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.
발광 재료에 함유되는 호스트 재료는, 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물 1종에 한정할 필요는 없으며, 본 발명의 복수의 카르바졸 골격을 갖는 화합물을 혼합하여 이용하거나, 그 밖의 호스트 재료의 1종 이상을 본 발명의 카르바졸 골격을 갖는 화합물과 혼합하여 이용할 수도 있다. 혼합할 수 있는 호스트 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 크리센, 나프타센, 트리페닐렌, 페릴렌, 플루오란텐, 플루오렌, 인덴 등의 축합 아릴환을 갖는 화합물이나 그의 유도체, N,N'-디나프틸-N,N'-디페닐-4,4'-디페닐-1,1'-디아민 등의 방향족 아민 유도체, 트리스(8-퀴놀리네이토)알루미늄(III)을 비롯한 금속 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 디스티릴벤젠 유도체 등의 비스스티릴 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 인덴 유도체, 쿠마린 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피롤로피리딘 유도체, 페리논 유도체, 시클로펜타디엔 유도체, 피롤로피롤 유도체, 티아디아졸로피리딘 유도체, 디벤조푸란 유도체, 카르바졸 유도체, 인돌로카르바졸 유도체, 트리아진 유도체, 중합체계에서는 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 폴리티오펜 유도체 등을 사용할 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 발광층이 인광 발광을 행할 때에 이용되는 호스트로서는, 금속 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 디벤조푸란 유도체, 카르바졸 유도체, 인돌로카르바졸 유도체, 트리아진 유도체 등이 바람직하게 이용된다.
도펀트 재료로서 이용되는 3중항 발광 재료로서는 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 오스뮴(Os) 및 레늄(Re)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 착체 화합물인 것이 바람직하다. 배위자는 페닐피리딘 골격 또는 페닐퀴놀린 골격 등의 질소 함유 방향족 복소환을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 이들에 한정되는 것은 아니며, 요구되는 발광색, 소자 성능, 호스트 화합물과의 관계로부터 적절한 착체가 선택된다. 구체적으로는, 트리스(2-페닐피리딜)이리듐 착체, 트리스{2-(2-티오페닐)피리딜}이리듐 착체, 트리스{2-(2-벤조티오페닐)피리딜}이리듐 착체, 트리스(2-페닐벤조티아졸)이리듐 착체, 트리스(2-페닐벤조옥사졸)이리듐 착체, 트리스벤조퀴놀린이리듐 착체, 비스(2-페닐피리딜)(아세틸아세토네이토)이리듐 착체, 비스{2-(2-티오페닐)피리딜}이리듐 착체, 비스{2-(2-벤조티오페닐)피리딜}(아세틸아세토네이토)이리듐 착체, 비스(2-페닐벤조티아졸)(아세틸아세토네이토)이리듐 착체, 비스(2-페닐벤조옥사졸)(아세틸아세토네이토)이리듐 착체, 비스벤조퀴놀린(아세틸아세토네이토)이리듐 착체, 비스{2-(2,4-디플루오로페닐)피리딜}(아세틸아세토네이토)이리듐 착체, 테트라에틸 포르피린 백금 착체, {트리스(세노일트리플루오로아세톤)모노(1,10-페난트롤린)}유로퓸 착체, {트리스(세노일트리플루오로아세톤)모노(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)}유로퓸 착체, {트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디온)모노(1,10-페난트롤린)}유로퓸 착체, 트리스아세틸아세톤테르븀 착체 등을 들 수 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2009-130141호에 기재되어 있는 인광 도펀트도 바람직하게 이용된다. 이들에 한정되는 것은 아니지만, 고효율 발광이 얻어지기 쉽기 때문에 이리듐 착체 또는 백금 착체가 바람직하게 이용된다.
호스트 재료로서 이용되는 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물 및 도펀트 재료로서 이용되는 상기 3중항 발광 재료는, 발광층 중에 각각 1종만이 포함될 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 이용할 수도 있다. 3중항 발광 재료를 2종 이상 이용할 때에는, 도펀트 재료의 총 중량이 호스트 재료에 대하여 20중량％ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 발광층에는 상기 호스트 재료 및 3중항 발광 재료 외에, 발광층 내의 캐리어 균형을 조정하기 위해서나 발광층의 층 구조를 안정화시키기 위한 제3 성분을 더 포함할 수도 있다. 단, 제3 성분으로서는, 상기 카르바졸 골격을 갖는 화합물로 이루어지는 호스트 재료 및 3중항 발광 재료로 이루어지는 도펀트 재료 사이에서 상호 작용을 일으키지 않는 재료를 선택한다.
3중항 발광계에서의 바람직한 호스트 및 도펀트로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 이하와 같은 예를 들 수 있다.
Figure pct00028
Figure pct00029
본 발명에 있어서, 전자 수송층이란, 음극으로부터 전자가 주입되고, 또한 전자를 수송하는 층이다. 전자 수송층에는 전자 주입 효율이 높고, 주입된 전자를 효율적으로 수송하는 것이 요구된다. 그를 위해 전자 수송층은 전자 친화력이 크고, 나아가 전자 이동도가 크며, 또한 안정성이 우수하고, 트랩이 되는 불순물이 제조시 및 사용시에 발생하기 어려운 물질인 것이 요구된다. 특히 막 두께를 두껍게 적층하는 경우에는, 저분자량의 화합물은 결정화하는 등으로 하여 막질이 열화하기 쉽기 때문에, 안정된 막질을 유지하는 분자량 400 이상의 화합물이 바람직하다. 그러나, 정공과 전자의 수송 균형을 고려한 경우에, 전자 수송층이 양극으로부터의 정공이 재결합하지 않고 음극측으로 흐르는 것을 효율적으로 저지할 수 있는 역할을 주로 하면, 전자 수송 능력이 그다지 높지 않은 재료로 구성되어 있어도 발광 효율을 향상시키는 효과는 전자 수송 능력이 높은 재료로 구성되어 있는 경우와 동등해진다. 따라서, 본 발명에서의 전자 수송층에는 정공의 이동을 효율적으로 저지할 수 있는 정공 저지층도 동일한 의미의 것으로서 포함된다.
전자 수송층에 이용되는 전자 수송 재료로서는, 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물 외에 나프탈렌, 안트라센 등의 축합 다환 방향족 유도체, 4,4'-비스(디페닐에테닐)비페닐로 대표되는 스티릴계 방향환 유도체, 안트라퀴논이나 디페노퀴논 등의 퀴논 유도체, 인옥시드 유도체, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III) 등의 퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀 착체, 히드록시아졸 착체, 아조메틴 착체, 트로폴론 금속 착체 및 플라보놀 금속 착체 등의 각종 금속 착체를 들 수 있지만, 구동 전압을 감소시키고, 고효율 발광이 얻어지기 때문에 탄소, 수소, 질소, 산소, 규소, 인 중에서 선택되는 원소로 구성되며, 전자 수용성 질소를 포함하는 헤테로아릴환 구조를 갖는 화합물(이하, 「특정 헤테로아릴 화합물」이라고 함)을 이용하는 것이 바람직하다.
전자 수용성 질소를 포함하는 헤테로아릴환은 높은 전자 친화성을 갖고, 전자 수송능이 우수하며, 전자 수송층에 이용함으로써 발광 소자의 구동 전압을 감소시킬 수 있다. 이들 헤테로아릴환 구조를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 벤즈이미다졸 유도체, 벤즈옥사졸 유도체, 벤즈티아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 피라진 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 비피리딘이나 터피리딘 등의 올리고피리딘 유도체, 퀴녹살린 유도체 및 나프티리딘 유도체 등을 바람직한 화합물로서 들 수 있다. 그 중에서도 트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠 등의 이미다졸 유도체, 1,3-비스[(4-tert-부틸페닐)1,3,4-옥사디아졸릴]페닐렌 등의 옥사디아졸 유도체, N-나프틸-2,5-디페닐-1,3,4-트리아졸 등의 트리아졸 유도체, 바소큐프로인이나 1,3-비스(1,10-페난트롤린-9-일)벤젠 등의 페난트롤린 유도체, 2,2'-비스(벤조[h]퀴놀린-2-일)-9,9'-스피로비플루오렌 등의 벤조퀴놀린 유도체, 2,5-비스(6'-(2',2"-비피리딜))-1,1-디메틸-3,4-디페닐실롤 등의 비피리딘 유도체, 1,3-비스(4'-(2,2':6'2''-터피리디닐))벤젠 등의 터피리딘 유도체, 비스(1-나프틸)-4-(1,8-나프티리딘-2-일)페닐포스핀옥시드 등의 나프티리딘 유도체가 전자 수송능의 관점에서 바람직하게 이용된다.
그 중에서도 피렌 골격을 갖는 특정 헤테로아릴 화합물, 안트라센 골격을 갖는 특정 헤테로아릴 화합물 및 페난트롤린 골격을 갖는 특정 헤테로아릴 화합물이 바람직하다.
바람직한 전자 수송 재료로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 이하와 같은 예를 들 수 있다. 또한, 하기의 구조는 일례이며, 이들의 유사 화합물, 예를 들면 1, 3위치가 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환된 피렌 유도체, 1, 3, 7위치가 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환된 피렌 유도체, 1, 6위치가 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환된 피렌 유도체, 1,10위치가 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환된 안트라센 유도체 등도 마찬가지로 바람직한 예로서 들 수 있다.
Figure pct00030
상기 전자 수송 재료는 단독으로도 이용되지만, 상기 전자 수송 재료의 2종 이상을 혼합하여 이용하거나, 그 밖의 전자 수송 재료 중 1종 이상을 상기의 전자 수송 재료에 혼합하여 이용하여도 상관없다. 또한, 알칼리 금속이나 알칼리토류 금속 등의 금속과 혼합하여 이용하는 것도 가능하다. 전자 수송층의 이온화 포텐셜은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 5.8eV 이상 8.0eV 이하이고, 보다 바람직하게는 6.0eV 이상 7.5eV 이하이다.
발광 소자를 구성하는 상기 각 층의 형성 방법은 저항 가열 증착, 전자 빔 증착, 스퍼터링, 분자 적층법, 코팅법 등 특별히 한정되지 않지만, 통상은 소자 특성의 점에서 저항 가열 증착 또는 전자 빔 증착이 바람직하다.
유기층의 두께는 발광 물질의 저항치에도 따르기 때문에 한정할 수는 없지만, 1 내지 1000nm인 것이 바람직하다. 발광층, 전자 수송층, 정공 수송층의 막 두께는 각각 바람직하게는 1nm 이상 200nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 5nm 이상 100nm 이하이다.
본 발명의 발광 소자는 전기 에너지를 광으로 변환할 수 있는 기능을 갖는다. 여기서 전기 에너지로서는 주로 직류 전류가 사용되지만, 펄스 전류나 교류 전류를 이용하는 것도 가능하다. 전류치 및 전압치는 특별히 제한은 없지만, 소자의 소비 전력이나 수명을 고려하면, 될 수 있는 한 낮은 에너지로 최대의 휘도가 얻어지도록 선택되어야 한다.
본 발명의 발광 소자는, 예를 들면 매트릭스 및/또는 세그먼트 방식으로 표시하는 디스플레이로서 바람직하게 이용된다.
매트릭스 방식이란, 표시를 위한 화소가 격자상이나 모자이크상 등 이차원적으로 배치되어, 화소의 집합으로 문자나 화상을 표시한다. 화소의 형상이나 크기는 용도에 따라 결정된다. 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터, 모니터, 텔레비젼의 화상 및 문자 표시에는 통상 한변이 300㎛ 이하인 사각형의 화소가 이용되며, 또한 표시 패널과 같은 대형 디스플레이의 경우에는 한변이 mm 오더인 화소를 이용하게 된다. 모노크롬 표시의 경우에는 동일한 색의 화소를 배열하면 되지만, 컬러 표시의 경우에는 적색, 녹색, 청색의 화소를 배열하여 표시시킨다. 이 경우, 전형적으로는 델타 타입과 스트라이프 타입이 있다. 그리고, 이 매트릭스의 구동 방법은 선순차 구동 방법이나 액티브 매트릭스 중 어느 하나일 수 있다. 선순차 구동은 그 구조가 간단하지만, 동작 특성을 고려한 경우, 액티브 매트릭스 쪽이 우수한 경우가 있기 때문에, 이것도 용도에 따라 구별 이용하는 것이 필요하다.
본 발명에서의 세그먼트 방식이란, 미리 결정된 정보를 표시하도록 패턴을 형성하고, 이 패턴의 배치에 의해 결정된 영역을 발광시키는 방식이다. 예를 들면, 디지털 시계나 온도계에서의 시각이나 온도 표시, 오디오 기기나 전자 조리기 등의 동작 상태 표시 및 자동차의 패널 표시 등을 들 수 있다. 그리고, 상기 매트릭스 표시와 세그먼트 표시는 동일한 패널 중에 공존할 수도 있다.
본 발명의 발광 소자는, 각종 기기 등의 백 라이트로서도 바람직하게 이용된다. 백 라이트는 주로 자발광하지 않는 표시 장치의 시인성을 향상시킬 목적으로 사용되며, 액정 표시 장치, 시계, 오디오 장치, 자동차 패널, 표시판 및 표지 등에 사용된다. 특히, 액정 표시 장치, 그 중에서도 박형화가 검토되고 있는 퍼스널 컴퓨터 용도의 백 라이트에 본 발명의 발광 소자는 바람직하게 이용되며, 종래의 것보다 박형이고 경량의 백 라이트를 제공할 수 있다.
<실시예>
이하, 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 각 실시예에 있는 화합물의 번호는 상기에 기재한 화합물의 번호를 가리키는 것이다.
합성예 1
화합물 [59]의 합성
카르바졸 32.0g, 무수 염화철[III] 93.13g과 클로로포름 400㎖의 혼합 용액을 질소 기류하에 실온에서 22시간 교반하였다. 이 혼합 용액을 메탄올 1000㎖에 넣어 1시간 교반한 후, 여과하였다. 얻어진 분말에 테트라히드로푸란 600㎖를 첨가하여 30분간 환류한 후, 여과하여 불용성 물질을 제거하였다. 증발시킨 후, DMI 100㎖에 가열 용해시킨 후, 5℃에서 재결정시켜 9H,9'H-3,3'-비카르바졸 14.0g을 얻었다.
다음에 9H,9'H-3,3'-비카르바졸 14.0g, 요오도벤젠 8.59g, 니트로벤젠 400㎖, 구리분 5.72g과 탄산칼륨 12.44g의 혼합 용액을 질소 기류하에 180℃에서 4시간 가열 교반하였다. 실온으로 냉각한 후, 감압 증류로 니트로벤젠을 제거한 후, 실리카 겔 크로마토그래피에 의해 정제하고 진공 건조한 후, 9-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 5.59g을 얻었다.
다음에, 시아누르산 클로라이드 12.5g과 테트라히드로푸란 12.5g의 혼합 용액을 질소 기류하에 0℃로 식혀 교반하였다. 이 혼합 용액에 페닐마그네슘 브로마이드(THF 중 32％) 105.6g을 1시간반에 걸쳐 천천히 적하하였다. 그 때, 계 내 온도는 15℃ 이하를 유지하였다. 적하 후, 실온에서 1시간반 교반하고, 톨루엔 80㎖를 첨가하여 0℃로 식혔다. 이 혼합 용액에 12％ HCl를 15분에 걸쳐 천천히 적하하였다. 그 때, 계 내 온도는 30℃ 이하를 유지하였다. 그 후, 물을 주입하고, 톨루엔으로 추출하였다. 유기층을 물로 2회 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 증발시켰다. 얻어진 농축물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 8.15g을 얻었다.
다음에, 55％ 수소화나트륨 0.40g과 탈수 DMF 30㎖의 혼합 용액을 질소 기류하에 실온에서 교반하였다. 이 혼합 용액에 9-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 5.59g을 탈수 DMF 100㎖에 용해시킨 용액을 천천히 적하하고 1시간 교반하였다. 그 후, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 3.52g을 탈수 DMF 130㎖에 용해시켜 천천히 적하하고, 3시간반 더 교반한 후, 물 300㎖를 주입하여 1시간 교반한 후, 여과하였다. 얻어진 고체를 메탄올 150㎖로 가열 세정한 후, 여과하였다. 얻어진 고체를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제한 후, 테트라히드라푸란과 메탄올의 혼합 용매로 2회 재결정을 행하여 진공 건조한 후, 백색 분말 4.28g을 얻었다.
얻어진 분말의 1H-NMR 분석 결과는 다음과 같으며, 상기에서 얻어진 백색 결정이 화합물 [59]인 것이 확인되었다.
Figure pct00031
또한, 이 화합물 [59]는 오일 확산 펌프를 이용하여 1×10-3Pa의 압력하에 약 320℃에서 승화 정제를 행하고 나서 발광 소자 재료로서 사용하였다. HPLC 순도(측정 파장 254nm에서의 면적％)는 승화 정제 전이 99.8％, 승화 정제 후가 99.9％이었다.
합성예 2
화합물 [44]의 합성
2,4,6-트리클로로피리미딘 10g, 페닐보론산 13.3g, 2M 탄산나트륨 수용액 163.5㎖, 1,2-디메톡시에탄 545㎖와 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)디클로라이드의 혼합 용액을 질소 기류하에 2시간 환류하였다. 실온으로 냉각한 후, 톨루엔으로 추출하였다. 유기층을 물로 2회 세정하여 황산마그네슘으로 건조한 후, 증발시켰다. 얻어진 농축물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘 6.46g을 얻었다.
다음에, 9-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 4.08g, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘 2.93g, 나트륨-t-부톡시드 1.35g, 탈수 o-크실렌 100㎖의 혼합 용액을 질소 기류하에 실온에서 교반하였다. 이 혼합 용액에 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) 0.27g, 트리-tert-부틸포스포늄테트라플루오로보레이트 0.16g을 첨가한 후, 140℃에서 1시간 가열 교반하였다. 이 혼합 용액을 그대로 여과한 후, 증발시켰다. 메탄올 200㎖를 첨가하여 2시간 환류한 후, 여과하였다. 얻어진 고체를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 담황색 분말 5.7g을 얻었다.
얻어진 분말의 1H-NMR 분석 결과는 다음과 같으며, 상기에서 얻어진 담황색 결정이 화합물 [44]인 것이 확인되었다.
Figure pct00032
또한, 이 화합물 [44]는 오일 확산 펌프를 이용하여 1×10-3Pa의 압력하에 약 330℃에서 승화 정제를 행하고 나서 발광 소자 재료로서 사용하였다. HPLC 순도(측정 파장 254nm에서의 면적％)는 승화 정제 전이 99.8％, 승화 정제 후가 99.9％이었다.
합성예 3
화합물 [18]의 합성
2,4,6-트리클로로피리딘 4.0g, 페닐보론산 5.3g, 1M 탄산나트륨 수용액 87㎖, 1,2-디메톡시에탄 108㎖와 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)디클로라이드 290mg의 혼합 용액을 질소 기류하에 3시간 환류하였다. 실온에서 냉각한 후, 톨루엔으로 추출하였다. 유기층을 물로 2회 세정하여 황산마그네슘으로 건조한 후, 증발시켰다. 얻어진 농축물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 4-클로로-2,6-디페닐피리딘 2.7g을 얻었다.
다음에, 9-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 3.0g, 4-클로로-2,6-디페닐피리딘 2.15g, 나트륨-t-부톡시드 0.99g, 탈수 o-크실렌 73㎖의 혼합 용액을 질소 기류하에 실온에서 교반하였다. 이 혼합 용액에 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) 0.13g, 트리-tert-부틸포스포늄테트라플루오로보레이트 58mg을 첨가한 후, 140℃에서 6시간 가열 교반하였다. 이 혼합 용액을 그대로 여과한 후, 증발시켰다. 메탄올 100㎖를 첨가하여 2시간 환류한 후, 실온으로 냉각하여 여과하였다. 얻어진 고체를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 담황색 분말 2.9g을 얻었다.
얻어진 분말의 1H-NMR 분석 결과는 다음과 같으며, 상기에서 얻어진 담황색 분말이 화합물 [18]인 것이 확인되었다.
Figure pct00033
또한, 이 화합물 [18]은 오일 확산 펌프를 이용하여 1×10-3Pa의 압력하에 약 320℃에서 승화 정제를 행하고 나서 발광 소자 재료로서 사용하였다. HPLC 순도(측정 파장 254nm에서의 면적％)는 승화 정제 전이 99.8％, 승화 정제 후가 99.9％이었다.
합성예 4
화합물 [38]의 합성
9-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 3.03g, 1-브로모-3,5-디클로로벤젠 1.84g, 나트륨-t-부톡시드 1.0g, 탈수 o-크실렌 70㎖의 혼합 용액을 질소 기류하에 실온에서 교반하였다. 이 혼합 용액에 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) 85mg, 트리-tert-부틸포스포늄테트라플루오로보레이트 86mg을 첨가한 후, 140℃에서 4시간 가열 교반하였다. 이 혼합 용액을 그대로 여과한 후, 증발시켰다. 얻어진 고체를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 9-(3,5-디클로로페닐)-9'-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 3.29g을 얻었다.
다음에, 9-(3,5-디클로로페닐)-9'-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 3.29g, 3-피리딘보론산 1.5g, 1.27M 인산삼칼륨 수용액 21㎖, 1,4-디옥산 30㎖, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) 136mg과 트리시클로헥실포스핀 79mg의 혼합 용액을 질소 기류하에 12시간 환류하였다. 실온으로 냉각한 후, 톨루엔으로 추출하였다. 유기층을 물로 2회 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 증발시켰다. 얻어진 농축물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 담황색 분말 2.4g을 얻었다.
얻어진 분말의 1H-NMR 분석 결과는 다음과 같으며, 상기에서 얻어진 담황색 분말이 화합물 [38]인 것이 확인되었다.
Figure pct00034
또한, 이 화합물 [38]은 오일 확산 펌프를 이용하여 1×10-3Pa의 압력하에 약 320℃에서 승화 정제를 행하고 나서 발광 소자 재료로서 사용하였다. HPLC 순도(측정 파장 254nm에서의 면적％)는 승화 정제 전이 99.8％, 승화 정제 후가 99.9％이었다.
합성예 5
화합물 [224]의 합성
3,6-디브로모카르바졸 5.0g, 페닐카르바졸-3-보론산 2.96g, 아세트산팔라듐 267mg, 트리스(2-메틸페닐)포스핀 234mg, 1M 탄산칼륨 수용액 30㎖, 디메톡시에탄 80㎖의 혼합 용액을 질소 기류하에 2시간 환류하였다. 실온으로 냉각한 후, 톨루엔 100㎖로 추출하였다. 유기층을 물 50㎖로 2회 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 증발시켰다. 얻어진 농축물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 6-브로모-9'-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 3.48g을 얻었다.
다음에, 6-브로모-9'-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 3.48g, 3-피리딘보론산 1.32g, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)디클로라이드 100mg, 1M 탄산나트륨 수용액 14㎖, 1,4-디옥산 35㎖의 혼합 용액을 질소 기류하에 2시간 환류하였다. 실온으로 냉각한 후, 톨루엔 50㎖로 추출하였다. 유기층을 물 20㎖로 3회 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 증발시켰다. 얻어진 농축물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 진공 건조한 후, 9'-페닐-6-(피리딘-3-일)-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 2.1g을 얻었다.
다음에, 55％ 수소화나트륨 231mg과 탈수 DMF 10㎖의 혼합 용액을 질소 기류하에 실온에서 교반하였다. 이 혼합 용액에 9'-페닐-6-(피리딘-3-일)-9H,9'H-3,3'-비카르바졸 2.1g을 탈수 DMF 15㎖에 용해시킨 용액을 천천히 적하하여 3시간 교반하였다. 그 후, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 1.20g을 탈수 DMF 25㎖에 용해시켜 천천히 적하하고, 2시간반 더 교반한 후, 물 50㎖를 주입하여 1시간 교반한 후, 여과하였다. 얻어진 고체를 메탄올 50㎖로 1시간 환류한 후, 실온으로 냉각한 후, 여과하였다. 얻어진 고체를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제한 후, DMF로 재결정을 행하여 진공 건조한 후, 백색 분말 2.11g을 얻었다.
얻어진 분말의 1H-NMR 분석 결과는 다음과 같으며, 상기에서 얻어진 백색 결정이 화합물 [224]인 것이 확인되었다.
Figure pct00035
또한, 이 화합물 [224]는 오일 확산 펌프를 이용하여 1×10-3Pa의 압력하에 약 360℃에서 승화 정제를 행하고 나서 발광 소자 재료로서 사용하였다. HPLC 순도(측정 파장 254nm에서의 면적％)는 승화 정제 전이 99.7％, 승화 정제 후가 99.8％이었다.
실시예 1
ITO 투명 도전막을 125nm 퇴적시킨 유리 기판(지오마테크(주) 제조, 11Ω/□, 스퍼터 제품)을 38×46mm로 절단하여 에칭을 행하였다. 얻어진 기판을 "세미코 클린 56"(상품명, 후루우찌 가가꾸(주) 제조)으로 15분간 초음파 세정하고 나서 초순수로 세정하였다. 이 기판을 소자를 제작하기 직전에 1시간 UV-오존 처리하고, 진공 증착 장치 내에 설치하여 장치 내의 진공도가 5×10-4Pa 이하가 될 때까지 배기하였다. 저항 가열법에 의해, 우선 정공 주입 재료로서 구리 프탈로시아닌을 10nm, 4,4'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)비페닐을 50nm 증착하였다.
다음에, 발광 재료로서, 호스트 재료로서 화합물 [59]를, 또한 도펀트 재료로서 D-1을 도핑 농도가 10중량％가 되도록 40nm의 두께로 증착하였다. 다음에, 전자 수송 재료로서 하기에 나타내는 E-1을 20nm의 두께로 적층하였다. 다음에, 불화리튬을 0.5nm 증착한 후, 알루미늄을 70nm 증착하여 음극으로 하고, 5×5mm 사각형의 소자를 제작하였다. 여기서 말하는 막 두께는 수정 발진식 막 두께 모니터 표시치이다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 20.0lm/W의 고효율 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 2000시간에서 휘도 반감하였다.
Figure pct00036
비교예 1
호스트 재료로서 하기 화학식에 나타내는 H-1을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 10.4lm/W의 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 400시간에서 휘도 반감하였다.
Figure pct00037
비교예 2
호스트 재료로서 하기 화학식에 나타내는 H-2를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 19.1lm/W의 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 300시간에서 휘도 반감하였다.
Figure pct00038
비교예 3
호스트 재료로서 하기 화학식에 나타내는 H-3을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 12.3lm/W의 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 700시간에서 휘도 반감하였다.
Figure pct00039
비교예 4
호스트 재료로서 하기 화학식에 나타내는 H-4를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 11.0lm/W의 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 700시간에서 휘도 반감하였다.
Figure pct00040
비교예 5
호스트 재료로서 하기 화학식에 나타내는 H-5를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 9.0lm/W의 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 700시간에서 휘도 반감하였다.
Figure pct00041
실시예 2
호스트 재료로서 화합물 [44]를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 21.0lm/W의 고효율 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 2200시간에서 휘도 반감하였다.
실시예 3
호스트 재료로서 화합물 [62]를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 19.2lm/W의 고효율 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 1500시간에서 휘도 반감하였다.
실시예 4
호스트 재료로서 화합물 [18]을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 19.0lm/W의 고효율 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 1300시간에서 휘도 반감하였다.
실시예 5
호스트 재료로서 화합물 [38]을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 19.0lm/W의 고효율 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 1300시간에서 휘도 반감하였다.
실시예 6
호스트 재료로서 화합물 [224]를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 이 발광 소자를 10mA/cm2로 직류 구동하였더니 발광 효율 23.0lm/W의 고효율 녹색 발광이 얻어졌다. 이 발광 소자를 10mA/cm2의 직류로 연속 구동하였더니 1800시간에서 휘도 반감하였다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5의 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00042
실시예 7 내지 13
호스트 재료, 도펀트 재료, 전자 수송 재료로서 표 2에 기재한 재료를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 결과는 표 2에 나타내었다. 또한, 표 2 중 E-2는 하기에 나타내는 화합물이다.
Figure pct00043
Figure pct00044
비교예 6
호스트 재료, 도펀트 재료, 전자 수송 재료로서 표 2에 기재한 재료를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 결과는 표 2에 나타내었다.
실시예 14 내지 18
호스트 재료, 도펀트 재료, 전자 수송 재료로서 표 3에 기재한 재료를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발광 소자를 제작하였다. 결과는 표 3에 나타내었다. 또한, 표 3 중 E-3, E-4, E-5, E-6, E-7은 하기에 나타내는 화합물이다.
Figure pct00045
Figure pct00046
실시예 19
ITO 투명 도전막을 125nm 퇴적시킨 유리 기판(아사히 글래스(주) 제조, 15Ω/□, 전자 빔 증착품)을 30×40mm로 절단하고, 포토리소그래피법에 의해 300㎛ 피치(나머지 폭 270㎛)×32개의 스트라이프상으로 패턴 가공하였다. ITO 스트라이프의 긴 변 방향 일측은 외부와의 전기적 접속을 용이하게 하기 위하여 1.27mm 피치(개구부 폭 800㎛)까지 펼쳐져 있다. 얻어진 기판을 아세톤, "세미코 클린 56"(상품명, 후루우찌 가가꾸(주) 제조)으로 각각 15분간 초음파 세정하고 나서 초순수로 세정하였다. 계속해서, 이소프로필알코올로 15분간 초음파 세정하고 나서 열 메탄올에 15분간 침지시켜 건조시켰다. 이 기판을 소자를 제작하기 직전에 1시간 UV-오존 처리하고, 진공 증착 장치 내에 설치하여 장치 내의 진공도가 5×10-4Pa 이하가 될 때까지 배기하였다. 저항 가열법에 의해, 우선 정공 수송 재료로서 4,4'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)비페닐을 150nm 증착하였다. 다음에, 호스트 재료로서 화합물 [59]를, 또한 도펀트 재료로서 (D-1)을 도핑 농도가 10％가 되도록 40nm의 두께로 증착하였다. 다음에, 전자 수송 재료로서 E-1을 20nm의 두께로 적층하였다. 여기서 말하는 막 두께는 수정 발진식 막 두께 모니터 표시치이다. 다음에, 두께 50㎛의 코발트판에 웨트 에칭에 의해 16개의 250㎛의 개구부(나머지 폭 50㎛, 300㎛ 피치에 상당)를 형성한 마스크를 진공 중에서 ITO 스트라이프에 직교하도록 마스크 교환하고, 마스크와 ITO 기판이 밀착하도록 이면으로부터 자석으로 고정하였다. 그리고, 불화리튬을 0.5nm 증착한 후, 알루미늄을 200nm 증착하여 32×16 도트 매트릭스 소자를 제작하였다. 본 소자를 매트릭스 구동시켰더니 크로스 토크없이 문자 표시가 가능하였다.
<산업상 이용가능성>
본 발명의 발광 소자 재료는 발광 소자 등에 이용 가능하며, 발광성 색소로서 유용한 발광 소자 재료를 제공할 수 있다. 본 발명에 따르면, 높은 발광 효율과 우수한 내구성을 양립한 발광 소자가 얻어진다. 본 발명의 발광 소자는 표시 소자, 평판 디스플레이, 백 라이트, 조명, 인테리어, 표지, 간판, 전자 사진기 및 광 신호 발생기 등의 분야에 이용 가능하다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 재료.
    Figure pct00047

    (식 중, R31 내지 R38은 각각 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 복소환기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로겐, 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 실릴기, -P(=O)R39R40 및 하기 화학식 (2)로 표시되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R39 및 R40은 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, R31 내지 R38은 인접하는 치환기끼리 환을 형성할 수도 있되, 단 R31 내지 R38 중 어느 하나는 하기 화학식 (2)로 표시되는 기이고, 화학식 (2)에서의 R41 내지 R49 중 어느 하나의 위치와 연결되고, L은 단결합, 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기로 이루어지는 군으로부터 선택되고, HAr은 전자 수용성 질소를 갖는 방향족 복소환기임)
    Figure pct00048

    (식 중, R41 내지 R48은 각각 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 복소환기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로겐, 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 실릴기 및 -P(=O)R50R51로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R50 및 R51은 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, R41 내지 R48은 인접하는 치환기끼리 환을 형성할 수도 있고, R49는 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되되, 단 R41 내지 R49 중 어느 하나는 화학식 (1)에서의 R31 내지 R38 중 어느 하나의 위치와 연결됨)
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 (1)로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물이 하기 화학식 (3)으로 표시되는 카르바졸 골격을 갖는 화합물인 발광 소자 재료.
    Figure pct00049

    (식 중, R1 내지 R14는 각각 수소, 알킬기, 시클로알킬기, 복소환기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 아릴에테르기, 아릴티오에테르기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로겐, 카르보닐기, 카르복실기, 옥시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 실릴기 및 -P(=O)R16R17로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R16 및 R17은 아릴기 또는 헤테로아릴기이고, R1 내지 R14는 인접하는 치환기끼리 환을 형성할 수도 있고, R15는 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되고, L은 단결합, 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기로 이루어지는 군으로부터 선택되고, HAr은 전자 수용성 질소를 갖는 방향족 복소환기임)
  3. 제1항에 있어서, L-HAr과 R49가 상이한 기인 것을 특징으로 하는 발광 소자 재료.
  4. 제2항에 있어서, L-HAr과 R15가 상이한 기인 것을 특징으로 하는 발광 소자 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 수용성 질소를 갖는 방향족 복소환기가 피리딜기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹사닐기, 피라지닐기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 페난트롤리닐기, 이미다조피리딜기, 트리아질기, 아크리딜기, 벤조이미다졸릴기, 벤조옥사졸릴기 및 벤조티아졸릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기인 것을 특징으로 하는 발광 소자 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 수용성 질소를 갖는 방향족 복소환기가 비치환이거나, 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있는 발광 소자 재료.
  7. 양극과 음극의 사이에 적어도 발광층을 포함하는 하나 이상의 층이 존재하며 전기 에너지에 의해 발광하는 소자로서, 발광층이 3중항 발광 재료를 포함하고, 상기 양극과 음극 사이의 어느 하나의 층에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 발광 소자 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 발광 소자 재료가 발광층에 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 양극과 음극의 사이에 전자 수송층이 더 존재하며, 상기 전자 수송층에 탄소, 수소, 질소, 산소, 규소, 인 중에서 선택되는 원소로 구성되고, 전자 수용성 질소를 포함하는 헤테로아릴환 구조를 갖는 화합물을 포함하는 발광 소자.
  10. 제7항에 있어서, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 발광 소자 재료가 전자 수송층에 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015060635A1 (ko) * 2013-10-25 2015-04-30 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20160029893A (ko) * 2014-09-05 2016-03-16 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
WO2016072593A1 (ko) * 2014-11-04 2016-05-12 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 이를 포함하는 유기 광전자 소자 및 표시장치
WO2016104954A3 (ko) * 2014-12-22 2016-10-06 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
US9905778B2 (en) 2014-09-18 2018-02-27 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting device
KR20180033309A (ko) * 2010-08-20 2018-04-02 유니버셜 디스플레이 코포레이션 Ｏｌｅｄ를 위한 바이카르바졸 화합물
WO2020101439A1 (ko) * 2018-11-16 2020-05-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
CN111868053A (zh) * 2018-11-16 2020-10-30 株式会社Lg化学 新的化合物和包含其的有机发光器件

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101478000B1 (ko) * 2010-12-21 2015-01-05 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
CN103313980B (zh) * 2011-02-07 2017-04-19 出光兴产株式会社 双咔唑衍生物及使用其的有机电致发光元件
KR101720444B1 (ko) 2011-02-07 2017-03-27 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 비스카바졸 유도체 및 그것을 이용한 유기 전기발광 소자
EP2690093A4 (en) * 2011-03-24 2014-08-13 Idemitsu Kosan Co BISCARBAZOLE DERIVATIVE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT THEREWITH
KR101650996B1 (ko) 2011-03-25 2016-08-24 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 일렉트로 루미네선스 소자
KR101354638B1 (ko) 2011-06-20 2014-01-22 제일모직주식회사 유기광전자소자용 재료, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
US9353085B2 (en) * 2011-08-26 2016-05-31 E-Ray Optoelectronics Technology Co., Ltd. Compound for organic electroluminescent device and organic electroluminescent devices using the same
KR20140106631A (ko) * 2011-12-02 2014-09-03 고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠 유기 발광 소자 그리고 그것에 사용하는 지연 형광 재료 및 화합물
JP2013116975A (ja) * 2011-12-02 2013-06-13 Kyushu Univ 遅延蛍光材料、有機発光素子および化合物
CN103959503B (zh) 2011-12-05 2016-08-24 出光兴产株式会社 有机电致发光元件用材料以及有机电致发光元件
JP6060095B2 (ja) * 2012-02-03 2017-01-11 出光興産株式会社 カルバゾール化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料および有機エレクトロルミネッセンス素子
CN104094434B (zh) 2012-02-15 2016-12-28 东丽株式会社 发光元件材料及发光元件
JP6504743B2 (ja) * 2012-03-05 2019-04-24 東レ株式会社 発光素子
JP2015135836A (ja) * 2012-03-29 2015-07-27 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
WO2013180241A1 (ja) 2012-06-01 2013-12-05 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
CN104364344A (zh) * 2012-06-14 2015-02-18 通用显示公司 用于oled发射区的双咔唑衍生物主体材料和红色发射体
KR102081595B1 (ko) * 2012-08-16 2020-02-26 엘지디스플레이 주식회사 인광 호스트 물질 및 이를 이용하는 유기전계발광소자
US20140131665A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-15 Universal Display Corporation Organic Electroluminescent Device With Delayed Fluorescence
JPWO2014122937A1 (ja) * 2013-02-08 2017-01-26 ソニー株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101649683B1 (ko) * 2013-09-06 2016-08-19 제일모직 주식회사 유기광전자소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
CN105980517B (zh) * 2013-11-12 2019-05-14 九州有机光材股份有限公司 发光材料与使用其的延迟荧光体及有机发光元件
KR20150108330A (ko) * 2014-03-17 2015-09-25 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 전자 버퍼 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
DE102015213426B4 (de) * 2014-07-25 2022-05-05 Semiconductor Energy Laboratory Co.,Ltd. Licht emittierendes Element, Licht emittierende Vorrichtung, elekronisches Gerät, Beleuchtungsvorrichtung und organische Verbindung
EP3015469B1 (en) 2014-10-30 2018-12-19 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 5-(benzimidazol-2-yl)benzimidazo[1,2-a]benzimidazoles for electronic applications
EP3053918B1 (en) 2015-02-06 2018-04-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 2-carbazole substituted benzimidazoles for electronic applications
KR102059021B1 (ko) * 2015-06-19 2019-12-24 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
CN107785492B (zh) * 2016-08-29 2020-01-10 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 有机发光显示器件及显示装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003133075A (ja) 2001-07-25 2003-05-09 Toray Ind Inc 発光素子
WO2008056746A1 (fr) 2006-11-09 2008-05-15 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Composé pour un dispositif électroluminescent organique et dispositif électroluminescent organique
JP2008135498A (ja) 2006-11-28 2008-06-12 Toray Ind Inc 発光素子
WO2009086028A2 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Universal Display Corporation Carbazole-containing materials in phosphorescent light emitting diodes
WO2010015306A1 (de) 2008-08-08 2010-02-11 Merck Patent Gmbh, Organische elektrolumineszenzvorrichtung
KR20100105501A (ko) * 2009-03-20 2010-09-29 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 헤테로 방향족 환을 갖는 카바졸 유도체 및 헤테로 방향족 환을 갖는 카바졸 유도체를 사용한 발광 소자, 발광 장치, 및 전자 기기
KR20110015836A (ko) * 2009-08-10 2011-02-17 다우어드밴스드디스플레이머티리얼 유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2011024451A1 (ja) 2009-08-28 2011-03-03 保土谷化学工業株式会社 カルバゾール環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20110122051A (ko) * 2010-05-03 2011-11-09 제일모직주식회사 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR20120057561A (ko) * 2010-04-20 2012-06-05 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 비스카르바졸 유도체, 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료 및 그것을 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2329544B1 (en) * 2008-09-04 2017-05-17 Universal Display Corporation White phosphorescent organic light emitting devices
JP5509634B2 (ja) * 2009-03-16 2014-06-04 コニカミノルタ株式会社 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
JP5629980B2 (ja) * 2009-05-22 2014-11-26 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP5697856B2 (ja) * 2009-06-24 2015-04-08 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、白色有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003133075A (ja) 2001-07-25 2003-05-09 Toray Ind Inc 発光素子
WO2008056746A1 (fr) 2006-11-09 2008-05-15 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Composé pour un dispositif électroluminescent organique et dispositif électroluminescent organique
JP2008135498A (ja) 2006-11-28 2008-06-12 Toray Ind Inc 発光素子
WO2009086028A2 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Universal Display Corporation Carbazole-containing materials in phosphorescent light emitting diodes
WO2010015306A1 (de) 2008-08-08 2010-02-11 Merck Patent Gmbh, Organische elektrolumineszenzvorrichtung
KR20100105501A (ko) * 2009-03-20 2010-09-29 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 헤테로 방향족 환을 갖는 카바졸 유도체 및 헤테로 방향족 환을 갖는 카바졸 유도체를 사용한 발광 소자, 발광 장치, 및 전자 기기
KR20110015836A (ko) * 2009-08-10 2011-02-17 다우어드밴스드디스플레이머티리얼 유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2011024451A1 (ja) 2009-08-28 2011-03-03 保土谷化学工業株式会社 カルバゾール環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20120057561A (ko) * 2010-04-20 2012-06-05 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 비스카르바졸 유도체, 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료 및 그것을 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자
KR20110122051A (ko) * 2010-05-03 2011-11-09 제일모직주식회사 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180033309A (ko) * 2010-08-20 2018-04-02 유니버셜 디스플레이 코포레이션 Ｏｌｅｄ를 위한 바이카르바졸 화합물
WO2015060635A1 (ko) * 2013-10-25 2015-04-30 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20160029893A (ko) * 2014-09-05 2016-03-16 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
US9905778B2 (en) 2014-09-18 2018-02-27 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting device
WO2016072593A1 (ko) * 2014-11-04 2016-05-12 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 이를 포함하는 유기 광전자 소자 및 표시장치
US10276804B2 (en) 2014-11-04 2019-04-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Compound for organic optoelectronic element, organic optoelectronic element comprising same, and display device
WO2016104954A3 (ko) * 2014-12-22 2016-10-06 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2020101439A1 (ko) * 2018-11-16 2020-05-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
CN111868053A (zh) * 2018-11-16 2020-10-30 株式会社Lg化学 新的化合物和包含其的有机发光器件
US11795161B2 (en) 2018-11-16 2023-10-24 Lg Chem, Ltd. Compound and organic light emitting device comprising same
CN111868053B (zh) * 2018-11-16 2023-11-28 株式会社Lg化学 新的化合物和包含其的有机发光器件

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