KR102234085B1 - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
저전압이면서 높은 발광 효율이고, 높은 구동 안정성을 가진 실용상 유용한 유기 EL 소자를 제공한다.
기판 상에 양극, 유기층 및 음극이 적층되어 이루어지는 유기 전계 발광 소자에서, 상기 유기층의 적어도 한 층에, (i) 하기 일반식(1)로 나타내는 카르바졸 화합물과, (ii) 1개 이상의 2가의 카르보란기와 이 카르보란기로 치환되는 방향족기를 가지는 카르보란 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
여기서, L1은 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 연결 방향족기이고, p는 1~3의 수, m은 2~4의 수이다.
기판 상에 양극, 유기층 및 음극이 적층되어 이루어지는 유기 전계 발광 소자에서, 상기 유기층의 적어도 한 층에, (i) 하기 일반식(1)로 나타내는 카르바졸 화합물과, (ii) 1개 이상의 2가의 카르보란기와 이 카르보란기로 치환되는 방향족기를 가지는 카르보란 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
여기서, L1은 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 연결 방향족기이고, p는 1~3의 수, m은 2~4의 수이다.
Description
본 발명은 유기 전계 발광 소자(이하, 유기 EL 소자라고 함)에 관한 것이며, 더 자세하게는 복수의 화합물을 포함하는 유기층을 가지는 유기 EL 소자에 관한 것이다.
유기 EL 소자에 전압을 인가함으로써, 양극으로부터 정공이, 음극으로부터는 전자가 각각 발광층에 주입된다. 그리고 발광층에서, 주입된 정공과 전자가 재결합하여 여기자(勵起子)가 생성된다. 이때, 전자 스핀의 통계칙에 의해, 일중항(一重項) 여기자 및 삼중항(三重項) 여기자가 1:3의 비율로 생성된다. 일중항 여기자에 의한 발광을 이용하는 형광발광형 유기 EL 소자는, 내부 양자 효율은 25%가 한계라고 전해지고 있다. 한편 삼중항 여기자에 의한 발광을 이용하는 인광발광형 유기 EL 소자는, 일중항 여기자로부터 항간 교차가 효율적으로 이루어진 경우에는 내부 양자 효율을 100%까지 높일 수 있는 것이 알려져있다.
또한, 최근에는 지연 형광을 이용한 고효율의 유기 EL 소자의 개발이 이루어지고 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는 지연 형광의 메커니즘의 하나인 TTF(Triplet-Triplet Fusion) 기구를 이용한 유기 EL 소자가 개시되고, 특허문헌 2에서는 TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence) 기구를 이용한 유기 EL 소자가 개시되어 있다. 이들은 모두 내부 양자 효율을 높일 수 있는 수법이지만, 상기 인광발광형 소자와 마찬가지로 수명 특성의 한층 더한 개선이 요구되고 있다.
특허문헌 3~8은 카르보란 화합물을 호스트 재료로 사용하는 것을 개시하고 있다.
특허문헌 8에는, 특정 카르보란 화합물을 지연 형광발광 재료로, 혹은 비스카르바졸 화합물류를 지연 형광발광 재료로 사용하고 카르보란 화합물을 호스트 재료로 발광층에 사용하는 것을 개시하는데, 카르보란 화합물과 특정 카르바졸 화합물을 혼합하여 발광층 이외의 유기층이나 발광층의 호스트 재료로 사용하는 것을 교시하는 것은 없다.
유기 EL 소자를 플랫 패널 디스플레이 등의 표시 소자에 응용하기 위해서는 소자의 발광 효율을 개선함과 동시에 구동 시의 안정성을 충분히 확보할 필요가 있다. 본 발명은 상기 현 상황을 감안하여, 저전압이면서 고효율이고 높은 구동 안정성을 가진 실용상 유용한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 기판 상에 양극, 유기층 및 음극이 적층되어 이루어지는 유기 전계 발광 소자에서, 상기 유기층의 적어도 한 층에, (i) 하기 일반식(1)로 나타내는 화합물과, (ii) 하기 일반식(2)로 나타내는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
[화학식 1]
일반식(1) 중 L1은 p가의 기이고, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환(이들 치환 혹은 미치환의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 방향족 복소환기의 방향족 환을 말한다.)이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다.
R은 각각 독립적으로 수소, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기, 탄소 수 1~12의 알킬기, 탄소 수 12~44의 디아릴아미노기, 시아노기, 니트로기, 또는 플루오로기이다. 한편, 알킬기는 직쇄상, 분기상, 환상(環狀)이어도 된다.
p는 치환 수이고 1~3의 정수를 나타낸다. m은 반복의 수이고 각각 독립적으로 2~4의 정수이다.
단, L1, R이 방향족 복소환기인 경우, 방향족 복소환기는 카르바졸릴기 또는 카르바졸환함유 기인 것은 아니다.
[화학식 2]
일반식(2) 중 환 A는 식(a1) 또는 식(b1)로 나타내는 C2B10H10의 2가의 카르보란기를 나타내고, 분자 내에 환 A가 복수 존재하는 경우는 동일하여도 되고 달라도 된다. q는 치환 수이고 1~4의 정수이며, n은 반복의 수이고 0~2의 정수이다.
L2는, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 1가의 연결 방향족기를 나타낸다.
L3은, 단결합 또는 q+1가의 기이고, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기를 나타낸다. 단, q=1이면서 n=1인 경우는 단결합, 방향족 복소환기, 또는 적어도 하나의 방향족 복소환기를 포함하는 연결 방향족기이다.
L4는 독립적으로 단결합, 또는 2가의 기이고, 2가의 기는 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 치환 혹은 미치환의 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기를 나타낸다.
일반식(1)에서, p는 1~2의 정수이고, m은 각각 독립적으로 2~3의 정수이며, 카르바졸릴기 사이의 모든 결합 구조가 식(d1)로 나타내는 결합 구조이거나 식(c1)과 식(d1)로 나타내는 결합 구조인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 후자의 결합 구조이다.
[화학식 3]
일반식(1)에서, L1이 식(3)~(6) 중 어느 하나로부터 p개의 수소를 제거하여 생기는 p가의 기인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 식(3), (4), (5)로부터 p개의 수소를 제거하여 생기는 p가의 기이다.
[화학식 4]
식(3)~(6) 중 X는 각각 독립적으로 CH 또는 질소를 나타내고, R'는, 각각 독립적으로 수소, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 탄소 수 1~12의 알킬기, 탄소 수 12~44의 디아릴아미노기, 시아노기, 니트로기, 또는 플루오로기이다. 식(4) 및 (6) 중 Y는 산소 또는 황을 나타내고, 식(5) 중 r은 0~2의 정수이다.
일반식(1)에서 m의 총합이 2~6의 정수일 수 있다.
일반식(2)에서, 환 A가, 식(a1)로 나타내는 C2B10H8의 2가의 카르보란기인 것, 환 A에 직접 결합하는 L2와 L3의 방향족 환이 동일한 것, 또는 L2 및 L3이 치환 혹은 미치환의 디벤조푸라닐기, 또는 치환 혹은 미치환의 디벤조티오페닐기인 것이 바람직하다.
또한, 일반식(1)로 나타내는 화합물과 일반식(2)로 나타내는 화합물을 포함하는 유기층이, 발광성 도펀트를 함유하는 발광층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 층인 것이 바람직하고, 상기 2종 또는 2종 이상의 화합물을 포함하는 유기층이 발광성 도펀트를 함유하는 발광층이고, 상기 2종의 화합물을 호스트 재료로서 함유하는 것이 보다 바람직하다.
더욱이, 발광성 도펀트가 지연 형광발광성 도펀트인 것, 또는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 유기 금속 착체일 수 있다.
소자특성 향상을 위해서는 주변층으로의 여기자 및 전하의 누설을 억제하는 것이 중요하다. 이 전하/여기자의 누설 억제에는 발광층 중에서의 발광 영역의 치우침의 개선이 유효하고, 그를 위해서는 유기층을 구성하는 재료의 양 전하(전자/정공) 주입수송량을 바람직한 범위로 제어하는 것이 필요하다.
여기서, 일반식(1)로 나타내는 카르바졸 화합물은 골격의 안정성이 높고, 이성체나 치환기에 의해 전자/정공 주입수송성을 어느 정도 제어할 수 있지만, 단독으로는, 상술한 바와 같이 양 전하 주입량을 바람직한 범위로 제어하는 것은 어렵다. 한편, 일반식(2)로 나타내는 카르보란 화합물은, 전자 주입수송성에 영향을 주는 최저 공궤도(LUMO)가 분자 전체에 널리 분포되어 있기 때문에 소자의 전자 주입수송성을 높은 수준에서 제어할 수 있고, 또한 카르바졸 화합물과 마찬가지로 골격 안정성이 높기 때문에, 양자를 혼합하여 사용함으로써 유기층에 대한 전하 주입량을 정밀하게 조절할 수 있다. 특히, 발광층 및 전하저지층에 사용한 경우는 양 전하 주입량의 밸런스를 조정할 수 있고, 지연 형광발광 EL 소자나 인광발광 EL 소자의 경우에는, 발광층에서 생성되는 여기 에너지를 가두는데에 충분히 높은 여기 에너지(일중항 및 삼중항)를 양 화합물의 각각이 가지고 있기 때문에, 발광층 내로부터의 에너지 유출이 없어, 저전압으로 고효율이면서 장수명을 달성할 수 있다.
도 1은 유기 EL 소자의 일례를 나타낸 모식 단면도이다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 기판 상에 양극, 유기층 및 음극이 적층되어 이루어지는 유기 전계 발광 소자에서, 이 유기층의 적어도 한 층에, (i) 일반식(1)로 나타내는 화합물과, (ii) 일반식(2)로 나타내는 화합물을 포함한다. 한편, 일반식(1) 및 일반식(2)의 화합물은 각각 2종 이상이어도 된다. 일반식(1)로 나타내는 화합물의 비율이, 일반식(1)로 나타내는 화합물과 일반식(2)로 나타내는 화합물의 합계에 대하여 30wt% 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 35~95wt%이며, 더 바람직하게는 40~90wt%이다.
일반식(1)에서 L1은 p가의 방향족기이다. 여기서, 방향족기는 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 연결 방향족기를 의미하고, 방향족 환은 방향족 탄화수소환, 방향족 복소환, 또는 양자를 의미한다.
상기 p가의 방향족 탄화수소기는 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기이고, 방향족 복소환기는 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기이다. 연결 방향족기는 상기 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기의 방향족 환이 2~6개 직접 결합으로 연결되어 구성되는 기이며, 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다. 바람직하게는 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~18의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~17의 카르바졸릴기 이외의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~4개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다.
일반식(1)에서, R은 각각 독립적으로 수소, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기, 탄소 수 1~12의 알킬기, 탄소 수 12~44의 디아릴아미노기, 시아노기, 니트로기, 또는 플루오로기이다. 바람직하게는 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~18의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~17의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~4개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다. 한편, 알킬기는 직쇄상, 분기상, 환상이어도 된다.
여기서, L1, R이 방향족 복소환기인 경우는, 이 방향족 복소환기에는 카르바졸릴기를 포함하지 않는다. 그리고 이 카르바졸릴기는 전형적인 카르바졸릴기뿐만 아니라, 2가 이상의 카르바졸릴기를 포함하는 것 외에 치환기를 가져도 되는 카르바졸환 함유기를 포함한다고 풀이된다.
일반식(1), (c1) 및 (d1)에서, L1 및 R이, 미치환의 방향족 탄화수소기, 미치환의 카르바졸릴기 이외의 방향족 복소환기, 또는 미치환의 연결 방향족기인 경우의 구체예로는, 벤젠, 펜탈렌, 인덴, 나프탈렌, 아줄렌, 헵탈렌, 옥탈렌, 인다센, 아세나프틸렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 트린덴, 플루오란텐, 아세페난트릴렌, 아세안트릴렌, 트리페닐렌, 피렌, 크리센, 테트라펜, 테트라센, 플레이아덴, 피센, 페릴렌, 펜타펜, 펜타센, 테트라페닐렌, 콜란트릴렌, 헬리센, 헥사펜, 루비센, 코로넨, 트리나프틸렌, 헵타펜, 피란트렌 등의 방향족 탄화수소 화합물, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 크산텐, 옥사트렌, 디벤조푸란, 페리크산텐옥산텐, 티오펜, 티옥산텐, 티안트렌, 페녹사틴, 티오나프텐, 이소티아나프텐, 티오프텐, 티오판트렌, 디벤조티오펜, 피롤, 피라졸, 텔루라졸, 셀레나졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 푸라잔, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 인돌리진, 인돌, 이소인돌, 인다졸, 푸린, 퀴놀리진, 이소퀴놀린, 이미다졸, 나프티리딘, 프탈라진, 퀴나졸린, 벤조디아제핀, 퀴녹살린, 신놀린, 퀴놀린, 프테리딘, 페난트리딘, 아크리딘, 페리미딘, 페난트롤린, 페나진, 카르볼린, 페노텔루라진, 페노셀레나진, 페노티아진, 페녹사진, 안티리딘, 벤조티아졸, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸, 벤조이소옥사졸, 벤조이소티아졸 등의 방향족 복소환 화합물, 또는 이들 방향족 화합물의 방향족 환이 복수 연결된 방향족 화합물로부터 수소를 제거하여 생기는 p가 또는 1가의 기를 들 수 있다.
한편, 방향족 환이 복수 연결된 연결 방향족기인 경우, 연결되는 수는 2~6이고, 바람직하게는 2~4이며, 연결되는 방향족 환은 동일하여도 되고 달라도 된다.
연결 방향족기의 구체예로는 예를 들면, 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐, 비피리딘, 비피리미딘, 비트리아진, 터피리딘, 비스트리아질벤젠, 비나프탈렌, 페닐피리딘, 디페닐피리딘, 트리페닐피리딘, 페닐피리미딘, 디페닐피리미딘, 트리페닐피리미딘, 페닐트리아진, 디페닐트리아진, 트리페닐트리아진, 페닐나프탈렌, 디페닐나프탈렌, 페닐디벤조푸란, 페닐디벤조티오펜, 디벤조푸라닐피리딘, 디벤조티오페닐피리딘 등의 방향족 화합물로부터 p개 또는 1개의 수소를 제거하여 생기는 기를 들 수 있다.
이들 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기, 또는 연결 방향족기가 치환기를 가지는 경우의 치환기는, 탄소 수 1~20의 알킬기, 탄소 수 7~38의 아르알킬기, 탄소 수 2~20의 알케닐기, 탄소 수 2~20의 알키닐기, 탄소 수 2~40의 디알킬아미노기, 탄소 수 12~44의 디아릴아미노기, 탄소 수 14~76의 디아르알킬아미노기, 탄소 수 2~20의 아실기, 탄소 수 2~20의 아실옥시기, 탄소 수 1~20의 알콕시기, 탄소 수 2~20의 알콕시카르보닐기, 탄소 수 2~20의 알콕시카르보닐옥시기, 탄소 수 1~20의 알킬설포닐기, 시아노기, 니트로기, 플루오로기, 또는 토실기이며, 바람직하게는 탄소 수 1~12의 알킬기, 탄소 수 7~20의 아르알킬기, 탄소 수 12~30의 디아릴아미노기, 탄소 수 1~10의 알콕시기, 시아노기, 플루오로기, 또는 토실기이다. 한편, 알킬기는 직쇄상, 분기상, 환상이어도 된다.
상기 치환기의 구체예로는, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 시클로펜틸, 헥실, 시클로헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 이코실 등의 알킬기, 페닐메틸, 페닐에틸, 페닐이코실, 나프틸메틸, 안트라닐메틸, 페난트레닐메틸, 피레닐메틸 등의 아르알킬기, 비닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 데세닐, 이코세닐 등의 알케닐기, 에티닐, 프로파르길, 부티닐, 펜티닐, 데시닐, 이코시닐 등의 알키닐기, 디메틸아미노, 에틸메틸아미노, 디에틸아미노, 디프로필아미노, 디부틸아미노, 디펜티닐아미노, 디데실아미노, 디이코실아미노 등의 디알킬아미노기, 디페닐아미노, 나프틸페닐아미노, 디나프틸아미노, 디안트라닐아미노, 디페난트레닐아미노, 디피레닐아미노 등의 디아릴아미노기, 디페닐메틸아미노, 디페닐에틸아미노, 페닐메틸페닐에틸아미노, 디나프틸메틸아미노, 디안트라닐메틸아미노, 디페난트레닐메틸아미노 등의 디아르알킬아미노기, 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 발레릴, 벤조일 등의 아실기, 아세틸옥시, 프로피오닐옥시, 부티릴옥시, 발레릴옥시, 벤조일옥시 등의 아실옥시기, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시, 옥톡시, 노닐옥시, 데카닐옥시 등의 알콕시기, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐, 부톡시카르보닐, 펜톡시카르보닐 등의 알콕시카르보닐기, 메톡시카르보닐옥시, 에톡시카르보닐옥시, 프로폭시카르보닐옥시, 부톡시카르보닐옥시, 펜톡시카르보닐옥시 등의 알콕시카르보닐옥시기, 메틸설포닐, 에틸설포닐, 프로필설포닐, 부틸설포닐, 펜틸설포닐 등의 알킬설폭시기, 시아노기, 니트로기, 플루오로기, 토실기 등을 들 수 있다. 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실 등의 탄소 수 1~12의 알킬기, 페닐메틸, 페닐에틸, 나프틸메틸, 안트라닐메틸, 페난트레닐메틸, 피레닐메틸 등의 탄소 수 7~20의 아르알킬기, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시, 옥톡시, 노닐옥시, 데카닐옥시 등의 탄소 수 1~10의 알콕시기, 디페닐아미노, 나프틸페닐아미노, 디나프틸아미노, 디안트라닐아미노, 디페난트레닐아미노 등의 탄소 수 6~15의 방향족 탄화수소기를 2개 가지는 디아릴아미노기, 시아노기, 플루오로기, 토실기를 들 수 있다.
한편, 본 명세서에서 말하는 연결 방향족기는, 단환 또는 축합환 구조의 방향족 화합물의 방향족 환(방향족 탄화수소환, 방향족 복소환, 또는 양자를 말한다.)이 복수 연결된 기이다. 방향족 환이 연결된다는 것은 방향족기의 방향환이 직접 결합으로 결합하여 연결되는 것을 의미한다. 방향족 환이 치환의 방향족 환인 경우, 치환기가 방향족 환인 것은 아니다.
연결 방향족기는 직쇄상이어도 되고 분기상이어도 되며, 연결되는 방향족 환은 동일하여도 되고 달라도 되며, 방향족 탄화수소환과 방향족 복소환 중 한쪽 또는 양쪽을 가져도 되고, 치환기를 가져도 된다.
본 명세서에서, 탄소 수의 계산은 치환기의 탄소 수를 포함하지 않는다고 이해된다. 그러나 치환기의 탄소 수를 포함하는 총 탄소 수가 상기 탄소 수의 범위에 있는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 연결 방향족기의 탄소 수는 연결되는 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기가 가지는 탄소 수의 합계라고 이해된다.
연결 방향족기가 1가의 기인 경우, 예를 들면 하기에서 나타내는 바와 같은 연결 양식을 들 수 있다.
[화학식 5]
연결 방향족기가 2가의 기인 경우, 예를 들면 하기에서 나타내는 바와 같은 연결 양식을 들 수 있다. 3가 이상의 기인 경우는 상기로부터 이해된다.
[화학식 6]
식(7)~(12) 중 Ar11~Ar16, Ar21~Ar26은 치환 또는 미치환의 방향족 환(방향족기)을 나타내고, 방향족 환의 환 구성 원자가 직접 결합으로 결합된다. 또한, 결합수(結合手)는 방향족 환의 환 구성 원자로부터 나온다. 방향족 환(방향족기)은 방향족 탄화수소기, 또는 방향족 복소환기를 의미하고, 1가 이상의 기일 수 있다.
식(7)~(12)에서는, 결합수는 Ar11, Ar21, 또는 Ar23으로부터 나와 있는데, 그 이외의 방향족 환으로부터 나오는 것도 가능하다. 또한, 2가 이상의 기인 경우, 하나의 방향족 환으로부터 2 이상의 결합수가 나와도 된다.
일반식(1), (1c) 및 (1d)에서 R이 탄소 수 1~12의 알킬기, 탄소 수 12~44의 디아릴아미노기인 경우의 구체예로는, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, tert-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 시클로펜틸, 헥실, 시클로헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 시클로헥실 등의 알킬기, 디페닐아미노, 나프틸페닐아미노, 디나프틸아미노, 디안트라닐아미노, 디페난트레닐아미노 등의 디아릴아미노기를 들 수 있다.
일반식(1)에서 바람직한 L1의 형태로는 식(3)~(6), 바람직하게는 식(3), (4), (6)으로 나타내는 방향족 화합물로부터 생기는 p가의 기를 들 수 있다. 이들 p가의 기는, 식(3)~(6) 중에 나타나는 환을 형성하는 탄소로부터 p개의 수소를 제거하여 생기는 가의 기이며, p가 2 이상인 경우, 제거되는 수소는 동일한 환이어도 되고 달라도 된다.
식(3)~(6)에서 X는 각각 독립적으로 메틴 또는 질소를 나타낸다. 각각의 6원환을 구성하는 X 중 0~3개의 X가 질소인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 모두 메틴인 것이 좋다. 식(4) 및 (6) 중 Y는 산소 또는 황을 나타낸다. 식(5) 중 r은 0~2의 정수를 나타내는데, 바람직하게는 0 또는 1이다.
식(3)~(6)에서 R'는 각각 독립적으로 수소, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 탄소 수 1~12의 알킬기, 탄소 수 12~44의 디아릴아미노기, 시아노기, 니트로기, 플루오로기이며, 바람직하게는 수소, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~18의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~17의 방향족 복소환기이다.
R'는 방향족 복소환기에 카르바졸릴기를 포함하는 것, 연결 방향족기를 포함하지 않는 것 이외에는 일반식(1)의 R에서 설명한 것과 동일하다.
일반식(1)에서 p는 1~3의 정수를 나타낸다. 바람직하게는, p는 1 또는 2이고, 보다 바람직하게는 1이다.
일반식(1)에서 m은 각각 독립적으로 2~4의 정수를 나타낸다. 바람직하게는, m은 2~3이다.
m이 2 이상인 경우, 카르바졸릴기와 카르바졸릴기가 직접 결합하는 구조를 가지는데, 식 중에 적어도 하나의 식(d1)로 나타내는 결합 구조를 가지는 것이 바람직하고, 카르바졸릴기 사이의 모든 결합 구조가 식(d1)만으로, 또는 식(c1)과 식(d1)의 양자만으로 나타내는 결합 구조인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 식(c1)과 식(d1)의 양자만으로 나타내는 결합 구조이다. 여기서, 카르바졸릴기는 일반식(1) 중에 나타내는 3환의 축합환으로 이루어지는 기를 말한다. m의 총합(카르바졸릴기의 총수)은 2~12의 정수인데, 바람직하게는 2~9이고, 보다 바람직하게는 2~6이다.
일반식(1)로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 나타내는데, 이들에 한정되는 것이 아니다.
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
[화학식 10]
[화학식 11]
[화학식 12]
[화학식 13]
다음으로, 일반식(2)로 나타내는 화합물(카르보란 화합물)에 대해 설명한다. 환 A는 식(a1) 또는 식(b1)로 나타내는 C2B10H10의 2가의 카르보란기를 나타내고, 분자 내의 복수의 환 A는 동일하여도 되고 달라도 되는데, 바람직하게는 모든 환 A가 식(a1)로 나타내는 카르보란기이다.
또한, 2가의 카르보란기가 가지는 2개의 결합수는 C로부터 생겨도 되고 B로부터 생겨도 되는데, L2, L3과 결합하는 결합수는 C로부터 생기는 것이 바람직하다.
n은 반복의 수이며, 0~2의 정수를 나타내고, 바람직하게는 0 또는 1이며, 보다 바람직하게는 0이다.
q는 치환수이며, q는 1~4의 정수를 나타내고, 바람직하게는 1~2의 정수이며, 보다 바람직하게는 1이다.
L2는, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다. 바람직하게는 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~18의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~17의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~4개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다.
L3은, 단결합 또는 q+1가의 기이며, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다. 바람직하게는 단결합, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~18의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~17의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~4개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다. 단, q=1이면서 n=1인 경우는 단결합, 방향족 복소환기, 또는 적어도 하나의 방향족 복소환기를 포함하는 연결 방향족기이다.
L4는 독립적으로, 단결합 또는 2가의 기를 나타내고, 2가의 기는, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다. 바람직하게는 단결합, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~18의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~17의 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~4개 연결되어 구성되는 치환 혹은 미치환의 연결 방향족기이다.
일반식(2)에서, L2, L3, L4가 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기, 또는 이들 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 연결 방향족기인 경우는, 방향족 복소환기로부터 카르바졸릴기가 제외되지 않는 것 이외에는 상기 일반식(1)의 L1, R에서 설명한 것과 동일하다. 단, q=1이면서 n=1인 경우는, L3은 단결합, 방향족 복소환기, 또는 적어도 하나의 방향족 복소환기를 포함하는 연결 방향족기이다.
n=0인 경우는, L3과 L2가 동일한 것, 또는 L3과 L2의 환 A와 결합하는 방향족 환이 동일한 것이 바람직하다. 여기서, 환 A와 결합하는 방향족 환이 동일하다는 것은, L3이 Ar1-Ar2-로 나타나고, L2가 Ar3-Ar4-로 나타나는 경우, 환 A와 직접 결합하는 Ar2와 Ar4가 동일한 것을 의미한다. 여기서, Ar1~Ar4는 치환기를 가져도 되는 방향족 환이다. 또한, n=0인 경우, L2=L3-(H)q인 것이 바람직하다.
상기 일반식(2)로 나타내는 화합물의 바람직한 구체예를 이하에 나타내는데, 이들에 한정되는 것이 아니다.
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
본 발명의 유기 EL 소자는, 일반식(1)로 나타내는 화합물 및 일반식(2)로 나타내는 화합물의 각각 1종 또는 1종 이상의 화합물을 포함하는 혼합물을, 유기 EL 소자의 적어도 하나의 유기층에 함유한다. 이들 화합물을 포함하는 혼합물은 전하수송성이 뛰어나기 때문에 어느 유기층에 사용하여도 상관없지만, 발광층, 전자수송층, 및 정공저지층에 포함하는 것이 바람직하고, 특히 발광층에 포함하는 것이 바람직하다.
발광층에 사용하는 경우, 본 발명의 혼합물을 발광성 도펀트 재료로 사용하여도 되지만, 발광성 도펀트 재료로서 다른 인광발광 도펀트 재료, 형광발광 도펀트 재료 또는 열활성화 지연 형광발광 도펀트 재료를 사용하고, 본 발명의 혼합물을 호스트 재료로 사용하는 것이 바람직하다. 특히 인광발광 도펀트 재료로서, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 유기 금속 착체인 것이 바람직한 양태이다.
상기 혼합물은, 소자를 제작하기 전에 혼합하여 하나의 증착원을 사용하여 증착하여도 상관없고, 복수의 증착원을 사용한 공증착 등의 조작에 의해 소자를 제작하는 시점에서 혼합하여도 상관없다.
또한, 상기 혼합물은, 증착원을 사용한 드라이 프로세스를 이용하지 않고, 스핀 코팅이나 잉크젯 등의 잉크젯 프로세스를 이용하여 기판 등에 막을 제작하여 사용하여도 상관없다.
다음으로, 본 발명의 유기 EL 소자의 구조에 대해 도면을 참조하면서 설명하겠지만, 본 발명의 유기 EL 소자의 구조는 조금도 도시된 것에 한정되는 것이 아니다.
(1) 유기 EL 소자의 구성
도 1은 일반적인 유기 EL 소자의 구조예를 모식적으로 나타내는 단면도이고, 1은 기판, 2는 양극, 3은 정공주입층, 4는 정공수송층, 5는 발광층, 6은 전자수송층, 7은 전자주입층, 8은 음극을 각각 나타낸다. 본 발명의 유기 EL 소자에서는 양극, 발광층, 전자수송층 및 음극을 필수층으로 가지지만, 필요에 따라 다른 층을 마련하여도 된다. 다른 층이란, 예를 들면 정공 주입수송층이나 전자저지층 및 정공저지층을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다. 한편, 정공 주입수송층은 정공주입층과 정공수송층 중 어느 하나 또는 양자를 의미한다.
(2) 기판
기판(1)은 유기 전계 발광 소자의 지지체가 되는 것이고, 석영이나 유리판, 금속판이나 금속박, 플라스틱 필름이나 시트 등이 이용된다. 특히 유리판이나, 폴리에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리설폰 등의 평활하고 투명한 합성수지판이 바람직하다. 합성수지기판을 사용하는 경우에는 가스 배리어(barrier)성에 유의할 필요가 있다. 기판의 가스 배리어성이 지나치게 작으면, 기판을 통과한 외기에 의해 유기 전계 발광 소자가 열화(劣化)되는 경우가 있으므로 바람직하지 않다. 이 때문에, 합성수지기판의 적어도 편면(片面)에 치밀한 실리콘 산화막 등을 마련하여 가스 배리어성을 확보하는 방법도 바람직한 방법 중 하나이다.
(3) 양극
기판(1) 상에는 양극(2)이 마련되는데, 양극은 정공수송층에 대한 정공주입 역할을 하는 것이다. 이 양극은 통상 알루미늄, 금, 은, 니켈, 팔라듐, 백금 등의 금속, 인듐 및/또는 주석의 산화물, 인듐 및/또는 아연의 산화물 등의 금속산화물, 요오드화구리 등의 할로겐화 금속, 카본블랙, 혹은 폴리(3-메틸티오펜), 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 도전성 고분자 등에 의해 구성된다. 양극의 형성은 통상 스퍼터링법, 진공 증착법 등에 의해 실시되는 일이 많다. 또한, 은 등의 금속미립자, 요오드화구리 등의 미립자, 카본블랙, 도전성의 금속산화물 미립자, 도전성 고분자 미분말 등의 경우에는 적당한 바인더 수지 용액에 분산시키고, 기판 상에 도포함으로써 양극을 형성할 수도 있다. 더욱이, 도전성 고분자의 경우는 전해 중합에 의해 직접 기판 상에 박막을 형성하거나, 기판(1) 상에 도전성 고분자를 도포하여 양극을 형성할 수도 있다. 양극은 다른 물질로 적층하여 형성하는 것도 가능하다. 양극의 두께는 필요로 하는 투명성에 따라 다르다. 투명성을 필요로 하는 경우는 가시광의 투과율을 통상 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 이 경우, 두께는 통상 5~1000㎚, 바람직하게는 10~500㎚ 정도이다. 불투명하여도 되는 경우에는 양극은 기판과 동일하여도 된다. 또한, 상기의 양극 상에 다른 도전재료를 적층하는 것도 가능하다.
(4) 정공수송층
양극(2) 상에 정공수송층(4)이 마련된다. 양자 사이에는 정공주입층(3)을 마련할 수도 있다. 정공수송층의 재료에 요구되는 조건으로는 양극으로부터의 정공주입 효율이 높으면서, 주입된 정공을 효율적으로 수송할 수 있는 재료인 것이 필요하다. 그를 위해서는 이온화 포텐셜이 작고, 가시광의 광에 대하여 투명성이 높으며, 게다가 정공 이동도가 크고, 또한 안정성이 뛰어나며, 트랩(trap)이 되는 불순물이 제조 시나 사용 시에 발생하기 어려운 것이 요구된다. 또한, 발광층(5)에 접하기 때문에 발광층으로부터의 발광을 소광하거나, 발광층과의 사이에서 엑시플렉스(exciplex)를 형성하여 효율을 저하시키지 않는 것이 요구된다. 상기의 일반적인 요구 이외에 차재표시(차량 탑재 디스플레이)용의 응용을 생각한 경우, 소자에는 내열성이 더 요구된다. 따라서, Tg로서 85℃ 이상의 값을 가지는 재료가 바람직하다.
정공수송 재료로는 일반식(1) 및 일반식(2)의 혼합물을 사용하여도 되고, 종래 이 층에 사용되고 있는 공지의 화합물을 사용할 수 있다. 공지의 화합물로는 예를 들면, 2개 이상의 3급 아민을 포함하고 2개 이상의 축합 방향족 환이 질소 원자로 치환된 방향족 디아민, 4,4',4”-트리스(1-나프틸페닐아미노)트리페닐아민 등의 스타버스트(starburst) 구조를 가지는 방향족 아민 화합물, 트리페닐아민의 4량체로 이루어지는 방향족 아민 화합물, 2,2',7,7'-테트라키스-(디페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌 등의 스피로 화합물 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 사용하여도 되고, 필요에 따라 각각 혼합하여 사용하여도 된다.
또한, 상기의 화합물 이외에 정공수송층의 재료로서 폴리비닐카르바졸, 폴리비닐트리페닐아민, 테트라페닐벤지딘을 함유하는 폴리아릴렌에테르설폰 등의 고분자 재료를 들 수 있다.
정공수송층을 도포법으로 형성하는 경우는, 정공수송 재료를 1종 또는 2종 이상과, 필요에 따라 정공의 트랩이 되지 않는 바인더 수지나 도포성 개량제 등의 첨가제를 첨가하고, 용해하여 도포 용액을 조제하고, 스핀 코팅법 등의 방법에 의해 양극 상에 도포하고 건조시켜 정공수송층을 형성한다. 바인더 수지로는 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 바인더 수지는 첨가량이 많으면 정공 이동도를 저하시키므로 적은 쪽이 바람직하고, 통상 50중량% 이하가 바람직하다.
진공 증착법으로 형성하는 경우는, 정공수송 재료를 진공용기 내에 설치된 도가니에 넣고, 진공 용기 내를 적당한 진공 펌프로 10-4㎩ 정도까지 배기한 후, 도가니를 가열하여 정공수송 재료를 증발시키고, 도가니와 마주보고 놓인, 양극이 형성된 기판 상에 정공수송층을 형성시킨다. 정공수송층의 막 두께는 통상 1~300㎚, 바람직하게는 5~100㎚이다. 이와 같이 얇은 막을 균일하게 형성하기 위해서는 일반적으로 진공증착법이 흔히 이용된다.
(5) 정공주입층
정공주입의 효율을 더 향상시키면서 유기층 전체의 양극에 대한 부착력을 개선시킬 목적으로, 정공수송층(4)과 양극(2) 사이에 정공주입층(3)을 삽입하는 것도 실시되고 있다. 정공주입층을 삽입함으로써, 초기 소자의 구동 전압이 내려감과 동시에, 소자를 정전류로 연속 구동했을 때의 전압 상승도 억제되는 효과가 있다. 정공주입층에 사용되는 재료에 요구되는 조건으로는, 양극과의 접촉이 좋고 균일한 박막을 형성할 수 있고, 열적으로 안정, 즉, 유리 전이 온도가 높으며, 유리 전이 온도로서는 100℃ 이상이 요구된다. 더욱이, 이온화 포텐셜이 낮아 양극으로부터의 정공주입이 용이한 것, 정공 이동도가 큰 것을 들 수 있다.
이 목적을 위해, 일반식(1) 및 일반식(2)의 혼합물을 사용하여도 되고, 지금까지 공지된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 폴리아닐린, 폴리티오펜 등의 유기 화합물이나, 스퍼터·카본 막이나, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 몰리브덴 산화물 등의 금속산화물, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산2무수물(NTCDA)이나 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌(HAT) 등의 P형 유기물을 단독으로 사용하여도 되고, 필요에 따라 혼합하여 사용하여도 된다. 정공주입층의 경우도 정공수송층과 마찬가지로 하여 박막형성 가능하지만, 무기물의 경우에는 더욱이 스퍼터링법이나 전자빔 증착법, 플라스마 CVD법이 이용된다. 이상과 같이 하여 형성되는 정공주입층의 막 두께는 통상 1~300㎚, 바람직하게는 5~100㎚이다.
(6) 발광층
정공수송층(4) 상에 발광층(5)이 마련된다. 발광층은 단일 발광층으로 형성되어 있어도 되고, 복수의 발광층을 직접 접하도록 적층하여 구성되어 있어도 된다. 발광층은, 호스트 재료와 발광성 도펀트로서 구성되고, 발광성 도펀트로는 형광발광 재료, 지연 형광발광 재료 및 인광발광 재료의 경우가 있다. 일반식(1) 및 일반식(2)의 혼합물을 발광성 도펀트로 사용하여도 상관없지만, 호스트 재료로 사용하는 것이 바람직하다.
형광발광 유기 EL 소자의 경우, 호스트 재료에 첨가하는 형광성 발광 재료로는 페릴렌, 루브렌 등의 축합환 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 페녹사존 660, DCM1, 페리논, 쿠마린 유도체, 피로메텐(디아자인다센) 유도체, 시아닌 색소 등을 사용할 수 있다.
지연 형광발광 유기 EL 소자의 경우, 발광층에서의 지연 형광발광 재료로는 예를 들면, 카르보란 유도체, 주석 착체, 인돌로카르바졸 유도체, 구리 착체, 카르바졸 유도체 등을 들 수 있다. 구체적으로는 이하의 비특허문헌, 특허문헌에 기재되어 있는 화합물을 들 수 있는데, 이들 화합물에 한정되는 것은 아니다.
1) Adv. Mater. 2009, 21, 4802-4806, 2) Appl. Phys. Lett. 98, 083302(2011), 3) 일본 공개특허공보 특개2011-213643호, 4) J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14706-14709.
지연 발광 재료의 구체적인 예를 나타내는데, 하기의 화합물에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 18]
상기 지연 형광발광 재료를 지연 형광발광 도펀트로 사용하고, 호스트 재료를 포함하는 경우, 지연 형광발광 도펀트가 발광층 중에 함유되는 양은 0.01~50중량%, 바람직하게는 0.1~20중량%, 보다 바람직하게는 0.01~10중량%의 범위에 있는 것이 좋다.
인광발광 유기 EL 소자의 경우, 인광 발광성 도펀트로는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금 등에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 유기 금속착체를 함유하는 것이 좋다. 구체적으로는 이하의 특허공보에 기재되어 있는 화합물을 들 수 있는데, 이들 화합물에 한정되지 않는다. 호스트 재료로는 상기 일반식(1)로 나타내는 화합물 및 일반식(2)로 나타내는 화합물을 포함하는 혼합물이 뛰어나다.
국제공개공보 WO2009/073245, 국제공개공보 WO2009/046266, 국제공개공보 2007/095118, 국제공개공보 WO2008/156879, 국제공개공보 WO2008/140657, 미국 특허출원공개공보 US2008/0261076, 일본 공표특허공보 특표2008-542203호, 국제공개공보 WO2008/054584, 일본 공표특허공보 특표2008-505925호, 일본 공표특허공보 특표2007-522126호, 일본 공표특허공보 특표2004-506305호, 일본 공표특허공보 특표2006-513278호, 일본 공표특허공보 특표2006-50596호, 국제공개공보 WO2006/046980, 국제공개공보 WO2005/113704, 미국 특허출원공개공보 US2005/0260449, 미국 특허출원공개공보 US2005/2260448, 미국 특허출원공개공보 US2005/0214576, 국제공개공보 WO2005/076380 등.
바람직한 인광발광 도펀트로는, Ir 등의 귀금속 원소를 중심 금속으로 가지는 Ir(ppy)3 등의 착체류, Ir(bt)2·acac3 등의 착체류, PtOEt3 등의 착체류를 들 수 있다. 이들 착체류의 구체예를 이하에 나타내는데, 하기의 화합물에 한정되지 않는다.
[화학식 19]
상기 인광발광 도펀트가 발광층 중에 함유되는 양은 2~40중량%, 바람직하게는 5~30중량%의 범위에 있는 것이 좋다.
발광층의 막 두께에 대해서는 특별히 제한은 없는데, 통상 1~300㎚, 바람직하게는 5~100㎚이며, 정공수송층과 동일한 방법으로 박막 형성된다.
-저지층-
저지층은, 발광층 중에 존재하는 전하(전자 혹은 정공) 및/또는 여기자의 발광층 밖으로의 확산을 저지할 수 있다. 전자저지층은, 발광층 및 정공수송층 사이에 배치될 수 있고, 전자가 정공수송층 쪽을 향해 발광층을 통과하는 것을 저지한다. 마찬가지로, 정공저지층은 발광층 및 전자수송층 사이에 배치될 수 있고, 정공이 전자수송층 쪽을 향해 발광층을 통과하는 것을 저지한다. 저지층은 또한, 여기자가 발광층의 외측으로 확산되는 것을 저지하기 위해 이용할 수 있다. 즉, 전자저지층, 정공저지층은 각각 여기자저지층으로서의 기능도 겸비할 수 있다. 본 명세서에서 말하는 전자저지층 또는 정공저지층은, 하나의 층에서 전하(전자 혹은 정공)저지층 및 여기자저지층의 기능을 가지는 층을 포함하는 의미로 사용된다.
-정공저지층-
정공저지층이란 넓은 의미에서는 전자수송층의 기능을 가진다. 정공저지층은 전자를 수송하면서, 정공이 전자수송층으로 도달하는 것을 저지하는 역할이 있고, 이로 인해 발광층 중에서의 전자와 정공의 재결합 확률을 향상시킬 수 있다.
정공저지층의 재료로는 일반식(1) 및 일반식(2)의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 후술하는 전자수송층의 재료도 사용할 수 있다. 본 발명에 관한 정공저지층의 막 두께는 바람직하게는 3~100㎚이고, 보다 바람직하게는 5~30㎚이다.
-전자저지층-
전자저지층이란, 넓은 의미에서는 정공을 수송하는 기능을 가진다. 전자저지층은 정공을 수송하면서, 전자가 정공수송층으로 도달하는 것을 저지하는 역할이 있고, 이로 인해 발광층 중에서의 전자와 정공이 재결합하는 확률을 향상시킬 수 있다.
전자저지층의 재료로는 일반식(1) 및 일반식(2)의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 후술하는 정공수송층의 재료도 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 전자저지층의 막 두께는 바람직하게는 3~100㎚이고, 보다 바람직하게는 5~30㎚이다.
-여기자저지층-
여기자저지층이란, 발광층 내에서 정공과 전자가 재결합함으로써 생긴 여기자가 전하수송층으로 확산되는 것을 저지하기 위한 층이며, 본 층의 삽입에 의해 여기자를 효율적으로 발광층 내에 가두는 것이 가능해져, 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 여기자저지층은 발광층에 인접하여 양극 측, 음극 측 어느 것에도 삽입할 수 있고, 양쪽 동시에 삽입하는 것도 가능하다. 즉, 여기자저지층을 양극 측에 가지는 경우, 정공수송층과 발광층 사이에, 발광층에 인접하여 이 층을 삽입할 수 있고, 음극 측에 삽입하는 경우, 발광층과 음극 사이에, 발광층에 인접하여 이 층을 삽입할 수 있다. 또한, 양극과, 발광층의 양극 측에 인접하는 여기자저지층 사이에는, 정공주입층이나 전자저지층 등을 가질 수 있고, 음극과, 발광층의 음극 측에 인접하는 여기자저지층 사이에는, 전자주입층, 전자수송층, 정공저지층등을 가질 수 있다.
여기자저지층의 재료로는 일반식(1) 및 일반식(2)의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 일반적으로 사용되는 임의의 재료를 사용할 수도 있다.
사용할 수 있는 공지의 여기자저지층용 재료로는 예를 들면, 1,3-디카르바졸릴벤젠(mCP)이나 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)-4-페닐페놀라토알루미늄(III)(BAlq)을 들 수 있다.
(7) 전자수송층
소자의 발광 효율을 더 향상시키는 것을 목적으로 발광층(5)과 음극(8) 사이에 전자수송층(6)이 마련된다. 전자수송층으로는, 음극으로부터 순조롭게 전자를 주입할 수 있는 전자수송성 재료가 바람직하고, 일반식(1) 및 일반식(2)의 혼합물을 사용하여도 되며, 일반적으로 사용되는 임의의 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 조건을 충족하는 전자수송 재료로는, Alq3 등의 금속착체, 10-하이드록시벤조[h]퀴놀린의 금속착체, 옥사디아졸 유도체, 디스티릴비페닐 유도체, 실롤 유도체, 3- 또는 5-하이드록시플라본 금속착체, 벤즈옥사졸 금속착체, 벤조티아졸 금속착체, 트리스벤즈이미다졸릴벤젠, 퀴녹살린 화합물, 페난트롤린 유도체, 2-t-부틸-9,10-N,N'-디시아노안트라퀴논디이민, n형 수소화 비정질 탄화실리콘, n형 황화아연, n형 셀렌화아연 등을 들 수 있다.
전자수송층의 막 두께는 통상 1~300㎚, 바람직하게는 5~100㎚이다. 전자수송층은, 정공수송층과 마찬가지로 하여 도포법 혹은 진공증착법에 의해 발광층 상에 적층함으로써 형성된다. 통상은 진공증착법이 이용된다.
(8) 음극
음극(8)은 전자수송층(6)에 전자를 주입하는 역할을 한다. 음극으로 사용되는 재료는 상기 양극(2)에 사용되는 재료를 사용하는 것이 가능한데, 효율적으로 전자주입을 실시하기 위해서는 일함수가 낮은 금속이 바람직하고, 주석, 마그네슘, 인듐, 칼슘, 알루미늄, 은 등의 적당한 금속 또는 그들의 합금이 사용된다. 구체예로는, 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 알루미늄-리튬 합금 등의 낮은 일함수 합금 전극을 들 수 있다.
음극의 막 두께는 통상 양극과 동일하다. 낮은 일함수 금속으로 이루어지는 음극을 보호할 목적으로, 더욱이 일함수가 높고 대기에 대하여 안정적인 금속층을 적층하는 것은 소자의 안정성을 증가시킨다. 이 목적을 위해, 알루미늄, 은, 구리, 니켈, 크롬, 금, 백금 등의 금속이 사용된다.
더욱이, 전자주입층(7)으로서, 음극(8)과 전자수송층(6) 사이에 LiF, MgF2, Li2O 등의 극박(極薄) 절연막(0.1~5㎚)을 삽입하는 것도 소자의 효율을 향상시키는 유효한 방법이다.
한편, 도 1과는 반대의 구조, 즉, 기판(1) 상에 음극(8), 전자주입층(7), 전자수송층(6), 발광층(5), 정공수송층(4), 정공주입층(3), 양극(2)의 순서대로 적층하는 것도 가능하며, 이미 서술한 바와 같이 적어도 한쪽이 투명성이 높은 2매의 기판 사이에 본 발명의 유기 EL 소자를 마련하는 것도 가능하다. 이 경우도 필요에 따라 층을 추가하거나 생략하는 것이 가능하다.
본 발명의 유기 EL 소자는 단일 소자, 어레이(array) 형상으로 배치된 구조로 이루어지는 소자, 양극과 음극이 X-Y 매트릭스 형상으로 배치된 구조 중 어느 것일 수도 있다. 본 발명의 유기 EL 소자에 의하면, 적어도 하나의 유기층에 본 발명의 2개의 화합물을 사용하는 것, 특히 발광층의 혼합 호스트 재료로 사용함으로써, 낮은 전압이어도 발광 효율이 높으면서 구동 안정성에서도 크게 개선된 소자가 얻어져, 풀 컬러 혹은 멀티 컬러의 패널에 대한 응용에서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더 상세하게 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 넘지 않는 한에서 다양한 형태로 실시하는 것이 가능하다. 한편, 제1 호스트 및 화합물 A는 일반식(1)로 나타내는 화합물을 의미하고, 제2 호스트 및 화합물 B는 일반식(2)로 나타내는 화합물을 의미한다.
실시예
실시예 1
막 두께 70㎚의 산화인듐주석(ITO)으로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에, 각 박막을 진공증착법으로, 진공도 2.0×10-5㎩로 적층시켰다. 우선, ITO 상에 정공주입층으로서 구리프탈로시아닌(CuPC)을 30㎚의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공수송층으로서 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)을 15㎚의 두께로 형성하였다. 다음으로 발광층으로서, 제1 호스트로서 화합물 1-2를, 제2 호스트로서 화합물 2-1을, 발광층 게스트로서 청색 인광 재료인 이리듐 착체 [이리듐(III)비스(4,6-디-플루오로페닐)-피리디네이토(pyridinato)-N,C2']피콜리네이트](FIrpic)를 다른 증착원으로부터, 공증착하고, 30㎚의 두께로 발광층을 형성하였다. 이때, 제1 호스트와 제2 호스트와 FIrpic의 증착 속도비(wt비)는 47:47:6이었다. 다음으로, 전자수송층으로서 Alq3을 25㎚ 두께로 형성하였다. 더욱이, 전자수송층 상에 전자주입층으로서 불화리튬(LiF)을 1.0㎚ 두께로 형성하였다. 마지막으로, 전자주입층 상에 전극으로서 알루미늄(Al)을 70㎚ 두께로 형성하였다. 얻어진 유기 EL 소자는 도 1에 나타내는 유기 EL 소자에서 음극과 전자수송층 사이에 전자주입층이 추가된 층 구성을 가진다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 어느 유기 EL 소자로부터도 극대파장 475㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, FIrpic로부터의 발광이 얻어져 있는 것을 알 수 있었다. 표 1에 제작한 유기 EL 소자의 특성을 나타낸다.
실시예 2~21
실시예 1에서, 발광층의 제1 호스트로서 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다(실시예 2~7).
또한, 발광층의 제2 호스트로서 화합물 2-18, 2-29를 사용한 것 이외에는 실시예 1~7과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다(실시예 8~21).
얻어진 유기 EL 소자에 외부전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 어느 유기 EL 소자로부터도 극대파장 475㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, FIrpic로부터의 발광이 얻어져 있는 것을 알 수 있었다. 표 1에 제작한 유기 EL 소자의 특성을 나타낸다.
비교예 1~10
실시예 1에서, 발광층 호스트로서 표 1에 기재된 화합물을 단독으로 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 한편, 호스트양은, 실시예 1에서의 제1 호스트와 제2 호스트의 합계와 같은 양으로 하고, 게스트양은 동일하게 하였다. 얻어진 유기 EL 소자에 전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 어느 유기 EL 소자로부터도 극대파장 475㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, FIrpic로부터의 발광이 얻어져 있는 것을 알 수 있었다. 표 2에 제작한 유기 EL 소자의 특성을 나타낸다.
표 1, 2에서, 휘도, 전압 및 발광 효율은 구동 전류 2.5㎃/㎠ 시에서의 값이고, 휘도 반감 시간은 초기 휘도 1000cd/㎡일 때의 값이다. 화합물 No.는 상기 화학식에 붙인 번호이다.
표 1 및 2를 비교하면, 실시예 1~21은 휘도 및 수명특성이 향상되어, 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
실시예 22
막 두께 150㎚의 ITO로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에, 각 박막을 진공증착법으로, 진공도 4.0×10-4㎩로 적층시켰다. 우선, ITO 상에 정공주입층으로서 CuPc를 20㎚의 두께로 형성하고, 다음으로 정공수송층으로서 NPB를 20㎚의 두께로 형성하였다. 다음으로 발광층으로서, 제1 호스트로서 화합물 1-2를, 제2 호스트로서 화합물 2-1을, 발광층 게스트로서 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III)(Ir(PPy)3)을 각각 다른 증착원으로부터 공증착하고, 30㎚의 두께로 형성하였다. 이때, 제1 호스트와 제2 호스트와 Ir(PPy)3의 증착 속도비(wt비)는 47:47:6이었다. 다음으로, 정공저지층으로서 알루미늄(III)비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)4-페닐페놀라토(BAlq)를 10㎚의 두께로 형성하였다. 다음으로, 전자수송층으로서 Alq3을 40㎚의 두께로 형성하였다. 또한, 전자수송층 상에 전자주입층으로서 LiF를 0.5㎚의 두께로 형성하였다. 마지막으로, 전자주입층 상에 음극으로서 Al을 100㎚의 두께로 형성하고, 유기 EL 소자를 제작하였다.
얻어진 유기 EL 소자에 외부전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 극대파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어져 있는 것을 알 수 있었다. 표 2에 제작한 유기 EL 소자의 특성(휘도, 전압, 외부 양자 효율 및 휘도 반감 시간)을 나타낸다.
실시예 23~42
실시예 22에서, 발광층의 제1 호스트로서 표 2에 기재된 화합물을 사용한 것 이외에는 실시예 22와 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다(실시예 23~28).
또한, 발광층의 제2 호스트로서 화합물 2-18, 2-29를 사용한 것 이외에는 실시예 22~28과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다(실시예 29~42).
얻어진 유기 EL 소자에 외부전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 어느 유기 EL 소자로부터도 극대파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어져 있는 것을 알 수 있었다. 표 3에 제작한 유기 EL 소자의 특성을 나타낸다.
비교예 11~20
실시예 22에서, 발광층 호스트로서 표 2에 기재된 화합물을 단독으로 사용한 것 이외에는 실시예 22와 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 한편, 호스트양은, 실시예 22에서의 제1 호스트와 제2 호스트의 합계와 같은 양으로 하고, 게스트양은 동일하게 하였다. 얻어진 유기 EL 소자에 전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 어느 유기 EL 소자로부터도 극대파장 517㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, Ir(PPy)3으로부터의 발광이 얻어져 있는 것을 알 수 있었다. 표 4에 제작한 유기 EL 소자의 특성을 나타낸다.
표 3, 4에서, 휘도, 전압 및 발광 효율은 구동 전류 20㎃/㎠ 시에서의 값이고, 휘도 반감 시간은 초기 휘도 1000cd/㎡일 때의 값이다.
표 3과 표 4를 비교하면, 실시예 22~42는 휘도 및 수명특성이 향상되어 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
실시예 43
막 두께 70㎚의 ITO로 이루어지는 양극이 형성된 유리 기판 상에, 각 박막을 진공증착법으로, 진공도 2.0×10-5㎩로 적층시켰다. 우선, ITO 상에 정공주입층으로서 CuPC를 30㎚의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공수송층으로서 NPD를 15㎚의 두께로 형성하였다. 다음으로, 정공수송층 상에, 발광층의 호스트 재료로서의 mCBP와 도펀트로서의 FIrpic를 다른 증착원으로부터, 공증착하고, 30㎚의 두께로 발광층을 형성하였다. FIrpic의 농도는 20wt%이었다. 다음으로, 발광층 상에 정공저지층으로서 화합물 1-15(화합물 A)와 화합물 2-1(화합물 B)을 각각 다른 증착원으로부터 공증착하고, 5㎚의 두께로 형성하였다. 이때, 화합물 1-15와 화합물 2-1의 증착 속도비(wt비)는 50:50이었다. 다음으로 전자수송층으로서 Alq3을 20㎚ 두께로 형성하였다. 더욱이, 전자수송층 상에 전자주입층으로서 LiF를 1.0㎚ 두께로 형성하였다. 마지막으로, 전자주입층 상에 전극으로서 Al을 70㎚ 두께로 형성하였다.
얻어진 유기 EL 소자는, 도 1에 나타내는 유기 EL 소자에서, 음극과 전자수송층 사이에 전자주입층, 및 발광층과 전자수송층 사이에 정공저지층이 추가된 층 구성을 가진다. 얻어진 유기 EL 소자에 외부전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 어느 유기 EL 소자로부터도 극대파장 475㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, FIrpic로부터의 발광이 얻어져 있는 것을 알 수 있었다. 표 5에 제작한 유기 EL 소자의 특성을 나타낸다.
실시예 44~48
실시예 43에서, 정공저지층의 화합물 B로서 화합물 2-1을 대신하여 화합물 2-18, 2-29를 사용한 것 이외에는 실시예 43과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다(실시예 44~45).
또한, 정공저지층의 화합물 A로서 화합물 1-15를 대신하여 화합물 1-45를 사용한 것 이외에는 실시예 43~45와 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다(실시예 46~48).
얻어진 유기 EL 소자에 외부전원을 접속하고 직류 전압을 인가한 바, 어느 유기 EL 소자로부터도 극대파장 475㎚의 발광 스펙트럼이 관측되고, FIrpic로부터의 발광이 얻어져 있는 것을 알 수 있었다. 표 5에 제작한 유기 EL 소자의 특성을 나타낸다.
비교예 21
실시예 43에서의 전자수송층으로서의 Alq3의 막 두께를 25㎚로 하고, 정공저지층을 마련하지 않는 것 이외에는 실시예 43과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
표 5에서, 휘도, 전압 및 발광 효율은 구동 전류 2.5㎃/㎠ 시에서의 값이고, 휘도 반감 시간은 초기 휘도 1000cd/㎡일 때의 값이다. 화합물 A 및 화합물 B는 정공저지층에 사용된 재료이다.
표 5로부터, 본 발명의 화합물을 정공저지층에 사용한 실시예 43~48은, 정공저지 재료를 사용하지 않은 비교예 21에 비해 양호한 특성을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 낮은 소비전력이나 장수명이 요구되는 대형 텔레비전용 표시 패널이나 조명 패널 등에 유용하다.
1: 기판
2: 양극
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 전자주입층
8: 음극
2: 양극
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 전자주입층
8: 음극
Claims (13)
- 기판 상에 양극, 유기층 및 음극이 적층되어 이루어지는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기층의 적어도 한 층에, (i) 하기 일반식(1)로 나타내는 화합물과, (ii) 하기 일반식(2)로 나타내는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
여기서, L1은 p가의 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, p가의 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 카르바졸릴기 이외의 방향족 복소환기, 또는 이들 치환 혹은 미치환의 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 p가의 연결 방향족기이다. R은 각각 독립적으로 수소, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 카르바졸릴기 이외의 방향족 복소환기, 이들 치환 혹은 미치환의 방향족 탄화수소기 혹은 방향족 복소환기의 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 연결 방향족기, 탄소 수 1~12의 직쇄상, 분기상, 또는 환상(環狀)의 알킬기, 탄소 수 12~44의 디아릴아미노기, 시아노기, 니트로기, 또는 플루오로기이다.
p는 치환 수이고, 1~3의 정수를 나타낸다. m은 반복의 수이고, 각각 독립적으로 2~4의 정수이다.
여기서, 환 A는 식(a1) 또는 식(b1)로 나타내는 C2B10H10의 2가의 카르보란기를 나타내고, 분자 내에 환 A가 복수 존재하는 경우는 동일하여도 되고 달라도 된다. q는 치환 수이고, 1~4의 정수이며, n은 반복의 수이고, 0~2의 정수이다.
L2는, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 치환 혹은 미치환의 방향족 탄화수소기 혹은 방향족 복소환기의 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 연결 방향족기를 나타낸다.
L3은, 단결합, q+1가의 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, q+1가의 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 치환 혹은 미치환의 방향족 탄화수소기 혹은 방향족 복소환기의 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 q+1가의 연결 방향족기를 나타낸다. 단, q=1이면서 n=1인 경우는, 단결합, 방향족 복소환기, 또는 적어도 하나의 방향족 복소환기를 포함하는 연결 방향족기이다.
L4는 독립적으로, 단결합, 2가의 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 2가의 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 또는 이들 치환 혹은 미치환의 방향족 탄화수소기 혹은 방향족 복소환기의 방향족 환이 2~6개 연결되어 구성되는 2가의 연결 방향족기를 나타낸다.
단, 상기 일반식(1)로 나타내는 화합물과 상기 일반식(2)로 나타내는 화합물을 포함하는 유기층이 발광성 도펀트를 함유하는 발광층인 경우, 상기 일반식(1)로 나타내는 화합물과 상기 일반식(2)로 나타내는 화합물은 호스트 재료로서 함유된다. - 제1항에 있어서,
일반식(1) 중 p는 1 또는 2의 정수이고, m은 독립적으로 2 또는 3의 정수이며, 카르바졸릴기 사이의 모든 결합 구조가, 식(d1), 또는 식(c1)과 식(d1)의 양자(兩者)로 나타내는 결합 구조인 유기 전계 발광 소자.
여기서, R은 일반식(1)과 동일한 의미이다. - 제2항에 있어서,
일반식(1) 중 카르바졸릴기 사이의 모든 결합 구조가 식(c1)과 식(d1)의 양자로 나타내는 결합 구조인 유기 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
일반식(1)에서, L1이 식(3)~(6) 중 어느 하나로부터 p개의 수소를 제거하여 생기는 p가의 기인 유기 전계 발광 소자.
식(3)~(6) 중 X는 각각 독립적으로 CH 또는 질소를 나타내고, R'는, 각각 독립적으로 수소, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 6~30의 방향족 탄화수소기, 치환 혹은 미치환의 탄소 수 3~30의 방향족 복소환기, 탄소 수 1~12의 알킬기, 탄소 수 12~44의 디아릴아미노기, 시아노기, 니트로기, 또는 플루오로기이다. 식(4) 및 (6) 중 Y는 산소 또는 황을 나타내고, 식(5) 중 r은 0~2의 정수를 나타낸다. - 제4항에 있어서,
일반식(1)에서, L1이 식(3), (4) 또는 (5) 중 어느 하나로부터 p개의 수소를 제거하여 생기는 p가의 기인 유기 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
일반식(1)에서, m의 총합이 2~6의 정수인 유기 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
일반식(2)에서, 환 A가 식(a1)로 나타내는 C2B10H8의 2가의 카르보란기인 유기 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
일반식(2)에서, L2와 L3의 환 A에 직접 결합하는 방향족 환이 동일한 유기 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
일반식(2)에서, L2 및 L3이 치환 혹은 미치환의 디벤조푸라닐기, 또는 치환 혹은 미치환의 디벤조티오페닐기인 유기 전계 발광 소자. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
일반식(1)로 나타내는 화합물과 일반식(2)로 나타내는 화합물을 포함하는 유기층이, 발광성 도펀트를 함유하는 발광층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 층인 유기 전계 발광 소자. - 제10항에 있어서,
상기 유기층이, 발광성 도펀트를 함유하는 발광층이고, 일반식(1)로 나타내는 화합물과 일반식(2)로 나타내는 화합물을 호스트 재료로서 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자. - 제11항에 있어서,
발광성 도펀트가 지연 형광발광성 도펀트인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자. - 제11항에 있어서,
발광성 도펀트가, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 유기 금속 착체인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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