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KR20140020260A - 유기 일렉트로루미네선스 소자 - Google Patents

유기 일렉트로루미네선스 소자 Download PDF

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KR20140020260A
KR20140020260A KR1020137022625A KR20137022625A KR20140020260A KR 20140020260 A KR20140020260 A KR 20140020260A KR 1020137022625 A KR1020137022625 A KR 1020137022625A KR 20137022625 A KR20137022625 A KR 20137022625A KR 20140020260 A KR20140020260 A KR 20140020260A
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organic
unsubstituted
organic electroluminescent
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노리마사 요코야마
슈이치 하야시
에이지 다카하시
시게루 구사노
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호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자는, 양극과 음극 사이에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 형성되어 있는 것이고, 상기 정공 수송층이, 3 개 이상의 트리페닐아민 골격이 단결합 혹은 2 가의 탄화수소기로 결합되어 있는 분자 구조를 갖는 아릴아민 화합물 (X) 와, 2 개의 트리페닐아민 골격이 단결합 혹은 2 가의 탄화수소기로 결합되어 있는 분자 구조를 갖는 아릴아민 화합물 (Y) 를 함유하고 있는 것을 특징으로 한다. 이 소자는, 정공 및 전자의 주입·수송 성능, 박막의 안정성이나 내구성이 우수하고, 고효율, 저구동 전압에서의 발광이 가능하며, 게다가 장수명이다.

Description

유기 일렉트로루미네선스 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
본 발명은, 각종 표시 장치에 바람직한 자발광 소자인 유기 일렉트로루미네선스 소자 (organic electro-luminescence device) 에 관한 것으로, 상세하게는 특정한 아릴아민 유도체를 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자 (이하, 유기 EL 소자라고 약칭하는 경우가 있다) 에 관한 것이다.
유기 EL 소자는 자기 발광성 소자이기 때문에, 액정 소자에 비해서 밝아 시인성이 우수하고, 선명한 표시가 가능한 점에서, 활발한 연구가 이루어져 왔다.
1987년에 이스트만·코닥사의 C.W.Tang 들은 각종 역할을 각 재료에 분담시킨 적층 구조 소자를 개발함으로써 유기 재료를 사용한 유기 EL 소자를 실용적인 것으로 하였다. 이러한 유기 EL 소자는, 전자를 수송할 수 있는 형광체와 정공을 수송할 수 있는 유기물을 적층함으로써 구성되는 것으로, 양방의 전하를 형광체층 중에 주입하여 발광시킴으로써, 10 V 이하의 전압으로 1000 cd/㎡ 이상의 고휘도가 얻어진다는 것이다 (특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
현재까지, 유기 EL 소자의 실용화를 위해서 많은 개량이 이루어지고 있다. 예를 들어, 적층 구조의 각종 역할이 더욱 세분화되어, 기판 상에, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 음극이 이 순서로 형성된 구조의 것이 알려져 있으며, 이와 같은 소자에서는, 고효율과 내구성이 달성되고 있다.
또 발광 효율의 추가적인 향상을 목적으로 하여 삼중항 여기자의 이용이 시도되고, 인광 발광성 화합물의 이용도 검토되고 있다.
유기 EL 소자에 있어서는, 양 전극으로부터 주입된 전하가 발광층에서 재결합되어 발광이 얻어지지만, 발광 효율의 향상, 구동 전압의 저감, 장수명화를 실현하기 위해서는, 전자나 정공을 효율적으로 주입·수송하여, 양자가 효율적으로 재결합할 수 있는, 캐리어 밸런스가 우수한 소자로 할 필요가 있다.
유기 EL 소자에 사용되는 정공 주입 재료로는, 초기에는 구리 프탈로시아닌 (CuPc) 과 같은 프탈로시아닌류가 제안되었지만 (예를 들어, 특허문헌 3 참조), 가시역에 흡수가 있는 점에서, 페닐렌디아민 구조를 갖는 재료가 널리 사용되게 되었다 (특허문헌 4 참조).
한편, 정공 수송 재료로는, 벤지딘 골격을 포함하는 아릴아민계 재료가 사용되어 왔다 (특허문헌 5 참조).
대표적인 발광 재료인 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄 (Alq3) 은 전자 수송 재료로서 일반적으로 사용되고 있지만, 일반적으로 사용되고 있는 정공 수송 재료가 갖는 정공 이동도에 비해, Alq3 이 갖는 전자 이동도가 낮은 것, Alq3 의 일함수가 5.8 eV 로 충분한 정공 저지 능력이 있다고는 할 수 없기 때문에, 이와 같은 정공 수송 재료의 사용은, 정공의 일부가 발광층을 빠져 나가, 효율이 저하된다는 문제가 있다.
또한, 양극 및 음극으로부터 발광층으로 정공 주입 또는 전자 주입을 효율적으로 실시하기 위해, 재료가 갖는 이온화 포텐셜의 값과 전자 친화력의 값을 단계적으로 설정하고, 정공 주입층 및 전자 주입층 각각에 대해 2 층 이상 적층한 소자가 개발되고 있지만 (특허문헌 6 참조), 사용되고 있는 재료에서는, 발광 효율, 구동 전압, 소자 수명 중 어느 것에 있어서도 충분하다고는 할 수 없다.
또, 종래 공지된 유기 EL 소자에서는, 정공 수송층이 통상 매우 박막이기 때문에, 양극으로서 사용하는 ITO 전극 등의 투명 전극의 표면 조도의 영향을 받아, 제조된 소자의 쇼트 발생 등에 의한 불량품 발생 확률이 높았다. 이 경우, 정공 수송층의 막 두께를 두껍게 하면, ITO 전극 등의 양극의 표면 조도를 감출 수 있어, 제작된 소자의 불량품 발생 확률을 낮출 수 있다. 그러나, 정공 수송층의 막 두께를 두껍게 하면 구동 전압이 높아져, 실용 구동 전압을 초과한다. 즉, 실용 구동 전압에서의 발광이 곤란해진다.
유기 EL 소자의 소자 특성의 개선이나 소자 제작의 수율 향상을 위해서, 정공 및 전자의 주입·수송 성능, 박막의 안정성이나 내구성이 우수한 재료를 조합함으로써, 정공 및 전자가 고효율로 재결합할 수 있는, 발광 효율이 높고, 구동 전압이 낮으며, 장수명인 소자가 요구되고 있다.
또, 유기 EL 소자의 소자 특성을 개선시키기 위해서, 정공 및 전자의 주입·수송 성능, 박막의 안정성이나 내구성이 우수한 재료를 조합함으로써, 캐리어 밸런스가 잡힌 고효율, 저구동 전압, 장수명의 소자가 요구되고 있다.
일본 공개특허공보 평8-48656호 일본 특허공보 제3194657호 미국 특허공보 제4,720,432호 일본 공개특허공보 평8-291115호 일본 특허공보 제3529735호 일본 공개특허공보 평6-314594호 일본 공개특허공보 평7-126615호 일본 공개특허공보 2005-108804호
본 발명의 목적은, 정공 및 전자의 주입·수송 성능, 박막의 안정성이나 내구성이 우수한 유기 EL 소자용의 각종 재료를, 각각의 재료가 갖는 특성이 효과적으로 발현될 수 있도록 조합함으로써, 고효율, 저구동 전압, 장수명의 유기 EL 소자를 제공하는 것에 있다.
그래서, 본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 아릴아민계 재료가, 정공 주입 및 수송 능력, 박막의 안정성이나 내구성이 우수한 것에 주목하여, 특정한 2 종류의 아릴아민 화합물을 선택하고, 발광층에 정공을 효율적으로 주입·수송할 수 있도록 조합한 여러 가지 유기 EL 소자를 제조하여, 소자의 특성 평가를 예의 실시하였다. 그 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명에 의하면, 양극과 음극 사이에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 형성되어 있는 유기 일렉트로루미네선스 소자에 있어서,
상기 정공 수송층이, 3 개 이상의 트리페닐아민 골격이 단결합 혹은 2 가의 탄화수소기로 결합되어 있는 분자 구조를 갖는 아릴아민 화합물 (X) 와, 2 개의 트리페닐아민 골격이 단결합 혹은 2 가의 탄화수소기로 결합되어 있는 분자 구조를 갖는 아릴아민 화합물 (Y) 를 함유하고 있는 유기 일렉트로루미네선스 소자가 제공된다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 소자에 있어서는, 상기 아릴아민 화합물 (X) 가, 하기 일반식 (1) 로 나타내어지는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure pct00001
식 중,
r1 ∼ r12 는, 각각, R1 ∼ R12 의 수를 나타내는 것이고,
r1, r2, r5, r8, r11 및 r12 는, 0 ∼ 5 의 정수를 나타내고,
r3, r4, r6, r7, r9 및 r10 은, 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고,
R1 ∼ R12 는, 각각, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 6 의 무치환 혹은 치환 알케닐기, 무치환 혹은 치환 방향족 탄화수소기 또는 무치환 혹은 치환 방향족 복소 고리기이고, 이들 기 중에서 동일한 벤젠 고리에 결합하고 있는 것끼리는, 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고,
A1 ∼ A3 은, 각각, 단결합 혹은 하기 구조식 (B) ∼ (F) 로 나타내는 2 가의 탄화수소기를 나타낸다.
[화학식 2]
Figure pct00002
(식 중, n1 은 1 ∼ 3 의 정수이다)
[화학식 3]
Figure pct00003
[화학식 4]
Figure pct00004
[화학식 5]
Figure pct00005
[화학식 6]
Figure pct00006
상기 일반식 (1) 로 나타내는 아릴아민 화합물 (X) 에서는, R1 ∼ R12 중 적어도 하나가, 중수소 원자 혹은 중수소 원자를 함유하는 기인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서는, 상기 아릴아민 화합물 (Y) 가, 하기 일반식 (2) 로 나타내어지는 것이 바람직하다.
[화학식 7]
Figure pct00007
식 중,
r13 ∼ r18 은, R13 ∼ R18 의 수를 나타내는 것이고, r13, r14, r17 및 r18 은, 0 ∼ 5 의 정수이며, r15 및 r16 은, 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고,
R13 ∼ R18 은, 각각, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 6 의 무치환 혹은 치환 알케닐기, 무치환 혹은 치환 방향족 탄화수소기 또는 무치환 혹은 치환 방향족 복소 고리기이고, 이들 기 중에서 동일한 벤젠 고리에 결합하고 있는 것끼리는, 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고,
A4 는, 단결합 또는 하기 구조식 (B) ∼ (F) 로 나타내는 2 가의 탄화수소기를 나타낸다.
상기 일반식 (2) 로 나타내는 아릴아민 화합물 (Y) 에서는, R13 ∼ R18 중 적어도 하나가, 중수소 원자, 혹은 중수소 원자를 함유하는 기인 것이 바람직하다.
상기 서술한 본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는, 상기 아릴아민 화합물 (X) 와 아릴아민 화합물 (Y) 가, X：Y = 1：9 ∼ 6：4, 보다 바람직하게는 1：9 ∼ 4：6, 가장 바람직하게는 1：9 ∼ 2：8 의 중량비로 상기 정공 수송층에 함유되어 있는 것이 좋다.
본 발명의 유기 EL 소자에서는, 트리페닐아민 골격을 분자 중에 3 개 이상 갖는 아릴아민 화합물 (X) 와, 트리페닐아민 골격을 분자 중에 2 개 갖는 아릴아민 화합물 (Y) 에 의해 정공 수송층이 형성되어 있는 것이 현저한 특징이다.
즉, 이와 같은 아릴아민 화합물 (X) 및 (Y) 가 조합하여 함유되어 있는 정공 수송층은, 정공의 이동 속도가 빠르고, 박막 상태가 안정적으로 유지되며, 또한 우수한 내열성을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 유기 EL 소자는, 정공 수송층에서부터 발광층으로의 정공을 효율적으로 주입·수송할 수 있어, 높은 발광 효율을 나타내고, 구동 전압도 낮으며, 이 결과, 장수명화도 실현할 수 있다.
도 1 은, 실시예 1 ∼ 6, 비교예 1 ∼ 5 의 유기 EL 소자의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 양극과 음극 사이에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 이 순서로 형성되어 있다는 기본 구조를 가지고 있는 것으로, 특히, 정공 수송층이, 트리페닐아민 골격을 갖는 2 종의 아릴아민 화합물 (X), (Y) 에 의해 형성되어 있다는 구조를 가지고 있다.
이하, 이 유기 EL 소자를 구성하는 각 층에 대해 설명한다.
＜양극＞
양극은, 투명 플라스틱 기판 (예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판) 이나 유리 기판 등의 투명 기판 상에 대한 증착에 의해 형성되는 것으로, ITO 나 금과 같은 일함수가 큰 전극 재료에 의해 형성된다.
＜정공 수송층＞
이미 서술한 바와 같이, 발광층에 대해 양극측에 위치하는 정공 수송층에는 트리페닐아민 골격을 갖는 2 종의 아릴아민 화합물 (X), (Y) 가 함유된다.
아릴아민 화합물 (X)；
일방의 아릴아민 화합물 (X) 는, 트리페닐아민 골격을 3 개 이상 갖는 것으로, 이들 트리페닐아민 골격은, 단결합, 혹은 2 가의 탄화수소기 (즉, 헤테로 원자를 함유하지 않는 2 가의 기) 로 결합되어 있다. 이 아릴아민 화합물 (X) 는, 후술하는 아릴아민 화합물 (Y) 와 비교해도 정공 이동도가 높다.
이와 같은 아릴아민 화합물 (X) 는, 예를 들어 여러 가지 트리페닐아민의 3량체 혹은 4 량체 등이고, 특히 정공 이동도가 높다는 점에서, 트리페닐아민 골격을 4 개 가지고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 4 개의 트리페닐아민 골격을 갖는 아릴아민으로는, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 들 수 있다.
[화학식 8]
Figure pct00008
상기 일반식 (1) 에 있어서, r1 ∼ r12 는, 분자 중의 각 벤젠 고리에 결합할 수 있는 기 R1 ∼ R12 의 수를 나타내는 것이고, r1, r2, r5, r8, r11 및 r12 는, 0 ∼ 5 의 정수를 나타내고, r3, r4, r6, r7, r9 및 r10 은, 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. 즉, r1 ∼ r12 의 값이 0 인 것은, 당해 벤젠 고리에는 기 R1 ∼ R12 가 결합하고 있지 않은 것을 의미한다.
R1 ∼ R12 는, 동일해도 되고 상이해도 되며, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 6 의 무치환 혹은 치환 알케닐기, 무치환 혹은 치환 방향족 탄화수소기 또는 무치환 혹은 치환 방향족 복소 고리기를 나타낸다. 또, 기 R1 ∼ R12 중에서 복수 존재하는 것은 (r1 ∼ r12 가 2 이상인 경우), 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
상기의 R1 ∼ R12 에 있어서, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 알킬기는, 직사슬상이어도 되고 분기상이어도 되며, 그 예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기 등을 들 수 있다.
탄소 원자수 2 내지 6 의 무치환 알케닐기도, 직사슬상이어도 되고 분기상이어도 되며, 비닐기, 알릴기, 이소프로페닐기, 2-부테닐기 등을 예시할 수 있다.
방향족 탄화수소기의 예로는, 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 안트릴기, 아세나프테닐기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기 및 피레닐기 등을 들 수 있다.
방향족 복소 고리기로는, 피리딜기, 피리미딜기, 푸라닐기, 피롤릴기, 티에닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살릴기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 나프티리디닐기, 페난트롤리닐기, 아크리디닐기 등을 예시할 수 있다.
또, 상기의 알케닐기, 방향족 탄화수소기 및 방향족 복소 고리기는, 모두 치환기를 가지고 있어도 된다. 이와 같은 치환기는, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 트리플루오로메틸기, 탄소 원자수 1 내지 6 의 알킬기, 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기를 예시할 수 있고, 이들 치환기는 추가로 치환기를 가져도 된다.
또한 기 R1 ∼ R12 중에서 복수 존재하는 것이 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우, 단결합을 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되거나, 혹은 치환기를 가지고 있어도 되는 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다. 특히, 디메틸메틸렌기를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, R1 ∼ R12 중 적어도 하나가, 중수소 원자이거나, 혹은 중수소 원자를 함유하는 기, 예를 들어 중수소 원자를 치환기로서 갖는 알케닐기, 방향족 탄화수소기 혹은 방향족 복소 고리기인 것이 바람직하다.
또, 일반식 (1) 에 있어서, A1 ∼ A3 은, 트리페닐아민 골격끼리의 결합 부분에 상당하는 것으로, 단결합 혹은 2 가의 탄화수소기를 나타낸다.
이 2 가의 탄화수소기, 즉, 헤테로 원자를 함유하지 않는 2 가의 기로는, 하기 구조식 (B) ∼ (F) 로 나타내는 것을 들 수 있다.
[화학식 9]
Figure pct00009
(식 중, n1 은 1 ∼ 3 의 정수이다)
[화학식 10]
Figure pct00010
[화학식 11]
Figure pct00011
[화학식 12]
Figure pct00012
[화학식 13]
Figure pct00013
본 발명에 있어서 사용하는 트리페닐아민 골격을 3 개 이상 갖는 아릴아민 화합물 (X) 의 구체예로서, 이하의 (1-1) ∼ (1-20) 의 화합물을 들 수 있지만, 이들 중에서도, 상기 서술한 일반식 (1) 로 나타내는 트리아릴아민 (트리페닐아민 골격을 4 개 갖는 것) 이 특히 바람직하다.
[화학식 14]
Figure pct00014
[화학식 15]
Figure pct00015
[화학식 16]
Figure pct00016
[화학식 17]
Figure pct00017
[화학식 18]
Figure pct00018
[화학식 19]
Figure pct00019
[화학식 20]
Figure pct00020
[화학식 21]
Figure pct00021
[화학식 22]
Figure pct00022
[화학식 23]
Figure pct00023
[화학식 24]
Figure pct00024
[화학식 25]
Figure pct00025
[화학식 26]
[화학식 27]
Figure pct00027
[화학식 28]
Figure pct00028
[화학식 29]
Figure pct00029
[화학식 30]
Figure pct00030
[화학식 31]
Figure pct00031
[화학식 32]
Figure pct00032
[화학식 33]
Figure pct00033
아릴아민 화합물 (Y)；
상기 서술한 아릴아민 화합물 (X) 와 병용되는 아릴아민 화합물 (Y) 는, 트리페닐아민 골격을 2 개 갖는 것이고, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 하기 일반식 (2) 로 나타낸다.
[화학식 34]
Figure pct00034
상기 일반식 (2) 에 있어서, r13 ∼ r18 은, 분자 중에 벤젠 고리에 결합할 수 있는 기 R13 ∼ R18 의 수를 나타내는 것이고, r13, r14, r17 및 r18 은, 0 ∼ 5 의 정수이며, r15 및 r16 은, 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. 즉, r13 ∼ r18 의 값이 0 일 때에는, 당해 벤젠 고리에는 기 R13 ∼ R18 이 결합하고 있지 않은 것을 의미한다.
R13 ∼ R18 은, 동일해도 되고 상이해도 되며, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 혹은 치환 알케닐기, 무치환 혹은 치환 방향족 탄화수소기 또는 무치환 혹은 치환 방향족 복소 고리기를 나타낸다. 또, R13 ∼ R18 이 복수 존재하는 것은 (r13 ∼ r18 이 2 이상인 경우), 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다.
상기의 R13 ∼ R18 에 있어서, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 6 의 무치환 알케닐기는, 직사슬상 혹은 분기상이어도 되며, 구체적으로는, R1 ∼ R12 에 대해 예시한 것과 동일한 알킬기 및 알케닐기를 들 수가 있다.
방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소 고리기의 구체예로는, R1 ∼ R12 의 경우와 동일한 기를 들 수 있다.
또한, 상기의 알케닐기, 방향족 탄화수소기 및 방향족 복소 고리기는 치환기를 가지고 있어도 되고, 이와 같은 치환기로서도, R1 ∼ R12 에 대해 예시한 치환기와 동일한 기를 들 수 있다.
또, 기 R13 ∼ R18 중에서 복수 존재하는 것이 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우, 단결합을 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고, 혹은 치환기를 가지고 있어도 되는 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다. 특히, 디메틸메틸렌기를 개재하여 서로 결합하여 고리를 형성하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, R13 ∼ R18 중 적어도 하나가, 중수소 원자 혹은 중수소 원자를 함유하는 치환기 (예를 들어, 치환기로서 중수소 원자를 갖는 알케닐기, 방향족 탄화수소기 및 방향족 복소 고리기) 인 것이 바람직하다.
또, 일반식 (2) 에 있어서, A4 는, 트리페닐아민 골격끼리의 결합 부분에 상당하는 것으로, 단결합 혹은 2 가의 탄화수소기를 나타낸다. 이 2 가의 탄화수소기로는, 상기 구조식 (B) ∼ (F) 로 나타낸다.
상기 서술한 일반식 (2) 로 나타내는 아릴아민 화합물 (Y) 의 바람직한 예로는,
N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴)벤지딘 (TPD),
N,N'-디페닐-N,N'-디(α-나프틸)벤지딘 (NPD),
1,1-비스[4-(디-4-톨릴아미노)페닐]시클로헥산 (TAPC),
및, 이하에 예시하는 (2-1) ∼ (2-26) 의 화합물을 예시할 수 있다.
[화학식 35]
Figure pct00035
[N,N,N',N'-테트라비페닐릴벤지딘]
[화학식 36]
Figure pct00036
[화학식 37]
Figure pct00037
[화학식 38]
Figure pct00038
[화학식 39]
Figure pct00039
[화학식 40]
Figure pct00040
[화학식 41]
Figure pct00041
[화학식 42]
Figure pct00042
[화학식 43]
Figure pct00043
[화학식 44]
Figure pct00044
[화학식 45]
Figure pct00045
[화학식 46]
Figure pct00046
[화학식 47]
Figure pct00047
[화학식 48]
Figure pct00048
[화학식 49]
Figure pct00049
[화학식 50]
Figure pct00050
[화학식 51]
Figure pct00051
[화학식 52]
Figure pct00052
[화학식 53]
Figure pct00053
[화학식 54]
Figure pct00054
[화학식 55]
Figure pct00055
[화학식 56]
Figure pct00056
[화학식 57]
Figure pct00057
[화학식 58]
Figure pct00058
[화학식 59]
Figure pct00059
[화학식 60]
Figure pct00060
또, 일반식 (2) 로 나타내는 것은 아니지만, 이하의 (2'-1) 및 (2'-2) 의 화합물도, 트리페닐아민 골격을 2 개 갖는 아릴아민 화합물 (Y) 로서 바람직하게 사용된다.
[화학식 61]
Figure pct00061
[화학식 62]
Figure pct00062
또한, 상기 서술한 아릴아민 화합물 (X) 및 아릴아민 화합물 (Y) 는, 그 자체 공지된 방법에 의해 합성할 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 7 및 8 참조).
본 발명의 유기 EL 소자의 정공 수송층은, 상기 서술한 2 종의 아릴아민 화합물 (X) 와 아릴아민 화합물 (Y) 를 함유하는 것이고, 이와 같은 2 종의 아릴아민 화합물 (X) 및 (Y) 를 사용함으로써, 정공의 이동 속도가 빠르고, 높은 발광 효율을 확보할 수 있고, 구동 전압을 낮출 수 있다. 또, 구동 전압이 낮은 것에 더하여, 정공 수송층의 박막 상태가 안정적으로 유지되기 때문에, 유기 EL 소자의 장수명화도 실현할 수 있게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 정공 수송층에 함유되는 아릴아민 화합물 (X) 및 아릴아민 화합물 (Y) 의 중량비 (X：Y) 는, 바람직하게는, 1：9 ∼ 6：4 이고, 더욱 바람직하게는, 1：9 ∼ 4：6 이며, 가장 바람직하게는, 1：9 ∼ 2：8 이다. 즉, 어느 일방의 화합물에 의해서만 정공 수송층이 형성되어 있는 경우에는, 정공의 이동 속도와 전자의 이동 속도의 밸런스가 무너져, 2 종의 아릴아민 화합물이 병용되고 있는 경우만큼, 높은 발광 효율을 얻을 수 없고, 또 구동 전압의 저감화도 실현할 수 없다.
또, 이 정공 수송층에는, 종래 공지된 정공 수송층을 형성하는 그 자체 공지된 재료가 포함되어 있어도 되고, 공지된 재료를 사용하여 형성된 층이 적층된 적층 구조를 갖는 것이어도 된다. 예를 들어, 트리스브로모페닐아민헥사클로르안티몬 등을 P 도핑한 층이, 독립된 층으로서 상기 2 종의 아릴아민 화합물을 함유하는 층에 적층되어 있어도 된다.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 상기와 같은 2 종의 아릴아민 화합물을 함유하는 정공 수송층의 두께는, 통상 40 ∼ 60 ㎚ 정도이지만, 낮은 구동 전압에서 발광시킬 수 있으므로, 그 두께를 예를 들어 100 ㎚ 이상으로 두껍게 했을 경우에도 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 즉, 정공 수송층의 두께의 자유도가 높아, 예를 들어, 20 ∼ 300 ㎚, 특히 20 ∼ 200 ㎚ 의 두께로 실용 구동 전압을 유지할 수 있다.
이와 같은 정공 수송층은, 상기 서술한 2 종의 아릴아민 화합물 (X) 및 아릴아민 화합물 (Y) 를 함유하는 혼합 가스를 사용한 공증착에 의해 형성하는 것이 바람직하지만, 스핀 코트법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해서도 형성할 수 있다.
＜발광층＞
발광층은, 종래 공지된 유기 EL 소자에 사용되고 있는 것과 동일하고, 사용되는 재료의 종류에 따라, 증착법, 스핀 코트법, 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 형성된다.
예를 들어, Alq3 등의 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물 외에, 아연, 베릴륨, 알루미늄 등의 각종 금속의 착물, 안트라센 유도체, 비스스티릴벤젠 유도체, 피렌 유도체, 옥사졸 유도체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체 등의 발광 재료를 사용하여 발광층을 형성할 수 있다.
또, 호스트 재료 및 도펀트 재료 (게스트 재료) 를 사용하여 발광층을 형성할 수도 있다. 이 경우, 호스트 재료로는, 상기 발광 재료에 추가하여, 티아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 폴리디알킬플루오렌 유도체 등을 사용할 수 있다. 도펀트 재료로는, 퀴나크리돈, 쿠마린, 루브렌, 페릴렌 및 그들의 유도체, 벤조피란 유도체, 로다민 유도체, 아미노스티릴 유도체 등을 사용할 수 있다.
또한, 게스트 재료로서 인광 발광체를 사용할 수도 있다. 인광 발광체로는, 이리듐이나 백금 등의 금속 착물의 인광 발광체를 사용할 수 있다. 예를 들어, Ir(ppy)3 등의 녹색의 인광 발광체, FIrpic, FIr6 등의 청색의 인광 발광체, Btp2Ir (acac) 등의 적색의 인광 발광체 등이 사용된다.
이 때의 호스트 재료로는, 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐 (CBP), TCTA, mCP 등의 카르바졸 유도체 등의 정공 주입·수송성의 호스트 재료를 사용할 수 있고, p-비스(트리페닐실릴)벤젠 (UGH2), 2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸) (TPBI) 등의 전자 수송성의 호스트 재료도 사용할 수 있다. 이와 같은 호스트 재료를 사용함으로써 고성능의 유기 EL 소자를 제조할 수 있다.
또한, 인광 발광체의 호스트 재료에 대한 도프는 농도 소광을 피하기 위해, 발광층 전체에 대해 1 ∼ 30 중량 퍼센트의 범위에서, 공증착에 의해 도프하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 발광층은, 단층 구조에 한정되는 것이 아니라, 상기 서술한 각종 화합물을 사용하여 형성된 층이 적층된 적층 구조를 갖는 것이어도 된다.
＜전자 수송층＞
전자 수송층은, 그 자체 공지된 전자 수송 재료로 형성되어 있어도 되고, Alq3 등의 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물 외에, 아연, 베릴륨, 알루미늄 등의 각종 금속 착물, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 카르보디이미드 유도체, 퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체, 실롤 유도체 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 이와 같은 전자 수송층은, 사용되는 재료의 종류에 따라, 증착법, 스핀 코트법, 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 형성된다.
또, 이러한 전자 수송층은, 단층 구조에 한정되는 것이 아니라, 상기 서술한 각종 화합물을 사용하여 형성된 층이 적층된 적층 구조를 갖는 것이어도 된다.
＜음극＞
본 발명의 유기 EL 소자의 음극으로는, 알루미늄과 같은 일함수가 낮은 금속이나, 마그네슘 은 합금, 마그네슘 인듐 합금, 알루미늄 마그네슘 합금과 같은, 보다 일함수가 낮은 합금이 전극 재료로서 사용된다.
＜그 밖의 층＞
본 발명의 유기 EL 소자는, 상기 서술한 기본 구조를 가지고 있는 한, 필요에 따라 그 밖의 층을 가지고 있어도 된다. 예를 들어, 양극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 형성할 수 있고, 정공 수송층과 발광층 사이에는 전자 저지층을 형성할 수 있다. 또, 발광층과 전자 수송층 사이에 정공 저지층을 형성할 수 있다. 또한 전자 수송층과 음극 사이에는, 전자 주입층을 형성할 수 있다. 이들 정공 주입층, 전자 저지층, 정공 저지층 및 전자 주입층은, 그 자체 공지된 재료로 형성되어 있어도 되고, 모두 사용되는 재료의 종류에 따라, 증착법, 스핀 코트법, 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해 형성된다.
정공 주입층；
양극과 정공 수송층 사이에 형성되는 정공 주입층은, 전술한 아릴아민 화합물 (X) 에 의해 정공 주입층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 이 아릴아민 화합물 (X) 는, 정공 이동도가 매우 크기 때문이다.
전자 저지층；
전자 저지층을 형성하기 위한 재료로는, 전자 저지성을 갖는 여러 가지 화합물을 사용할 수 있고, 하기의 카르바졸 유도체가 대표적이다.
4, 4',4"-트리(N-카르바졸릴)트리페닐아민 (TCTA)；
9,9-비스[4-(카르바졸-9-일)페닐]플루오렌；
1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠 (mCP)；
2,2-비스(4-카르바졸-9-일페닐)아다만탄 (Ad-Cz)；
또, 상기의 카르바졸 유도체 이외에도, 9-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-9-[4-(트리페닐실릴)페닐]-9H-플루오렌으로 대표되는 트리페닐실릴기를 가지고 있고, 또한 트리아릴아민 골격을 분자 중에 가지고 있는 화합물 등도, 전자 저지층 형성용의 재료로서 사용할 수 있다.
정공 저지층；
정공 저지층은, 바소쿠프로인 (BCP) 등의 페난트롤린 유도체, 알루미늄 (Ⅲ) 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)-4-페닐페놀레이트 (BAlq) 등의 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물 외에, 각종 희토류 착물, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 옥사디아졸 유도체 등, 정공 저지 작용을 갖는 화합물에 의해 형성된다.
전자 주입층；
전자 주입층은, 불화리튬, 불화세슘 등의 알칼리 금속염, 불화마그네슘 등의 알칼리 토금속염, 산화알루미늄 등의 금속 산화물 등을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 서술한 정공 주입층, 전자 저지층, 정공 저지층, 전자 주입층도, 각각 단층 구조여도 되고, 복수의 층으로 형성되어 있어도 된다.
실시예
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하의 실시예에 있어서, 2 종의 화합물의 중량비는, 각각의 화합물을 단독으로 사용하여 동 조건에서 증착을 실시했을 때의 증착 속도 (성막 속도) 로부터 산출한 것이다.
＜실시예 1＞
하기의 순서로, 도 1 에 나타내는 구조의 유기 EL 소자를 제조하였다. 즉, 이 유기 EL 소자는, 유리 기판 (1) 상에 투명 양극 (2) (ITO 전극), 정공 주입층 (3), 정공 수송층 (4), 발광층 (5), 전자 수송층 (6), 전자 주입층 (7), 음극 (알루미늄 전극) (8) 이 순서대로 증착에 의해 형성된 구조를 가지고 있다.
먼저, 막 두께 150 ㎚ 의 ITO (Indium Tin Oxide) 를 성막한 유리 기판 (1) 을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 20 분간 실시한 후, 200 ℃ 로 가열한 핫 플레이트 상에서 10 분간 건조를 실시하였다. 그 후, UV 오존 처리를 5 분간 실시한 후, 이 ITO 가 부착된 유리 기판을 진공 증착기 내에 장착하여, 0.001 Pa 이하까지 감압하였다.
계속해서, 하기 화합물 (1-1) 을 사용한 증착에 의해, 투명 양극 (2) 을 덮도록 막 두께 20 ㎚ 의 정공 주입층 (3) 을 형성하였다.
이 정공 주입층 (3) 상에, 정공 수송층 (4) 으로서 하기 화합물 (1-1) 과 하기 화합물 (2-1) 을, 중량비가 20：80 이 되는 증착 속도로 2 원 증착을 실시하여, 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성하였다.
이 정공 수송층 (4) 상에, 발광층 (5) 으로서 하기 화합물 (3) 과 하기 화합물 (4) 를 중량비가 5：95 가 되는 증착 속도로 2 원 증착을 실시하여, 막 두께 30 ㎚ 가 되도록 형성하였다.
이 발광층 (5) 상에, 전자 수송층 (6) 으로서 Alq3 을 막 두께 30 ㎚ 가 되도록 증착하였다.
이 전자 수송층 (6) 상에, 전자 주입층 (7) 으로서 불화리튬을 막 두께 0.5 ㎚ 가 되도록 증착하였다.
마지막으로, 알루미늄을 150 ㎚ 증착하여 음극 (8) 을 형성하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1 에 정리하여 나타내었다.
[화학식 63]
Figure pct00063
[화학식 64]
Figure pct00064
[화학식 65]
Figure pct00065
[화학식 66]
Figure pct00066
＜실시예 2＞
실시예 1 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 화합물 (1-1) 과 상기 화합물 (2-1) 을, 중량비가 10：90 이 되는 증착 속도로 2 원 증착을 실시하여, 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1 에 정리하여 나타내었다.
＜실시예 3＞
실시예 1 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 화합물 (1-1) 과 상기 화합물 (2-1) 을, 중량비가 40：60 이 되는 증착 속도로 2 원 증착을 실시하여, 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1 에 정리하여 나타내었다.
＜실시예 4＞
실시예 1 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 화합물 (1-1) 과 상기 화합물 (2-1) 을, 중량비가 60：40 이 되는 증착 속도로 2 원 증착을 실시하여, 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1 에 정리하여 나타내었다.
＜비교예 1＞
비교를 위해서, 실시예 1 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 화합물 (2-1) 을 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1 에 정리하여 나타내었다.
＜비교예 2＞
비교를 위해서, 실시예 1 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 구조식의 화합물 (1-1) 을 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1 에 정리하여 나타내었다.
＜비교예 3＞
비교를 위해서, 실시예 1 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 화합물 (1-1) 과 상기 화합물 (2-1) 을, 중량비가 80：20 이 되는 증착 속도로 2 원 증착을 실시하여, 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1 에 정리하여 나타내었다.
Figure pct00067
표 1 에 나타내는 바와 같이, 전류 밀도 10 mA/㎠ 의 전류를 흘렸을 때의 구동 전압은, 실시예 1 ∼ 4 의 소자의 경우 (4.9 ∼ 5.0 V), 비교예 1 ∼ 3 의 소자의 경우 (5.2 ∼ 5.8 V) 보다 저전압화되었다. 그리고, 발광 효율에 있어서도, 실시예 1 ∼ 4 의 소자의 경우 (8.6 ∼ 9.1 cd/A) 는, 비교예 1 ∼ 3 의 소자의 경우 (7.5 ∼ 8.3 cd/A) 보다 향상되어 있고, 따라서, 전력 효율에 있어서는, 실시예 1 ∼ 4 의 소자의 경우 (5.4 ∼ 5.6 lm/W), 비교예 1 ∼ 3 의 소자의 경우 (4.3 ∼ 4.4 lm/W) 보다 크게 향상되는 결과가 되었다.
＜실시예 5＞
실시예 1 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 하기 화합물 (1-16) 과 하기 화합물 (2-22) 을, 중량비가 20：80 이 되는 증착 속도로 2 원 증착을 실시하여, 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 2 에 정리하여 나타내었다.
[화학식 67]
Figure pct00068
[화학식 68]
Figure pct00069
＜실시예 6＞
실시예 5 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 화합물 (1-16) 과 상기 화합물 (2-22) 를, 중량비가 10：90 이 되는 증착 속도로 2 원 증착을 실시하여, 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 2 에 정리하여 나타내었다.
＜비교예 4＞
비교를 위해서, 실시예 5 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 화합물 (2-22) 을 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 2 에 정리하여 나타내었다.
＜비교예 5＞
비교를 위해서, 실시예 5 에 있어서, 정공 수송층 (4) 으로서 상기 화합물 (1-16) 을 막 두께 40 ㎚ 가 되도록 형성한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일한 조건에서 유기 EL 소자를 제조하였다.
제조된 유기 EL 소자에 대해, 대기 중 상온에서 특성 측정을 실시하였다. 제조된 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가했을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 2 에 정리하여 나타내었다.
Figure pct00070
표 2 에 나타내는 바와 같이, 전류 밀도 10 mA/㎠ 의 전류를 흘렸을 때의 구동 전압은, 실시예 5 ∼ 6 의 소자의 경우 (5.0 V), 비교예 4 ∼ 5 의 소자의 경우 (5.2 ∼ 5.3 V) 보다 저전압화되었다. 그리고, 발광 효율에 있어서도, 실시예 5 ∼ 6 의 소자의 경우 (8.9 ∼ 9.1 cd/A) 는, 비교예 4 ∼ 5 의 소자의 경우 (7.8 ∼ 8.3 cd/A) 보다 향상되어 있고, 따라서, 전력 효율에 있어서는, 실시예 5 ∼ 6 의 소자의 경우 (5.5 ∼ 5.6 lm/W), 비교예 4 ∼ 5 의 소자의 경우 (4.5 ∼ 4.9 lm/W) 보다 크게 향상되는 결과가 되었다.
＜유기 EL 소자의 수명 평가＞
실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2 와 동일한 유기 EL 소자를 사용하여, 소자 수명을 측정한 결과를 표 3 에 정리하여 나타내었다. 소자 수명은, 발광 휘도 1000 cd/㎡ 에서 발광시켰을 때의 전류량 (W) 을 일정하게 했을 때의 발광 휘도에 대해, 초기 휘도를 100 ％ 로 했을 때, 휘도가 95 ％ 까지 감쇠하는 시간을 측정하여 구하였다.
Figure pct00071
표 3 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 의 소자의 경우 (62 시간), 비교예 1 ∼ 2 의 소자 (15 ∼ 25 시간) 에 대해, 대폭 장수명화되어 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 특정한 2 종류의 아릴아민 화합물을 조합함으로써, 유기 EL 소자 내부의 캐리어 밸런스를 개선하고, 종래의 유기 EL 소자와 비교하여, 저구동 전압, 고발광 효율, 장수명의 유기 EL 소자를 실현할 수 있는 것을 알 수 있었다.
산업상 이용가능성
본 발명의, 특정한 2 종류의 아릴아민 화합물을 조합한 유기 EL 소자는, 발광 효율이 향상됨과 함께, 구동 전압이 저하되어, 유기 EL 소자의 내구성을 개선시킬 수 있고, 예를 들어, 가정 전화 제품이나 조명의 용도로의 전개가 가능해졌다.
1 : 유리 기판
2 : 투명 양극
3 : 정공 주입층
4 : 정공 수송층
5 : 발광층
6 : 전자 수송층
7 : 전자 주입층
8 : 음극

Claims (6)

  1. 양극과 음극 사이에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 형성되어 있는 유기 일렉트로루미네선스 소자에 있어서,
    상기 정공 수송층이, 3 개 이상의 트리페닐아민 골격이 단결합 혹은 2 가의 탄화수소기로 결합되어 있는 분자 구조를 갖는 아릴아민 화합물 (X) 와, 2 개의 트리페닐아민 골격이 단결합 혹은 2 가의 탄화수소기로 결합되어 있는 분자 구조를 갖는 아릴아민 화합물 (Y) 를 함유하고 있는, 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아릴아민 화합물 (X) 가, 하기 일반식 (1) 로 나타내어지는, 유기 일렉트로루미네선스 소자.
    [화학식 1]
    Figure pct00072

    (식 중,
    r1 ∼ r12 는, 각각, R1 ∼ R12 의 수를 나타내는 것이고, r1, r2, r5, r8, r11 및 r12 는, 0 ∼ 5 의 정수를 나타내고,
    r3, r4, r6, r7, r9 및 r10 은, 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고,
    R1 ∼ R12 는, 각각, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 6 의 무치환 혹은 치환 알케닐기, 무치환 혹은 치환 방향족 탄화수소기 또는 무치환 혹은 치환 방향족 복소 고리기이고, 이들 기 중에서 동일한 벤젠 고리에 결합하고 있는 것끼리는, 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고,
    A1 ∼ A3 은, 각각, 단결합 혹은 하기 구조식 (B) ∼ (F) 로 나타내는 2 가의 탄화수소기를 나타낸다)
    [화학식 2]
    Figure pct00073

    (식 중, n1 은 1 ∼ 3 의 정수이다)
    [화학식 3]
    Figure pct00074

    [화학식 4]
    Figure pct00075

    [화학식 5]
    Figure pct00076

    [화학식 6]
    Figure pct00077
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 일반식 (1) 에 있어서의 R1 ∼ R12 중 적어도 하나가, 중수소 원자 혹은 중수소 원자를 함유하는 기인, 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 아릴아민 화합물 (Y) 가, 하기 일반식 (2) 로 나타내어지는, 유기 일렉트로루미네선스 소자.
    [화학식 7]
    Figure pct00078

    (식 중,
    r13 ∼ r18 은, R13 ∼ R18 의 수를 나타내는 것이고,
    r13, r14, r17 및 r18 은, 0 ∼ 5 의 정수이며,
    r15 및 r16 은, 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고,
    R13 ∼ R18 은, 각각, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 탄소 원자수 1 내지 6 의 무치환 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 6 의 무치환 혹은 치환 알케닐기, 무치환 혹은 치환 방향족 탄화수소기 또는 무치환 혹은 치환 방향족 복소 고리기이고, 이들 기 중에서 동일한 벤젠 고리에 결합하고 있는 것끼리는, 서로 결합하여 고리를 형성하고 있어도 되고,
    A4 는, 단결합 또는 하기 구조식 (B) ∼ (F) 로 나타내는 2 가의 탄화수소기를 나타낸다)
    [화학식 8]
    Figure pct00079

    (식 중, n1 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다)
    [화학식 9]
    Figure pct00080

    [화학식 10]
    Figure pct00081

    [화학식 11]
    Figure pct00082

    [화학식 12]
    Figure pct00083
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 일반식 (2) 에 있어서의 R13 ∼ R18 중 적어도 하나가, 중수소 원자, 혹은 중수소 원자를 함유하는 기인, 유기 일렉트로루미네선스 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 아릴아민 화합물 (X) 와 아릴아민 화합물 (Y) 가, X：Y = 1：9 ∼ 6：4 의 중량비로 상기 정공 수송층에 함유되어 있는, 유기 일렉트로루미네선스 소자.
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