説明

有機材料およびこれを含む有機発光装置

【課題】電気的特性が向上した有機材料を提供する。
【解決手段】下記の化学式1で表される化合物を含む有機材料およびこの有機材料を含む有機発光装置。


前記化学式1において、Aは、酸素等、Mは、2価または3価金属原子であり、RH、アルキル基等、Yは、置換または非置換された縮合多環芳香族基であり、Z〜Zは、それぞれ独立してCまたはNであり、mは、1〜4の整数であり、nは、2または3である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機発光装置用有機材料および有機発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
有機発光装置は互いに対向する二つの電極と、二つの電極の間に介在されている有機層を含む。有機発光装置は、一つの電極から注入された正孔と、他の一つの電極から注入された電子とが有機層で結合して励起子を形成し、励起子がエネルギーを放出しながら発光する。有機発光装置は、表示装置および照明装置を含む多様な分野に応用され得る(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
有機発光装置において、有機層を構成する物質の電気的特性は、前記有機発光装置の電気的特性に相対的に大きい影響を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第3553689号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の一側面によれば、電荷輸送性が改善された有機材料が提供される。
【0006】
本発明の他の一側面によれば、前記有機材料を含む有機発光装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態(一側面)によれば、下記の化学式1で表される化合物を含む有機材料を提供する。
【0008】
【化1】

【0009】
前記化学式1において、Aは、酸素(O)原子または硫黄(S)原子であり、Mは、2価または3価金属原子であり、Rは、水素原子、ハロゲン原子(F、Br、Cl、またはI)、ヒドロキシ基、C1〜C30アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基(−NR’R”、ここでR’、R”は、相互に独立して、水素原子またはC1〜C30炭化水素基を表す。)、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、C1〜C30エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、C1〜C30アルキル基、C2〜C16アルケニル基、C2〜C16アルキニル基、C6〜C30アリール基、C7〜C13アリールアルキル基、C1〜C4オキシアルキル基、C1〜C20ヘテロアルキル基、C3〜C20ヘテロアリールアルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C3〜C15シクロアルケニル基、C6〜C15シクロアルキニル基、C3〜C30ヘテロシクロアルキル基からなる群より選択され、Yは、置換または非置換された縮合多環芳香族基であり、Z〜Zは、それぞれ独立して炭素原子または窒素原子であり、mは、1〜4の整数であり、nは、2または3である。ここで、例えば、C1〜C30とは、特に説明するまでもないが、炭素数1〜30と言う意味内容である。
【0010】
本発明の他の一実施形態(一側面)によれば、互いに対向する第1電極および第2電極;および前記第1電極と前記第2電極との間に位置する有機層;を含み、前記有機層は、上記の化学式1で表される化合物を含む有機発光装置を提供する。
【0011】
前記化学式1中のmは、2〜4の整数であり、隣接するR同士は、縮合環を形成してもよい。
【0012】
前記縮合多環芳香族基は、炭化水素系の縮合多環芳香族基または炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせを含むヘテロ縮合多環芳香族基であってもよい。
【0013】
前記化学式1中のYは、下記の化学式2乃至化学式12のうちの少なくとも一つで表されるものが望ましい。
【0014】
【化2】

【0015】
【化3】

【0016】
【化4】

【0017】
【化5】

【0018】
【化6】

【0019】
【化7】

【0020】
前記化学式2乃至化学式12において、R〜R12は、それぞれ独立して水素原子、C1〜C10アルキル基、アミノ基(−NH)、C1〜C10アルキルアミノ基(−NR’R”、ここでR’、R”は、相互に独立して、水素原子またはC1〜C10アルキル基を表す。但し、R’およびR”の少なくとも1つはアルキル基である。)、C1〜C10アルコキシ基、C2〜C10エステル基、ニトロ基、シアノ基、C6〜C30アリール基、C3〜C20ヘテロアリール基、ピリジル基、およびハロゲン原子らからなる群より選択され;前記化学式11および前記化学式12において、X〜X12は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子からなる群より選択される。
【0021】
前記化学式1で表される化合物は、下記の化学式13乃至化学式25で表される化合物から構成された群より選択された少なくとも一つを含むものが望ましい。
【0022】
【化8】

【0023】
【化9】

【0024】
【化10】

【0025】
【化11】

【0026】
【化12】

【0027】
【化13】

【0028】
【化14】

【0029】
前記有機層は、下記の化学式13乃至25で表される化合物のうちの少なくとも一つをさらに含んでもよい。
【0030】
【化15】

【0031】
【化16】

【0032】
【化17】

【0033】
【化18】

【0034】
【化19】

【0035】
【化20】

【0036】
【化21】

【0037】
前記有機層は、有機発光層であり、前記化学式1で表される化合物は、ホスト物質であってもよい。
【0038】
前記有機発光層は、ドーパント物質をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【0039】
本発明によれば、電気的特性が向上した有機材料が提供される。この有機材料によって発光効率および駆動電圧特性が向上した有機発光装置が具現され得る。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の一実施形態による有機発光装置を示す図面である。
【図2】本発明の他の一実施形態による有機発光装置を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
以下、実施形態による有機材料およびこれを用いた有機発光装置を説明する。説明される実施形態は本発明の思想を当業者が容易に理解することができるように提供するものであって、これにより本発明が限定されるのではない。説明される実施形態は本発明の技術的思想および範囲内で他の形態に変形され得る。
【0042】
本明細書で別途の定義がない限り、「置換された」とは、化合物中の水素原子がハロゲン原子(F、Br、Cl、またはI)、ヒドロキシ基、C1〜C30アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基(−NR’R”、ここでR’、R”は、相互に独立して、水素原子またはC1〜C30炭化水素基を表す。)、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、C1〜C30エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、C1〜C30アルキル基、C2〜C16アルケニル基、C2〜C16アルキニル基、C6〜C30アリール基、C7〜C13アリールアルキル基、C1〜C4オキシアルキル基、C1〜C20ヘテロアルキル基、C3〜C20ヘテロアリールアルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C3〜C15シクロアルケニル基、C6〜C15シクロアルキニル基、C3〜C30ヘテロシクロアルキル基およびこれらの組み合わせより選択された置換基で置換されたことを意味する。
【0043】
また、本明細書で別途の定義がない限り、「ヘテロ」とは、N、O、SおよびPより選択されたヘテロ原子を1〜3個含有したことを意味する。
【0044】
本明細書で「および/または」は、前後に羅列した構成要素のうちの少なくとも一つを含む意味として使用される。本明細書の各構成要素および/または部分などを第1、第2などの表現を使用して指称したが、これは明確な説明のために使用された表現であって、これにより限定されない。
【0045】
本明細書で一構成要素が他の構成要素「上に」位置するという時、他の記載がない限り、一構成要素上に他の構成要素が直接位置するという意味はもちろん、前記一構成要素上に第3の構成要素がさらに位置してもよいという意味も含む。
【0046】
図面に表現された構成要素の厚さおよび/または相対的な厚さは、本発明の実施形態を明確に説明するために誇張されたものであってもよい。また、本明細書の「上部」および「下部」など位置に関する表現は、説明の明確さのために使用された相対的な表現であって、構成要素間の絶対的な位置を限定するのではない。
【0047】
以下、一実施形態による有機材料を説明する。
【0048】
前記有機材料は、有機発光装置内の有機発光層または補助層を形成するための材料であってもよい。ここで補助層は、例えば正孔注入層、正孔伝達層、電子注入層、電子伝達層のうちの一つであってもよい。
【0049】
前記有機材料は下記の化学式1で表される化合物を含むことを特徴とするものである。
【0050】
【化22】

【0051】
前記化学式1において、Aは、酸素(O)原子または硫黄(S)原子であり、Mは2価または3価金属原子であり、Rは、水素原子、ハロゲン原子(F、Br、Cl、またはI)、ヒドロキシ基、C1〜C30アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基(−NR’R”、ここでR’、R”は、相互に独立して、水素原子またはC1〜C30炭化水素基(例えば、化学式23参照)を表す。)、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、C1〜C30エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、C1〜C30アルキル基、C2〜C16アルケニル基、C2〜C16アルキニル基、C6〜C30アリール基、C7〜C13アリールアルキル基、C1〜C4オキシアルキル基、C1〜C20ヘテロアルキル基、C3〜C20ヘテロアリールアルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C3〜C15シクロアルケニル基、C6〜C15シクロアルキニル基、C3〜C30ヘテロシクロアルキル基からなる群より選択され、mは、1〜4の整数である。一実施形態において、mは、2〜4の整数であり、互いに隣接するR同士は、縮合環を形成してもよい。
【0052】
前記化学式1において、Yは、置換または非置換されたC3〜C30縮合多環芳香族基(fused polycyclic aromatic group)である。前記縮合多環芳香族基は、炭素原子および水素原子から構成される炭化水素系の縮合多環芳香族基であるか、炭素原子、水素原子および少なくとも一つのヘテロ原子を含むヘテロ縮合多環芳香族基であってもよい。前記ヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせである。
【0053】
前記化学式1において、Z〜Zは、それぞれ独立して炭素原子または窒素原子であり、nは、2または3である。
【0054】
前記Yは実質的に平面構造を有しているのが望ましい。前記Yは前記化学式1の前記Aおよび窒素原子(N)を含むヘテロ環と同一な平面に位置しているのが望ましい。具体的に例を挙げれば、前記Yは下記の化学式2乃至化学式12で表される置換基のうちで選択されてなるものが望ましい。
【0055】
【化23】

【0056】
【化24】

【0057】
【化25】

【0058】
【化26】

【0059】
【化27】

【0060】
【化28】

【0061】
前記化学式2乃至化学式12において、R〜R12は、それぞれ独立して水素原子、C1〜C10アルキル基、アミノ基(−NH)、C1〜C10アルキルアミノ基(−NR’R”、ここでR’、R”は、相互に独立して、水素原子またはC1〜C10アルキル基を表す。但し、R’およびR”の少なくとも1つはアルキル基である。)、C1〜C10アルコキシ基、C2〜C10エステル基、ニトロ基、シアノ基、C6〜C30アリール基、C3〜C20ヘテロアリール基、ピリジル基、およびハロゲン原子らからなる群より選択され、前記化学式11および前記化学式12において、X〜X12は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子からなる群より選択される。
【0062】
具体的に例を挙げれば、前記有機材料は下記の化学式13乃至化学式25で表される化合物のうちの少なくとも一つを含んでいるのが望ましい。
【0063】
【化29】

【0064】
【化30】

【0065】
【化31】

【0066】
【化32】

【0067】
【化33】

【0068】
【化34】

【0069】
【化35】

【0070】
前記Aおよび窒素(N)を含むヘテロ環のパイ電子系は、前記Yの芳香族基により拡張されることになる。したがって、前記化合物を含む有機材料の電気的特性を向上することができる。
【0071】
本発明の化学式で使われたアルコキシ基の具体的な例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、フェニルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ナフチルオキシ基、ジフェニルオキシ基などの通常C1〜C30、好ましくはC1〜C10(化学式2〜12のR〜R12では、通常C1〜C10、好ましくはC1〜C8)の直鎖、分岐状または環状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0072】
本発明の化学式で使われたエステル基の具体的な例としては、ギ酸メチル基、ギ酸エチル基、ギ酸プロピル基、ギ酸イソブチル基、ギ酸n−アミル基、ギ酸イソアミル基、酢酸メチル基、酢酸エチル基、酢酸イソプロピル基、酢酸ブチル基、酢酸n−アミル基、酢酸イソアミル基、プロピオン酸メチル基、プロピオン酸エチル基、プロピオン酸プロピル基、プロピオン酸イソプロピル基、プロピオン酸ブチル基、プロピオン酸イソブチル基、プロピオン酸n−アミル基、プロピオン酸イソアミル基などの通常C1〜C10(化学式2〜12のR〜R12では、通常C2〜C10)のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0073】
本発明の化学式で使われたアルキル基の具体的な例としては、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、イソアミル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基などの通常C1〜C30、好ましくはC1〜C30(化学式2〜12のR〜R12では、通常C1〜C10)の直鎖または分岐状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0074】
本発明の化学式で使われたアルケニル基の具体的な例としては、ビニル基、エテニル基、プロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ヘキセニル基、ブテニル基、ブタ−1−エン−1−イル基、ブタ−1−エン−2−イル基、2−メチル−プロパ−1−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−2−イル基、ブタ−1,3−ジエン−1−イル基、ブタ−1,3−ジエン−2−イル基、オクテニル基などの通常C2〜C16、好ましくはC2〜C10の直鎖または分岐状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0075】
本発明の化学式で使われたアルキニル基の具体的な例としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、2−メチル−1−プロピニル基、ヘキシニル基、オクチニル基などの通常C2〜C16、好ましくはC2〜C10の直鎖または分岐状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0076】
本発明の化学式で使われたアリール基の具体的な例としては、フェニル基、o−、m−、p−トリル基、1−および2−ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、アントラニル基、フェナンスリル基、フェロセニル基、テトラヒドロナフチル基、インダン基、ビフェニル基などの通常C6〜C30、好ましくはC6〜C20のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0077】
本発明の化学式で使われたアリールアルキル基の具体的な例としては、ベンジル基、フェニルエチル基などの通常C7〜C13、好ましくはC7〜C10のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0078】
本発明の化学式で使われたオキシアルキル基としては、C1〜C4のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0079】
本発明の化学式で使われたヘテロアルキル基としては、通常C1〜C20、好ましくはC1〜C15のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0080】
本発明の化学式で使われたヘテロアリールアルキル基の具体的な例としては、ピリジルメチル基、フリルメチル基、ピラゾリルメチル基、イミダゾリル基などの通常C3〜C20、好ましくはC3〜C15のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0081】
本発明の化学式で使われたシクロアルキル基の具体的な例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、テトラデカヒドロアントラニル基などの環状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0082】
本発明の化学式で使われたシクロアルケニル基の具体的な例としては、シクロヘキセニル基、シクロプロパ−1−エン−1−イル基、シクロプロパ−2−エン−1−イル基、シクロブタ−1−エン−1−イル基、シクロブタ−1−エン−3−イル基、シクロブタ−1,3−ジエン−1−イル基などの通常C3〜C15、好ましくはC3〜C10の環状のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0083】
本発明の化学式で使われたシクロアルキニル基の具体的な例としては、シクロヘキシニル基などの通常C6〜C15、好ましくはC6〜C10の環状のものが挙げられる。
【0084】
本発明の化学式で使われたヘテロシクロアルキル基の具体的な例としては、テトラヒドロフラニル基、ピペリジニル基、モルホリニル基、ピペラジニル基、アジリジニル基、ピロリジニル基などのものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0085】
本発明の化学式(主に化学式2〜12のR〜R12)で使われたヘテロアリール基の具体的な例としては、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、インドリル基、ピリジル基、キノリニル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ピラジニル基などの通常C3〜C20、好ましくはC3〜C15のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0086】
本発明の化学式で使われた(ヘテロ)縮合多環芳香族基の具体的な例としては、ベンゾチエニル基、ペンタレニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、キノリル基、キノリニル基、アントラキノリル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、オクタヒドロキノリニル基などの通常C3〜C30、好ましくはC3〜C20のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0087】
本発明の化学式で使われた炭化水素基としては、C1〜C30のものであればよい。詳しくはC1〜C30の直鎖状、分岐状ないし環状の脂肪族炭化水素基(具体的には、アルキル基など)、またはC6〜C30の芳香族炭化水素基(具体的には、アリール基など)などが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではなく、アルカノール基なども含まれるものとする。
【0088】
本発明の化学式で使われたアミノ基(−NR’R”)としては、アミノ基(NH)、アルキルアミノ基、(ヘテロ)アリールアミノ基などが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0089】
上記アルキルアミノ基の例としては、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、メチルエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ピペリジル基などのC1〜C10、好ましくはC1〜C8のものが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0090】
上記(ヘテロ)アリールアミノ基の例としては、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基などのアリールアミノ基や、ジ(2−チエニル)アミノ基、ジ(2−フリル)アミノ基などのヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫黄原子などから選ばれるものを含むヘテロアリールアミノ基、フェニル(2−チエニル)アミノ基などのアリールヘテロアリールアミノ基などが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。
【0091】
図1を参照して、前述した有機材料を含む有機発光装置を説明する。
【0092】
図1は、一実施形態による有機発光装置の断面図である。
【0093】
図1を参照すれば、基板110上に、下部電極120、上部電極160および前記下部電極120と上部電極160との間の有機発光層140が配置される。前記下部電極120と前記有機発光層140との間に下部補助層130が介されてもよい。前記有機発光層140と前記上部電極160との間に上部補助層150が介されてもよい。
【0094】
前記基板110は、ガラス、高分子またはこれらの組み合わせを含んでもよい。
【0095】
前記下部電極120および前記上部電極160のうちの一つはアノードであり、他の一つはカソードであってもよい。前記下部電極120および前記上部電極160は透明または不透明電極であってもよい。例えば、下部電極120および前記上部電極160はITO、IZOまたはこれらの組み合わせを含んだり、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。
【0096】
前記下部補助層130および前記上部補助層150のうちの一つは、正孔注入層および/または正孔輸送層を含み、他の一つは電子輸送層および/または電子注入層を含んでもよい。例えば、前記下部電極120がアノードであり、前記上部電極150がカソードである場合、前記下部補助層130は正孔注入層および/または正孔輸送層を含み、前記上部補助層150は電子注入層および/または電子輸送層を含んでもよい。しかし、下部補助層130および上部補助層150のうちの少なくとも一つは省略されてもよい。
【0097】
前記下部補助層130、前記有機発光層140、前記上部補助層150のうちの少なくとも一つは、前述した本発明の一実施形態による有機材料を含む。例えば、一実施形態による有機材料は前記有機発光層140にホスト物質として含まれてもよい。一実施形態による有機材料によって、これを含む有機発光装置の電気的特性および発光効率特性を向上することができる。
【0098】
前記下部補助層130、前記有機発光層140、前記上部補助層150のうちの少なくとも一つに含まれる前述した本発明の一実施形態による有機材料は、前記化学式1で表される化合物を含むものである。詳しくは、前記化学式1中のmは、2〜4の整数であり、隣接するR同士は、縮合環を形成してもよい。前記縮合多環芳香族基は、炭化水素系の縮合多環芳香族基または炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせを含むヘテロ縮合多環芳香族基であってもよい。前記化学式1中のYは、前記化学式2乃至化学式12のうちの少なくとも一つで表されるものが望ましく、更に下記の化学式2a乃至化学式12aのうちの少なくとも一つで表されるものがより望ましい。
【0099】
【化36】

【0100】
【化37】

【0101】
【化38】

【0102】
【化39】

【0103】
【化40】

【0104】
【化41】

【0105】
前記化学式11a乃至化学式12aにおいて、X〜X12は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子の中より独立して選択される。
【0106】
具体的に、前記化学式1で表される化合物は、前記Yの芳香族基により拡張されたパイ電子系を有しているのが望ましい。前記拡張されたパイ電子系により前記化合物のキャリア輸送性が向上することができる。したがって、前記化学式1で表される化合物を含む有機発光装置の駆動電力が減少し、発光効率が向上することができる。
【0107】
また、前記化学式1で表される化合物は、前記化学式13乃至化学式25で表される化合物から構成された群より選択された少なくとも一つを含むものが望ましい。また、前記下部補助層130、前記有機発光層140、前記上部補助層150のうちの少なくとも1つの有機層は、前記化学式13乃至25で表される化合物のうちの少なくとも一つをさらに含んでもよい。また前記有機層は、前記有機発光層140であり、前記化学式1で表される化合物は、ホスト物質であってもよい。前記有機発光層は、ドーパント物質をさらに含んでもよい。
【0108】
前記有機材料が前記有機発光層140に含まれる場合、前記有機材料はドーパント物質をさらに含んでもよい。前記有機材料は赤色ドーパント物質、緑色ドーパント物質、青色ドーパント物質またはこれらの組み合わせをさらに含んでもよい。
【0109】
例えば、前記ドーパント物質は、トリス(1−フェニルイソキノリン)イリジウム(tris(1−phenylisoquinoline)iridium、Ir(piq))、ビス(2−フェニルピリジン)イリジウム(bis(2−phenylpyridine)iridium、ppy)、ビス(1−(フェニル)イソキノリン)イリジウム(III)アセチルアセトネート(bis(1−(phenyl)isoquinoline)iridium(III)acetylanetonate、Ir(phq)acac)、プラチナム(II)オクタエチルポルフィリン(Pt(II)Octaethylporphine、PtOEP)、fac−トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(fac−tris(2−phenylpyridine)iridium、Ir(ppy))、トリス(2−(1−シクロヘキセニル)ピリジン)イリジウム(tris(2−(1−cyclohexenyl)pyridine)iridium、Ir(chpy))、トリス(2−(3−メチル−1−シクロヘキセニル)ピリジン)イリジウム((tris(2−(3−methyl−1−cyclohexenyl)pyridine)iridium、Ir(mchpy))、イリジウム(III)ビス[4,6−ジフルオロフェニル)ピリジネート−N,C−2’]ピコリネート(iridium(III)bis[4,6−difluorophenyl)pyridinato−N,C−2’]picolinate、FIrpic)、イリジウム(III)ビス(4’,6’−ジフルオロフェニルピリジネート)テトラキス(1−ピラゾイル)ボレート(iridium(III)bis(4’,6’−difluorophenylpyridinato)tetrakis(1−pyrazoyl)borate、Fir6)またはこれらの組み合わせを含んでもよい。
【0110】
図2を参照して、一実施形態による有機材料を含む他の形態の有機発光装置を説明する。図1で説明した構成要素と実質的に同一の構成要素は同一の図面符号を付し、これに対する説明は省略するものとする。
【0111】
図2は、他の一実施形態による有機発光装置の断面図である。
【0112】
図2を参照すれば、有機発光層140、142は積層された複数の層を含んでもよい。前記層は互いに異なる色の光を放出し、積層された層を組み合わせて白色光が放出され得る。前記有機発光層140、142のうちの少なくとも一つは、前述した本発明の一実施形態による有機材料を含んでいることが望ましい。
【0113】
前記上部発光層140上には上部電極160が配置され、前記上部電極160上にはカラーフィルター172、174、176が配置されてもよい。前記有機発光層140、142を通して放出された白色光は、前記カラーフィルター172、174、176を通過して赤色、青色および緑色に変換され得る。これとは異なり、前記上部電極160上には他の色のカラーフィルターが配置されて他の色の光を放出させることもできる。
【実施例】
【0114】
以下、実施例を通して本発明をより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は単に説明の目的のためのものであって、本発明の範囲を制限するのではない。
【0115】
<有機発光装置の製造1−赤色発光層を含む有機発光装置の製造>
実施例1
ガラス基板上にAg/ITO膜を形成した後にパターニングして下部電極を形成した。前記下部電極上に正孔注入層として、N4,N4’−ジフェニル−N4,N4’−ビス(9−フェニル−9H−カーバゾール−3−イル)ビペニル−4,4’−ジアミン(N4,N4’−diphenyl−N4,N4’−bis(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)biphenyl−4,4’−diamine)およびジピラジノ[2,3−f:2’,3’−h]キノサリンヘキサカーボニトリル(dipyrazino[2,3−f:2’,3’−h]quinoxaline hexacarbonitrile、HAT−CN)をそれぞれ70nmおよび5nm積層した。正孔輸送層として、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビペニル−4,4’−ジアミン(N,N’−di(1−naphtyl)−N,N’−diphenyl−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine、NPD)を100nm積層した。
【0116】
その上に下記の化学式13で表される化合物とトリス(1−フェニルイソキノリン)イリジウム(tris(1−phenylisoquinoline)iridium、Ir(piq))とを混合した混合物を蒸着して有機発光層を形成した。Ir(piq)は化学式13で表される化合物対比3wt%の濃度で混合された。前記化学式13で表される化合物は、有機発光層のホスト物質として使用され、前記Ir(piq)は有機発光層のドーパントとして使用された。
【0117】
【化42】

【0118】
前記有機発光層上に2−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール)(2−(4−(9,10−di(naphthalen−2−yl)anthracen−2−yl)phenyl)−1−phenyl−1H−benzo[d]imidazole)(ETL1)および8−ヒドロキシキノリノラトリチウム(8−hydroxyquinolinolato lithium、Liq)をそれぞれ30nmおよび0.5nmの厚さに蒸着して電子輸送層および電子注入層を形成した。
【0119】
次に、Mg/Ag膜(重量比Mg:Ag=160:10)を200nm厚さに蒸着して、上部電極を形成した。
【0120】
これによって、赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0121】
実施例2
ホスト物質を下記の化学式14で表された化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0122】
【化43】

【0123】
実施例3
ホスト物質を下記の化学式16で表された化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0124】
【化44】

【0125】
実施例4
ホスト物質を下記の化学式17で表された化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0126】
【化45】

【0127】
実施例5
ホスト物質を下記の化学式18で表された化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0128】
【化46】

【0129】
実施例6
ホスト物質を下記の化学式19で表された化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0130】
【化47】

【0131】
実施例7
ホスト物質を下記の化学式20で表された化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0132】
【化48】

【0133】
実施例8
ホスト物質を下記の化学式21で表された化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0134】
【化49】

【0135】
実施例9
ホスト物質を下記の化学式22で表された化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0136】
【化50】

【0137】
比較例1
ホスト物質としてビフェノキシ−ビ(8−ヒドロキシ−3−メチルキノリン)アルミニウム(biphenoxy−bi(8−hydroxy−3−methylquinoline)aluminium、BAlq)を使用したことを除いては、実施例1と同様な方法で赤色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0138】
<評価1>
実施例1乃至実施例9による有機発光装置と比較例1による有機発光装置の駆動電圧(V)および電流効率を測定した。測定した結果は下記表1の通りである。
【0139】
【表1】

【0140】
表1を参照すれば、実施例1乃至実施例9による有機発光装置は、比較例1による有機発光装置に比べて低い駆動電圧を有することが分かる。これに加えて、実施例1乃至実施例9による有機発光装置は、比較例1による有機発光装置に比べて高い電流効率を有することが分かる。
【0141】
また、色座標系および最大発光波長測定を通した色品質測定では、実施例1乃至実施例9による有機発光装置と比較例1による有機発光装置との色品質が実質的に同等なことが分かる。
【0142】
つまり、本発明の実施例1乃至実施例9による有機発光装置は、比較例1による有機発光装置と実質的に同等な色品質の光を低い駆動電圧で高い電流効率で放出することが分かる。
【0143】
<有機発光装置の製造2−緑色発光層を含む有機発光装置の製造>
実施例10
ガラス基板上にAg/ITO膜を形成した後にパターニングして下部電極を形成した。前記下部電極上に正孔注入層として、N4,N4’−ジフェニル−N4,N4’−ビス(9−フェニル−9H−カーバゾール−3−イル)ビペニル−4,4’−ジアミン(N4,N4’−diphenyl−N4,N4’−bis(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)biphenyl−4,4’−diamine)およびジピラジノ[2,3−f:2’,3’−h]キノサリンヘキサカーボニトリル(dipyrazino[2,3−f:2’,3’−h]quinoxaline hexacarbonitrile、HAT−CN)をそれぞれ70nmおよび5nm積層した。正孔輸送層として、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビペニル−4,4’−ジアミン(N、N’−di(1−naphtyl)−N,N’−diphenyl−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine、NPD)を100nm積層した。
【0144】
その上に下記の化学式15で表される化合物とビス(2−フェニルピリジン)イリジウム(bis(2−phenylpyridine)iridium、ppy)とを混合した混合物を蒸着して有機発光層を形成した。ppyは化学式15で表される化合物対比3wt%の濃度で混合された。前記化学式15で表される化合物は、有機発光層のホスト物質として使用され、前記ppyは有機発光層のドーパントとして使用された。
【0145】
【化51】

【0146】
前記有機発光層上に2−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール)(2−4−(9,10−di(naphthalen−2−yl)anthracen−2−yl)phenyl)−1−phenyl−1H−benzo[d]imidazole)(ETL1)および8−ヒドロキシキノリノラトリチウム(8−hydroxyquinolinolato lithium、Liq)をそれぞれ30nmおよび0.5nmの厚さに蒸着して電子輸送層および電子注入層を形成した。
【0147】
次に、Mg/Ag膜(重量比Mg:Ag=160:10)を200nm厚さに蒸着して、上部電極を形成した。
【0148】
これによって、緑色発光層を含む有機発光装置が形成された。
【0149】
比較例2
ホスト物質として4,4’−N,N’−ジカーバゾール−ビペニル(4,4’−N,N’−dicarbazole−biphenyl、CBP)を使用したことを除いては、実施例10と同様な方法で緑色発光層を含む有機発光装置が製造された。
【0150】
<評価2>
実施例10による有機発光装置と比較例2による有機発光装置の駆動電圧(V)および電流効率を測定した。測定した結果は下記表2の通りである。
【0151】
【表2】

【0152】
表2を参照すれば、実施例10による有機発光装置は、比較例2による有機発光装置に比べて低い駆動電圧を有することが分かる。これに加えて、実施例10による有機発光装置は、比較例2による有機発光装置に比べて高い電流効率を有することが分かる。
【0153】
また、色座標系および最大発光波長測定を通した色品質測定では、実施例10による有機発光装置と比較例2による有機発光装置との色品質が実質的に同等なことが分かる。
【0154】
つまり、本発明の実施例10による有機発光装置は、比較例2による有機発光装置と実質的に同等な色の光を低い駆動電圧で高い電流効率で放出することが分かる。
【符号の説明】
【0155】
120 下部電極、
130 下部補助層、
140 有機発光層、
150 上部補助層、
160 上部電極。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の化学式1で表される化合物を含む有機材料。
【化1】

前記化学式1において、Aは、酸素(O)原子または硫黄(S)原子であり、Mは、2価または3価金属原子であり、Rは、水素原子、ハロゲン原子(F、Br、Cl、またはI)、ヒドロキシ基、C1〜C30アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基(−NR’R”、ここでR’、R”は、相互に独立して、水素原子またはC1〜C30炭化水素基を表す。)、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、C1〜C30エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、C1〜C30アルキル基、C2〜C16アルケニル基、C2〜C16アルキニル基、C6〜C30アリール基、C7〜C13アリールアルキル基、C1〜C4オキシアルキル基、C1〜C20ヘテロアルキル基、C3〜C20ヘテロアリールアルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C3〜C15シクロアルケニル基、C6〜C15シクロアルキニル基、C3〜C30ヘテロシクロアルキル基からなる群より選択され、Yは、置換または非置換された縮合多環芳香族基であり、Z〜Zは、それぞれ独立して炭素原子または窒素原子であり、mは、1〜4の整数であり、nは、2または3である。
【請求項2】
前記縮合多環芳香族基は、炭化水素系の縮合多環芳香族基または炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせを含むヘテロ縮合多環芳香族基である、請求項1に記載の有機材料。
【請求項3】
前記Yは、下記の化学式2乃至化学式12のうちの少なくとも一つで表される、請求項1または2に記載の有機材料。
【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

前記化学式2乃至化学式12において、R〜R12は、それぞれ独立して水素原子、C1〜C10アルキル基、アミノ基(−NH)、C1〜C10アルキルアミノ基(−NR’R”、ここでR’、R”は、相互に独立して、水素原子またはC1〜C10アルキル基を表す。但し、R’およびR”の少なくとも1つはアルキル基である。)、C1〜C10アルコキシ基、C2〜C10エステル基、ニトロ基、シアノ基、C6〜C30アリール基、C3〜C20ヘテロアリール基、ピリジル基、およびハロゲン原子らからなる群より選択され;前記化学式11および前記化学式12において、X〜X12は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子からなる群より選択される。
【請求項4】
前記mは、2〜4の整数であり、隣接するR同士は、縮合環を形成する、請求項1〜3のいずれかに記載の有機材料。
【請求項5】
前記化学式1で表される化合物は、下記の化学式13乃至化学式25で表される化合物から構成された群より選択された少なくとも一つを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の有機材料。
【化8】

【化9】

【化10】

【化11】

【化12】

【化13】

【化14】

【請求項6】
互いに対向する第1電極および第2電極;および
前記第1電極と前記第2電極との間に位置する有機層;を含み、
前記有機層は、下記の化学式1で表される化合物を含む、有機発光装置。
【化15】

前記化学式1において、Aは、酸素(O)原子または硫黄(S)原子であり、Mは、2価または3価金属原子であり、Rは、水素原子、ハロゲン原子(F、Br、Cl、またはI)、ヒドロキシ基、C1〜C30アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基(−NR’R”、ここでR’、R”は、相互に独立して、水素原子またはC1〜C30炭化水素基を表す。)、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、C1〜C30エステル基、カルボキシル基ないしその塩、スルホン酸基ないしその塩、リン酸基ないしその塩、C1〜C30アルキル基、C2〜C16アルケニル基、C2〜C16アルキニル基、C6〜C30アリール基、C7〜C13アリールアルキル基、C1〜C4オキシアルキル基、C1〜C20ヘテロアルキル基、C3〜C20ヘテロアリールアルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C3〜C15シクロアルケニル基、C6〜C15シクロアルキニル基、C3〜C30ヘテロシクロアルキル基からなる群より選択され、Yは、置換または非置換された縮合多環芳香族基であり、Z〜Zは、それぞれ独立して炭素原子または窒素原子であり、mは、1〜4の整数であり、nは2または3である。
【請求項7】
前記縮合多環芳香族基は、炭化水素系の縮合多環芳香族基または炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはこれらの組み合わせを含むヘテロ縮合多環芳香族基である、請求項6に記載の有機発光装置。
【請求項8】
前記Yは、下記の化学式2a乃至化学式12aで表される、請求項6または7に記載の有機発光装置。
【化16】

【化17】

【化18】

【化19】

【化20】

【化21】

前記化学式11a乃至化学式12aにおいて、X〜X12は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子の中より独立して選択される。
【請求項9】
前記mは、2〜4の整数であり、隣接するR同士は、縮合環を形成する、請求項6〜8のいずれかに記載の有機発光装置。
【請求項10】
前記化学式1で表される化合物は、下記の化学式13乃至化学式25で表される化合物のうちの少なくとも一つを含む、請求項6〜9のいずれかに記載の有機発光装置。
【化22】

【化23】

【化24】

【化25】

【化26】

【化27】

【化28】

【請求項11】
前記有機層は、有機発光層であり、前記化学式1で表される化合物は、ホスト物質である、請求項6〜10のいずれかに記載の有機発光装置。
【請求項12】
前記有機発光層は、ドーパント物質をさらに含む、請求項11に記載の有機発光装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−17449(P2012−17449A)
【公開日】平成24年1月26日(2012.1.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−32790(P2011−32790)
【出願日】平成23年2月18日(2011.2.18)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Mobile Display Co., Ltd.
【住所又は居所原語表記】San #24 Nongseo−Dong,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do 446−711 Republic of KOREA
【Fターム(参考)】