説明

有機発光素子

【課題】Al系反射膜および透明導電性膜を含む第1電極およびシアノ基含有化合物を含む第1層を備えた有機発光素子を提供する。
【解決手段】基板と、基板上の第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置される発光層を含む有機膜と、を含み、前記第1電極は、第1元素およびNiを含むAl系反射膜と、透明導電性膜と、を含み、前記第1元素は、La、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、前記Al系反射膜および前記透明導電性膜は、基板から順次に積層されており、前記第1電極と前記発光層との間にシアノ基含有化合物を含む第1層を具備する有機発光素子である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機発光素子(organic light emitting device)は、自発光型素子であって、視野角が広く、コントラストに優れるだけでなく、応答時間が速く、輝度、駆動電圧および応答速度特性に優れて、多色化が可能であるという長所を有している。
【0003】
一般的な有機発光素子は、基板上にアノードが形成されており、このアノード上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層およびカソードが順次に形成されている構造を有することができる。ここで、正孔輸送層、発光層および電子輸送層は、有機化合物からなる有機薄膜である。
【0004】
前述したような構造を有する有機発光素子の駆動原理は、次の通りである。
【0005】
前記アノードとカソードとの間に電圧を印加すれば、アノードから注入された正孔は、正孔輸送層を経て発光層に移動し、カソードから注入された電子は、電子輸送層を経て発光層に移動する。前記正孔および電子などのキャリアは、発光層領域で再結合して励起子を生成する。この励起子が、励起状態から基底状態に変わりつつ、光が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】韓国特許公開第2005−0097670号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、駆動電圧特性および電力効率特性が向上した有機発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、本発明は、基板と、前記基板上の第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置される発光層を含む有機膜と、を含み、前記第1電極は、第1元素およびNiを含むAl系反射膜と、透明導電性膜と、を含み、前記第1元素は、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)およびルテチウム(Lu)からなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、前記Al系反射膜および前記透明導電性膜は、前記基板から順次に積層されており、前記第1電極と前記発光層との間にシアノ基含有化合物を含む第1層を具備する有機発光素子を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、有機発光素子の駆動電圧特性および電力効率特性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態による有機発光素子の構造を示す断面概略図である。
【図2A】本発明の一実施形態によるAl系反射膜の断面を観察した写真である。
【図2B】図2AのAl系反射膜のHAADF−STEM(High−Angle−Annular−Dark−Field−Scanning−Transmission−Electron−Microscope)写真である。
【図2C】図2Aに示す断面における、異常成長結晶粒の成分分析の結果を示す図である。
【図3】本発明の他の実施形態による第1電極の断面を観察した写真である。
【図4】本発明の他の実施形態による有機発光素子の構造を示す断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付した図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明の一実施形態による有機発光素子10の構造を示す断面概略図である。有機発光素子10は、基板1、第1電極5、シアノ基含有化合物を含む第1層6、有機膜7、および第2電極9が順次に積層された構造を有する。前記第1電極5は、第1元素およびNiを含むAl系反射膜5aおよび透明導電性膜5bを含むが、前記Al系反射膜5aと前記透明導電性膜5bとは、前記基板1から順次に積層されている。
【0013】
前記基板1としては、通常の有機発光素子で使われる基板を使用できるが、機械的強度、熱安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板が好ましい。
【0014】
前記基板1上には、第1元素およびNiを含むAl系反射膜5aが形成されている。前記第1元素は、La、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群より選択される少なくとも1種の元素である。
【0015】
前記Al系反射膜5aは、反射率が高く、有機発光素子の光効率を改善しうる。また、前記Al系反射膜5aは、Alの特性上、熱安定性が高く、高温の製造工程に曝されても、耐久性に優れる。それだけでなく、前記Al系反射膜5aは、これと隣接して形成される無機層または有機層との接着特性も優秀である。したがって、実質的にAl系反射膜およびITO透明導電性膜は互いに分離されない。
【0016】
前記Al系反射膜5a上には、透明導電性膜5bがAl系反射膜5aと接触して形成されているが、前記Al系反射膜5aと透明導電性膜5bとの間には、電位差によるガルバニック腐食現象が実質的に起こらない。
【0017】
ガルバニック(Galvanic)腐食は、互いに異なる種類の二つの金属が近接している時、その二つの金属の電位差によって電圧が発生して電流が流れ、電気が発生する現象である。このように電気的に接触している互いに異なる金属は、界面での仕事関数の差により活性の大きい(低い電位の)金属が正極として作用し、相対的に活性の低い(高い電位の)金属が負極として作用する。この際、前記二つの金属が腐食性溶液に曝される時、金属間の電位差によって両金属で腐食が発生する現象をガルバニック腐食(Galvanic Corrosion)といい、活性の大きな正極は、単独で存在する時よりも速い速度で腐食され、活性の低い負極は、遅い速度で腐食が進行する。このようなガルバニック腐食の現象が互いに異なる物質からなる2層の電極層間の界面に沿って広がれば、電極間のコンタクト抵抗が急激に上昇して、非常に不安定な抵抗分布を示しうる。これにより、2層の電極層を具備した有機発光素子の駆動時、画素間の色の具現が、一部は明るく、一部は暗く具現されるなどの輝度が不均一となる現象が発生して、具現される画面の品質が大きく低下するなど、ガルバニック腐食は、有機発光素子の品質低下の一要因になりうる。
【0018】
しかし、前記Al系反射膜5aは、後述するような第1元素を含むため、前述したようなガルバニック腐食は、前記Al系反射膜5aと透明導電性膜5bとの間で実質的に発生しない。したがって、本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、品質の向上が見られる。
【0019】
前記Al系反射膜5aは、Niを含む。その結果、前記Al系反射膜5aは、AlxNi相(phase)(ここで、xは2.5〜3.5である)を含みうる。xは、前記範囲内で多様に変化しうる。
【0020】
図2Aは、Ti層(B層)上に形成されており、2質量%のNiおよび0.35質量%のLaを含むAl系反射膜(A層)の断面を観察したTEM写真であり、図2Bは、図2Aに示されたAl系反射膜のHAADF−STEM(High−Angle−Annular−Dark−Field−Scanning−Transmission−Electron−Microscope))写真であり、図2Cは、図2Aのうち、灰色球状塊りとして観察される異常成長結晶粒(第1測定地点および第2測定地点)をEDS半定量法で分析した結果を示す図である。これにより、図2Aの異常成長結晶粒には、AlとNiとが、Al(K):Ni(K)=73:27(原子%基準)の割合で存在するところ、前記Al系反射膜は、AlNi(ここで、xは約3である)と推定される相を含むことを確認することができる。
【0021】
前記AlNi相(phase)(ここで、xは、2.5〜3.5)は、前記透明導電性膜5bと接触しうる。
【0022】
一方、Al系反射膜5aの透明導電性膜5bの側の面には、ニッケルリッチ酸化物層(Ni rich oxide layer)が存在しうる。
【0023】
図3は、通常のTFT基板上に2質量%のNiおよび0.35質量%のLaを含むAl系反射膜(図3のCの領域)を形成した後、前記Al系反射膜上にITO透明導電性膜(図3のDの領域)を形成し、基板、Al系反射膜およびITO透明導電性膜からなる構造物の断面を観察したTEM写真である。図3のうち、斜めの線で表されているAl系反射膜とITO導電膜との間の白色のライン(図3のEで表されているライン)の一部は、ニッケルリッチ酸化物層(Ni rich oxide layer)であって、その厚さは、約7〜8nmと観察されうる。
【0024】
前述したようなAlNi相(phase)(ここで、xは2.5〜3.5)および/またはニッケルリッチ酸化物層(Ni rich oxide layer)によって、Al系反射膜5aと透明導電性膜5bとの間は、オーム接触(ohmn Contact)が可能である。
【0025】
前記Al系反射膜5a中のNiの含量は、Al系反射膜全体の質量を100質量%として、好ましくは0.6〜5質量%、より好ましくは1〜4質量%である。本発明による有機発光素子の一実施形態によれば、前記Niの含量は2質量%でありうる。前記Al系反射膜5aのうち、Niの含量が0.6質量%以上である場合、Al系反射膜5aと透明導電性膜5bとの間のコンタクト抵抗安定性が向上し、前記Al系反射膜5aのうち、Niの含量が5質量%以下である場合、Al系反射膜5aの反射率および耐化学性が実質的に低下しない。前記Niの含量範囲は、例示的な範囲であって、これに限定されるものではない。
【0026】
前記Al系反射膜5aは、前述したような役割を果たすNi以外に、第1元素を含む。前記第1元素は、La、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む。
【0027】
前記Al系反射膜5aが前述したような第1元素を含むことによって、熱安定性が改善され、ガルバニック腐食が抑制されうる。例えば、前記第1元素は、Laを含むことができるが、これに限定されるものではない。
【0028】
前記Al系反射膜5a中の前記第1元素の含量は、Al系反射膜全体の質量を100質量%として、好ましくは0.1〜3質量%、より好ましくは、0.1〜1質量%である。前記第1元素の含量が0.1質量%以上であれば、Al系反射膜5a中の、Alの熱安定性が実質的に低下せず、前記第1元素の含量が3質量%以下である場合、反射率低下などの問題が実質的に防止されうる。前記第1元素の含量範囲は、例示的な範囲であって、これに限定されるものではない。さらに好ましくは、前記第1元素の含量は、0.3〜0.35質量%であるが、これに限定されるものではない。
【0029】
前記Al系反射膜5aの厚さは、好ましくは50nm以上、より好ましくは100〜500nmである。前記Al系反射膜5aの厚さが50nm以上である場合、有機層で生成された光が、Al系反射膜5aを通じて透過されて光効率が低下する問題が実質的に防止されうる。
【0030】
前記透明導電性膜5bの材料の具体例としては、透明かつ導電性を有する金属酸化物が挙げられる。その例としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、または酸化錫(SnO)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、透明導電性膜5bはITOから形成される。
【0031】
前記透明導電性膜5bの厚さは、好ましくは5〜100nm、より好ましくは7〜80nmである。前記透明導電性膜5bの厚さが前述したような範囲を満たす場合、Al系反射膜の反射率低下を最小化させつつも有機発光素子の効率が向上しうる。
【0032】
前記透明導電性膜5b上には、シアノ基含有化合物を含む第1層6が備わっている。前記第1層6に含まれるシアノ基含有化合物は、2つの1電子還元形態を有するので、安定したラジカルが生成可能な、拡張されたπ−電子系を有する(例えば、サイクリックボルタンメトリー(cyclic voltammetry)で確認可能)。したがって、このような第1層6によって、前記第1電極5から前記有機膜7への正孔注入障壁が低くなり、前記第1電極5から前記有機膜7への正孔注入が容易になりうる。これにより、駆動電圧特性および電力効率特性が向上した有機発光素子を具現することができる。
【0033】
前記第1層6に含まれるシアノ基含有化合物は、下記化学式1〜20で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
【0034】
【化1】

【0035】
【化2】

【0036】
【化3】

【0037】
【化4】

【0038】
【化5】

【0039】
【化6】

【0040】
【化7】

【0041】
前記化学式1〜20中、X〜Xは、互いに独立して、下記化学式30A〜30Dで表される基からなる群より選択される基であり、
【0042】
【化8】

【0043】
〜Yは、互いに独立して、窒素原子または=C(R103)−で表される基であり、
〜Zは、互いに独立して、炭素原子または窒素原子であり、
およびAは、互いに独立して、酸素原子、硫黄原子、−N(R104)−で表される基、または−C(R105)(R106)−で表される基であり、
101およびQ102は、互いに独立して、炭素数2〜10のアルキレン基、炭素数2〜10のアルケニレン基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数2〜10のアルキレン基もしくは炭素数2〜10のアルケニレン基であり、
およびTは、互いに独立して、炭素数5〜30の芳香族環システム、炭素数2〜30のヘテロ芳香族環システム、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数5〜30の芳香族環システムもしくは炭素数2〜30のヘテロ芳香族環システムであり、
pは1〜10の整数であり、
qは0〜10の整数であり、;
101〜R106は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、下記化学式101で表される基、下記化学式102で表される基、−N(R107)(R108)で表される基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数5〜14のアリール基、炭素数2〜14のヘテロアリール基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基もしくは炭素数1〜10のアルコキシ基であり、
【0044】
【化9】

【0045】
この際、前記R107およびR108は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基またはビフェニル基であり、
101は、炭素数5〜14のアリーレン基、炭素数5〜14のヘテロアリーレン基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルケニレン基、炭素数5〜14のアリーレン基、もしくは炭素数5〜14のヘテロアリーレン基である。
【0046】
例えば、前記化学式1〜20中の、X〜Xは、互いに独立して、前記化学式30Aで表される基または前記化学式30Dで表される基であることが好ましい。
【0047】
例えば、前記化学式1〜20中の、Y〜Yで用いられうるC(R103)中のR103は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、−N(R107)(R108)で表される基、またはハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピリジニル基、チオフェニル基、およびベンゾチオフェニル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基もしくは炭素数1〜10のアルコキシ基であり、この際、前記R107およびR108は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基またはビフェニル基である。
【0048】
具体的に、前記R103は、水素原子、フッ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、エテニル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、フェニル基で置換されたメチル基、フェニル基で置換されたプロピル基、または−N(ビフェニル基)(ビフェニル基)であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【0049】
前記化学式1および2中の、前記R101およびR102は、互いに独立して、シアノ基、下記化学式101で表される基、または下記化学式102で表される基であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【0050】
【化10】

【0051】
前記化学式1〜20中の、前記AおよびAは、互いに独立して、硫黄原子であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【0052】
前記化学式20中の、Q101およびQ102は、互いに独立して、エチレン基、プロピレン基、エテニレン基、、プロペニレン基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換されたエチレン基、プロピレン基、エテニレン基もしくはプロペニレン基である。好ましくは、前記Q101およびQ102は、互いに独立して、エチレン基、エテニレン基、フッ素原子、およびシアノ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換されたエチレン基またはエテニレン基であるが、これらに限定されるものではない。
【0053】
前記化学式1〜20中の、TおよびTは、ZおよびZまたはZおよびZを構成元素として有する炭素数5〜30の芳香族環システム、炭素数2〜30のヘテロ芳香族環システム、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数5〜30の芳香族環システム、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数2〜30のヘテロ芳香族環システムであって、上記化学式からわかるように、上記化学式の中心バックボーン(backbone)と一部以上の位置で縮合されている。
【0054】
前記炭素数5〜30の芳香族環システムは、1つ以上の芳香族環を含む炭素原子数5〜30個のカルボ環芳香族システムを示すものであって、ここで、前記“システム”という用語は、前記炭素数5〜30の芳香族環システムが多環構造も含むことを表すために使用したものである。前記炭素数5〜30の芳香族環システムが2以上の芳香族環を含む場合、前記2以上の芳香族環は、互いに縮合されうる。一方、前記炭素数2〜30のヘテロ芳香族環システムは、窒素原子(N)、酸素原子(O)、リン原子(P)および硫黄原子(S)からなる群より選択される1個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がCである1つ以上のヘテロ芳香族環を含む炭素数2〜30のカルボ環芳香族システムを示すものであって、前記炭素数2〜30ヘテロ芳香族環システムがヘテロ芳香族環以外に、1つ以上の芳香族環および/またはヘテロ芳香族環をさらに含む場合、これらは互いに縮合されうる。
【0055】
炭素数5〜30の芳香環基の具体例としては、例えば、ベンゼン環、ペンタレン(pentalene)環、インデン(indene)環、ナフタレン(naphthalene)環、アズレン(azulene)環、ヘプタレン(heptalene)環、インダセン(indacene)環、アセナフタレン(acenaphthylene)環、フルオレン(fluorene)環、フェナレン(phenalene)環、フェナントレン(phenanthrene)環、アントラセン(anthracene)環、フルオランテン(fluoranthene)環、トリフェニレン(triphenylene)環、ピレン(pyrene)環、クリセン(chrysene)環、ナフタセン(naphthacene)環、ピセン(picene)環、ペリレン(perylene)環、ペンタフェン(pentaphene)環、およびヘキサセン(hexacene)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0056】
前記炭素数2〜30のヘテロ芳香族環システムの具体例としては、ピロール(pyrrole)環、ピラゾール(pyrazole)環、イミダゾール(imidazole)環、イミダゾリン(imidazoline)環、ピリジン(pyridine)環、ピラジン(pyrazine)環、ピリミジン(pyrimidine)環、インドール(indole)環、プリン(purine)環、キノリン(quinoline)環、フタラジン(phthalazine)環、インドリジン(indolizine)環、ナフチリジン(naphthyridine)環、キナゾリン(quinazoline)環、シノリン(cinnoline)環、インダゾール(indazole)環、カルバゾール(carbazole)環、フェナジン(phenazine)環、フェナントリジン(phenanthridine)環、ピラン(pyran)環、クロメン(chromene)環、ベンゾフラン(benzofuran)環、チオフェン(thiophene)環、ベンゾチオフェン(benzothiophene)環、イソチアゾール(isothiazole)環、イソキサゾール(isoxazole)環、チアジアゾール(thiadiazole)環、およびオキサジアゾール(oxadiazole)環などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0057】
好ましくは、前記化学式1〜20中の、TおよびTは、互いに独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、チオフェン環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、またはハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換されたベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、チオフェン環、チアジアゾール環、もしくはオキサジアゾール環であるが、これらに限定されるものではない。
【0058】
前記化学式1〜20中の、pは好ましくは1であるが、これに限定されるものではない。また、qは好ましくは0、1または2であるが、これらに限定されるものではない。より好ましくは、化学式3中の、qが0である場合、前記化学式3で表される化合物は、後述する化学式3Aで表される化合物である。
【0059】
前記化学式2中の、L101は、炭素数5〜14のアリーレン基、炭素数5〜14のヘテロアリーレン基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数5〜14のアリーレン基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数5〜14のヘテロアリーレン基である。好ましくは、前記L101は、チオフェニレン基、ベンゾチオフェニレン基、またはハロゲン原子、シアノ基および炭素数1〜10のアルキル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換されたチオフェニレン基もしくはベンゾチオフェニレン基であるが、これらに限定されるものではない。
【0060】
本発明の一実施形態に係る有機発光素子の第1層のうち、前記シアノ基含有化合物は、下記化学式1A〜20Bで表される化合物〜なる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【0061】
【化11】

【0062】
【化12】

【0063】
【化13】

【0064】
前記化学式1A〜20B中のR103およびR109は、互いに独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、またはプロポキシ基である。
【0065】
本発明の他の実施形態に係る有機発光素子のうち、第1層6に含まれるシアノ基含有化合物は、前記化学式20Aで表される化合物または前記化学式20Bで表される化合物であることが好ましい。ここで、前記化学式20Aまたは前記化学式20B中の、R103およびR109は、いずれもフッ素原子であることが好ましい。
【0066】
前記第1層6は、前述したようなシアノ基含有化合物以外に、正孔輸送性化合物をさらに含みうる。前記シアノ基含有化合物は、前記正孔輸送層化合物と電荷移動錯体(charge transfer complex)を形成することによって、自由キャリア(free carrier)濃度が高まりうるので、第1電極5と有機膜7との界面抵抗低減に寄与しうる。
【0067】
前記正孔輸送性化合物としては、公知の材料を使用しうる。
【0068】
または、前記正孔輸送層化合物としては、下記化学式41およびまたは下記化学式42で表される化合物が好ましい。
【0069】
【化14】

【0070】
【化15】

【0071】
前記化学式41および42中、
10は−(Ar−Ar−で表される基であり、
16は−(Ar11)m−Ar12で表される基であり、
Ar、Ar11、LおよびL11は、互いに独立して、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数5〜30のアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数4〜30のヘテロアリーレン基、または−N(Q)−で表される基であり、
n、m、aおよびbは、互いに独立して、0〜10の整数であり、
前記R〜R、R11〜R15、R17、R18、R21〜R29、Ar、Ar12およびQは、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは非置換の炭素数5〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数4〜30のヘテロアリール基、または−N(Q)(Q)で表される基基であり、 前記QおよびQは、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは非置換の炭素数5〜30のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数4〜30のヘテロアリール基であり、
前記−(Ar−のうち、n個のArは、互いに同じであるか異なり、前記−(Ar11−のうち、m個のAr11は、互いに同じであるか異なり、前記−(L−のうち、a個のLは、互いに同じか異なり、−(L11−のうち、b個のL11は、互いに同じであるか異なる。
【0072】
前記R10で用いられる−(Ar−Ar−およびR16で用いられる−(Ar11−Ar12−のうち、ArおよびAr11の具体例としては、置換または非置換の炭素数1〜10のアルキレン基、置換または非置換の炭素数2〜10のアルケニレン基、置換または非置換のフェニレン基、置換または非置換のペンタレニレン基(pentalenylene)、置換または非置換のインデニレン基(indenylene)、置換または非置換のナフチレン基(naphthylene)、置換または非置換のアズレニレン基(azulenylene)、置換または非置換のヘプタレニレン基(heptalenylene)、置換または非置換のインダセニレン基(indacenylene)、置換または非置換のアセナフタレン基(acenaphthylene)、置換または非置換のフルオレニレン基(fluorenylene)、置換または非置換のフェナレニレン基(phenalenylene)、置換または非置換のフェナントレニレン基(phenanthrenylene)、置換または非置換のアントラセニレン基(anthracenylene)、置換または非置換のフルオランテニレン基(fluoranthenylene)、置換または非置換のトリフェニレニレン基(triphenylenylene)、置換または非置換のピレニレン基(pyrenylenylene)、置換または非置換のクリセニレン基(chrysenylene)、置換または非置換のナフタセニレン基(naphthacenylene)、置換または非置換のピセニレン基(picenylene)、置換または非置換のペリレニレン基(perylenylene)、置換または非置換のペンタフェニレン基(pentaphenylene)、置換または非置換のヘキサセニレン基(hexacenylene)、置換または非置換のピロリレン基(pyrrolylene)、置換または非置換のピラゾリレン基(pyrazolylene)、置換または非置換のイミダゾリレン基(imidazolylene)、置換または非置換のイミダゾリニレン基(imidazolinylene)、置換または非置換のイミダゾピリジニレン基(imidazopyridinylene)、置換または非置換のイミダゾピリミジニレン基(imidazopyrimidinylene)、置換または非置換のピリジニレン基(pyridinylene)、置換または非置換のピラジニレン基(pyrazinylene)、置換または非置換のピリミジニレン基(pyrimidinylene)、置換または非置換のインドリレン基(indolylene)、置換または非置換のプリニレン基(purinylene)、置換または非置換のキノリニレン基(quinolinylene)、置換または非置換のフタラジニレン基(phthalazinylene)、置換または非置換のインドリジニレン基(indolizinylene)、置換または非置換のナフチリジニレン基(naphthyridinylene)、置換または非置換のキナゾリニレン基(quinazolinylene)、置換または非置換のシノリニレン基(cinnolinylene)、置換または非置換のインダゾリレン基(indazolylene)、置換または非置換のカルバゾリレン基(carbazolylene)、置換または非置換のフェナジニレン基(phenazinylene)、置換または非置換のフェナントリジニレン基(phenanthridinylene)、置換または非置換のピラニレン基(pyranylene)、置換または非置換のクロクロメニレン基(chromenylene)、置換または非置換のベンゾフラニレン基(benzofuranylene)、置換または非置換のチオフェニレン基(thiophenylene)、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基(benzothiophenylene)、置換または非置換のイソチアゾリレン基(isothiazolylene)、置換または非置換のベンゾイミダゾリレン基(benzoimidazolylene)、置換または非置換のイソキサゾリレン基(isoxazolylene)、置換または非置換のトリアジニレン基、−N(Q)−で表される基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ここで、前記Qは、好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキルチオ基、置換もしくは非置換の炭素数5〜14のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数4〜14のヘテロアリール基または−N(Q)(Q)で表される基であるが、これらに限定されるものではない。
【0073】
好ましくは、前記ArおよびAr11は、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フルオレニレン基、カルバゾリレン基、ピラゾリレン基、ピリジニレン基、トリアジニレン基、−N(Q)−で表される基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、およびアントリル基からなる群より選択された1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フルオレニレン基、カルバゾリレン基、ピラゾリレン基、ピリジニレン基、もしくはトリアジニレン基であるが、これらに限定されるものではない。ここで、前記Qは、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、ピレニル基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、およびアントリル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、もしくはフルオレニル基であるが、これらに限定されるものではない。。
【0074】
前記ArおよびAr12は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、ピレニル基、−N(Q)(Q)で表される基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、およびアントリル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、もしくはピレニル基であり、この際、前記QおよびQは、互いに独立して、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、メチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、またはメチルナフチル基である。
【0075】
前記−(Ar−Ar−および−(Ar11−Ar12−のうち、nおよびmは、互いに独立して、0〜10の整数である。前記nおよびmは、好ましくは、互いに独立して、0、1、2、3,、4、5、または6であるが、これらに限定されるものではない。
【0076】
前記−(Ar−Ar−の−(Ar−のうち、n個のArは、互いに同じであるか異なる。例えば、nが2である場合、−(Ar−のうち、2個のArはいずれもフェニレン基であるか、または1つのArは、−N(Q)−であり、残りの他のArは、フェニレン基であり得るなど、多様な変形例が可能である。前記−(Ar11−Ar12−も、これと同様である。
【0077】
好ましくは、前記R13は、フェニル基、ナフチル基、またはアントリル基であるが、これらに限定されるものではない。
【0078】
好ましくは、前記R28およびR29は、互いに独立して、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、ナフチル基、またはアントリル基であるが、これらに限定されるものではない。
【0079】
前記化学式41および42中の、LおよびL11についての詳細な説明は、前記ArおよびAr11についての詳細な説明と同様なので、これを参照する。
【0080】
好ましくは、前記LおよびL11は、互いに独立して、フェニレン基、アルキルフェニレン基(アルキル基の炭素数は1〜10)、フルオロフェニレン基、カルバゾリレン基、トリアジニレン基、アルキルトリアジニレン基(アルキル基の炭素数は1〜10)、フェニルトリアジニレン基、炭素数1〜10のアルキレン基、またはフェニルカルバゾリレン基であるが、これらに限定されるものではない。
【0081】
前記化学式41および42中の、aおよびbは、互いに独立して、0〜10の整数でありうる。前記aおよびbは、好ましくは、互いに独立して、0、1、2または3であるが、これらに限定されるものではない。
【0082】
前記化学式42の一実施形態において、R10で用いられる−(Ar−Ar−中のAr、およびR16で用いられる−(Ar11−Ar12−中のAr11は、互いに独立して、フェニレン基、カルバゾリレン基、フルオレニレン基、メチルフルオレニレン基、ピラゾリレン基、フェニルピラゾリレン基、−N(Q)−で表される基(ここで、Qは、水素原子、フェニル基、フルオレニル基、ジメチルフルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基、カルバゾリル基、またはフェニルカルバゾリル基である)、ジフェニルフルオレニレン基、トリアジニレン基、メチルトリアジニレン基、フェニルトリアジニレン基、テトラフルオロフェニレン基、エチレン基、およびメチルフェニレン基であり、
nおよびmは、互いに独立して、0、1、2、3,、4、5または6であり、
前記ArおよびAr12は、互いに独立して、水素原子、シアノ基、フルオロ基、フェニル基、シアノフェニル基、ナフチル基、アントリル基、メチル基、ピリジニル基、カルバゾリル基、フェニルカルバゾリル基、フルオレニル基、ジメチルフルオレニル基またはジフェニルフルオレニル基であり、
11、R12、R14、R15、R17、R18、およびR21〜R27は、互いに独立して、水素原子であり、
13は、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基であり、
28およびR29は、互いに独立して、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基であり、
11は、フェニレン基であり、
bは、0または1である。
【0083】
例えば、前記化学式42中、R13は、下記化学式101A〜101Dで表される基から選択されうる。
【0084】
【化16】

【0085】
例えば、前記化学式42中、L11はフェニレン基であり、bは1でありうる。
【0086】
例えば、前記化学式42中、R10は下記化学式102A〜102Gで表される基から選択されうる。
【0087】
【化17】

【0088】
例えば、前記化学式42中、R28およびR29は、互いに独立して、メチル基またはフェニル基であり得る。
【0089】
例えば、前記化学式42中、R11、R12、R14〜R18、およびR21〜R27は、水素原子でありうる。
【0090】
例えば、前記化学式41中、R、RおよびRは、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキル基;炭素数1〜10のアルコキシ基;フェニル基;ナフチル基;カルバゾリル基;フルオレニル基;ピレニル基;アントリル基;ピラゾリル基;ピリジニル基;ハロゲン元素、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、シアノフェニル基、ジフェニルアミノ基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、アルキルフルオレニル基(アルキル基の炭素数は1〜10)、ジアルキルフルオレニル基(アルキル基の炭素数は1〜10)、フェニルフルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基、およびアントリル基からなる群より選択される少なくとも1種の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、ピレニル基、アントリル基、ピラゾリル基、もしくはピリジニル基;または−N(Q)(Q)で表される基である。ここで、前記QおよびQは、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキル基;炭素数1〜10のアルコキシ基;フェニル基;ナフチル基;カルバゾリル基;フルオレニル基;ピレニル基;アントリル基;ピラゾリル基;ピリジニル基;またはハロゲン元素、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、シアノフェニル基、ジフェニルアミノ基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、アルキルフルオレニル基(アルキル基の炭素数は1〜10)、ジアルキルフルオレニル基(アルキル基の炭素数は1〜10)、フェニルフルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基、およびアントリル基からなる群より選択される少なくとも1種の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、ピレニル基、アントリル基、ピラゾリル基、またはピリジニル基であり得る。
【0091】
例えば、前記化学式41中、R、R、およびRは、互いに独立して、下記化学式201〜226で表される基のうち、1つでありうる。
【0092】
【化18】

【0093】
【化19】

【0094】
本発明の他の実施形態によれば、前記正孔輸送性化合物は、下記化合物1T〜38Tからなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。しかし、これらに限定されるものではない。
【0095】
【化20】

【0096】
【化21】

【0097】
【化22】

【0098】
【化23】

【0099】
【化24】

【0100】
【化25】

【0101】
【化26】

【0102】
【化27】

【0103】
【化28】

【0104】
【化29】

【0105】
【化30】

【0106】
【化31】

【0107】
【化32】

【0108】
【化33】

【0109】
【化34】

【0110】
前記第1層6が、前記シアノ基含有化合物以外に前述したような正孔輸送性化合物をさらに含む場合、前記第1層6中の前記シアノ基含有化合物の含量は、好ましくは前記第1層の質量100質量部当り0.1〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部、さらに好ましくは0.5〜5質量部である。前記シアノ基含有化合物の範囲が前述したような範囲を満たす場合、十分な駆動電圧の低下および電力効率の向上効果が得られる。
【0111】
前記第1層6の厚さは、好ましくは1〜210nm(10〜2100Å)、より好ましくは1〜50nm(10〜500Å)、さらに好ましくは2〜20nm(20〜200Å)である。前記第1層6の厚さの範囲が、前述したような範囲を満たす場合、十分な駆動電圧および電力効率の特性向上の効果が得られる。
【0112】
前記第1層6の上部には有機膜7が備えられている。本明細書において、“有機膜”とは、第1電極5と第2電極9との間に配置されたあらゆる層を包括して示すものであって(ここで、前述したような第1層6は除く)、前記有機膜7は、金属錯体なども含むものであって、必ずしも有機物のみでなされた膜を意味するものではない。
【0113】
前記有機膜7は発光層を含む。
【0114】
前記第1層6と前記発光層との距離は、好ましくは5nm(50Å)以上、より好ましくは10nm(100Å)以上、さらに好ましくは10〜140nm(100〜1400Å)である。前記第1層6と前記発光層との距離が前述したような範囲を満たす場合、発光層で励起子が前記第1層6に含まれるシアノ基含有化合物によってクエンチングされる現象が実質的に防止されて、良質の有機発光素子を具現しうる。
【0115】
前記発光層以外にも、前記有機膜7は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層および電子注入層のうち、1つ以上の層をさらに含みうる。
【0116】
例えば、前記第1層6と前記発光層との間には、正孔注入層および正孔輸送層からなる群より選択される1つ以上の層がさらに配置されうる。具体的には、前記第1層6と前記発光層との間には、正孔輸送層がさらに含まれうるが、これに限定されるものではない。
【0117】
正孔注入層(HIL)は、前記第1層6の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような多様な方法を利用して形成されうる。
【0118】
真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造および熱的特性によって異なるが、一般的に蒸着温度が100〜500℃、真空度が1.33×10−6〜1.33×10−1Pa(10−8〜10−3torr)、蒸着速度が0.001〜10nm/sec(0.01〜100Å/sec)の範囲で適切に選択することが好ましい。
【0119】
スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造および熱的特性によって異なるが、2000〜5000rpmの回転数が好ましく、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、80〜200℃の温度範囲で適切に選択することが好ましい。
【0120】
正孔注入層物質としては、公知された正孔注入材料を使用できるが、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、m−MTDATA(4,4’,4’’−tris(3−methylphenylphenylamino)triphenylamine)、NPB(N,N’−ビス−(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニルベンジジン)、TDATA、2T−NATA、Pani/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonicacid:ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸)、PEDOT/PSS(Poly(3,4−ethylenedioxythiophene)/Poly(4−styrenesulfonate):ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホネート))、Pani/CSA(Polyaniline/Camphorsulfonicacid:ポリアニリン/カンファースルホン酸)またはPANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4−styrenesulfonate))などを使用できるが、これらに限定されない。
【0121】
【化35】

【0122】
前記正孔注入層の厚さは、好ましくは5〜1000nm(50〜10000Å)、より好ましくは10〜250nm(100〜2500Å)である。前記正孔注入層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに十分な正孔注入特性を得ることができる。
【0123】
次いで、前記正孔注入層または前記第1層6の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法などの多様な方法を利用して正孔輸送層(HTL)を形成しうる。真空蒸着法およびスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件およびコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。
【0124】
前記正孔輸送層材料としては、例えば、上記の化学式41で表される化合物または化学式42で表される化合物が使用されうる。
【0125】
前記正孔輸送層の厚さは、好ましくは5〜1000nm(50〜10000Å)、より好ましくは10〜250nm(100〜2500Å)である。前記正孔輸送層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに十分な正孔輸送特性を得ることができる。
【0126】
前記正孔輸送層の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法を利用して発光層(EML)を形成しうる。真空蒸着法およびスピンコーティング法により発光層を形成する場合、その蒸着条件およびコーティング条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。
【0127】
前記発光層は、1つの化合物を含むか、ホストとドープ剤との組み合わせを含みうる。前記ホストの例としては、例えば、Alq3、CBP(4,4'−N,N'−ジカルバゾール−ビフェニル)、TCTA、TPBI(1,3,5−トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼン(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazole−2−yl)benzene))、E3、DSA(ジスチリルアリーレン)、下記化学式51で表される化合物、下記化学式52で表される化合物、下記化学式53で表される化合物、下記化学式54で表される化合物などが使用されうるが、これらに限定されるものではない。
【0128】
【化36】

【0129】
【化37】

【0130】
【化38】

【0131】
前記化学式51〜54中の、Ar51、A52、Ar53およびAr54の各々についての詳細な説明は、前述したArについての説明と同一なので、本明細書において、Arについての説明を参照する。
【0132】
前記化学式51〜54で表される化合物の具体例によれば、前記Ar51、Ar52、Ar53およびAr54は、互いに独立して、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、およびフェニル基で置換されたアントリレン基からなる群より選択される基であるが、これらに限定されるものではない。
【0133】
前記化学式51〜54中の、R201〜R209およびR51〜R56の各々についての詳細な説明は、前述したArについての説明と同一なので、本明細書において、Arについての説明を参照する。例えば、R201〜R209は水素でありうる。
【0134】
前記化学式51〜54中の、d、e、fおよびgは、互いに独立して0〜10の整数である。好ましくは、前記deおよびfは、互いに独立して、0、1または2であるが、これらに限定されるものではない。
【0135】
前記化学式51〜54で表される化合物の具体例によれば、前記R51〜R56は、互いに独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、カルバゾリル基、または−N(Q)(Q)で表される基であり、この際、前記QおよびQは、互いに独立して、メチル基、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基である。
【0136】
本発明のさらに他の実施形態によれば、前記有機膜7において、発光層は、下記化合物51〜58からなる群より選択されるの少なくとも1種の化合物をホストとして含むことが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【0137】
【化39】

【0138】
一方、赤色ドープ剤としては、PtOEP、Ir(piq)、BtpIr(acac)などを利用しうるが、これらに限定されるものではない(下記化学式参照)。
【0139】
【化40】

【0140】
また、緑色ドープ剤としては、Ir(ppy)(ppy=フェニルピリジン)、Ir(ppy)(acac)、Ir(mpyp)、前記化合物51〜54からなる群より選択される少なくとも1種の化合物、下記化学式111で表される化合物、下記化学式112で表される化合物などが使用されうるが、これらに限定されるものではない。
【0141】
【化41】

【0142】
【化42】

【0143】
前記化学式111および112中の、Ar71およびAr72の各々についての詳細な説明は、前述したArについての説明と同一なので、本明細書において、Arについての説明を参照する。
【0144】
前記化学式111および112の具体例によれば、前記Ar71およびAr72は、互いに独立して、エテニレン基、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、またはフェニル基であるが、これらに限定されるものではない。
【0145】
前記化学式111および112中の、R211〜R216およびR71〜R76の各々についての詳細な説明は、前述したArについての説明と同一なので、本明細書において、Arについての説明を参照する。例えば、前記R211〜R216は水素原子でありうる。
【0146】
前記化学式111および112において、hおよびiは、互いに独立して、0〜10の整数である。好ましくは、前記hおよびiは、互いに独立して、0、1または2であるが、これらに限定されるものではない。
【0147】
前記化学式111および112の具体例によれば、前記R71〜R76は、互いに独立して、メチル基、エチル基、エテニル基、フェニル基、メチルフェニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントリル基、メチルアントリル基、ピレニル基、または−N(Q)(Q)で表される基であり、この際、前記QおよびQは、互いに独立して、メチル基、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基である。
【0148】
本発明のさらに他の一実施形態によれば、前記発光層のうち、緑色ドープ剤として前記化合物51〜58、および下記化合物71〜76のうち、少なくとも1種の化合物を使用できるが、これらに限定されるものではない。
【0149】
【化43】

【0150】
一方、青色ドープ剤としては、FIrpic、(Fppy)Ir(tmd)、Ir(dfppz)、ter−フルオレン(fluorene)、4,4’−ビス(4−ジフェニルアミノスチリル)ビフェニル(DPABi)、2,5,8,11−テトラ−tert−ブチルペリレン(TBPe)、前記化学式51で表される化合物、前記化学式54で表される化合物、下記化学式81で表される化合物、下記化学式82で表される化合物などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【0151】
【化44】

【0152】
【化45】

【0153】
前記化学式81中、
21は、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニレン基、置換または非置換の炭素数5〜30のアリーレン基、または置換もしくは非置換の炭素数4〜30のヘテロアリーレン基であり、
cは1〜20の整数であり、−(L21−のうち、c個のL21は、互いに同一であるか異なり、
31〜R34は、互いに独立して、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数5〜30のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数4〜30のヘテロアリール基である。
【0154】
前記化学式81において、L21についての詳細な説明は、前記Arについての詳細な説明(但し、−N(Q)−についての説明は除く)を参照し、前記R31〜R34についての詳細な説明は、前記Qについての詳細な説明(但し、−N(Q)(Q)についての説明は除く)を参照する。
【0155】
前記化学式81で表される化合物の一具体例において、前記L21は、エテニレン基、プロペニレン基、またはフェニレン基であり得る。
【0156】
前記化学式81で表される化合物の他の具体例において、前記cは、1、2、3、4、5、または6でありうる。
【0157】
前記化学式81で表される化合物のさらに他の具体例において、前記R31〜R34は、互いに独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェニル基、ナフチル基、またはアントリル基である。
【0158】
前記化学式81中の−(L21−のうち、c個のL21は、互いに同じか異なるが、例えば、cが2である場合、2個のL21はいずれもフェニレン基であるか、または2個のL21のうち、1つはフェニレン基であり、残りの1つはエテニレン基であり得るなど多様な変形例が可能である。
【0159】
前記化学式82において、Ar81〜Ar84の各々についての詳細な説明は、前述したArについての説明と同一なので、本明細書において、Arについての説明を参照する。
【0160】
前記化学式82の具体例によれば、前記Ar31、A32、Ar33およびAr34は、互いに独立して、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、またはフェニル基で置換されたアントリレン基であるが、これらに限定されるものではない。
【0161】
前記化学式82において、R221〜R228およびR81〜R85の各々についての詳細な説明は、前述したArについての説明と同一なので、本明細書においてArについての説明を参照する。例えば、前記R221〜R228は水素原子でありうる。
【0162】
前記化学式82において、j、k、lおよびmは、互いに独立して0〜10の整数である。好ましくは、前記化学式82において、j、k、lおよびmは、互いに独立して、0、1または2であるが、これらに限定されるものではない。
【0163】
前記化学式82の具体例によれば、前記R81〜R85は、互いに独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、カルバゾリル基、または−N(Q)(Q)で表される基であり、前記QおよびQは、互いに独立して、メチル基、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基である。
【0164】
前記化学式81で表される化合物は、下記化合物40Tであることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【0165】
【化46】

【0166】
前記化学式82で表される化合物は、下記化合物41Tまたは化合物42Tであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【0167】
【化47】

【0168】
本発明の一実施形態によれば、発光層の青色ドープ剤として前記化合物40〜42、51〜55、57および58のうち、少なくとも1種の化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【0169】
前記発光層の形成材料としてドープ剤とホストとを共に使用する場合、ドープ剤のドーピング濃度は、特に制限されないが、通常ホスト100質量部を基準として前記ドープ剤の含量は好ましくは0.01〜15質量部である。
【0170】
前記発光層の厚さは、好ましくは10〜100nm(100〜1000Å)、より好ましくは20〜60nm(200〜600Å)である。前記発光層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに優れた発光特性を表すことができる。
【0171】
発光層にさらに燐光ドープ剤を使用する場合には、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散される現象を防止するために、前記正孔輸送層と発光層との間に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法などの方法を利用して、正孔阻止層(HBL)を形成することができる。真空蒸着法およびスピンコーティング法によって正孔阻止層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。公知の正孔阻止材料も使用できるが、その例としては、例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。
【0172】
前記正孔阻止層の厚さは、好ましくは5〜100nm(50〜1000Å)、より好ましくは10〜40nm(100〜400Å)である。前記正孔阻止層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに優秀な正孔阻止特性を得ることができる。
【0173】
次いで、電子輸送層(ETL)を真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法およびスピンコーティング法により電子輸送層を形成する場合、その条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。前記電子輸送層の形成材料としては、電子注入電極(カソード)から注入された電子を安定して輸送する機能を果たすものとして公知の電子輸送物質を使用ルうことができる。その例としては、トリス(8−キノリノレート)アルミニウム(Alq3)、TAZ、Balq(下記化学式参照)などの公知の材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0174】
【化48】

【0175】
前記電子輸送層の厚さは、好ましくは10〜100nm(100〜1000Å)、より好ましくは15〜50nm(150〜500Å)である。前記電子輸送層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに十分な電子輸送特性を得ることができる。
【0176】
また、電子輸送層の上部には、負極から電子の注入を容易にする機能を有する物質の電子注入層(EIL)を積層することができ、これは特に材料を制限しない。
【0177】
前記電子注入層の形成材料としては、LiF、NaCl、CsF、LiO、BaOなどの電子注入層の形成材料として公知の任意の物質を利用しうる。前記電子注入層の形成条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。
【0178】
前記電子注入層の厚さは、好ましくは0.1〜10nm(1〜100Å)、より好ましくは0.5〜9nm(5〜90Å)である。前記電子注入層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに十分な電子注入特性を得ることができる。
【0179】
このような有機層7の上部には、第2電極9が備わっている。前記第2電極9は、電子注入電極であるカソードであるが、この際、第2電極形成用の金属としては、低い仕事関数を有する金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物が使用されうる。具体例としては、例えば、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−リチウム(Al−Li)合金、カルシウム(Ca)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)合金、マグネシウム−銀(Mg−Ag)合金などが挙げられ、これらの材料を用いて薄膜で形成して透過型電極を得ることができる。一方、前面発光素子を得るためにITOやIZOを利用した透過型電極を形成できるなど、多様な変形が可能である。
【0180】
例えば、前記有機発光素子は、Al、NiおよびLaからなるAl系反射膜;ITOからなる透明導電性膜;前記化学式1A〜20Bで表される化合物のうち少なくとも1つのシアノ基含有化合物を含む第1層(ここで、前記第1層には選択的に、前記化学式42で表される正孔輸送性化合物がさらに含まれる);前記化学式42で表される化合物を含む正孔輸送層;ホスト(前記化合物51〜54のうち、少なくとも1つの化合物)およびドープ剤(前記化合物51〜54、71および72のうち、少なくとも1つの化合物)を含む発光層;電子輸送層;電子注入層および第2電極が順次に積層された構造を有し、優秀な緑色光を放出しうる。前記緑色光は、蛍光発光メカニズムによって放出されうる。前記緑色光の最大発光ピークは、好ましくは490nm〜560nmの範囲である。
【0181】
または、例えば、前記有機発光素子は、Al、NiおよびLaからなるAl系反射膜;ITOからなる透明導電性膜;前記化学式20Aおよび20Bのうち、1つの化学式で表示されるシアノ基含有化合物を含む第1層(ここで、前記第1層には選択的に、前記化合物1T〜38Tのうちの、少なくとも1種の正孔輸送性化合物がさらに含まれる);前記化合物1T〜38Tのうち、少なくとも1つを含む正孔輸送層;ホスト(前記化合物51〜58のうちの少なくとも1種の化合物)およびドープ剤(前記化合物40T〜42Tおよび51〜58のうちの少なくとも1種の化合物)を含む発光層;電子輸送層;電子注入層および第2電極が順次に積層された構造を有し、優秀な緑色光を放出しうる。
【0182】
図4は、本発明の他の実施形態に係る有機発光素子30を概略的に示す断面概略図である。有機発光素子30は、基板21、第1電極25、シアノ基含有化合物を含む第1層26、有機膜27および第2電極29を含むが、前記第1電極25は、基板21から順次にNiおよび第1元素を含むAl系反射膜25a、透明導電性膜25bおよび第2元素含有亜鉛酸化物膜25cを含む。ここで、基板21、シアノ基含有化合物を含む第1層26、有機膜27、第2電極29、Niおよび第1元素を含むAl系反射膜25aおよび透明導電性膜25bについての詳細な説明は、前記図1についての説明を参照する。
【0183】
図4によれば、本発明による有機発光素子の他の実施形態の第1電極25は、第2元素含有亜鉛酸化物膜25cをさらに含む。前記第2元素含有亜鉛酸化物膜25cは、第1電極25の仕事関数をさらに高めて、正孔注入障壁を低下させるため、正孔が第1電極25から有機層27に容易に注入されるようにする。
【0184】
ここで、シアノ基含有化合物を含む第1層26のうち、シアノ基含有化合物は、前記第2元素含有亜鉛酸化物膜25cの正孔注入特性をさらに向上させる役割を果たす。したがって、駆動電圧が低減され、電力効率特性が向上した有機発光素子を具現しうる。
【0185】
前記第2元素含有亜鉛酸化物膜25cのうち、第2元素はAl、In、Ga、Ge、Gd、Zr、Mo、およびNiからなる群より選択される少なくとも1種の元素であることが好ましい。より好ましくは、前記第2元素は、Alを含む。具体的には、前記第2元素はAlであるが、これに限定されるものではない。
【0186】
前記第2元素の含量は、前記第2元素含有亜鉛酸化物膜25c 100質量部当り0.5〜10質量部であることが好ましい。より好ましくは、前記第2元素の含量は、前記第2元素含有亜鉛酸化物膜25c 100質量部当り0.5〜5質量部であるが、これに限定されるものではない。前記第2元素含有亜鉛酸化物膜25c中の、前記第2元素の含量が前述したような範囲を満たす場合、亜鉛酸化物の正孔輸送能が向上し、電気抵抗の増加および可視光線領域での光透過度低下が実質的に発生しない。
【0187】
前記第2元素含有亜鉛酸化物膜25cの厚さは、好ましくは0.1〜80nm(1〜800Å)、より好ましくは、1〜50nm(10〜500Å)である。前記第2元素含有亜鉛酸化物膜25cの厚さが前述したような範囲を満たす場合、駆動電圧の上昇することがほとんどなしに優れた効率特性を得ることができる。
【0188】
例えば、前記有機発光素子は、Al、NiおよびLaからなるAl系反射膜;ITOからなる透明導電性膜;Al含有亜鉛酸化物膜;前記化学式1A〜20Bで表される化合物のうち少なくとも1つのシアノ基含有化合物を含む第1層(ここで、前記第1層には選択的に、前記化学式42で表される正孔輸送性化合物がさらに含まれる);前記化学式42で表される化合物を含む正孔輸送層;ホスト(前記化合物51〜54のうちの少なくとも1種の化合物)およびドープ剤(前記化合物51〜54および72のうちの少なくとも1種の化合物)を含む発光層;電子輸送層;電子注入層および第2電極が順次に積層された構造を有し、優秀な緑色光を放出しうる。前記緑色光は、蛍光発光メカニズムによって放出されうる。前記緑色光の最大発光ピークは、490nm〜560nmの範囲であることが好ましい。
【0189】
または、例えば、前記有機発光素子は、Al、NiおよびLaからなるAl系反射膜;ITOからなる透明導電性膜;Al含有亜鉛酸化物膜;前記化学式20Aおよび20Bの少なくとも一方のシアノ基含有化合物を含む第1層(ここで、前記第1層には選択的に、前記化合物1T〜38Tのうち、少なくとも1種の正孔輸送性化合物がさらに含まれる);前記化合物1T〜38Tのうちの少なくとも1種の化合物を含む正孔輸送層;ホスト(前記化合物51〜58のうちの少なくとも1種の化合物)およびドープ剤(前記化合物40T〜42Tおよび51〜58のうちの少なくとも1種の化合物)を含む発光層;電子輸送層;電子注入層および第2電極が順次に積層された構造を有し、優秀な緑色光を放出しうる。
【0190】
以上、本発明の有機発光素子を図1および図4を参照して説明したが、前記有機発光素子はこれらに限定されるものではない。
【0191】
例えば、前述したような有機発光素子は、前記Al系反射膜と基板との間に金属層をさらに具備しうる。前記金属層は、前記Al系反射膜のうち、Al成分の基板への拡散に対するバリア層としての役割を果たすことができる。前記金属層は、Mo、W、Ti、Pd、PtおよびAuからなる群より選択される少なくとも1種の金属を含むことができるが、これらに限定されるものではない。例えば、前記金属層は、Ti層でありうる。前記金属層の厚さは、好ましくは20〜200nm、より好ましくは50〜100nmである。前記金属層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、Al成分の拡散が十分に防止される。
【0192】
また、前述したような有機発光素子は、前記第1電極と前記第1層との間に、前述したような正孔注入層および正孔輸送層からなる群より選択される1つ以上の層をさらに含みうる。すなわち、例えば、前記有機発光素子は、基板、第1電極(Al系反射膜、透明導電性膜および/または第2元素含有亜鉛酸化物膜)、第1正孔輸送層、第1層、第2正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層および第2電極が順次に積層された構造を有するなど、多様な変形例が可能である。
【実施例】
【0193】
(比較例)
基板およびアノードとして、コーニング社(Corning)の15Ω/cm(厚さ120nm(1200Å))のITOガラス基板を50mm×50mm×0.7mmの大きさに切ってイソプロピルアルコールと純水で各々5分間超音波洗浄した後、30分間UVオゾン洗浄して使用した。基板上に、m−MTDATAを真空蒸着して75nm(750Å)の厚さの正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に上記化合物5Tを真空蒸着して、75nm(750Å)の厚さの正孔輸送層を形成した。前記正孔輸送層上にホストとして上記化合物56を97質量%、ドープ剤として上記化合物58を3質量%使用して、20nm(200Å)の厚さの発光層を形成した。前記発光層上にAlq3を真空蒸着して、30nm(300Å)の厚さの電子輸送層を形成した。前記電子輸送層上にLiqを真空蒸着して、0.5nm(5Å)の厚さの電子注入層を形成した後、Mg−Ag合金を真空蒸着して、16nm(160Å)の厚さのカソードを形成した。その後、保護膜としてAlq3を60nm(600Å)の厚さに蒸着することで有機発光素子を完成した。
【0194】
(実施例1)
基板およびアノードとしてITOガラス基板の代わりに、500nm(5000Å)の厚さのAlNiLa膜(前記AlNiLa膜中の、Niの含量は2質量%であり、Laの含量は0.3質量%である)、透明導電性膜として7nm(70Å)の厚さのITO膜、40nm(400Å)の厚さのAl含有亜鉛酸化物膜(Alのドーピング濃度は、前記Al含有亜鉛酸化物膜100質量部当り2質量部である)が順次に形成されたガラス基板を使用した。そして、前記Al含有亜鉛酸化物膜の上部に、前記正孔注入層の代わりに、上記化学式20Aで表される化合物(ここで、R109はフッ素原子である)および前記化合物14を含む第1層(前記化学式20Aで表される化合物の含量は、前記第1層100質量部当り1質量部である)を形成した後、正孔輸送層を形成したということを除いては、前記比較例と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0195】
(実施例2)
上記化学式20Aで表される化合物の含量を、前記第1層100質量部当り3質量部に変更したということを除いては、実施例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0196】
(評価例)
比較例、実施例1および2の有機発光素子に対する駆動電圧は、238HIGH CURRENT SOURCE(KEITHLEY)を利用して測定し、電力効率は、PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(Photo Research)を利用して評価して下記表1に表した。
【0197】
【表1】

【0198】
上記表1から明らかなように、実施例1および2の有機発光素子は、比較例の有機発光素子に比べて電力効率が高く、駆動電圧が低いということがわかる。
【0199】
本明細書では、本発明を、限定された実施例を中心に説明したが、本発明の範囲内で多様な実施例が可能である。また、説明されていないが、均等な手段も、本発明にそのまま結合されるものといえる。よって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。
【符号の説明】
【0200】
1、21 基板、
5、25 第1電極、
6、26 第1層、
7、27 有機膜、
9、29 第2電極、
5a、25a Al系反射膜、
5b、25b 透明導電性膜、
10、30 有機発光素子、
25c 第2元素含有亜鉛酸化物膜。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板上の第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置される発光層を含む有機膜と、を含み、
前記第1電極は、第1元素およびNiを含むAl系反射膜と、透明導電性膜と、を含み、
前記第1元素は、La、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、
前記Al系反射膜および前記透明導電性膜は、前記基板から順次に積層されており、
前記第1電極と前記発光層との間にシアノ基含有化合物を含む第1層を具備する有機発光素子。
【請求項2】
前記第1電極が第2元素含有亜鉛酸化物膜をさらに含み、前記第2元素は、Al、In、Ga、Ge、Gd、Zr、Mo、およびNiからなる群より選択される少なくとも1種の元素である、請求項1に記載の有機発光素子。
【請求項3】
前記基板から、前記Al系反射膜、前記透明導電性膜、および前記第2元素含有亜鉛酸化物膜が順次に積層されている、請求項2に記載の有機発光素子。
【請求項4】
前記第2元素の含量は、前記第2元素含有亜鉛酸化物膜100質量部当り0.5〜10質量部である、請求項2または3に記載の有機発光素子。
【請求項5】
前記Al系反射膜が、La、NiおよびAlを含む、請求項2〜4のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項6】
前記シアノ基含有化合物が、下記化学式1〜20で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機発光素子:
【化1】

【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

前記化学式1〜20中、
〜Xは、互いに独立して、下記化学式30A〜30Dで表される基からなる群より選択される基であり、
【化8】

〜Yは、互いに独立して、窒素原子または=C(R103)−で表される基であり、
〜Zは、互いに独立して、炭素原子または窒素原子であり、
およびAは、互いに独立して、酸素原子、硫黄原子、−N(R104)−で表される基、または−C(R105)(R106)−で表される基であり、
101およびQ102は、互いに独立して、炭素数2〜10のアルキレン基、炭素数2〜10のアルケニレン基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数2〜10のアルキレン基もしくは炭素数2〜10のアルケニレン基であり、 TおよびTは互いに独立して、炭素数5〜30の芳香族環システム、炭素数2〜30のヘテロ芳香族環システム、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数5〜30の芳香族環システムもしくは炭素数2〜30のヘテロ芳香族環システムであり、
pは、1〜10の整数であり、
qは、0〜10の整数であり、
101〜R106は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、下記化学式101で表される基、下記化学式102で表される基、−N(R107)(R108)で表される基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数5〜14のアリール基、炭素数2〜14のヘテロアリール基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基もしくは炭素数1〜10のアルコキシ基であり、
【化9】

この際、前記R107およびR108は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基、またはビフェニル基であり、
101は、炭素数5〜14のアリーレン基、炭素数5〜14のヘテロアリーレン基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択された1つ以上の置換基で置換された炭素数5〜14のアリーレン基もしくは炭素数5〜14のヘテロアリーレン基である。
【請求項7】
前記X〜Xが、互いに独立して、前記化学式30Aで表される基または前記化学式30Dで表される基である、請求項6に記載の有機発光素子。
【請求項8】
前記R103は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、−N(R107)(R108)で表される基、またはハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピリジニル基、チオフェニル基、およびベンゾチオフェニル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基もしくは炭素数1〜10のアルコキシ基であり、この際、前記R107およびR108は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基またはビフェニル基である、請求項6または7に記載の有機発光素子。
【請求項9】
前記R101およびR102が、互いに独立して、シアノ基、下記化学式101で表される基、または下記化学式102で表される基である、請求項6〜8のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【化10】

【請求項10】
前記AおよびAが、互いに独立して、硫黄原子である、請求項6〜9のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項11】
前記Q101およびQ102は、互いに独立して、エチレン基;プロピレン基;エテニレン基;プロペニレン基;およびハロゲン原子、シアノ基およびヒドロキシル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換されたエチレン基、プロピレン基、エテニレン基またはプロペニレン基である、請求項6〜10のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項12】
前記TおよびTは、互いに独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、チオフェン環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、またはハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換されたベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、チオフェン環、チアジアゾール環、もしくはオキサジアゾール環である、請求項6〜11のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項13】
前記pは1である、請求項6〜12のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項14】
前記qは、0、1または2である、請求項6〜13のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項15】
101は、チオフェニレン基;ベンゾチオフェニレン基;およびハロゲン原子、シアノ基およびC−C10アルキル基からなる群から選択された1つ以上の置換基で置換されたチオフェニレン基およびベンゾチオフェニレン基;からなる群から選択されたことを特徴とする請求項6に記載の有機発光素子。
【請求項16】
前記シアノ基含有化合物が下記化学式1A〜20Bで表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、請求項6〜15のいずれか1項に記載の有機発光素子:
【化11】

【化12】

【化13】

前記化学式1A〜20B中、
103およびR109は、互いに独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、エテニル基、メトキシ基、エトキシ基、またはプロポキシ基である。
【請求項17】
前記第1層が正孔輸送性化合物をさらに含む、請求項1〜16のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項18】
前記正孔輸送性化合物が、下記化学式41で表される化合物または下記化学式42で表される化合物である、請求項17に記載の有機発光素子:
【化14】

【化15】

前記化学式41および42中、
10は−(Ar−Arで表される基であり、
16は−(Ar11)m−Ar12で表される基であり、
Ar、Ar11、LおよびL11は、互いに独立して、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキレン基、置換または非置換の炭素数2〜30のアルケニレン基、置換または非置換の炭素数5〜30のアリーレン基、置換または非置換の炭素数4〜30のヘテロアリーレン基、または−N(Q)−で表される基であり、
n、m、aおよびbは、互いに独立して、0〜10の整数であり、
前記R〜R、R11〜R15、R17、R18、R21〜R29、Ar、Ar12およびQは、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは非置換の炭素数5〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数4〜30のヘテロアリール基、または−N(Q)(Q)で表される基であり、
前記QおよびQは、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは非置換の炭素数5〜30のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数4〜30のヘテロアリール基であり、
この際、前記−(Ar−のうち、n個のArは互いに同じであるか異なり、前記−(Ar11−のうち、m個のAr11は互いに同じであるか異なり、前記−(L−のうち、a個のLは互いに同じであるか異なり、−(L11−のうち、b個のL11は互いに同じであるか異なる。
【請求項19】
前記ArおよびAr11は、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フルオレニレン基、カルバゾリレン基、ピラゾリレン基、ピリジニレン基、トリアジニレン基、−N(Q)−で表される基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、およびアントリル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フルオレニレン基、カルバゾリレン基、ピラゾリレン基、ピリジニレン基、もしくはトリアジニレン基であり、
この際、前記Qは、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、およびアントリル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、もしくはフルオレニル基である、請求項18に記載の有機発光素子。
【請求項20】
前記ArおよびAr12は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基、ピレニル基、−N(Q)(Q)で表される基、またはハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、およびアントリル基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換された炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、フルオレニル基もしくはピレニル基であり、
この際、前記QおよびQは、互いに独立して、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、メチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、またはメチルナフチル基である、請求項18または19に記載の有機発光素子。
【請求項21】
前記nおよびmが、互いに独立して、0、1、2、3、4、5または6である、請求項18〜20のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項22】
前記第1層中のシアノ基含有化合物の含量が、前記第1層100質量部当り0.1〜20質量部である、請求項16〜21のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項23】
前記第1層の厚さが1〜210nmである、請求項1〜22のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項24】
前記第1層と前記発光層との距離は、5nm以上である、請求項1〜23のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項25】
前記第1層と前記発光層との間に正孔注入層および正孔輸送層からなる群より選択される1つ以上の層がさらに含まれる、請求項1〜24のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項26】
前記Al系反射膜がAlNi相(ここで、xは2.5〜3.5である)を含む、請求項1〜25のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項27】
前記AlNi相(ここで、xは2.5〜3.5である)が、前記透明導電性膜と接触している、請求項1〜26のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項28】
前記xが3である、請求項27に記載の有機発光素子。
【請求項29】
前記Al系反射膜の前記透明導電性膜側の面にニッケルリッチ酸化物層が存在する、請求項1〜28のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項30】
前記Al系反射膜中のNiの含量が、前記Al系反射膜全体の質量を100質量%として0.6〜5質量%である、請求項1〜29のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項31】
前記第1元素がLaを含む、請求項1〜30のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項32】
前記Al系反射膜中の前記第1元素の含量が、前記Al系反射膜全体の質量を100質量%として0.1〜3質量%である、請求項1〜31のいずれか1項に記載の有機発光素子。
【請求項33】
前記透明導電性膜がITO(Indium Tin Oxide)または酸化錫(SnO)から形成される、請求項1〜32のいずれか1項に記載の有機発光素子。

【図1】
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【図4】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−82172(P2011−82172A)
【公開日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−228945(P2010−228945)
【出願日】平成22年10月8日(2010.10.8)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Fターム(参考)】