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図面 (7)

課題・解決手段

本発明は、新規有機金属錯体誘導体およびこれを含む有機発光素子に関する。

概要

背景

一般的に有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギ光エネルギ転換させる現象のことをいう。有機発光現象を用いる有機発光素子は、通常、正極と負極およびその間に有機物層を含む構造を有する。ここで、有機物層は、有機発光素子の効率と安全性を高めるためにそれぞれ異なる物質からなる多層の構造である場合が多く、例えば、正孔注入層正孔輸送層発光層電子輸送層電子注入層などからなる。このような有機発光素子の構造において、二つの電極の間に電圧印加すれば、正極からは正孔が、負極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が結合した時にエキシトン(exciton)が形成され、このエキシトンが再び基底状態落ちる時に光が出る。このような有機発光素子は、自発光高輝度、高効率、低駆動電圧広視野角高コントラスト高速応答性などの特性を有すると知られている。

有機発光素子において、有機物層として用いられる材料は、機能により、発光材料電荷輸送材料、例えば、正孔注入材料正孔輸送材料電子輸送材料電子注入材料などに分類することができる。また、前記発光材料は、分子量により、高分子型低分子型に分類することができ、発光メカニズムにより、電子の一重項励起状態から由来する蛍光材料と電子の三重項励起状態から由来する燐光材料に分類することができる。また、発光材料は、発光色により、青色、緑色、赤色の発光材料とより良い天然色を実現するために必要な黄色および橙色の発光材料に区分することができる。

一方、発光材料として一つの物質だけを用いる場合、分子間相互作用によって最大発光波長長波長に移動し、色純度が落ちるか、発光減衰効果により素子の効率が減少する問題が発生するため、色純度の増加とエネルギ転移を通じた発光効率を増加させるために、発光材料としてホスト/ドーパント系を用いることができる。その原理は、発光層を形成するホストよりエネルギバンドギャップの小さいドーパントを発光層に少量混合すれば、発光層から発生したエキシトンがドーパントに輸送され、効率の高い光を出す。この時、ホストの波長がドーパントの波長帯に移動するため、用いるドーパントの種類により、所望する波長の光を得ることができる。

前述した有機発光素子が有する優れた特徴を十分に発揮するためには、素子内の有機物層をなす物質、例えば、正孔注入物質正孔輸送物質発光物質電子輸送物質電子注入物質などが安定で効率的な材料ならなることが先行しなければならないが、未だに安定で効率的な有機発光素子用の有機物層材料の開発が十分になされておらず、よって、新しい材料の開発が求め続けられている。

概要

本発明は、新規有機金属錯体誘導体およびこれを含む有機発光素子に関する。

目的

本発明は、有機金属錯体誘導体およびこれを用いた有機発光素子を提供する

効果

実績

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請求項1

下記化学式1または化学式2で示される有機金属錯体誘導体:前記化学式1において、Yは置換もしくは非置換のヒドロキシアリール−N−ヘテロ環基を有する配位子であって、8−ヒドロキシ−2−メチルキノリンを含む配位子、二座配位が可能なシッフ塩基配位子および四座配位が可能なシッフ塩基配位子のうちから選択された一つであり、nは1または2であり、Mは+2、+3または+4の酸化数を有する金属であり、Lは下式:であり、前記Lにおいて、Xは重水素またはフッ素であり、mは1〜5であり、Oは酸素であり、Aは酸素;および前記Xが置換されたベンゼン基が置換されている形態であって、ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキレン基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキレン基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニレン基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリーレン基;およびハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリーレン基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリーレン基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族芳香族ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよく、化学式2前記化学式2において、Y、n、およびMは前記化学式1の定義の通りであり、lは2であり、L1は下式:であり、前記L1において、Xは重水素またはフッ素であり、mは1〜4であり、Oは酸素であり、AとA’は各々独立に同じであるか異なってもよく、前記化学式1の前記Aの定義の通りである。

請求項2

前記8−ヒドロキシ−2−メチルキノリンを含む配位子は、下記化学式3で示される、請求項1に記載の有機金属錯体誘導体:前記化学式3において、R1〜R6は互いに同じであるか異なり、ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルコキシ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリール基;およびハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

請求項3

前記二座配位が可能なシッフ塩基配位子は、下記化学式4で示される、請求項1に記載の有機金属錯体誘導体:前記化学式4において、R7〜R10は互いに同じであるか異なり、ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルコキシ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリール基;およびハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

請求項4

前記四座配位が可能なシッフ塩基配位子は、下記化学式5で示される、請求項1に記載の有機金属錯体誘導体:前記化学式5において、R7〜R9およびR7’〜R9’は互いに同じであるか異なり、ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルコキシ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリール基;およびハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよく、前記Eはハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルキレン基;ハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキレン基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキレン基;ハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニレン基;ハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリーレン基;およびハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリーレン基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

請求項5

前記Mは、アルミニウム亜鉛ジルコニウムイリジウムリチウムガリウムおよびモリブデンのうちから選択された一つである、請求項1に記載の有機金属錯体誘導体。

請求項6

前記化学式1で示される有機金属錯体誘導体は、下記化学式1−1〜1−146:からなる群から選択される、請求項1に記載の有機金属錯体誘導体。

請求項7

前記化学式2で示される有機金属錯体誘導体は、下記化学式2−1〜2−136:からなる群から選択される、請求項1に記載の有機金属錯体誘導体。

請求項8

第1電極、第2電極およびこれらの電極の間に配置された1層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの少なくとも1層以上が請求項1〜7のいずれか一項の有機金属錯体誘導体を含む有機電子素子。

請求項9

前記有機電子素子は、有機太陽電池有機感光体(OPC)ドラムおよび有機トランジスタからなる群から選択される、請求項8に記載の有機電子素子。

請求項10

基板上に正極、1層以上の有機物層および負極が順次積層された正方向、または基板上に負極、1層以上の有機物層および正極が順次積層された逆方向構造の有機発光素子であって、前記有機物層のうちの少なくとも1層以上が請求項1〜7のいずれか一項の有機金属錯体誘導体を含む有機発光素子。

技術分野

0001

本発明は、新規有機金属錯体誘導体およびこれを含む有機発光素子に関する。
本出願は2007年8月31日に韓国特許提出された韓国特許出願第10−2007−0088451号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。

背景技術

0002

一般的に有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギ光エネルギ転換させる現象のことをいう。有機発光現象を用いる有機発光素子は、通常、正極と負極およびその間に有機物層を含む構造を有する。ここで、有機物層は、有機発光素子の効率と安全性を高めるためにそれぞれ異なる物質からなる多層の構造である場合が多く、例えば、正孔注入層正孔輸送層発光層電子輸送層電子注入層などからなる。このような有機発光素子の構造において、二つの電極の間に電圧印加すれば、正極からは正孔が、負極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が結合した時にエキシトン(exciton)が形成され、このエキシトンが再び基底状態落ちる時に光が出る。このような有機発光素子は、自発光高輝度、高効率、低駆動電圧広視野角高コントラスト高速応答性などの特性を有すると知られている。

0003

有機発光素子において、有機物層として用いられる材料は、機能により、発光材料電荷輸送材料、例えば、正孔注入材料正孔輸送材料電子輸送材料電子注入材料などに分類することができる。また、前記発光材料は、分子量により、高分子型低分子型に分類することができ、発光メカニズムにより、電子の一重項励起状態から由来する蛍光材料と電子の三重項励起状態から由来する燐光材料に分類することができる。また、発光材料は、発光色により、青色、緑色、赤色の発光材料とより良い天然色を実現するために必要な黄色および橙色の発光材料に区分することができる。

0004

一方、発光材料として一つの物質だけを用いる場合、分子間相互作用によって最大発光波長長波長に移動し、色純度が落ちるか、発光減衰効果により素子の効率が減少する問題が発生するため、色純度の増加とエネルギ転移を通じた発光効率を増加させるために、発光材料としてホスト/ドーパント系を用いることができる。その原理は、発光層を形成するホストよりエネルギバンドギャップの小さいドーパントを発光層に少量混合すれば、発光層から発生したエキシトンがドーパントに輸送され、効率の高い光を出す。この時、ホストの波長がドーパントの波長帯に移動するため、用いるドーパントの種類により、所望する波長の光を得ることができる。

0005

前述した有機発光素子が有する優れた特徴を十分に発揮するためには、素子内の有機物層をなす物質、例えば、正孔注入物質正孔輸送物質発光物質電子輸送物質電子注入物質などが安定で効率的な材料ならなることが先行しなければならないが、未だに安定で効率的な有機発光素子用の有機物層材料の開発が十分になされておらず、よって、新しい材料の開発が求め続けられている。

先行技術

0006

韓国特許出願第10−2007−0088451号

発明が解決しようとする課題

0007

本発明者らは、新規な構造を有する有機金属錯体誘導体を明らかにし、また、この化合物が有機発光素子において低電圧、高効率、長寿命の効果を示すということを明らかにした。

0008

そこで、本発明は、有機金属錯体誘導体およびこれを用いた有機発光素子を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、下記化学式1または化学式2で示される有機金属錯体誘導体を提供する。

0010

0011

前記化学式1において、
Yは置換もしくは非置換のヒドロキシアリール−N−ヘテロ環基を有する配位子であって、8−ヒドロキシ−2−メチルキノリンを含む配位子、二座配位が可能なシッフ塩基配位子(Schiff base ligand)および四座配位が可能なシッフ塩基配位子のうちから選択された一つであり、
nは1または2であり、
Mは+2、+3または+4の酸化数を有する金属であり、
Lは下式

0012

0013

であり、
前記Lにおいて、
Xは重水素(Deutrium)またはフッ素(Fluorine)であり、
mは1〜5であり、
Oは酸素であり、
Aは酸素;および前記Xが置換されたベンゼン基が置換されている形態であって、ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキレン基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキレン基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニレン基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリーレン基;およびハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリーレン基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族芳香族ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

0014

0015

前記化学式2において、
Yは置換もしくは非置換のヒドロキシアリール−N−ヘテロ環基を有する配位子であって、8−ヒドロキシ−2−メチルキノリンを含む配位子、二座配位が可能なシッフ塩基配位子(Schiff base ligand)および四座配位が可能なシッフ塩基配位子のうちから選択された一つであり、
nは1または2であり、
lは2であり、
Mは+2、+3または+4の酸化数を有する金属であり、
L1は下式:

0016

0017

であり、
前記L1において、
Xは重水素(Duetrium)またはフッ素(Fluorine)であり、
mは1〜4であり、
Oは酸素であり、
AとA’は各々独立に同じであるか異なってもよく、前記化学式1の前記Aの定義の通りである。
また、本発明は、第1電極、第2電極およびこれらの電極の間に配置された1層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの少なくとも1層以上が前記有機金属錯体誘導体を含む有機電子素子を提供する。
また、本発明は、基板上に正極、1層以上の有機物層および負極が順次積層された正方向、または基板上に負極、1層以上の有機物層および正極が順次積層された逆方向構造の有機発光素子であって、前記有機物層のうちの少なくとも1層以上が前記有機金属錯体誘導体を含む有機発光素子を提供する。

発明の効果

0018

本発明の化合物は新規な有機金属錯体誘導体であって、有機電子素子および有機発光素子の有機物層に用いられ得る。

図面の簡単な説明

0019

本発明の化学式1−1の全体構造の1H−NMRグラフである。
本発明の化学式1−1の重水素が置換されたアリール基の1H−NMRグラフである。
本発明に係る有機発光素子の構造を例示した断面図である。
本発明に係る有機発光素子の構造を例示した断面図である。
本発明に係る有機発光素子の構造を例示した断面図である。
本発明に係る有機発光素子の構造を例示した断面図である。
本発明に係る有機発光素子の構造を例示した断面図である。

0020

以下、本発明をより詳細に説明する。
前記化学式1または化学式2のYにおいて、ヒドロキシアリール−N−ヘテロ環基は少なくとも一つの窒素を含むヘテロ環基と少なくとも一つのヒドロキシル基を含むアリール基を含み、これを含む配位子においてヒドロキシル基の酸素とヘテロ環基の窒素は金属に5〜7角形で配位することができる。

0021

また、前記ヒドロキシアリール−N−ヘテロ環基は、窒素が含まれたヘテロ環基とヒドロキシル基が含まれたアリール基が各々単一結合で結合されるか、あるいは隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

0022

前記置換されたヒドロキシアリール−N−ヘテロ環基は、水素;重水素;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルコキシ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリール基;およびハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された1種以上で置換されるか、隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

0023

前記化学式1または化学式2において、Yは置換もしくは非置換のヒドロキシアリール−N−ヘテロ環基を有する配位子であって、下記化学式3で示される化合物である8−ヒドロキシ−2−メチルキノリンを含む配位子が好ましい。

0024

前記化学式3において、
R1〜R6は互いに同じであるか異なり、ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルコキシ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリール基;およびハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

0025

前記化学式1または化学式2において、前記二座配位が可能なシッフ塩基配位子は下記化学式4で示される化合物を含むことが好ましい。

0026

0027

前記化学式4において、
R7〜R10は互いに同じであるか異なり、ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニル基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルコキシ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたアミノ基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリール基;およびハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

0028

前記化学式1または化学式2のYにおいて、前記四座配位が可能なシッフ塩基配位子は下記化学式5で示される化合物であることが好ましい。

0029

0030

前記化学式5において、
R7〜R9およびR7’〜R9’は前記化学式4で定義したR7〜R9と同様であり、
前記Eは、両側の窒素を連結するブリッジ役割をする形態であって、具体的には、ハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC1〜C40のアルキレン基;ハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC3〜C40のシクロアルキレン基;ハロゲン、重水素、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のヘテロシクロアルキレン基;ハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC2〜C40のアルケニレン基;ハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリーレン基;およびハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C2〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC5〜C40のヘテロアリーレン基からなる群から選択されてもよく、隣接する基と脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族の縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよい。

0031

前記化学式1または化学式2において、Mは酸化数が2〜4である金属であって、好ましくは、アルミニウム亜鉛ジルコニウムイリジウムリチウムガリウムモリブデンなどを含むことができる。

0032

本発明において、アリール基は重水素、−CN、−SiR3、−CF3などで置換されてもよい。

0033

本発明に係る前記化学式1および化学式2で示される有機金属錯体誘導体は、Mはアルミニウムであり;Aはハロゲン、重水素、ニトリル基、ニトロ基、C1〜C40のアルキル基、C2〜C40のアルケニル基、C1〜C40のアルコキシ基、C3〜C40のシクロアルキル基、C3〜C40のヘテロシクロアルキル基、C6〜C40のアリール基およびC5〜C40のヘテロアリール基からなる群から選択された一つ以上の基で置換もしくは非置換されたC6〜C40のアリール基であることが好ましい。

0034

具体的には、本発明に係る前記化学式1で示される有機金属錯体誘導体は下記表1に、前記化学式2で示される有機金属錯体誘導体は下記表2に、それぞれ表示された化合物からなる群から選択することができるが、これらに限定されない。

0035

0036

0037

0038

0039

0040

0041

0042

0043

0044

0045

0046

0047

0048

0049

0050

0051

0052

0053

0054

0055

0056

0057

0058

0059

0060

0061

0062

0063

0064

0065

0066

本発明の化学式1または化学式2の化合物は、構造的特異性により、有機電子素子および有機発光素子において有機物層として用いられ得る。

0067

本発明の化合物は、有機発光素子の通常の製造方法により、有機発光素子に適用することができる。

0068

本発明の一実施状態において、有機発光素子は第1電極と第2電極およびその間に配置された有機物層を含む構造からなり、本発明に係る化合物を有機発光素子の有機物層に用いることを除いては、通常の有機発光素子の製造方法および材料を用いて製造することができる。本発明に係る有機発光素子の構造は図2〜6に例示されている。

0069

例えば、本発明に係る有機発光素子は、スパッタリング(sputtering)や電子ビーム蒸発(e−beam evaporation)のようなPVD(physical vapor deposition)方法を利用し、基板上に金属または導電性

0070

有する金属酸化物またはこれらの合金蒸着して正極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に負極として用いることのできる物質を蒸着することによって製造することができる。

0071

この方法の他にも、基板上に負極物質から有機物層、正極物質を順に蒸着して有機発光素子を作ることもできる(国際出願公開WO2003/012890号)。前記有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などを含む多層構造であってもよいが、これに限定されず、単層構造であってもよい。また、前記有機物層は様々な高分子素材を用い、蒸着法ではない溶媒処理(solvent process)、例えば、スピンコーティングディップコーティングドクターブレードスクリーン印刷インクジェット印刷熱転写法などの方法により、より少ない数の層に製造することができる。

0072

前記正極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明に用いられる正極物質の具体的な例としてはバナジウムクロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金;亜鉛酸化物インジウム酸化物インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnO:AlまたはSnO2:Sbのような金属と酸化物の組み合わせ;ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ[3,4−(エチレン−1,2−ジオキシチオフェン](PEDT)、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。

0073

前記負極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易になるように仕事関数の小さい物質が好ましい。負極物質の具体的な例としてはマグネシウムカルシウムナトリウムカリウムチタニウムインジウムイットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ、鉛のような金属またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO2/Alのような多層構造物質などが挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。

0074

一般的に、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質および電子輸送物質としては下記のような物質を用いることができる。

0075

正孔注入物質としては、低い電圧において正極からの正孔の注入を円滑に受けられる物質であって、正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)が正極物質の仕事関数と周辺有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体的な例としては、金属ポルフィリン(porphyrine)、オリゴチオフェンアリールアミン系の有機物ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンキナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などが挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。

0076

正孔輸送物質としては、正極や正孔注入層からの正孔の輸送を受けて発光層に移せる物質であって、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としてはアリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分非共役部分が共に存在するブロック共重合体などが挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。

0077

発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送を各々受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質であって、蛍光燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては8−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Alq3);カルバゾール系化合物二量化スチリル(dimerized styryl)化合物;BAlq;10−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物ベンゾオキサゾールベンズチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物;ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)系の高分子スピロ(spiro)化合物;ポリフルオレンルブレンなどが挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。

0078

電子輸送物質としては、負極から電子の注入を円滑に受けて発光層に移せる物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては8−ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alq3を含む錯体;有機ラジカル化合物ヒドロキシフラボン金属錯体などが挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。
本発明に係る有機発光素子は、用いられる材料により、前面発光型背面発光型または両面発光型であってもよい。

0079

本発明に係る化合物は、有機太陽電池有機感光体(OPC)ドラム有機トランジスタなどをはじめとする有機電子素子においても有機発光素子に適用されるのと類似する原理によって作用される。

0080

以下、本発明の実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。但し、本発明の実施例は色々な形態に変形することができ、本発明の範囲が下記にて詳述する実施例によって限定されると解釈してはいけない。本発明の実施例は当業界で平均的知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。

0081

<製造例1>配位子1の合成



4−ヒドロキシフェニルボロン酸(5g、36.3mmol)とブロモベンゼン−d5(3.8ml、36.3mmol)をテトラヒドロフラン(72mL)に溶かした後、2M K2CO3(72mL)を添加した。50℃に温度を上げた後、テトラビストリフェニルホスフィノパラジウム(Pd(PPh3)4)(419mg、3.6×10−2mmol)を入れた後、65℃に温度を上げた後に1時間攪拌した。常温に温度を下げた後に水層は捨て、有機層無水硫酸マグネシウムで水分を完全に除去した後に濾過した。濾過液溶媒減圧蒸留して完全に除去した後にカラム精製し、配位子1(3.8g)を60%の収率で得た。
MS:[M−H]− =174

0082

<製造例2>配位子2の合成



1)化合物Aの合成
2−ブロモ−6−ナフトール(2g、9.0mmol))とビス(ピナコラト)ジボロン(2.5g、9.9mmol)、酢酸カリウム(1.8g、17.9mmol)を1,4−ジオキサン(50mL)に入れ、50℃に昇温した後、パラジウム(ジフェニルホスフィノフェロセンクロライド(73mg、9.0×10−2mmol)を添加した後に5時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、前記混合物を水(50mL)で薄め、ジクロロメタン(3×50mL)で抽出した。有機抽出物硫酸マグネシウム上で乾燥し、真空内濃縮を行った。エタノール洗浄し、真空内乾燥して、化合物A(1.2g)を79%の収率で得た。
MS:[M+H]+ =271

0083

2)配位子2の合成
4−ヒドロキシフェニルボロン酸の代わりに化合物Aを用いたことを除いては、前記製造例1の配位子1の合成方法と同じ方法によって配位子2を合成した。
MS:[M−H]− =224
<製造例3>配位子3の合成

0084

1)化合物Bの合成
アニリン(4mL、43.9mmol)、ブロモベンゼン−d5(4.6mL、43.9mmol)およびナトリウム−t−ブトキシド(8.4g、87.8mmol)をトルエン(220mL)に入れ、50℃に昇温した後、Pd(P(t−Bu)3)2(224mg、4.4×10−2mmol)を添加した後に5時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、前記混合物を水(50mL)で薄め、ジクロロメタン(3×50mL)で抽出した。有機抽出物を硫酸マグネシウム上で乾燥し、真空内濃縮を行った。カラム精製により、化合物B(6.5g)を85%の収率で得た。
MS:[M+H]+ =175

0085

2)化合物Cの合成
アニリンの代わりに化合物B、ブロモベンゼン−d5の代わりに4−ブロモヨードベンゼンを用いたことを除いては、化合物Bの合成方法と同じ方法によって化合物Cを81%の収率で得た。
MS:[M+H]+ =330

0086

3)配位子3の合成
ブロモベンゼン−d5の代わりに化合物Cを用いたことを除いては、前記製造例1の配位子1の合成方法と同じ方法によって配位子3を得た。
MS:[M−H]− =341

0087

<製造例4>配位子4の合成



4−ヒドロキシフェニルボロン酸(5g、36.3mmol)と1,4−ジブロモベンゼン−d4(4.4g、18.2mmol)をテトラヒドロフラン(72mL)に溶かした後、2M K2CO3(72mL)を添加した。50℃に温度を上げた後、テトラビストリフェニルホスフィノパラジウム(Pd(PPh3)4)(319mg、3.6×10−2mmol)を入れた後、65℃に温度を上げた後に1時間攪拌した。常温に温度を下げた後に水層は捨て、有機層は無水硫酸マグネシウムで水分を完全に除去した後に濾過した。濾過液の溶媒を減圧蒸留して完全に除去した後にカラム精製し、配位子4(2g)を42%の収率で得た。
MS:[M−2H]− =264

0088

<製造例5>配位子5の合成



ブロモベンゼン−d5の代わりにブロモペンタフルオロベンゼン、テトラヒドロフランの代わりにキシレンを用いたことを除いては、配位子1の合成方法と同じ方法によって配位子5を合成した。
MS:[M−H]− =259

0089

<実施例1>化学式1−1の合成



無水トルエンに1.9Mの濃度でトルエンに溶けているトリエチルアルミニウム(1当量)を入れた後、無水トルエンに溶けている8−ヒドロキシキナルジン(2当量)を徐々に添加した。添加が完了した後、透明な黄色溶液になる時まで加熱攪拌した。無水トルエンあるいは無水テトラヒドロフランに溶けている製造例1で合成された配位子1(1当量)を徐々に添加した後、1〜4時間加熱攪拌した後に常温に温度を下げた。常温に温度を下げると沈殿物が生成され、ここにエタノールを添加して沈殿物がさらによく生成されるようにした後、生成された沈殿物を濾過した。濾過された固体をジクロロメタンあるいはトルエンとエタノールを用いて再結晶した後に真空乾燥し、アルミニウム錯体を得た。アルミニウム錯体はNMRおよびMS分析から確認した。
MS:[M−H]− =518、[M−L−H]− =344、[L−H]− =175

0090

<実施例2>化学式1−4の合成



実施例1の配位子1の代わりに製造例2で合成された配位子2を用いたことを除いては、実施例1と同じ方法によって化学式1−4のアルミニウム錯体化合物を得た。
前記アルミニウム錯体はNMRおよびMS分析から確認した。
MS:[M−H]− =568、[M−L−H]− =344、[L−H]− =225

0091

<実施例3>化学式1−60の合成



実施例1の配位子1の代わりに製造例3によって合成された配位子3を用いたことを除いては、実施例1と同じ方法によって化学式1−60のアルミニウム錯体化合物を得た。
MS:[M−H]− =685、[M−L−H]− =344、[L−H]− =342

0092

<実施例4>化学式2−1の合成



実施例1の配位子1の代わりに製造例4によって合成された配位子4を0.5当量用いたことを除いては、実施例1と同じ方法によって化学式2−1のアルミニウム錯体化合物を得た。
MS:[M−H]−=949、[M−L−H]−=344、[L−2H]− =262

0093

<実施例5>化学式1−74の合成



実施例1の配位子1の代わりに製造例3によって合成された配位子5を用いたことを除いては、実施例1と同じ方法によって化学式1−74のアルミニウム錯体化合物を得た。
MS:[M−H]− =603、[M−L−H]− =344、[L−H]− =260

0094

実験例1>
ITO(インジウムスズ酸化物)が1000Å厚さで薄膜コーティングされたガラス基板(corning 7059 glass)を分散剤を溶かした蒸留水に入れ、超音波で洗浄した。洗剤としてはFischer Co.の製品使い、蒸留水としてはMillipore Co.製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返して超音波洗浄を10分間進行した。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコールアセトンメタノール溶剤の順に超音波洗浄をして乾燥した。

0095

前記ITO電極上に下記ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(HAT)(500Å)を真空蒸着して正孔注入層を形成した。

0096

前記正孔注入層上に下記4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノビフェニル(NPB)(400Å)を真空蒸着して正孔輸送層を形成した。

0097

前記正孔輸送層上に、化学式1−1にBtp2Ir(acac)を4%ドーピングして真空蒸着して赤色発光層(300Å)を形成した。

0098

前記赤色発光層上に200ÅのAlq3を順次真空蒸着して電子輸送層を形成した。

0099

前記電子輸送層上に12Å厚さのフッ化リチウム(LiF)と2000Å厚さのアルミニウムを順次蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。

0100

前記過程において、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、負極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時における真空度は2×10−7〜5×10−8torrを維持した。

0101

前記で製造された有機発光素子に10mA/cm2の順方向電流を加えた結果、6.1Vの電圧において、1931CIEcolor coordinateを基準に、x=0.65、y=0.34に該当する16.3cd/Aの赤色光が観察された。

0102

<実験例2>
実験例1と同じ方法により、ITO電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(500Å)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)、化学式1−34にBtp2Ir(acac)を4%ドーピングして真空蒸着した赤色発光層(300Å)、Alq3(200Å)の化合物を順次熱真空蒸着し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を順に形成した。

0103

前記電子輸送層上に12Å厚さのフッ化リチウム(LiF)と2000Å厚さのアルミニウムを順次蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。

0104

前記過程において、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、負極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時における真空度は2×10−7〜5×10−8torrを維持した。

0105

前記で製造された有機発光素子に10mA/cm2の順方向電流を加えた結果、6.3Vの電圧において、1931CIEcolor coordinateを基準に、x=0.65、y=0.34に該当する14.1cd/Aの赤色光が観察された。

0106

<比較例1>
ITO(インジウムスズ酸化物)が1000Å厚さで薄膜コーティングされたガラス基板(corning 7059 glass)を分散剤を溶かした蒸留水に入れ、超音波で洗浄した。洗剤としてはFischer Co.の製品を使い、蒸留水としてはMillipore Co.製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返して超音波洗浄を10分間進行した。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール溶剤の順に超音波洗浄をして乾燥した。

0107

前記ITO電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(500Å)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)、CBPにBtp2Ir(acac)を4%ドーピング(300Å)、Alq3(200Å)を順次熱真空蒸着し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を順に形成した。

0108

前記電子輸送層上に12Å厚さのフッ化リチウム(LiF)と2000Å厚さのアルミニウムを順次蒸着して負極を形成し、有機発光素子を製造した。

0109

前記の過程において、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、負極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時における真空度は2×10−7〜5×10−8torrを維持した。

実施例

0110

前記で製造された有機発光素子に10mA/cm2の順方向電流を加えた結果、8.0Vの電圧において、1931CIEcolor coordinateを基準に、x=0.66、y=0.35に該当する10.7cd/Aの赤色光が観察された。

0111

1 ・・・基板
2 ・・・正極
3 ・・・正孔注入層
4 ・・・正孔輸送層
5 ・・・発光層
6 ・・・電子輸送層
7 ・・・負極

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