(57)【要約】【課題】光効率改善層を具備した有機発光素子を提供する。【解決手段】下記式（１）で表示される化合物を含む光効率改善層を具備した有機発光素子が提供される：2010045034.tif 000039  上記式（１）において、Ｘk(k=1〜６)は、ＮまたはＣ−（Ａｒｋ）ｊ−Ｒｋで表示される基であり、ただしＸ１ないしＸ６のうち少なくとも一つはＮであり、ｊは０〜１０の整数である。【選択図】図１
2010045034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成された有機層と、前記有機層上に形成された第２電極と、光効率改善層とを具備し、前記第１電極は、前記有機層と接触した第１面と前記有機層の反対側に位置した第２面とを有し、前記第２電極は、前記有機層と接触した第１面と前記有機層の反対側に位置した第２面とを有し、前記光効率改善層は、前記第１電極の第２面の下部または前記第２電極の第２面の上部のうち、一つ以上に形成され、前記光効率改善層は、下記式（１）で表示される化合物を含むことを特徴とする有機発光素子：
【化１】
2010045034.tif 000034
前記式（１）において、
Ｘ１は、ＮまたはＣ−（Ａｒ１）ａ−Ｒ１で表示される基であり、
Ｘ２は、ＮまたはＣ−（Ａｒ２）ｂ−Ｒ２で表示される基であり、
Ｘ３は、ＮまたはＣ−（Ａｒ３）ｃ−Ｒ３で表示される基であり、
Ｘ４は、ＮまたはＣ−（Ａｒ４）ｄ−Ｒ４で表示される基であり、
Ｘ５は、ＮまたはＣ−（Ａｒ５）ｅ−Ｒ５で表示される基であり、
Ｘ６は、ＮまたはＣ−（Ａｒ６）ｆ−Ｒ６で表示される基であり、ただしＸ１ないしＸ６のうち少なくとも一つはＮであり、
Ａｒ１ないしＡｒ６は、互いに独立に、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基または置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
Ｒ１ないしＲ６は、互いに独立に、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基または置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、前記Ｒ１ないしＲ６のうち、隣接した２以上は互いに結合し、飽和または不飽和環を形成でき、
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆは、互いに独立に、０ないし１０の整数である。
【請求項２】
Ｘ１，Ｘ３及びＸ５がＮであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
Ｘ１，Ｘ３及びＸ４がＮであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
Ｘ１及びＸ３がＮであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項５】
Ｘ１及びＸ４がＮであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項６】
Ｘ１がＮであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記式（１）で表示される化合物が、下記化学式１ａないし１ｅのうち、いずれか一つで表示されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子：
【化２】
2010045034.tif 000035
【請求項８】
Ａｒ１ないしＡｒ６が、互いに独立に、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、置換または非置換のインデニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のアズレニレン基、置換または非置換のヘプタレニレン基、置換または非置換のインダセニレン基、置換または非置換のアセナフチレニレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、置換または非置換のフェナレニレン基、置換または非置換のフェナントレニレン基、置換または非置換のアントラセニレン基、置換または非置換のフルオランテニレン基、置換または非置換のトリフェニレニレン基、置換または非置換のピレニレン基、置換または非置換のクリセニレン基、置換または非置換のナフタセニレン基、置換または非置換のピセニレン基、置換または非置換のペリレニレン基、置換または非置換のペンタフェニレン基、置換または非置換のヘキサセニレン基、置換または非置換のピロリレン基、置換または非置換のピラゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のピラジニレン基、置換または非置換のピリミジニレン基、置換または非置換のインドリレン基、置換または非置換のプリニレン基、置換または非置換のキノリニレン基、置換または非置換のフタラジニレン基、置換または非置換のインドリジニレン基、置換または非置換のナフチリジニレン基、置換または非置換のキナゾリニレン基、置換または非置換のシノリニレン基、置換または非置換のインダゾリレン基、置換または非置換のカルバゾリレン基、置換または非置換のフェナジニレン基、置換または非置換のフェナントリジニレン基、置換または非置換のピラニレン基、置換または非置換のクロメニレン基、置換または非置換のベンゾフラニレン基、置換または非置換のチオフェニレン基、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のイソチアゾリレン基、置換または非置換のイソキサゾリレン基及び置換または非置換のトリアゾリレン基からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記Ａｒ１ないしＡｒ６が、置換されたＣ５−Ｃ３０アリーレン基または置換されたＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、該置換基が、互いに独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基及び置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基からなる群より選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記Ａｒ１ないしＡｒ６が、互いに独立に、下記化学式２ａないし２ｐのうち、いずれか一つであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光素子：
【化３】
2010045034.tif 000036
上記化学式において、＊は、式（１）に図示された６員芳香族環の環元素でありうるＣとの連結サイトであり、＊’は、Ｒ１ないしＲ６のうち、一つとの連結サイトである。
【請求項１１】
前記ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆが、互いに独立に、０，１，２または３であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記Ｒ１ないしＲ６が、互いに独立に、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ１０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ１０アルキニル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ１４アリール基または置換または非置換のＣ２−Ｃ１４ヘテロアリール基であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記Ｒ１ないしＲ６が、互いに独立に、水素であるか、または下記化学式３ａないし３ｑのうち、いずれか一つであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機発光素子：
【化４】
2010045034.tif 000037
上記化学式において、＊は、式（１）に図示された６員芳香族環の環元素でありうるＣ、またはＡｒ１ないしＡｒ６のうち一つとの連結サイトである。
【請求項１４】
−（Ａｒ１）ａ−Ｒ１で表示される基、−（Ａｒ２）ｂ−Ｒ２で表示される基、−（Ａｒ３）ｃ−Ｒ３で表示される基、−（Ａｒ４）ｄ−Ｒ４で表示される基、−（Ａｒ５）ｅ−Ｒ５で表示される基、及び−（Ａｒ６）ｆ−Ｒ６で表示される基が、互いに独立に、下記化学式４ａないし４ｙのうち一つであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子：
【化５】
2010045034.tif 000038
前記化学式で、＊は、式（１）に図示された６員芳香族環の環元素でありうるＣとの連結サイトである。
【請求項１５】
前記第２電極が透過型電極であり、前記光効率改善層が前記第２電極の第２面の上部に形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記第１電極が透過型電極であり、前記光効率改善層が前記第１電極の第１面の下部に形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記第１電極及び前記第２電極が透過型電極であり、前記光効率改善層が前記第１電極の第２面の下部及び第２電極の第２面の上部に形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記有機層がＲ，Ｇ及びＢの画素別にパターニングされており、前記光効率改善層が前記Ｒ，Ｇ及びＢの画素に対して共通層として形成されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記有機層がＲ，Ｇ及びＢの画素別にパターニングされており、前記光効率改善層が前記Ｒ，Ｇ及びＢの各画素に対して、Ｒ画素に対応する領域に形成された光効率改善層−Ｒ、前記Ｇ画素に対応する領域に形成された光効率改善層−Ｇ、及び前記Ｂ画素に対応する領域に形成された光効率改善層−Ｂのうち、一つ以上からなることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
前記光効率改善層−Ｒ、光効率改善層−Ｇ及び光効率改善層−Ｂのうちの少なくとも２つを備え、各光効率改善層の厚さが互いに異なることを特徴とする請求項１９に記載の有機発光素子。
【請求項２１】
前記光効率改善層が光効率改善層−Ｒ、光効率改善層−Ｇ及び光効率改善層−Ｂからなることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の化合物を含む光効率改善層を具備した有機発光素子に関する。前記光効率改善層は、有機発光素子の第１電極及び第２電極の一面のうち、有機層と反対方向に位置した一面に形成され、有機層で生成された光が有機発光素子の外部に取り出される効率を上昇させる役割を行う。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（organic light emitting diode）は自発光型素子であって、視野角が広く、かつコントラストにすぐれるばかりではなく、応答時間が早く、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、また多色化が可能であるという長所を有している。一般的な有機発光素子は、基板上部にアノードが形成されており、このアノード上部に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードが順次に形成されている構造を有する（例えば特許文献１）。ここで、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は、有機化合物からなる有機薄膜である。
【０００３】
前述の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。 前記アノード及びカソード間に電圧を印加すれば、アノードから注入された正孔は、正孔輸送層を経由して発光層に移動し、カソードから注入された電子は、電子輸送層を経由して発光層に移動する。前記正孔及び電子のようなキャリアは、発光層領域で再結合して励起子（exiton）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。
【０００４】
有機発光素子の光効率は、一般的に、内部発光効率（internal luminescent efficiency）と外部発光効率（external luminescent efficiency）とに分けることができる。内部発光効率は、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層のように、第１電極と第２電極との間（すなわち、アノードとカソードとの間）に介在された有機層でどれほど効率的に励起子が生成されて光変換がなされるかということと関連する。一方、外部発光効率（以下、「光取り出し率（light coupling efficiency）」とする）とは、有機層で生成された光が有機発光素子の外部に取り出される効率を指すものであり、有機層で高い光変換効率を達成しても（すなわち、内部発光効率が高くても）、外部発光効率が低ければ、有機発光素子の全体的な光効率は低下せざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許公開第２００３−００３４７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、光変換効率、特に外部発光効率、が改善され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】
【０００７】
このために、本発明は、基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成された有機層と、前記有機層上に形成された第２電極と、光効率改善層とを具備し、前記第１電極は、前記有機層と接触した第１面と前記有機層の反対側に位置した第２面とを有し、前記第２電極は、前記有機層と接触した第１面と前記有機層の反対側に位置した第２面とを有し、前記光効率改善層は、前記第１電極の第２面の下部または前記第２電極の第２面の上部のうち、一つ以上に形成され、前記光効率改善層は、下記式（１）で表示される化合物を含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【化１】
2010045034.tif 000003
前記式（１）において、
Ｘ１は、ＮまたはＣ−（Ａｒ１）ａ−Ｒ１で表示される基であり、
Ｘ２は、ＮまたはＣ−（Ａｒ２）ｂ−Ｒ２で表示される基であり、
Ｘ３は、ＮまたはＣ−（Ａｒ３）ｃ−Ｒ３で表示される基であり、
Ｘ４は、ＮまたはＣ−（Ａｒ４）ｄ−Ｒ４で表示される基であり、
Ｘ５は、ＮまたはＣ−（Ａｒ５）ｅ−Ｒ５で表示される基であり、
Ｘ６は、ＮまたはＣ−（Ａｒ６）ｆ−Ｒ６で表示される基であるが、ただしＸ１ないしＸ６のうち少なくとも一つはＮであり、
Ａｒ１ないしＡｒ６は、互いに独立に、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基または置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
Ｒ１ないしＲ６は、互いに独立に、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基または置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、前記Ｒ１ないしＲ６のうち、隣接した２以上は互いに結合し、飽和または不飽和環を形成でき、
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆは、互いに独立に、０ないし１０の整数である。
【発明の効果】
【０００８】
前述のような式（１）で表示される化合物を含んだ光効率改善層を具備した有機発光素子は、優れた光効率を達成する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施態様における有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図２】本発明の他の一実施態様における有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図３】本発明のさらに他の一実施態様における有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の一具現例による有機発光素子１０の断面図を概略的に図示したものである。 有機発光素子１０は、基板１１、第１電極１３、有機層１５、第２電極１７及び光効率改善層１８を順に具備する。前記第２電極１７は透過型電極であって、有機層１５で生成された光は、第２電極１７を過ぎて光効率改善層１８を通過し、有機発光素子１０の外部に取り出されうる。
【００１１】
前記基板１１としては、一般的な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、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれるガラス基板または透明プラスチック基板を使用できる。
【００１２】
前記第１電極１３は、基板上部に第１電極用物質を蒸着法またはスパッタリング法などを利用して提供することによって形成されうる。前記第１電極１３は、後述する有機層１５と接触した第１面及び前記有機層１５の反対側に位置した第２面を有する。前記第１電極１３がアノードである場合、正孔注入が容易なように、第１電極用物質は、大きい仕事関数を有する物質のうちから選択されうる。前記第１電極１３は、反射型電極または透過型電極でありうる。第１電極用の物質としては、透明であって伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを利用できる。または、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）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを利用すれば、前記第１電極１３を反射型電極として形成することもできる。
【００１３】
前記第１電極１３の上部には、有機層１５が備わっている。本明細書において、「有機層」とは、第１電極と第２電極との間に介在されたあらゆる層を包括して指すものであり、前記有機層は、金属錯体なども含むことができ、必ずしも有機物のみによってなる層を意味するものではない。
【００１４】
前記有機層１５は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうち、１層以上の層を含むことができる。
【００１５】
正孔注入層（ＨＩＬ）は、前記第１電極１３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（Langmuir‐Blodgett）法のような多様な方法を利用して形成されうる。
【００１６】
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及び熱的特性などによって異なるが、一般的に、蒸着温度１００ないし５００℃、真空度１０−８ないし１０−３ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの範囲で適切に選択することが望ましい。
【００１７】
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、目的するする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、およそ２，０００ｒｐｍないし５，０００ｒｐｍのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、およそ８０℃ないし２００℃の温度範囲で適切に選択することが望ましい。
【００１８】
正孔注入層物質としては、公知の正孔注入材料を使用でき、例えば、銅フタロシアニンのようなフタロシアニン化合物、４，４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、ＴＤＡＴＡ、２Ｔ−ＮＡＴＡ、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。いくつかの上記物質の構造を以下に示す。
【００１９】
【化２】
2010045034.tif 000004
【００２０】
前記正孔注入層の厚さは、およそ１００Åないし１０，０００Å、望ましくは１００Åないし１，０００Åでありうる。前記正孔注入層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足すべきほどの正孔注入特性を得ることができる。
【００２１】
次に、前記正孔注入層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用して正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成できる。真空蒸着法及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、その蒸着条件及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のうちから選択される。
【００２２】
正孔輸送層物質は、公知の正孔輸送材料を利用して形成でき、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールのようなカルバゾール誘導体；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）のような芳香族縮合環を有するアミン誘導体；４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）のようなトリフェニルアミン系物質のような公知の正孔輸送物質を使用できる。このうち、例えば、ＴＣＴＡの場合、正孔輸送の役割以外にも、発光層から励起子が広がることを防止する役割も行うことができる。いくつかの上記物質の構造を以下に示す。
【００２３】
【化３】
2010045034.tif 000005
【００２４】
前記正孔輸送層の厚さは、およそ５０Åないし１，０００Å、望ましくは１００Åないし８００Åでありうる。前記正孔輸送層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足すべきほどの正孔輸送特性を得ることができる。
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）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層を形成する場合、その蒸着条件は、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のうちから選択される。
【００２５】
前記発光層は、一つの化合物を含むか、ホストとドーパントとの組み合わせを含むことができる。公知のホストの例としては、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、ＴＣＴＡ、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（ＴＰＢＩ）、３−tert−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
【化４】
2010045034.tif 000006
【００２７】
一方、公知の赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、４−(ジシアノメチレン)−２−tert-ブチル−６−(１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−４−イル−ビニル)−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
【化５】
2010045034.tif 000007
【００２９】
また、公知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３、Ｃ５４５Ｔ（林原社製）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
【化６】
2010045034.tif 000008
【００３１】
一方、公知の青色ドーパントとして、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）３、ter−フルオレン、４，４’−ビス（４−ジフェニルアミノスチリル）ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルフェリレン（ＴＢＰｅ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
【化７】
2010045034.tif 000009
【００３３】
ドーパントとホストとを共に使用する場合、ドーパントのドーピング濃度は特別に制限されるものではないが、一般的に、ホスト１００重量部を基準として、前記ドーパントの含有量は、０．０１〜１５重量部である。
【００３４】
前記発光層の厚さはおよそ１００Åないし１，０００Å、望ましくは２００Åないし６００Åでありうる。前記発光層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに優秀な発光特性を示すことができる。
【００３５】
発光層にリン光ドーパントを共に使用する場合には、三重項励起子または正孔が電子輸送層に広がる現象を防止するために、前記電子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法のような方法を利用し、正孔阻止層（ＨＢＬ）を形成できる。真空蒸着法及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のうちから選択される。公知の正孔阻止の材料も使用できるが、その例としては、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を挙げることができる。
【００３６】
前記正孔阻止層の厚さは、およそ５０Åないし１，０００Å、望ましくは１００Åないし３００Åでありうる。前記正孔阻止層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、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。
【００３７】
次に、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。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって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のうちから選択される。前記電子輸送層の材料は、電子注入電極（カソード）から注入された電子を安定的に輸送する機能を行うものであり、公知の電子輸送物質を利用できる。その例としては、キノリン誘導体、特に、Ａｌｑ３、下記に示すＴＡＺ、Ｂａｌｑのような公知の材料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。
【００３８】
【化８】
2010045034.tif 000010
【００３９】
前記電子輸送層の厚さは、およそ１００Åないし１，０００Å、望ましくは１５０Åないし５００Åでありうる。前記電子輸送層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足すべきほどの電子輸送特性を得ることができる。
【００４０】
また、電子輸送層の上部に、カソードから電子の注入を容易にする機能を有する物質である電子注入層（ＥＩＬ）が積層されうるが、これは、特別に材料を制限するものではない。
【００４１】
前記電子注入層の形成材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯのような電子注入層の形成材料であって、公知の任意の物質を利用できる。前記電子注入層の蒸着条件は、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のうちから選択される。
【００４２】
前記電子注入層の厚さはおよそ１Åないし１００Å、望ましくは５Åないし９０Åでありうる。前記電子注入層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足すべきほどの電子注入特性を得ることができる。
【００４３】
かような有機層１５の上部には、透過型電極である第２電極１７が備わっている。前記第２電極１７は、前記有機層１５と接した第１面と前記有機層１５の反対側に位置した第２面とを有する。前記第２電極１７は、電子注入電極であるカソードであるが、このとき、前記第２電極形成用の金属としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、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）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）など薄膜に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、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。
【００４４】
本発明の一の実施態様において、 前記第２電極１７の第２面の上部には、光効率改善層１８が備わっている。前記光効率改善層１８は、下記式（１）で表示される化合物を含む：
【００４５】
【化９】
2010045034.tif 000011
前記式（１）において、Ｘ１は、ＮまたはＣ−（Ａｒ１）ａ−Ｒ１で表示される基であり、Ｘ２は、ＮまたはＣ−（Ａｒ２）ｂ−Ｒ２で表示される基であり、Ｘ３は、ＮまたはＣ−（Ａｒ３）ｃ−Ｒ３で表示される基であり、Ｘ４は、ＮまたはＣ−（Ａｒ４）ｄ−Ｒ４で表示される基であり、Ｘ５は、ＮまたはＣ−（Ａｒ５）ｅ−Ｒ５で表示される基であり、Ｘ６は、ＮまたはＣ−（Ａｒ６）ｆ−Ｒ６で表示される基であり、ただしＸ１ないしＸ６のうち、少なくとも一つはＮである。
【００４６】
具体的に、前記式（１）で、Ｘ１，Ｘ３及びＸ５がＮであるか、またはＸ１，Ｘ３及びＸ４がＮであるか、またはＸ１及びＸ３がＮであるか、またはＸ１及びＸ４がＮであるか、またはＸ１がＮであるが、これらに限定されるものではない。
【００４７】
さらに具体的に、前記式（１）で表示される化合物は、下記化学式１ａないし１ｅのうち、いずれか一つの構造を有することができるが、これらに限定されるものではない：
【００４８】
【化１０】
2010045034.tif 000012
【００４９】
前記式（１）で、Ａｒ１ないしＡｒ６は、互いに独立に、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基または置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基でありうる。
【００５０】
具体的に、前記Ａｒ１ないしＡｒ６は、互いに独立に、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、置換または非置換のインデニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のアズレニレン基、置換または非置換のヘプタレニレン基、置換または非置換のインダセニレン基、置換または非置換のアセナフチレニレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、置換または非置換のフェナレニレン基、置換または非置換のフェナントレニレン基、置換または非置換のアントラセニレン基、置換または非置換のフルオランテニレン基、置換または非置換のトリフェニレニレン基、置換または非置換のピレニレン基、置換または非置換のクリセニレン基、置換または非置換のナフタセニレン基、置換または非置換のピセニレン基、置換または非置換のペリレニレン基、置換または非置換のペンタフェニレン基、置換または非置換のヘキサセニレン基、置換または非置換のピロリレン基、置換または非置換のピラゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のピラジニレン基、置換または非置換のピリミジニレン基、置換または非置換のインドリレン基、置換または非置換のプリニレン基、置換または非置換のキノリニレン基、置換または非置換のフタラジニレン基、置換または非置換のインドリジニレン基、置換または非置換のナフチリジニレン基、置換または非置換のキナゾリニレン基、置換または非置換のシノリニレン基、置換または非置換のインダゾリレン基、置換または非置換のカルバゾリレン基、置換または非置換のフェナジニレン基、置換または非置換のフェナントリジニレン基、置換または非置換のピラニレン基、置換または非置換のクロメニレン基、置換または非置換のベンゾフラニレン基、置換または非置換のチオフェニレン基、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のイソチアゾリレン基、置換または非置換のイソキサゾリレン基または置換または非置換のトリアゾリレン基からなる群から選択されうる。
【００５１】
一方、前記Ａｒ１ないしＡｒ６は、前述のように、非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基以外に、置換されたＣ５−Ｃ３０アリーレン基または置換されたＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基でありうる。置換されたＣ５−Ｃ３０芳香族環システムまたは置換されたＣ２−Ｃ３０ヘテロ芳香族環システムにおける一つ以上の置換基は、互いに独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基または置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基でありうる。ここで、システムとは、縮合環、非縮合環、及び、少なくとも２つ以上の縮合環、非縮合環もしくはこれらの組合わせが、一重結合もしくは二重結合で直結された環集合を意味し、以下において同様である。
【００５２】
具体的に、前記置換基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１０アシル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基、Ｃ５−Ｃ１４ アリール基またはＣ２−Ｃ１４ヘテロアリール基でありうる。
【００５３】
さらに具体的に、前記Ａｒ１ないしＡｒ６は、互いに独立に、フェニレン基、一つ以上のシアノ基で置換されたフェニレン基、一つ以上のＣ１−Ｃ１０アルキル基で置換されたフェニレン基、ナフチレン基、一つ以上のシアノ基で置換されたナフチレン基、一つ以上のＣ１−Ｃ１０アルキル基で置換されたナフチレン基、フルオレニレン基、一つ以上のＣ１−Ｃ１０アルキル基で置換されたフルオレニレン基、カルバゾリレン基、一つ以上のフェニル基で置換されたカルバゾリレン基、ピリジニレン基、トリアゾリレン基、または一つ以上のフェニル基で置換されたトリアゾリレン基でありうる。
【００５４】
前記Ａｒ１ないしＡｒ６は、互いに独立に、下記化学式２ａないし２ｐのうち、いずれか一つであるが、これに限定されるものではない：
【００５５】
【化１１】
2010045034.tif 000013
【００５６】
前記化学式で、＊は、式（１）に図示された６員芳香族環元素であるＣとの連結サイトであり、＊’は、Ｒ１ないしＲ６のうち、一つとの連結サイトである。
【００５７】
前記式（１）で、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆは、Ａｒ１ないしＡｒ６の反復回数を示したものであり、０ないし１０の整数でありうる。ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆが互いに独立的に０である場合、Ｒ１ないしＲ６が式（１）に図示された６員芳香族環の環元素と直接連結されうる。一方、ａが２以上である場合、２以上のＡｒ１は、互いに同一であるか、または異なり、ｂが２以上である場合、２以上のＡｒ２は、互いに同一であるか、または異なり、ｃが２以上である場合、２以上のＡｒ３は、互いに同一であるか、または異なり、ｄが２以上である場合、２以上のＡｒ４は、互いに同一であるか、または異なり、ｅが２以上である場合、２以上のＡｒ５は、互いに同一であるか、または異なり、ｆが２以上である場合、２以上のＡｒ６は、互いに同一であるか、または異なりうる。具体的に、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆは、互いに独立に、０，１，２または３であり、特に、１、２または３である。
【００５８】
前記式（１）で、Ｒ１ないしＲ６は、互いに独立に、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基または置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基でありうる。このとき、前記Ｒ１ないしＲ６のうち、隣接した２以上は互いに結合し、飽和または不飽和環を形成できる。
【００５９】
具体的に、前記Ｒ１ないしＲ６は、互いに独立に、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ１０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ１０アルキニル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ１４ アリール基または置換または非置換のＣ２−Ｃ１４ ヘテロアリール基でありうる。
【００６０】
さらに具体的に、前記Ｒ１ないしＲ６は、互いに独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ５−Ｃ１４アリール基、シアノ基で置換されたＣ５−Ｃ１４アリール基、一つ以上のＣ１−Ｃ１０アルキル基で置換されたＣ５−Ｃ１４アリール基、Ｃ２−Ｃ１４ヘテロアリール基、シアノ基で置換されたＣ２−Ｃ１４ヘテロアリール基、一つ以上のＣ１−Ｃ１０アルキル基で置換されたＣ２−Ｃ１４ヘテロアリール基、一つ以上のフェニル基で置換されたＣ２−Ｃ１４ヘテロアリール基でありうる。
【００６１】
前記Ｒ１ないしＲ６は、互いに独立に、水素であるか、または下記化学式３ａないし３ｑのうち、いずれか一つであるが、これらに限定されるものではない：
【００６２】
【化１２】
2010045034.tif 000014
【００６３】
前記化学式で、＊は、式（１）の６員芳香族環元素のＣ、またはＡｒ１ないしＡｒ６のうち一つとの連結サイトである。
【００６４】
また、前記式（１）で、−（Ａｒ１）ａ−Ｒ１で表示される基、−（Ａｒ２）ｂ−Ｒ２で表示される基、−（Ａｒ３）ｃ−Ｒ３で表示される基、−（Ａｒ４）ｄ−Ｒ４で表示される基、−（Ａｒ５）ｅ−Ｒ５で表示される基、及び−（Ａｒ６）ｆ−Ｒ６で表示される基が、互いに独立に、下記化学式４ａないし４ｙのうち一つであるが、これらに限定されるものではない：
【００６５】
【化１３】
2010045034.tif 000015
【００６６】
本発明の一実施態様によれば、式（１）で表示される化合物は前記化学式１aないし１eのうち一つで表され、このうちAr1ないしAr6は、互いに独立して、化学式２aないし２pで表される基のうち一つであり、Ｒ1ないしＲ6は、互いに独立して、水素であるか、または化学式３aないし３qで表される基のうち一つであり、aないしfは０ないし３の整数である。該式（１）で表示される化合物の非制限的な例は、下記化合物１ないし３５のうち、いずれか一つでありうる：
【００６７】
【化１４】
2010045034.tif 000016
2010045034.tif 000017
2010045034.tif 000018
2010045034.tif 000019
2010045034.tif 000020
2010045034.tif 000021
2010045034.tif 000022
2010045034.tif 000023
2010045034.tif 000024
【００６８】
本明細書で、非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、sec−ブチル、ペンチル、iso−アミル、ヘキシルなどを挙げることができ、前記アルキル基のうち一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸やその塩、またはＣ１−Ｃ３０アルキル基、Ｃ１−Ｃ３０アルケニル基、Ｃ１−Ｃ３０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ３０アリール基、Ｃ７−Ｃ２０アリールアルキル基、Ｃ２−Ｃ２０ヘテロアリール基またはＣ３−Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基で置換されうる。
【００６９】
本明細書で、非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基は、−ＯＡ（ただし、Ａは、前述のようなＣ１−Ｃ３０アルキル基である）の化学式を有し、この具体的な例として、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシなどがあり、これらアルコキシ基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００７０】
本明細書で、非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基の具体的な例として、アセチル、エチルカルボニル、イソプロピルカルボニル、フェニルカルボニル、ナフチレンカルボニル、ジフェニルカルボニル、シクロヘキシルカルボニルなどがあり、それらアシル基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００７１】
本明細書で、非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基は、前記定義されたようなアルキル基の中間や最末端に炭素二重結合を含有していることを意味する。例えば、エテニル、プロペニル、ブテニルなどがある。これらアルケニル基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００７２】
本明細書で、非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基は、前記定義されたようなアルキル基の中間や最末端に炭素三重結合を含有していることを意味する例としては、アセチレン、プロピレン、フェニルアセチレン、ナフチルアセチレン、イソプロピルアセチレン、ｔ−ブチルアセチレン、ジフェニルアセチレンなどがある。これらアルキニル基のうち少なくとも一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００７３】
本明細書で、非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基は、一つ以上の芳香族環を含むＣ５−Ｃ３０炭素環芳香族システムを有する一価基を意味し、非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基は、一つ以上の芳香族環を含むＣ５−Ｃ３０炭素環芳香族システムを有する二価基を意味する。前記アリール基及びアリーレン基が２以上の環を含む場合、２以上の環は、互いに融合（fused）されるか、単一結合などを介して連結されうる。前記アリール基及びアリーレン基のうち一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００７４】
前記置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基の例としては、フェニル基、Ｃ１−Ｃ１０アルキルフェニル基（例えば、エチルフェニル基）、Ｃ１−Ｃ１０アルキルビフェニル基（例えば、エチルビフェニル基）、ハロフェニル基（例えば、ｏ−，ｍ−及びｐ−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基）、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、ｏ−，ｍ−及びｐ−トリル基、ｏ−，ｍ−及びｐ−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、（α，α−ジメチルベンゼン）フェニル基、（Ｎ，Ｎ’−ジメチル）アミノフェニル基、（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル）アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、ハロナフチル基（例えば、フルオロナフチル基）、Ｃ１−Ｃ１０アルキルナフチル基（例えば、メチルナフチル基）、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシナフチル基（例えば、メトキシナフチル基）、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、クロロペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基などを挙げることができる。前記置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基の例は、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基の例を参照して容易に認識されうる。
【００７５】
本明細書で、非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基は、Ｎ，Ｏ，ＰまたはＳのうちから選択された１個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである一つ以上の芳香族環からなるシステムを有する一価基を意味し、非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基は、Ｎ，Ｏ，ＰまたはＳのうちから選択された１個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである一つ以上の芳香族環からなるシステムを有する二価基を意味する。ここで、前記ヘテロアリール基及びヘテロアリーレン基が２以上の環を含む場合、２以上の環は、互いに融合されたり、または単一結合などを介して連結されうる。前記ヘテロアリール基及びヘテロアリーレン基のうち一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。
【００７６】
前記非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基の例には、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、キノリニル基、イソキノリニル基などを挙げることができる。前記非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基の例は、前記置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基の例を参照して容易に認識されうる。
【００７７】
前記式（１）で表示される化合物は、公知の多様な方法を利用して製造可能であり、これは、当業者に容易に認識可能である。
【００７８】
前述のような式（１）で表示される化合物を含んだ光効率改善層１８は、高い屈折率を有しており、有機発光素子の光効率、特に、外部発光効率向上に寄与できる。例えば、前記光効率改善層は、６３０ｎｍの波長で１．８以上、望ましくは１．９の屈折率を有することができる。
【００７９】
有機発光素子は、一般的に多様な材料からなる多層が積層された構造を有するために、有機層で生成された光が素子内のさまざまな層を通過しつつ、全反射によって、有機発光素子の外部の空気中に取り出されずに素子内で消滅しうる。このように、有機発光素子の外部に取り出される効率である外部発光効率が低い場合、有機層内での光変換効率が高くても、有機発光素子の全体光効率は低下しうる。しかし、前記光効率改善層１８は、有機層１５で生成された光が第２電極１７を過ぎて空気中に進むとき、補強干渉の原理によって、有機発光素子の外部に取り出される効率を上昇させることができるので、有機発光素子の光効率の改善に大きく寄与できる。
【００８０】
図１で、光効率改善層１８は、第２電極１７の一面に接触して形成されたものとして図示されているが、光効率改善層１８と第２電極１７との間には、必要によって多様な層がさらに備わりうる。一方、図１には図示されていないが、光効率改善層１８の上部には、有機発光素子１０の密封のための公知の構造の密封層がさらに備わりうるなど、多様な変形例が可能である。
【００８１】
図２は、本発明の他の一具現例による有機発光素子２０を簡略に図示したものである。有機発光素子２０は、基板２１、光効率改善層２８、第１電極２３、有機層２５及び第２電極２７が順に積層された構造を有する。このとき、第１電極２３は透過型電極であり、有機層２５で生成された光は、第１電極２３を過ぎて光効率改善層２８を通過して外部に取り出されうる。前記第１電極２３は、前記有機層２５と接触する第１面及び前記有機層２５の反対側に位置した第２面を有する。前記光効率改善層２８は、前記第１電極２３の第２面の下部に形成されている。有機発光素子２０をなす各層についての詳細な説明は、前述したところを参照する。前述のような式（１）で表示される化合物を含んだ光効率改善層２８は、高い屈折率を有するが、有機層２５で生成された光は、補強干渉の原理によって効果的に空気中に取り出されうるので、改善された光効率特性を有することができる。
【００８２】
図３は、本発明のさらに他の一具現例による有機発光素子３０を簡略に図示したものである。有機発光素子３０は、基板３１、第１光効率改善層３８、第１電極３３、有機層３５、第２電極３７及び第２光効率改善層３９を順に具備する。有機発光素子３０のうち、第１電極３１及び第２電極３７は透過型電極であって、有機層３５で生成された光は、第１電極３１及び第２電極３７を過ぎて、それぞれ第１光効率改善層３８及び第２光効率改善層３９を介して空気中に取り出されうる。有機発光素子３０をなす各層についての詳細な説明は、前述したところを参照する。前述のような式（１）で表示される化合物を含んだ第１光効率改善層３８及び第２光効率改善層３９は、高い屈折率を有するが、有機層３５で生成された光は、補強干渉の原理によって効果的に空気中に取り出されうるので、改善された光効率特性を有することができる。
【００８３】
一方、本発明の一具現例による有機発光素子の有機層は、Ｒ，Ｇ及びＢの画素別にパターニングされている。従って、前記有機層は、赤色発光有機層、緑色発光有機層及び青色発光有機層からなりうる。
【００８４】
このとき、前述のような式（１）で表示される化合物を含んだ光効率改善層は、Ｒ，Ｇ及びＢの画素に対して共通層として形成されうる。前記光効率改善層がＲ，Ｇ及びＢの画素に対して共通層として形成される場合、その厚さは、５００Åないし８００Å、望ましくは６００Åないし７００Åでありうる。前記範囲を満足する場合、優秀な光効率改善効果を得ることができる。
【００８５】
または、前記光効率改善層は、光効率改善層−Ｒ、光効率改善層−Ｇ及び光効率改善層−Ｂのうち一つ以上からなりうる。すなわち、前記光効率改善層は、Ｒ，Ｇ及びＢ別にパターニングされうる。ここで、「光効率改善層−Ｒ」という用語は、Ｒ画素に対応する領域に形成されている光効率改善層を、「光効率改善層−Ｇ」という用語は、Ｇ画素に対応する領域に形成されている光効率改善層を、「光効率改善層−Ｂ」という用語は、Ｂ画素に対応する領域に形成されている光効率改善層を、夫々、指す。
【００８６】
前記光効率改善層−Ｒ、光効率改善層−Ｇ及び光効率改善層−Ｂは、第１電極の第２面の下部及び第２電極の第２面の上部のうち、一つ以上に形成されうる。前記光効率改善層−Ｒ、光効率改善層−Ｇ及び光効率改善層−Ｂの厚さは、互いに同一でもあり、異なりもする。
【実施例】
【００８７】
合成例及び実施例を挙げ、本発明の有機発光素子についてさらに詳細に説明するが、本発明が下記の合成例及び実施例によって限定されるものではない。
【００８８】
＜合成例１：化合物１１の合成＞
下記反応式１によって、化合物１１を合成した：
【化１５】
2010045034.tif 000025
【００８９】
＜中間体１１−１の合成＞
５００ｍＬフラスコで、ブロモジメチルフルオレン２０ｇ（７３．２ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶かし、２．５Ｍ ｎ−ＢｕＬｉ ３２ｍＬ（８０ｍｍｏｌ）を−７８℃で徐々に加えた。１時間後、トリメチルボレート２２ｇを追加した。１Ｎ塩酸を加えて２時間撹拌し、酢酸エチルで抽出した。乾燥後、シリカゲルカラムを通して精製し、純粋な中間体１１−１を得た。
【００９０】
＜化合物１１の合成＞
中間体１１−１を１０ｇ、塩化シアヌル２．３ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム２．４ｇをＴＨＦに溶かし、１Ｍ炭酸カリウム水溶液２００ｍＬを入れて１２時間還流した。反応物を酢酸エチルで抽出して乾燥し、シリカゲルカラムを通して精製し、下記１Ｈ ＮＭＲピークを示す、純粋な化合物１１を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．１２（３Ｈ）、７．８４（３Ｈ）、７．７８（３Ｈ）、７．６２−７．５６（６Ｈ）、７．２８−７．２３（６Ｈ）、１．６２（１８Ｈ）
【００９１】
＜合成例２：化合物３２の合成＞
下記反応式２によって、化合物３２を合成した：
【化１６】
2010045034.tif 000026
３−ヨード−９−フェニルカルバゾール１０ｇをＴＨＦに溶かし、−７８℃に温度を下げた。２．５Ｍ ｎ−ＢｕＬｉ １２ｍＬを徐々に追加して１時間撹拌した。１．２ｇのフッ化シアヌルをＴＨＦに溶かして徐々に注入した。４時間の撹拌後、塩化アンモニウム水溶液を入れた後、酢酸エチルを入れて抽出して乾燥し、シリカゲルカラムを通して精製し、下記１Ｈ ＮＭＲピークを示す、純粋な化合物３２を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）７．８２（３Ｈ）、７．５４（３Ｈ）、７．４８−７．３９（６Ｈ）、７．３２−７．２９（１８Ｈ）、７．０９−７．０１（６Ｈ）
【００９２】
＜合成例３：化合物３３の合成＞
下記反応式３によって、化合物３３を合成した：
【化１７】
2010045034.tif 000027
【００９３】
＜中間体３３−１の合成＞
５００ｍＬフラスコで、４−ナフタレン−２−イル−ベンゾニトリル５ｇ（２１．８ｍｍｏｌ）と、４−ブロモベンゾイルクロライド２．６６ｇ（１２．１ｍｍｏｌ）とを２００ｍＬクロロホルムに溶解させ、ＳｂＣｌ５ １．５５ｍＬ（１２．１ｍｍｏｌ）を０℃で添加した。反応混合物を室温で１時間撹拌した後、１２時間還流した。室温まで冷却した後、クロロホルムを減圧除去し、２８％アンモニア水溶液３００ｍＬを０℃で添加すれば、白色沈殿が生成された。これを室温で１時間強く撹拌して濾過した後、白色沈殿を水とメタノールとで洗浄した。真空オーブンで乾燥させた後、クロロホルムを添加して加熱還流した後で濾過した。濾液を集めて減圧乾燥し、白色固体である中間体３３−１を得た（４．９６ｇ、収率６４％）。
【００９４】
＜化合物３３の合成＞
中間体３３−１を５．７５ｇ（８．９８ｍｍｏｌ）と、３−ピリジンボロン酸１．１ｇ（８．９８ｍｍｏｌ）とを、ＴＨＦと炭酸カリウム（３．７２ｇ）水溶液との混合溶液に溶解させ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム３１０ｍｇを添加して１２時間加熱還流した。反応終了後、常温に冷却させて水を加えた後、酢酸エチル溶液で抽出して無水硫酸マグネシウムで乾燥して溶媒を減圧乾燥した。メタノールを添加して白色沈殿を生成させ、下記１Ｈ ＮＭＲピークを示す、化合物３３を得た（４．５ｇ、収率７８％）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．９３（１Ｈ）、８．８０（６Ｈ）、８．６１（１Ｈ）、８．１０（２Ｈ）、７．９２−７．６５（１５Ｈ）、７．５２（４Ｈ）、７．３２（１Ｈ）
【００９５】
＜合成例４：化合物３４の合成＞
下記反応式４−１によって、中間体３４−１を合成した：
【化１８】
2010045034.tif 000028
窒素雰囲気下で、１２０ｍＬメタノールに４−ブロモベンズアルデヒド２４．９ｇ（０．１３４ｍｏｌ）と、４−ブロモアセトフェノン２６．８ｇ（０．１３４ｍｏｌ）とを溶解させた。この後、水酸化ナトリウム０．２７ｇを前記溶液に添加した後、反応混合物を常温で５時間撹拌した。生成された黄色生成物を濾過し、水とメタノールとで洗浄して収得した生成物を真空オーブンで乾燥し、中間体３４−１を得た（４４．２ｇ、収率９０％）。
【００９６】
次いで、下記反応式４−２によって、中間体３４−２を合成した：
【化１９】
2010045034.tif 000029
窒素雰囲気下で、１，３−ビス−（４−ブロモフェニル）−プロペノン（中間体３４−１）７．４６ｇ（２０．３８ｍｍｏｌ）と、ベンズアミジン塩化水素１．６ｇ（１０．１９ｍｍｏｌ）とを無水エタノールに溶解させた後、３０ｍＬ無水エタノールに水酸化カリウム１．３２ｇを溶かした溶液を１５分間添加し、反応混合物内に乾燥空気をバブリングさせた。これから得た反応混合物を２４時間還流した後で水に注ぎ、生成物を濾過した後、エタノールで洗浄して真空オーブンで乾燥させ、中間体３４−２を得た。
【００９７】
さらに、下記反応式４−３によって、中間体３４−３を合成した：
【化２０】
2010045034.tif 000030
フラスコに中間体３４−２（４，６−ビス−（４−ブロモ−フェニル）−２−フェニル−ピリミジン）２０ｇ（４２．９ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラート）ジボロン２７．２ｇ（１０８ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム２５．２ｇ（２５７ｍｍｏｌ）、ＰｄＣｌ２（ｄｐｐｆ）３．５ｇ（４．２９ｍｍｏｌ）、及び溶媒として無水１，４−ジオキサンを入れ、窒素雰囲気下、８０℃で２４時間加熱した。反応終了後、セライトで濾過して濾液を酢酸エチルで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を減圧除去した。カラムクロマトグラフィ（展開溶媒：酢酸エチル：ヘキサン＝１：４）により精製して、中間体３４−３を得た。
【００９８】
下記反応式４−４によって、化合物３４を合成した：
【化２１】
2010045034.tif 000031
中間体３４−３を３．０ｇ（５．３６ｍｍｏｌ）と６−ブロモ−（２，４’）ビピリジニル３．１５ｇ（１３．４ｍｍｏｌ）とを、ＴＨＦと炭酸カリウム（４．４４ｇ）水溶液との混合溶液に溶解させ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム３７０ｍｇを添加して１５時間加熱還流した。反応終了後、常温に冷却させて水を加えた後、酢酸エチル溶液で抽出して無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧乾燥した。メタノールを添加して黄色沈殿を生成させ、下記１Ｈ ＮＭＲピークを示す、化合物３４を得た（２．４７５ｇ、収率７５％）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．８０−８．７７（６Ｈ）、８．４８（４Ｈ）、８．３７（４Ｈ）、８．１６（１Ｈ）、８．０８（４Ｈ）、７．９４−７．９１（４Ｈ）、７．８３（２Ｈ）、７．６０−７．５５（３Ｈ）
【００９９】
＜合成例５：化合物３５の合成＞
下記反応式５によって、化合物３５を合成した：
【化２２】
2010045034.tif 000032
イソニコチン酸ヒドラジド１３．７ｇ、４−ブロモベンゾイルクロライド２２ｇ及びトリエチルアミン１０ｇをクロロホルムに溶解して常温で２時間撹拌した。水を添加して生じた沈殿物を濾過し、メタノールで再結晶して中間体３５−３を得た。
【０１００】
１０．３ｇのアニリンを含む１，２−ジクロロベンゼン溶液にＰＣｌ３ ２．０６ｇを添加し、反応混合物を１００℃で１時間撹拌した。これから得た反応混合物に中間体３５−３を３ｇ添加し、２００℃で２４時間加熱還流し、常温に温度を低めた後、２Ｎ塩酸水溶液を徐々に添加した。これから得た反応混合物をセライトで濾過し、ジクロロメタンで洗浄した。その後、濾液を水で洗って無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ジクロロメタンを減圧除去した後、１，２−ジクロロベンゼンを真空蒸留して除去し、カラムクロマトグラフィにより精製して中間体３５−１を得た。
【０１０１】
得られた中間体３５−１を１９ｇ及び中間体３５−２を２４ｇ、ＴＨＦと炭酸カリウム３４．５ｇ水溶液との混合溶液に溶解させ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム２．９ｇを添加して１５時間加熱還流した。反応終了後、常温に冷却させて水を加えた後、ジクロロメタン溶液で抽出して無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧乾燥した。その後、メタノールを添加して黄色沈殿を生成させ、下記１Ｈ ＮＭＲピークを示す、化合物３５を得た（２７ｇ、収率７５％）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）８．６５（２Ｈ）、８．１５（１Ｈ）、７．９７（１Ｈ）、７．９４−７．９１（４Ｈ）、７．７３−７．６７（６Ｈ）、７．６１−７．５４（９Ｈ）、７．３９（２Ｈ）、７．３２−７．３０（９Ｈ）
【０１０２】
＜実施例１＞
基板上部に合成例１から得た化合物１１を真空蒸着し、６００Å厚の光効率改善層を形成した。前記光効率改善層の上部に、アノードとして１５Ω／ｃｍ２（１，２００Å）ＩＴＯを形成し、前記アノード上部に、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着して７５０Å厚の正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に、α−ＮＰＤを真空蒸着して１５０Å厚の正孔輸送層を形成した。前記正孔輸送層の上部に、ホストとしてＤＳＡ ９７重量％、ドーパントとしてＴＢＰｅを３重量％使用し、３００Å厚の発光層を形成した。前記発光層の上部に、Ａｌｑ３を真空蒸着して２００Å厚の電子輸送層を形成した。前記電子輸送層の上部に、ＬｉＦを真空蒸着して８０Å厚の電子注入層を形成した後、Ａｌを真空蒸着して３，０００Å厚のカソードを形成することによって、有機発光素子を完成した。
【０１０３】
＜実施例２〜５＞
前記実施例１において光効率改善層の材料として用いた化合物１１の代わりに、化合物３２、３３、３４及び３５をそれぞれ使用したという点を除いては、前記実施例１と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【０１０４】
＜比較例＞
前記実施例１において光効率改善層の材料として用いた化合物１１の代わりに、Ａｌｑ３を使用したという点を除いては、前記実施例１と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【０１０５】
＜評価＞
前記実施例１〜５の有機発光素子及び比較例の有機発光素子の効率（ｃｄ／Ａ）をＰＲ６５０（Spectroscan）Source Measurement Unit．（PhotoResearch社製）を利用して評価し、その結果を下記表１に示した。
【０１０６】
【表１】
2010045034.tif 000033
【０１０７】
上表に示すように、本発明の光効率改善層を備えた素子の発光効率は、比較例に比べて顕著に高い。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の光効率改善層は、有機発光素子の発光効率を向上するのに大変有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０，２０，３０    有機発光素子
１１，２１，３１    基板
１３，２３，３３    第１電極
１５，２５，３５    有機層
１７，２７，３７    第２電極
１８，２８    光効率改善層
３８    第１光効率改善層
３９    第２光効率改善層
【図１】
2010045034.tif 000040
【図２】
2010045034.tif 000041
【図３】
2010045034.tif 000042