KR102047102B1 - 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents

유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102047102B1
KR102047102B1 KR1020180006187A KR20180006187A KR102047102B1 KR 102047102 B1 KR102047102 B1 KR 102047102B1 KR 1020180006187 A KR1020180006187 A KR 1020180006187A KR 20180006187 A KR20180006187 A KR 20180006187A KR 102047102 B1 KR102047102 B1 KR 102047102B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic
layer
thin film
light emitting
pyridine
Prior art date
Application number
KR1020180006187A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190087853A (ko
Inventor
이성구
서민혜
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020180006187A priority Critical patent/KR102047102B1/ko
Publication of KR20190087853A publication Critical patent/KR20190087853A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102047102B1 publication Critical patent/KR102047102B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/14—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing three or more hetero rings
    • H01L51/0003—
    • H01L51/0065—
    • H01L51/0067—
    • H01L51/5012—
    • H01L51/5048—
    • H01L51/5088—
    • H01L51/5096—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/653—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only oxygen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 유기전기소자의 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 유기박막을 형성하기 위한 유기화합물로서, 이 유기화합물은 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민 작용기(amine functional group) 및/또는 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 에폭시 작용기(epoxy functional group)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치{COMPOUND FOR ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT, ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT USING THE SAME, AND AN ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
본 발명은 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물 층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
유기전기소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 '유기전기소자'는, 유기 집적 회로(OIC), 유기 전계-효과 트랜지스터(OFET), 유기 박막 트랜지스터(OTFT), 유기 발광 트랜지스터(OLET), 유기 태양 전지(OSC), 유기 광검출기, 유기 광수용체, 유기 전계-켄치 소자(OFQD), 유기 발광 전기화학 전지(OLEC), 유기 레이저 다이오드(O-laser) 및 유기 전계 발광 소자(OLED) 등을 포함하는 것으로 정의된다.
본 발명에서는 특히, OLED로서 지칭되는 유기전기소자에 사용되는 신규한 유기화합물을 제공하는 것에 관심이 있다. OLED의 일반 구조 및 이의 기능적 원리는 당업자에게 널리 공지되어 있고, 특히 US 4539507, US 5151629, EP 0676461 및 WO 1998/27136에 기재되어 있다.
차세대 디스플레이 디바이스로 주목받고 있는 OLED(organic photoelectric device)는 ITO와 같은 투명 양극재가 코팅된 기판과 음극 사이에 유기발광층을 형성하여, 전극에 소정의 전압을 가하면 양극으로부터 주입된 정공과 음극으로부터 주입된 전자가 유기발광층에서 결합하여 빛을 방출하는 원리를 이용한 소자이다. OLED는 평판 디스플레이, 조명 및 백라이팅과 같은 전자 장치에 응용되면서 점점 관심을 받고 있다. OLED 기술은 Geffroy 등의, "유기 발광 다이오드 (OLED) 기술: 재료 소자 및 디스플레이 기술", Polym, Int., 55:572-582(2006)에서 설명되며, 미국 특허 제 5,844,363 호, 제 6,303,238 호 및 제 5,707,745 호에서 설명된 여러 OLED 재료 및 구성에서 설명되고, 이들 모두는 본 명세서에 참고로 인용된다.
유기 전계 발광 소자(OLED)는 산업적으로 적용 가능한 수준의 성능을 구현하기 위하여 유기발광층 이외에 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층 및 발광층의 특성에 따라 전하차단층을 더 포함하여 다층 구조로 제작된다.
종래기술에서 유기전기소자(특히, OLED)를 구성하는 각 층들은 일반적으로 진공증착공정에 의해 형성된다. 일본 공개특허 제 2006-156847 호(특허문헌 1)는 유기 화합물 및 이를 진공증착법으로 기판에 증착시켜 단층구조의 유기막을 포함하는 유기전기소자를 제조하는 기술을 개시하고 있다. 진공증착법은 10-4 Torr 이하의 고진공 분위기에서 시료에 열을 가하여 승화시키고, 승화된 시료는 상대적으로 낮은 온도의 기판에서 고체로 성장하는 방식으로 박막을 형성시키는 원리이다. 그러나, 진공증착법은 증착장치가 크고 설치가 용이하지 못하며, 공정시 진공을 유지해야 하고, 공정 온도가 높으며, 특히 패턴을 위해 마스크를 사용하기 때문에 재료의 소비율이 높아 생산성이 낮고 제조비용이 많이 소비되기 때문에 대면적으로 유기전기소자를 제조하기 어렵다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 저가의 용액공정을 통해 유기박막을 형성하고자 하는 연구가 꾸준히 진행되어왔다. 용액공정은 진공증착 공정에 비해 분해능이 높지 않은 단점이 있지만, 대기압과 대기 온도에서 제조가 가능하기 때문에 별도의 진공장치가 필요하지 않으며, 재료의 소비율이 낮기 때문에, 생산성이 높고, 제조비용이 적게 들며, 대면적화가 가능한 것이 장점이다.
이와 같은 용액공정의 종류에는 스핀 코팅, 잉크젯 코팅, 스크린 프린팅, 스프레이 코팅, 롤 투 롤 코팅, 그리고 블레이드 코팅 등이 있다. 용액공정을 기반으로 한 대면적 유기 박막 제조 방법 및 그 장치에 대한 구체적인 예들은 대한민국 공개특허공보 제 2016-0069799 호, 대한민국 등록특허공보 제 10-1618395 호, 대한민국 공개특허공보 제 2017-0066703 호, 대한민국 등록특허공보 제 10-1618395 호, 대한민국 공개특허공보 제 2016-0141127 호 및 대한민국 공개특허공보 제 2016-0138845 호에 상세되어 있다. 또한, 사용될 수 있는 열프린팅 기술 및 장치는 예를 들면 미국 특허 출원 공개 US 2008/0311307 A1, US 2008/0308037 A1, US2006/0115585 A1, US 2010/0188457 A1, US 2011/0008541 A1, US 2010/0171780 A1, 및 US 2010/0201749 A1에 설명된 것들을 포함하며, 그 전체가 본 명세서에 참고로 인용된다.
그러나, 용액공정을 이용하여 유기전기소자용 다층 유기막을 코팅할 때, 위층의 유기 화합물에 포함된 유기용매에 의해 아래층의 유기박막이 손상되는 문제가 있어 다층 박막을 형성함에 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서는 가교가 가능한 작용기를 가지는 유기 화합물을 사용해야 하는데, 이제까지 알려진 가교기들은 스티렌(styrene), 아크릴레이트(acrylate), 옥세탄(oxetane) 등이다. 그러나, 이들 가교기들은 가교반응을 위해 높은 가교온도를 요구하고 있어서 플라스틱 기판을 사용하는데 있어 어려움이 있다. 또한, 자외선 가교의 경우에는 광개시제를 사용하거나 부산물(byproduct)이 발생하여 유기전기소자의 수명과 효율에 문제를 발생시키는 단점이 있다.
따라서, 용액공정의 적용시 인접한 층을 용해시키지 않고 다층 구조의 유기전기소자를 제조할 수 있는 새로운 유기화합물들이 본 발명자들에 의해 개발되었다. 먼저, 대한민국 공개특허공보 제 2017-0035228 호(특허문헌 2)는 전하수송 특성이 우수한 카바졸계 화합물 및 트리페닐아민계 화합물의 말단에 알코올계 기능기를 결합시켜 친수성 용매에 대한 용해성을 갖는 유기소자용 화합물을 제공하고, 대한민국 공개특허공보 제 2017-0117812 호(특허문헌 3)는 수소결합이 가능하고, 피리미딘 고리를 포함하는 치환기를 적어도 2개 이상 구비하는 신규한 정공차단 및/또는 전자수송 저분자 화합물을 제공하며, 대한민국 등록특허공보 제 10-1789672 호(특허문헌 4)는 정송수송 특성 및 인광 특성을 갖는 카바졸을 포함하여 이루어지는 카바졸계 화합물의 말단에 수소결합이 가능한 특성을 갖는 피리미딘 고리를 포함하는 기능기를 구비하여, 다양한 용매에 대한 용해성이 우수하고, 소정의 온도 조건에서 상기 피리미딘 고리를 포함하는 기능기간의 수소결합이 유도되어 안정한 유기박막을 형성할 수 있는 유기발광 화합물을 제공한다.
JP 2006-156847 A KR 2017-0035228 A KR 2017-0117812 A KR 10-1789672 B1
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 120℃ 이하의 낮은 온도에서 가교가 가능하고, 부산물(byproduct)를 발생시키지 않아 효율과 수명 특성이 우수한 신규한 유기전기소자용 화합물을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명은 120℃ 정도의 온도에서 가교결합이 발생하기 때문에 낮은 온도의 용액공정을 통해서 유기용매에 용해되지 않는 유기박막을 제공하는 것을 다른 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이러한 유기박막을 다층 적층하여 형성되는 OLED를 포함하는 유기전기소자 및 이 유기전기소자를 포함하는 전자장치를 제공하는 것을 또 다른 일 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 유기전기소자의 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 유기박막을 형성하기 위한 유기화합물로서, 상기 유기화합물은 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민 작용기(amine functional group)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 유기화합물은 아래의 화학식을 갖는 것을 특징으로 한다.
Figure 112018005813426-pat00001
또한, 상기 유기화합물은 유기전기소자용 유기박막 재료중 전자수송층 물질 또는 정공차단층 물질로 사용된다.
본 발명의 다른 일 양태는 유기전기소자의 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 유기박막을 형성하기 위한 유기화합물로서, 상기 유기화합물은 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 에폭시 작용기(epoxy functional group)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 유기화합물은 아래의 화학식을 갖는 것을 특징으로 한다.
Figure 112018005813426-pat00002
상기 유기화합물은 유기전기소자용 유기박막 재료중 전자수송층 물질 또는 정공차단층 물질로 사용된다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태로는 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 협지되어 있는 유기전기소자에 있어서, 상기 유기 박막층을 형성하기 위한 코팅 용액이 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민 작용기(amine functional group)를 갖는 유기화합물과, 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 에폭시 작용기(epoxy functional group)를 갖는 유기화합물을 포함하고, 상기 아민 작용기(amine functional group)와 상기 에폭시 작용기(epoxy functional group)간에 가교결합이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민 작용기(amine functional group)를 갖는 유기화합물이 아래의 화학식을 갖는 것을 특징으로 한다.
Figure 112018005813426-pat00003
상기 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 에폭시 작용기(epoxy functional group)를 갖는 유기화합물이 아래의 화학식을 갖는 것을 특징으로 한다.
Figure 112018005813426-pat00004
상기 유기 박막층은 전자수송층 또는 정공차단층인 것이 바람직하다. 상기 유기전기소자는 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 음극이 이 순서대로 적층된 구조를 갖는다. 또한, 상기 음극과 발광층 사이에 정공차단층(HBL)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양태는 상술한 유기전기소자를 포함하는 전자장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자수송 또는 정공차단 특성을 갖는 피리딘을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민 기능기와 적어도 2개 이상의 에폭시 기능기를 구비하고, 이들 기능기간의 가교결합을 통해 용해도가 낮은 저분자 유기 화합물의 용해성을 향상시킬 수 있고, 용해성이 증진됨에 따라 생산성이 높은 용액 공정에 적용할 수 있다는 제1효과, 아민기와 에폭시기 간의 가교결합으로 안정한 유기박막을 형성할 수 있다는 제2효과, 용액공정을 통해 다층 구조의 유기박막층을 형성하여도 인접한 층이 용액에 의해 용해되는 현상 없이 안정한 다층구조의 소자제작이 가능하다는 제3효과, 유기소자의 대면적화 및 저비용화가 가능하다는 제4효과를 갖는다.
본 발명에 따른 유기화합물은 아민기와 에폭시기간의 가교결합을 통해 각종 용매에 대한 용해성이 향상될 수 있다. 또한, 종래기술에서 저분자 유기화합물은 용해성이 떨어지는 문제로 인하여 주로 증착공정을 통해 유기박막을 형성하였는데, 본 발명에 따른 유기화합물은 용해성의 향상으로 각종 용액공정에 적합한 특성을 제공할 수 있다.
또한, 종래기술에서는 용액공정을 통해 유기박막을 형성하더라도, 안정한 유기박막을 형성하기 위하여 고온 조건에서 수행하여야 하는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에 따른 유기화합물은 용매에 대한 용해성이 우수할 뿐만 아니라, 화합물에 구비된 기능기간의 가교결합으로 저온공정으로도 열에 안정한 박막을 형성할 수 있기 때문에 유기소자의 대량생산, 대면적화 및 저비용화를 가능케 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기화합물을 포함하는 유기박막의 용매 침지 전/후의 UV/Vis 스펙트럼 그래프이다.
도 2a, 2b는 실시예의 녹색 인광소자와 비교예의 녹색 인광소자에 대한 전류-전압 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3a, 3b는 실시예의 녹색 인광소자와 비교예의 녹색 인광소자에 대한 전류밀도의 변화에 따른 전류효율을 나타내는 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면 및 화학식을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 유기화합물은 유기전기소자의 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 유기박막중 특히, 전자수송층(ETM) 및 정공차단층(HBL)에 효과적으로 사용될 수 있는 유기화합물에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기화합물은 유기전기소자의 전자수송층(ETM)이나 정공차단층(HBL)으로 사용될 수 있는 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민기(amine group) 또는 에폭시기(exopxy group)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 물질은 전자를 잘 전달하고, 낮은 호모(homo)를 가지고 있어서 정공을 차단하는 특성을 가진다. 따라서, 피리딘을 포함하는 물질은 OLED와 같은 유기전기소자의 전자수송층(ETL)이나 정공차단층(HBL)을 형성하기 위한 물질로 사용되고 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기화합물의 일 예로서 아래 [화학식 1]과 같이 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민기를 부착한 유기화합물을 하나의 예로서 들 수 있다.
Figure 112018005813426-pat00005
상기 2개 이상의 아민기가 결합되는 위치는 그 화합물의 말단이면 어디든지 가능하며, 상기 말단이라는 것은 위치 화학적으로 가교결합이 형성되지 않을 정도로 인접한 위치에 2개 이상의 가교기가 위치하는 경우를 제외하고 화합물에 치환될 수 있는 모든 위치를 의미하며, 상기 아민기는 하기 [화학식 2]로 표시되는 기능기중 어느 하나를 포함한다.
Figure 112018005813426-pat00006
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기화합물의 일 예로서 아래 [화학식 3]과 같이 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 에폭시기를 부착한 유기화합물을 하나의 예로서 들 수 있다.
Figure 112018005813426-pat00007
상기 2개 이상의 에폭시기가 결합되는 위치는 그 화합물의 말단이면 어디든지 가능하며, 상기 말단이라는 것은 위치 화학적으로 가교결합이 형성되지 않을 정도로 인접한 위치에 2개 이상의 가교기가 위치하는 경우를 제외하고 화합물에 치환될 수 있는 모든 위치를 의미하며, 상기 아민기는 하기 [화학식 4]로 표시되는 기능기중 어느 하나를 포함한다.
Figure 112018005813426-pat00008
상기 [화학식 1]과 같이 피리딘(pyridine)을 적어도 하나 이상 포함하는 코어 물질의 말단에 아민기를 부착한 유기화합물은 120℃ 정도의 온도에서 가열되는 것에 의해 아래 [화학식 5]와 같이 에폭시기와 에폭사이드 반응을 통해 가교결합을 일으킨다.
Figure 112018005813426-pat00009
또한, 상기 [화학식 3]과 같이 피리딘(pyridine)을 적어도 하나 이상 포함하는 코어 물질의 말단에 에폭시기를 부착한 유기화합물은 120℃ 정도의 온도에서 가열되는 것에 의해 아래 [화학식 6]과 같이 아민기와 에폭사이드 반응을 통해 가교결합을 일으킨다.
Figure 112018005813426-pat00010
이렇게 가교결합이 형성된 유기화합물로 제조된 유기박막의 경우 인접한 층의 유기용매에 용해되지 않기 때문에 용액공정을 통해 다층의 박막을 적층하더라도 박막이 손상되지 않아 대면적의 다층 구조의 유기전기소자를 제작하는데 최적화된다.
본 발명에 따른 유기화합물을 형성하기 위한 말단에 적어도 2개 이상의 아민기 또는 적어도 2개 이상의 에폭시기를 치환할 수 있는 코어 물질로서는 아래 [화학식 7]과 같이 전자 수송 특성이나 정공 차단 특성을 가지는 적어도 하나 이상의 피리딘기를 포함하는 물질을 하나의 예로 들 수 있다.
Figure 112018005813426-pat00011
본 발명의 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 피리딘기를 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민기 및/또는 적어도 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 유기화합물을 적어도 1종 이상 포함하는 잉크 조성물을 제공한다.
상기 잉크 조성물은 용매를 포함하는 용액 또는 현탁액일 수 있고, 상기 용매는, 예를 들어, 메틸 알코올, 에틸 알코올, n-프로필 알코올, 이소프로필 알코올, n-부틸 알코올, 섹-부틸 알코올(sec- butylalchol), 터트-부틸 알코올(tert-butyl alcohol), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 케톤, 아세톤, 디아세톤 알코올, 케토-알코올, 디옥산, 에테르, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세롤, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 2-피롤리돈, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 클로로포름, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 감마부틸락톤, 부틸셀로졸브, 시클로헥산, N-메틸-2-피롤리돈, 시클로헥사논, 테트라하이드로퓨란, 사염화탄소, 테트라클로로에탄, 옥틸벤젠, 도데실벤젠, 퀴놀린, 트리클로로벤젠, 니트로벤즈알데하이드, 니트로벤젠, 2황화탄소, 2-헵타논, 벤젠, 테르피넬올, 부틸카르비톨아세테이트 및 이온교환수(순수) 중 선택되는 1종 이상의 용매를 포함할 수 있다.
상기 잉크 조성물을 도포한 뒤 용매를 제거하여 성막함으로써 유기 박막층을 형성할 수 있다. 상기 잉크 조성물은 안료 또는 염료를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 다층으로 적층되어 있는 유기전기소자에 있어서, 상기 유기 박막층 중 전자수송층(ETL) 및/또는 정공차단층(HBL)에 본 발명에 따른 상기 [화학식 1] 및/또는 [화학식 3]의 유기화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다. 특히, 상기 유기전기소자는 유기전계발광소자(OLED)인 것이 바람직하다.
상기 유기 박막층은 본 발명에 따른 유기화합물을 포함하는 상술한 잉크 조성물을 이용하여 용액공정으로 성막하여 제조될 수 있다. 특히, 상기 유기전계발광소자(OLED)는 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 음극이 이 순서대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 발광층은 본 발명에 따른 유기화합물의 유도체와 함께, 적색, 녹색, 청색 또는 백색을 포함하는 인광 또는 형광 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인광 도펀트는 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb 및 Tm으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 유기금속화합물일 수 있다.
이하에서, 본 발명의 유기전계발광소자에 대하여 예를 들어 설명한다. 본 발명의 유기전계발광소자는 양극(정공주입전극), 정공주입층(HIL) 및/또는 정공수송층(HTL), 발광층(EML) 및 음극(전자주입전극)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 바람직하게는, 양극과 발광층 사이에 전자차단층(EBL)을, 그리고 음극과 발광층 사이에 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 또는 정공차단층(HBL)을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유기전계발광소자의 제조방법으로는, 먼저 기판 표면에 양극용 물질을 통상적인 방법으로 코팅하여 양극을 형성한다. 이때, 사용되는 기판은 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 또한, 양극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 양극 표면에 정공주입층(HIL) 물질을 스핀 코팅하여 정공주입층을 형성하고, 상기 정공주입층 표면에 정공수송층(HTL) 물질을 스핀 코팅하여 정공수송층을 형성하고, 상기 정공수송층 표면에 발광층(EML) 물질을 스핀 코팅하여 발광층을 형성하고, 상기 발광층 표면에 전자수송층(ETL) 물질을 스핀 코팅하여 전자수송층을 형성한다.
이때, 선택적으로는, 발광층과 전자수송층 사이에 정공차단층(HBL)을 추가로 형성하고 발광층에 인광 도펀트를 함께 사용함으로써, 삼중항 여기자 또는 정공이 전자수송층으로 확산되는 현상을 방지할 수 있다. 정공차단층의 형성은 정공차단층 물질을 스핀 코팅하여 실시할 수 있으며, 정공차단층 물질의 경우 본 발명의 유기화합물이 사용될 수 있다.
상기 전자수송층 표면에 전자주입층(EIL) 물질을 스핀 코팅하여 전자주입층을 형성한다. 마지막으로, 상기 전자주입층 표면에 음극용 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착하여 음극을 형성한다. 이때, 사용되는 음극용 물질로는 리튬(Li), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등이 사용될 수 있다. 또한, 전면발광 유기전계발광소자의 경우 산화인듐주석(ITO) 또는 산화인듐아연(IZO)를 사용하여 빛이 투과할 수 있는 투명한 음극을 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 유기 전계발광소자는 상술한 바와 같은 순서, 즉 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/음극 순으로 제조하여도 되고, 그 반대로 음극/전자주입층/전자수송층/정공차단층/발광층/정공수송층/정공주입층/양극의 순서로 제조하여도 무방하다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 유기전계발광소자를 포함하는 예를 들어, 평판 디스플레이, 조명 및 백라이팅과 같은 전자장치를 제공한다.
이하에서, 본 발명의 유기화합물들의 합성방법을 대표적인 예를 들어 하기에 설명한다. 그러나, 본 발명의 유기화합물들의 합성방법이 하기 예시된 방법으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 유기화합물들은 하기에 예시된 방법과 이 분야의 공지의 방법에 의해 제조될 수 있다.
( 실시예 1)
하기 반응식에 따라 본 발명에 따른 상기 [화학식 1]의 유기화합물을 합성하였다.
[반응식]
Figure 112018005813426-pat00012
중간체(1)의 제조
질소 분위기 하에서 250mL two-neck 플라스크에 3-bromopyridien(3g, 0.02mol), Bis(pinacolato)diboron(4.8g, 0.02mol), Pd(pph3)4(0.2g, 0.0002mol), potassium acetate(4g, 0.04mol)을 넣고 1,4-dioxane(100mL)를 넣어 교반 시킨다. 80℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후 상온에서 식혀 EA로 washing한 후, 여과액을 받아 컬럼크로마토그래피(EA:Hx = 1:8)로 정제하여 순수한 아래 구조식의 중간체(1)(Yield:2.9g, 71%)을 얻는다.
중간체(1)
Figure 112018005813426-pat00013
중간체(2)의 제조
질소 분위기 하에서 250mL two-neck 플라스크에 정제한 상기 중간체(1)(2.5g, 0.012mol), 1,3,5-tribromobenzene(1.3g, 0.004mol), Pd(pph3)4(0.7g, 0.0006mol)을 넣고 THF(80mL)를 넣어 교반 시킨다. 플라스크 안에 물질이 모두 녹으면 potassium carbonate solution(2N, 80mL)를 넣어 함께 교반시킨다. 80℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후 컬럼크로마토그래피로(EA:Hx=1:10)로 정제하여 아래 구조식의 순수한 중간체(2)(Yield:3.2g, 77%)를 얻는다.
중간체(2)
Figure 112018005813426-pat00014
중간체(3)의 제조
질소분위기 하에서 500mL two-neck 플라스크에 정제한 상기 중간체(2)(3g, 0.0096mol), 1,4-benzenediboronic acid(6.3 g, 0.019mol), Pd(pph3)4(0.55g, 0.00048mol)를 넣고, THF(100mL)을 넣어 교반 시킨다. 플라스크 안에 물질이 모두 녹으면 potassium carbonate solution(2N, 100mL)를 넣어 교반 시킨다. 80℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후 컬럼크로마토그래피(MC:Hx = 1:7)로 정제하여 아래 구조식의 순수한 중간체(3)(Yield:3.8g, 73%)를 얻는다.
중간체(3)
Figure 112018005813426-pat00015
중간체(4)의 제조
질소 분위기 하에서 250mL two-neck 플라스크에 정제한 상기 중간체(3)(3g, 0.0055mol), Bis(pinacolato)diboron(2.8g, 0.01mol), Pd(pph3)4(0.3g, 0.00027mol), potassium acetate(1.1g, 0.011mol)을 넣고 1,4-dioxane(100mL)를 넣어 교반시킨다. 80℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후, 상온에서 식혀 EA로 washing 한 후, 여과액을 받아 컬럼크로마토그래피(EA:Hx = 1:20)로 정제하여 순수한 아래 구조식의 중간체(4)(Yield:2.7g, 77%)을 얻는다.
중간체(4)
Figure 112018005813426-pat00016
최종생성물(5)의 제조
질소분위기 하에서 250mL two-neck 플라스크에 정제한 상기 중간체(4)(2g, 0.003mol), 5-bromopyridin-3-amilne(1.1g, 0.006mol), Pd(pph3)4(0.17g, 0.00015mol)를 넣고, THF(50mL)을 넣어 교반 시킨다. 플라스크 안에 물질이 모두 녹으면 potassium carbonate solution(2N, 50mL)를 넣어 교반 시킨다. 180℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후 컬럼크로마토그래피(MC:Hx = 1:5)로 정제하여 아래 구조식의 순수한 최종생성물(5)(Yield:1.1g, 65%)를 얻는다. 이렇게 합성한 최종 생성물(5)의 NMR 데이터는 아래와 같다.
1H NMR(CDCl3, 300MHz); δ=9.2(s, -CH-), 8.8(s, -CH-), 8.68(d, -CH-), 8.46(t, -CH-), 8.12(d, -CH), 7.7~7.59(m, -CH-), 6.25(s, -NH2)
최종생성물(5)
Figure 112018005813426-pat00017
( 실시예 2)
하기 반응식에 따라 본 발명에 따른 상기 [화학식 3]의 유기화합물을 합성하였다.
[반응식]
Figure 112018005813426-pat00018
중간체(1)의 제조
질소 분위기 하에서 250mL two-neck 플라스크에 3-bromopyridien(3g, 0.02mol), Bis(pinacolato)diboron(2.2g, 0.02mol), Pd(pph3)4(0.05g, 0.0002mol), potassium acetate(3.7g, 0.038mol)을 넣고 1,4-dioxane(100mL)를 넣어 교반 시킨다. 80℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후 상온에서 식혀 EA로 washing한 후, 여과액을 받아 컬럼크로마토그래피(EA:Hx = 1:8)로 정제하여 순수한 아래 구조식의 중간체(1)(Yield:3.7g, 90%)을 얻는다.
중간체(1)
Figure 112018005813426-pat00019
중간체(2)의 제조
질소 분위기 하에서 250mL two-neck 플라스크에 정제한 상기 중간체(1)(2.5g, 0.012mol), 1,3,5-tribromobenzene(3.7g, 0.012mol), Pd(pph3)4(0.02g, 0.00001mol)을 넣고 THF(50mL)를 넣어 교반 시킨다. 플라스크 안에 물질이 모두 녹으면 potassium carbonate solution(2N, 50mL)를 넣어 함께 교반시킨다. 80℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후 컬럼크로마토그래피(EA:Hx=1:10)로 정제하여 아래 구조식의 순수한 중간체(2)(Yield:3g, 80%)를 얻는다.
중간체(2)
Figure 112018005813426-pat00020
중간체(3)의 제조
질소분위기 하에서 500mL two-neck 플라스크에 정제한 상기 중간체(2)(2g, 0.0064mol), 1,4-benzenediboronic acid bis(pinacol)ester(1g, 0.0032mol), Pd(pph3)4(0.05g, 0.00006mol)를 넣고, THF(100mL)을 넣어 교반 시킨다. 플라스크 안에 물질이 모두 녹으면 potassium carbonate solution(2N, 100mL)를 넣어 교반 시킨다. 80℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후 컬럼크로마토그래피(MC:Hx = 1:7)로 정제하여 아래 구조식의 순수한 중간체(3)(Yield:2.3g, 66%)를 얻는다.
중간체(3)
Figure 112018005813426-pat00021
중간체(4)의 제조
질소 분위기 하에서 250mL two-neck 플라스크에 정제한 상기 중간체(3)(2g, 0.0037mol), Bis(pinacolato)diboron(4.8g, 0.0074mol), Pd(pph3)4(0.08g, 0.00004mol), potassium acetate(1.5g, 0.0148mol)을 넣고 1,4-dioxane(100mL)를 넣어 교반시킨다. 80℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후, 상온에서 식혀 EA로 washing 한 후, 여과액을 받아 컬럼크로마토그래피(EA:Hx = 1:10)로 정제하여 순수한 아래 구조식의 중간체(4)(Yield:1.8g, 78%)을 얻는다.
중간체(4)
Figure 112018005813426-pat00022
중간체(5)의 제조
질소 분위기 하에서 250mL two-neck 플라스크에 정제한 상기 중간체(4)(1.5g, 0.0024mol), 5-bromo-2-hydroxypyridine(0.9g, 0.0048mol), Pd(pph3)4(0.03g, 0.000024mol)을 넣고, THF(50ml)를 넣어 교반시킨다. 플라스크 안의 물질이 모두 녹으면 potassium carbonate solution(2N, 50mL)를 넣어 교반 시킨다. 180℃에서 12시간 환류시켜 반응을 진행한다. 반응 종료 후, 컬럼크로마토그래피(MC : MeOH = 10 : 1)로 정제하여 순수한 아래 구조식의 중간체(5)(Yield:0.7g, 51%)을 얻는다.
중간체(5)
Figure 112018005813426-pat00023
최종생성물( SMH -E1-epoxy)의 제조
질소분위기 하에서 one-neck 플라스크에 sodium hydride(0.18g, 0.00735mol)를 넣고 30분간 교반 시킨다. 반응 플라스크에 상기 중간체(5)(1.2g, 0.0021mol), epichlorohydrin(0.5mL , 0.00525mol), THF(30mL)를 넣고, 50℃에서 24시간 반응을 진행시킨다. 반응 종료 후 MC와 증류수로 워크업(work up)한다. 유기층을 받아 용매를 감압 제거하고, 컬럼크로마토그래피(MC : MeOH = 1 : 20)로 정제하여 아래 구조식의 순수한 최종 생성물(SMH-E1-epoxy)(Yield:1.3g, 48%)을 얻는다.
이렇게 합성한 최종 생성물(SMH-E1-epoxy)의 NMR 데이터는 아래와 같다.
1H NMR (CDCl3,300MHz) : a=8.79(m, -CH-), 8.69(d, -CH-), 8.63~8.5(m, -CH-), 8.48(d,-CH-), 8.0 (t, -CH-), 6.90(d,-CH-), 4.23(m, -CH2-), 3.95(m, -CH2-), 3.04(m, -CH-), 2.63(m, -CH-), 2.38(m, -CH-)
최종생성물(SMH-E1-epoxy)
Figure 112018005813426-pat00024
( 실험예 1 : 용매 저항성 테스트)
상기 최종생성물(5)과 최종생성물(SMH-E1-epoxy)를 포함하는 물질을 유기용매(chlorobenzene)에 용해시켜 기판상에 스핀 코팅한 후 120℃ 오븐에서 30분간 가열하여 에폭사이드 가교반응이 완성된 박막을 기판상에 형성시켰다. 그 후, 형성된 박막에 대해 용매 침지 전 UV/Vis spectrum을 측정하고 이를 도 1의 검정선으로 표시하였다. 또한, 형성된 박막을 chlorobenzene 용매에 5분간 담근 후에 용매를 제거하고, 용매 침지 후 UV/Vis spectrum을 측정하고 이를 도 1의 빨간선으로 표시하였다. 도 1의 그래프를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 유기박막은 용매 침지 전 UV/Vis spectrum과 용매 침지 후 UV/Vis spectrum간에 어떠한 의미 있는 차이가 발생하지 않는다. 즉, 본 발명에 따라 아민기와 에폭시기간의 에폭사이드 가교결합을 갖는 유기박막은 용매에 대한 저항성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이는 말단에 적어도 2개 이상의 아민 작용기와 말단에 적어도 2개 이상의 에폭시 작용기를 포함하는 본 발명의 유기화합물은 특정한 온도 조건(120℃에서 30분간 가열)에서 상기 [화학식 5]나 상기 [화학식 6]과 같이 아민기와 에폭시기 간에 가교결합이 발생하여 용매에 대한 저항성을 갖게 됨을 알 수 있다.
( 실험예 2 : 유기전기소자 성능 테스트)
<실시예>
ITO 기판을 깨끗이 세척한 후에 PEODT:PSS를 스핀코팅한 후에 120℃에서 20분간 열처리하여 정공주입층(HIL)을 제조하였다. VNPB를 클로로벤젠(chlorobenzene)으로 용해시킨 용액을 상기 정공주입층 박막 위에 스핀 코팅한 후 180℃에서 30분간 열처리하여 20nm 두께의 정공수송층(HTL)을 제조하였다. DV-CBP와 8wt%의 Ir(mppy)3를 클로로벤젠에 용해시켜 녹색 발광층 용액을 제조하고, 이 녹색 발광층 용액을 상기 정공주입층 박막 위에 스핀 코팅한 후 180℃에서 30분간 열처리하여 30nm 두께의 발광층을 제조하였다. 상기 최종생성물(5)와 최종생성물(SMH-E1-epoxy)를 포함하는 물질을 유기용매(chlorobenzene)에 용해시킨 용액을 발광층 박막 위에 스핀 코팅한 후, 120℃에서 30분간 열처리하여 30nm 두께의 전자수송층(ETL)을 제조하였다. 이 전자수송층 위에 LiF와 Al을 진공 증착하여 전극을 형성함으로써 실시예의 녹색 인광소자를 완성하였다.
<비교예>
ITO 기판을 깨끗이 세척한 후에 PEODT:PSS를 스핀코팅한 후에 120℃에서 20분간 열처리하여 정공 주입층(HIL)을 제조하였다. 이 HIL층 위에 m-MTDATA를 20nm 두께로 진공 증착하여 HTL층을 제조하고, 이 HTL층 위에 CzTP와 8wt%의 Ir(mppy)_3를 동시에 진공 증착하여 30nm 두께의 녹색 인광 발광층을 제조하였다. 발광층 위에 다시 TmPyPB를 30nm 두께로 진공 증착하여 ETL층을 완성하고, 이 ETL층 위에 LiF와 Al을 진공 증착하여 전극을 형성함으로써 비교예의 녹색 인광소자를 완성하였다.
<전류-전압 특성 테스트>
도 2a는 실시예의 녹색 인광소자의 전류-전압 특성을 나타내는 그래프이고, 도 2b는 비교예의 녹색 인광소자의 전류-전압 특성을 나타내는 그래프이다. 도 2를 참조하면, 실시예와 비교예의 인광소자 모두 전압이 일정수준 이상 증가하는 경우, 전류가 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는 용액공정에 의하여 제조된 유기박막으로 구성되는 유기전기소자(실시예)와 진공증착에 의하여 제조된 유기박막으로 구성되는 유기전기소자(비교예) 모두 동등한 효율로 작동되고 있음을 나타낸다.
<전류효율 테스트>
도 3a는 실시예의 녹색 인광소자의 전류밀도의 변화에 따른 전류효율을 나타내는 그래프이고, 도 3b는 비교예의 녹색 인광소자의 전류밀도의 변화에 따른 전류효율을 나타내는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 실시예와 비교예의 인광소자 모두 전압이 일정수준 이상 증가하는 경우, 전류밀도가 0mA/㎠ 내지 10mA/㎠인 경우, 전류 효율이 45cd/A 정도로 최대의 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, 전류 밀도가 증가함에 따라 전류 효율이 감소하는 구간이 존재하는 것을 확인할 수 있는데, 이는 일정 수준의 전류밀도를 부가하면 되는 것이고, 전류 밀도가 일정 수준 이상으로 증대되는 경우에는 전류의 효율성이 떨어지는바, 유기전기소자가 일정한 수준의 전류를 사용하면서 정상적으로 작동함에 따른 결과임을 확인할 수 있다.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 협지되어 있는 유기전기소자에 있어서,
    상기 유기 박막층을 형성하기 위한 코팅 용액이 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민 작용기(amine functional group)를 갖는 유기화합물과, 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 에폭시 작용기(epoxy functional group)를 갖는 유기화합물을 포함하고,
    상기 아민 작용기(amine functional group)와 상기 에폭시 작용기(epoxy functional group)간에 가교결합이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 아민 작용기(amine functional group)를 갖는 유기화합물이 아래의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
    Figure 112018005813426-pat00027
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 피리딘(pyridine)을 포함하는 코어 물질의 말단에 적어도 2개 이상의 에폭시 작용기(epoxy functional group)를 갖는 유기화합물이 아래의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
    Figure 112018005813426-pat00028
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 유기 박막층은 전자수송층 또는 정공차단층인 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 음극이 이 순서대로 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 음극과 발광층 사이에 정공차단층(HBL)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  13. 청구항 7에 따른 유기전기소자를 포함하는 전자장치.
KR1020180006187A 2018-01-17 2018-01-17 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 KR102047102B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180006187A KR102047102B1 (ko) 2018-01-17 2018-01-17 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180006187A KR102047102B1 (ko) 2018-01-17 2018-01-17 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190087853A KR20190087853A (ko) 2019-07-25
KR102047102B1 true KR102047102B1 (ko) 2019-11-20

Family

ID=67468898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180006187A KR102047102B1 (ko) 2018-01-17 2018-01-17 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102047102B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115772341A (zh) * 2021-09-06 2023-03-10 牛津大学(苏州)科技有限公司 用于形成有机发光层或感光层的涂布液、发光层或感光层及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120193619A1 (en) * 2009-10-14 2012-08-02 Konica Minolta Holdings, Inc. Organic electroluminescent element and lighting device using same
JP2016081796A (ja) 2014-10-20 2016-05-16 コニカミノルタ株式会社 透明電極、電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03287689A (ja) * 1990-04-05 1991-12-18 Pioneer Electron Corp 電界発光素子
JP2006156847A (ja) 2004-11-30 2006-06-15 Fuji Photo Film Co Ltd 有機電界発光素子
KR20170035228A (ko) 2015-09-22 2017-03-30 한국생산기술연구원 알코올계 기능기를 구비하는 유기소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자의 제조방법
KR101859123B1 (ko) 2016-04-14 2018-05-21 한국생산기술연구원 유기소자의 정공차단층 및/또는 전자수송층에 사용될 수 있는 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기박막의 제조방법 및 유기발광소자
KR101789672B1 (ko) 2015-09-25 2017-10-25 한국생산기술연구원 용해성이 향상된 신규한 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120193619A1 (en) * 2009-10-14 2012-08-02 Konica Minolta Holdings, Inc. Organic electroluminescent element and lighting device using same
JP2016081796A (ja) 2014-10-20 2016-05-16 コニカミノルタ株式会社 透明電極、電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190087853A (ko) 2019-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3460024B1 (en) Compound for an organic photoelectric device, and organic photoelectric device comprising same
EP2476738B1 (en) New heterocyclic derivative and organic light emitting device using same
KR101772990B1 (ko) 열안정성이 향상된 유기소자용 화합물 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자
EP2799515A1 (en) Compound for organic optoelectric device, organic light-emitting diode including same, and display device including organic light-emitting diode
KR101831270B1 (ko) 유기전계발광소자
US20100244012A1 (en) Naphthyl-substituted anthracene derivatives and their use in organic light-emitting diodes
KR101781114B1 (ko) 유기전자재료
CN106749050B (zh) 一种以环状二酮为核心的热激活延迟荧光oled材料及其应用
KR102101946B1 (ko) 전자수송물질, 이를 포함하는 유기전계발광소자 및 그 전자 장치
KR102047102B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
CN116113294A (zh) 一种有机电致发光器件及其应用
KR102467071B1 (ko) 가교결합성 벤조시클로부텐기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102056936B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102289502B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102624156B1 (ko) 벤젠설포네이트기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102636661B1 (ko) 가교결합성 벤조시클로부텐기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102672314B1 (ko) 벤젠설포네이트기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102377025B1 (ko) 가교결합성 벤조시클로부텐기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102466522B1 (ko) 가교결합성 벤조시클로부텐기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102346097B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102329344B1 (ko) 가교결합성 벤조시클로부텐기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102377021B1 (ko) 가교결합성 벤조시클로부텐기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102155348B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102346098B1 (ko) 가교결합성 벤조시클로부텐기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20240105085A (ko) 가교결합성 벤조시클로부텐기를 갖는 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant