KR102144262B1

KR102144262B1 - 지연 형광을 갖는 유기 발광 디바이스

Info

Publication number: KR102144262B1
Application number: KR1020157031956A
Authority: KR
Inventors: 필립 슈퇴쎌; 아미르 호싸인 파르함; 크리슈토프 플룸; 안야 야치; 요아힘 카이저
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2020-08-13
Also published as: US10193094B2; WO2014166572A1; TW201504201A; CN105103328B; EP2984691B1; CN105103328A; TWI663146B; JP2016520999A; EP2984691A1; KR20150140356A; JP6556694B2; US20160035992A1

Abstract

본원은, S₁ 와 T₁ 상태들의 에너지들 사이에 약간의 차이를 갖는 화합물을 포함하는 방출 층을 갖고, 소정 조건들이 방출 층의 그리고 애노드와 방출 층 사이의 층들의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨들에 적용되는 유기 전계발광 디바이스 (OLED) 에 관한 것이다.

Description

지연 형광을 갖는 유기 발광 디바이스 {ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING DELAYED FLUORESCENCE}

본원은, S₁ 와 T₁ 상태들의 에너지들간의 작은 차이를 갖는 화합물을 포함하는 방출 층을 갖고, 소정 조건들이 방출 층 및 애노드와 방출 층 사이의 층들의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨들에 적용되는 유기 전계발광 디바이스 (OLED) 에 관한 것이다.

일반적으로, 용어 OLED 는 적어도 하나의 유기 재료를 포함하고 전기 전압의 인가시 광을 방출하는 전자 디바이스를 의미하는 것으로 받아들여진다. OLED 의 기본 구조 및 제조는 일반적으로 당업자에게 알려져 있고 특히, US 4539507, US 5151629, EP 0676461 및 WO 98/27136 에 설명되어 있다.

화합물의 S₁ 및 T₁ 상태들의 에너지들 및 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨들은, 양자 화학 계산들에 의해 당해 화합물을 위해 획득된 에너지로서 정의된다. 여기서 S₁ 상태는 에너지적으로 가장 낮은 여기된 단일항 상태이고, T₁ 는 에너지적으로 가장 낮은 삼중항 상태이다. 양자 화학 계산 (quantum-chemical calculation) 들이 수행되는 정확한 방식은 작업 예들에서 상세하게 설명된다.

층의 HOMO 에너지 레벨은, 그 층이 단일 화합물로 이루어지는 경우, 이 화합물의 HOMO 에너지 레벨을 의미하는 것으로 받아들여진다. 층의 HOMO 에너지 레벨은, 층이 2개 이상의 상이한 화합물로 이루어지는 경우, 2개 이상의 상이한 화합물들 중 최고 HOMO 에너지 레벨을 갖는 것의 HOMO 에너지 레벨을 의미하는 것으로 받아들여진다. 매우 작은 비율로 존재하는 화합물들은 여기서 고려되지 않는다. 바람직하게는, 적어도 1 부피%, 특히 바람직하게는 적어도 2 부피%, 아주 특히 바람직하게는 적어도 3 부피% 의 비율로 존재하는 화합물들만이 고려된다.

층의 LUMO 에너지 레벨은, 그 층이 단일 화합물로 이루어지는 경우, 이 화합물의 LUMO 에너지 레벨을 의미하는 것으로 받아들여진다. 층의 LUMO 에너지 레벨은, 층이 2개 이상의 상이한 화합물들로 이루어지는 경우, 2개 이상의 상이한 화합물들 중 최저 LUMO 에너지 레벨을 갖는 것의 LUMO 에너지 레벨을 의미하는 것으로 받아들여진다. 매우 작은 비율로 존재하는 화합물들은 여기서 고려되지 않는다. 바람직하게는, 적어도 1 부피%, 특히 바람직하게는 적어도 2 부피%, 아주 특히 바람직하게는 적어도 3 부피% 의 비율로 존재하는 화합물들만이 고려된다.

HOMO 및 LUMO 에너지 레벨들에 대한 값들은 정의에 의해 음의 값들이다. 대응하여, 본원의 목적을 위한 "고 에너지 레벨" 은 상대적인 용어들에서 낮은 모듈러스 (modulus) 를 갖는 음의 값 (negative value) 을 의미하도록 취해지고, "저 에너지 레벨" 은 상대적인 용어들에서 큰 모듈러스를 갖는 음의 값을 의미하는 것으로 받아들여진다.

신규한 OLED 들의 개발에서, 디바이스들의 효율 및 동작 전압의 개선에 큰 관심이 있다. 게다가, 디바이스들의 수명의 개선에 관심이 있고, 상승된 온도에서의 OLED 의 동작에 대한 성능 데이터의 일반적인 개선에 관심이 있다. 게다가 또한 간단하게 그리고 저렴하게 제조될 수 있으며, 특히 준비가 간단한 저렴한 재료들로부터, 구성될 수 있는 OLED 들의 제공에 관심이 있다.

종래 기술에, 매우 양호한 효율을 갖는 OLED 들은 인광하는 것이 아니라, 그 대신에 형광하는 소정 순수 유기 화합물들을 이용하여 획득될 수 있다는 것이 알려져 있다. 예를 들어, H. Uoyama 이외의 Nature 2012, Vol. 492, 234 는, 방출 화합물로서 카르바졸릴시아노벤젠 화합물들의 사용이 인광 방출체들로 획득된 것들보다 유사하게 양호하거나 또는 더 양호한 외부 양자 효율을 갖는 OLED 들이 획득되는 것을 가능하게 한다는 것을 개시한다. 사용된 카르바졸릴시아노벤젠 화합물들은 S₁ 및 T₁ 상태들 사이의 작은 에너지 차이에 기초하여, 열 활성화 지연 형광 (thermally activated delayed fluorescence; TADF) 을 나타낸다.

상기 공개물에서, 4,4-비스-[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (NPD) 이 애노드 측에서 방출 층에 인접한 층에 사용되고, 4,4'-(비스카르바졸-9-일)비페닐 (CBP) 이 방출 층의 매트릭스 재료로서 사용된다. 이 타입의 구조에서, 0.45 eV 의 애노드 측에서 방출 층의 그리고 인접 층의 HOMO 에너지 레벨 사이에 차이가 존재한다. 게다가, NPD 및 1,3-비스(9-카르바졸릴)벤젠 (mCP) 및 TAPC 로 이루어지는 2개 연속하는 정공 수송 층들 및 후속하여 2,8-비스(디페닐포스포릴)디벤조[b,d]티오펜 (PPT) 을 매트릭스 재료로서 포함하는 방출 층을 갖는 OLED 들은 상기 공개물에 개시되어 있다. 이 경우에, 제 1 과 제 2 정공 수송 층 사이의 HOMO 에너지 레벨들에서의 차이는 0.58 eV, 그리고 제 2 정공 수송 층과 방출 층 사이의 HOMO 에너지 레벨들에서의 차이는 0.55 eV 이다.

Mehes 이외의 Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 11311 는, 각각 1,3-비스(9-카르바졸릴)벤젠 (mCP) 및 TAPC 로 각각 이루어지는 2개 연속되는 정공 수송 층들, 및 후속하여 트리페닐-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]실란 (TPSi-F) 을 매트릭스 재료로서 포함하는 방출 층을 사용한다. 이 경우에, 제 1 과 제 2 정공 수송 층들 사이의 HOMO 에너지 레벨들에서의 차이는 0.73 eV, 그리고 제 2 정공 수송 층과 방출 층 사이의 HOMO 에너지 레벨들에서의 차이는 0.33 eV 이다.

또한, 열 활성화 지연 형광을 나타내는 방출체들을 포함하는 OLED 들은, 예를 들어, Endo 이외의 Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 083302, Nakagawa 이외의 Chem. Commun. 2012, 48, 9580 및 Lee 이외의 Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 093306/1 에 기재되어 있다. 모든 공개물들은 연속하는 정공 수송 층들간의 HOMO 차이 및 애노드 측의 방출 층에 인접한 정공 수송 층과 방출 층 사이의 HOMO 차이로부터 선택되는 HOMO 차이들 중의 적어도 하나가 0.4 eV 보다 현저히 더 크다는 점에서 공통점을 갖는다.

디스플레이 및 조명 응용들에서의 상용화를 위한 OLED 들의 추가 개발은, 디바이스들의 성능 데이터, 특히 동작 전압 및 효율의 끊임없는 개선을 요구한다.

대응하는 연구들에서, 놀랍게도, S₁ 와 T₁ 상태들의 에너지들 간의 작은 차이를 갖는 화합물을 포함하는 방출 층을 갖고, 소정 조건들이 방출 층의 그리고 애노드와 방출 층 사이의 층들의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨들의 상대적인 위치에 적용되는, OLED 로 효율 및 동작 전압에 대한 개선된 값들이 획득된다는 것을 이제 알아냈다. 게다가, 수명에서의 개선들이 바람직하게는 달성된다.

바람직하게는, 상기 포인트들 중의 적어도 하나에서, 특히 바람직하게는 복수의 상기 포인트들에서, 종래 기술에 따른 디바이스들에 비해 이점이 본원에서 획득된다.

따라서, 본 발명은,

- 애노드,

- 캐소드,

- S₁ 및 T₁ 상태들의 에너지들간의 차이가 0.15 eV 이하인 발광 유기 화합물 (luminescent organic compound) E 를 포함하는 적어도 하나의 방출 층, 및

- 애노드에 가장 가까운 방출 층 EML 과 애노드 사이에 배열된 두께가 2 nm 보다 큰 적어도 하나의 층을 포함하고,

애노드와 층 EML 사이에 배열되는 두께가 2 nm 보다 큰 각각의 층에 하기 조건:

그 층의 HOMO 에너지 레벨과 두께가 2 nm 보다 큰 캐소드 측에서 가장 가까운 층의 HOMO 에너지 레벨 사이의 차이 D 가 0.4 eV 이하이어야 하고, 단, HOMO 에너지 레벨이 -6.7 eV 보다 작은 값을 갖는 층들에 대해서는, 상기 조건에 대하여 LUMO 에너지 레벨이 HOMO 에너지 레벨 대신에 발생한다는 것

이 적용되는 유기 전계발광 디바이스에 관한 것이다.

본 발명의 의미에서 유기 화합물은 금속을 함유하지 않는 탄소 함유 화합물을 의미하는 것으로 받아들여진다. 본 발명에 따른 유기 화합물은 바람직하게는, 원소들 C, H, D, B, Si, N, P, O, S, F, Cl, Br 및 I 로부터 구축된다.

본 발명의 의미에서 발광 화합물은 유기 전계발광 디바이스에서 존재하는 환경에서 광학 여기시 실온에서 광을 방출할 수 있는 화합물을 의미하는 것으로 받아들여진다.

애노드에 가장 가까운 방출 층은 애노드에서 봤을 때 가장 가까운 방출 층을 의미하는 것으로 받아들여진다.

하기가 층의 HOMO 에너지 레벨과 캐소드 측에서 가장 가까운 층의 HOMO 에너지 레벨 사이의 차이 D 에 적용되는데, 층이 L(i) 에 의해 표기되고 캐소드 측에서 가장 가까운 층이 L(i+1) 에 의해 표기되고, 층 L(i) 의 HOMO 에너지 레벨이 HOMO(L(i)) 에 의해 표기되고, 층 L(i+1) 의 HOMO 에너지 레벨이 HOMO(L(i+1)) 에 의해 표기되면:

D = HOMO(L(i)) - HOMO(L(i+1)) 등식 (1)

차이 D 는 또한 본 발명에 따라 음이 될 수도 있다.

HOMO 에너지 레벨이 -6.7 eV 미만인 값을 갖는 층들에 대한 LUMO 에너지 레벨이 HOMO 에너지 레벨 대신에 일어나면 D 의 계산은 이에 대응하여 수행된다. 이것은 2개의 인접하는 층들에 대한 경우일 수도 있거나, 또는 2개 인접하는 층들 중의 하나에 대한 경우일 수도 있다.

다음으로, 하기 경우들이 일어날 수도 있다.

D = LUMO(L(i)) - HOMO(L(i+1)) 등식 (2),

L(i) 이 -6.7 eV 보다 작은 값을 갖는 HOMO 에너지 레벨을 갖지만, L(i+1) 는 그렇지 않은 경우;

D = HOMO(L(i)) - LUMO(L(i+1)) 등식 (3)

L(i+1) 이 -6.7 eV 보다 작은 값을 갖는 HOMO 에너지 레벨을 갖지만, L(i) 는 그렇지 않은 경우;

D = LUMO(L(i)) - LUMO(L(i+1)) 등식 (4),

L(i) 및 L(i+1) 이 -6.7 eV 보다 작은 값을 갖는 HOMO 에너지 레벨을 갖는 경우.

소정 층들에 대해 LUMO 에너지 레벨이 HOMO 에너지 레벨 대신에 발생한다는 단서는 바람직하게는 HOMO 에너지 레벨이 -6.9 eV 보다 작은 층들에, 특히 바람직하게는 HOMO 에너지 레벨이 -7.2 eV 보다 작은 층들에 적용된다.

본 발명의 변형예에 따르면, 소정 층들에 대해 LUMO 에너지 레벨이 HOMO 에너지 레벨 대신에 발생한다는 위에 설명된 단서는 적용되지 않고, HOMO 에너지 레벨이 기본적으로 사용되야 한다.

게다가, 애노드와 층 EML 사이에 배열되는 두께가 2 nm 보다 큰 각각의 층에 대해, 층의 HOMO 에너지 레벨과 두께가 2 nm 보다 큰 캐소드 측에서 가장 가까운 층의 HOMO 에너지 레벨 사이의 차이 D 는 바람직하게는 0.38 eV 이하이고, 특히 바람직하게는 0.35 eV 이하이고, 아주 특히 바람직하게는 0.3 eV 이하이다.

본 발명에 따르면, 애노드와 층 EML 사이의 인접 층들의 HOMO 또는 LUMO 에너지 레벨들에서의 차이에 대한 조건은 두께가 적어도 2 nm 인 층들에 적용된다. 그것은 바람직하게는 두께가 1.5 nm 보다 큰 층들에, 특히 바람직하게는 두께가 1 nm 보다 큰 층들에, 아주 특히 바람직하게는 두께가 0.5 nm 보다 큰 층들에, 그리고 가장 바람직하게는 모든 층들에 적용된다.

애노드, 캐소드, 방출 층 및 애노드와 방출 층 사이에 배열된 적어도 하나의 층에 더하여, 본 발명에 따른 디바이스는 바람직하게는 또한 추가 층들을 포함한다. 이들 층들은 바람직하게는 애노드와 방출 층 사이에 배열된 추가 층들 및 방출 층과 캐소드 사이에 배열된 추가 층들로부터 선택된다.

본 발명에 따른 디바이스는 바람직하게는 정확하게 한개의 방출 층을 포함한다.

본 발명에 따른 층들은 바람직하게는 애노드 및 캐소드에 의해 형성된 사이 공간 (interspace) 에 배열된다.

애노드 및 캐소드는 여기서, 본원의 의미에서 유기 전계발광 디바이스의 층들로 간주되지 않는다.

본 발명에 따른 디바이스에서 존재할 수도 있는 추가 층들은 바람직하게는 정공 주입 층들, 정공 수송 층들, 정공 차단 층들, 전자 수송 층들, 전자 주입 층들, 전자 차단 층들, 여기자 차단 층들, 중간층 (interlayer), 전하 생성 층 (IDMC 2003, Taiwan; Session 21 OLED (5), T. Matsumoto, T. Nakada, J. Endo, K. Mori, N. Kawamura, A. Yokoi, J. Kido, Multiphoton Organic EL Device Having Charge Generation Layer) 및/또는 유기 또는 무기 p/n 접합들로부터 선택된다. 이들 층들의 기능 및 바람직한 배열은 당업자에게 알려져 있다. 게다가, 각각의 층들에서의 사용을 위해 가능한 화합물들은 당업자에게 알려져 있다.

본원의 목적을 위하여, 정공 수송 층은, 특히 정공 전도 특성을 갖고 애노드와 층 EML 사이에 배열되는 층을 의미하도록 의도된다.

정공 주입 층은, 애노드와 층 EML 사이에 하나보다 많은 층이 존재의 경우에, 이들 층들 중에서 애노드에 가장 가까운 것인 정공 수송 층의 특수한 실시형태이다.

전자 차단 층은, 애노드와 층 EML 사이에 하나보다 많은 층이 존재의 경우에, 애노드 측에서 층 EML 에 바로 인접하고 전자 차단 특성을 갖는 층인 정공 수송 층의 특수한 실시형태이다.

전자 수송 층은, 특히 전자 전도 특성을 갖고, 캐소드에 가장 가까운 방출 층과 캐소드 사이에 배열되는 층을 의미하는 것으로 받아들여진다.

전자 주입 층은, 캐소드와 캐소드에 가장 가까운 방출 층 사이에 하나보다 많은 층이 존재의 경우에, 이들 층들 중에서 캐소드에 가장 가까운 것인 전자 수송 층의 특수한 실시형태이다.

정공 차단 층은, 캐소드와 캐소드에 가장 가까운 방출 층 사이에 하나보다 많은 층이 존재의 경우에, 캐소드 측에서 캐소드에 가장 가까운 방출 층에 바로 인접하고 정공 차단 특성을 갖는 층인 전자 수송 층의 특수한 실시형태이다.

본 발명에 따른 디바이스의 층들은 바람직하게는 하나 이상의 유기 화합물들을 포함한다. 그것들은 특히 바람직하게는, 본질적으로 유기 화합물들로부터 구축된다, 즉 유기 층들이다.

모든 재료들은 보통, 층들에서 사용될 수 있는 관련 층들에서 종래 기술에 따라 채용된다.

본 발명에 따른 디바이스의 층들은 바람직하게는, 두께가 1 내지 200 nm, 바람직하게는 3 내지 150 nm, 특히 바람직하게는 4 내지 120 nm 이다. 전술된 바처럼, 애노드 및 캐소드는 본원에서 디바이스의 층들로서 간주되지 않는다.

본 발명에 따른 디바이스는 두께가 3 nm 보다 작은 층들을 갖지 않는 것, 특히 바람직하게는 두께가 2 nm 보다 작은 층들을 갖지 않는 것, 그리고 아주 특히 바람직하게는 두께가 1 nm 보다 작은 층들을 갖지 않는 것이 바람직하다. 두께가 3 nm 보다 작은, 바람직하게는 2 nm 보다 작은, 특히 바람직하게는 1 nm 보다 작은 하나 이상의 층들이 본 발명에 따른 디바이스에 존재한다면, 이것들은 서로 바로 뒤 따르는 것이 아니라, 대신에 더 큰 두께를 갖는 적어도 하나의 층에 의해 분리되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 디바이스의 층들의 시퀀스는 바람직하게는 다음과 같다:

-애노드-

-정공 수송 층-

-선택적으로 추가 정공 수송 층들-

-방출 층-

-전자 수송 층-

-선택적으로 추가 전자 수송 층들-

-선택적으로 전자 주입 층-

-캐소드-.

추가 층들은 본 발명에 따른 디바이스에서 추가적으로 존재할 수도 있다.

발광 유기 화합물 E 를 포함하는 방출 층은 바람직하게는 애노드에 가장 가까운 방출 층 EML이다.

게다가, 발광 화합물 E 는 바람직하게는 발광 양자 효율이 적어도 40%, 특히 바람직하게는 적어도 50%, 아주 특히 바람직하게는 적어도 60% 그리고 특별히 바람직하게는 적어도 70% 이다. 발광 양자 효율은 본원에서 매트릭스 재료와의 혼합물 상태의 층에서, 그 층이 유기 전계발광 디바이스에서 채용될 방법과 비슷하게, 결정된다. 발광 양자 수율의 결정이 본 발명의 목적을 위해 수행되는 방식은 작업 예들에서 상세하게 설명된다.

화합물 E 는 발광 감쇠 시간이 50 μs 미만인 것, 특히 바람직하게는 감쇠 시간이 20 μs 미만인 것, 아주 특히 바람직하게는 감쇠 시간이 10 μs 미만인 것, 그리고 가장 바람직하게는 감쇠 시간이 8 μs 미만인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 따라 감쇠 시간이 결정되는 방식은 작업 예들에서 설명된다.

본 발명에 따르면, 화합물 E 는 S₁ 및 T₁ 상태들의 에너지들간의 차이가 0.15 eV 이하이다. 차이는 바람직하게는 0.10 eV 이하, 특히 바람직하게는 0.08 eV 이하, 그리고 아주 특히 바람직하게는 0.05 eV 이하이다.

화합물 E 는 바람직하게는, 도너 및 또한 어셉터 치환기들 양자 모두를 갖는 방향족 화합물이다. 본원에서 화합물의 LUMO 및 HOMO 는 공간적으로 약간의 정도로 오버랩되기만 하는 것이 바람직하다.

도너 또는 어셉터 치환기들이 의미하는 것은 당업자에게 원칙적으로 알려져 있다. 적합한 도너 치환기들은, 특히 디아릴- 및 디헤테로아릴아미노기들 및 카르바졸 기들 또는 카르바졸 유도체들이고, 그들의 각각은 바람직하게 N 을 통해 방향족 화합물에 결합된다. 이들 기들은 또한 더욱 치환될 수도 있다. 적합한 어셉터 치환기들은 특히, 시아노 기들이지만, 또한 예를 들어 전자 공핍 헤테로아릴기들이고, 이들은 또한 더욱 치환될 수도 있다.

화합물 E 의 예들은 하기 표에 나타나 있다.

화합물 E 를 포함하는 방출 층은 바람직하게는 추가적으로, 하나 이상의 매트릭스 재료들을 포함하고, 화합물 E 는 방출 화합물이다.

2개 이상의 재료들을 포함하는 계에서 매트릭스 재료는 혼합물에서의 비율이 더 큰 성분을 의미하는 것으로 받아들여진다. 대응하여, 2개 이상의 재료들을 포함하는 계에서 도펀트는 혼합물에서의 비율이 더 작은 성분을 의미하는 것으로 받아들여진다. 방출 층들에서 방출 화합물들은 통상적으로 도펀트 형태이고, 비방출 화합물들은 매트릭스 재료의 형태이다.

화합물 E 는 바람직하게는 방출 층에서 1 내지 6 부피%, 특히 바람직하게는 3 내지 6 부피% 의 비율로 존재한다. 이 경우에, 하나 이상의 매트릭스 화합물들만이 화합물 E 외에 추가 화합물들로서 방출 층에 존재하여, 이것들이 잔여 비율을 이루는 것이 바람직하다.

다음이 LUMO(E), 즉 화합물 E 의 LUMO 에너지 레벨, 및 HOMO(매트릭스), 즉 매트릭스 재료의 HOMO 에너지 레벨에 적용되는 것이 바람직하다:

LUMO(E) - HOMO(매트릭스) > S₁(E) - 0.4 eV;

특히 바람직하게는:

LUMO(E) - HOMO(매트릭스) > S₁(E) - 0.3 eV;

그리고 아주 특히 바람직하게는:

LUMO(E) - HOMO(매트릭스) > S₁(E) - 0.2 eV.

S₁(E) 은 여기서 화합물 E의 제 1 여기 단일항 상태의 에너지이다.

아래에서 T₁(매트릭스) 로 표기되는, 방출 층의 매트릭스 재료의 T₁ 상태의 에너지는 아래에서 T₁(E) 로 표기되는 화합물 E 의 T₁ 상태의 에너지보다 최대 0.1 eV 더 낮은 것이 더욱 바람직하다. T₁(매트릭스) 는 특히 바람직하게는 ≥ T₁(E) 이다. 다음이 아주 특히 바람직하게 적용된다: T₁(매트릭스) - T₁(E) ≥ 0.1 eV, 가장 바람직하게는 T₁(매트릭스) - T₁(E) ≥ 0.2 eV.

방출 층에서 적합한 매트릭스 재료들의 예들은 케톤, 포스핀 산화물, 술폭시드 및 술폰 (예를 들어, WO 2004/013080, WO 2004/093207, WO 2006/005627 또는 WO 2010/006680 에 기재됨), 트리아릴아민, 카르바졸 유도체, 예를 들어, CBP (N,N-비스카르바졸릴비페닐), m-CBP 또는 카르바졸릴 유도체 (WO 2005/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381, EP 1205527, WO 2008/086851 또는 US 2009/0134784 에 개시됨), 인돌로카르바졸 유도체 (예를 들어, WO 2007/063754 또는 WO 2008/056746 에 기재됨), 인데노카르바졸 유도체 (예를 들어 WO 2010/136109 또는 WO 2011/000455 에 기재됨), 아자카르바졸 (예를 들어, EP 1617710, EP 1617711, EP 1731584, JP 2005/347160 에 기재됨), 쌍극성 매트릭스 재료 (예를 들어, WO 2007/137725 에 기재됨), 실란 (예를 들어, WO 2005/111172 에 기재됨), 아자보롤 또는 보론 에스테르 (예를 들어, WO 2006/117052에 기재됨), 디아자실롤 유도체 (예를 들어, WO 2010/054729 에 기재됨), 디아자포스폴 유도체 (예를 들어, WO 2010/054730 에 기재됨), 트리아진 유도체 (예를 들어, WO 2010/015306, WO 2007/063754 또는 WO 2008/056746 에 기재됨), 아연 착물 (예를 들어, EP 652273 또는 WO 2009/062578 에 기재됨), 또는 브릿지된 카르바졸 유도체 (예를 들어, US 2009/0136779, WO 2010/050778, WO 2011/042107 또는 WO 2011/088877 에 기재됨) 이다.

방출 층에서 매트릭스 재료로서의 사용을 위해 전자 수송 유기 화합물이 바람직하다. LUMO 에너지 레벨이 최대 -2.50 eV, 특히 바람직하게는 최대 -2.60 eV, 아주 특히 바람직하게는 최대 -2.65 eV 및 가장 바람직하게는 최대 -2.70 eV 인 전자 수송 유기 화합물이 특히 바람직하다.

방출 층에서 특히 바람직한 매트릭스 재료들은, 트리아진, 피리미딘, 락탐, 금속 착물, 특히 Be, Zn 및 Al 착물, 방향족 케톤, 방향족 포스핀 산화물, 아자포스폴, 아자보롤 (적어도 하나의 전자 전도 치환기에 의해 치환된다), 퀴녹살린, 퀴놀린 및 이소퀴놀린의 물질 종류들로부터 선택된다.

본 발명에 따른 디바이스는 애노드에 가장 가까운 방출 층 EML 과 애노드 사이에 배열된 두께가 2 nm 보다 큰 적어도 하나의 층을 포함한다. 그것은 바람직하게는 애노드에 가장 가까운 방출 층 EML 과 애노드 사이에 배열된 두께가 2 nm 보다 큰, 정확히 2, 3, 4 또는 5개의 층들을 포함하고, 특히 바람직하게는 2, 3 또는 4개의 그러한 층들을 포함한다.

아래에서 T₁(EBL) 로 표기되는, 애노드 측에 화합물 E 를 포함하는 방출 층에 바로 인접한 층의 T₁ 상태의 에너지는 아래에서 T₁(E) 로 표기되는 화합물 E 의 T₁ 상태의 에너지보다 최대 0.1 eV 더 낮은 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, T₁(EBL) ≥ T₁(E). 다음이 아주 특히 바람직하게 적용된다: T₁(EBL) - T₁(E) ≥ 0.1 eV, 가장 바람직하게는 T₁(EBL) - T₁(E) ≥ 0.2 eV.

애노드 측에 층 EML 에 인접한 층의 LUMO 에너지 레벨은 바람직하게는, 층 EML 의 LUMO 에너지 레벨보다 적어도 0.2 eV 더 크고, 바람직하게는 적어도 0.3 eV 더 크다.

층 EML 과 애노드 사이에 배열되는 층들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 트리아릴아미노 화?d물을 포함하는 것이 바람직하다. 층 EML 과 애노드 사이에 배열되는 복수의 층들은 바람직하게는, 적어도 하나의 트리아릴아미노 화?d물을 포함한다. 본 발명에 따른 트리아릴아미노 화합물은, 3개 아릴 또는 헤테로아릴 기들이 공통 질소 원자에 결합되는 화합물을 의미하는 것으로 받아들여진다. 공통 질소 원자에 결합되는 아릴 또는 헤테로아릴 기들은 2가 기들 또는 단일 결합들을 통해 서로 연결될 수도 있다. 그것들은 바람직하게는 서로 연결되지 않는다. 상기 구조 단위 외에, 트리아릴아미노 화합물은 임의의 바람직한 추가 기들 및 치환기들을 가질 수도 있다.

층 EML 과 애노드 사이에 배열된 층들 중의 적어도 하나는 바람직하게는, 하나 이하의 아미노 기를 갖는 적어도 하나의 트리아릴아미노 화합물을 포함한다. 층 EML 과 애노드 사이에 배열된 복수의 층들은 바람직하게는, 하나 이하의 아미노 기를 갖는 적어도 하나의 트리아릴아미노 화합물을 포함한다.

트리아릴아미노 화합물은 바람직하게는 소 유기 분자이고, 분자량이 2000 Da 미만, 바람직하게는 1500 Da 미만 그리고 특히 바람직하게는 1000 Da 미만이다.

본 발명의 의미에서 아릴 기는 6 내지 60 개 방향족 고리 원자들을 함유하고; 본 발명의 의미에서 헤테로아릴 기는 5 내지 60 개 방향족 고리 원자들을 함유하고, 이 중 적어도 하나는 헤테로 원자이다. 헤테로원자들은 바람직하게는 N, O 및 S 로부터 선택된다. 이것은 기본 정의를 나타낸다.

여기서 아릴 기 또는 헤테로아릴 기는, 단순 방향족 고리, 즉, 벤젠, 또는 단순 헤테로방향족 고리, 예를 들면 피리딘, 피리미딘, 또는 티오펜, 또는 축합 (애널레이트된 (annellated)) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리시클, 예를 들면 나프탈렌, 페난트렌, 퀴놀린, 또는 카르바졸을 의미하는 것으로 받아들여진다. 축합 (애널레이트된) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리시클은 본 발명의 의미에서, 서로 축합되는 2 개 이상의 단순 방향족 또는 헤테로 방향족 고리들로 이루어진다.

또한 각 경우에 위에서 언급된 라디칼에 의해 치환될 수도 있고 임의의 원하는 포지션들을 통해 방향족 또는 헤테로방향족 고리 계에 링크될 수도 있는 아릴 또는 헤테로아릴 기는, 특히, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 디하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 벤즈안트라센, 벤조페난트렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 디벤조푸란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜, 피롤, 인돌, 이소인돌, 카르바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤지미다졸, 나프트이미다졸 (naphthimidazole), 페난트리미다졸 (phenanthrimidazole), 피리디미다졸 (pyridimidazole), 피라진이미다졸 (pyrazinimidazole), 퀴녹살린이미다졸 (quinoxalinimidazole), 옥사졸, 벤조옥사졸, 나프트옥사졸 (naphthoxazole), 안트로옥사졸 (anthroxazole), 페난트로옥사졸 (phenanthroxazole), 이소옥사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진 (benzopyridazine), 피리미딘, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 피라진, 페나진, 나프티리딘, 아자카르바졸, 벤조카르볼린 (benzocarboline), 페난트롤린, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,2,3-티아디아졸, 1,2,4-티아디아졸, 1,2,5-티아디아졸, 1,3,4-티아디아졸, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,3-트리아진, 테트라졸, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진, 퓨린, 프테리딘, 인돌리진, 및 벤조티아디아졸로부터 유도되는 기들을 의미하는 것으로 받아들여진다.

층 EML 과 애노드 사이에 배열된 층들 중의 적어도 하나는 바람직하게는, 식 (I) 의 적어도 하나의 화합물을 포함한다.

식중에서:

Ar¹ 은 각각의 발생시, 동일하거나 또는 상이하게, 하나 이상의 라디칼들 R¹에 의해 치환될 수도 있는, 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자들을 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계이고;

R¹ 은 각각의 발생시, 동일하거나 또는 상이하게, H, D, F, C(=O)R², CN, Si(R²)₃, P(=O)(R²)₂, S(=O)R², S(=O)₂R², 1 내지 20 개의 C 원자들을 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 기 또는 3 내지 20 개의 C 원자들을 갖는 분지형 또는 환형 알킬 또는 알콕시 기 또는 2 내지 20 개의 C 원자들을 갖는 알케닐 또는 알키닐기 (상기 기들은 각각 하나 이상의 라디칼들 R² 에 의해 치환될 수도 있으며, 상기 기들에서 하나 이상의 CH₂ 기들은 -R²C=CR²-, -C≡C-, Si(R²)₂, C=O, C=S, C=NR², -C(=O)O- , -C(=O)NR²-, P(=O)(R²), -O-, -S-, SO 또는 SO₂ 에 의해 대체될 수도 있고, 상기 기들에서 하나 이상의 H 원자들은 D, F 또는 CN 에 의해 대체될 수도 있음), 또는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼들 R² 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자들을 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계, 또는 하나 이상의 라디칼들 R² 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자들을 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기이며, 여기서 2개 이상의 라디칼 R¹ 는 서로 링크될 수도 있고 고리를 형성할 수도 있다;

R² 은 각각의 발생시, 동일하거나 또는 상이하게, H, D, F 또는 1 내지 20 개의 C 원자들을 갖는 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 유기 라디칼 (여기서 또한 하나 이상의 H 원자들이 D 또는 F 에 의해 대체될 수도 있음) 이고; 여기서 2개 이상의 치환기들 R² 는 서로 링크될 수도 있고 고리를 형성할 수도 있다;

n 은 1, 2, 3 또는 4 이다.

본 발명의 의미에서 방향족 고리 계는 고리 계에서 6 내지 60 개 C 원자들을 함유한다. 본 발명의 의미에서 헤테로방향족 고리 계는 5 내지 60 개 방향족 고리 원자들을 함유하고, 이 중 적어도 하나는 헤테로원자이다. 헤테로원자들은 바람직하게는 N, O 및/또는 S 로부터 선택된다. 본 발명의 의미에서 방향족 또는 헤테로방향족 고리 계는, 아릴 또는 헤테로아릴 기들만을 반드시 포함할 필요는 없고, 대신에, 또한, 복수의 아릴 또는 헤테로아릴 기들이 비방향족 단위 (바람직하게는 H 외에 10% 미만의 원자들), 이를테면, 예를 들어, sp³-혼성 C, Si, N 또는 O 원자, sp²-혼성 C 또는 N 원자 또는 sp-혼성 C 원자에 의해 연결될 수도 있는, 계를 의미하는 것으로 받아들여진다. 따라서, 예를 들면, 9,9'-스피로비플루오렌, 9,9'-디아릴플루오렌, 트리아릴아민, 디아릴 에테르, 스틸벤 등과 같은 계들은 또한 본 발명의 의미에서 방향족 고리 계인 것으로 받아들여지도록 의도되며, 이는 2개 이상의 아릴 기들이 예를 들면 선형 또는 환형 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기에 의해 또는 실릴 기에 의해 연결되는 계들이다. 또한, 2개 이상의 아릴 또는 헤테로아릴 기들이 서로, 단일 결합들을 통해 링크되는 계들은 또한, 본 발명의 의미에서 방향족 또는 헤테로방향족 고리 계들, 이를테면 예를 들어 비페닐, 테르페닐 또는 디페닐트리아진과 같은 계들인 것으로 받아들여진다.

또한 각 경우에 위에 정의된 라디칼들에 의해 치환될 수도 있고 임의의 원하는 포지션들을 통해 방향족 또는 헤테로방향족 기에 링크될 수도 있는 5 내지 60 고리 원자들을 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 계는, 특히, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 벤즈안트라센, 페난트렌, 벤조페난트렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 나프타센, 펜타센, 벤조피렌, 비페닐, 비페닐렌, 테르페닐, 테르페닐렌, 쿼터페닐, 플루오렌, 스피로비플루오렌, 디히드로페난트렌, 디히드로피렌, 테트라히드로피렌, 시스- 또는 트랜스-인데노플루오렌, 트룩센, 이소트룩센, 스피로트룩센, 스피로이소트룩센, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 디벤조푸란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜, 피롤, 인돌, 이소인돌, 카르바졸, 인돌로카르바졸, 인데노카르바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤지미다졸, 나프트이미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 옥사졸, 벤조옥사졸, 나프트옥사졸, 안트로옥사졸, 페난트로옥사졸, 이소옥사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 1,5-디아자안트라센, 2,7-디아자피렌, 2,3-디아자피렌, 1,6-디아자피렌, 1,8-디아자피렌, 4,5-디아자피렌, 4,5,9,10-테트라아자페릴렌, 피라진, 페나진, 페녹사진, 페노티아진, 플루오루빈, 나프티리딘, 아자카르바졸, 벤조카르볼린, 페난트롤린, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,2,3-티아디아졸, 1,2,4-티아디아졸, 1,2,5-티아디아졸, 1,3,4-티아디아졸, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,3-트리아진, 테트라졸, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진, 퓨린, 프테리딘, 인돌리진, 및 벤조티아디아졸, 또는 이들 기들의 조합으로부터 유도되는 기들을 의미하는 것으로 취해진다.

본 발명의 목적을 위해, 1 내지 40 개의 C 원자들을 갖는 직쇄 알킬 기 또는 3 내지 40 개의 C 원자들을 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 또는 2 내지 40 개의 C 원자들을 갖는 알케닐 또는 알키닐 기 (여기서 또한 개개의 H 원자들 또는 CH₂ 기들은 라디칼들의 정의 하에서 전술된 기들에 의해 치환될 수도 있음) 는 바람직하게는 라디칼들 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 시클로펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 시클로헥실, 네오헥실, n-헵틸, 시클로헵틸, n-옥틸, 시클로옥틸, 2-에틸헥실, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 시클로펜테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐, 헵테닐, 시클로헵테닐, 옥테닐, 시클로옥테닐, 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐 또는 옥티닐을 의미하도록 취해진다. 1 내지 40 개 C 원자들을 갖는 알콕시 또는 티오알킬 기는 바람직하게는, 메톡시, 트리플루오로메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, n-펜톡시, s-펜톡시, 2-메틸부톡시, n-헥스옥시(n-hexoxy), 시클로헥실옥시, n-헵톡시, 시클로헵틸옥시, n-옥틸옥시, 시클로옥틸옥시, 2-에틸헥실옥시, 펜타플루오로에톡시, 2,2,2-트리플루오로에톡시, 메틸티오, 에틸티오, n-프로필티오, i-프로필티오, n-부틸티오, i-부틸티오, s-부틸티오, t-부틸티오, n-펜틸티오, s-펜틸티오, n-헥실티오, 시클로헥실티오, n-헵틸티오, 시클로헵틸티오, n-옥틸티오, 시클로옥틸티오, 2-에틸헥실티오, 트리플루오로메틸티오, 펜타플루오로에틸티오, 2,2,2-트리플루오로에틸티오, 에테닐티오, 프로페닐티오, 부테닐티오, 펜테닐티오, 시클로펜테닐티오, 헥세닐티오, 시클로헥세닐티오, 헵테닐티오, 시클로헵테닐티오, 옥테닐티오, 시클로옥테닐티오, 에티닐티오, 프로피닐티오, 부티닐티오, 펜티닐티오, 헥시닐티오, 헵티닐티오 또는 옥티닐티오를 의미하는 것으로 받아들여진다.

2 개 치환기들 사이의 고리의 형성은 여기서 바람직하게는, 방향족, 헤테로방향족, 지방족 또는 헤테로지방족 고리의 형성을 의미하는 것으로 받아들여진다. 고리는 바람직하게는 5 내지 10 개 요소 (member) 들, 특히 바람직하게는 5 개 내지 6개 요소들을 갖는다.

Ar¹ 은 바람직하게는 하나 이상의 라디칼들 R¹에 의해 치환될 수도 있는, 6 내지 30 개의 방향족 고리 원자들을 갖는 방향족 고리계이다. Ar¹ 는 특히 바람직하게는, R¹ 에 의해 치환되거나 또는 치환되지 않는 플루오렌, 인데노플루오렌, 스피로비플루오렌, 페닐, 비페닐, 터르페닐 또는 타프틸로부터 선택되는 기를 포함한다.

Ar¹ 은 더욱 바람직하게는 14 개 초과 방향족 고리 원자들을 갖는 축합 아릴 기를 포함하지 않고, 특히 바람직하게는 10 개 초과 방향족 고리 원자들을 갖는 축합 아릴 기를 포함하지 않는다.

Ar¹ 은 더욱 바람직하게는 14 개 초과 방향족 고리 원자들을 갖는 축합 헤테로아릴 기를 포함하지 않고, 특히 바람직하게는 10 개 초과 방향족 고리 원자들을 갖는 축합 헤테로아릴 기를 포함하지 않는다.

또한, Ar¹ 에 관하여 아래에 주어지는 선호들이 적용된다.

지수 n 은 바람직하게는 1 또는 2 와 동일하고, 특히 바람직하게는 1 과 동일하다.

층 EML 과 애노드 사이에 배열되는 층들 중 적어도 하나는 식 (I-1) 내지 (I-6) 중의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다

식중에서:

Z 는 각각의 발생시에, 동일하거나 또는 상이하게, N 또는 CR¹이고, 여기서 치환기가 결합되면 Z 는 C 와 동일하다;

X 는 각각의 발생시에, 동일하거나 또는 상이하게, 단일 결합, O, S, BR¹, C(R¹)₂, Si(R¹)₂, NR¹, PR¹, C(R¹)₂-C(R¹)₂ 또는 CR¹=CR¹ 이다;

Y 는 단일 결합, O, S, BR¹, C(R¹)₂, Si(R¹)₂, NR¹, PR¹, C(R¹)₂-C(R¹)₂ 또는 CR¹=CR¹ 이다;

E 는 O, S, BR¹, C(R¹)₂, Si(R¹)₂, NR¹, PR¹, C(R¹)₂-C(R¹)₂ 또는 CR¹=CR¹ 이다;

Ar¹는 위와 같이 정의된다;

Ar² 은, 하나 이상의 라디칼들 R¹에 의해 치환될 수도 있는, 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자들을 갖는 방향족 또는 헤테로 방향족 고리계이다;

R¹는 위와 같이 정의된다;

o 는 각각의 발생시에, 동일하거나 또는 상이하게, 0 또는 1 이고, 여기서 모든 지수들 o 의 합은 적어도 1과 같다;

p 는 0 또는 1 과 같다;

k, m 은, 동일하거나 또는 상이하게, 0 또는 1 이고, 여기서 모든 지수들 k 및 m 의 합은 1 또는 2 와 같다.

위에 언급된 식 (I-1) 내지 (I-6) 에 대하여, 고리에서 3개 이하기 기들 Z 은 N 과 동일한 것이 바람직하다. 일반적으로 Z 는 CR¹ 과 동일한 것이 바람직하다.

기 X 는 각각의 발생시에 바람직하게는, 동일하거나 또는 상이하게, 단일 결합, C(R¹)₂, O 및 S 로부터 선택되고, 그것은 특히 바람직하게는 단일 결합이다.

기 Y 는 바람직하게는 O 및 C(R¹)₂ 로부터 선택되고, 그것은 특히 바람직하게는 O 이다.

기 E 는 바람직하게는 C(R¹)₂, O 및 S 로부터 선택되고, 그것은 특히 바람직하게는 C(R¹)₂ 이다.

위에 언급된 식에서 기 Ar¹ 는 바람직하게는, 각각의 발생시, 동일하거나 또는 상이하게, 하나 이상의 라디칼들 R¹에 의해 치환될 수도 있는, 6 내지 30 개의 방향족 고리 원자들을 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계로부터 선택된다. 위에 언급된 식에서 기 Ar¹ 는 특히 바람직하게는, 각각의 발생시, 동일하거나 또는 상이하게, 하나 이상의 라디칼들 R¹에 의해 치환될 수도 있는, 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자들을 갖는 아릴 또는 헤테로아릴 기들로부터 선택된다.

애노드와 층 EML 사이에 존재하는 층들에서 채용될 수 있는 화합물들의 예들은 아래에 나타낸다.

바람직한 실시형태들에 따르면, 애노드에 가장 가까운 방출 층 EML 과 애노드 사이에 배열된 층들 중의 하나 이상은, 전자 어셉터 화합물인 도펀트를 포함한다. 도펀트는 바람직하게는, -4.6 eV 미만, 특히 바람직하게는 -4.8 eV 미만 그리고 아주 특히 바람직하게는 -5.0 eV 미만인 LUMO 에너지 레벨을 갖는다. 도펀트는 가장 바람직하게는 -5.1 eV 미만인 LUMO 에너지 레벨을 갖는다.

전자 어셉터 화합물이고 매트릭스 재료의 산화에 의해 층의 전도성을 증가시킬 수 있는 모든 화합물들이 원칙적으로 이 타입의 도펀트로서의 사용을 위해 적합하다. 당업자는 그의 일반 전문 지식으로부터 큰 노력없이 적합한 화합물들을 식별가능할 것이다.

특히 적합한 도펀트들은, 퀴노디메탄 화합물, 아자인데노플루오렌디온, 아자페날렌, 아자트리페닐렌, I₂, 금속 할라이드, 바람직하게는 전이-금속 할라이드, 금속 산화물, 바람직하게는 적어도 하나의 전이 금속 또는 제 3 주족으로부터의 금속을 포함하는 금속 산화물, 및 전이 금속 착물, 바람직하게는 Cu, Co, Ni, Pd 및 Pt 와 결합 부위로서 적어도 하나의 산소 원자를 포함하는 리간드의 착물로부터 선택된다. 또한, 도펀트로서 전이 금속 산화물, 바람직하게는 레늄, 몰리브덴 및 텅스텐의 산화물, 특히 바람직하게는 Re₂O₇, MoO₃, WO₃ 및 ReO₃ 이 바람직하다.

이 타입의 도펀트는 바람직하게는, 0.1 내지 20 부피%, 바람직하게는 0.5 내지 12 부피%, 특히 바람직하게는 1 내지 8 부피% 그리고 아주 특히 바람직하게는 2 내지 6 부피% 의 농도로 층에 존재한다.

다른 가능한 실시형태에 따르면, 도펀트로서 위에 설명된 전자 어셉터 화합물은 애노드와 애노드에 가장 가까운 방출 층 사이에 배열되는 층에서 순수한 재료의 형태이다.

본 발명에 따른 디바이스의 전자 수송 층들에서, 전자 수송 특성들을 갖는 유기 화합물들을 이용하는 것이 바람직하다. LUMO 에너지 레벨이 최대 -2.50 eV, 특히 바람직하게는 최대 -2.60 eV, 아주 특히 바람직하게는 최대 -2.65 eV 및 가장 바람직하게는 최대 -2.70 eV 인 전자 수송 유기 화합물이 특히 바람직하다.

전자 수송 층에 사용될 수 있는 재료들은, 전자 수송 층에서 전자 수송 재료로서 종래 기술에 따라 알려져 있는 모든 재료이다. 알루미늄 착물, 예를 들어, Alq₃, 지르코늄 착물, 예를 들어, Zrq₄, 리튬 착물, 예를 들어, Liq, 벤지미다졸 유도체, 트리아진 유도체, 피리미딘 유도체, 피리딘 유도체, 피라진 유도체, 퀴녹살린 유도체, 퀴놀린 유도체, 옥사디아졸 유도체, 방향족 케톤, 락탐, 보란, 디아자포스폴 유도체 및 포스핀 산화물 유도체가 특히 적합하다. 또한, JP 2000/053957, WO 2003/060956, WO 2004/028217, WO 2004/080975 및 WO 2010/072300 에 개시되어 있는 상기 화합물의 유도체들이 적합한 재료이다.

사용된 전자 수송 층 재료는 바람직하게는, 유기 화합물, 즉, 금속을 함유하지 않는, 탄소 함유 화합물이다. 이것은, 애노드 측에서 방출 층에 바로 인접한 층에서의 사용에 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 디바이스의 전자 수송 층은 2개 이상의 재료들의 혼합물, 바람직하게는 2개 재료들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 여기서 위에 나타낸 재료들이 바람직하다. 전자 수송 유기 화합물, 예를 들어, 트리아진 화합물, 및 금속 착물, 예를 들어, 리튬 퀴놀리네이트 (Liq) 가 특히 바람직하다.

T₁(ETL) 로 표기되는, 화합물 E 를 포함하는 방출 층에 바로 인접한 전자 수송 층의 T₁ 상태의 에너지는, T₁(E) 로 표기되는 화합물 E 의 T₁ 상태의 에너지보다 최대 0.1 eV 더 낮은 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, T₁(ETL) ≥ T₁(E). 다음이 특히 바람직하게 적용된다: T₁(ETL) - T₁(E) ≥ 0.1 eV, 아주 특히 바람직하게는 T₁(ETL) - T₁(E) ≥ 0.2 eV. 전자 수송 층이 하나보다 많은 화합물을 포함하면, 삼중항 에너지에 대한 조건이 바람직하게는 화합물들의 각각에 적용된다.

본 발명에 따른 디바이스의 캐소드는 바람직하게는, 낮은 일함수를 갖는 금속, 예를 들면, 알칼리토 금속, 알칼리 금속, 주족 금속 또는 란타노이드 (예를 들면, Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg, Yb, Sm 등) 와 같은 상이한 금속들을 포함하는 금속 합금 또는 다층 구조를 포함한다. 다층 구조들의 경우에, 예를 들면, Ag와 같은, 상대적으로 높은 일함수를 갖는 다른 금속들이 또한 상기 금속들에 더하여 사용될 수도 있고 이 경우에 예를 들면, Mg/Ag, Ca/Ag 또는 Ba/Ag와 같은 금속들의 조합이 일반적으로 사용된다. 마찬가지로, 금속 합금, 특히 알칼리 금속 또는 알칼리 토 금속 및 은, 특히 바람직하게는 Mg 및 Ag 의 합금이 바람직하다. 또한, 금속 캐소드와 유기 반도체 사이에 고 유전 상수를 갖는 재료의 박형 중간층을 도입하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 알칼리 금속 또는 알칼리 토 금속 플루오라이드뿐만 아니라, 대응하는 산화물 또는 탄화물 (예를 들어, LiF, Li₂O, CsF, Cs₂CO₃, BaF₂, MgO, NaF 등) 이 이 목적에 적합하다. 마찬가지로, 알칼리 금속 또는 알칼리 토 금속 착물, 이를테면 예를 들어, 리튬 퀴놀리네이트 (LiQ) 가 적합하다. 이 층의 층 두께는 바람직하게는 0.5 과 5 nm 사이이다.

본 발명에 따른 디바이스의 애노드는 바람직하게는 높은 일함수를 갖는 재료들을 포함한다. 애노드는 바람직하게는 진공에 대한 4.5 eV 보다 더 큰 일 함수를 갖는다. 한편, 이러한 목적으로, 예를 들면 Ag, Pt 또는 Au와 같은 높은 리독스 포텐셜 (redox potential) 을 갖는 금속들이 적합하다. 다른 한편, 금속/금속 산화물 전극들 (예를 들면, Al/Ni/NiO_x, Al/PtO_x) 가 또한 바람직할 수도 있다. 여기서 전극들 중의 적어도 하나는 광의 커플링 아웃 (coupling-out) 을 용이하게 하기 위하여 투명 또는 부분적으로 투명해야 한다. 바람직한 투명 또는 부분적으로 투명한 애노드 재료들은 전도성 혼합 금속 산화물이다. ITO (indium tin oxide) 또는 IZO (indium zinc oxide) 가 특히 바람직하다. 또한, 전도성, 도핑된 유기 재료, 특히 전도성, 도핑된 폴리머가 바람직하다.

디바이스는 대응하여 (응용에 따라) 구조화되며, 콘택트들이 제공되고 최종적으로 물 및/또는 공기의 손상 효과를 배제시키기 위하여 시일링된다.

본 발명에 따른 디바이스의 제조를 위한, 특히 층들의 형성 (application) 을 위한 프로세스들은 당업자에게 알려져 있다.

본 발명에 따른 디바이스는 바람직하게는, 하나 이상의 층들이 승화 프로세스에 의해 코팅되고, 여기서 재료들은 진공 승화 유닛들에서 10^-5 mbar, 미만, 바람직하게는 10^-6 mbar 미만의 초기 압력에서 기상 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 하지만, 또한 초기 압력은 더욱 더 낮은, 예를 들어 10^-7 mbar 미만이 가능하다.

대안의 제조 프로세스에 따르면, 본 발명에 따른 디바이스는, 하나 이상의 층들이 OVPD (organic vapour phase deposition) 프로세스에 의해 또는 캐리어 가스 승화의 도움으로 코팅되고, 여기서 재료들은 10^-5 mbar 와 1 bar 사이의 압력에서 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 프로세스의 특수한 경우는 OVJP (organic vapour jet printing) 프로세스이고, 여기서 재료들이 직접 노즐을 통해 형성되고 이렇게 하여 구조화된다 (예를 들어 M. S. Arnold 등의, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301).

대안의 제조 프로세스에 따르면, 본 발명에 따른 디바이스는, 하나 이상의 층들이 용액으로부터, 이를테면 예를 들어 스핀 코팅에 의해, 또는 임의의 원하는 인쇄법에 의해, 이를테면 예를 들면 스크린 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 노즐 인쇄 또는 오프셋 인쇄, 그러나 특히 바람직하게는 LITI (light induced thermal imaging, thermal transfer printing) 또는 잉크젯 인쇄에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.

그러므로, 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 디바이스의 제조를 위한 프로세스에 관한 것으로서, 적어도 하나의 층이 승화 프로세스에 의해 형성 (apply) 되거나, 또는 적어도 하나의 층이 OVPD (유기 기상 증착) 프로세스에 의해 형성되거나, 또는 적어도 하나의 층이 캐리어 가스 승화의 도움으로 형성되거나, 또는 적어도 하나의 층이 용액으로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.

작업예

1) 화합물의 HOMO, LUMO, S ₁ 및 T ₁ 에너지들의 결정

화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨 및 최저 삼중항 상태 T₁ 또는 최저 여기 단일항 상태 S₁ 의 에너지는 양자 화학 계산을 통해 결정된다. 이를 위해, "Gaussian09W" 소프트웨어 패키지 (Gaussian Inc.) 가 사용된다. 금속이 없는 유기 물질들을 계산하기 위하여, 먼저, "그라운드 상태/준 경험식/디폴트 스핀/AM1/전하 0/스핀 단일항" 방법을 이용하여 기하학적 구조 최적화 (geometry optimisation) 가 수행된다. 이 다음에 최적화된 기하학적 구조에 기초하여 에너지 계산이 뒤 따른다. "6-31G(d)" 베이스 세트에 의한 "TD SFC/DFT/디폴트 스핀/B3PW91" 방법이 여기서 사용된다 (전하 0, 스핀 단일항). (표 4 에서 "organom." 방법으로 표기되는) 금속 함유 화합물들의 경우, 기하학적 구조는 "그라운드 상태/하트리-포크/디폴트 스핀/LanL2MB/전하 0/스핀 단일항" 방법을 통해 최적화된다. 에너지 계산은, 상술된 유기 물질들과 유사하게 수행되는데, "LanL2DZ" 베이스 세트가 금속 원자를 위해 사용되고 "6-31G(d)" 베이스 세트가 리간드들을 위해 사용되는 점에서 상이하다. 에너지 계산은 하트리 (hartree) 단위에서 HOMO 에너지 레벨 HEh 또는 LUMO 에너지 레벨 LEh 를 제공한다. 순환 전압전류법 (cyclic voltammetry) 측정들을 참조하여 교정된 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨들은 그로부터전자 볼트 단위에서 다음과 같이 결정된다:

HOMO(eV) = ((HEh*27.212)-0.9899)/1.1206

LUMO(eV) = ((LEh*27.212)-2.0041)/1.385

이들 값들은 본 출원의 의미에서 화합물들의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨들로서 간주될 것이다.

T₁ 상태의 에너지는, 위에 기재된 양자 화학 계산으로부터 발생되는 최저 에너지를 갖는 삼중항 상태의 에너지로서 정의된다.

S₁ 상태의 에너지는, 위에 기재된 양자 화학 계산으로부터 발생되는 최저 여기 단일항 상태의 에너지로서 정의된다.

아래 표 1은 다양한 화합물들 (구조 표 4 참조) 에 대한 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨 그리고 S₁ 및 T₁ 상태들의 계산된 에너지들을 나타낸다.

2) 발광 양자 효율 (PLQE) 의 결정

다양한 OLED들에서 사용되는 방출 층들의 50nm 두께의 막이 적합한 투명 기판, 바람직하게 석영에 형성되며, 즉 그 층은 OLED 와 동일한 농도의 동일한 재료들을 포함한다. OLED 용 방출 층의 제조시에서 처럼 동일한 제조 조건들이 여기서 이용된다. 이 막의 흡수 스펙트럼은 파장 범위 350 ~ 500 nm 에서 측정된다. 이를 위해, 샘플의 반사 스펙트럼 R(λ) 및 투과 스펙트럼 T(λ) 은 6°의 입사각 (즉, 사실상 수직의 입사) 에서 결정된다. 본 출원의 의미에서 흡수 스펙트럼은 A(λ)=1-R(λ)-T(λ) 로서 정의된다.

범위 350-500 nm 에서 A(λ) ≤ 0.3 인 경우, 범위 350-500 nm 에서의 흡수 스펙트럼의 최대에 속하는 파장을 λ_exc 로 정의한다. 임의의 파장에 대해 A(λ) > 0.3 이면, A(λ) 이 0.3 미만의 값으로부터 0.3 초과의 값으로 변화하거나 또는 0.3 초과의 값으로부터 0.3 미만의 값으로 변화하는, 최대 파장을 λ_exc 로정의한다.

PLQE 는 Hamamatsu C9920-02 측정 계를 이용하여 결정된다. 원리는 정의된 파장의 광에 의한 샘플의 여기 및 흡수 및 방출된 방사 측정에 기초한다. 샘플은 측정동안 울브리히트구 (Ulbricht sphere) ("적분구(integrating sphere)") 에 위치한다. 여기 광의 스펙트럼은 위에서 정의된 바처럼 대략 반치전폭 <10　nm 및 피크 파장 λ_exc 을 갖는 가우시안 (Gaussian) 이다. PLQE 는, 상기 측정 계에 대해 통상적인 평가 방법에 의해 결정된다. 샘플은 어떠한 시간에도 산소와 접촉하지 않도록 보장하는 것이 필수적인데, 왜냐하면 S₁ 과 T₁ 사이에 작은 에너지 분리를 갖는 재료들의 PLQE 는 산소에 의해 아주 상당히 감소되기 때문이다 (H. Uoyama 이외, Nature 2012, Vol. 492, 234).

표 3 은 사용된 여기 파장 λ_exc과 함께 다양한 OLED들의 방출 층들에 대해 위에 나타낸 바처럼 결정된 PLQE 를 나타낸다.

3) 감쇠 시간의 결정

감쇠 시간은, "발광 양자 효율 (PLQE) 의 결정" 하에서 상술한 바와같이 제조된 샘플을 이용하여 결정된다. 샘플은 레이저 펄스 (파장 266　nm, 펄스 지속기간 1.5　ns, 펄스 에너지 200　μJ, 선 (ray) 직경 4　mm) 에 의해 295 K 온도에서 여기된다. 여기서 샘플은 진공 (<10^-5 mbar) 에 위치된다. (t= 0 으로 정의된) 여기 후에, 시간에 따라 방출된 광발광 (photoluminescence) 의 강도 변화가 측정된다. 광발광은 초반에 가파른 하락을 나타내는데, 이것은 TADF화합물의 즉각적인 형광에 기인한다. 시간이 계속됨에 따라, 보다 느린 하락, 지연된 형광이 관찰된다 (예를 들어, H. Uoyama 이외, Nature, vol. 492, no.7428, pp. 234-238, 2012 및 K. Masui 이외 Organic Electronics, vol. 14, no. 11, pp. 2721-2726, 2013 참조). 본 출원의 의미에서 감쇠 시간 t_a 는 지연 형광의 감쇠 시간이고 다음과 같이 결정된다: 즉각적인 형광이 지연된 형광의 강도 아래로 (<1%) 현저히 감쇠되어, 이에 의해 감쇠 시간의 다음 결정이 영향받지 않는, 시간 t_d 가 선택된다. 이 선택은 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 시간 t_d 로부터의 측정 데이터에 대해, 감쇠 시간 t_a = t_e - t_d 가 결정된다. 여기서 t_e 는, 강도가 t = t_d 에서의 값의 1/e 로 처음 하락한 t = t_d 후의 시간이다.

표 3 은 측정된 OLED들의 방출 층들에 대해 결정되는 t_a 및 t_d 의 값들을 나타낸다.

4) OLED들의 제조

다양한 OLED들의 데이터는 아래 예들 V1 ~ V6 및 E1 ~ E7 에 제시된다 (OLED 들의 구조에 대해서는 표 2 참조 그리고 획득된 측정 데이터에 대해서는 표 3 참조).

두께 50 nm 의 구조화된 ITO (인듐 주석 산화물) 로 코팅된 유리판들이 OLED 용 기판들을 형성한다. 기판들을 습식 세정하고 (식기세척기, Merck Extran 세제), 후속하여 250℃ 에서 15 분 동안 가열하여 건조하고, 그리고 코팅 전에 130초 동안 산소 플라즈마로 처리한다. 이들 플라즈마 처리된 유리판들은, OLED들이 적용되는 기판들을 형성한다. 기판들은 코팅 전에 계속 진공에 있다. 코팅은 플라즈마 처리 후 늦어도 10 분에 시작한다.

OLED들은 하기의 층 구조를 갖는다: 기판 / 선택적인 정공 수송층 1-4 (HTL1-4)/ 방출 층 (EML) / 선택적인 정공 차단층 (HBL) / 전자 수송층 (ETL) / 선택적인 전자 주입층 (EIL) 및 마지막으로 캐소드. 캐소드는 100 nm 의 두께를 갖는 알루미늄 층에 의해 형성된다. OLED 의 정확한 구조는 표 2에 나타나 있다. OLED들의 제조를 위해 요구되는 재료들을 표 4에 나타낸다.

모든 재료들은 진공 챔버에서 열 기상 증착에 의해 형성된다. 여기서 방출 층은 항상, S₁ 및 T₁ 상태들의 에너지들 사이에 작은 차이를 갖는 방출 재료 및 매트릭스 재료로 이루어진다. 이것은 동시증발법 (co-evaporation) 에 의해 소정의 체적 비율로 매트릭스 재료와 혼합된다. 여기에서 IC1:D1 (95%:5%) 와 같은 표현은 재료 IC1 가 95% 의 체적 비율로 층에 존재하고 D1 가 5% 의 비율로 층에 존재한다는 것을 의미한다. 유사하게, 다른 층들, 예를 들어, 정공 수송층은 또한, 복수의 재료들의 혼합물로 이루어질 수도 있다.

OLED 는 표준 방법들에 의해 특성화된다. 이 목적을 위해, Lambert 방출 특성을 가정한 전류/전압/광속 밀도 (luminous density) 특성 라인들 (IUL 특성 라인들) 로부터 산출되는, 광속 밀도의 함수로서, 전계발광 스펙트럼, 전류 효율 (cd/A 단위로 측정), 전력 효율 (lm/W 단위로 측정) 및 외부 양자 효율 (EQE, 퍼센트 단위로 측정), 그리고 수명이 결정된다. 전계발광 스펙트럼은 1000 cd/㎡ 의 광속 밀도에서 결정되고, 그로부터 CIE 1931 x 및 y 색 좌표가 산출된다. 표 3에서 용어 U1000 는 1000 cd/㎡ 의 광속 밀도에 대해 요구되는 전압을 표기한다. CE1000 및 PE1000 은, 1000 cd/㎡ 에서 달성되는 전류 및 전력 효율을 각각 나타낸다. 최종적으로, EQE1000 는 1000 cd/㎡ 의 동작 광속 밀도에서 외부 양자 효율을 표기한다. 수명 (LT) 은, 일정한 전류에서의 동작시 광속 밀도가 초기 광속 밀도로부터 소정의 비율 (L1) 로 하락한 후의 시간으로 정의된다. 표 3 에서의 j0 = 10 mA/c㎡, L1 = 80% 의 표현은, 10 mA/c㎡ 에서의 동작시 광속 밀도가 시간 (LT) 이후 초기 값의 80% 로 하락한다는 것을 의미한다.

다양한 OLED들의 데이터가 표 3에 요약되어 있다. 예들 V1 내지 V6 은 종래 기술에 따른 비교예들이고, 예들 E1 내지 E7 은 본 발명에 따른 OLED 들의 데이터를 나타낸다.

표 5는, 인접 정공 수송 층 또는 방출 층에 인접한 정공 수송 층과 방출 층 사이의 HOMO 및 LUMO 에너지 차를 나타낸다. 여기서 HTL1-HTL2 과 같은 표현은 이것이 층들 HTL1 과 HTL2 사이의 에너지 차이 D 라는 것을 의미하고 여기서 D=E(HTL1)-E(HTL2) 이다. HOMO(HTL1) 가 -6.7 eV 이하인 경우, E(HTL1)=LUMO(HTL1), 그렇지 않으면 E(HTL1)=HOMO(HTL1) 이다. HOMO(HTL2) 가 -6.7 eV 이하인 경우, E(HTL2)=LUMO(HTL2), 그렇지 않으면 E(HTL2)=HOMO(HTL2) 이다. 여기서 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨들은 항상 음의 값으로 정의된다. 유사한 정의가 다른 층들간의 에너지 차이에 적용된다. 최대 값은 다양한 층들간에 발생하는 최대 에너지 차이를 표기한다.

OLED V1 내지 V6 는 모두 높은 최대 값, 즉, 인접 정공 수송 층들 또는 방출 층에 인접하는 정공 수송 층과 방출 층 사이의 큰 에너지 차이 (0.45 eV 이상) 을 갖는다는 것을 표로부터 알 수 있다. 대조적으로, OLED E1 내지 E7 는 인접 정공 수송 층 또는 방출 층에 인접하는 정공 수송 층과 방출 층 사이에 작은 에너지 차이 (0.39 eV 이하) 를 갖는다.

방출 층에서 채용된 방출 도펀트는, S₁ 과 T₁ 에너지 사이의 차이가 0.09 eV 인 화합물 D1 이다.

예들 중의 일부는 본 발명에 따른 OLED 들의 이점을 예시하기 위하여 아래에서 더 자세하게 설명된다. 하지만, 이것은 단지 표 3에 나타낸 데이터의 일 선택을 나타낼 뿐이라는 것이 지적되야 한다.

예 E3 은, 비교예 V4 에서 처럼 최대 에너지 차이가 0.75 eV (최대 값) 인 경우 보다 정공 수송 층들과 방출 층 사이의 최대 에너지 차이가 0.37 eV (최대 값) 으로 대략 30% 더 양호한 외부 양자 효율 및 대략 60% 더 양호한 전력 효율이 달성된다는 것을 보여준다.

정공 수송 층들에 관해서만 상이한, OLED E5 와 V1 사이의 비교는, 0.45 eV (종래 기술, V1) 로부터 0.32 eV (본 발명, E5) 까지의 최대 에너지 차이 (최대 값) 의 감소를 통해 약 30% 만큼 수명에 있어서 놀라운 개선을 보여준다.

성능 데이터의 개선의 효과는, 예 E1 내지 E7 에 나타낸 바처럼, 정공 수송 층을 위한 아주 폭넓게 다양한 재료들 및 방출 층에서 아주 폭넓게 다양한 재료들로 달성될 수 있다.

Claims

유기 전계발광 디바이스로서,
- 애노드,
- 캐소드,
- S₁ 및 T₁ 상태들의 에너지들 사이의 차이가 0.15 eV 이하인 발광 유기 화합물 E 를 포함하는 적어도 하나의 방출 층, 및
- 상기 애노드에 가장 가까운 방출 층 EML 과 상기 애노드 사이에 배열된, 각각 적어도 하나의 트리아릴아미노 화합물을 포함하고 두께가 2 nm 보다 큰 적어도 두 개의 층을 포함하고,
상기 애노드와 상기 층 EML 사이에 배열되는 두께가 2 nm 보다 큰 각각의 적어도 두 개의 층에 하기 조건:
상기 층의 HOMO 에너지 레벨과 두께가 2 nm 보다 큰 상기 캐소드 측에서 가장 가까운 층의 HOMO 에너지 레벨 사이의 차이 D 가 0.3 eV 이하이어야 하고, 단, HOMO 에너지 레벨이 -6.7 eV 보다 작은 값을 갖는 층들에 대해서는, 상기 조건에 대하여 LUMO 에너지 레벨이 상기 HOMO 에너지 레벨 대신에 발생한다는 것
이 적용되는, 유기 전계발광 디바이스.
삭제
제 1 항에 있어서,
정확하게 1개의 방출 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 디바이스의 상기 층들은 두께가 4 내지 120 nm 인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 유기 화합물 E 를 포함하는 상기 방출 층은 상기 애노드에 가장 가까운 상기 방출 층 EML인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 유기 화합물 E 는 발광 양자 효율이 적어도 40%, 또는 적어도 50%, 또는 적어도 60%, 또는 적어도 70% 인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
화합물 E 는 S₁ 및 T₁상태들의 에너지들 사이의 차이가 0.10 eV 이하, 또는 0.08 eV 이하, 또는 0.05 eV 이하인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
화합물 E 를 포함하는 상기 방출 층은 추가적으로 하나 이상의 매트릭스 재료들을 포함하고, 화합물 E 는 방출 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 8 항에 있어서,
상기 방출 층의 상기 매트릭스 재료의 T₁ 상태의 에너지는 화합물 E 의 T₁ 상태의 에너지보다 최대 0.1 eV 더 작은 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 애노드에 가장 가까운 상기 방출 층 EML 과 상기 애노드 사이에 배열된 두께가 2 nm 보다 큰 정확하게 2, 3, 4 또는 5 개의 층들을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 애노드 측에서 화합물 E 를 포함하는 상기 방출 층에 바로 인접한 상기 층의 T₁ 상태의 에너지는 화합물 E 의 T₁ 상태의 에너지보다 최대 0.1 eV 더 작은 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 층 EML 과 상기 애노드 사이에 배열된 층들 중의 적어도 하나는 하나 이하의 아미노 기를 갖는 적어도 하나의 트리아릴아미노 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 트리아릴아미노 화합물은 분자량이 2000 Da 미만, 또는 1500 Da 미만, 또는 1000 Da 미만인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 애노드에 가장 가까운 상기 방출 층 EML 과 상기 애노드 사이에 배열된 층들 중의 하나 이상은, 전자 어셉터 화합물인 도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계발광 디바이스의 제조 방법으로서,
적어도 하나의 층이 승화 프로세스에 의해 형성 (apply) 되거나, 또는 적어도 하나의 층이 OVPD (유기 기상 증착) 프로세스에 의해 형성되거나, 또는 적어도 하나의 층이 캐리어 가스 승화의 도움으로 형성되거나, 또는 적어도 하나의 층이 용액으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스의 제조 방법.