KR102158805B1 - Organic light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 발광 소자를 제공한다. The present invention provides an organic light emitting device.
Description
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to an organic light emitting device.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답 시간을 가지며, 휘도, 구동 전압 및 응답 속도 특성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다. In general, the organic light emission phenomenon refers to a phenomenon in which electrical energy is converted into light energy using an organic material. An organic light-emitting device using the organic light-emitting phenomenon has a wide viewing angle, excellent contrast, and fast response time, and has excellent luminance, driving voltage, and response speed characteristics, and thus many studies are being conducted.
유기 발광 소자는 일반적으로 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 유기물 층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물 층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물 층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. The organic light emitting device generally has a structure including an anode and a cathode, and an organic material layer between the anode and the cathode. The organic material layer is often made of a multi-layered structure made of different materials in order to increase the efficiency and stability of the organic light-emitting device.For example, it may be formed of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like. In the structure of such an organic light emitting device, when a voltage is applied between the two electrodes, holes are injected from the anode and electrons from the cathode are injected into the organic material layer, and excitons are formed when the injected holes and electrons meet. It glows when it falls back to the ground.
상기와 같은 유기 발광 소자에 사용되는 유기물에 대하여 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.Development of new materials for organic materials used in organic light emitting devices as described above is continuously required.
본 발명은 유기 발광 소자를 제공한다. The present invention provides an organic light emitting device.
본 발명은 양극; 상기 양극과 대향하여 구비된 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 구비된 1 층 이상의 유기물 층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 유기물 층은 발광층을 포함하고, 상기 양극과 발광층 사이에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 음극과 발광층 사이에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. The present invention is a positive electrode; A cathode provided to face the anode; And one or more organic material layers provided between the anode and the cathode, wherein the organic material layer includes an emission layer, and includes a compound represented by the following
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 1에서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 혹은 치환 또는 비치환된 O 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,In Formula 1, Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, or a heteroaryl having 2 to 60 carbon atoms including at least one of substituted or unsubstituted O and S And
L1 내지 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 혹은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이고, L 1 to L 3 are each independently a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms,
상기 화학식 2에서, X1 내지 X3는 각각 독립적으로 N 또는 C-H이되, X1 내지 X3 중에서 선택된 적어도 하나는 N이고, In
Ar3는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아렌, 혹은 치환 또는 비치환된 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아렌 유래의 다가 잔기이고, Ar 3 is a substituted or unsubstituted arene having 6 to 60 carbon atoms, or a polyvalent residue derived from a heteroarene having 2 to 60 carbon atoms including at least one of substituted or unsubstituted O, N, Si and S,
Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 혹은 치환 또는 비치환된 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고, Ar 4 and Ar 5 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted hetero containing at least one of O, N, Si and
L4 및 L5는 각각 독립적으로 단일 결합, 혹은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이고, L 4 and L 5 are each independently a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms,
n은 1 내지 4의 정수이다. n is an integer of 1 to 4.
상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 양극과 발광층 사이의 유기물 층 재료로 사용되고, 상술한 화학식 2로 표시되는 화합물은 음극과 발광층 사이의 유기물 층의 재료로 사용되어 유기 발광 소자의 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성과 효율을 향상시킬 수 있다.The compound represented by Chemical Formula 1 is used as a material for the organic material layer between the anode and the emission layer, and the compound represented by Chemical Formula 2 is used as the material for the organic material layer between the cathode and the emission layer. Or it can improve the life characteristics and efficiency.
도 1은 기판 (1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(7), 전자 수송층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.1 shows an example of an organic light-emitting device comprising a
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, it will be described in more detail to aid in understanding the present invention.
본 발명은 양극과 발광층 사이의 유기물 층의 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하고, 음극과 발광층 사이의 유기물 층의 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용하는 유기 발광 소자를 제공한다. The present invention provides an organic light-emitting device using the compound represented by Formula 1 as the material of the organic material layer between the anode and the emission layer, and the compound represented by Formula 2 as the material of the organic material layer between the cathode and the emission layer. .
본 명세서에서, 단일 결합은 L1 내지 L5로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않은 경우를 의미한다. 예컨대, 화학식 1의 L1이 단일 결합이면 트리페닐렌에 N이 직접 연결될 수 있다. In the present specification, a single bond refers to a case in which a separate atom does not exist in the portion represented by L 1 to L 5 . For example, if L 1 in Formula 1 is a single bond, N may be directly connected to triphenylene.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 Ra로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있고, Ra는 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 1 내지 40의 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 1 내지 40의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 1 내지 40의 헤테로할로알킬기, 혹은 탄소수 2 내지 40의 알케닐기일 수 있다. In this specification the term "substituted or unsubstituted" may be substituted or means a unsubstituted by R a, R a is heavy hydrogen, a halogen, a cyano group, a nitro group, an amino group, an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms, A haloalkyl group of 1 to 40, a heteroalkyl group having 1 to 40 carbon atoms including at least one of substituted or unsubstituted O, N, Si and S, at least one of substituted or unsubstituted O, N, Si and S It may be a
본 명세서에서 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다. In the present specification, halogen may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
본 명세서에서 탄소수 1 내지 40의 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 구체적으로, 탄소수 1 내지 40의 알킬기는 탄소수 1 내지 40의 직쇄 알킬기; 탄소수 1 내지 20의 직쇄 알킬기; 탄소수 1 내지 10의 직쇄 알킬기; 탄소수 3 내지 40의 분지쇄 또는 고리형 알킬기; 탄소수 3 내지 20의 분지쇄 또는 고리형 알킬기; 또는 탄소수 3 내지 10의 분지쇄 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소수 1 내지 40의 알킬기는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기 또는 사이클로헥실기 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the alkyl group having 1 to 40 carbon atoms may be a linear, branched or cyclic alkyl group. Specifically, the alkyl group having 1 to 40 carbon atoms is a linear alkyl group having 1 to 40 carbon atoms; A linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A branched or cyclic alkyl group having 3 to 40 carbon atoms; A branched or cyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms; Or it may be a branched chain or cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms. More specifically, the alkyl group having 1 to 40 carbon atoms is a methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, iso-pentyl group, It may be a neo-pentyl group or a cyclohexyl group. However, it is not limited thereto.
본 명세서에서 탄소수 1 내지 40의 헤테로알킬기는 알킬기의 1개 이상의 탄소가 각각 독립적으로 O, N, Si 또는 S로 치환된 것일 수 있다. 예컨대, 직쇄 알킬기의 예로 n-부틸기의 1번 탄소가 O로 치환된 헤테로알킬기는 n-프로폭시기이고, N으로 치환된 헤테로알킬기는 n-프로필아미노기이며, Si로 치환된 헤테로알킬기는 n-프로필실릴기이고, S로 치환된 헤테로알킬기는 n-프로필티오기이다. 그리고, 분지쇄 알킬기의 예로 neo-펜틸기의 1번 탄소가 O로 치환된 헤테로알킬기는 t-부톡시기이고, N으로 치환된 헤테로알킬기는 t-부틸아미노기이며, Si로 치환된 헤테로알킬기는 t-부틸실릴기이고, S로 치환된 헤테로알킬기는 t-부틸티오기이다. 또한, 고리형 알킬기의 예로 사이클로헥실기의 2번 탄소가 O로 치환된 헤테로알킬기는 2-테트라히드로피라닐(2-tetrahydropyranyl)기이고, N으로 치환된 헤테로알킬기는 2-피페리디닐기이며, Si로 치환된 헤테로알킬기는 1-실라-사이클로헥실(1-sila-cyclohexyl)기이고, S로 치환된 헤테로알킬기는 2-테트라히드로티오피라닐(2-tetrahydrothiopyranyl)기이다. 구체적으로, 탄소수 1 내지 40의 헤테로알킬기는 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 히드록시알킬기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알콕시기; 탄소수 2 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알콕시알킬기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 아미노알킬기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬아미노기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬아미노알킬기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 실릴알킬(옥시)기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬(옥시)실릴기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬(옥시)실릴알킬(옥시)기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 머캅토알킬기; 탄소수 1 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬티오기; 혹은 탄소수 2 내지 40의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬티오알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소수 1 내지 40의 헤테로알킬기는 히드록시메틸기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, t-부톡시기, 사이클로헥톡시기, 메톡시메틸기, iso-프로폭시메틸기, 사이클로헥톡시메틸기, 2-테트라히드로피라닐(2-tetrahydropyranyl)기, 아미노메틸기, 메틸아미노기, n-프로필아미노기, t-부틸아미노기, 메틸아미노프로필기, 2-피페리디닐기, n-프로필실릴기, 트리메틸실릴기, 디메틸메톡시실릴기, t-부틸실릴기, 1-실라-사이클로헥실(1-sila-cyclohexyl)기, n-프로필티오기, t-부틸티오기 또는 2-테트라히드로티오피라닐(2-tetrahydrothiopyranyl)기 등을 들 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the heteroalkyl group having 1 to 40 carbon atoms may be one in which one or more carbons of the alkyl group are each independently substituted with O, N, Si, or S. For example, as an example of a straight-chain alkyl group, the heteroalkyl group in which
본 명세서에서 탄소수 2 내지 40의 알케닐기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알케닐기일 수 있다. 구체적으로, 탄소수 2 내지 40의 알케닐기는 탄소수 2 내지 40의 직쇄 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 직쇄 알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 직쇄 알케닐기; 탄소수 3 내지 40의 분지쇄 알케닐기; 탄소수 3 내지 20의 분지쇄 알케닐기; 탄소수 3 내지 10의 분지쇄 알케닐기; 탄소수 5 내지 40의 고리형 알케닐기; 탄소수 5 내지 20의 고리형 알케닐기; 또는 탄소수 5 내지 10의 고리형 알케닐기일 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소수 2 내지 40의 알케닐기는 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 펜테닐기 또는 사이클로헥세닐기 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms may be a linear, branched or cyclic alkenyl group. Specifically, the alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms is a linear alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms; A linear alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A linear alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; A branched alkenyl group having 3 to 40 carbon atoms; A branched alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms; A branched alkenyl group having 3 to 10 carbon atoms; A cyclic alkenyl group having 5 to 40 carbon atoms; A cyclic alkenyl group having 5 to 20 carbon atoms; Or it may be a cyclic alkenyl group having 5 to 10 carbon atoms. More specifically, the alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms may be an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, or a cyclohexenyl group. However, it is not limited thereto.
본 명세서에서 탄소수 6 내지 60의 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 구체적으로, 탄소수 6 내지 60의 아릴기는 탄소수 6 내지 30의 단환식 또는 다환식 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 20의 단환식 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소수 6 내지 60의 아릴기는 단환식 아릴기로서 페닐기, 바이페닐기 또는 터페닐기 등일 수 있고, 다환식 아릴기로서 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기 또는 플루오레닐기 등일 수 있다. In the present specification, the aryl group having 6 to 60 carbon atoms may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group. Specifically, the aryl group having 6 to 60 carbon atoms is a monocyclic or polycyclic aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or it may be a monocyclic or polycyclic aryl group having 6 to 20 carbon atoms. More specifically, the aryl group having 6 to 60 carbon atoms may be a phenyl group, a biphenyl group, or a terphenyl group as a monocyclic aryl group, and a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, triphenylenyl group, pyrethyl group as a polycyclic aryl group It may be a nil group, a perylenyl group, a chrysenyl group, or a fluorenyl group.
또한, 탄소수 6 내지 60의 아릴기는 단환식 아릴기 및 다환식 아릴기로 구성된 군에서 선택된 두 개 이상이 서로 연결된 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 탄소수 6 내지 60의 아릴기는 다환식 아릴기에 다환기 아릴기 및/또는 단환식 아릴기가 연결된 구조를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소수 6 내지 60의 아릴기는 나프틸페닐기, 안트라세닐페닐기, 페난트릴페닐기, 트리페닐레닐페닐기, 파이레닐페닐기, 페릴레닐페닐기, 크라이세닐페닐기, 플루오레닐페닐기, 페닐나프틸기, 페닐안트라세닐기 또는 페닐나프틸페닐기 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the aryl group having 6 to 60 carbon atoms may have a structure in which two or more selected from the group consisting of a monocyclic aryl group and a polycyclic aryl group are connected to each other. Specifically, the aryl group having 6 to 60 carbon atoms may have a structure in which a polycyclic aryl group and/or a monocyclic aryl group is connected to a polycyclic aryl group. More specifically, the aryl group having 6 to 60 carbon atoms is a naphthylphenyl group, anthracenylphenyl group, phenanthrylphenyl group, triphenylenylphenyl group, pyrenylphenyl group, perylenylphenyl group, chrysenylphenyl group, fluorenylphenyl group, phenylnaphthyl group, It may be a phenylanthracenyl group or a phenylnaphthylphenyl group. However, it is not limited thereto.
본 명세서에서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 상기 플루오레닐기가 치환되는 경우, 등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the fluorenyl group may be substituted, and two substituents may be bonded to each other to form a spiro structure. When the fluorenyl group is substituted, Etc. However, it is not limited thereto.
본 명세서에서 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기는 아릴기의 1개 이상의 탄소가 각각 독립적으로 O, N, Si 또는 S로 치환된 것일 수 있다. 예컨대, 플루오레닐기의 9번 탄소가 O로 치환된 헤테로아릴기는 디벤조퓨라닐기이고, N으로 치환된 헤테로아릴기는 카바졸리기이며, Si로 치환된 헤테로아릴기는 9-실라-플로오레닐기이고, S로 치환된 헤테로아릴기는 디벤조티오페닐기이다. 구체적으로, 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. In the present specification, the heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms may be one in which one or more carbons of the aryl group are each independently substituted with O, N, Si, or S. For example, a heteroaryl group in which carbon 9 of a fluorenyl group is substituted with O is a dibenzofuranyl group, a heteroaryl group substituted with N is a carbazoli group, and a heteroaryl group substituted with Si is a 9-sila-fluororenyl group The heteroaryl group substituted with S is a dibenzothiophenyl group. Specifically, the heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms is a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms; Or it may be a C2 to C20 heteroaryl group. More specifically, the heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms is a thiophene group, a furan group, a pyrrole group, an imidazole group, a thiazole group, an oxazole group, an oxadiazole group, a triazole group, a pyridyl group, a bipyridyl group, a pyrimidyl group, Triazine group, acridyl group, pyridazine group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazoline group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidinyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group, Isoquinoline group, indole group, carbazole group, benzoxazole group, benzoimidazole group, benzothiazole group, benzocarbazole group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, benzofuranyl group, phenanthroline group, iso There are oxazolyl group, thiadiazolyl group, phenothiazinyl group, and dibenzofuranyl group, but are not limited thereto.
본 명세서에서 아릴렌기는 상술한 아릴기의 어느 하나의 수소 라디칼이 제거된 2가의 유기기를 의미하고, 헤테로아릴렌기는 상술한 헤테로아릴기의 어느 하나의 수소 라디칼이 제거된 2가의 유기기를 의미한다. In the present specification, the arylene group refers to a divalent organic group from which any one hydrogen radical of the aryl group is removed, and the heteroarylene group refers to a divalent organic group from which any one hydrogen radical of the above-described heteroaryl group is removed. .
상기 화학식 1에서 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 벤젠, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌, 페난트렌, 트리페닐렌, 9,9-디메틸플루오렌, 9,9-디페닐플루오렌, 스피로[플루오렌-9,9'-플루오렌], 디벤조퓨란 및 디벤조티오펜으로 구성된 군에서 선택된 아렌 혹은 헤테로아렌 유래의 1가 잔기일 수 있다. In
상기 화학식 1에서 L1 내지 L3는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 페닐렌기이거나, 혹은 9,9-디메틸플루오렌, 9,9-디페닐플루오렌 및 스피로[플루오렌-9,9'-플루오렌]으로 구성된 군에서 선택된 아렌 유래의 2가 잔기일 수 있다. In
구체적으로, L1은 단일 결합, 페닐렌기 혹은 9,9-디메틸플루오렌 유래의 2가 잔기일 수 있다. 그리고, L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 페닐렌기일 수 있다. Specifically, L 1 may be a single bond, a phenylene group, or a divalent residue derived from 9,9-dimethylfluorene. And, L 2 and L 3 may each independently be a single bond or a phenylene group.
보다 구체적으로, L1은 단일 결합 혹은 페닐렌기이고, Ar1은 9,9-디메틸플루오레닐기, 바이페닐기 또는 터페닐기이고, Ar2는 벤젠, 바이페닐, 터페닐, 9,9-디메틸플루오렌, 9,9-디페닐플루오렌, 디벤조퓨란 및 디벤조티오펜으로 구성된 군에서 선택된 아렌 혹은 헤테로아렌 유래의 1가 잔기일 수 있다. More specifically, L 1 is a single bond or a phenylene group, Ar 1 is a 9,9-dimethylfluorenyl group, a biphenyl group or a terphenyl group, and Ar 2 is benzene, biphenyl, terphenyl, 9,9-dimethylflu It may be a monovalent residue derived from an arene or heteroarene selected from the group consisting of orene, 9,9-diphenylfluorene, dibenzofuran and dibenzothiophene.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. The compound represented by Formula 1 may be selected from the group consisting of the following compounds.
상기 화학식 2에서 X1 내지 X3 중 적어도 하나의 X는 N일 수 있다. At least one of X 1 to X 3 in Formula 2 may be N.
상기 화학식 2에서 L4는 단일 결합이거나, 혹은 벤젠, 바이페닐, 나프탈렌, 안트라센 및 페난트렌으로 구성된 군에서 선택된 아렌 유래의 2가 잔기일 수 있다. In Formula 2, L 4 may be a single bond or a divalent residue derived from arene selected from the group consisting of benzene, biphenyl, naphthalene, anthracene and phenanthrene.
구체적으로, L4는 단일 결합이거나 혹은 페닐렌기일 수 있다. Specifically, L 4 may be a single bond or a phenylene group.
상기 화학식 2에서 Ar3는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아렌, 혹은 치환 또는 비치환된 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아렌 유래의 다가 잔기이다. Ar3의 결합수는 Ar3에 치환되는 시아노기(CN)의 수(n)에 1을 더한 값이다. 구체적으로, 상기 화학식 2에서 n이 1인 경우 Ar3는 상술한 아렌 혹은 헤테로 아렌의 2가 잔기이며, n이 2인 경우 Ar3는 상술한 아렌 혹은 헤테로 아렌의 3가 잔기이고, n이 3인 경우 Ar3는 상술한 아렌 혹은 헤테로 아렌의 4가 잔기이며, n이 4인 경우 Ar3는 상술한 아렌 혹은 헤테로 아렌의 5가 잔기이다. In
상기 화학식 2에서 n은 1 내지 4의 정수, 1 내지 3의 정수, 혹은 1 또는 2의 정수일 수 있다. In
상기 화학식 2에서 Ar3는 벤젠, 바이페닐, 터페닐, 터페닐, 나프탈렌, 페난트렌, 트리페닐렌, 9,9-디메틸플루오렌, 9,9-디페닐플루오렌 및 스피로[플루오렌-9,9'-플루오렌]으로 구성된 군에서 선택된 아렌 유래의 다가 잔기일 수 있다. Ar 3 in
구체적으로, Ar3는 벤젠 혹은 바이페닐 유래의 다가 잔기일 수 있다. Specifically, Ar 3 may be a polyvalent residue derived from benzene or biphenyl.
상기 화학식 2에서 Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기 혹은 피리디닐기일 수 있다. In
구체적으로, Ar4 및 Ar5는 페닐기, 바이페닐기 혹은 터페닐기일 수 있다. Specifically, Ar 4 and Ar 5 may be a phenyl group, a biphenyl group, or a terphenyl group.
상기 화학식 2에서 L5는 벤젠, 바이페닐, 나프탈렌, 안트라센 및 페난트렌으로 구성된 군에서 선택된 아렌 유래의 2가 잔기일 수 있다. In
상기 화학식 2에서 L4 및 L5가 각각 나프탈렌의 1번 및 2번; 1번 및 4번; 1번 및 5번; 1번 및 6번; 1번 및 7번; 1번 및 8번; 2번 및 3번; 2번 및 6번; 혹은 2번 및 7번 탄소에 결합할 수 있다. In
통상적으로, 나프탈렌은 하기 화학식 4와 같이 넘버링된다. Typically, naphthalene is numbered as shown in
[화학식 4][Formula 4]
따라서, 상기 화학식 2에서 L4 및 L5가 각각 나프탈렌의 1번 및 4번 탄소에 결합한 구조는 하기 화학식 5와 같이 표시되고, 나프탈렌의 2번 및 7번 탄소에 결합한 구조는 하기 화학식 6과 같이 표시될 수 있다. Therefore, in
[화학식 5][Formula 5]
[화학식 6][Formula 6]
이때, 만일 L4가 단일 결합이라면, 가 나프탈렌의 1번 혹은 2번 탄소에 직접 결합할 수 있다. At this time, if L 4 is a single bond, Can be directly bonded to
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. The compound represented by
본 발명의 유기 발광 소자는 양극; 상기 양극과 대향하여 구비된 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 구비된 1 층 이상의 유기물 층을 포함한다. 상기 유기물 층은 3 층 이상의 유기물 층이 적층된 다층 구조로 이루어진다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물 층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층, 발광층, 전자 수송층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물 층을 포함할 수 있다.The organic light-emitting device of the present invention includes an anode; A cathode provided to face the anode; And at least one organic material layer provided between the anode and the cathode. The organic material layer has a multilayer structure in which three or more organic material layers are stacked. For example, the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and the like as an organic material layer. However, the structure of the organic light-emitting device is not limited thereto, and may include a smaller number of organic material layers.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물 층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물 층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1에 예시되어 있다.The organic light-emitting device according to the present invention may be a normal type organic light-emitting device in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate. In addition, the organic light emitting device according to the present invention may be an inverted type organic light emitting device in which a cathode, one or more organic material layers, and an anode are sequentially stacked on a substrate. For example, the structure of an organic light-emitting device according to an embodiment of the present invention is illustrated in FIG. 1.
도 1은 기판 (1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(7), 전자 수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 양극(2) 및 발광층(7) 사이의 유기물 층인 정공 주입층(5) 및/또는 정공 수송층(6)에 포함되고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 음극(4) 및 발광층(7) 사이의 유기물 층인 전자 수송층(8)에 포함되어 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 1 shows an example of an organic light-emitting device comprising a
구체적으로, 상기 유기 발광 소자는 상기 양극과 발광층 사이에 전자 저지층(도 1에 미도시)을 포함하고, 상기 전자 저지층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 전자 저지층은 전자 억제층 혹은 전자 차단층으로 호칭될 수 있으나, 본 명세서에서는 전자 저지층으로 통일하여 기재한다. Specifically, the organic light-emitting device may include an electron blocking layer (not shown in FIG. 1) between the anode and the emission layer, and the electron blocking layer may include a compound represented by
상기 유기 발광 소자는 상기 양극과 발광층 사이에 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. The organic light-emitting device may include a hole transport layer between the anode and the emission layer, and the hole transport layer may include a compound represented by
상기 유기 발광 소자는 상기 음극과 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층 혹은 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 전자 수송층 혹은 전자 주입 및 수송층이 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. The organic light-emitting device may include an electron injection layer, an electron transport layer, or an electron injection and transport layer between the cathode and the emission layer, and the electron injection layer, the electron transport layer, or the electron injection and transport layer may include a compound represented by
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 양극과 발광층 사이의 유기물 층에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 음극과 발광층 사이의 유기물 층에 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 복수개의 유기물 층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. The organic light-emitting device according to the present invention includes the compound represented by
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 양극 및 음극 중 어느 하나의 전극; 유기물 층; 및 상기 양극 및 음극 중 다른 하나의 전극을 순차적으로 적층시켜 제조할 수 있다. 이때, 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물 층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시켜 제조할 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물 층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다(WO 2003/012890). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. For example, an organic light-emitting device according to the present invention includes an electrode of any one of an anode and a cathode on a substrate; Organic layer; And one of the anode and the cathode may be sequentially stacked. At this time, using a PVD (physical vapor deposition) method such as sputtering or e-beam evaporation, the anode is formed by depositing a metal or a conductive metal oxide or an alloy thereof on the substrate. And, after forming an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport layer thereon, it can be prepared by depositing a material that can be used as a cathode thereon. In addition to such a method, an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate (WO 2003/012890). However, the manufacturing method is not limited thereto.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물 층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In addition, the compound represented by
상기 양극 물질로는 통상 유기물 층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SNO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. As the anode material, a material having a large work function is preferable so that holes can be smoothly injected into the organic material layer. Specific examples of the cathode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); A combination of a metal and an oxide such as ZnO:Al or SNO 2 :Sb; Poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDOT), conductive polymers such as polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
상기 음극 물질로는 통상 유기물 층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 상기 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. It is preferable that the cathode material is a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer. Specific examples of the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead, or alloys thereof; There are multi-layered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but are not limited thereto.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공이 주입되는 층으로, 이러한 정공 주입층을 형성하는 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 사용될 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다. The hole injection layer is a layer into which holes are injected from an electrode, and a compound represented by
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자 주입층 또는 전자 주입 재료로의 이동을 방지할 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물은 박막 형성 능력이 우수하다.The compound represented by
만일 양극 및 발광층 사이의 다른 유기물 층을 형성하는 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하였다면, 정공 주입층은 상기 화학식 1의 화합물 외에 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 정공 주입 물질로 형성될 수 있다. 이러한 정공 주입 물질로는 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물 층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 이러한 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다. If the compound represented by
상기 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 이러한 정공 수송층을 형성하는 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 사용될 수 있다. The hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the emission layer, and the compound represented by
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공에 대한 이동성이 크기 때문에 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송 받아 발광층으로 옮겨주기에 적합하다. The compound represented by
만일 양극 및 발광층 사이의 다른 유기물 층을 형성하는 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하였다면, 정공 수송층은 상기 화학식 1의 화합물 외에 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 정공 수송 물질로 형성될 수 있다. 이러한 정공 수송 물질의 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. If the compound represented by
상기 정공 수송층과 발광층 사이에는 발광층으로 전달된 전자가 양극 쪽으로 이동하지 못하도록 전자 저지층이 형성될 수 있다. 이러한 전자 저지층을 형성하는 재료로는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 사용될 수 있다. 특히, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 전자 저지층을 형성하면 유기 발광 소자의 구동 전압을 낮추고 휘도를 향상시킬 수 있다. An electron blocking layer may be formed between the hole transport layer and the emission layer to prevent electrons transferred to the emission layer from moving toward the anode. As a material for forming such an electron blocking layer, a compound represented by
상기 발광층은 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송 받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 층으로, 이러한 발광층은 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함할 수 있다. The emission layer is a layer capable of emitting light in a visible light region by transporting and bonding holes and electrons respectively from the hole transport layer and the electron transport layer, and the emission layer may include a host material and a dopant material.
상기 호스트 재료로는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 사용될 수 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. As the host material, a condensed aromatic ring derivative or a heterocyclic-containing compound may be used. Specifically, condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds, and heterocycle-containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, ladder type Furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
구체적으로, 상기 발광층은 상기 호스트 재료로서 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. Specifically, the emission layer may include a compound represented by Formula 3 below as the host material.
[화학식 3][Formula 3]
상기 화학식 3에서, Ar7 및 Ar8은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기다. In Formula 3, Ar 7 and Ar 8 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms.
상기 화학식 3에서, Ar7 및 Ar8은 각각 독립적으로 벤젠, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌, 페난트렌, 트리페닐렌, 9,9-디메틸플루오렌, 9,9-디페닐플루오렌, 스피로[플루오렌-9,9'-플루오렌], 페닐나프탈렌, 페닐안트라센, 페닐페난트린 및 페닐트리페닐렌으로 구성된 군에서 선택된 아렌 유래의 1가 잔기일 수 있다. In Formula 3, Ar 7 and Ar 8 are each independently benzene, biphenyl, terphenyl, naphthalene, phenanthrene, triphenylene, 9,9-dimethylfluorene, 9,9-diphenylfluorene, spiro[ Fluorene-9,9'-fluorene], phenylnaphthalene, phenylanthracene, phenylphenanthrin and phenyltriphenylene may be a monovalent residue derived from arene selected from the group consisting of.
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. The compound represented by Formula 3 may be selected from the group consisting of the following compounds.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.Dopant materials include aromatic amine derivatives, strylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, and metal complexes. Specifically, the aromatic amine derivative is a condensed aromatic ring derivative having a substituted or unsubstituted arylamino group, and includes pyrene, anthracene, chrysene, and periflanthene having an arylamino group, and the styrylamine compound is substituted or unsubstituted A compound in which at least one arylvinyl group is substituted on the arylamine, and one or two or more substituents selected from the group consisting of aryl group, silyl group, alkyl group, cycloalkyl group and arylamino group are substituted or unsubstituted. Specifically, there are styrylamine, styryldiamine, styryltriamine, styryltetraamine, and the like, but are not limited thereto. In addition, the metal complex includes an iridium complex, a platinum complex, and the like, but is not limited thereto.
상기 전자 주입 및 수송층은 음극으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로, 이러한 전자 주입 및 수송층을 형성하는 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 사용될 수 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 화합물에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다. The electron injection and transport layer is a layer that receives electrons from the cathode and transports electrons to the emission layer, and a compound represented by
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 트리아진이 치환된 나프탈렌 코어에말단에 시아노기가 치환된 치환기가 연결된 구조를 가져 열안정성이 우수하며, 전자에 대한 이동성이 크기 때문에 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨주기에 적합하다. The compound represented by
한편, 전자 주입 및 수송층은 전자 주입층 혹은 전자 수송층으로 대체될 수 있으며, 전자 주입층과 전자 수송층을 별개로 구비할 수도 있다. 전자 주입층 및 전자 수송층을 모두 구비하는 유기 발광 소자의 경우 음극과 발광층 사이의 다른 유기물 층을 형성하는 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용하였다면, 전자 수송층은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 외에 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 전자 수송 물질로 형성될 수 있다. 이러한 전자 수송 물질의 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, the electron injection and transport layer may be replaced by an electron injection layer or an electron transport layer, and may have an electron injection layer and an electron transport layer separately. In the case of an organic light-emitting device having both an electron injection layer and an electron transport layer, if the compound represented by
상기 전자 주입층은 전극으로부터 전자가 주입되는 층으로, 이러한 전자 주입층을 형성하는 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 사용될 수 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자 주입 효과를 가진다. The electron injection layer is a layer into which electrons are injected from an electrode, and a compound represented by
만일 음극 및 발광층 사이의 다른 유기물 층을 형성하는 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용하였다면, 전자 주입층은 상기 화학식 2의 화합물 외에 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 전자 주입 물질로 형성될 수 있다. 이러한 전자 주입 물질의 구체적인 예로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 질소 함유 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. If the compound represented by
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.Examples of the metal complex compound include lithium 8-hydroxyquinolinato, bis(8-hydroxyquinolinato)zinc, bis(8-hydroxyquinolinato)copper, bis(8-hydroxyquinolinato)manganese, Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum, tris(2-methyl-8-hydroxyquinolinato)aluminum, tris(8-hydroxyquinolinato)gallium, bis(10-hydroxybenzo[h] Quinolinato)beryllium, bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)zinc, bis(2-methyl-8-quinolinato)chlorogallium, bis(2-methyl-8-quinolinato)( o-cresolato)gallium, bis(2-methyl-8-quinolinato)(1-naphtholato)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinato)(2-naphtholato)gallium, etc. It is not limited to this.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 양극 및 발광층 사이의 유기물 층에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 음극 및 발광층 사이의 유기물 층에 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하여 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 나타낼 수 있다. 특히, 정공 수송층 혹은 전자 저지층에 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 전자 주입층, 전자 수송층 혹은 전자 주입 및 수송층에 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하여 상기 효과를 극대화할 수 있다. The organic light emitting device according to the present invention includes the compound represented by
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.The organic light emitting device according to the present invention may be a top emission type, a bottom emission type, or a double-sided emission type depending on the material used.
상술한 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.The fabrication of the organic light emitting device described above will be described in detail in the following examples. However, the following examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1: 유기 발광 소자의 제조 1: Fabrication of an organic light emitting device
ITO (indium tin oxide)가 1000 Å의 두께로 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)를 이용하여 2 차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO 기판을 30 분간 세척한 후 증류수로 2 회 반복하여 초음파 세척을 10 분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, ITO 기판을 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 그리고, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 ITO 기판을 5 분간 세정한 후 진공 증착기로 수송시켰다. A glass substrate coated with ITO (indium tin oxide) to a thickness of 1000 Å was put in distilled water dissolved in a detergent and washed with ultrasonic waves. In this case, Fischer Co. product was used as a detergent, and distilled water secondarily filtered using a filter made by Millipore Co. was used as distilled water. After washing the ITO substrate for 30 minutes, ultrasonic cleaning was performed for 10 minutes by repeating twice with distilled water. After washing with distilled water, the ITO substrate was ultrasonically washed with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, dried, and then transported to a plasma cleaner. Then, the ITO substrate was cleaned for 5 minutes using oxygen plasma and then transported to a vacuum evaporator.
이렇게 준비된 ITO 전극 위에 하기 화합물 HAT를 100 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층 위에 하기 화합물 HT-1을 1150 Å의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 수송층 위에 하기 화합물 1-1을 100 Å의 두께로 진공 증착하여 전자 저지층을 형성하였다. 상기 전자 저지층 위에 하기 화합물 BH와 하기 화합물 BD를 25:1의 중량비로 진공 증착하여 200 Å의 두께로 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 하기 화합물 2-1과 LiQ (Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공 증착하여 350 Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12 Å 두께의 리튬플로라이드(LiF)와 2000 Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.The following compound HAT was thermally vacuum deposited to a thickness of 100 Å on the prepared ITO electrode to form a hole injection layer. The following compound HT-1 was vacuum deposited on the hole injection layer to a thickness of 1150 Å to form a hole transport layer. Subsequently, the following Compound 1-1 was vacuum deposited on the hole transport layer to a thickness of 100 Å to form an electron blocking layer. The following compound BH and the following compound BD were vacuum-deposited at a weight ratio of 25:1 on the electron blocking layer to form a light emitting layer with a thickness of 200 Å. On the light emitting layer, the following compound 2-1 and LiQ (Lithium Quinolate) were vacuum-deposited at a weight ratio of 1:1 to form an electron injection and transport layer with a thickness of 350 Å. Lithium fluoride (LiF) having a thickness of 12 Å and aluminum having a thickness of 2000 Å were sequentially deposited on the electron injection and transport layer to form a negative electrode.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 내지 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 X 10-7 내지 5 X 10-6 torr를 유지하여 유기 발광 소자를 제작하였다. In the above process, the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 to 0.7 Å/sec, the deposition rate of lithium fluoride at the negative electrode was 0.3 Å/sec, and the deposition rate of
실시예Example 2 내지 16 및 2 to 16 and 비교예Comparative example 1 내지 12: 유기 발광 소자의 제조 1 to 12: Fabrication of an organic light emitting device
전자 저지층, 및/또는 전자 주입 및 수송층을 형성하기 위한 화합물을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다. An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the compound for forming the electron blocking layer and/or the electron injection and transport layer was changed as shown in Table 1 below.
시험예Test example 1: 유기 발광 소자의 성능 평가 1: Performance evaluation of organic light emitting device
10 mA/cm2의 전류 밀도에서, 상기 실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 12에 따라 제작된 유기 발광 소자의 전압, 발광 효율 및 수명을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 수명(T95)은 초기 휘도(6000 nit)의 95%까지 감소하는데 소요되는 시간으로 정의되며, 20 mA/cm2의 전류 밀도에서 측정하였다.At a current density of 10 mA/cm 2 , voltage, luminous efficiency and lifetime of the organic light emitting devices manufactured according to Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 12 were measured, and the results are shown in Table 1. The lifetime (T95) is defined as the time required to decrease to 95% of the initial luminance (6000 nit), and was measured at a current density of 20 mA/cm 2 .
비교예 1의 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자에 널리 사용되고 있는 물질로서, 화합물 EB-1으로 형성된 전자 저지층 및 화합물 ET-1으로 형성된 전자 주입 및 수송층을 포함한다. The organic light-emitting device of Comparative Example 1 is a material widely used in a blue organic light-emitting device, and includes an electron blocking layer formed of compound EB-1 and an electron injection and transport layer formed of compound ET-1.
상기 표 1에는 비교예 1을 비롯한 기존의 화합물로부터 형성된 유기 발광 소자(비교예 1 내지 4), 전자 저지층 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하나, 전자 주입 및 수송층 재료로 기존의 화합물을 사용하는 유기 발광 소자(비교예 5 내지 8) 및 전자 주입 및 수송층 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용하나, 전자 저지층 재료로 기존의 화합물을 사용하는 유기 발광 소자(비교예 9 내지 12)의 기본적인 특성이 나타나있다. In Table 1, an organic light-emitting device (Comparative Examples 1 to 4) formed from existing compounds including Comparative Example 1, a compound represented by
실시예 및 비교예를 비교하면, 전자 저지층, 그리고 전자 주입 및 수송층의 재료로 각각 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 사용할 경우, 기존의 유기 발광 소자에 비하여 낮은 구동 전압, 높은 효율 및 긴 수명을 나타내는 것이 확인된다. 특히, 전자 저지층 재료로 상기 화합물 1-1 또는 1-2를 사용한 경우 구동 전압이 가장 낮았고, 전자 저지층 재료로 상기 화합물 1-4 또는 1-5를 사용한 경우 휘도가 가장 높게 나타났으며, 전자 주입 및 수송층 재료로 상기 화합물 2-2를 사용한 경우 수명이 가장 길었다. Comparing Examples and Comparative Examples, when the compounds represented by
한편, 비교예 1 내지 4를 비교하면, 상기 화학식 2와 유사한 구조의 화합물 (ET-2)을 사용한 비교예 2에서는 수명 특성이 개선되지 않았으며, 상기 화학식 1의 Ar1이 카바졸기인 화합물 (EB-3)을 사용한 비교예 3에서는 구동 전압이 증가하는 경향을 보였고, 전자 저지층 재료로 트리페닐렌에 아릴아민기 외의 다른 치환기가 결합된 화합물 (EB-4)를 사용하고 전자 주입 및 수송층 재료로 말단에 시아노기를 포함하지 않는 화합물 (ET-4)를 사용한 비교예 4에서는 정공 수송 균형(hole electron balance)이 무너져 유기 발광 소자의 특성이 전체적으로 나빠지는 경향을 보였다. 비교예 3에서 구동 전압이 증가하는 이유는 전자 저지층의 HOMO 값이 너무 깊어 정공 수송층과의 벽(barrier)이 커져서 정공이 발광층으로 원활하게 주입되지 않음에 따른 것으로 예상된다. On the other hand, when comparing Comparative Examples 1 to 4, in Comparative Example 2 using the compound (ET-2) having a structure similar to that of
이로써, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 각각 전자 저지층, 그리고 전자 주입 및 수송층 재료로 사용한 경우에 한하여 낮은 구동 전압, 높은 휘도 및 장수명을 달성할 수 있음이 확인된다. Accordingly, it is confirmed that a low driving voltage, high luminance, and long life can be achieved only when the compounds represented by
실시예Example 17 내지 32 및 17 to 32 and 비교예Comparative example 13 내지 20: 유기 발광 소자의 제조 13 to 20: Fabrication of an organic light emitting device
상기 화합물 EB-1으로 전자 저지층을 형성하고, 정공 수송층, 및/또는 전자 주입 및 수송층을 형성하기 위한 화합물을 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다. An organic light-emitting device was prepared in the same manner as in Example 1, except that the electron blocking layer was formed with the compound EB-1, and the compound for forming the hole transport layer and/or the electron injection and transport layer was changed as shown in Table 2 below. Was produced.
시험예Test example 2: 유기 발광 소자의 성능 평가 2: Evaluation of the performance of the organic light emitting device
상기 실시예 17 내지 32 및 비교예 13 내지 20에 따라 제작된 유기 발광 소자의 특성을 시험예 1과 동일한 방법으로 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다. The characteristics of the organic light-emitting devices manufactured according to Examples 17 to 32 and Comparative Examples 13 to 20 were measured in the same manner as in Test Example 1, and the results are shown in Table 2.
비교예 1의 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자에 널리 사용되고 있는 물질로서, 화합물 HT-1으로 형성된 정공 수송층 및 화합물 ET-1으로 형성된 전자 주입 및 수송층을 포함한다. The organic light-emitting device of Comparative Example 1 is a material widely used in a blue organic light-emitting device, and includes a hole transport layer formed of compound HT-1 and an electron injection and transport layer formed of compound ET-1.
상기 표 1에는 비교예 1을 비롯하여 정공 수송층 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하나, 전자 주입 및 수송층 재료로 기존의 화합물을 사용하는 유기 발광 소자(비교예 13 내지 16) 및 전자 주입 및 수송층 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용하나, 정공 수송층 재료로 기존의 화합물을 사용하는 유기 발광 소자(비교예 17 내지 20)의 기본적인 특성이 나타나있다. In Table 1, the compound represented by
실시예 및 비교예를 비교하면, 정공 수송층, 그리고 전자 주입 및 수송층의 재료로 각각 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 사용할 경우, 기존의 유기 발광 소자에 비하여 낮은 구동 전압, 높은 효율 및 긴 수명을 나타내는 것이 확인된다. 특히, 정공 수송층 재료로 상기 화합물 1-1을 사용한 경우 구동 전압이 가장 낮았고, 전공 수송층 재료로 상기 화합물 1-3을 사용한 경우 휘도가 가장 높게 나타났으며, 정공 수송층 재료로 상기 화합물 1-5를 사용한 경우 수명이 가장 길었다. Comparing Examples and Comparative Examples, when the compounds represented by
이로써, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 각각 정공 수송층, 그리고 전자 주입 및 수송층 재료로 사용한 경우에 한하여 낮은 구동 전압, 높은 휘도 및 장수명을 달성할 수 있음이 확인된다. Accordingly, it is confirmed that a low driving voltage, high luminance, and long life can be achieved only when the compounds represented by
1: 기판
2: 양극
4: 음극
5: 정공 주입층
6: 정공 수송층
7: 발광층
8: 전자 수송층1: substrate
2: anode
4: cathode
5: hole injection layer
6: hole transport layer
7: light emitting layer
8: electron transport layer
Claims (16)
상기 유기물 층은 발광층을 포함하고,
상기 양극과 상기 발광층 사이에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
상기 음극과 상기 발광층 사이에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는,
유기 발광 소자:
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 혹은 치환 또는 비치환된 O 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
L1 내지 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 혹은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이고,
상기 화학식 2에서,
X1 내지 X3는 각각 독립적으로 N 또는 C-H이되, X1 내지 X3 중에서 선택된 적어도 하나는 N이고,
Ar3는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아렌, 혹은 치환 또는 비치환된 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아렌 유래의 다가 잔기이고,
Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 혹은 치환 또는 비치환된 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
L4 및 L5는 각각 독립적으로 단일 결합, 혹은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이고,
n은 1 내지 4의 정수이다.
anode; A cathode provided to face the anode; And as an organic light emitting device comprising at least one organic material layer provided between the anode and the cathode,
The organic material layer includes a light emitting layer,
Including a compound represented by the following formula (1) between the anode and the light emitting layer,
Comprising a compound represented by the following formula (2) between the cathode and the light emitting layer,
Organic light emitting element:
[Formula 1]
[Formula 2]
In Formula 1,
Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms including at least one of O and S,
L 1 to L 3 are each independently a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms,
In Chemical Formula 2,
X 1 to X 3 are each independently N or CH, but at least one selected from X 1 to X 3 is N,
Ar 3 is a substituted or unsubstituted arene having 6 to 60 carbon atoms, or a polyvalent residue derived from a heteroarene having 2 to 60 carbon atoms including at least one of substituted or unsubstituted O, N, Si and S,
Ar 4 and Ar 5 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted hetero containing at least one of O, N, Si and S 2 to 60 carbon atoms Is an aryl group,
L 4 and L 5 are each independently a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms,
n is an integer of 1 to 4.
The method of claim 1, wherein Ar 1 and Ar 2 are each independently benzene, biphenyl, terphenyl, naphthalene, phenanthrene, triphenylene, 9,9-dimethylfluorene, 9,9-diphenylfluorene, spiro An organic light-emitting device, which is a monovalent residue derived from arene or heteroarene selected from the group consisting of [fluorene-9,9'-fluorene], dibenzofuran and dibenzothiophene.
The method of claim 1, wherein L 1 to L 3 are each independently a single bond or a phenylene group, or 9,9-dimethylfluorene, 9,9-diphenylfluorene and spiro[fluorene-9,9'- Fluorene], an organic light-emitting device which is a divalent residue derived from arene selected from the group consisting of.
The organic light-emitting device according to claim 1, wherein L 4 is a single bond or a divalent residue derived from arene selected from the group consisting of benzene, biphenyl, naphthalene, anthracene and phenanthrene.
The method of claim 1, wherein Ar 3 is benzene, biphenyl, terphenyl, terphenyl, naphthalene, phenanthrene, triphenylene, 9,9-dimethylfluorene, 9,9-diphenylfluorene and spiro[fluorene -9,9'-fluorene] is a polyvalent residue derived from arene selected from the group consisting of, an organic light-emitting device.
The organic light-emitting device according to claim 1, wherein Ar 4 and Ar 5 are each independently hydrogen, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, or a pyridinyl group.
The organic light-emitting device of claim 1, wherein L 5 is a divalent residue derived from arene selected from the group consisting of benzene, biphenyl, naphthalene, anthracene and phenanthrene.
The method according to claim 1, wherein L 4 and L 5 are 1 and 2 of naphthalene, respectively; 1 and 4; 1 and 5; 1 and 6; 1 and 7; 1 and 8; 2 and 3; 2 and 6; Or an organic light-emitting device that binds to carbons 2 and 7.
.
The organic light-emitting device of claim 1, wherein the compound represented by Formula 1 is selected from the group consisting of the following compounds:
.
.
The organic light-emitting device of claim 1, wherein the compound represented by Formula 2 is selected from the group consisting of the following compounds:
.
The organic light-emitting device of claim 1, comprising an electron blocking layer between the anode and the emission layer, and wherein the electron blocking layer includes a compound represented by Chemical Formula 1.
The organic light-emitting device of claim 1, comprising a hole transport layer between the anode and the emission layer, and the hole transport layer comprises a compound represented by Formula 1 above.
The method of claim 1, comprising an electron injection layer, an electron transport layer, or an electron injection and transport layer between the cathode and the emission layer, and the electron injection layer, the electron transport layer, or the electron injection and transport layer comprises a compound represented by Formula 2 , Organic light emitting device.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, Ar7 및 Ar8은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기다.
The organic light-emitting device of claim 1, wherein the emission layer comprises a compound represented by the following formula (3):
[Formula 3]
In Formula 3, Ar 7 and Ar 8 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms.
The method of claim 14, wherein Ar 7 and Ar 8 are each independently benzene, biphenyl, terphenyl, naphthalene, phenanthrene, triphenylene, 9,9-dimethylfluorene, 9,9-diphenylfluorene, spiro [Fluorene-9,9'-fluorene], phenylnaphthalene, phenylanthracene, phenylphenanthrin, and a monovalent residue derived from arene selected from the group consisting of phenyltriphenylene, an organic light-emitting device.
.
The organic light-emitting device of claim 14, wherein the compound represented by Formula 3 is selected from the group consisting of the following compounds:
.
Priority Applications (1)
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