KR102640937B1 - 전자 소자에 포함된 반도전층에서의 포스핀 옥사이드 화합물의 용도 - Google Patents
전자 소자에 포함된 반도전층에서의 포스핀 옥사이드 화합물의 용도 Download PDFInfo
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Classifications
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Abstract
본 발명은 전자 소자에 포함된 반도전층에서의 하기 일반식 (I)로 표현되는 화합물의 용도, 개개 반도전층, 개개 전자 소자 및 개개 화합물에 관한 것이다:
[상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; A3 내지 A9는 독립적으로 수소, C1 내지 C60 탄소-함유 기, 또는 할로겐으로부터 선택되며; R1 및 R2는 독립적으로 sp3-혼성화된 탄소 원자에 의해 인 원자에 결합된 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; X는 단일 공유 결합 또는 1 내지 120개의 공유 결합된 원자로 이루어진 스페이서 기임].
[상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; A3 내지 A9는 독립적으로 수소, C1 내지 C60 탄소-함유 기, 또는 할로겐으로부터 선택되며; R1 및 R2는 독립적으로 sp3-혼성화된 탄소 원자에 의해 인 원자에 결합된 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; X는 단일 공유 결합 또는 1 내지 120개의 공유 결합된 원자로 이루어진 스페이서 기임].
Description
본 발명은 전자 소자에 포함된 반도전층에서의 포스핀 옥사이드 화합물의 용도, 개개 반도전층, 개개 전자 소자 및 개개 화합물에 관한 것이다.
자체-발광 소자인 유기 발광 다이오드(OLED)는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 반응, 높은 휘도, 우수한 구동 전압 특징 및 칼라 재현을 갖는다. 통상적인 OLED는 애노드, 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL), 및 캐소드를 포함하며, 이는 기판 상에 순차적으로 적층되어 있다. 이와 관련하여, HTL, EML, 및 ETL은 유기 및/또는 유기금속성 화합물로부터 형성된 박막이다.
전압이 애노드 및 캐소드에 인가될 때, 애노드 전극으로부터 주입된 정공은 HTL을 통해, EML로 이동하며, 캐소드 전극으로부터 주입된 전자는 ETL을 통해, EML로 이동한다. 정공 및 전자는 EML에서 재결합하여 여기자(exciton)을 생성시킨다. 여기자가 들뜬 상태(excited state)에서 바닥 상태(ground state)로 떨어질 때, 광이 방출된다. 정공 및 전자의 주입 및 흐름은, 상술된 구조를 갖는 OLED가 우수한 효율을 갖도록, 균형을 이루어야 한다.
JP 2009 203203호에는 유기 EL 구성요소를 위한 물질로서 유용하고 증기 증착에 의해 및 코팅에 의해 막으로 형성될 수 있고 높은 유리전이온도를 나타내는 안트라센 유도체가 개시되어 있다. 페닐 기 및 안트라세닐렌 기의 치환체로서 하기 일반식 [3]으로 표현된 적어도 하나의 방향족 헤테로시클릭 기를 갖는 9,10-비스페닐안트라센 유도체가 제공된다:
(상기 식에서, R21 내지 R24는 각각 수소 원자 또는 치환체이며; R25는 수소 원자이며; X는 O, S 또는 N-R26이며, R26은 수소 원자 또는 치환체임).
WO2015/052284호에는 포스핀 옥사이드 매트릭스 및 금속 염을 포함하는 반도전 물질이 개시되어 있다.
WO2016/162440호에는 마찬가지로, 포스핀 옥사이드 매트릭스 화합물, 예를 들어, 하기 화합물 B2, 및 금속 염을 포함하는 반도전 물질이 개시되어 있다:
그러나, OLED의 성능, 특히, 고효율, 낮은 작동 전압, 및 우수한 안정성을 가능하게 하는 전자 수송층, 전자 주입층 및 n-형 전하 주입층에서의 매트릭스 화합물을 개선시키는 요구가 계속되고 있다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하는, 특히, OLED에서, 특히, 형광 청색 소자에서 감소된 작동 전압 및/또는 개선된 외부 양자 효율(EQE) 및/또는 개선된 수명을 특징으로 하는 유기 발광 소자 및 여기에서 사용하기 위한 신규한 화합물을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 전자 소자에 포함된 반도전층에서의, 하기 일반식 (I)로 표현되는 화합물의 용도에 의해 달성된다:
[상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; A3 내지 A9는 독립적으로 수소, C1 내지 C60 탄소-함유 기, 또는 할로겐으로부터 선택되며; R1 및 R2는 독립적으로 sp3-혼성화된 탄소 원자에 의해 인 원자에 결합된 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; X는 단일 공유 결합 또는 1 내지 120개의 공유 결합된 원자로 이루어진 스페이서 기임].
본원에서 사용되는 용어 "탄소-함유 기"는 탄소 원자를 포함하는 임의의 유기 기, 특히, 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로알킬과 같은 유기 기, 특히, 유기 전자기기에서 일반적인 치환체인 기, 예를 들어, 하이드로카르빌, 시아노, 하이드로카르빌옥시, 디아릴아미노, 비스(헤테로아릴)아미노, 헤테로아릴, 등을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
일 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하이드로카르빌로부터, 바람직하게, C1-C42 하이드로카르빌로부터 선택된다. 일 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴로부터 선택된다. 일 구체예에서, 아릴은 C6-C42 아릴이고/거나 헤테로아릴은 C2-C42 헤테로아릴이다. 일 구체예에서, 헤테로아릴은 O, N 및 S로부터 선택된 헤테로원자를 포함한다.
일 구체예에서, 헤테로아릴은 5원 및/또는 6원 방향족 고리로 이루어진다. 일 구체예에서, 헤테로아릴에서 하나의 방향족 고리는 3개 이하의 헤테로원자를 포함한다.
추가 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로 페닐, 바이페닐릴, 및 나프틸로 이루어진 군으로부터 선택된다.
다른 구체예에서, A3 내지 A9는 독립적으로 수소, 하이드로카르빌, 할로겐, 시아노, 하이드록시카르빌옥시, 디아릴아미노, 비스(헤테로아릴)아미노, 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 구체예에서, 탄소-함유 기 A3 내지 A9는 1 내지 42개의 탄소 원자를 함유한 기로부터 선택된다.
다른 구체예에서, A3 내지 A9는 독립적으로 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택된다. 일 구체예에서, 아릴은 C6-C42 아릴이고/거나 헤테로아릴은 C2-C42 헤테로아릴이다. 일 구체예에서, 헤테로아릴은 O, N 및 S로부터 선택된 헤테로원자를 포함한다.
일 구체예에서, 헤테로아릴은 5원 및/또는 6원 방향족 고리로 이루어진다. 일 구체예에서, 헤테로아릴에서 하나의 방향족 고리는 3개 이하의 헤테로원자를 포함한다.
추가 구체예에서, A3 내지 A9는 수소이다.
일 구체예에서, R1 및 R2는 독립적으로 C1 내지 C16 알킬로부터 선택된다.
다른 구체예에서, R1 및 R2는 메틸이다.
추가 구체예에서, 스페이서 기는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이다.
다른 구체예에서, 스페이서 기는 페닐렌 또는 올리고페닐렌이다.
올리고페닐렌은 2 내지 20개의 페닐렌 구조 단위를 연결시킴으로써 형성된 2가 탄화수소 기로 이해되어야 한다. 페닐렌 구조 단위는 독립적으로 오르쏘-, 메타- 및 파라-페닐렌으로부터 선택될 수 있다. 2개의 페닐렌 구조 단위로 이루어진 올리고페닐렌의 예에는 1,1'-바이페닐-4,4'-디일; 1,1'-바이페닐-4,3'-디일; 1,1'-바이페닐-4,2'-디일; 1,1'-바이페닐-3,3'-디일; 1,1'-바이페닐-3,2'-디일; 1,1'-바이페닐-2,2'-디일이 있다.
일 구체예에서, 화합물은 하기 구조들 중 하나 이상으로부터 선택된다:
추가 구체예에서, 전자 소자는 유기 발광 다이오드이다.
다른 구체예에서, 유기 발광 다이오드는 청색 유기 발광 다이오드이다.
상기 목적은 하기 일반식 (I)로 표현되는 화합물을 포함하는 반도전 물질에 의해 추가로 달성된다.
[상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; A3 내지 A9는 독립적으로 수소, C1 내지 C60 탄소-함유 기, 또는 할로겐으로부터 선택되며; R1 및 R2는 독립적으로 sp3-혼성화된 탄소 원자에 의해 인 원자에 결합된 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; X는 단일 공유 결합 또는 1 내지 120개의 공유 결합된 원자로 이루어진 스페이서 기임].
일 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로 하이드로카르빌로부터, 바람직하게, C1-C42 하이드로카르빌로부터 선택된다. 일 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴이다. 일 구체예에서, 아릴은 C6-C42 아릴이고/거나 헤테로아릴은 C2-C42 헤테로아릴이다. 일 구체예에서, 헤테로아릴은 O, N 및 S로부터 선택된 헤테로원자를 포함한다.
일 구체예에서, 헤테로아릴은 5원 및/또는 6원 방향족 고리로 이루어진다. 일 구체예에서, 헤테로아릴에서 하나의 방향족 고리는 3개 이하의 헤테로원자를 포함한다.
추가 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로 페닐, 바이페닐릴, 및 나프틸로 이루어진 군으로부터 선택된다.
다른 구체예에서, A3 내지 A9는 독립적으로 수소, 하이드로카르빌, 할로겐, 시아노, 하이드록시카르빌옥시, 디아릴아미노, 비스(헤테로아릴)아미노, 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 구체예에서, 탄소-함유 기 A3 내지 A9는 1 내지 42개의 탄소 원자를 함유한 기로부터 선택된다.
다른 구체예에서, A3 내지 A9는 독립적으로 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택된다. 일 구체예에서, 아릴은 C6-C42 아릴이고/거나 헤테로아릴은 C2-C42 헤테로아릴이다. 일 구체예에서, 헤테로아릴은 O, N 및 S로부터 선택된 헤테로원자를 포함한다.
일 구체예에서, 헤테로아릴은 5원 및/또는 6원 방향족 고리로 이루어진다. 일 구체예에서, 헤테로아릴에서 하나의 방향족 고리는 3개 이하의 헤테로원자를 포함한다.
추가 구체예에서, A3 내지 A9는 수소이다.
일 구체예에서, R1 및 R2는 독립적으로 C1 내지 C16 알킬로부터 선택된다.
다른 구체예에서, R1 및 R2는 메틸이다.
추가 구체예에서, 스페이서 기는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이다.
다른 구체예에서, 스페이서 기는 페닐렌 또는 올리고페닐렌이다.
일 구체예에서, 화합물은 상기 구조 E1 내지 E9 중 하나 이상으로부터 선택된다.
또한, 본 목적은 본 발명의 반도전 물질을 포함하는 전자 소자에 의해 달성된다.
추가 구체예에서, 전자 소자는 유기 발광 다이오드이다.
다른 구체예에서, 유기 발광 다이오드는 청색 유기 발광 다이오드이다.
본 발명의 용도, 본 발명의 반도전 물질 및 본 발명의 전자 소자와 관련하여, 하기 화학식을 갖는 화합물이 배제된다는 것이 제공될 수 있다:
마지막으로, 상기 목적은 하기 화학식 (II)에 따른 화합물에 의해 달성되며,
[상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; R1 및 R2는 독립적으로 sp3-혼성화된 탄소 원자에 의해 인 원자에 결합된 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며; X는 단일 공유 결합 또는 1 내지 120개의 공유 결합된 원자로 이루어진 스페이서 기임]
단 하기 화학식들 중 하나를 갖는 화합물이 배제된다:
일 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로 하이드로카르빌로부터, 바람직하게, C1-C42 하이드로카르빌로부터 선택된다. 일 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴로부터 선택된다. 일 구체예에서, 아릴은 C6-C42 아릴이고/거나 헤테로아릴은 C2-C42 헤테로아릴이다. 일 구체예에서, 헤테로아릴은 O, N 및 S로부터 선택된 헤테로원자를 포함한다.
일 구체예에서, 헤테로아릴은 5원 및/또는 6원 방향족 고리로 이루어진다. 일 구체예에서, 헤테로아릴에서 하나의 방향족 고리는 3개 이하의 헤테로원자를 포함한다.
추가 구체예에서, A1 및 A2는 독립적으로 페닐, 바이페닐릴, 및 나프틸로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구체예에서, R1 및 R2는 독립적으로 C1 내지 C16 알킬로부터 선택된다.
다른 구체예에서, R1 및 R2는 메틸이다.
추가 구체예에서, 스페이서 기는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이다.
다른 구체예에서, 스페이서 기는 페닐렌 또는 올리고페닐렌이다.
추가 구체예에서, 화합물은 상기 구조 E3 내지 E9 중 하나 이상으로부터 선택된다.
놀랍게도, 본 발명자에 의해, 상기 화합물이 OLED와 같은 전자 소자에서 반도전층으로서 사용되는 경우에, 이의 성능을 개선시키기에, 특히, OLED의 고효율 및 낮은 작동 전압을 야기시키기에 적합하여 종래 기술에 비해 우수하다는 것이 확인되었다.
본원에서 사용되는 용어 "알킬"은 선형뿐만 아니라 분지형 및 환형 알킬을 포함할 것이다. 예를 들어, C3-알킬은 n-프로필 및 이소프로필로부터 선택될 수 있다. 마찬가지로, C4-알킬은 n-부틸, 2차 및 t-부틸을 포함한다. 마찬가지로, C6-알킬은 n-헥실 및 사이클로헥이실을 포함한다.
Cn에서 아래 첨자 n은 개개 알킬, 아릴렌, 헤테로아릴렌 또는 아릴 기에서 탄소 원자의 총수에 관한 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "아릴"은 페닐 (C6-아릴), 융합된 방향족 화합물, 예를 들어, 나프탈렌, 안트라센, 펜안트라센, 테트라센, 등을 포함할 것이다. 또한, 바이페닐 및 올리고- 또는 폴리페닐, 예를 들어, 테르페닐, 등이 포함된다. 또한, 임의의 추가 방향족 탄화수소 치환체, 예를 들어, 플루오레닐, 등일 것이다. 아릴렌, 헤테로아릴렌 각각은 2개의 추가 모이어티가 결합된 기를 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "헤테로아릴"은 적어도 하나의 탄소 원자가 바람직하게, N, O, S, B 또는 Si로부터 선택된, 헤테로원자에 의해 치환된 아릴 기를 지칭한다.
Cn-헤테로아릴에서 아래 첨자 n은 단지, 헤테로원자의 수를 제외한 탄소 원자의 수를 지칭한다. 이러한 문맥에서, C3 헤테로아릴렌 기가 3개의 탄소 원자를 포함한 방향족 화합물, 예를 들어, 피라졸, 이미다졸, 옥사졸, 티아졸, 등이라는 것이 명확하다.
본 발명의 유기 반도전층뿐만 아니라 본 발명의 화합물과 관련하여, 실험부("출발 물질 및 생성물"과 관련한 표)에 언급된 화합물이 가장 바람직하다.
본 발명의 화합물의 다른 예는 하기와 같을 수 있다:
의도된 목적에 따라, 본 발명의 유기 반도전층이 도핑될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 유기 반도전층은 도핑되고, 바람직하게, 전기적으로 도핑된다. 이와 관련하여 도핑이 n-도핑인 것이 더욱 바람직하다. 최상의 결과는 하기 도펀트의 기에 의해 달성되었다.
일 구체예에서, 유기 반도전층은 도펀트로서 알칼리 유기 착물 및/또는 알칼리 할라이드를 포함한다.
바람직하게, 알칼리 유기 착물 및/또는 알칼리 할라이드는 리튬 유기 착물 및/또는 리튬 할라이드이다.
전자 수송층을 위해 사용될 수 있는 리튬 유기 착물을 형성하기 위한 적합한 유기 리간드는 예를 들어, US 2014/0048792호 및 문헌[Kathirgamanathan, Poopathy; Arkley, Vincent; Surendrakumar, Sivagnanasundram; Chan, Yun F.; Ravichandran, Seenivasagam; Ganeshamurugan, Subramaniam; Kumaraverl, Muttulingam; Antipan-Lara, Juan; Paramaswara, Gnanamolly; Reddy, Vanga R., Digest of Technical Papers - Society for Information Display International Symposium (2010), 41(Bk. 1), 465-468]에 개시되어 있다.
특히 바람직한 리튬 유기 착물은 표 1에 나타나 있다.
표 1
유기 반도전층에서 적합하게 사용될 수 있는 리튬 유기 착물
유기 반도전층의 리튬 유기 착물의 유기 리간드는 퀴놀레이트, 보레이트, 페놀레이트, 피리디놀레이트 또는 시프 염기 리간드, 또는 표 1을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있으며;
- 바람직하게, 리튬 퀴놀레이트 착물은 하기 화학식 III, IV, 또는 V를 가지며:
[상기 식에서,
A1 내지 A6은 동일하거나 독립적으로 CH, CR, N, O로부터 선택되며;
R은 동일하거나 독립적으로 수소, 할로겐, 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 또는 헤테로아릴로부터 선택되며; 더욱 바람직한 A1 내지 A6은 CH임];
- 바람직하게, 보레이트 기반 유기 리간드는 테트라(1H-피라졸-1-일)보레이트이며;
- 바람직하게, 페놀레이트는 2-(피리딘-2-일)페놀레이트 또는 2-(디페닐포스포릴)페놀레이트이며;
- 바람직하게, 리튬 시프 염기는 하기 구조 100, 101, 102 또는 103을 가지며:
- 더욱 바람직하게, 리튬 유기 착물은 표 1의 화합물로부터 선택된다.
유기 반도전층의 리튬 할라이드는 LiF, LiCl, LiBr 또는 LiJ, 및 바람직하게, LiF를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
화학식 (I)의 화합물을 포함하는 유기 반도전층이 전자 수송층 또는 전자 주입층이고 또한 리튬 유기 착물 및/또는 리튬 할라이드로부터 선택된 도펀트를 포함할 때, 특히, 낮은 작동 전압 및 높은 효율 및 수명이 얻어진다.
또한, 유기 반도전층이 0가 금속 도펀트를 포함하는 것이 바람직하며, 여기서, 0가 금속 도펀트는 이의 원소 상태의 금속이다. 용어 원소 상태(elemental state)는 이와 관련하여, 전자 상태 및 이의 에너지의 측면에서 및 금속 원자를 포함하는 화학적 결합의 측면에서, 금속 염, 유기금속성 금속 화합물의 형태 또는 금속과 비-금속 간의 공유 결합을 포함하는 다른 화합물 형태, 또는 금속의 배위 화합물 형태보다, 원소 금속, 자유 금속 원자의 형태에 또는 금속 원자의 클러스터의 형태에 더 가까운 것으로 이해되어야 한다. 유기 매트릭스의 증기 및 순수 금속 또는 금속 합금의 증기의 동시-증착에 의해 제조된 도핑된 물질은 반드시, 이의 원소 상태의 증착된 금속의 적어도 부분을 포함하는 것으로 가정된다.
0가 금속 도펀트는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속 및/또는 3족 전이 금속으로부터 선택된다. 바람직하게, 0가 금속 도펀트는 Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Yb, Sm, Eu, Nd, Tb, Gd, Ce, La, Sc 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더욱 바람직하게, 0가 금속 도펀트는 Li, Na, Mg, Ca, Ba, Yb로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더욱더 바람직하게, 0가 금속 도펀트는 Li, Mg, Ba, Yb로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (I)의 화합물을 포함하는 유기 반도전층이 전자 주입층 및/또는 n-형 전하 생성층이고 추가로 0가 금속 도펀트로부터 선택된 도펀트를 포함할 때, 특히 낮은 작동 전압 및 고효율 및 수명이 얻어진다. 다른 목적을 위하여, 유기 반도전층에는 도펀트가 존재하지 않고 적어도 하나의 화학식 (I)의 화합물로 이루어진 것이 바람직할 수 있다. 이는, 도펀트가 본 발명의 층을 작동시키기 위해 본 발명의 층에 존재할 필요가 없는 경우에 특히 그러하다. 특히, 반도전 유기층에는 알칼리 유기 착물 및/또는 할라이드 및/또는 0가 금속이 존재하지 않을 수 있다.
일 구체예에서, 유기 반도전층은 애노드와 캐소드 사이에 위치된다. 바람직하게, 층은 애노드보다 캐소드에 더 가깝게 위치된다. 바람직하게, 층은 캐소드에 인접하여 있다. 또한, 바람직하게, 유기 반도전층은 발광층과 캐소드 사이에 배열되어 있다. 정공 차단층이 존재하는 경우에, 유기 반도전층은 정공 차단층과 캐소드 사이에 배열되어 있다.
일 구체예에서, 유기 반도전층은 전자 수송층이다. 바람직하게, 층은 캐소드 또는 존재하는 경우에 전자 주입층에 인접하여 있다. 다른 양태에서, 유기 반도전층은 전자 수송층이며, 층은 전하 생성층에 인접하여 배열되어 있다.
다른 구현예에서, 유기 반도전층은 전자 주입층이다. 바람직하게, 층은 캐소드와 전자 수송층 사이에 배열된다.
더욱 바람직하게, 유기 반도전층은 전자 수송층 및/또는 전자 주입층이다.
일 구체예에서, 유기 반도전층은 n-형 전하 생성층(CGL)이다. n-형 CGL은 애노드와 캐소드 사이에 배열된다. 적어도 하나의 발광층이 존재하는 경우에, n-형 CGL은 제1 발광층과 제2 발광층 사이에 배열된다. 바람직하게, n-형 CGL은 발광층 및/또는 p-형 CGL에 인접하여 있다. 더욱 바람직하게, n-형 CGL은 발광층과 p-형 CGL 사이에 배열된다.
다른 양태에서, 유기 반도전층은 애노드층 또는 캐소드층이 아니다. 달리 논의되지 않는 한, 용어 애노드(캐소드), 애노드(캐소드)층 및 애노드(캐소드) 전극은 본원에서 동의어로 사용된다.
다른 양태에서, 유기 반도전층은 발광층이 아니다. 바람직하게, 유기 반도전층에는 이미터가 존재하지 않는다.
바람직한 구체예에서, 유기 반도전층은 발광층과 직접 접촉하여 있다.
다른 양태에서, 유기 반도전층은 캐소드와 직접 접촉하여 있다.
다른 양태에서, 유기 반도전층은 발광층과 전자 주입층 사이에 배열되고, 두 층 모두와 직접 접촉하여 있다.
다른 양태에서, 유기 반도전층은 발광층과 n-형 CGL 사이에 배열되고, 두 층 모두와 직접 접촉하여 있다. 다른 양태에서, 유기 반도전층은 전자 수송층과 p-형 CGL 사이에 배열되고, 두 층 모두와 직접 접촉하여 있다.
다른 양태에서, 유기 반도전층은 발광층과 p-형 CGL 사이에 배열되고, 두 층 모두와 직접 접촉하여 있다.
다른 양태에서, 유기 반도전층은 발광층과 캐소드층 사이에 배열되고, 두 층 모두와 직접 접촉하여 있다.
다른 양태에서, 유기 반도전층은 전자 수송층과 캐소드층 사이에 배열되고, 두 층 모두와 직접 접촉하여 있다.
유기 전계발광 소자(OLED)는 하부-발광형 소자 또는 상부-발광형 소자일 수 있다.
다른 양태에 따르면, 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자는 하나 초과의 발광층, 바람직하게, 2 또는 3개의 발광층을 포함할 수 있다. 하나 초과의 발광층을 포함하는 OLED는 또한, 탠덤 OLED 또는 적층형 OLED로서 기술된다.
다른 양태는 적어도 하나의 유기 전계발광 소자(OLED)를 포함하는 소자에 관한 것이다. 유기 발광 다이오드를 포함하는 소자는 예를 들어, 디스플레이 또는 조명 패널이다.
본 발명에서, 하기 정의된 용어, 이러한 정의는 청구범위 및 본 명세서의 다른 곳에 상이한 정의가 제공되지 않는 한 적용되어야 한다.
본 명세서의 문맥에서, 매트릭스 물질과 관련하여 용어 "상이한" 또는 "상이하다"는 매트릭스 물질이 이의 구조식에 있어서 상이함을 의미한다.
본 명세서의 문맥에서, 리튬 화합물과 관련하여 용어 "상이한" 또는 "상이하다"는 리튬 화합물이 이의 구조식에 있어서 상이함을 의미한다.
EQE로도 불리워지는, 외부 양자 효율은 퍼센트(%)로 측정된다.
출발 휘도와 본래 휘도의 97% 사이의, LT로도 불리워지는 수명은 시간(h)으로 측정된다.
V로도 부리워지는 작동 전압은 1 제곱센티미터 당 10 밀리암페어(mA/cm2)에서의 볼트(V)로 측정된다.
색 공간은 좌표 CIE-x 및 CIE-y(International Commission on Illumination 1931)에 의해 기술된다. 청색 방출에 대하여, CIE-y가 특히 중요하다. CIE-y가 작을 수록, 더 진한 청색 칼라를 나타낸다.
HOMO로도 불리워지는 최고준위 점유 분자궤도, 및 LUMO로도 불리워지는 최저준위 비점유 분자궤도는 전자 볼트(eV)로 측정된다.
용어 "OLED" 및 "유기 발광 다이오드"는 동시에 사용되고 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 사용되는 용어 "유기 전계발광 소자"는 유기 발광 다이오드뿐만 아니라 발광 트랜지스터(OLET)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "전자 수송층 스택"은 적어도 2개의 전자 수송층 또는 적어도 3개의 전자 수송층을 포함한다.
매트릭스 화합물과 관련하여 사용되는 용어 "상이한 화합물"은 매트릭스 화합물이 이의 화학식에 있어서 다른 매트릭스 화합물과는 상이한 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 "중량 퍼센트(weight percent, percent by weight)," "중량%", "중량%(% by weight)", 및 이들의 변형예는 개개 전자 수송층의 그러한 성분, 물질 또는 제제의 중량을 이들의 개개의 전자 수송층의 총 중량으로 나누고 100을 곱한 것으로서의 조성물, 성분, 물질 또는 제제를 지칭한다. 개개 전자 수송층 및 전자 주입층의 모든 성분들, 물질들, 및 제제들의 총 중량% 양이 100 중량%를 초과하지 않도록 선택되는 것으로 이해된다.
본원에서 사용되는 "부피 퍼센트(volume percent, percent by volume)," "부피%", "부피%" 및 이들의 변형예는 개개 전자 수송층의 그러한 성분, 물질, 또는 시약의 부피를 이의 개개 전자 수송층의 총 부피로 나누고 100을 곱한 것으로서의, 조성물, 성분, 물질 또는 제제를 지칭한다. 캐소드층의 모든 성분들, 물질들, 및 제제들의 총 부피% 양이 100 부피%를 초과하지 않도록 선택되는 것으로 이해된다.
모든 수치들은 본원에서, 명시적으로 지시되는 지와는 무관하게, 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 추정된다. 본원에서 사용되는 용어 "약"은 발생할 수 있는 수량(numerical quantity)의 편차를 지칭한다. 용어 "약"에 의해 수식되는 지와는 무관하게, 청구항들은 양에 대한 균등물을 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 단수 형태("a", "an", 및 "the")는 문맥이 달리 명확하게 기술하지 않는 한 복수 지시대상을 포함하는 것으로 주지되어야 한다.
용어 "존재하지 않는," "함유하지 않는," "포함하지 않는"은 불순물을 배제하지 않는다. 불순물은 본 발명에 의해 달성된 목적과 관련하여 기술적 효과가 없다.
전자 수송층에는 0가 금속 도펀트, 알칼리 할라이드, 알칼리 유기 착물 및/또는 이미터가 존재하지 않는다는 문맥에서, 용어 "존재하지 않는"은 소위 전자 수송층이 "존재하지 않는"이 약 5 중량% 이하의 0가 금속 도펀트, 알칼리 할라이드, 알칼리 유기 착물 및/또는 이미터, 바람직하게, 약 0.5 중량% 이하, 및 더욱 바람직하게, 약 0.05 중량% 이하, 및 더욱더 바람직하게, 약 0.005 중량% 이하의 0가 금속 도펀트, 알칼리 할라이드, 알칼리 유기 착물 및/또는 이미터를 포함할 수 있고, 가장 바람직하게, 0가 금속 도펀트, 알칼리 할라이드, 알칼리 유기 착물 및/또는 이미터가 존재하지 않음을 의미한다.
기판
기판은 유기 발광 다이오드의 제조에서 일반적으로 사용되는 임의의 기판일 수 있다. 광이 기판을 통해 방출되는 경우에, 기판은 우수한 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성(surface smoothness), 조작 용이성 및 방수성(waterproofness)을 갖는, 투명한 물질, 예를 들어, 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다. 광이 상부 표면을 통해 방출되는 경우에, 기판은 투명한 또는 불투명한 물질, 예를 들어, 유리 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판 또는 실리콘 기판일 수 있다.
애노드 전극
애노드 전극은 애노드 전극을 형성하기 위해 사용되는 화합물을 증착하거나 스퍼터링함으로써 형성될 수 있다. 애노드 전극을 형성하기 위해 사용되는 화합물은 정공 주입을 용이하게 하기 위하여, 높은 일-함수 화합물일 수 있다. 애노드 물질은 또한, 낮은 일 함수 물질(즉, 알루미늄)로부터 선택될 수 있다. 애노드 전극은 투명한 또는 반사성 전극일 수 있다. 투명한 전도성 화합물, 예를 들어, 인듐 주석 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 주석-디옥사이드(SnO2), 및 아연 옥사이드(ZnO)는 애노드 전극(120)을 형성시키기 위해 사용될 수 있다. 애노드 전극(120)은 또한, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), 은(Ag), 금(Au), 등을 사용하여 형성될 수 있다.
정공 주입층
정공 주입층(HIL)(130)은 진공 증착, 스핀 코팅, 프린팅, 캐스팅, 슬롯-다이 코팅, 랭뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett, LB) 증착, 등에 의해 애노드 전극(120) 상에서 형성될 수 있다. HIL(130)이 진공 증착을 이용하여 형성될 때, 증착 조건은 HIL(130)을 형성시키기 위해 사용되는 화합물, 및 HIL(130)의 요망되는 구조 및 열적 성질들에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 일반적으로, 진공 증착을 위한 조건은 100℃ 내지 500℃의 증착 온도, 10-8 내지 10-3 Torr의 압력(1 Torr는 133.322 Pa임), 및 0.1 내지 10 nm/초의 증착률을 포함할 수 있다.
HIL(130)이 스핀 코팅, 프린팅을 이용하여 형성될 때, 코팅 조건은 HIL(130)을 형성시키기 위해 사용되는 화합물, 및 HIL(130)의 요망되는 구조 및 열적 성질들에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 코팅 조건은 약 2000 rpm 내지 약 5000 rpm의 코팅 속도, 및 약 80℃ 내지 약 200℃의 열처리 온도를 포함할 수 있다. 열처리는 코팅이 수행된 후에 용매를 제거한다.
HIL(130)은 HIL을 형성시키기 위해 일반적으로 사용되는 임의의 화합물로 형성될 수 있다. HIL(130)을 형성시키기 위해 사용될 수 있는 화합물들의 예는 프탈로시아닌 화합물, 예를 들어, 구리 프탈로시아닌(CuPc), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA), TDATA, 2T-NATA, 폴리아닐린/도데실벤젠설폰산(Pani/DBSA), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/캄포르 설폰산(Pani/CSA), 및 폴리아닐린)/폴리(4-스티렌설포네이트(PANI/PSS)를 포함한다.
HIL(130)은 p-도펀트의 순수한 층일 수 있거나, p-도펀트로 도핑된 정공-수송 매트릭스 화합물로부터 선택될 수 있다. 공지된 레독스 도핑된 정공 수송 물질의 통상적인 예에는 LUMO 수준이 약 -5.2 eV인 테트라플루오로-테트라시아노퀴논디메탄(F4TCNQ)으로 도핑된, HOMO 수준이 대략 -5.2 eV인 구리 프탈로시아닌(CuPc); F4TCNQ로 도핑된 아연 프탈로시아닌(ZnPc)(HOMO = -5.2 eV); F4TCNQ로 도핑된 α-NPD(N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스(페닐)-벤지딘); 2,2'-(퍼플루오로나프탈렌-2,6-디일리덴)디말로노니트릴(PD1)로 도핑된 α-NPD, 2,2',2"-(사이클로프로판-1,2,3-트리일리덴)트리스(2-(p-시아노테트라플루오로페닐)아세토니트릴)(PD2)로 도핑된 α-NPD가 있다. 도펀트 농도는 1 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게, 3 중량% 내지 10 중량%로부터 선택될 수 있다.
하기 화학식을 갖는 도펀트 PD-2는 하기 실시예에서 사용되는 보조 물질들 중 하나이다:
HIL(130)의 두께는 약 1 nm 내지 약 100 nm, 및 예를 들어, 약 1 nm 내지 약 25 nm의 범위일 수 있다. HIL(130)의 두께가 이러한 범위 내에 있을 때, HIL(130)은 구동 전압의 실질적인 증가 없이, 우수한 정공 주입 특징을 가질 수 있다.
정공 수송층
정공 수송층(HTL)(140)은 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, 랭뮤어-블로젯(LB) 증착, 등에 의해 HIL(130) 상에 형성될 수 있다. HTL(140)이 진공 증착 또는 스핀 코팅에 의해 형성될 때, 증착 및 코팅을 위한 조건들은 HIL(130)의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 진공 또는 용액 증착을 위한 조건들은 HTL(140)을 형성시키기 위해 사용되는 화합물에 따라 달라질 수 있다.
HTL(140)은 HTL을 형성시키기 위해 통상적으로 사용되는 임의의 화합물로 형성될 수 있다. 적합하게 사용될 수 있는 화합물은 예를 들어, 문헌[Yasuhiko Shirota and Hiroshi Kageyama, Chem. Rev. 2007, 107, 953-1010]에 기재되어 있으며, 이러한 문헌은 참고로 포함된다. HTL(140)을 형성시키기 위해 사용될 수 있는 화합물의 예에는 카바졸 유도체, 예를 들어, N-페닐카바졸 또는 폴리비닐카바졸; 방향족 축합 고리를 갖는 아민 유도체, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-바이페닐]-4,4'-디아민(TPD), 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(알파-NPD); 및 트리페닐아민-기반 화합물, 예를 들어, 4,4',4"-트리스(N-카바졸릴)트리페닐아민(TCTA)이 있다. 이러한 화합물들 중에서, TCTA는 정공들을 수송시키고 여기자가 EML로 확산되는 것을 억제할 수 있다.
HTL(140)의 두께는 약 5 nm 내지 약 250 nm, 바람직하게, 약 10 nm 내지 약 200 nm, 또한 약 20 nm 내지 약 190 nm, 또한 약 40 nm 내지 약 180 nm, 또한 약 60 nm 내지 약 170 nm, 또한 약 80 nm 내지 약 160 nm, 또한 약 100 nm 내지 약 160 nm, 또한 약 120 nm 내지 약 140 nm의 범위일 수 있다. HTL(140)의 바람직한 두께는 170 nm 내지 200 nm일 수 있다.
HTL(140)의 두께가 이러한 범위 내에 있을 때, HTL(140)은 구동 전압의 실질적인 증가 없이, 우수한 정공 수송 특징을 가질 수 있다.
전자 차단층
전자 차단층(EBL)(150)의 기능은 전자들이 발광층으로부터 정공 수송층으로 전달되는 것을 방지하기 위한 것이고, 이에 의해 전자들을 발광층으로 한정하기 위한 것이다. 이에 의해, 효율, 동작 전압 및/또는 수명이 개선된다. 통상적으로, 전자 차단층은 트리아릴아민 화합물을 포함한다. 트리아릴아민 화합물은 정공 수송층의 LUMO보다 진공 수준에 더욱 가까운 LUMO 수준을 가질 수 있다. 전자 차단층은 정공 수송층의 HOMO 수준과 비교하여 진공 수준으로부터 더욱 먼 HOMO 수준을 가질 수 있다. 전자 차단층의 두께는 2 내지 20 nm에서 선택된다.
전자 차단층은 하기 (Z)의 화학식 Z의 화합물을 포함할 수 있다:
화학식 Z에서, CY1 및 CY2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 벤젠 사이클 또는 나프탈렌 사이클을 나타내며, Ar1 내지 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 6개 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 기; 및 5개 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되며, Ar4는 치환되거나 비치환된 페닐 기, 치환되거나 비치환된 바이페닐 기, 치환되거나 비치환된 테르페닐 기, 치환되거나 비치환된 트리페닐렌 기, 및 5개 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되며, L은 6개 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴렌 기이다.
전자 차단층이 높은 트리플렛(triplet) 레벨을 갖는 경우에, 이는 또한 트리플렛 제어층(triplet control layer)으로서 기술될 수 있다.
트리플렛 제어층의 기능은, 인광 녹색 또는 청색 발광층이 사용되는 경우에, 트리플렛의 켄칭(quenching)을 감소시키는 것이다. 이에 의해, 인광 발광층으로부터의 광 방출의 보다 높은 효율이 달성될 수 있다. 트리플렛 제어층은 인접한 발광층에서 인광 이미터(phosphorescent emitter)의 트리플렛 수준보다 높은 트리플렛 수준을 갖는 트리아릴아민 화합물들로부터 선택된다. 적합한 트리플렛 제어층, 특히, 트리아릴아민 화합물은 EP 2 722 908 A1호에 기술되어 있다.
발광층(EML)
EML(150)은 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, LB, 등에 의해 HTL 상에 형성될 수 있다. EML이 진공 증착 또는 스핀 코팅을 이용하여 형성될 때, 증착 및 코팅을 위한 조건들은 HIL의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅을 위한 조건들은 EML을 형성시키기 위해 사용되는 화합물에 따라 달라질 수 있다.
발광층(EML)은 호스트(host) 및 도펀트의 조합으로 형성될 수 있다. 호스트의 예에는 Alq3, 4,4'-N,N'-다카바졸-바이페닐(CBP), 폴리(n-비닐카바졸)(PVK), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN), 4,4',4"-트리스(카바졸-9-일)-트리페닐아민(TCTA), 1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(TPBI), 3-3차-부틸-9,10-디-2-나프틸 안트라센(TBADN), 디스티릴아릴렌(DSA), 비스(2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸레이트)아연(Zn(BTZ)2), 하기 E3, 하기 AND, 하기 화합물 1, 및 하기 화합물 2가 있다:
도펀트는 인광 또는 형광 이미터일 수 있다. 인광 이미터 및 열적으로 활성화된 지연 형광(thermally activated delayed fluorescence, TADF) 메카니즘을 통해 광을 방출시키는 이미터는 이의 보다 높은 효율로 인해 바람직하다. 이미터는 소분자 또는 폴리머일 수 있다.
적색 도펀트의 예에는 PtOEP, Ir(piq)3, 및 Btp2lr(acac)이지만, 이로 제한되지 않는다. 이러한 화합물들은 인광 이미터들이지만, 형광 적색 도펀트들이 또한 사용될 수 있다.
인광 녹색 도펀트의 예에는 하기에 나타낸 Ir(ppy)3(ppy = 페닐피리딘), Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3이 있다. 화합물 3은 형광 녹색 이미터의 일 예이며, 구조는 하기에 나타낸 바와 같다:
인광 청색 도펀트의 예에는 F2Irpic, (F2ppy)2Ir(tmd) 및 Ir(dfppz)3, 테르-플루오렌이 있으며, 이러한 구조들은 하기에 도시되어 있다. 4.4'-비스(4-디페닐 아미노스티릴)바이페닐(DPAVBi), 2,5,8,11-테트라-3차-부틸 페릴렌(TBPe), 및 하기 화합물 4가 형광 청색 도펀트의 예이다.
도펀트의 양은 호스트 100 중량부를 기준으로 하여, 약 0.01 내지 약 50 중량부의 범위일 수 있다. 대안적으로, 발광층은 발광 폴리머로 이루어질 수 있다. EML은 약 10 nm 내지 약 100 nm, 예를 들어, 약 20 nm 내지 약 60 nm의 두께를 가질 수 있다. EML의 두께가 이러한 범위 내에 있을 때, EML은 구동 전압의 실질적인 증가 없이 우수한 광 방출을 가질 수 있다.
정공 차단층(HBL)
EML이 인광 도펀트를 포함할 때, 정공 차단층(HBL)은 ETL로의 트리플렛 여기자들 또는 정공들의 확산을 방지하기 위하여, 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, LB 증착, 등을 이용함으로써 EML 상에 형성될 수 있다.
HBL이 진공 증착 또는 스핀 코팅을 이용하여 형성될 때, 증착 및 코팅을 위한 조건들은 HIL의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅을 위한 조건들은 HBL을 형성시키기 위해 사용되는 화합물에 따라 달라질 수 있다. HBL을 형성시키기 위해 통상적으로 사용되는 임의의 화합물이 사용될 수 있다. HBL을 형성시키기 위한 화합물들의 예는 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 및 페난트롤린 유도체를 포함한다.
HBL은 약 5 nm 내지 약 100 nm, 예를 들어, 약 10 nm 내지 약 30 nm의 두께를 가질 수 있다. HBL의 두께가 이러한 범위 내에 있을 때, HBL은 구동 전압의 실질적인 증가 없이, 우수한 정공-차단 성질들을 가질 수 있다.
전자 수송층(ETL)에서 사용되는 화합물
본 발명에 따른 OLED는 전자 수송층(ETL)을 함유하지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 OLED는 전자 수송층(ETL)을 임의적으로 함유할 수 있다.
다양한 구체예에 따르면, OLED는 전자 수송층, 또는 적어도 제1 전자 수송층 및 적어도 제2 전자 수송층을 포함하는 전자 수송층 스택을 포함할 수 있다.
본 발명의 OLED의 다양한 구체예에 따르면, 전자 수송층은 적어도 하나의 매트릭스 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게, 매트릭스 화합물은 유기 화합물이다. 더욱 바람직하게, 매트릭스 화합물은 공유 유기 매트릭스 화합물이다. 다시 말해서, 매트릭스 화합물은 공유 결합을 포함한다. "실질적으로 공유"가 거의 공유 결합에 의해 함께 결합된 원소를 포함하는 화합물을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
OLED의 다양한 구체예에 따르면, 매트릭스 화합물은
- 안트라센 기반 화합물 또는 헤테로아릴 치환된 안트라센 기반 화합물, 바람직하게, 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸 및/또는 N4,N4"-디(나프탈렌-1-일)-N4,N4"-디페닐-[1,1':4',1"-테르페닐]-4,4"-디아민;
- 포스핀 옥사이드 기반 화합물, 바람직하게, (3-(디벤조[c,h]아크리딘-7-일)페닐)디페닐포스핀 옥사이드 및/또는 페닐 비스(3-(피렌-1-일)페닐)포스핀 옥사이드 및/또는 3-페닐-3H-벤조[b]디나프토[2,1-d:1',2'-f]포스페핀-3-옥사이드; 또는
- 치환된 페난트롤린 화합물, 바람직하게, 2,4,7,9-테트라페닐-1,10-페난트롤린, 4,7-디페닐-2,9-디-p-톨릴-1,10-페난트롤린, 또는 2,9-디(바이페닐-4-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린으로부터 선택될 수 있다.
OLED의 다양한 구체예에 따르면, 전자 수송층의 매트릭스 화합물은 바람직하게,
- 포스핀 옥사이드 기반 화합물, 바람직하게, (3-(디벤조[c,h]아크리딘-7-일)페닐)디페닐포스핀 옥사이드, 3-페닐-3H-벤조[b]디나프토[2,1-d:1',2'-f]포스페핀-3-옥사이드 및/또는 페닐 비스(3-(피렌-1-일)페닐)포스핀 옥사이드; 또는
- 치환된 페난트롤린 화합물, 바람직하게, 2,4,7,9-테트라페닐-1,10-페난트롤린, 4,7-디페닐-2,9-디-p-톨릴-1,10-페난트롤린, 또는 2,9-디(바이페닐-4-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린으로부터 선택될 수 있다.
OLED의 다양한 구체예에 따르면, 전자 수송층의 매트릭스 화합물은 더욱 바람직하게,
- 포스핀 옥사이드 기반 화합물, 바람직하게, (3-(디벤조[c,h]아크리딘-7-일)페닐)디페닐포스핀 옥사이드, 3-페닐-3H-벤조[b]디나프토[2,1-d:1',2'-f]포스페핀-3-옥사이드 및/또는 페닐 비스(3-(피렌-1-일)페닐)포스핀 옥사이드로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 OLED의 다양한 구체예에 따르면, 전자 수송층의 두께는 약 ≥ 0.5 nm 내지 약 ≤ 95 nm, 바람직하게, 약 ≥ 3 nm 내지 약 ≤ 80 nm, 더욱 바람직하게, 약 ≥ 5 nm 내지 약 ≤ 60 nm, 또한, 바람직하게, 약 ≥ 6 nm 내지 약 ≤ 40 nm, 또한, 바람직하게, 약 ≥ 8 nm 내지 약 ≤ 20 nm 및 더욱 바람직하게, 약 ≥ 10 nm 내지 약 ≤ 18 nm의 범위일 수 있다.
본 발명의 OLED의 다양한 구체예에 따르면, 전자 수송층의 두께는 약 ≥ 25 nm 내지 약 ≤ 100 nm, 바람직하게, 약 ≥ 30 nm 내지 약 ≤ 80 nm, 더욱 바람직하게, 약 ≥ 35 nm 내지 약 ≤ 60 nm, 및 더욱 바람직하게, 약 ≥ 36 nm 내지 약 ≤ 40 nm의 범위일 수 있다.
OLED의 일 구체예에 따르면, 전자 수송층은 약 ≥ 50 중량% 내지 약 ≤ 60 중량%의 제1 리튬 할라이드 또는 제1 리튬 유기 착물 및 약 ≤ 50 중량% 내지 약 ≥ 40 중량%의 하기 매트릭스 화합물을 포함한다:
- 포스핀 옥사이드 기반 화합물, 바람직하게, (3-(디벤조[c,h]아크리딘-7-일)페닐)디페닐포스핀 옥사이드, 3-페닐-3H-벤조[b]디나프토[2,1-d:1',2'-f]포스페핀-3-옥사이드 및/또는 페닐 비스(3-(피렌-1-일)페닐)포스핀 옥사이드; 또는
치환된 페난트롤린 화합물, 바람직하게, 2,4,7,9-테트라페닐-1,10-페난트롤린, 4,7-디페닐-2,9-디-p-톨릴-1,10-페난트롤린, 또는 2,9-디(바이페닐-4-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린.
발광 다이오드(OLED)는 적어도 2개의 전극, 애노드 전극 및 캐소드 전극을 포함할 수 있다.
전자 수송층/들 또는 전자 수송층 스택은 전극이 아니다. 전자 수송층/들 또는 전자 수송층은 2개의 전극 사이에 샌드위칭되고, 즉, 애노드와 제2 캐소드 사이에 샌드위칭된다.
ETL은 EML 상에, 또는 HBL이 형성된 경우에 HBL 상에 임의적으로 형성될 수 있다. ETL은 제1 리튬 할라이드 또는 제1 리튬 유기 착물을 포함하는 제1 층; 및 임의적인, 제2 리튬 할라이드 또는 제2 리튬 유기 착물을 포함하는 제2 전자 수송층을 포함할 수 있으며, 여기서, 임의적인 제1 리튬 유기 착물은 제2 리튬 유기 착물과 동일하지 않으며, 제1 리튬 할라이드는 제2 리튬 할라이드와 동일하지 않다.
ETL은 제1 매트릭스 화합물 및 리튬 할라이드 또는 리튬 유기 착물을 포함하는 제1 층; 및 임의적인, 제2 매트릭스 화합물, 및 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 희토류 금속을 포함하는 군으로부터 선택된 금속 도펀트를 포함하는 제2 전자 수송층을 포함할 수 있다.
ETL은 제1 매트릭스 화합물 및 리튬 할라이드 또는 리튬 유기 착물을 포함하는 제1 층; 및 임의적인, 제2 매트릭스 화합물을 포함하고 도펀트가 존재하지 않는 제2 전자 수송층을 포함할 수 있다.
ETL은 적층된 구조, 바람직하게, 2개의 ETL-층의 적층된 구조를 가질 수 있으며, 이에 따라, 전자의 주입 및 수송이 균형을 이룰 수 있으며, 정공은 효율적으로 차단될 수 있다. 통상적인 OLED에서, 전자 및 정공의 양이 시간에 따라 달라지기 때문에, 구동이 개시된 후에, 방출 구역에서 생성된 여기자의 수가 감소될 수 있다. 결과적으로, 캐리어 균형(carrier balance)이 유지되지 못하여, OLED의 수명을 감소시킬 수 있다.
그러나, ETL에서, 제1 층 및 제2 층은 유사하거나 동일한 에너지 수준을 가질 수 있으며, 이에 따라, 전자-수송 속도를 제어하면서, 캐리어 균형이 균일하게 유지될 수 있게 한다.
적합하게 사용될 수 있는 전자층을 위한 매트릭스 화합물은 안트라센 화합물, 바람직하게, 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸을 포함하는 군으로부터 선택된다.
매트릭스 물질로서 사용될 수 있는 안트라센 화합물은 US 6878469 B호에 개시된다.
사용될 수 있는 다른 매트릭스 화합물은 디페닐포스핀 옥사이드, 바람직하게, (3-(디벤조[c,h]아크리딘-7-일)페닐)디페닐포스핀 옥사이드, 페닐비스(3-(피렌-1-일)페닐)포스핀 옥사이드, 3-페닐-3H-벤조[b]디나프토[2,1-d:1',2'-f]포스페핀-3-옥사이드, 페닐디(피렌-1-일)포스핀 옥사이드이다.
매트릭스 물질로서 사용될 수 있는 디페닐포스핀 옥사이드 화합물은 EP 2395571 A1호, WO2013079217 A1호, EP 13187905호, EP13199361호 및 JP2002063989 A1호에 개시된다.
사용될 수 있는 다른 적합한 매트릭스 화합물은 페난트롤린 화합물이고, 바람직하게, 2,4,7,9-테트라페닐-1,10-페난트롤린, 4,7-디페닐-2,9-디-p-톨릴-1,10-페난트롤린, 및 2,9-디(바이페닐-4-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린을 포함하는 군으로부터 선택된다. 매트릭스 물질로서 사용될 수 있는 페난트롤린 화합물은 EP 1786050 A1호에 개시되어 있다.
전자 수송층의 매트릭스 화합물은 전자를 효율적으로 수송하는 화합물, 예를 들어, 안트라센-기반 화합물, 디페닐포스핀 옥사이드 기반 화합물, 또는 페난트롤린 기반 화합물, 바람직하게, 표 4에 언급된 매트릭스 화합물일 수 있다. 예를 들어, 전자 수송층의 매트릭스 화합물은 하기 화합물 5, 화학식 2로 표현되는 화합물, 및 화학식 3으로 표현되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다:
화학식 2 및 화학식 3에서, R1 내지 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 하이드록시 기, 시아노 기, 치환되거나 비치환된 C1-C30 알킬 기, 치환되거나 비치환된 C1-C30 알콕시 기, 치환되거나 비치환된 C1-C30 아실 기, 치환되거나 비치환된 C2-C30 알케닐 기, 치환되거나 비치환된 C2-C30 알키닐 기, 치환되거나 비치환된 C6-C30 아릴 기, 또는 치환되거나 비치환된 C3-C30 헤테로아릴 기이다. 적어도 2개의 인접한 R1 내지 R6 기들은 임의적으로 서로 결합되어, 포화되거나 불포화된 고리를 형성시킨다. L1은 결합, 치환되거나 비치환된 C1-C30 알킬렌 기, 치환되거나 비치환된 C6-C30 아릴렌 기, 또는 치환되거나 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌 기이다. Q1 내지 Q9는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환되거나 비치환된 C6-C30 아릴 기, 또는 치환되거나 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴 기이며, "a"는 1 내지 10의 정수이다.
예를 들어, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 하이드록시 기, 시아노 기, 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 메톡시 기, 에톡시 기, 프로폭시 기, 부톡시 기, 페닐 기, 나프틸 기, 안트릴 기, 피리디닐 기, 및 피라지닐 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
특히, 화학식 2 및/또는 화학식 3에서, R1 내지 R4는 각각 수소 원자일 수 있으며, R5는 할로겐 원자, 하이드록시 기, 시아노 기, 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 메톡시 기, 에톡시 기, 프로폭시 기, 부톡시 기, 페닐 기, 나프틸 기, 안트릴 기, 피리디닐 기, 및 피라지닐 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 또한, 화학식 3에서, R1 내지 R6은 각각 수소 원자일 수 있다.
예를 들어, 화학식 2 및/또는 화학식 3에서, Q1 내지 Q9는 각각 독립적으로 수소 원자, 페닐 기, 나프틸 기, 안트릴 기, 피리디닐 기, 및 피라지닐 기이다. 특히, 화학식 2 및/또는 화학식 3에서, Q1, Q3 내지 Q6, Q8 및 Q9는 수소 원자이며, Q2 및 Q7은 각각 독립적으로, 페닐 기, 나프틸 기, 안트릴 기, 피리디닐 기, 및 피라지닐 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
예를 들어, L1은, 화학식 2 및/또는 화학식 3에서, 페닐렌 기, 나프틸렌 기, 안트릴렌 기, 피리디닐렌 기, 및 피라지닐렌 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특히, L1은 페닐렌 기 또는 피리디닐렌 기일 수 있다. 예를 들어, "a"는 1, 2, 또는 3일 수 있다.
ETL-층을 위한 매트릭스 화합물은 하기 화합물 5, 화합물 6, 또는 화합물 7로부터 추가로 선택될 수 있다:
표 2
ETL- 및/또는 EIL-층을 위해 적합하게 사용될 수 있는 매트릭스 물질의 화학적 구조
전자 수송층은 리튬 할라이드 또는 리튬 유기 착물을 포함할 수 있다.
전자 수송층을 위해 사용될 수 있는 리튬 유기 착물을 형성시키기 위한 적합한 유기 리간드는 예를 들어, US 2014/0048792호 및 문헌[Kathirgamanathan, Poopathy; Arkley, Vincent; Surendrakumar, Sivagnanasundram; Chan, Yun F.; Ravichandran, Seenivasagam; Ganeshamurugan, Subramaniam; Kumaraverl, Muttulingam; Antipan-Lara, Juan; Paramaswara, Gnanamolly; Reddy, Vanga R., Digest of Technical Papers - Society for Information Display International Symposium (2010), 41(Bk. 1), 465-468]에 개시되어 있다.
전자 수송층의 리튬 유기 착물의 유기 리간드는 퀴놀레이트, 보레이트, 페놀레이트, 피리디놀레이트 또는 시프 염기 리간드, 또는 표 1을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
- 바람직하게, 리튬 퀴놀레이트 착물은 하기 화학식 (III)을 가지며:
(상기 식에서,
A1 내지 A6은 동일하거나 독립적으로, CH, CR, N, O로부터 선택되며;
R은 동일하거나 독립적으로, 수소, 할로겐, 1개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 또는 헤테로아릴로부터 선택되며, 더욱 바람직하게, A1 내지 A6은 CH임);
- 바람직하게, 보레이트 기반 유기 리간드는 테트라(1H-피라졸-1-일)보레이트이며;
- 바람직하게, 페놀레이트는 2-(피리딘-2-일)페놀레이트 또는 2-(디페닐포스포릴)페놀레이트이며;
- 바람직하게, 리튬 시프 염기는 하기 구조 100, 101, 102 또는 103을 가지며:
- 더욱 바람직하게, 리튬 유기 착물은 표 1의 화합물로부터 선택된다.
전자 수송층의 리튬 할라이드는 LiF, LiCl, LiBr 또는 LiJ를 포함하는 군으로부터 선택되고, 바람직하게, LiF일 수 있다.
ETL은 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, 등에 의해 EML 상에 형성될 수 있다. ETL이 진공 증착 또는 스핀 코팅에 의해 형성될 때, 증착 및 코팅 조건은 HIL(130)의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅 조건은 ETL을 형성하기 위해 사용되는 화합물에 따라, 달라질 수 있다.
전자 주입층(EIL)
캐소드로부터 전자의 주입을 용이하게 할 수 있는 임의적인 EIL은 ETL 상에, 바람직하게, 전자 수송층 상에 직접적으로, 형성될 수 있다. EIL을 형성하기 위한 물질의 예는 당해 분야에 공지된 LiQ, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Ca, Ba, Yb, Mg를 포함한다. EIL을 형성하기 위한 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사하지만, 증착 및 코팅 조건은 EIL을 형성하기 위해 사용되는 물질에 따라, 달라질 수 있다.
EIL의 두께는 약 0.1 nm 내지 10 nm의 범위, 예를 들어, 0.5 nm 내지 9 nm의 범위일 수 있다. EIL의 두께가 이러한 범위내에 있을 때, EIL은 구동 전압의 실질적인 증가 없이, 만족스러운 전자-주입 성질을 가질 수 있다.
캐소드 전극
캐소드 전극은, 존재하는 경우에 EIL 상에 형성된다. 캐소드 전극은 전자-주입 전극인 캐소드일 수 있다. 캐소드 전극은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있다. 캐소드 전극은 낮은 일 함수를 가질 수 있다. 예를 들어, 캐소드 전극은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)-리튬(Li), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 이터븀(Yb), 마그네슘(Mg)-인듐(In), 마그네슘(Mg)-은(Ag), 등으로 형성될 수 있다. 또한, 캐소드 전극은 투명한 전도성 물질, 예를 들어, ITO 또는 IZO로 형성될 수 있다.
캐소드 전극의 두께는 약 5 nm 내지 1000 nm의 범위, 예를 들어, 10 nm 내지 100 nm의 범위일 수 있다. 캐소드 전극이 5 nm 내지 50 nm 범위일 때, 전극은 금속 또는 금속 합금이 사용되는 경우에도 투명할 것이다.
캐소드 전극은 전자 주입층 또는 전자 수송층이 아니다.
ETL의 층이 유사하거나 동일한 에너지 수준을 갖기 때문에, 전자의 주입 및 수송이 제어될 수 있으며, 정공은 효율적으로 차단될 수 있다. 이에 따라, OLED는 긴 수명을 가질 수 있다.
전하 생성층
전하 생성층(CGL)(140)은 이중층으로 구성된다.
더욱 구체적으로, 전하 생성층은 n-형 전하 생성층(185) 및 p-형 전하 생성층(135)을 접합한 pn 접합 전하 생성층일 수 있다. pn 접합 전하 생성층은 전하를 생성시키거나 이를 정공 및 전자로 분리시키고; 전하를 개별 발광층내로 주입한다. 다시 말해서, n-형 전하 생성층(185)은 애노드 부근의 제1 발광층(150)에 전자를 제공하며, p-형 전하 생성층(135)은 캐소드(190) 부근의 제2 발광층(151)에 정공을 제공하며, 이에 의해 다수의 발광층을 도입한 유기 발광 소자의 발광 효율이 더욱 개선될 수 있으며, 동시에, 구동 전압을 낮출 수 있다.
p-형 전하 생성층(135)은 p-형 도펀트로 도핑된 금속 또는 유기 물질로 구성될 수 있다. 여기에서, 금속은 Al, Cu, Fe, Pb, Zn, Au, Pt, W, In, Mo, Ni, 및 Ti로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 또는 둘 이상으로 이루어진 합금일 수 있다. 또한, p-형 도펀트 및 p-형으로 도핑된 유기 물질용으로 사용되는 호스트(host)는 통상적인 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, p-형 도펀트는 테트라플루오레-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 테트라시아노퀴노디메탄의 유도체, 라디알렌 유도체, 요오드, FeCl3, FeF3, 및 SbCl5로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 또한, 호스트는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N-디페닐-벤지딘(NPB), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1-바이페닐-4,4'-디아민(TPD) 및 N,N',N'-테트라나프틸-벤지딘(TNB)으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
n-형 전하 생성층(185)은 n-형으로 도핑된 금속 또는 유기 물질로 구성될 수 있다. 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm, Eu, Tb, Dy, 및 Yb로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 또한, n-형 도펀트 및 n-형으로 도핑된 유기 물질용으로 사용되는 호스트는 통상적인 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, n-형 도펀트는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속, 또는 알칼리 토금속 화합물일 수 있다. 더욱 상세하게, n-형 도펀트는 Cs, K, Rb, Mg, Na, Ca, Sr, Eu 및 Yb로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 호스트 물질은 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄, 트리아진, 하이드록시퀴놀린 유도체, 벤즈아졸 유도체, 및 실롤 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
바람직한 구체예에서, 호스트 물질은 화학식 (1)의 화합물로부터 선택된다.
다른 바람직한 구체예에서, 전자 수송층은 화학식 (1)의 화합물 및 n-형 전하 생성층(185)을 포함하며, 이는 전자 수송층에 인접하여 배열되어 있다. 일 예에 따른 n-형 전하 생성층은 하기 화학식 X의 화합물을 포함할 수 있다:
(X)
상기 식에서, A1 내지 A6 각각은 수소, 할로겐 원자, 니트릴(-CN), 니트로(-NO2), 설포닐(-SO2R), 설폭사이드(-SOR), 설폰아미드(-SO2NR), 설포네이트(-SO3R), 트리플루오로메틸(-CF3), 에스테르(-COOR), 아미드(-CONHR 또는 -CONRR'), 치환되거나 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C1-C12 알콕시, 치환되거나 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C1-C12 알킬, 치환되거나 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C2-C12 알케닐, 치환되거나 비치환된 방향족 또는 비-방향족 헤테로고리, 치환되거나 비치환된 아릴, 치환되거나 비치환된 모노- 또는 디-아릴아민, 치환되거나 비치환된 아르알킬아민, 등일 수 있다. 여기에서, 상기 R 및 R' 각각은 치환되거나 비치환된 C1-C60 알킬, 치환되거나 비치환된 아릴, 또는 치환되거나 비치환된 5원 내지 7원 헤테로고리, 등일 수 있다.
하기 CNHAT를 포함하는 n-형 전하 생성층이 특히 바람직하다:
p-형 전하 생성층은 n-형 전하 생성층의 상부 상에 배열된다. p-형 전하 생성층(135)을 위한 물질로서, 아릴 아민-기반 화합물이 사용될 수 있다. 아릴 아민-기반 화합물의 일 구체예는 하기 화학식 Y의 화합물을 포함한다:
(Y)
상기 식에서, Ar1, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로, 수소 또는 탄화수소 기이다.
여기에서, Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나는 방향족 탄화수소 치환체를 포함할 수 있으며, 각 치환체는 동일할 수 있거나, 이러한 것은 상이한 치환체로 구성될 수 있다. Ar1, Ar2 및 Ar3이 방향족 탄화수소가 아닐 때, 이러한 것은 수소; 직쇄, 분지쇄, 또는 환형 지방족 탄화수소; 또는 N, O, S 또는 Se를 포함하는 헤테로사이클릭 기일 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)
본 발명의 다른 양태에 따르면, 기판; 기판 상에 형성된 애노드 전극; 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 기판; 기판 상에 형성된 애노드 전극; 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 발광층, 정공 차단층, 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 기판; 기판 상에 형성된 애노드 전극; 정공 주입층, 정공 수송층, 및 전자 차단층, 발광층, 정공 차단층, 전자 수송층, 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 기판; 기판 상에 형성된 애노드 전극; 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 발광층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 다양한 구체예에 따르면, 전자 수송층과 캐소드 전극 사이에 형성된 전자 주입층을 추가로 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 OLED의 다양한 구체예에 따르면, OLED는 전자 주입층을 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 OLED의 다양한 구체예에 따르면, OLED는 전자 수송층을 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 OLED의 다양한 구체예에 따르면, OLED는 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하지 않을 수 있다.
일 양태에 따르면, OLED는 애노드 전극에 인접하여 배열된 기판의 층 구조를 포함할 수 있으며, 애노드 전극은 제1 정공 주입층에 인접하여 배열되며, 제1 정공 주입층은 제1 정공 수송층에 인접하여 배열되며, 제1 정공 수송층은 제1 전자 차단층에 인접하여 배열되며, 제1 전자 차단층은 제1 발광층에 인접하여 배열되며, 제1 발광층은 제1 전자 수송층에 인접하여 배열되며, 제1 전자 수송층은 n-형 전하 생성층에 인접하여 배열되며, n-형 전하 생성층은 p-형 전하 생성층에 인접하여 배열되며, p-형 전하 생성층은 제2 정공 주입층에 인접하여 배열되며, 제2 정공 주입층은 제2 정공 수송층에 인접하여 배열되며, 제2 정공 수송층은 제2 전자 차단층에 인접하여 배열되며, 제2 전자 차단층은 제2 발광층에 인접하여 배열되며, 제2 발광층과 캐소드 전극 사이에, 임의적 전자 수송층 및/또는 임의적 주입층이 배열된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 유기 발광 다이오드(OLED)를 제작하는 방법으로서,
- 적어도 하나의 증착 소스(deposition source), 바람직하게 2개의 증착 소스, 및 더욱 바람직하게, 적어도 3개의 증착 소스; 및/또는
- 진공 열적 증발을 통한 증착; 및/또는
- 용액 가공을 통한 증착(바람직하게, 가공은 스핀-코팅, 프린팅, 캐스팅, 및/또는 슬롯-다이 코팅으로부터 선택됨)을 사용하는 방법이 제공된다.
다른 양태에 따르면, 하기 단계를 포함하는 방법이 제공된다:
- 기판(110) 상에 애노드(120)를 형성시키는 단계,
- 애노드(120) 상에 발광층(150)을 형성시키는 단계,
- 발광층(150) 상에 전자 수송층(160)을 형성시키는 단계,
- 전자 수송층(160) 상에 캐소드 전극(190)을 형성시키는 단계,
- 임의적 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 전자 차단층(145), 발광층(150), 및 정공 차단층을, 적어도 애노드(120)와 전자 수송층(160) 사이에 그러한 순서대로 형성시키는 단계,
- 임의적 전자 주입층(180)을 전자 수송층(160)과 캐소드(190) 사이에 배열하는 단계.
추가 물질
상기 언급된 화합물 PD-2 이외에, 본 발명의 반도전층을 형성하기 위해 본 발명의 화합물과 함께 추가 지지 물질이 사용될 수 있다. 상세하게, 하기 추가적인 지지 물질이 특히 바람직하고, 최상의 결과를 야기시킨다.
바이페닐-4-일(9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-일)-[4-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)페닐]-아민, CAS 1242056-42-3, F1;
(EP 2 924 029호에서 공개됨), CAS 1627916-48-6, F2;
(WO2016/171358호에서 공개됨), CAS 1440545-22-1, F3;
CAS 14728-62-2, F4;
리튬 8-하이드록시퀴놀리놀레이트인 LiQ;
청색 형광 이미터 도펀트인 NUBD-370; F2 및 NUBD-370 둘 모두는 SFC(Korea)로부터 상업적으로 입수 가능함.
본 발명의 이러한 양태 및 장점 및/또는 다른 양태 및 장점은 첨부된 도면과 함께 얻어진, 하기 예시적인 구체예의 설명으로부터 명백해지고 더욱 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 구체예에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, OLED의 개략적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, 전하 생성층을 포함하는 탠덤 OLED의 개략적 단면도이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 구체예에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, OLED의 개략적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, 전하 생성층을 포함하는 탠덤 OLED의 개략적 단면도이다.
하기에는 본 발명의 예시적인 구체예에 대해 상세히 설명될 것이며, 이의 예는 첨부된 도면에 예시되며, 이러한 도면에서, 유사 참조 번호는 전반에 걸쳐 유사 구성요소를 지칭한다. 예시적인 구체예는 본 발명의 양태를 설명하기 위해 도면을 참조로 하여, 하기에서 설명된다.
본원에서, 제1 구성요소가 제2 구성요소 "상"에 형성되거나 배치되는 것으로서 지칭될 때, 제1 구성요소는 제2 구성요소 상에 직접적으로 배치될 수 있거나, 하나 이상의 다른 구성요소는 이들 사이에 배치될 수 있다. 제1 구성요소가 제2 구성요소 "상에 직접적으로" 형성되거나 배치되는 것으로 지칭될 때, 다른 구성요소가 이들 사이에 배치되어 있지 않다.
도 1은 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, 유기 발광 다이오드(OLED)(100)의 개략적 단면도이다. OLED(100)는 기판(110), 애노드(120), 정공 주입층(HIL)(130), 정공 수송층(HTL)(140), 발광층(EML)(150), 전자 수송층(ETL)(160)을 포함한다. 화학식 (1)의 화합물을 포함하거나 이로 이루어진 전자 수송층(ETL)(160)은 EML(150) 상에 직접적으로 형성된다. 전자 수송층(ETL)(160) 상에, 전자 주입층(EIL)(180)이 배치된다. 캐소드(190)는 전자 주입층(EIL)(180) 상에 직접적으로 배치된다.
단일 전자 수송층(160) 대신에, 임의적 전자 수송층 스택(ETL)이 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 구체예에 따른, OLED(100)의 개략적 단면도이다. 도 2는 도 2의 OLED(100)가 전자 차단층(EBL)(145) 및 정공 차단층(HBL)(155)을 포함한다는 점에서 도 1과 상이하다.
도 2를 참조하면, OLED(100)는 기판(110), 애노드(120), 정공 주입층(HIL)(130), 정공 수송층(HTL)(140), 전자 차단층(EBL)(145), 발광층(EML)(150), 정공 차단층(HBL)(155), 전자 수송층(ETL)(160), 전자 주입층(EIL)(180) 및 캐소드 전극(190)을 포함한다. 전자 수송층(ETL)(160) 및/또는 전자 주입층(EIL)(180)은 화학식 (1)의 화합물을 포함하거나, 이로 이루어진다.
상기 설명에서, 본 발명의 OLED(100)의 제작 방법은 기판(110)으로 시작하여, 그 위에 애노드(120)를 형성시키고, 애노드 전극(120) 상에 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 임의적 전자 차단층(145), 발광층(150), 임의적 정공 차단층(155), 임의적 적어도 하나의 전자 수송층(160), 임의적 적어도 하나의 전자 주입층(180), 및 캐소드(190)를 그러한 순서대로 또는 다른 방식으로 형성시킨다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 구체예에 따른, 탠덤 OLED(200)의 개략적 단면도이다. 도 3은 도 3의 OLED(100)가 전하 생성층 및 제2 발광층을 추가로 포함한다는 점에서 도 2와는 상이하다.
도 3을 참조하면, OLED(200)는 기판(110), 애노드(120), 제1 정공 주입층(HIL)(130), 제1 정공 수송층(HTL)(140), 제1 전자 차단층(EBL)(145), 제1 발광층(EML)(150), 제1 정공 차단층(HBL)(155), 제1 전자 수송층(ETL)(160), 화학식 (1)의 화합물을 포함할 수 있는 n-형 전하 생성층(n-형 CGL)(185), p-형 전하 생성층(p-형 GCL)(135), 제2 정공 수송층(HTL)(141), 제2 전자 차단층(EBL)(146), 제2 발광층(EML)(151), 제2 정공 차단층(EBL)(156), 제2 전자 수송층(ETL)(161), 제2 전자 주입층(EIL)(181) 및 캐소드(190)를 포함한다. 전자 수송층(ETL)(160 및 161) 및/또는 전자 주입층(EIL)(180) 및/또는 n-형 전하 생성층(n-형 CGL)(185)은 화학식 (1)의 화합물을 포함하거나 이로 이루어진다.
상기 설명에서, 본 발명의 OLED(200)의 제작 방법은 기판(110)으로 시작하여, 그 위에 애노드(120)을 형성하며, 애노드 전극(120) 상에, 제1 정공 주입층(130), 제1 정공 수송층(140), 임의적 제1 전자 차단층(145), 제1 발광층(150), 임의적 제1 정공 차단층(155), 임의적 적어도 하나의 제1 전자 수송층(160), n-형 CGL(185), p-형 CGL(135), 제2 정공 수송층(141), 임의적 제2 전자 차단층(146), 제2 발광층(151), 임의적 제2 정공 차단층(156), 임의적 적어도 하나의 제2 전자 수송층(161), 임의적 전자 주입층(181), 및 캐소드(190)를 그러한 순서대로 또는 다른 방식으로 형성한다.
도 1, 도 2 및 도 3에 도시되어 있지는 않지만, 시일링 층은 OLED(100 및 200)를 시일링하기 위하여, 캐소드 전극(190) 상에 추가로 형성될 수 있다. 또한, 다양한 다른 변형이 여기에 적용될 수 있다.
하기에, 본 발명의 하나 이상의 예시적인 구체예는 하기 실시예를 참조로 하여, 상세히 기술될 것이다. 그러나, 이러한 실시예는 본 발명의 하나 이상의 예시적인 구체예의 목적 및 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
화학식 (1)의 화합물의 제조
디알킬포스핀 옥사이드는 공지된 절차를 이용하여 제조될 수 있다[방법 a: Hays, R.H., The Journal of Organic Chemistry 1968 33 (10), 3690-3694; 방법 b: W. Voskuil and J. F. Arens Org. Synth. 1968, 48, 47].
방법 1
1. R
1
=R
2
인 디알킬포스핀 옥사이드의 합성
디에틸 포스포네이트(0.95 당량)를 냉각된 THF 중 그리그나드 용액(3 당량)에, 반응 혼합물의 온도를 20 내지 30℃에서 유지되게 하는 속도로 첨가하였다. 실온에서 1시간 동안 교반한 후에, 혼합물을 포타슘 카보네이트의 얼음-냉각된 포화 수용액(3 당량)과 혼합함으로써 이를 가수분해하였다. 침전된 마그네슘 카보네이트를 여과에 의해 제거하고, 에탄올로 여러 차례 세척하였다. 합한 여액을 진공 중에서 농축하여 미정제 물질을 수득하고, 이를 증류 또는 적절한 용매로부터의 재결정화에 의해 추가로 정제할 수 있다.
방법 2
THF 또는 Et2O 중 그리그나드 용액(2 당량)을 -40℃에서 디에틸 에테르 중 포스포러스 트리클로라이드(1 당량)(2 ml/mmol의 PCl3)의 용액에 적가하였다. 반응 혼합물을 -40℃에서 30분 동안 교반하고, 이후에, 3시간에 걸쳐 실온에 도달하게 하였다. 반응을 물(약 3 당량)의 첨가에 의해 종료시켰다. 용매를 감압 하에서 증발시키고, 일부 고형물을 갖는 오일함유 잔부를 디클로로메탄으로 희석시키고, 여과하고, 용액을 증발 건조시켜 투명한 오일을 수득하였다. 이후에, 이러한 오일함유 잔부를 비등 헵탄/에틸 아세테이트 혼합물(1:10)에 용해시키고, 용액을 실온까지 냉각시키고, 냉각 시에 2개의 액체상을 형성하였다. 상부(헵탄) 상을 폐기하고, 하부 상을 진공 중에서 농축시켜 미정제 생성물을 수득하였다. 추가 정제를 재결정화에 의해 또는 진공 증류에 의해 달성할 수 있다.
표 1
2. 디알킬포스핀 옥사이드를 아릴할라이드와 커플링시키기 위한 통상적인 절차
쉬랭크 플라스크(Schlenck flask)를 아릴할라이드(1 당량), 디알킬포스핀 옥사이드(1 당량)로 채우고, 고무 셉텀(rubber septum)으로 시일링하였다. 대기를 아르곤으로 대체하고, 출발 화합물을 무수 디옥산에 용해시키거나 디옥산-THF 혼합물(1:1 vol.) 중에 현탁시켰다. 별도의 바이알에서, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0.005 당량), Xantphos(0.01 당량) 및 트리에틸아민(1.17 당량)의 혼합물을 24℃에서 10분 동안 무수 디옥산(75 ml/mmol)에 용해시켰다. 이러한 촉매 용액을 포스핀 옥사이드와 아릴 할라이드의 혼합물에 첨가하고, 반응 혼합물을 24℃에서 12 내지 24시간 동안 교반하였다.
워크업 절차(Work up procedure) 1: 침전된 고형물(트리메틸아민 염)을 소결 유리 필터(기공 크기 4)를 통한 여과에 의해 분리하고, 디옥산으로 2회 세척하고, 합한 여액을 회전 증발기를 이용하여 감압 하에서 증발 건조시켰다. 잔부를 물에 용해시키고, 포타슘 하이드록사이드 수용액을 사용하여 pH를 알칼리성(약 14)으로 셋팅하였다. 얻어진 황색의 탁한 수성 층을 헥산 및 디에틸 에테르로 순차적으로 추출하였다. 합한 유기층을 약 0.5 M KOH 수용액으로 추출하고, 수성 상을 합하고, 염산에 의해 산성화시키고, 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 추출물을 소듐 하이드로카보네이트 포화용액, 염수로 세척하고, 마그네슘 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 감압 하에서 제거하고, 잔부를 헥산으로 분쇄하고, 백색 결정질 침전물을 진공 여과에 의해 수집하고, 헥산으로 세척하고, 건조시켰다.
워크업 절차 2: 반응 혼합물을 물로 희석시키고, 침전된 물질을 소결 유리 필터(기공 4)를 이용한 흡입에 의해 수집하고, 물, 메탄올로 세척하고, 건조시켰다. 미정제 생성물을 적절한 용매로부터의 재결정화에 의해 추가로 정제할 수 있다.
표 2
3. 스즈키-미야우라(Suzuki-Miyaura) 커플링을 위한 절차
방법 a.
적가 깔대기, 환류 콘덴서 및 자석 교반 막대가 장착된 3구 둥근 바닥 플라스크를 보론산 에스테르(1 당량) 및 브로모페닐디알킬포스핀 옥사이드(1.5 당량)로 채우고, 플라스크를 고무 셉텀으로 시일링하고, 배기시키고, 아르곤으로 다시 충전하였다(2회). 무수 THF(10 ml/mmol의 보론산 에스테르)를 이중-첨단 니들(double-tipped needle)을 이용하여 셉텀을 통해 첨가하였다. 별도로, 아르곤 하에서 소량의 무수 THF 중에 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0.02 당량) 및 트리-3차-부틸포스판(0.04 당량)을 현탁시킴으로써 촉매를 제조하였다. 촉매 현탁액을 시린지를 이용하여 셉텀을 통해 반응 혼합물에 첨가하였다. 테트라부틸암모늄 하이드록사이드(약 20 중량%, 2 당량)의 탈산소화된 수용액을 실온에서 반응 혼합물에 적가하였다(첨가 시간 약 30분). 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하고, 침전된 생성물을 여과에 의해 분리하고, 물, 메탄올, 및 헥산으로 세척하고, 40℃에서 48시간 동안 진공 중에서 건조시켰다. 미정제 생성물을 이후에, 고온의 디클로로메탄/헥산 혼합물(1:1 vol, 약 300 ml)로 분쇄하고, 고온 여과하고, 50℃에서 1시간 동안 그리고 120℃에서 1시간 동안, 진공 중에서 건조시켰다. 최종 정제를 고진공 중 승화에 의해 달성하였다.
방법 b.
포타슘 카보네이트(51.4 mmol, 3 당량)를 약 25 ml의 탈이온수에 용해시키고, 용액을 N2로 30분 동안 탈기시켰다. 글림(175 ml)을 500 ml 3구 둥근 바닥 플라스크에서 N2로 30분 동안 탈기시켰다. 이후에, 플라스크를 질소 양압 하에서 보론산 에스테르(17.14 mmol, 1 당량), 브로모페닐디알킬포스핀 옥사이드(17.99 mmol, 1.05 당량) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(0.51 mmol, 0.03 당량)으로 채웠다. 탈기된 포타슘 카보네이트 용액을 시린지를 이용하여 첨가하고, 질소 퍼징된 환류 콘덴서를 플라스크에 부착시키고, 반응 혼합물을 교반하면서 12시간 동안 90℃까지 가열하였다. 혼합물을 실온까지 냉각시키고, 침전물을 여과에 의해 수집하고, 물, 메탄올로 세척하고, 40℃에서 진공 중에서 건조시켜 미정제 생성물을 수득하고, 이를 재결정화 또는 적절한 용매로의 분쇄에 의해 추가 정제할 수 있다. 최종 정제를 고진공 중 승화에 의해 달성하였다.
방법 c.
포타슘 카보네이트(20 mmol, 2 당량)를 약 10 ml의 탈이온수에 용해시키고, 용액을 N2로 30분 동안 탈기시켰다. 디옥산(40 ml)을 100 ml 3구 둥근 바닥 플라스크에서 N2로 30분 동안 탈기시켰다. 이후에, 플라스크를 질소 양압 하에서 상응하는 아릴보론산, 아릴브로마이드 또는 아릴클로라이드(10 mmol, 1 당량), 디알킬포스핀 옥사이드 유도체(22 mmol, 1.1 당량) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(0.2 mmol, 0.02 당량)으로 채웠다. 탈기된 포타슘 카보네이트 용액을 시린지를 통해 첨가하고, 질소 퍼징된 환류 콘덴서를 플라스크에 부착시키고, 반응 혼합물을 교반하면서 12시간 동안 90℃까지 가열하였다. 혼합물을 실온까지 냉각시키고, 침전물을 여과에 의해 수집하고, 물, 메탄올로 세척하고, 40℃에서 진공 중에서 건조시켜 미정제 생성물을 수득하고, 이를 재결정화 또는 적절한 용매로의 분쇄에 의해 추가 정제할 수 있다. 최종 정제를 고진공 중 승화에 의해 달성하였다.
방법 d.
포타슘 카보네이트(40 mmol, 2 당량)를 약 20 ml의 탈이온수에 용해시키고, 용액을 N2로 30분 동안 탈기시켰다. 톨루엔과 에탄올의 혼합물(15:6 vol., 112 ml)을 500 ml 3구 둥근 바닥 플라스크에서 N2로 30분 동안 탈기시켰다. 이후에, 플라스크를 질소 양압 하에서, 트리플루오로메탄설포네이트(20 mmol, 1 당량), 보론산 피나콜 에스테르(22 mmol, 1.1 당량) 및 [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(II)(0.40 mmol, 0.02 당량)으로 채웠다. 탈기된 포타슘 카보네이트 용액을 시린지를 이용하여 첨가하고, 질소 퍼징된 환류 콘덴서를 플라스크에 부착시키고, 반응 혼합물을 교반하면서 12시간 동안 90℃까지 가열하였다. 혼합물을 실온까지 냉각시키고, 침전물을 여과에 의해 수집하고, 물, 메탄올로 세척하고, 40℃에서 진공 중에서 건조시켜 미정제 생성물을 수득하고, 이를 재결정화 또는 적절한 용매로의 분쇄에 의해 추가 정제할 수 있다. 최종 정제를 고진공 중 승화에 의해 달성하였다.
표 3
비대칭 디알킬포스핀 옥사이드의 합성
디에틸 포스포나이트에 대한 일반 절차
아릴 브로마이드(0.15 mol)를 N2 하에서 건조된 테트라하이드로푸란(150 mL)에 용해시키고, 용액을 -78℃까지 냉각시켰다. nBuLi(0.158 mol, 1.05 당량)를 이러한 온도에서 반응 혼합물에 적가하고, 혼합물을 1시간 동안 -78℃에서 추가 1시간 동안 교반하였다. 마그네슘 브로마이드 에틸 에테레이트(0.165 mol, 1.1 당량)를 이러한 온도에서 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 실온에 도달시켰다. 트리에틸포스파이트(0.1 mol, 0.66 당량)를 실온에서 한번에 첨가하고, 이후에, 혼합물을 50℃에서 추가 1 내지 3시간 동안 교반하여 반응을 완료하였다. 감압 하에서 용매를 제거한 후에, 미정제 물질을 수득하였다. 추가 정제를 진공 증류에 의해 달성할 수 있다.
표 4
포스피네이트에 대한 일반 절차
포스포나이트(55.0 mmol)를 알킬 요오다이드(1.6 mmol, 순수한 상태 또는 THF 중 용액)를 함유한 2구 둥근 바닥 플라스크에 꾸준한 환류(steady reflux)를 유지하기 위한 속도로 첨가하였다. 반응을 추가 18시간 동안 교반하고, 이후에, 진공 증류를 통해 정제하였다.
표 5
포스피닉 클로라이드에 대한 일반 절차
포스피네이트(35.0 mmol)를 1,2-디클로로에탄(30 ml)에 용해시키고, 포스포러스 펜타클로라이드(35.1 mmol)를 온도를 40℃에서 유지시키는 속도로 첨가하였다. 첨가 완료 후에, 반응을 밤새 교반하였다. 휘발성 물질을 감압 하에서 제거하여 미정제 물질을 수득하고, 이를 진공 증류 또는 적절한 용매로부터의 재결정화에 의해 추가 정제할 수 있다.
표 6
알킬(알킬) 포스핀 옥사이드에 대한 일반 절차
무수 THF(10 ml) 중 포스피닉 클로라이드(10 mmol)의 용액을 THF 또는 디에틸 에테르 중 THF 중 그리그나드 용액(10.5 mmol)에 서서히 첨가하였다. 반응 혼합물을 환류 하에서 1시간 동안 교반하고, 이후에, 얼음욕으로 냉각시키고, 암모늄 클로라이드 포화수용액으로 켄칭시켰다. 혼합물을 물에 붓고, 묽은 염산으로 산성화시키고, 클로로포름으로 추출하였다. 합한 추출물을 소듐 하이드로겐 카보네이트 포화수용액, 염수로 세척하고, 마그네슘 설페이트 상에서 건조시키고, 진공 중에서 농축하여 미정제 생성물을 수득하였다.
추가 정제를 진공 증류에 의해 또는 적절한 용매로부터의 재결정화에 의해 달성할 수 있다.
표 7
소자 실시예(Device example)
실시예 1
최신 기술의 매트릭스 화합물 B2와 비교한 본 발명의 화합물의 성능을 표 8에 개략적으로 나타낸 층상 구조를 갖는 모델 청색 OLED에서 시험하였다.
표 8
NUBD 370은 SFC(Korea)로부터 상업적으로 입수 가능한 청색 형광 이미터이다.
결과는 표 9에 나타나 있다.
표 9
실시예 2
실시예 1의 소자에서, 이미터 호스트 F2를 물질 H09로 대체하고, 이미터 NUBD370을 다른 청색 이미터 BD200로 대체하였다(둘 모두는 SFC(Korea)로부터 구매됨). 화합물 2와 비교한 상대적 성능은 표 10에 나타내었다.
표 10
상기 상세한 설명 및 실시예로부터, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 조성물 및 방법에 대한 변형 및 개질이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 이에 따라, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명에 대한 모든 개질이 첨부된 청구범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
Claims (15)
- 전자 소자에 포함된 반도전층(semiconducting layer)에 사용하기 위한, 하기 일반식 (I)로 표현되는 화합물:
[상기 식에서,
A1 및 A2는 독립적으로 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며;
A3 내지 A9는 독립적으로 수소, C1 내지 C60 탄소-함유 기, 또는 할로겐으로부터 선택되며;
R1 및 R2는 독립적으로 sp3-혼성화된 탄소 원자에 의해 인 원자에 결합된 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며;
X는 단일 공유 결합 또는 1 내지 120개의 공유 결합된 원자로 이루어진 스페이서 기(spacer group)임]. - 제1항에 있어서, A1 및 A2가 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴로부터 선택되는 화합물.
- 제1항에 있어서, A1 및 A2가 독립적으로 페닐, 바이페닐릴, 및 나프틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물.
- 제1항에 있어서, A3 내지 A9가 독립적으로 수소, 하이드로카르빌, 할로겐, 시아노, 하이드록시카르빌옥시, 디아릴아미노, 비스(헤테로아릴)아미노, 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물.
- 제1항에 있어서, A3 내지 A9가 수소인 화합물.
- 제1항에 있어서, R1 및 R2가 독립적으로 C1 내지 C16 알킬로부터 선택되는 화합물.
- 제1항에 있어서, R1 및 R2가 메틸인 화합물.
- 제1항에 있어서, 스페이서 기가 아릴렌 또는 헤테로아릴렌인 화합물.
- 제1항에 있어서, 스페이서 기가 페닐렌 또는 올리고페닐렌인 화합물.
- 제1항에 있어서, 화합물이 하기 구조들 중 하나 이상으로부터 선택되는 화합물:
- 제1항에 있어서, 전자 소자가 유기 발광 다이오드인 화합물.
- 제11항에 있어서, 유기 발광 다이오드가 청색 유기 발광 다이오드인 화합물.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 반도전 물질(semiconducting material).
- 제13항에 따른 반도전 물질을 포함하는 전자 소자(electronic device).
- 하기 화학식 (II)에 따른 화합물로서
[상기 식에서,
A1 및 A2는 독립적으로 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며;
R1 및 R2는 독립적으로 sp3-혼성화된 탄소 원자에 의해 인 원자에 결합된 C1 내지 C60 탄소-함유 기로부터 선택되며;
X는 단일 공유 결합 또는 1 내지 120개의 공유 결합된 원자로 이루어진 스페이서 기임],
단, 하기 화학식들 중 하나를 갖는 화합물은 배제된 화합물:
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