KR20150023174A - 유기 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20150023174A
KR20150023174A KR20130100564A KR20130100564A KR20150023174A KR 20150023174 A KR20150023174 A KR 20150023174A KR 20130100564 A KR20130100564 A KR 20130100564A KR 20130100564 A KR20130100564 A KR 20130100564A KR 20150023174 A KR20150023174 A KR 20150023174A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
compound
hole transporting
transporting layer
salt
Prior art date
Application number
KR20130100564A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102090714B1 (ko
Inventor
고삼일
김형근
김미경
조환희
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020130100564A priority Critical patent/KR102090714B1/ko
Priority to US14/291,516 priority patent/US9515265B2/en
Publication of KR20150023174A publication Critical patent/KR20150023174A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102090714B1 publication Critical patent/KR102090714B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C07C211/61—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton with at least one of the condensed ring systems formed by three or more rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B1/00—Dyes with anthracene nucleus not condensed with any other ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B11/00—Diaryl- or thriarylmethane dyes
    • C09B11/04—Diaryl- or thriarylmethane dyes derived from triarylmethanes, i.e. central C-atom is substituted by amino, cyano, alkyl
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/10—The polymethine chain containing an even number of >CH- groups
    • C09B23/105—The polymethine chain containing an even number of >CH- groups two >CH- groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/14—Styryl dyes
    • C09B23/148—Stilbene dyes containing the moiety -C6H5-CH=CH-C6H5
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00—Other synthetic dyes of known constitution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00—Other synthetic dyes of known constitution
    • C09B57/008—Triarylamine dyes containing no other chromophores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00—Other synthetic dyes of known constitution
    • C09B57/10—Metal complexes of organic compounds not being dyes in uncomplexed form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B69/00—Dyes not provided for by a single group of this subclass
    • C09B69/10—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds
    • C09B69/109—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds containing other specific dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H10K50/155—Hole transporting layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H10K50/156—Hole transporting layers comprising a multilayered structure

Landscapes

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

Abstract

복수 개의 정공수송층을 포함하는 유기 발광 소자가 개시된다.

Description

유기 발광 소자{Organic light-emitting device}
유기 발광 소자에 관한 것으로서, 구체적으로는 정공 전달 특성, 전기적 안정성 및 전하 생성 특성 등이 서로 다른 물질들을 포함한 복수 개의 정공 수송층을 구비하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
상기 유기 발광 소자는 기판 상부에 제1전극이 배치되어 있고, 상기 제1전극 상부에 정공 수송 영역(hole transport region), 발광층, 전자 수송 영역(electron transport region) 및 제2전극이 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 제1전극으로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 제2전극으로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
본 발명의 실시예는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들은 복수 개의 정공수송층을 포함함으로써, 구동 전압의 증가 없이 효율 및 수명이 증가된 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
제1전극;
상기 제1전극에 대향된 제2전극;
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층;
상기 발광층과 상기 제1전극 사이에 개재되고 제1화합물 및 제1전하생성물질을 포함하는 제1정공수송층;
상기 발광층과 상기 제1정공수송층 사이에 개재되고 제2화합물을 포함하는 제2정공수송층;
상기 발광층과 상기 제2정공수송층 사이에 개재되고 제3화합물 및 제2전하생성물질을 포함하는 제3정공수송층;
상기 발광층과 상기 제3정공수송층 사이에 개재되고 제4화합물을 포함하는 제4정공수송층;
상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물은 서로 독립적으로 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1 종 이상을 포함하는 유기 발광 소자가 제공된다:
<화학식 1>
Figure pat00001
<화학식 2>
Figure pat00002
상기 화학식 1 및 2 중,
Z11은 N 또는 C(R11)이고, Z12는 N 또는 C(R12)이고, Z13은 N 또는 C(R13)이고, Z14는 N 또는 C(R14)이고, Z15는 N 또는 C(R15)이고, Z16은 N 또는 C(R16)이고, Z17은 N 또는 C(R17)이고, Z18은 N 또는 C(R18)이고, Z19는 N 또는 C(R19)이고, Z20은 N 또는 C(R20)이고, Z21은 N 또는 C(R21)이고, Z22는 N 또는 C(R22)이고, Z23은 N 또는 C(R23)이고, Z24는 N 또는 C(R24)이고;
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로,
C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택되고;
R1 및 R2는 서로 독립적으로,
C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택되고
R3, R4는 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기;
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
-N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) (여기서, Q11 및 Q17은 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기임); 중에서 선택되고;
p 및 q는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면,
제1전극;
상기 제1전극에 대향된 제2전극;
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층;
상기 발광층과 상기 제1전극 사이에 개재되고 제1화합물 및 제1전하생성물질을 포함하는 제1정공수송층;
상기 발광층과 상기 제1정공수송층 사이에 개재되고 제2화합물을 포함하는 제2정공수송층;
상기 발광층과 상기 제2정공수송층 사이에 개재되고 제3화합물 및 제2전하생성물질을 포함하는 제3정공수송층;
상기 발광층과 상기 제3정공수송층 사이에 개재되고 제4화합물을 포함하는 제4정공수송층;
상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물은 서로 독립적으로 하기 화학식 1A 또는 2A로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1 종 이상을 포함하는 유기 발광 소자가 제공된다:
<화학식 1A>
Figure pat00003
<화학식 2A>
Figure pat00004
상기 화학식 1A 및 2A 중,
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로 하기 화학식 3-1 내지 3-20 중 하나로 표시되는 그룹이고;
Figure pat00005
Figure pat00006
R1 및 R2는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중 하나로 표시되고;
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
R3, R4 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중 하나로 표시되고;
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
p 및 q는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
본 발명의 실시예들을 따르면, 복수 개의 정공수송층을 포함함으로써, 유기 발광 소자의 구동 전압의 증가 없이 효율을 상승시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 에너지 관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서 중 "유기층"은 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 층을 가리키는 용어이다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자(100)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
유기 발광 소자(100)는 기판(110), 제1전극(120), 정공주입층(130), 제1정공수송층(141), 제2정공수송층(142), 제3정공수송층(143), 제4정공수송층(144), 버퍼층(150), 발광층(160), 전자수송층(170), 전자주입층(180) 및 제2전극(190)을 차례로 구비한다.
기판(110)으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
제1전극(120)은 기판(110) 상부에 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 제1전극(120)이 애노드일 경우, 정공주입이 용이하도록 제1전극용 물질은 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 제1전극(120)은 반사형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 이용하면, 상기 제1전극(12)을 반사형 전극으로 형성할 수도 있다.
제1전극(120)은 단일층 또는 2 이상의 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1전극(120)은 서로 다른 2종의 물질을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(120)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있는 등 다양한 변형예가 가능하다.
상기 제1전극(120) 상부로는 정공주입층(130)이 구비되어 있다. 원하는 목적에 따라, 상기 정공주입층(130)은 생략할 수도 있다.
정공주입층(HIL)(130)은 제1전극(120) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 증착온도 약 100℃ 내지 약 500℃, 진공도 약 10-8 내지 약 10-3torr, 증착 속도 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공주입층(130) 물질로는 공지된 정공 주입 재료를 사용할 수 있는데, 예를 들면, N,N'-디페닐-N,N'-비스-[4-(페닐-m-톨일-아미노)-페닐]-비페닐-4,4'-디아민(DNTPD, N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine)), 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 4,4',4''-트리스(3-메틸페닐페닐아미노) 트리페닐아민 (m-MTDATA, 4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐벤지딘 (NPB, N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노) 트리페닐아민 (TDATA, 4,4',4''-tris(N,N-diphenylamino) triphenylamine)), 4,4',4''-트리스[2-나프틸(페닐)아미노] 트리페닐아민 (2-TNATA, 4,4',4''-tris[2-naphthyl(phenyl)amino] triphenylamine)), PANI/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), PANI/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트))등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
m-MTDATA TDATA 2-TNATA
정공주입층(130)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승없이 만족스러운 정도의 정공주입 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 상기 정공주입층(130) 상부에 정공수송층(140)을 형성할 수 있다. 정공수송층(140)은 제1정공수송층(141), 제2정공수송층(142), 제3정공수송층(143) 및 제4정공수송층(144)이 차례로 적층된 구조를 가진다.
먼저, 상기 정공주입층(130) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 제1정공수송층(141)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀코팅법에 의하여 제1정공수송층(141)을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층(130)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
제1정공수송층(141)의 재료로는 제1화합물에 제1전하생성물질을 도핑하여 사용할 수 있다. 제1전하생성물질의 함량이 상기 제1정공수송층 100 중량% 당 0.01 내지 3 중량%를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1전하생성물질의 함량이 상기 제1정공수송층 100 중량%당 1 내지 2 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1전하생성물질은 전하생성 물질로서 제1정공수송층(141)에 균일하게(homogeneous) 분산되거나 또는 불균일하게 분포될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 제1전하생성물질의 함량이 상기 범위를 만족시키는 경우, 제1정공수송층(141)에서 적절한 양의 전하가 생성된다.
제1정공수송층(141)의 두께는 5nm 내지 30nm일 수 있다. 예를 들어, 제1정공수송층(141)의 두께는 8nm 내지 12nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1정공수송층(141)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공수송 특성과 적절한 양의 전하를 얻을 수 있다.
제1정공수송층(141) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 제2정공수송층(142)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 제2정공수송층(142)을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층(130)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
제2정공수송층(142)의 재료로는 제2화합물을 사용할 수 있다.
제2정공수송층(142)의 두께는 60㎚ 내지 100㎚일 수 있다. 예를 들어, 제2정공수송층(142)의 두께는 50㎚ 내지 60㎚일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2정공수송층(142)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공수송 특성과 정공 이동도를 얻을 수 있다.
제2정공수송층(142) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 제3정공수송층(143)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 제3정공수송층(143)을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층(130)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
제3정공수송층(143)의 재료로는 제3화합물에 제2전하생성물질을 도핑하여 사용할 수 있다. 제2전하생성물질의 함량은 제3정공생성층 100 중량% 당 0.01 내지 3 중량%를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제2전하생성물질의 함량이 상기 제3정공수송층 100 중량%당 1 내지 2 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2전하생성물질은 전하생성 물질로서 제3정공수송층(143)에 균일하게(homogeneous) 분산되거나 또는 불균일하게 분포될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 제2전하생성물질의 함량이 상기 범위를 만족시키는 경우, 제3정공수송층(143)에서 적절한 양의 전하가 생성된다.
제3정공수송층(143)의 두께는 5㎚ 내지 30㎚일 수 있다. 예를 들어, 제3정공수송층(143)의 두께는 8nm 내지 12nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제3정공수송층(143)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공수송 특성과 적절한 양의 전하를 얻을 수 있다.
제3정공수송층(143) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 제4정공수송층(144)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 제4정공수송층(144)을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층(130)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
제4정공수송층(144)의 재료로는 제4화합물을 사용할 수 있다.
제4정공수송층(144)의 두께는 60㎚ 내지 100㎚일 수 있다. 예를 들어, 제4정공수송층(144)의 두께는 50㎚ 내지 60㎚일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제4정공수송층(144)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공수송 특성과 정공 이동도를 얻을 수 있다.
상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물은 서로 독립적으로 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00017
<화학식 2>
Figure pat00018
상기 화학식 1 및 2 중,
Z11은 N 또는 C(R11)이고, Z12는 N 또는 C(R12)이고, Z13은 N 또는 C(R13)이고, Z14는 N 또는 C(R14)이고, Z15는 N 또는 C(R15)이고, Z16은 N 또는 C(R16)이고, Z17은 N 또는 C(R17)이고, Z18은 N 또는 C(R18)이고, Z19는 N 또는 C(R19)이고, Z20은 N 또는 C(R20)이고, Z21은 N 또는 C(R21)이고, Z22는 N 또는 C(R22)이고, Z23은 N 또는 C(R23)이고, Z24는 N 또는 C(R24)이고;
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로,
C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택되고;
R1 및 R2는 서로 독립적으로,
C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택되고
R3, R4는 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기;
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
-N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) (여기서, Q11 및 Q17은 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기임); 중에서 선택되고;
p 및 q는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, Z11은 C(R11)이고, Z12는 C(R12)이고, Z13은 C(R13)이고, Z14는 C(R14)이고, Z15는 C(R15)이고, Z16은 C(R16)이고, Z17은 C(R17)이고, Z18은 C(R18)이고, Z19는 C(R19)이고, Z20은 C(R20)이고, Z21은 C(R21)이고, Z22는 C(R22)이고, Z23은 C(R23)이고, Z24는 C(R24)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, Ar1 및 Ar2가 서로 독립적으로,
i) 페닐기(phenyl), 펜타레닐기(pentalenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphtyl), 아줄레닐기(azulenyl), 헵타레닐기(heptalenyl), 인다세닐기(indacenyl), 아세나프틸기(acenaphtyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기(phenalenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트릴기(anthryl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 나프타세닐기(naphthacenyl), 피세닐기(picenyl), 페릴레닐기(perylenyl), 펜타페닐기(pentaphenyl), 헥사세닐기(hexacenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐렌기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl), 페나지닐기(phenazinyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 푸라닐기(furanyl), 벤조푸라닐기(benzofuranyl), 티오페닐기(thiophenyl), 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 티아졸일렌기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 벤조티아졸일기(benzothiazolyl), 이소옥사졸일기(isoxazolyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기(oxadiazolyl), 트리아지닐기(triazinyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 디벤조푸라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 및 벤조카바졸일기; 및
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 페닐기, 펜타레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵타레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 벤조옥사졸일기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 및 벤조카바졸일기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, Ar1 및 Ar2가 서로 독립적으로,
i) 페닐기(phenyl), 나프틸기(naphtyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트릴기(anthryl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐렌기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl) 및 트리아지닐기(triazinyl); 및
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, Ar1 및 Ar2가 서로 독립적으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-20 중 하나로 표시되는 그룹일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
상기 화학식 3-1 내지 3-20 중 *는 화학식 1 및 2 중, 질소 원자(N)과의 결합 사이트를 나타낸다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, R1 및 R2가 서로 독립적으로,
i) C1-C20알킬기;
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기;
iii) 페닐기(phenyl), 나프틸기(naphtyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트릴기(anthryl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐렌기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl) 및 트리아지닐기(triazinyl); 및
iv) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, R1 및 R2가 서로 독립적으로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
상기 화학식 3-1 내지 3-20 중 *는 화학식 1 중 플루오렌의 카본을 나타낸다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, R3, R4는 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로,
i) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염 및 C1-C20알킬기;
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기;
iii) 페닐기(phenyl), 나프틸기(naphtyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트릴기(anthryl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐렌기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl) 및 트리아지닐기(triazinyl); 및
iv) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, R3, R4는 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염 및 C1-C20알킬기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중, R3, R4는 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물은 서로 독립적으로 하기 화학식 1A 또는 2A로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다:
<화학식 1A>
Figure pat00028
<화학식 2A>
Figure pat00029
상기 화학식 1A 및 2A 중
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로 하기 화학식 3-1 내지 3-20 중 하나로 표시되는 그룹이고;
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
R1 및 R2는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중 하나로 표시되고;
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
R3, R4 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중 하나로 표시되고;
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
p 및 q는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
예를 들어, 상기 화학식 1A 및 2A 중, R3, R4 및 R11 내지 R24는 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물이 하기 화합물 1 내지 96 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다:
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
일 실시예에 있어서, 상기 제1화합물과 상기 제3화합물이 서로 동일한 화합물이고, 상기 제2화합물과 상기 제4화합물이 서로 동일한 화합물일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제1화합물과 상기 제2화합물이 서로 동일한 화합물이고, 상기 제3화합물과 상기 제4화합물이 서로 동일한 화합물일 수 있다.
상기 제1전하생성물질 및 상기 제2전하생성물질이 서로 독립적으로, 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1전하생성물질 및 상기 제2전하생성물질이 서로 독립적으로, 테트라시아노퀴논다이메테인 (TCNQ), 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라시아노-1,4-벤조퀴논다이메테인 (F4-TCNQ) 및 하기 화합물 501 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화합물 501>
Figure pat00055
.
제1정공수송층(141)과 제2정공수송층(132)은 서로 접촉할 수 있다. 제1정공수송층(141)과 제2정공수송층(132)이 서로 접촉할 경우, 전하 밸런스가 향상될 수 있다.
제3정공수송층(143)과 제4정공수송층(144)은 서로 접촉할 수 있다. 제3정공수송층(143)과 제4정공수송층(144) 이 서로 접촉할 경우, 전하 밸런스가 향상될 수 있다.
상기 제4정공수송층(144)의 상부에는 버퍼층(150)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 버퍼층(150)을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층(130)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
버퍼층(150)의 재료로는 상기 제1화합물을 사용할 수 있다. 또는, 버퍼층(150)의 재료로는 상기 제4화합물을 사용할 수 있다. 또는, 버퍼층(150)의 재료로는 상기 제4화합물 및 발광 호스트 재료를 혼합하여, 제4정공수송층(144)의 HOMO 에너지 준위와 발광층(150)의 HOMO 에너지 준위의 사이 값을 가지게 하여 구동 전압을 낮출 수 있다. 버퍼층(150) 재료는 에너지 준위가 5.4eV 내지 5.9eV일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는 버퍼층(150) 재료는 정공 수송 재료에 비하여 전자 이동도는 낮으나 강건한 재료??일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
버퍼층(150)의 두께는 1 내지 20㎚일 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(150)의 두께는 5nm 내지 10 nm일 수 있다. 버퍼층(150)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 구동 전압이 과도하게 증가하지 않고 발광층(160)에서 방출된 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리의 보상에 의해 유기 발광 소자의 효율이 향상될 수 있다.
상기 버퍼층(150)의 상부에는 발광층(160)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 발광층(160)을 형성하는 경우, 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층(130)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
발광층(160)은 공지희 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 공지의 호스트의 예로는, Alq3, CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), PVK(폴리(n-비닐카바졸)), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN), TCTA, TPBI(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene)), TBADN(3-tert-부틸-9,10-디(나프트-2-일) 안트라센), E3, DSA(디스티릴아릴렌), dmCBP(하기 화학식 참조), 하기 화합물 501 내지 509 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00056
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
PVK ADN
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
또는, 상기 공지의 호스트로서, 하기 화학식 400으로 표시되는 안트라센계 화합물을 사용할 수 있다:
<화학식 400>
Figure pat00065
상기 화학식 400 중, Ar111 및 Ar112는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴렌기이고; 상기 Ar113 내지 Ar116은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기이고; g, h, i 및 j는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 60 중, Ar111 및 Ar112는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트레닐렌기 또는 파이레닐렌기; 또는 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 하나 이상으로 치환된 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트레닐렌기, 플루오레닐기, 또는 파이레닐렌기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 60 중 g, h, i 및 j는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 400 중, Ar113 내지 Ar116은 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 하나 이상으로 치환된 C1-C10알킬기; 페닐기; 나프틸기; 안트릴기; 파이레닐기; 페난트레닐기; 플루오레닐기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기 중 하나 이상으로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기; 및
Figure pat00066
중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 400으로 표시된 안트라센계 화합물은 하기 화합물들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
또는, 상기 공지의 호스트로서, 하기 화학식 401으로 표시되는 안트라센계 화합물을 사용할 수 있다:
<화학식 401>
Figure pat00072
상기 화학식 401 중 Ar122 내지 Ar125에 대한 상세한 설명은 상기 화학식 400의 Ar113에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 401 중 Ar126 및 Ar127은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기 또는 프로필기)일 수 있다.
상기 화학식 401 중 k 및 l은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수일 수 있다. 예를 들어, 상기 k 및 l은 0, 1 또는 2일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 401로 표시된 안트라센계 화합물은 하기 화합물들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00073
상기 공지의 도펀트는 형광 도펀트 및 인광 도펀트 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 공지의 도펀트는 안트라센계 화합물, 아릴아민계 화합물 및 스티릴계 화합물 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 공지의 청색 도펀트는 ter-플루오렌(fluorene) 및 하기 화학식으로 표시되는 화합물 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00074
Figure pat00075

Figure pat00076
Figure pat00077
DPAVBi
Figure pat00078
TBPe
예를 들어, 공지의 적색 도펀트로서 하기 화합물들을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00079
Figure pat00080
Figure pat00081
Figure pat00082
예를 들어, 공지의 녹색 도펀트로서, 화합물들 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00083
Figure pat00084
한편, 상기 발광층에 포함될 수 있는 공지의 도펀트는 후술하는 바와 같은 유기 금속 착체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
한편, 상기 발광층에 포함될 수 있는 공지의 도펀트는 후술하는 바와 같은 유기 금속 착체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00085
Figure pat00086
Figure pat00087
Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00090
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00093
Figure pat00094
발광층(160)이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 발광층 100중량% 당 약 0.01 내지 약 15 중량%의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광층(160)의 두께는 약 200Å 내지 약 700Å이다. 발광층(160)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
한편, 유기 발광 소자(100)가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층(160)은 적색 부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소에 따라 각각 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다.
한편, 발광층(160)은 백색광을 방출할 수 있도록 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 다층 구조를 갖거나, 적색 발광 물질, 녹색 발광 물질 및 청색 발광 물질을 함께 포함한 단일층 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 발광층(160)을 구비한 유기 발광 소자(100)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 추가로 구비함으로써, 풀 컬러를 방출할 수 있다.
다음으로 발광층 상부에 전자 수송층(ETL)(170)을 진공증착법, 또는 스핀코팅법, 캐스트법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성한다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 전자 수송층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
전자 수송층(170) 재료로는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 공지의 전자 수송 물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자 수송 물질의 예로는, 퀴놀린 유도체, 특히 Alq3 (트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄), TAZ (3-(비페닐-4-일)-5-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-4H-1,2,4-트리아졸), Balq (비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토-N1,O8)-(1,1'-비페닐)), Bebq2 (베릴륨 비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate)), ADN (9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센), 화합물 101, 화합물 102, Bphen 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00095
Figure pat00096
<화합물 101> <화합물 102>
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
Figure pat00100
BCP Bphen
전자 수송층(170)의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층(170)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
또는, 전자 수송층(170)은 공지의 전자 수송성 유기 화합물 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 금속-함유 화합물은 상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체의 비제한적인 예로는, 리튬 퀴놀레이트(Liq) 또는 하기 화합물 203 등을 들 수 있다:
<화합물 203>
Figure pat00101
또한 전자 수송층(170) 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자 주입층(EIL)(180)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
전자 주입층(180) 재료로는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 전자주입층(135)의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(131)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
전자 주입층(180)의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자 주입층(180)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
이와 같은 전자 주입층(180) 상부로는 제2전극(190)이 구비되어 있다. 제2전극(190)은 전자 주입 전극인 캐소드(Cathode)일 수 있는데, 이 때, 제2전극(190)의 재료로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 제2전극(190)의 재료의 구체적인 예로서, 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등이 사용될 수 있고, 상기 재료들을 박막으로 형성하여 투과형 전극을 얻을 수 있다. 한편, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 이용한 투과형 전극을 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
상기 설명한 복수 개의 정공수송층을 가지는 유기 발광 소자는, "제1화합물 및 제1전하생성물질을 포함하는 제1정공수송층 / 제2화합물을 포함하는 제2정공수송층 / 제3화합물 및 제2전하생성물질을 포함하는 제3정공수송층 / 제4화합물을 포함하는 제4정공수송층"을 구비할 수 있다.
상기 제1화합물 내지 제4화합물은 서로 독립적으로 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물 중 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 카바졸계 고리와 결합한 제1벤젠 중 카바졸계 고리와 결합된 제1탄소를 기준으로 메타 위치에 제2벤젠이 결합되어 있는 구조를 가지므로, 카바졸계 고리와 결합한 제1벤젠 중 카바졸계 고리와 결합된 제1탄소를 기준으로 파라 위치에 제2벤젠이 결합되어 있는 구조를 갖는 화합물에 비하여, 낮은 HOMO 에너지 레벨(실측치 기준) 및 느린 정공 이동도를 가질 수 있다. 따라서, 일반적으로 정공이동도는 전자이동도보다 빠르기 때문에 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 애노드와 발광층 사이의 정공 수송 영역에 채용한 유기 발광 소자의 발광층 내에서 정공 이동 및 전자 이동이 균형을 이룰 수 있다. 또한, 제2전극(캐소드)에서 주입되는 전자가, 발광층에서 정공 수송층으로 누설되는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다. 그러므로, 상기 화학식 1 또는 2를 정공 수송 영역에 채용하면 상기 유기 발광 소자는 고효율 및 장수명을 가질 수 있다 (하기 화학식 1' 및 2' 참조).
<화학식 1'>
Figure pat00102
<화학식 2?gt;
Figure pat00103
따라서, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 정공수송층에 포함하는 유기 발광 소자는, 고효율, 고휘도 및 장수명의 효과를 가질 수 있다.
복수 개의 정공수송층을 사용함으로써, 정공 이동도 및 정공 주입 특성을 원하는대로 용이하게 조절할 수 있다. 따라서, 발광층에서 엑시톤 형성 특성을 향상시켜 유기 발광 소자의 효율을 높이고 수명을 길게 할 수 있다. 뿐만 아니라, 복수 개의 정공수송층을 사용함으로써, 상대적으로 정공 수송 재료에 의하여 정공 수송 특성이 변하는 정도(정공 수송 재료에 대한 의존도)를 낮출 수 있다.
도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 소자(200)의 에너지 레벨을 나타낸 것이다.
상기 유기 발광 소자는 제1정공수송층(241), 제2정공수송층(242), 제3전자수송층(243), 제4전자수송층(244), 버퍼층(250), 발광층(260), 전자수송층(270) 및 전자주입층(280)을 포함한다. 제1정공수송층(241)은 제1화합물 및 제1전하생성물질을 포함하고, 제3전자수송층(243)은 제3화합물 및 제2전하생성물질을 포함하므로, 두 층은 서로 유사한 수준의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위를 가진다. 두 층에는 각각 제1전하생성물과 제2전하생성물질이 포함되어 있는데 이들의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위는 점선으로 표시되었다. 제1전하생성물질과 제2전하생성물질의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위는 상대적으로 크게 낮아 제1정공수송층(241)과 제3전자수송층(243)에서 구동 전압을 감소시켜 줄 수 있다.
제2정공수송층(242)은 제2화합물을 포함하고, 제4전자수송층(244)은 제4화합물을 포함하여 두 층은 서로 유사한 수준의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위를 가진다.
이하에서, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중, 비치환된 C1-C60알킬기(또는 C1-C60알킬기)의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등과 같은 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 알킬기를 들 수 있고, 치환된 C1-C60알킬기는 상기 비치환된 C1-C60알킬기 중 하나 이상의 수소 원자가 중수소, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C6-C60아릴기, C2-C60헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 B(Q16)(Q17)(여기서, Q11 내지 Q17은 서로 독립적으로 수소, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C5-C60아릴기, 및 C2-C60헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택됨)로 치환된 것이다.
본 명세서 중 비치환된 C1-C60알콕시기(또는 C1-C60알콕시기)는 -OA(단, A는 상술한 바와 같은 비치환된 C1-C60알킬기임)의 화학식을 가지며, 이의 구체적인 예로서, 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시, 등이 있고, 이들 알콕시기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알케닐기(또는 C2-C60알케닐기)는 상기 비치환된 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 이중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에테닐, 프로페닐, 부테닐 등이 있다. 이들 비치환된 C2-C60알케닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알키닐기(또는 C2-C60알키닐기)는 상기 정의된 바와 같은 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 삼중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에티닐(ethynyl), 프로피닐(propynyl), 등이 있다. 이들 알키닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C5-C60아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 5 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 비치환된 C5-C60아릴렌기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 5 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 아릴기 및 아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 아릴기 및 아릴렌기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기의 예로는 페닐기, C1-C10알킬페닐기(예를 들면, 에틸페닐기), C1-C10알킬비페닐기(예를 들면, 에틸비페닐기), 할로페닐기(예를 들면, o-, m- 및 p-플루오로페닐기, 디클로로페닐기), 디시아노페닐기, 트리플루오로메톡시페닐기, o-, m-, 및 p-토릴기, o-, m- 및 p-쿠메닐기, 메시틸기, 페녹시페닐기, (α,α-디메틸벤젠)페닐기, (N,N'-디메틸)아미노페닐기, (N,N'-디페닐)아미노페닐기, 펜타레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 할로나프틸기(예를 들면, 플루오로나프틸기), C1-C10알킬나프틸기(예를 들면, 메틸나프틸기), C1-C10알콕시나프틸기(예를 들면, 메톡시나프틸기), 안트라세닐기, 아즈레닐기, 헵타레닐기, 아세나프틸레닐기, 페나레닐기, 플루오레닐기, 안트라퀴놀일기, 메틸안트릴기, 페난트릴기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 에틸-크리세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 클로로페릴레닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 테트라페닐레닐기, 헥사페닐기, 헥사세닐기, 루비세닐기, 코로네릴기, 트리나프틸레닐기, 헵타페닐기, 헵타세닐기, 피란트레닐기, 오바레닐기 등을 들 수 있으며, 치환된 C5-C60아릴기의 예는 상술한 바와 같은 비치환된 C5-C60아릴기의 예와 상기 치환된 C1-C60알킬기의 치환기를 참조하여 용이하게 인식할 수 있다. 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 여기서, 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리는 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기 중 하나 이상의 수소원자는 상술한 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 비치환된 C2-C60헤테로아릴기의 예에는, 피라졸일기, 이미다졸일기, 옥사졸일기, 티아졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 피리디닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조이미다졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 등을 들 수 있다. 상기 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C2-C60아릴렌기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴옥시기는 -OA2(여기서, A2는 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴싸이오기는 -SA3(여기서, A3는 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기임)를 가리킨다.
[ 실시예 ]
합성예
Sub 2에 속하는 Sub 2(1) 내지 2(6)의 합성
하기 반응식 1에 따라 Sub 2에 속하는 화합물들인 Sub 2(1) 내지 2(6)를 합성하였다:
<반응식 1>
Figure pat00104
Figure pat00105
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
상기 Sub 2(1) 내지 Sub 2(6) 합성시, 반응식 1 중, Ar1 및 Sub 2-3은 하기 표 1과 같다:
화합물 반응식 1
Ar1 Sub 2-3
Sub 2(1) 페닐기 1-브로모-4-아이오도벤젠
Sub 2(2) 1-나프틸기 1-브로모-4-아이오도벤젠
Sub 2(3) 바이페닐기 1-브로모-4-아이오도벤젠
Sub 2(4) 페닐기 1-브로모-3-아이오도벤젠
Sub 2(5) 1-나프틸기 1-브로모-3-아이오도벤젠
Sub 2(6) 바이페닐기 1-브로모-3-아이오도벤젠
Sub 1-2의 합성
카바졸 (1당량)과 Sub 1-1 (1.1당량)을 톨루엔에 넣고 Pd2(dba)3 (0.05당량), PPh3 (0.1당량), NaOt-Bu (3당량)을 각각 첨가한 뒤, 100℃ 에서 24시간 교반 환류시킨 다음, 에테르와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 유기물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 재결정하여 Sub1-2를 얻었다.
Sub 1-3의 합성
Sub 1-2 (1당량)를 메틸렌크로라이드에 녹인 후, NBS(N-bromosuccimide) (1.1당량)를 서서히 첨가한 뒤, 상온에서 24시간 교반시켰다. 반응이 종료되면 5% 농도의 HCl을 첨가한 뒤, 물을 첨가하여 잔존 NBS를 제거하였다. 그 후 에테르와 물로 추출하고 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 재결정하여 Sub 1-3을 얻었다.
Sub 1-4의 합성
Sub 1-3 (1당량)을 무수 Ether에 녹이고, 반응물의 온도를 -78?로 낮추고, n-BuLi (2.5M in hexane) (1.1당량)을 천천히 적가하고 난 후, 반응물을 30분동안 교반시켰다. 그 후 다시 반응물의 온도를 -78?로 낮추고 Triisopropylborate (1.5당량)를 적가하였다. 상온에서 교반한 뒤 물을 넣어 희석시키고 2N HCl을 넣었다. 반응이 완료되면 에틸 에세테이트(ethyl acetate)와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 재결정하여 Sub1-4를 얻었다.
Sub 2-1의 합성
Sub 1-4 (1당량)를 THF에 녹인 후에, 1,3-디브로모벤젠(1,3-dibromobenzene)(1.1당량), Pd(PPh3)4 (0.03당량), NaOH(3당량), 물을 첨가한 후, 교반 환류 시켰다. 반응이 완료되면 에테르(ether)와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 재결정하여 생성물 Sub 2-1을 얻었다.
Sub 2-2의 합성
Sub 2-1 (1당량)을 DMF에 녹인 후에, 비스피나콜라토다이보론 (1.1당량), PdCl2(dppf) (0.03당량), KOAc (3당량)을 순서대로 첨가한 후 24시간 교반하여 보레이트 화합물을 합성한 후에, 얻어진 화합물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 재결정을 걸쳐서 분리한 후 Sub 2-2를 얻었다
Sub 2의 합성
Sub 2-2 (1 당량)를 THF에 녹인 후에, Sub 2-3 (1.1 당량), Pd(PPh3)4 (0.03당량), NaOH(3당량), 물을 첨가한 후, 교반 환류 시켰다. 반응이 완료되면 에테르(ether)와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 재결정하여 생성물 Sub 2를 얻었다.
Sub 2인 Sub 2(1) 내지 2(6) 각각의 MS 데이터는 하기 표 2와 같다:
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
Sub 2(1) m/z=473.08(C30H20BrN=474.39) Sub 2(2) m/z=523.09(C34H22BrN=524.45)
Sub 2(3) m/z=549.11(C36H24BrN=550.49) Sub 2(4) m/z=473.08(C30H20BrN=474.39)
Sub 2(5) m/z=523.09(C34H22BrN=524.45) Sub 2(6) m/z=549.11(C36H24BrN=550.49)
Sub 3에 속하는 Sub 3(1) 내지 3(24)의 합성
하기 반응식 2에 따라 각각의 Sub 3에 속하는 화합물인 Sub 3(1) 내지 3(24)를 합성하였다:
<반응식 2>
Figure pat00109
Figure pat00110
Figure pat00111
Figure pat00112
상기 Sub 3(1) 내지 Sub 3(24) 합성시, 반응식 2 중, Sub 3-1 및 Ar2는 하기 표 3과 같다:
화합물 반응식 2
Ar2 Sub 3-1
Sub 3(1) 페닐기 9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민
Sub 3(2) 1-나프틸기
Sub 3(3) 2-나프틸기
Sub 3(4)
Figure pat00113
Sub 3(5)
Figure pat00114
Sub 3(6)
Figure pat00115
Sub 3(7)
Figure pat00116
Sub 3(8)
Figure pat00117
Sub 3(9) 페닐기 9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-아민
Sub 3(10) 1-나프틸기
Sub 3(11) 2-나프틸기
Sub 3(12)
Figure pat00118
Sub 3(13)
Figure pat00119
Sub 3(14)
Figure pat00120
Sub 3(15)
Figure pat00121
Sub 3(16)
Figure pat00122
Sub 3(17) 페닐기
Figure pat00123
Sub 3(18) 1-나프틸기
Sub 3(19) 2-나프틸기
Sub 3(20)
Figure pat00124
Sub 3(21)
Figure pat00125
Sub 3(22)
Figure pat00126
Sub 3(23)
Figure pat00127
Sub 3(24)
Figure pat00128
둥근바닥플라스크에 Sub 3-1 (1당량), Sub 3-2 (1.1당량), Pd2(dba)3 (0.05 당량), P(t-Bu)3 (0.1당량), NaOt-Bu (3당량), toluene (10.5 mL / 출발물질 1 mmol)을 넣은 후에 100 ℃에서 반응을 진행한다. 반응이 완료되면 에테르와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 재결정하여 생성물 Sub 3을 얻었다.
Sub 3에 속하는 화합물인 Sub 3(1) 내지 3(24) 각각의 MS 데이터는 하기 표 4와 같다:
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
Sub 3(1) m/z=285.15(C21H19N=285.38) Sub 3(2) m/z=335.17(C25H21N=335.44)
Sub 3(3) m/z=335.17(C25H21N=335.44) Sub 3(4) m/z=361.18(C27H28N=361.48)
Sub 3(5) m/z=411.20(C31H25N=411.54) Sub 3(6) m/z=411.20(C31H25N=411.54)
Sub 3(7) m/z=411.20(C31H25N=411.54) Sub 3(8) m/z=411.20(C31H25N=411.54)
Sub 3(9) m/z=409.18(C31H23N=409.52) Sub 3(10) m/z=459.20(C35H25N=459.58)
Sub 3(11) m/z=459.20(C35H25N=459.58) Sub 3(12) m/z=485.21(C37H27N=485.62)
Sub 3(13) m/z=535.23(C41H29N=535.68) Sub 3(14) m/z=535.23(C41H29N=535.68)
Sub 3(15) m/z=535.23(C41H29N=535.68) Sub 3(16) m/z=535.23(C41H29N=535.68)
Sub 3(17) m/z=407.17(C31H21N=407.51) Sub 3(18) m/z=457.18(C35H23N=457.56)
Sub 3(19) m/z=457.18(C35H23N=457.56) Sub 3(20) m/z=483.20(C37H25N=483.60)
Sub 3(21) m/z=533.21(C41H27N=533.66) Sub 3(22) m/z=533.21(C41H27N=533.66)
Sub 3(23) m/z=533.21(C41H27N=533.66) Sub 3(24) m/z=533.21(C41H27N=533.66)
합성예 1: 화합물 2의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 3(12) (1당량) 및 Sub 2(1) (1.1당량), Pd2(dba)3 (0.05당량), P(t-Bu)3 (0.1당량), NaOt-Bu (3당량), toluene (10.5 mL / 출발물질 1 mmol)을 넣은 후에 100 ℃에서 반응을 진행하였다. 반응이 완료되면 에테르와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 유기물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 재결정하여 화합물 2를 합성하였다. 합성된 화합물은 MS/FAB 및 1H NMR 로 확인하였다.
m/z=878.37(C67H46N2=879.10)
1H NMR (CDCl3 , 400 MHz) δ(ppm) 7.13-7.23 (m, 15H), 7.30-7.75 (m, 28H), 7.92 (s, 1H), 8.22 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 8.43 (d, J = 1.3 Hz, 1H)
Figure pat00129
합성예 2: 화합물 8의 합성
Sub 2(1) 대신 Sub 2(3)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여 화합물 8을 합성하였다. 합성된 화합물은 MS/FAB 및 1H NMR 로 확인하였다.
m/z=954.40(C73H50N2=955.19)
1H NMR (CDCl3 , 400 MHz) δ(ppm) 7.12-7.79 (m, 45H), 7.86 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.94 (s, 1H), 8.24 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 8.45 (d, J = 1.4 Hz, 1H)
Figure pat00130

합성예 3: 화합물 7의 합성
Sub 3(12) 및 Sub 2(1) 대신 Sub 3(9) 및 Sub 2(3)을 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여 화합물 7을 합성하였다. 합성된 화합물은 MS/FAB 및 1H NMR 로 확인하였다.
m/z=878.37(C67H46N2=879.10)
1H NMR (CDCl3 , 400 MHz) δ(ppm) 6.99-7.79 (m, 41H), 7.86 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.93 (s, 1H), 8.24 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 8.44 (d, J = 1.3 Hz, 1H)
Figure pat00131
합성예 4: 화합물 26의 합성
Sub 3(12) 및 Sub 2(1) 대신 Sub 3(4) 및 Sub 2(3)을 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여 화합물 26을 합성하였다. 합성된 화합물은 MS/FAB 및 1H NMR 로 확인하였다.
m/z=754.33(C57H42N2=754.96)
1H NMR (CDCl3 , 400 MHz) δ(ppm) 1.45 (s, 6H), 7.15 (brs, 2H), 7.27-7.34 (m, 8H), 7.39-7.74 (m, 23H), 7.94 (s, 1H), 8.21 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 8.42 (d, J = 1.6 Hz, 1H)
Figure pat00132
합성예 5: 화합물 55의 합성
Sub 3(12) 및 Sub 2(1) 대신 Sub 3(9) 및 Sub 2(6)을 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여 화합물 55를 합성하였다. 합성된 화합물은 MS/FAB 및 1H NMR 로 확인하였다.
m/z=878.37(C67H46N2=879.10)
1H NMR (CDCl3 , 400 MHz) δ(ppm) 6.97-7.75 (m, 41H), 7.80-7.87 (m, 3H), 8.18 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 8.36 (d, J = 1.2 Hz, 1H)
Figure pat00133

합성예 6: 화합물 50의 합성
Sub 2(1) 대신 Sub 2(4)를 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여 화합물 50을 합성하였다. 합성된 화합물은 MS/FAB 및 1H NMR 로 확인하였다.
m/z=878.37(C67H46N2=879.10)
1H NMR (CDCl3 , 400 MHz) δ(ppm) 7.06-7.76 (m, 43H), 7.84 (s, 1H), 8.18 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 8.38 (d, J = 1.6 Hz, 1H)
Figure pat00134

합성예 7: 화합물 14의 합성
Sub 2(1) 대신 Sub 2(2)를 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여 화합물 14를 합성하였다. 합성된 화합물은 MS/FAB 및 1H NMR 로 확인하였다.
m/z=928.38(C71H48N2=929.15)
1H NMR (CDCl3 , 400 MHz) δ(ppm) 7.01-7.24 (m, 16H), 7.27-7.79 (m, 27H), 7.92 (s, 1H), 8.02-8.10 (m, 2H), 8.25-8.29 (m, 1H), 8.48 (d, J = 1.2 Hz, 1H)
Figure pat00135

합성예 8: 화합물 5의 합성
Sub 3(12) 대신 Sub 3(10)을 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여 화합물 5를 합성하였다. 합성된 화합물은 MS/FAB 및 1H NMR 로 확인하였다.
m/z=852.35(C65H44N2=853.06)
1H NMR (CDCl3 , 400 MHz) δ(ppm) 6.98 (dd, J = 8.3, 2.1 Hz, 1H), 7.04 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.09-7.22 (m, 11H), 7.27-7.38 (m, 6H), 7.42-7.66 (m, 17H), 7.70 (dd, J = 8.5, 1.7 Hz, 1H), 7.78 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.87-7.91 (m, 3H), 8.19 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 8.39 (d, J = 1.6 Hz, 1H)
Figure pat00136
실시예 1
애노드로는 코닝사(Corning)의 15Ω/㎠(1200Å) ITO 유리 기판을 50㎜×50㎜×0.7㎜ 크기로 잘라 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각각 5분간 초음파 세정한 후 30분간 자외선을 조사하고, 오존에 노출시켜 세정한 후, 진공 증착 장치에 상기 ITO 유리 기판을 장착하였다.
상기 ITO 유리 상부에 상기 화합물 26 및 상기 화합물 501를 99:1의 중량비로 진공 공증착하여 100Å 두께의 제1정공수송층을 형성한 다음, 상기 제1정공수송층 상부에 상기 화합물 26을 진공 증착하여 600Å 두께의 제2정공수송층을 형성하고, 상기 제2정공수송층 상부에 상기 화합물 26 및 상기 화합물 501를 99:1의 중량비로 진공 공증착하여 100Å 두께의 제3정공수송층을 형성하고, 상기 제3정공수송층 상부에 상기 화합물 26을 진공 증착하여 600Å 두께의 제4정공수송층을 형성하였다.
상기 제4정공수송층 상부에 화합물 26을 진공 증착하여 100Å 두께의 버퍼층을 형성하였다.
상기 버퍼층 상부에 ADN(호스트) 및 DPAVBi(도펀트)를 98 : 2의 중량비로 공증착하여 200Å 두께의 발광층을 형성하였다.
이어서, 상기 발광층 상부에 하기 화합물 101를 진공 증착하여 360Å 두께의 전자수송층을 형성하였다.
상기 전자수송층 상부에 할로겐화 알칼리 금속인 LiQ를 진공 증착하여 10Å 두께의 전자주입층을 형성한 다음 Mg:Ag을 110Å 두께로 진공 증착하여 캐소드를 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제조하였다.
<화합물 101>
Figure pat00137
실시예 2
제1정공수송층 및 제3정공수송층 형성시, 상기 화합물 26 및 상기 화합물 501를 98:2의 중량비로 이용하였다는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 3
제3정공수송층 형성시, 제3정공수송층의 두께를 200Å으로 하였다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 4
제1정공수송층 형성시, 상기 화합물 26 및 상기 화합물 501를 98:2의 중량비로 이용하고, 제3정공수송층 형성시, 제3정공수송층의 두께를 200Å으로 하였다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1
제1정공수송층, 제2정공수송층, 제3정공수송층 및 제4정공수송층 형성시, 상기 화합물 26 대신에 하기 화합물 A를 이용하고, 버퍼층을 형성하지 않았다는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
<화합물 A>
Figure pat00138
비교예 2
제1정공수송층, 제2정공수송층, 제3정공수송층 및 제4정공수송층 형성시, 상기 화합물 26 대신에 상기 화합물 A를 이용하였다는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
평가예
상기 실시예 1~4 및 비교예 1~2의 유기 발광 소자에 대하여, PR650 (Spectroscan) Source Measurement Unit(PhotoResearch사 제품)을 이용하여 구동전압, 전류밀도, 효율, 휘도, 색좌표, 효율/y 및 수명을 평가하였다. 상기 평가 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 구동전압
(V)		 전류밀도
(mA/cm2)		 효율
(Cd/A)		 휘도
(lm/W)		 CIE색좌표
(x,y)		 효율/y
실시예 1 3.9 10.8 5.3 4.3 (0.145, 0.044) 121.1
실시예 2 4.0 9.5 6.4 5.0 (0.144, 0.046) 138.4
실시예 3 4.2 9.0 6.9 5.1 (0.143, 0.048) 144.4
실시예 4 4.0 9.7 6.3 5.0 (0.143, 0.047) 135.2
비교예 1 4.0 10.3 4.5 2.2 (0.146, 0.048) 93.8
비교예 2 4.0 10.5 5.2 2.2 (0.146, 0.048) 108.3
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 4는 비교예 1 및 2보다 효율이 향상됨을 알 수 있다. 특히 실시예 3은 비교예 1에 비하여 약 65%정도 효율이 상승하였다.
본 발명에 대하여 상기 실시예를 참조하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사항에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200: 유기 발광 소자
110: 기판
120: 제1전극
130, 230: 정공 주입층
140, 240: 정공 수송층
141, 241: 제1정공수송층
142, 242: 제2정공수송층
143, 243: 제3정공수송층
144, 244: 제4정공수송층
150, 250: 버퍼층
160, 260: 발광층
170, 270: 전자 수송층
180, 280: 전자 주입층
190: 제2전극

Claims (20)

  1. 제1전극;
    상기 제1전극에 대향된 제2전극;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층;
    상기 발광층과 상기 제1전극 사이에 개재되고 제1화합물 및 제1전하생성물질을 포함하는 제1정공수송층;
    상기 발광층과 상기 제1정공수송층 사이에 개재되고 제2화합물을 포함하는 제2정공수송층;
    상기 발광층과 상기 제2정공수송층 사이에 개재되고 제3화합물 및 제2전하생성물질을 포함하는 제3정공수송층;
    상기 발광층과 상기 제3정공수송층 사이에 개재되고 제4화합물을 포함하는 제4정공수송층;
    상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물은 서로 독립적으로 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1 종 이상을 포함하는 유기 발광 소자:
    <화학식 1>
    Figure pat00139

    <화학식 2>
    Figure pat00140

    상기 화학식 1 및 2 중,
    Z11은 N 또는 C(R11)이고, Z12는 N 또는 C(R12)이고, Z13은 N 또는 C(R13)이고, Z14는 N 또는 C(R14)이고, Z15는 N 또는 C(R15)이고, Z16은 N 또는 C(R16)이고, Z17은 N 또는 C(R17)이고, Z18은 N 또는 C(R18)이고, Z19는 N 또는 C(R19)이고, Z20은 N 또는 C(R20)이고, Z21은 N 또는 C(R21)이고, Z22는 N 또는 C(R22)이고, Z23은 N 또는 C(R23)이고, Z24는 N 또는 C(R24)이고;
    Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로,
    C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
    중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택되고;
    R1 및 R2는 서로 독립적으로,
    C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
    중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택되고
    R3, R4는 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로,
    수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기;
    중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
    -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) (여기서, Q11 및 Q17은 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기임); 중에서 선택되고;
    p 및 q는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2가 서로 독립적으로,
    i) 페닐기(phenyl), 나프틸기(naphtyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트릴기(anthryl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐렌기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl) 및 트리아지닐기(triazinyl); 및
    ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트릴기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐렌기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되는 유기 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2가 서로 독립적으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-20 중 하나로 표시되는 그룹인, 아민계 화합물:
    Figure pat00141

    Figure pat00142

    Figure pat00143

    상기 화학식 3-1 내지 3-20 중 *는 화학식 1 및 2 중 질소 원자(N)과의 결합 사이트를 나타낸다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물이 서로 독립적으로 하기 화학식 1A 또는 화학식 2A로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자:
    <화학식 1A>
    Figure pat00144

    <화학식 2A>
    Figure pat00145

    상기 화학식 1A 및 2A 중
    Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로 하기 화학식 3-1 내지 3-20 중 하나로 표시되는 그룹이고;
    Figure pat00146

    Figure pat00147

    Figure pat00148

    R1 및 R2는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중 하나로 표시되고;
    Figure pat00149

    Figure pat00150

    Figure pat00151

    R3, R4 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중 하나로 표시되고;
    Figure pat00152

    Figure pat00153

    Figure pat00154

    p 및 q는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물이 하기 화합물 1 내지 96 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자:

    Figure pat00155

    Figure pat00156

    Figure pat00157

    Figure pat00158

    Figure pat00159

    Figure pat00160

    Figure pat00161

    Figure pat00162

    Figure pat00163

    Figure pat00164

    Figure pat00165

    Figure pat00166

    Figure pat00167

    Figure pat00168

    Figure pat00169

    Figure pat00170
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1전하생성물질 및 상기 제2전하생성물질이 서로 독립적으로, 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1전하생성물질 및 상기 제2전하생성물질이 서로 독립적으로, 테트라시아노퀴논다이메테인 (TCNQ), 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라시아노-1,4-벤조퀴논다이메테인 (F4-TCNQ) 및 하기 화합물 501 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자:
    <화합물 501>
    Figure pat00171
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물과 상기 제3화합물이 서로 동일한 화합물이고, 상기 제2화합물과 상기 제4화합물이 서로 동일한 화합물인 유기 발광 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물과 상기 제2화합물이 서로 동일한 화합물이고, 상기 제3화합물과 상기 제4화합물이 서로 동일한 화합물인 유기 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1전하생성물질의 함량이 상기 제1정공수송층 100 중량% 당 0.01 내지 3 중량%인 유기 발광 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2전하생성물질의 함량이 상기 제3정공수송층 100 중량% 당 0.01 내지 3 중량%인 유기 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1정공수송층 및 상기 제3정공수송층의 두께가 서로 독립적으로 5 내지 30nm인 유기 발광 소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2정공수송층 및 상기 제4정공수송층의 두께가 서로 독립적으로 60㎚ 내지 100㎚인 유기 발광 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 발광층과 상기 제4정공수송층 사이에 개재된 버퍼층을 더 포함하는 유기 발광 소자.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼층이 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼층의 두께가 1 내지 20㎚인 유기 발광 소자.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1정공수송층과 상기 제2정공수송층이 서로 접촉하는 유기 발광 소자.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제3정공수송층과 상기 제4정공수송층이 서로 접촉하는 유기 발광 소자.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재되는 정공 저지층, 전자수송층, 전자주입층, 및 전자수송 기능과 전자주입 기능을 동시에 갖는 기능층 중 적어도 1종을 더 포함하는 유기 발광 소자.
  20. 제1전극;
    상기 제1전극에 대향된 제2전극;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층;
    상기 발광층과 상기 제1전극 사이에 개재되고 제1화합물 및 제1전하생성물질을 포함하는 제1정공수송층;
    상기 발광층과 상기 제1정공수송층 사이에 개재되고 제2화합물을 포함하는 제2정공수송층;
    상기 발광층과 상기 제2정공수송층 사이에 개재되고 제3화합물 및 제2전하생성물질을 포함하는 제3정공수송층;
    상기 발광층과 상기 제3정공수송층 사이에 개재되고 제4화합물을 포함하는 제4정공수송층;
    상기 제1화합물 내지 상기 제4화합물은 서로 독립적으로 하기 화학식 1A 또는 2A로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1 종 이상을 포함하는 유기 발광 소자:
    <화학식 1A>
    Figure pat00172

    <화학식 2A>
    Figure pat00173

    상기 화학식 1A 및 2A 중
    Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로 하기 화학식 3-1 내지 3-20 중 하나로 표시되는 그룹이고;
    Figure pat00174

    Figure pat00175

    Figure pat00176

    R1 및 R2는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중 하나로 표시되고;
    Figure pat00177

    Figure pat00178

    Figure pat00179

    R3, R4 및 R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹들 중 하나로 표시되고;
    Figure pat00180

    Figure pat00181

    Figure pat00182

    p 및 q는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
KR1020130100564A 2013-08-23 2013-08-23 유기 발광 소자 KR102090714B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130100564A KR102090714B1 (ko) 2013-08-23 2013-08-23 유기 발광 소자
US14/291,516 US9515265B2 (en) 2013-08-23 2014-05-30 Organic light-emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130100564A KR102090714B1 (ko) 2013-08-23 2013-08-23 유기 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150023174A true KR20150023174A (ko) 2015-03-05
KR102090714B1 KR102090714B1 (ko) 2020-03-19

Family

ID=52479546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130100564A KR102090714B1 (ko) 2013-08-23 2013-08-23 유기 발광 소자

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9515265B2 (ko)
KR (1) KR102090714B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017010726A1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-19 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
US10014481B2 (en) 2015-08-21 2018-07-03 Samsung Display Co., Ltd. Compound and organic light-emitting device including the same
WO2019168368A1 (ko) * 2018-02-28 2019-09-06 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102491494B1 (ko) 2015-09-25 2023-01-20 삼성전자주식회사 유기 광전 소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기 광전 소자 및 이미지 센서
KR102529631B1 (ko) 2015-11-30 2023-05-04 삼성전자주식회사 유기 광전 소자 및 이미지 센서
KR102606277B1 (ko) * 2016-04-06 2023-11-27 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
US11056541B2 (en) 2016-04-06 2021-07-06 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
US10573692B2 (en) 2016-04-06 2020-02-25 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device having a sealing thin film encapsulation portion
KR102557864B1 (ko) 2016-04-06 2023-07-19 삼성전자주식회사 화합물, 및 이를 포함하는 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치
US10236461B2 (en) 2016-05-20 2019-03-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic photoelectronic device and image sensor
KR102605375B1 (ko) 2016-06-29 2023-11-22 삼성전자주식회사 유기 광전 소자 및 이미지 센서
KR102589215B1 (ko) 2016-08-29 2023-10-12 삼성전자주식회사 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치
US11145822B2 (en) 2017-10-20 2021-10-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Compound and photoelectric device, image sensor, and electronic device including the same
JP7023177B2 (ja) * 2018-05-09 2022-02-21 公益財団法人相模中央化学研究所 ９－（２－置換フェニル）－９ｈ－カルバゾールの製造方法
JP7023176B2 (ja) * 2018-05-09 2022-02-21 公益財団法人相模中央化学研究所 ９－（１－ナフチル）－９ｈ－カルバゾール誘導体の製造方法
US20210013437A1 (en) * 2018-09-29 2021-01-14 Tcl Technology Group Corporation Quantum dot light-emitting diode
KR20230103320A (ko) * 2021-12-31 2023-07-07 엘지디스플레이 주식회사 전계발광 표시장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110101418A (ko) * 2010-03-08 2011-09-16 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법
KR101251451B1 (ko) * 2012-08-17 2013-04-05 덕산하이메탈(주) 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20130062103A (ko) * 2011-12-02 2013-06-12 삼성디스플레이 주식회사 다층 구조의 정공수송층을 포함하는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 평판 표시 장치
KR20130070201A (ko) * 2011-12-19 2013-06-27 삼성디스플레이 주식회사 다층 구조의 정공수송층을 포함하는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 평판 표시 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5186365B2 (ja) 2006-04-26 2013-04-17 出光興産株式会社 芳香族アミン誘導体及びそれらを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101379133B1 (ko) 2008-05-29 2014-03-28 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 방향족 아민 유도체 및 그들을 사용한 유기 전기발광 소자
US10026905B2 (en) * 2012-01-18 2018-07-17 Duk San Neolux Co., Ltd. Compound, organic electric element using the same, and an electronic device thereof
KR20140109179A (ko) 2013-03-05 2014-09-15 삼성디스플레이 주식회사 아민계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110101418A (ko) * 2010-03-08 2011-09-16 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법
KR20130062103A (ko) * 2011-12-02 2013-06-12 삼성디스플레이 주식회사 다층 구조의 정공수송층을 포함하는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 평판 표시 장치
KR20130070201A (ko) * 2011-12-19 2013-06-27 삼성디스플레이 주식회사 다층 구조의 정공수송층을 포함하는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 평판 표시 장치
KR101251451B1 (ko) * 2012-08-17 2013-04-05 덕산하이메탈(주) 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017010726A1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-19 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
JP2018532253A (ja) * 2015-07-10 2018-11-01 ドク サン ネオルクス カンパニー リミテッド 有機電気素子用化合物、これを用いた有機電気素子及びその電子装置
US10573838B2 (en) 2015-07-10 2020-02-25 Duk San Neolux Co., Ltd. Organic electric element comprising compound for organic electric element and electronic device thereof
US10014481B2 (en) 2015-08-21 2018-07-03 Samsung Display Co., Ltd. Compound and organic light-emitting device including the same
WO2019168368A1 (ko) * 2018-02-28 2019-09-06 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
US9515265B2 (en) 2016-12-06
KR102090714B1 (ko) 2020-03-19
US20150053942A1 (en) 2015-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102090714B1 (ko) 유기 발광 소자
KR101722027B1 (ko) 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR101918953B1 (ko) 아민계 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 이를 포함한 유기 발광 장치
KR102245875B1 (ko) 유기 전계발광소자용 재료, 이것을 이용한 유기 전계발광소자 및 전자 기기
KR102216673B1 (ko) 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR101673521B1 (ko) 파이렌계 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 이를 포함한 유기 발광 장치
KR101990553B1 (ko) 신규한 유기 발광 소자용 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102000208B1 (ko) 유기 발광 소자
KR20140145888A (ko) 유기 발광 소자
KR102116495B1 (ko) 축합환 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101885696B1 (ko) 헤테로고리 화합물, 이를 포함한 유기 전계 발광 소자 및 상기 유기 전계 발광 소자를 포함하는 평판 표시 장치
TWI589559B (zh) 化合物及包括該化合物之有機發光裝置
KR20150105584A (ko) 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102059939B1 (ko) 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20140118007A (ko) 파이렌계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20140145887A (ko) 유기 발광 소자
KR20150022529A (ko) 유기 발광 소자
KR102203102B1 (ko) 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20150007605A (ko) 이리듐 착물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20140144999A (ko) 이리듐 착물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR101989059B1 (ko) 캐스케이드형 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR101952707B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함한 유기발광 소자
KR20140104845A (ko) 유기 발광 소자
KR20140050388A (ko) 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20140144998A (ko) 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant