KR20150062241A - Compound and organic light emitting device comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기전계발광소자에 사용되는 화합물에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 발광 효율을 향상시키고 구동전압을 낮출 수 있는 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compound used in an organic electroluminescent device, and more particularly, to a compound capable of improving light emission efficiency and lowering a driving voltage and an organic electroluminescent device including the same.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 근래 정보화 사회의 발전과 더불어, 표시장치에 대한 다양한 형태의 요구가 증대되면서, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), FED(Field Emission Display), OLED(Organic Light Emitting Diode)등 평판표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.The image display device that realizes various information on the screen is a core technology of the information communication age and it is becoming thinner, lighter, more portable and higher performance. (LCD), a plasma display panel (PDP), an electro luminescent display (ELD), a field emission display (FED), and an organic light emitting diode (OLED) display device, Organic Light Emitting Diode) have been actively studied.
이 중 유기전계발광소자는 양극과 음극 사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 유기전계발광소자는 플라스틱 같은 플렉서블(flexible) 투명 기판 위에도 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 전계발광(EL) 디스플레이에 비해 낮은 전압에서 구동이 가능하고 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다. Among these organic electroluminescent devices, electrons and holes are paired when an electric charge is injected into the organic light emitting layer formed between the anode and the cathode, and then the light is emitted while disappearing. The organic electroluminescent device can be formed not only on a flexible transparent substrate such as a plastic but also can be driven at a lower voltage than a plasma display panel (plasma display panel) or an inorganic electroluminescence (EL) display, It has the advantage of being excellent in color.
유기전계발광소자는 양극에서 주입되는 정공이 정공수송층을 지나 발광영역에서 엑시톤을 형성하게 된다. 형성된 엑시톤은 에너지 전이의 의한 물리적 방법의 의해 도펀트로 전이된다. 이러한 전이 과정의 효율을 향상시키기 위해서는 호스트의 에너지 레벨이 도펀트의 에너지 레벨보다 충분히 커야 역에너지 전이 발생이 발생하지 않는다. 역에너지 전이 발생이 저지되어야만 유기전계발광소자에서 양자효율을 최대로 이끌어 낼 수 있다. 또한, 발광 효율을 향상시키기 위해 이중 발광층(Double Emitting Layer)을 유기전계발광소자 내에 적층하기도 한다. 이중 발광층을 형성하기 위해 동일 도펀트에 정공 전달 특성이 있는 호스트와 전자 전달 특성이 있는 호스트를 사용하는데 현재까지 발광 효율이 높은 것으로 보고 되고 있다. In the organic electroluminescent device, the holes injected from the anode pass through the hole transport layer and form an exciton in the light emitting region. The excitons formed are transferred to the dopant by a physical method of energy transfer. In order to improve the efficiency of such a transfer process, the energy level of the host is sufficiently larger than the energy level of the dopant, so that the reverse energy transfer does not occur. The quantum efficiency of the organic electroluminescent device can be maximized only if the generation of the reverse energy transition is inhibited. Further, a double emission layer may be laminated in the organic electroluminescent device to improve the luminous efficiency. In order to form a double luminescent layer, a host having a hole-transporting property and a host having an electron-transporting property are used in the same dopant.
다른 방법으로는 Adachi 교수가 제안한 지연형광(Thermally activated delay fluorescence :TADF)이라는 물리적인 현상을 이용하는 기술이 최근에 보고 되고 있는데, 수명 개선의 문제가 요원한 상태로서 유기전계발광 디스플레이장치에 실용화 시키기에는 어려움이 있다. 따라서, 유기전계발광소자의 효율을 향상시키기 위한 새로운 방법이 요구되고 있다.
Another technique is to use a physical phenomenon called a thermally activated delayed fluorescence (TADF) proposed by Adachi, and it has been difficult to improve the lifetime of the organic electroluminescent display device. . Therefore, a new method for improving the efficiency of an organic electroluminescent device is required.
본 발명은 유기전계발광소자의 발광 효율을 향상시키고 구동전압을 낮출 수 있는 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자를 제공한다.
The present invention provides a compound capable of improving the luminous efficiency and lowering the driving voltage of an organic electroluminescent device and an organic electroluminescent device including the same.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the compound according to one embodiment of the present invention is represented by the following general formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, G1 및 G2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C24로 이루어진 방향족 고리화합물, 치환 또는 비치환된 C4내지 C24 내에 N1 내지 N3 또는 S1 및 S2가 각각 또는 함께 이루어질 수 있다.In Formula 1, G 1 and G 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aromatic cyclic compound composed of C4 to C24, N1 to N3, or substituted and unsubstituted C4 to C24, or S1 and S2, .
상기 G1 또는 G2의 치환체는 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 프로필(propyl), 아이소프로필(i-propyl), 옥틸(octyl), 부틸(t-butyl)등과 같은 알킬(alkyl)그룹, 메톡시(methoxy), 에톡시(ethoxy), 부톡시(buthoxy)등과 같은 알콕시(alkoxy)그룹, 트리메틸실릴(trimethylsilyl), 불소 및 염소로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The G 1 or G 2 substituent may be an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, i-propyl, octyl, t- Alkoxy groups such as methoxy, ethoxy and buthoxy, trimethylsilyl, fluorine, and chlorine. The term " alkoxy group "
상기 G1 및 G2는 하기 표시되는 화합물들에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Wherein G 1 and G 2 are any one selected from the following compounds.
상기 화합물은 하기 표시되는 화합물들에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The compound is characterized in that it is any one selected from the following compounds.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는 양극과 음극 사이에 적어도 둘 이상의 발광층들을 포함하는 유기전계발광소자에 있어서, 상기 발광층들 사이에 위치하되 상기 발광층들에 각각 접하는 중간층을 포함하고, 상기 중간층은 상기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.An organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention includes at least two light emitting layers between an anode and a cathode, and includes an intermediate layer disposed between the light emitting layers, And the intermediate layer comprises the compound.
상기 둘 이상의 발광층은 서로 동일하거나 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 한다.And the two or more light emitting layers emit light of the same or different colors.
상기 둘 이상의 발광층과 상기 중간층은 각각 1 내지 30nm의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Wherein the two or more light emitting layers and the intermediate layer each have a thickness of 1 to 30 nm.
상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 전하생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a charge generation layer disposed between the anode and the cathode.
본 발명의 화합물은 제1 중간층 및 제2 중간층에 적용함으로써, 발광층들에서 형성된 엑시톤을 가둬 엑시톤이 발광층이 아닌 다른 곳에서 발광하는 것을 방지하게 된다. 따라서, 유기전계발광소자의 발광 효율을 향상시키고 구동전압을 낮출 수 있는 이점이 있다.
By applying the compound of the present invention to the first intermediate layer and the second intermediate layer, the excitons formed in the light emitting layers are clogged to prevent the excitons from emitting in other places than the light emitting layer. Accordingly, there is an advantage that the luminous efficiency of the organic electroluminescent device can be improved and the driving voltage can be lowered.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 4 및 비교예에 따라 제조된 유기전계발광소자의 파장과 발광 강도의 관계를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 4 및 비교예에 따라 제조된 유기전계발광소자의 전압과 전류의 관계를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 4 및 비교예에 따라 제조된 유기전계발광소자의 휘도와 전류효율의 관계를 나타낸 그래프.1 is a view illustrating an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating an organic electroluminescent device according to a second embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the relationship between the wavelength and the light emission intensity of the organic electroluminescent device manufactured according to Examples 1 to 4 and Comparative Example of the present invention.
4 is a graph showing the relationship between voltage and current of an organic electroluminescent device manufactured according to Examples 1 to 4 and Comparative Example of the present invention.
5 is a graph showing the relationship between luminance and current efficiency of an organic electroluminescent device manufactured according to Examples 1 to 4 and Comparative Example of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 자세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 도면이다.1 is a view illustrating an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자(100)는 양극(110), 정공주입층(120), 정공수송층(130), 제1 발광층(140), 중간층(150), 제2 발광층(160), 전자수송층(170), 전자주입층(180) 및 음극(190)을 포함할 수 있다.1, an organic
상기 양극(110)은 정공을 주입하는 전극으로 일함수가 높은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 양극(110)이 반사 전극일 경우에 양극(110)은 ITO, IZO 또는 ZnO 중 어느 하나로 이루어진 층 하부에 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 니켈(Ni) 중 어느 하나로 이루어진 반사층을 더 포함할 수 있다.The
상기 정공주입층(120)은 양극(110)으로부터 발광층(140)으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 정공주입층(120)의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 여기서, 상기 정공주입층(120)의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층(120)의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
상기 정공수송층(130)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 정공수송층(130)의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 여기서, 상기 정공수송층(130)의 두께가 5nm 이상이면, 정공 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공수송층(130)의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
상기 제1 발광층(140)과 제2 발광층(160)은 각각 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다.The first
상기 제1 발광층(140) 또는 제2 발광층(160)이 적색인 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.When the first
상기 제1 발광층(140) 또는 제2 발광층(160)이 녹색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.A dopant including a host material including CBP or mCP and containing Ir (ppy) 3 (fac tris (2-phenylpyridine) iridium) when the first
상기 제1 발광층(140) 또는 제2 발광층(160)이 청색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.(4,6-F 2 ppy) 2 Irpic, when the first
상기 제1 발광층(140)과 상기 제2 발광층(160) 사이에 중간층(150)이 위치한다. 중간층(150)은 제1 발광층(140)과 상기 제2 발광층(160) 사이에서 정공과 전자가 결합하여 형성된 엑시톤을 가둬 발광영역에서 발광이 일어나도록 하는 역할을 하는 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진다.An
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, G1 및 G2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C24로 이루어진 방향족 고리화합물, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C24 내에 N1 내지 N3 또는 S1 및 S2가 각각 또는 함께 이루어진다.In Formula 1, G 1 and G 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aromatic cyclic compound composed of C4 to C24, substituted or unsubstituted C4 to C24, N1 to N3, or S1 and S2, .
또한, 상기 G1 또는 G2의 치환체는 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 프로필(propyl), 아이소프로필(i-propyl), 옥틸(octyl), 부틸(t-butyl)등과 같은 알킬(alkyl)그룹, 메톡시(methoxy), 에톡시(ethoxy), 부톡시(buthoxy)등과 같은 알콕시(alkoxy)그룹, 트리메틸실릴(trimethylsilyl), 불소 및 염소로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.The G 1 or G 2 substituent may be alkyl (alkyl) such as methyl, ethyl, propyl, i-propyl, octyl, ) Group, an alkoxy group such as methoxy, ethoxy and buthoxy, trimethylsilyl, fluorine and chlorine.
여기서, 상기 G1 및 G2는 하기 표시되는 화합물들에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.Here, G 1 and G 2 are each selected from the following compounds.
본 발명의 화합물은 하기 표시되는 화합물들에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.The compound of the present invention is composed of any one selected from the compounds shown below.
전술한 본 발명의 중간층(150)에 사용되는 화합물은 에너지 밴드갭이 넓은 물질들로 이루어져, 제1 발광층(140)과 제2 발광층(160)에서 형성된 엑시톤을 가둬 엑시톤이 발광층이 아닌 다른 곳에서 발광하는 것을 방지하게 된다. 따라서, 유기전계발광소자의 발광 효율을 향상시키고 구동전압을 낮출 수 있는 이점이 있다.The compound used in the
상기 전자수송층(170)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 전자수송층(170)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 여기서, 상기 전자수송층(170)의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층(170)의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
상기 전자주입층(180)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 전자주입층(180)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 여기서, 상기 전자주입층(180)의 두께가 1nm 이상이면, 전자 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자주입층(180)의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
상기 음극(190)은 전자 주입 전극으로, 일함수가 낮은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 여기서, 음극(190)은 유기전계발광소자가 전면 또는 양면발광구조일 경우, 빛을 투과할 수 있을 정도로 얇은 두께로 형성할 수 있으며, 유기전계발광소자가 배면발광구조일 경우, 빛을 반사시킬 수 있을 정도로 두껍게 형성할 수 있다. The
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.2 is a view illustrating an organic electroluminescent device according to a second embodiment of the present invention. In the following, description of the same components as those of the first embodiment will be omitted.
도 2를 참조하면, 본 발명의 유기전계발광소자(200)는 양극(210)과 음극(310) 사이에 위치하는 스택들(ST1, ST2) 및 스택들(ST1, ST2) 사이에 위치하는 전하생성층(260)을 포함한다.2, the organic electroluminescent device 200 according to the present invention includes stacks ST1 and ST2 located between an
보다 자세하게, 제1 스택(ST1)은 하나의 발광소자 단위를 이루는 것으로, 제1 발광층(240a)과 제2 발광층(240b)을 포함한다. 제1 발광층(240a)과 제2 발광층(240b)은 서로 동일한 색을 발광하거나 다른 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광층(240a)과 제2 발광층(240b)이 청색을 발광하는 경우 상기 제1 실시예에서 서술한 청색 발광물질들을 사용할 수 있다. In more detail, the first stack ST1 constitutes one light emitting device unit and includes a first
본 발명의 제1 스택(ST1)에는 제1 발광층(240a)과 제2 발광층(240b) 사이에 제1 중간층(245)이 위치한다. 제1 중간층(245)은 제1 발광층(240a)과 상기 제2 발광층(240b) 사이에서 정공과 전자가 결합하여 형성된 엑시톤을 가둬 발광영역에서 발광이 일어나도록 하는 역할을 하는 것으로, 전술한 제1 실시예에 설명한 화합물과 동일한 물질로 이루어진다. 앞서 화합물에 대해 자세히 설명하였으므로 여기에서는 그 설명을 생략하기로 한다. In the first stack ST1 of the present invention, the first
상기 제1 스택(ST1)은 양극(210)과 제1 발광층(240a) 사이에 정공주입층(220), 제1 정공수송층(230)을 더 포함한다. 정공주입층(220)과 상기 제1 정공수송층(230)은 전술한 제1 실시예의 정공주입층 및 정공수송층과 동일한 구성으로 이루어진다. 그리고, 제1 스택(ST1)은 제2 발광층(240) 상에 제1 전자수송층(250)을 더 포함한다. 제1 전자수송층(250)은 전술한 제1 실시예의 전자수송층과 동일한 구성으로 이루어진다. 따라서, 양극(210) 상에 정공주입층(220), 제1 정공수송층(230), 제1 발광층(240a), 제1 중간층(245), 제2 발광층(240b) 및 제1 전자수송층(250)을 포함하는 제1 스택(ST1)을 구성한다.The first stack ST1 further includes a
상기 제1 스택(ST1) 상에 전하생성층(Charge Generation Layer ; CGL)(260)이 위치한다. 전하생성층(260)은 N형 전하생성층(260N)과 P형 전하생성층(260P)이 접합된 PN접합 전하생성층일 수 있다. 이때, 상기 PN접합 전하생성층(260)은 전하를 생성하거나 정공 및 전자로 분리하여 상기 각 발광층에 전하를 주입한다. 즉, N형 전하생성층(260N)은 양극에 인접한 제1 발광층(240a)과 제2 발광층(240b)에 전자를 공급하고, 상기 P형 전하생성층(260P)은 제2 스택(ST2)의 발광층에 정공을 공급함으로써, 다수의 발광층을 구비하는 유기전계발광소자의 발광 효율을 더욱 증대시킬수 있으며, 이와 더불어 구동 전압도 낮출수 있다.A charge generation layer (CGL) 260 is disposed on the first stack ST1. The charge generation layer 260 may be a PN junction charge generation layer in which an N-type
상기 P형 전하생성층(260P)은 금속 또는 P형이 도핑된 유기물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 금속은 Al, Cu, Fe, Pb, Zn, Au, Pt, W, In, Mo, Ni 및 Ti로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘이상의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 P형이 도핑된 유기물질에 사용되는 P형 도펀트와 호스트의 물질은 통상적으로 사용되는 물질을 이용할 수 있다. 예를 들면, 상기 P형 도펀트는 2,3,5,6-테트라플루오르-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 테트라시아노퀴노디메탄의 유도체, 요오드, FeCl3, FeF3 및 SbCl5으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다. 또한, 상기 호스트는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N-디페닐-벤지딘(NPB), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1-비페닐-4,4'-디아민(TPD) 및 N,N',N'-테트라나프틸-벤지딘(TNB)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다.The P-type
상기 N형 전하생성층(260N)은 금속 또는 N형이 도핑된 유기물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm, Eu, Tb, Dy 및 Yb로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다. 또한, 상기 N형이 도핑된 유기물질에 사용되는 N형 도펀트와 호스트의 물질은 통상적으로 사용되는 물질을 이용할 수 있다. 예를 들면, 상기 N형 도펀트는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 또는 알칼리 토금속 화합물일 수 있다. 자세하게는 상기 N형 도펀트는 Cs, K, Rb, Mg, Na, Ca, Sr, Eu 및 Yb로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다. 상기 호스트 물질은 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄, 트리아진, 하이드록시퀴놀린 유도체 및 벤즈아졸 유도체 및 실롤 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다.The N-type
한편, 상기 전하생성층(260) 상에 제3 발광층(280a)과 제4 발광층(280b)을 포함하는 제2 스택(ST2)이 위치한다. 제3 발광층(280a)과 제4 발광층(280b)은 서로 동일한 색을 발광하거나 다른 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 제3 발광층(280a)과 제4 발광층(280b)이 노란색을 발광하는 경우 제3 발광층(280a)과 제4 발광층(280b)은 CBP(4,4'-N,N'-dicarbazolebiphenyl) 또는 Balq(Bis(2-methyl-8-quinlinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminium) 중 선택된 적어도 하나의 호스트에 옐로그린을 발광하는 인광 옐로그린 도펀트로 이루어질 수 있다. On the other hand, a second stack ST2 including a
본 발명의 제2 스택(ST2)에는 제3 발광층(280a)과 제4 발광층(280b) 사이에 제2 중간층(285)이 위치한다. 제2 중간층(285)은 제3 발광층(280a)과 상기 제4 발광층(280b) 사이에서 정공과 전자가 결합하여 형성된 엑시톤을 가둬 발광영역에서 발광이 일어나도록 하는 역할을 하는 것으로, 전술한 제1 중간층(285)과 동일한 물질로 이루어진다. 상기 제2 스택(ST2)은 전하생성층(260)과 제3 발광층(280a) 사이에 제2 정공수송층(270)을 더 포함한다. 제2 정공수송층(270)은 전술한 제1 정공수송층(230)과 동일한 구성으로 이루어진다. In the second stack ST2 of the present invention, the second
또한, 제2 스택(ST2)은 제4 발광층(280b) 상에 제2 전자수송층(300)을 더 포함하며, 제2 전자수송층(300)은 전술한 제1 스택(ST1)의 제1 전자수송층(250)과 동일한 구성으로 이루어진다. 따라서, 전하생성층(260) 상에 제2 정공수송층(270), 제3 발광층(280a), 제2 중간층(285), 제4 발광층(280b) 및 제2 전자수송층(300)을 포함하는 제2 스택(ST2)을 구성한다. 제2 스택(ST2) 상에는 음극(310)이 구비되어 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자를 구성한다.The second stack ST2 further includes a second
전술한 바와 같이, 본 발명의 화합물은 제1 중간층 및 제2 중간층에 적용함으로써, 발광층들에서 형성된 엑시톤을 가둬 엑시톤이 발광층이 아닌 다른 곳에서 발광하는 것을 방지하게 된다. 따라서, 유기전계발광소자의 발광 효율을 향상시키고 구동전압을 낮출 수 있는 이점이 있다.As described above, by applying the compound of the present invention to the first intermediate layer and the second intermediate layer, the excitons formed in the light emitting layers are shielded to prevent the excitons from emitting in other places than the light emitting layer. Accordingly, there is an advantage that the luminous efficiency of the organic electroluminescent device can be improved and the driving voltage can be lowered.
이하, 본 발명의 화합물의 합성예 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관하여 하기 합성예 및 실시예에서 상술하기로 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, synthesis examples of the compound of the present invention and an organic electroluminescent device including the same will be described in the following Synthesis Examples and Examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.
합성예Synthetic example
1) 화합물 A의 제조1) Preparation of Compound A
2구 둥근 바닥 플라스크에 1-브로모-4-(1-브로모나프탈렌-4-yl)나프탈렌(1-bromo-4-(1-bromonaphthalen-4-yl)naphthalene)(2g, 4.85mmol)과 페난스렌-9-yl-9-보로닉산(phenanthren-9-yl-9-boronic acid)(2.37g, 10.7mmol)을 무수테트라하이드로푸란 80mL에 넣고 교반시킨다. 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.28g, 5mol%)과 포타슘카보네이트(K2CO3, 20g), 증류수 80mL를 넣고 100 ℃에서 24시간 환류시킨다. 반응이 종료되면 테트라하이드로푸란을 제거 한 후 생성된 고형분을 걸러낸다. 디클로로메탄과 메탄올을 사용하여 재결정을 하여 화합물 A(2.30g, 78%)을 얻었다.Bromo-4- (1-bromonaphthalen-4-yl) naphthalene (2 g, 4.85 mmol) and 1-bromo-4- Phenanthren-9-yl-9-boronic acid (2.37 g, 10.7 mmol) was added to 80 mL of anhydrous tetrahydrofuran and stirred. Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.28 g, 5 mol%), potassium carbonate (K 2 CO 3 , 20 g) and distilled water (80 mL) were added and refluxed at 100 ° C. for 24 hours. At the end of the reaction, tetrahydrofuran is removed and the resulting solid is filtered. Recrystallization was performed using dichloromethane and methanol to obtain Compound A (2.30 g, 78%).
2) 화합물 B의 제조2) Preparation of compound B
2구 둥근 바닥 플라스크에 1-브로모-4-(1-브로모나프탈렌-4-yl)나프탈렌(2g, 4.85mmol)과 카바졸(Carbazole)(1.79g, 10.7mmo)을 5mol% CuI, 10mol% 트랜스-1,4-디아미노시클로헥산(trans-1,4-Diaminocyclohexane), K3PO4(2.06g, 9.70mmol)을 80ml 디메틸포름아미드(DMF)에 넣고 100 ℃에서 24시간 환류시킨다. 반응이 종료되면 정제수를 플라스크에 넣고 생성된 고형분을 필터링 한다. 디클로로메탄과 메탄올을 사용하여 재결정을 하여 화합물 B(2.21g , 78%)을 얻었다.1-bromo-4- (1-bromonaphthalene-4-yl) naphthalene (2g, 4.85mmol) and Carbazole (1.79g, 10.7mmo) were added to a 2-necked round bottom flask with 5mol% CuI, 10mol 1,4-Diaminocyclohexane and K 3 PO 4 (2.06 g, 9.70 mmol) were dissolved in 80 ml of dimethylformamide (DMF) and refluxed at 100 ° C. for 24 hours. When the reaction is complete, the purified water is placed in a flask and the resulting solids are filtered. Recrystallization was performed using dichloromethane and methanol to obtain Compound B (2.21 g, 78%).
3) 화합물 C의 제조3) Preparation of compound C
2구 둥근 바닥 플라스크에 1-브로모-4-(1-브로모나프탈렌-4-yl)나프탈렌(2g, 4.85mmol)과 2-디벤조싸이오펜보로닉산(2-dibenzothiophenboronic acid)(2.44g, 10.7mmol)을 무수테트라하이드로푸란 80mL에 넣고 교반시킨다. 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.28g, 5mol%)과 포타슘카보네이트(20g), 증류수 80mL를 넣고 100 ℃에서 24시간 환류시킨다. 반응이 종료되면 테트라하이드로푸란을 제거한 후 생성된 고형분을 걸러낸다. 디클로로메탄과 메탄올을 사용하여 재결정을 하여 화합물 C(2.04g, 68%)을 얻었다.
To a 2 necked round bottom flask were added 1-bromo-4- (1-bromonaphthalene-4-yl) naphthalene (2 g, 4.85 mmol) and 2-dibenzothiophenboronic acid , 10.7 mmol) were dissolved in 80 mL of anhydrous tetrahydrofuran and stirred. Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.28 g, 5 mol%), potassium carbonate (20 g) and distilled water (80 mL) were added and refluxed at 100 ° C for 24 hours. At the end of the reaction, tetrahydrofuran is removed and the resulting solid is filtered. Recrystallization was performed using dichloromethane and methanol to obtain Compound C (2.04 g, 68%).
4) 화합물 D의 제조4) Preparation of compound D
2구 둥근 바닥 플라스크에 1-브로모-4-(1-브로모나프탈렌-4-yl)나프탈렌(2g, 4.85mmol)과 N-페닐-3-카보졸릴보로닉산(N-phenyl-3-carbazolylboronic acid)(3.07g, 10.7mmol)을 무수테트라하이드로푸란 80mL에 넣고 교반시킨다. 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.28g, 5mol%)과 포타슘카보네이트(20g), 증류수 80mL를 넣고 100 ℃에서 24시간 환류시킨다. 반응이 종료되면 테트라하이드로푸란을 제거 한 후 생성된 고형분을 걸러낸다. 디클로로메탄과 메탄올을 사용하여 재결정을 하여 화합물 D(2.61g, 73%)을 얻었다.To a 2-neck round bottom flask was added 1-bromo-4- (1-bromonaphthalene-4-yl) naphthalene (2g, 4.85mmol) and N-phenyl- carbazolylboronic acid (3.07 g, 10.7 mmol) were dissolved in 80 mL of anhydrous tetrahydrofuran and stirred. Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.28 g, 5 mol%), potassium carbonate (20 g) and distilled water (80 mL) were added and refluxed at 100 ° C for 24 hours. At the end of the reaction, tetrahydrofuran is removed and the resulting solid is filtered. Recrystallization was performed using dichloromethane and methanol to obtain Compound D (2.61 g, 73%).
이하, 전술한 합성예에서 제조된 본 발명의 화합물 A, B, C 및 D를 중간층으로 사용하여 유기전계발광소자를 제작한 실시예를 개시한다. Hereinafter, embodiments in which an organic electroluminescent device is manufactured using the compounds A, B, C, and D of the present invention prepared in the above-mentioned synthesis examples as an intermediate layer are disclosed.
<실시예 1>≪ Example 1 >
ITO glass의 발광 면적이 3mm × 3mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 기본 압력이 1x10-6 torr가 되도록 한 후 양극인 ITO 상에 정공주입층으로 DNTPD를 700Å의 두께로 형성하고, 정공수송층으로 α-NPD를 300Å의 두께로 형성하고, 제1 발광층으로 호스트인 MADN에 도펀트인 BD-1을 4%의 도핑농도로 도핑하여 50Å의 두께로 형성하고, 중간층으로 화합물 A를 50Å의 두께로 형성하고, 제2 발광층으로 호스트인 MADN에 도펀트인 BD-1을 4%의 도핑농도로 도핑하여 50Å의 두께로 형성하고, 전자수송층으로 Alq3를 125Å의 두께로 형성하고 전자주입층으로 LiF를 5Å의 두께로 형성하고, 음극으로 Al을 1000Å의 두께로 순차적으로 형성하여 유기전계발광소자를 제작하였다. The ITO glass was patterned to have a light emitting area of 3 mm x 3 mm and then cleaned. After the substrate was mounted in a vacuum chamber, the base pressure was adjusted to 1 × 10 -6 torr. Then, DNTPD was formed to a thickness of 700 Å as a hole injection layer on the anode ITO, α-NPD was formed to a thickness of 300 Å as a hole transport layer Doped BD-1 was doped with a doping concentration of 4% to form a 50 Å thick layer, a compound A was formed to a thickness of 50 Å as an intermediate layer, and MADN as a host to the second light emitting layer the Al as the cathode by doping a dopant BD-1 with a doping concentration of 4% and formed to a thickness of 50Å, to form a Alq 3 as the electron transport layer to a thickness of 125Å to form a LiF electron injection layer to a thickness of 5Å, Lt; RTI ID = 0.0 > 1000A < / RTI > to form an organic electroluminescent device.
<실시예 2>≪ Example 2 >
전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 B로 중간층을 형성한 것만을 달리하여 유기전계발광소자를 제작하였다.An organic electroluminescent device was fabricated under the same process conditions as in Example 1 except that the intermediate layer was formed of Compound B only.
<실시예 3>≪ Example 3 >
전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 C로 중간층을 형성한 것만을 달리하여 유기전계발광소자를 제작하였다.An organic electroluminescent device was fabricated under the same process conditions as in Example 1 except that the intermediate layer was formed of the compound C.
<실시예 4><Example 4>
전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 D로 중간층을 형성한 것만을 달리하여 유기전계발광소자를 제작하였다.An organic electroluminescent device was fabricated under the same process conditions as in Example 1 except that the intermediate layer was formed of Compound D.
<비교예><Comparative Example>
전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에, 중간층의 형성 없이 단일 발광층으로 호스트인 MADN에 도펀트인 BD-1을 4%의 도핑농도로 도핑하여 300Å의 두께로 형성한 것만을 달리하여 유기전계발광소자를 제작하였다.Except that the host MADN was doped with a doping concentration of BD-1 at a doping concentration of 4% and formed to a thickness of 300 ANGSTROM under the same process conditions as in Example 1, except that an intermediate layer was not formed. Respectively.
전술한 실시예 1 내지 4 및 비교예에 따라 제조된 유기전계발광소자의 구동전압, 발광효율, 양자효율, 휘도 및 색좌표를 측정하여 하기 표 1에 나타내었고, 파장과 발광 강도의 관계를 도 3에 나타내었으며, 전압과 전류의 관계를 도 4에 나타내었고, 휘도와 전류효율의 관계를 도 5에 나타내었다. (이때, 유기전계발광소자의 전류는 10mA/㎠였다.)The driving voltage, the luminous efficiency, the quantum efficiency, the luminance and the color coordinates of the organic electroluminescent device manufactured according to Examples 1 to 4 and Comparative Example were measured and shown in Table 1 below. The relationship between the wavelength and the luminous intensity is shown in FIG. 3 FIG. 4 shows the relationship between the voltage and the current, and FIG. 5 shows the relationship between the luminance and the current efficiency. (The current of the organic electroluminescent device was 10 mA /
#
#
(V)Driving voltage
(V)
(%)Quantum efficiency
(%)
(Cd/㎡)Luminance
(Cd / m 2)
상기 표 1, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 4는 비교예와 동등 수준의 색좌표를 나타내면서, 비교예 대비 구동전압이 감소되었고 발광효율, 양자효율 및 휘도가 향상되었다.Referring to Table 1 and FIGS. 3 to 5, Examples 1 to 4 of the present invention show the same color coordinates as those of the comparative example, and the driving voltage is decreased and the luminous efficiency, quantum efficiency and brightness are improved compared with the comparative example .
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description. Also, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100 : 유기전계발광소자
110 : 양극
120 : 정공주입층
130 : 정공수송층
140 : 제1 발광층
150 : 중간층
160 : 제2 발광층
170 : 전자수송층
180 : 전자주입층
190 : 음극100: organic electroluminescent device 110: anode
120: Hole injection layer 130: Hole transport layer
140: First light emitting layer 150:
160: second light emitting layer 170: electron transporting layer
180: electron injection layer 190: cathode
Claims (8)
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
G1 및 G2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C24로 이루어진 방향족 고리화합물, 치환 또는 비치환된 C4내지 C24 내에 N1 내지 N3 또는 S1 및 S2가 각각 또는 함께 이루어질 수 있다.
Lt; RTI ID = 0.0 > (1) < / RTI >
[Chemical Formula 1]
In Formula 1,
G 1 and G 2 each independently may be substituted or unsubstituted aromatic cyclic compound composed of C4 to C24, N1 to N3, or substituted and unsubstituted C4 to C24, or S1 and S2, respectively.
상기 G1 또는 G2의 치환체는 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 프로필(propyl), 아이소프로필(i-propyl), 옥틸(octyl), 부틸(t-butyl)등과 같은 알킬(alkyl)그룹, 메톡시(methoxy), 에톡시(ethoxy), 부톡시(buthoxy)등과 같은 알콕시(alkoxy)그룹, 트리메틸실릴(trimethylsilyl), 불소 및 염소로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물.
The method according to claim 1,
The G 1 or G 2 substituent may be an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, i-propyl, octyl, t- An alkoxy group such as methoxy, ethoxy, buthoxy and the like, trimethylsilyl, fluorine and chlorine, and the like.
상기 G1 및 G2는 하기 표시되는 화합물들에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물.
The method according to claim 1,
Wherein G < 1 > and G < 2 > are any one selected from the compounds shown below.
상기 화합물은 하기 표시되는 화합물들에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물.
The method according to claim 1,
Wherein said compound is any one selected from the compounds shown below.
상기 발광층들 사이에 위치하되 상기 발광층들에 각각 접하는 중간층을 포함하고, 상기 중간층은 상기 제1 항 내지 제4 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
An organic electroluminescent device comprising at least two light emitting layers between an anode and a cathode,
And an intermediate layer disposed between the light emitting layers and in contact with the light emitting layers, wherein the intermediate layer comprises the compound according to any one of claims 1 to 4.
상기 둘 이상의 발광층은 서로 동일하거나 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
6. The method of claim 5,
Wherein the two or more light emitting layers emit light of the same or different colors.
상기 둘 이상의 발광층과 상기 중간층은 각각 1 내지 30nm의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
6. The method of claim 5,
Wherein the two or more light emitting layers and the intermediate layer each have a thickness of 1 to 30 nm.
상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 전하생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.6. The method of claim 5,
And a charge generation layer disposed between the anode and the cathode.
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