KR20200034526A - 신규한 고분자 및 이를 이용한 유기발광 소자 - Google Patents

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KR20200034526A
KR20200034526A KR1020180114421A KR20180114421A KR20200034526A KR 20200034526 A KR20200034526 A KR 20200034526A KR 1020180114421 A KR1020180114421 A KR 1020180114421A KR 20180114421 A KR20180114421 A KR 20180114421A KR 20200034526 A KR20200034526 A KR 20200034526A
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Abstract

본 발명은 고분자 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자를 제공한다.

Description

신규한 고분자 및 이를 이용한 유기발광 소자{Novel polymer and organic light emitting device comprising the same}
본 발명은 신규한 고분자 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답 시간을 가지며, 휘도, 구동 전압 및 응답 속도 특성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다.
유기 발광 소자는 일반적으로 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 유기물 층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물 층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자에 사용되는 유기물에 대하여 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한편, 최근에는 공정 비용 절감을 위하여 기존의 증착 공정 대신 용액 공정, 특히 잉크젯 공정을 이용한 유기 발광 소자가 개발되고 있다. 초창기에는 모든 유기 발광 소자 층을 용액 공정으로 코팅하여 유기 발광 소자를 개발하려 하였으나 현재 기술로는 한계가 있어, 정구조 형태에서 HIL, HTL, EML만을 용액 공정으로 진행하고 추후 공정은 기존의 증착 공정을 활용하는 하이브리드(hybrid) 공정이 연구 중이다.
이에 본 발명에서는 유기 발광 소자에 사용될 수 있으면서 동시에 용액 공정으로 증착이 가능한 신규한 유기 발광 소자의 소재를 제공한다.
한국특허 공개번호 제10-2000-0051826호
본 발명은 신규한 고분자 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 고분자를 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-40 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이거나, 인접한 2개의 R1 또는 R2가 각각 서로 결합하여 C6-60 방향족 고리, 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로방향족 고리를 형성하고,
R3 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소, 또는 C1-10 알킬이고,
L1은 단일결합; 치환 또는 비치환된 C1-40 알킬렌; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
a1 및 a2는 각각 독립적으로, 0 내지 5의 정수이고,
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
R6 내지 R8은 각각 독립적으로, 수소, 또는 C1-10 알킬이고,
L2는 단일결합; 치환 또는 비치환된 C1-40 알킬렌; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이다.
또한, 본 발명은 양극; 상기 양극과 대향하여 구비된 음극; 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비된 발광층; 및 상기 양극과 상기 발광층 사이에 구비된 정공수송층을 포함하고, 상기 정공수송층은 상기 고분자를 포함하는 것인, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 고분자는 유기 발광 소자의 정공수송층의 재료로서 사용될 수 있으며, 열경화를 통해 유기 발광 소자에서 막유지율을 확보할 수 있어 용액 공정으로 증착이 가능하다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 정공수송층(3), 발광층(4), 음극(5)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(6), 정공수송층(3), 발광층(4), 전자수송층(7), 전자주입층(8) 및 음극(5)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서,
Figure pat00003
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 사이클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00004
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00006
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 사이클로펜틸메틸,사이클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 알킬렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 사이클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 3-메틸사이클로펜틸, 2,3-디메틸사이클로펜틸, 사이클로헥실, 3-메틸사이클로헥실, 4-메틸사이클로헥실, 2,3-디메틸사이클로헥실, 3,4,5-트리메틸사이클로헥실, 4-tert-부틸사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00007
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종 원소로 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민 중 헤테로아릴은 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 탄화수소 고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 아릴기 또는 사이클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 고분자를 제공한다.
종래에서 사용되던 용액 증착용 물질은, 용매에 대한 용해도가 있더라도 그 다음 층 증착시 사용되는 용매에 상기 물질이 녹아들어가 층이 섞여 소자 성능을 떨어트리는 문제가 있다.
그러나 본 발명에 따른 고분자는, 이하 상세히 설명할 바와 같이 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위에 의한 우수한 정공 전달 특성과 함께, 증착 후 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 경화시켜 용매 직교성(solvent orthogonality)을 가져 층간 섞임이 억제될 수 있다. 더불어, 화학식 2로 표시되는 반복단위의 비율에 따라 경화 시 막 유지율을 조절할 수 있다. 이하, 각 반복단위 별로 설명한다.
(제1 반복단위)
본 명세서에서 '제1 반복단위'란, 발명에 따른 고분자에 포함되는 화학식 1로 표시되는 반복단위로서, 우수한 정공 전달 특성을 가진다.
바람직하게는, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C6-20 헤테로아릴이거나, 인접한 2개의 R1 또는 R2가 각각 서로 결합하여 C6-20 방향족 고리, 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C6-20 헤테로방향족 고리를 형성하고, 보다 바람직하게는 페닐 또는 인접한 2개의 R1 또는 R2가 각각 서로 결합하여 하기의 화합물을 형성한다:
Figure pat00008
.
바람직하게는, R3 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소, 또는 C1-5 알킬이고, 보다 바람직하게는 모두 수소이다.
바람직하게는, L1은 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C6-20 헤테로아릴렌이고, 보다 바람직하게는 페닐렌이다.
바람직하게는, a1 및 a2는 각각 독립적으로, 1 또는 2이다.
바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 1-2이다:
[화학식 1-2]
Figure pat00009
상기 화학식 1-2에 있어서,
R1 내지 R5 및 L1에 대한 설명은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
바람직하게는, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3이다.
[화학식 1-3]
Figure pat00010
.
한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 단량체로부터 유래된다:
[화학식 1-1]
Figure pat00011
상기 화학식 1-1에서, R1 내지 R5, a1, a2 및 L1은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 1-1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1과 같은 제조 방법으로 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00012
상기 반응식 1에서, R1 내지 R5, a1, a2 및 L1은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같으며, X1은 할로겐이고, 바람직하게는 X1은 클로로 또는 브로모이다.
상기 반응식 1은 스즈키 커플링 반응으로, 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
(제2 반복단위)
본 명세서에서 '제2 반복단위'란, 발명에 따른 고분자에 포함되는 화학식 2로 표시되는 반복단위로서, 경화 가능한 반응기인 벤조사이클로부탄(benzocyclobutane)을 포함한다. 본 발명에 따른 고분자를 증착한 후 벤조사이클로부탄을 경화시켜 용매 직교성(solvent orthogonality)을 가져 층간 섞임이 억제될 수 있다.
바람직하게는, R6 내지 R8은 각각 독립적으로, 수소, 또는 C1-5 알킬이고, 보다 바람직하게는 모두 수소이다.
바람직하게는, L2는 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C6-20 헤테로아릴렌이고, 보다 바람직하게는 단일결합이다.
바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 2-2이다:
[화학식 2-2]
Figure pat00013
상기 화학식 2-2에 있어서,
R6 내지 R8 및 L2에 대한 설명은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
바람직하게는, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-3이다.
[화학식 2-3]
Figure pat00014
한편, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1로 표시되는 단량체로부터 유래된다:
[화학식 2-1]
Figure pat00015
상기 화학식 2-1에서, R6 내지 R8 및 L2는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 2-1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 2와 같은 제조 방법으로 제조할 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00016
상기 반응식 2에서, R6 내지 R8 및 L2는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같으며, X2는 할로겐이고, 바람직하게는 X2는 클로로 또는 브로모이다.
상기 반응식 2는 스즈키 커플링 반응으로, 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
(고분자)
본 발명에 따른 고분자는 상술한 화학식 1-1로 표시되는 단량체 및 화학식 2-1로 표시되는 단량체를 중합하여 제조할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 고분자는 상기 반복단위를 포함하는 랜덤 공중합체이다.
본 발명에 따른 고분자에서, x 및 y는 상기 고분자 내 상기 화학식 1의 반복단위 및 화학식 2의 반복단위 몰비로서, x : y는 0.2~0.6 : 0.4~0.8이다. 상기 화학식 2의 반복단위의 몰비 y가 0.4 미만인 경우, 랜덤공중합체 내에 경화기의 비율이 낮아지기 때문에 경화 온도가 올라가는 문제가 있고, 0.8을 초과하는 경우, 경화온도가 낮아지지만 경화기의 비율이 상대적으로 높아지기 때문에 소자 특성을 저하시키는 문제가 있다.
상술한 화학식 1-1로 표시되는 단량체 및 화학식 2-1로 표시되는 단량체의 반응 몰비를 조절하여, 상기 고분자의 몰비를 조절할 수 있다.
상기와 같은 고분자를 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 일례로, LRP(Living Radical Polymerization) 방식으로 중합할 수 있고, 그 예로는 중합 제어제로서 원자이동　라디칼　중합제를 이용하는 원자이동　라디칼　중합법(ATRP), 중합 제어제로서 원자이동　라디칼　중합제를 이용하되 전자를 발생시키는 유기 또는 무기 환원제 하에서 중합을 수행하는 ARGET(Activators Regenerated by Electron Transfer) 원자이동　라디칼　중합법(ATRP), ICAR(Initiators for continuous activator regeneration) 원자이동　라디칼　중합법(ATRP), 무기 환원제 가역 부가-개열 연쇄 이동제를 이용하는 가역 부가-개열 연쇄 이동에 의한 중합법(RAFT) 또는 유기 텔루륨 화합물을　개시제로서 이용하는 방법 등이 있으며, 이러한 방법 중에서 적절한 방법이 선택되어 적용될 수 있다.
일례로, 상기 고분자는,　라디칼　개시제　및 리빙　라디칼　중합 시약의 존재 하에, 상기 단량체를 포함하는 반응물을 리빙　라디칼　중합법으로 중합하는 것을 포함하는 방식으로 제조할 수 있다. 고분자의 제조 과정은, 일례로 상기 과정을 거쳐서 생성된 중합 생성물을 비용매 내에서 침전시키는 과정을 추가로 포함할 수 있다.
라디칼　개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면,　AIBN(azobisisobutyronitrile) 또는 2,2'-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴(2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile)) 등의 아조 화합물이나, BPO(benzoyl peroxide) 또는 DTBP(di-t-butyl peroxide) 등과 같은 과산화물 계열을 사용할 수 있다.
리빙　라디칼　중합 과정은, 예를 들면, 메틸렌클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 벤젠, 톨루엔, 아세톤, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 모노글라임, 디글라임, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드 또는 디메틸아세트아미드 등과 같은 용매 내에서 수행될 수 있다.
비용매로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 노르말 프로판올 또는 이소프로판올 등과 같은 알코올, 에틸렌글리콜 등의 글리콜, n-헥산, 시클로헥산, n-헵탄 또는 페트롤리움 에테르 등과 같은 에테르 계열이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 고분자의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 100,000g/mol이고, 보다 바람직하게는 10,000 내지 50,000g/mol이다.
본 명세서에 있어서 용어 "중량 평균 분자량(Mw)" 및 "수 평균 분자량(Mn)"은, GPC(gel permeation chromatograph)를 사용하여 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이다. 본 명세서에서 용어 "분자량"은 특별히 달리 규정하지 않는 한 중량 평균 분자량을 의미한다.
예를 들어, 분자량은 길이 300mm의 PLgel MIXED-B 칼럼(Polymer Laboratories)이 장착된 Agilent PL-GPC 220 기기를 이용하여 측정한다. 측정 온도는 35℃이며, THF를 용매로써 사용하였고 유속은 1 mL/min의 속도로 측정한다. 샘플은 10mg/10mL의 농도로 조제한 다음, 200 μL의 양으로 공급한다. 폴리스티렌 표준을 이용하여 형성된 검정 곡선을 참고로 Mw 및 Mn 의 값을 유도한다. 폴리스티렌 표준의 분자량(g/mol)은 2,000/ 10,000/ 30,000/ 70,000/ 200,000/ 700,000/ 2,000,000/ 4,000,000/ 10,000,000의 9 종을 사용한다.
(코팅 조성물)
본 발명에 따른 고분자는 용액 공정으로 유기 발광 소자의 유기물 층, 특히 정공수송층을 형성할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명은 상술한 본 발명에 따른 고분자 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
상기 용매는 본 발명에 따른 고분자를 용해 또는 분산시킬 수 있는 용매이면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등의 염소계 용매; 테트라하이드로퓨란, 디옥산 등의 에테르계 용매; 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸 등의 지방족 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용매; 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메톡시에탄, 프로필렌글리콜, 디에톡시메탄, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, 1,2-헥산디올 등의 다가 알코올 및 그의 유도체; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 시클로헥산올 등의 알코올계 용매; 디메틸술폭사이드 등의 술폭사이드계 용매; 및 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 용매; 부틸벤조에이트, 메틸-2-메톡시벤조에이트 등의 벤조에이트계 용매; 테트랄린; 3-phenoxy-toluene 등의 용매를 들 수 있다. 또한, 상술한 용매를 1종 단독으로 사용하거나 2종 이상의 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물의 점도는 1 cP 내지 10 cP가 바람직하며, 상기의 범위에서 코팅이 용이하다. 또한, 상기 코팅 조성물 내 본 발명에 따른 고분자의 농도는 0.1 wt/v% 내지 20 wt/v%인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상술한 코팅 조성물을 사용하여 정공수송층을 형성하는 방법을 제공한다. 구체적으로, 양극 상에, 또는 양극 상에 형성된 정공주입층 상에, 상술한 본 발명에 따른 코팅 조성물을 용액 공정으로 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 열처리 또는 광처리하는 단계를 포함한다.
상기 용액 공정은 상술한 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용하는 것으로, 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 열처리 단계에서 열처리 온도는 150 내지 230℃가 바람직하다. 또한, 상기 열처리 시간은 1분 내지 3시간이고, 보다 바람직하게는 10분 내지 1시간이다. 또한, 상기 열처리는 아르곤, 질소 등의 불활성 기체 분위기에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 코팅 단계와 상기 열처리 또는 광처리 단계 사이에 용매를 증발시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
(유기 발광 소자)
또한, 본 발명은 상술한 본 발명에 따른 고분자를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 양극; 상기 양극과 대향하여 구비된 음극; 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비된 발광층; 및 상기 양극과 상기 발광층 사이에 구비된 정공수송층을 포함하고, 상기 정공수송층은 본 발명에 따른 고분자를 포함하는, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 정공수송층(3), 발광층(4), 음극(5)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(6), 정공수송층(3), 발광층(4), 전자수송층(7), 전자주입층(8) 및 음극(5)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 상기 정공수송층이 본 발명에 따른 고분자를 포함하고, 상술한 방법과 같이 제조되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조할 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 유기물층 및 음극을 순차적으로 적층시켜 제조할 수 있다. 이때, 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물 층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시켜 제조할 수 있다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다(WO 2003/012890). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물 층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SNO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 상기 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물 층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 사이클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 질소 함유 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 고분자는 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
발명을 이하 실시예에서 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 단량체 A의 제조
Figure pat00017
N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-bromophenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine 1당량, 4-vinylphenylboronic acid 1.3당량, Pd(PPh3)4 0.05당량, K2CO3 2.3당량을 둥근 바닥 플라스크에 넣고 THF에 녹여 80℃에서 24 시간 동안 반응시킨 후, MC(methylene chloride)/H2O로 추출하고 celite/silica/MgSO4 필터를 통과시켰다. 마지막으로, 흡착 컬럼 크로마토그래피(column chromatography, 부피비 Hexane:MC=9:1)를 통해 단량체 A를 수득하였다.
상기 단량체 A의 1H NMR 스펙트럼은 아래와 같다.
Figure pat00018
제조예 2: 공중합체 1의 제조
상기 단량체 A(0.5g, 0.93mmol), 4-vinyl-1,2-dihydrocyclobutabenzene (0.2g, 1.54mmol), AIBN(5.0mg, 0.03mmol)을 슐렌크 반응 플라스크(schlenk flask)에 넣고 THF(1.5ml)에 녹인 후, 동결-배기-해동(freeze-evacuate-thaw)을 3번 반복하고 60℃에서 20시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 용액을 EA(ethyl acrylate)에 부어 반응하지 않은 단량체는 녹이고 고분자를 침전하여 공중합체 1을 획득하였다.
Agilent 1200 series를 이용하여 PS 스텐다드(Standard)를 이용한 GPC로 중량평균분자량 및 수평균분자량을 측정한 값은 하기와 같다.
Mn: 33,900g/mol, Mw: 68,800g/mol
비교제조예 1: 공중합체 2의 제조
상기 단량체 A(0.5g, 0.93mmol), 4-vinyl-1,2-dihydrocyclobutabenzene (0.047g, 0.36mmol), AIBN(5.0mg, 0.03mmol)을 슐렌크 반응 플라스크(schlenk flask)에 넣고 THF(1.5ml)에 녹인 후, 동결-배기-해동(freeze-evacuate-thaw)을 3번 반복하고 60℃에서 20시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 용액을 EA(ethyl acrylate)에 부어 반응하지 않은 단량체는 녹이고 고분자를 침전하여 공중합체 2을 획득하였다.
Agilent 1200 series를 이용하여 PS 스텐다드(Standard)를 이용한 GPC로 중량평균분자량 및 수평균분자량을 측정한 값은 하기와 같다.
Mn: 15,400g/mol, Mw: 23,500g/mol
비교제조예 2: 공중합체 3의 제조
상기 단량체 A(1.0g, 1.86mmol), 4-vinyl-1,2-dihydrocyclobutabenzene (0.058g, 0.45mmol), AIBN(5.0mg, 0.03mmol)을 슐렌크 반응 플라스크(schlenk flask)에 넣고 THF(3ml)에 녹인 후, 동결-배기-해동(freeze-evacuate-thaw)을 3번 반복하고 60℃에서 20시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 용액을 EA(ethyl acrylate)에 부어 반응하지 않은 단량체는 녹이고 고분자를 침전하여 공중합체 3를 획득하였다.
Agilent 1200 series를 이용하여 PS 스텐다드(Standard)를 이용한 GPC로 중량평균분자량 및 수평균분자량을 측정한 값은 하기와 같다.
Mn: 20,600g/mol, Mw: 36,600g/mol
실시예 1
ITO (indium tin oxide)가 1500Å의 두께로 박막 증착된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 아이소프로필알콜, 아세톤의 용제로 초음파 세척을 각각 30분씩 하고 건조시킨 후, 상기 기판을 글러브박스로 수송시켰다.
정공주입층의 호스트로 하기의 화합물 A와 정공주입층의 도펀트로 화합물 B를 유기용매(사이클로헥산온:cyclohexanone)에 녹여 코팅 조성물을 준비하였다. 정공주입층의 호스트와 도펀트의 비율은 중량비 0.8:0.2로 혼합하였다. 이렇게 제조된 정공주입층 혼합물을 ITO 투명 전극 위에 스핀코팅하여 400Å 두께로 성막하였다. 이것을 질소 분위기 하에서, 230℃로 30분간 가열하여 정공주입층을 형성하였다. 이후 상기 제조예 2에 따른 공중합체 1을 톨루엔에 용해시켜 정공주입층 위에 스핀코팅하여 200Å으로 성막하고 질소 분위기 하에서 220℃로 30분간 가열하여 정공수송층을 형성하였다. 이후 상기 정공수송층 위에 하기 화합물 C와 화합물 D를 0.94:0.06의 중량비로 포함하는 톨루엔 용액을 200Å으로 스핀코팅하고 질소 분위기 하에서 120℃로 10분간 가열하여 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 화합물 E를 350Å 두께로 진공 증착하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층 위에 순차적으로 10Å 두께로 LiF와 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 캐소드를 형성하였다.
Figure pat00019
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2ⅹ10-7~5ⅹ10-6torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 정공수송층을 공중합체 1 대신 비교제조예 1에 따른 공중합체 2를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 정공수송층을 공중합체 1 대신 비교제조예 2에 따른 공중합체 3을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
실험예
상기 공중합체 1 내지 3의 경화 시작 온도와, 실시예 1 및 비교예 1, 2에서 제조한 유기 발광 소자의 막 유지율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
상기의 경화 시작 온도는, 고분자의 경화가 시작되는 온도를 측정하였고,
막 유지율은, 상기 제조한 각 공중합체를 2 wt%로 톨루엔에 녹인 용액을 제조하여, 스핀코팅으로 quartz 기판에 100nm 두께로 코팅한 후 질소 분위기에서 220℃에서 30분 동안 열처리한 뒤 측정한 UV-Vis absorption spectrum과 동일한 샘플을 톨루엔에 10분 동안 담궈 두었다가 꺼내어 용매가 건조된 뒤 측정한 UV-Vis absorption spectrum을 비교하는 방법으로 측정하였다.
정공수송층 경화기(화학식 2) 몰비율 경화 시작 온도 막 유지율
실시예 1 공중합체 1 0.56 210 ~100%
비교예 1 공중합체 2 0.21 235 ~94%
비교예 2 공중합체 3 0.12 250 ~89%
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본원 발명의 공중합체는 경화 시작 온도가 낮고, 상기 공중합체를 정공수송층으로 사용하여 제조된 유기 발광 소자의 경우, 막 유지율에서 우수한 특성을 나타내었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(정공수송층)에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
1: 기판 2: 양극
3: 정공 수송층 4: 발광층
5: 음극 6: 정공 주입층
7: 전자 수송층 8: 전자 주입층

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 고분자:
    [화학식 1]
    Figure pat00020

    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-40 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이거나, 인접한 2개의 R1 또는 R2가 각각 서로 결합하여 C6-60 방향족 고리, 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로방향족 고리를 형성하고,
    R3 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소, 또는 C1-10 알킬이고,
    L1은 단일결합; 치환 또는 비치환된 C1-40 알킬렌; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
    a1 및 a2는 각각 독립적으로, 0 내지 5의 정수이고,
    [화학식 2]
    Figure pat00021

    상기 화학식 2에서,
    R6 내지 R8은 각각 독립적으로, 수소, 또는 C1-10 알킬이고,
    L2는 단일결합; 치환 또는 비치환된 C1-40 알킬렌; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이다.
  2. 제1항에 있어서,
    x : y는 0.2~0.6 : 0.4~0.8인,
    고분자.
  3. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 페닐 또는 인접한 2개의 R1 또는 R2가 각각 서로 결합하여 하기의 화합물을 형성하는,
    고분자:
    Figure pat00022
    .
  4. 제1항에 있어서,
    L1은 페닐렌인,
    고분자.
  5. 제1항에 있어서,
    a1 및 a2는 각각 독립적으로, 1 또는 2인,
    고분자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 1-2인,
    고분자:
    [화학식 1-2]
    Figure pat00023

    상기 화학식 1-2에 있어서,
    R1 내지 R5 및 L1에 대한 설명은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 1-3인,
    고분자:
    [화학식 1-3]
    Figure pat00024
    .
  8. 제1항에 있어서,
    L2는 단일결합인,
    고분자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 2-2인,
    고분자:
    [화학식 2-2]
    Figure pat00025

    상기 화학식 2-2에 있어서,
    R6 내지 R8 및 L2에 대한 설명은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 2-3인,
    고분자:
    [화학식 2-3]
    Figure pat00026
    .
  11. 제1항에 있어서,
    상기 고분자의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 100,000g/mol인,
    고분자.
  12. 양극; 상기 양극과 대향하여 구비된 음극; 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비된 발광층; 및 상기 양극과 상기 발광층 사이에 구비된 정공수송층을 포함하고, 상기 정공수송층은 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 고분자를 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
    유기 발광 소자.
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