KR20210016971A - Organic electroluminescent device - Google Patents

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KR20210016971A
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한송이
박호철
김영모
송효범
정승은
김근형
김태형
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솔루스첨단소재 주식회사
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Abstract

Provided is an organic electroluminescent device, in which a corresponding light emitting layer material and an electron transport auxiliary layer material are mixed between a light emitting layer and an electron transport auxiliary layer to provide a co-deposited organic functional layer, so as to provide high luminous efficiency, low driving voltage, and long life.

Description

유기 전계 발광 소자 {ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE} Organic electroluminescent device {ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}

본 발명은 발광층과 전자수송 보조층 사이에, 당해 발광층 재료와 전자수송 보조층 재료가 혼합된 유기 기능층을 별도로 구비함으로써, 높은 발광효율, 낮은 구동전압 및 장수명 등을 동시에 발휘하는 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.The present invention is an organic electroluminescent device that simultaneously exhibits high luminous efficiency, low driving voltage, and long life by separately providing an organic functional layer in which the material of the light-emitting layer and the material of the electron-transport auxiliary layer are mixed between the light-emitting layer and the auxiliary layer for transporting electrons. Can provide.

1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계발광 (electroluminescent, EL) 소자 (이하, 간단히 '유기 EL 소자'로 칭함)에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층(NPB)과 발광층(Alq3)으로 구성된 2층 적층 구조의 유기 EL 소자가 제안되었다. 이후 유기 EL 소자는 상용화를 위해 필요한 고효율, 장수명 특성을 구현하기 위해 소자 내에 정공주입 및 수송을 담당하는 유기층과 전자주입 및 수송을 담당하는 유기층, 정공과 전자의 결합에 의해 전계 발광이 일어나도록 유도하는 유기층 등과 같이 각각의 특징적이고, 세분화된 기능을 부여한 다층 적층 구조의 형태가 제안되었다. 다층 적층 구조의 도입은 유기 EL 소자의 성능을 상용화 특성까지 향상시켜, 1997년 차량용 라디오 디스플레이 제품을 시작으로 휴대용 정보표시기기 및 TV용 디스플레이 소자로까지 그 적용 범위를 확대시키려 하고 있다. In 1965, research on an organic electroluminescent (EL) device (hereinafter simply referred to as'organic EL device') followed by blue electroluminescence using an anthracene single crystal (hereinafter, simply referred to as'organic EL device') was continued, and in 1987 the hole layer was formed by Tang. An organic EL device having a two-layer stack structure composed of (NPB) and a light emitting layer (Alq 3 ) has been proposed. Afterwards, the organic EL device induces electroluminescence to occur by the combination of holes and electrons, an organic layer in charge of hole injection and transport, an organic layer in charge of electron injection and transport in the device in order to realize the high efficiency and long life characteristics required for commercialization. A form of a multi-layered structure with each characteristic and subdivided function, such as an organic layer, has been proposed. The introduction of a multi-layered structure improves the performance of organic EL devices to the commercialization characteristics, and is trying to expand its application range to portable information display devices and TV display devices, starting with radio display products for vehicles in 1997.

디스플레이의 대형화, 고해상도화의 요구는 유기 EL 소자의 고효율화, 장수명화의 과제를 부여하고 있다. 특히, 같은 면적에서 더 많은 화소 형성을 통해 구현되는 고해상도화의 경우 유기 EL 화소의 발광면적을 감소시키는 결과를 초래하여 수명을 감소시킬 수 밖에 없으며, 유기 EL 소자가 극복해야 할 가장 중요한 기술적 과제가 되었다. The demand for an increase in the size and resolution of a display places the problem of increasing the efficiency and longevity of organic EL devices. In particular, in the case of higher resolution realized through the formation of more pixels in the same area, it results in a reduction in the emission area of the organic EL pixels, which inevitably reduces the lifespan, and the most important technical problem that the organic EL device must overcome is Became.

유기 EL 소자는 두 전극에 전류, 또는 전압을 인가하면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어져 빛을 내게 된다. 이때, 유기 EL 소자는 형성된 엑시톤의 전자 스핀 종류에 따라 일중항 엑시톤이 발광에 기여하는 형광 EL 소자와 삼중항 엑시톤이 발광에 기여하는 인광 EL 소자로 구분될 수 있다. In the organic EL device, when a current or voltage is applied to two electrodes, holes are injected into the organic material layer from the anode and electrons are injected into the organic material layer from the cathode. When the injected holes and electrons meet, excitons are formed, and these excitons fall to the ground state to emit light. In this case, the organic EL device may be classified into a fluorescent EL device in which singlet excitons contribute to light emission and a phosphorescent EL device in which triplet excitons contribute to light emission according to the type of electron spin of the formed excitons.

전자와 정공의 재결합에 의해 형성되는 엑시톤의 전자 스핀은 일중항 엑시톤과 삼중항 엑시톤이 25%, 75%의 비율로 생성된다. 일중항 엑시톤에 의해 발광이 이루어지는 형광 EL 소자는 생성 비율에 따라 이론적으로 내부 양자 효율이 25%를 넘을 수 없으며, 외부 양자 효율은 5%가 한계로 받아들여 지고 있다. 삼중항 엑시톤에 의해 발광이 이루어지는 인광 EL 소자는 Ir, Pt와 같은 전이금속 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 인광 도판트로 사용했을 경우, 형광에 비해 최고 4배까지 발광 효율을 향상시킬 수 있다. The electron spin of excitons, which is formed by recombination of electrons and holes, generates singlet excitons and triplet excitons at a rate of 25% and 75%. Fluorescent EL devices that emit light by singlet excitons theoretically cannot exceed 25% of the internal quantum efficiency depending on the generation rate, and 5% of the external quantum efficiency is accepted as a limit. Phosphorescent EL devices that emit light by triplet excitons improve luminous efficiency up to 4 times compared to fluorescence when a metal complex compound containing heavy atoms of transition metals such as Ir and Pt is used as a phosphorescent dopant. I can make it.

상기와 같이 인광 EL 소자는 이론적인 사실을 근거로 발광효율 면에서 형광보다 높은 효율을 나타내지만, 녹색과 적색을 제외한 청색 인광소자에 있어서는 진청색의 색순도와 고효율의 인광 도판트 및 이를 만족시키는 넓은 에너지 갭의 호스트에 대한 개발수준이 미비하여 아직까지는 청색 인광소자가 상용화되지 못하고, 청색 형광소자가 제품에 사용되고 있다. As described above, phosphorescent EL devices exhibit higher luminous efficiency than fluorescence in terms of luminous efficiency based on theoretical facts, but in blue phosphorescent devices excluding green and red, a phosphorescent dopant with deep blue color purity and high efficiency and a wide energy satisfying the same Blue phosphorescent devices have not yet been commercialized due to insufficient development level for Gap hosts, and blue phosphorescent devices are being used in products.

전술한 유기 EL 소자의 특성을 향상시키기 위해 정공이 전자 전달층으로 확산되는 것을 방지하여 소자의 안정성을 증가시키기 위한 연구 결과가 보고되고 있다. 그러나, 현재까지 만족할만한 결과를 얻지 못하는 실정이다. In order to improve the characteristics of the organic EL device described above, research results have been reported for increasing the stability of the device by preventing holes from diffusing into the electron transport layer. However, to date, satisfactory results have not been obtained.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발광층 재료와 전자수송 보조층 재료가 소정 비율로 혼합된 유기 기능층을 상기 발광층과 상기 전자수송 보조층 사이에 별도로 구비함으로써 고효율, 저전압 및 장수명을 동시에 발휘하는 유기 EL 소자를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention was devised to solve the above-described problem, and by separately providing an organic functional layer in which a light emitting layer material and an electron transport auxiliary layer material are mixed in a predetermined ratio between the light emitting layer and the electron transport auxiliary layer, high efficiency, low voltage and long lifespan It is a technical problem to provide an organic EL device exhibiting at the same time.

상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 양극; 정공 수송 영역; 발광층; 전자 수송 영역 및 음극이 순차적으로 적층된 구조를 구비하며, 상기 전자 수송 영역은 전자수송 보조층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함하고, 상기 발광층과 상기 전자수송 보조층 사이에 배치된 적어도 하나의 유기 기능층을 더 포함하되, 상기 유기 기능층은, 상기 발광층의 재료; 및 상기 전자수송 보조층의 재료의 혼합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention is a positive electrode; Hole transport area; Light-emitting layer; It has a structure in which an electron transport region and a cathode are sequentially stacked, and the electron transport region includes an electron transport auxiliary layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, and is disposed between the light emitting layer and the electron transport auxiliary layer. Further comprising an organic functional layer, wherein the organic functional layer, the material of the light emitting layer; And a mixture of materials for the electron transport auxiliary layer.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 전자수송 보조층의 HOMO 에너지 준위의 절대값은 상기 발광층의 HOMO 에너지 준위의 절대값 보다 높을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the absolute value of the HOMO energy level of the electron transport auxiliary layer may be higher than the absolute value of the HOMO energy level of the emission layer.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 전자수송 보조층의 HOMO 에너지 준위의 절대값과, 상기 발광층의 HOMO 에너지 준위의 절대값과의 차이는 0 eV 초과, 1.5 eV 이하일 수 있다.In one embodiment of the present invention, a difference between the absolute value of the HOMO energy level of the electron transport auxiliary layer and the absolute value of the HOMO energy level of the emission layer may be greater than 0 eV and less than or equal to 1.5 eV.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 전자수송 보조층의 LUMO 에너지 준위의 절대값은, 상기 전자수송층의 LUMO 에너지 준위의 절대값 보다 낮고, 상기 발광층의 LUMO 에너지 준위의 절대값 보다 높을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport auxiliary layer may be lower than the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport layer and higher than the absolute value of the LUMO energy level of the light emitting layer.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 전자수송 보조층의 LUMO 에너지 준위의 절대값과, 상기 전자수송층의 LUMO 에너지 준위의 절대값과의 차이는 0 eV 초과, 1.0 eV 이하일 수 있다. In one embodiment of the present invention, a difference between the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport auxiliary layer and the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport layer may be greater than 0 eV and less than 1.0 eV.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 전자수송 보조층의 LUMO 에너지 준위의 절대값과, 상기 발광층의 LUMO 에너지 준위의 절대값과의 차이는 0 내지 1.0 eV 범위일 수 있다. In one embodiment of the present invention, a difference between the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport auxiliary layer and the absolute value of the LUMO energy level of the emission layer may be in the range of 0 to 1.0 eV.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 유기 기능층은 상기 전자수송 보조층의 재료; 및 상기 발광층의 재료를 공증착(co-deposition)시켜 형성된 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the organic functional layer is a material of the electron transport auxiliary layer; And it may be formed by co-deposition (co-deposition) the material of the light emitting layer.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 유기 기능층은, 상기 전자수송 보조층의 재료와, 상기 발광층에 함유된 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함하되, 상기 전자수송 보조층의 재료와 상기 호스트 재료의 혼합 비율은 5~95 : 95~5 중량비이며, 상기 도펀트 재료는 상기 전자수송 보조층의 재료와 호스트 재료를 합한 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the organic functional layer includes a material of the electron transport auxiliary layer, a host material and a dopant material contained in the light emitting layer, and the material of the electron transport auxiliary layer and the host material The mixing ratio is 5 to 95: 95 to 5 weight ratio, and the dopant material may be included in an amount of 0.5 to 30 parts by weight based on the total weight of the material of the electron transport auxiliary layer and the host material.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 정공 수송 영역은 정공 주입층, 정공 수송층 및 정공수송 보조층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. For one embodiment of the present invention, the hole transport region may include at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, and a hole transport auxiliary layer.

본 발명에서는 발광층과 전자수송 보조층 사이에, 이들 재료가 소정 비율로 혼합된 유기 기능층을 배치함으로써, 낮은 구동전압, 및 높은 발광효율을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 디스플레이 패널에 적용함에 따라 성능 및 수명이 향상된 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.In the present invention, an organic electroluminescent device having a low driving voltage and high luminous efficiency can be provided by arranging an organic functional layer in which these materials are mixed in a predetermined ratio between the light emitting layer and the electron transport auxiliary layer. In addition, by applying the organic electroluminescent device of the present invention to a display panel, it is possible to provide a display panel with improved performance and lifespan.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 보다 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 발광층과 전자수송 보조층 사이의 HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 발광층, 전자수송 보조층, 및 전자수송층 사이의 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위 관계를 나타내는 그래프이다.
<부호의 간단한 설명>
100, 200: 유기 전계 발광 소자 A, A': 유기층
10: 양극 20: 음극
30: 정공 수송 영역 31: 정공주입층
32: 정공수송층 33: 정공수송 보조층
40: 발광층 50: 전자 수송 영역
51: 전자수송층 52: 전자주입층
53: 전자수송 보조층 60: 유기 기능층
1 is a cross-sectional view showing the structure of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the structure of an organic electroluminescent device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a high occupied molecular orbital (HOMO) energy level between an emission layer and an electron transport auxiliary layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) energy level between a light emitting layer, an electron transport auxiliary layer, and an electron transport layer according to another embodiment of the present invention.
<Simple explanation of sign>
100, 200: organic electroluminescent element A, A': organic layer
10: anode 20: cathode
30: hole transport area 31: hole injection layer
32: hole transport layer 33: hole transport auxiliary layer
40: light emitting layer 50: electron transport region
51: electron transport layer 52: electron injection layer
53: electron transport auxiliary layer 60: organic functional layer

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims. Accordingly, in some embodiments, well-known process steps, well-known device structures, and well-known techniques have not been described in detail in order to avoid obscuring interpretation of the present invention. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

<유기 전계 발광 소자><Organic EL device>

본 발명에 따른 일 실시형태의 유기 전계 발광 소자는, 양극; 상기 양극과 대향 배치된 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)되고, 정공 수송 영역, 발광층 및 전자 수송 영역을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 구비하되, 상기 발광층과 상기 전자 수송 영역에 포함된 전자수송 보조층 사이에 이들의 재료가 서로 혼합된 유기 기능층을 포함한다. An organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention includes: an anode; A negative electrode disposed opposite to the positive electrode; And one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode and including a hole transport region, a light emitting layer, and an electron transport region, and between the light emitting layer and the electron transport auxiliary layer included in the electron transport region. The material of the mixture includes an organic functional layer mixed with each other.

이러한 유기 기능층은 인접하는 2개의 유기물층, 즉 발광층의 재료와 전자수송 보조층의 재료가 서로 혼합되어 공증착(co-deposition)된 상태이므로, 동일한 재료 사용에 따른 Barrier-free 효과로 인해 전자수송 보조층에서 주입된 전자가 상기 유기층으로부터 발광층까지 원활하게 공급될 수 있고, 이로 인해 유기 전계 발광소자의 발광효율을 개선하고, 수명 특성을 유의적으로 개선할 수 있다.This organic functional layer is in a state in which two adjacent organic material layers, that is, the material of the light emitting layer and the material of the electron transport auxiliary layer, are mixed and co-depositioned, so electron transport due to the barrier-free effect of the use of the same material. Electrons injected from the auxiliary layer can be smoothly supplied from the organic layer to the emission layer, thereby improving the luminous efficiency of the organic EL device and significantly improving the lifespan characteristics.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 바람직한 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the organic electroluminescent device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram showing the structure of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 유기 전계 발광 소자(100)는, 양극(10); 정공 수송 영역(30); 발광층(40); 전자 수송 영역(50) 및 음극(20)이 순차적으로 적층된 구조를 구비하며, 상기 전자 수송 영역(50)은 전자수송 보조층(53), 전자수송층(51) 및 전자주입층(52)을 포함하고, 상기 발광층(40)과 상기 전자수송 보조층(53) 사이에 배치되고, 상기 발광층(40)의 재료와 상기 전자수송 보조층(53)의 재료가 소정의 비율로 혼합된, 적어도 하나의 유기 기능층(60)을 포함하는 구조를 갖는다. Referring to FIG. 1, the organic electroluminescent device 100 includes an anode 10; A hole transport region 30; A light emitting layer 40; An electron transport region 50 and a cathode 20 are sequentially stacked, and the electron transport region 50 includes an electron transport auxiliary layer 53, an electron transport layer 51, and an electron injection layer 52. Including, and disposed between the light emitting layer 40 and the electron transport auxiliary layer 53, the material of the light emitting layer 40 and the material of the electron transport auxiliary layer 53 are mixed in a predetermined ratio, at least one It has a structure including an organic functional layer 60 of.

여기서, 정공 수송 영역(30)은 정공 수송층(31) 및 정공 주입층(32) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. Here, the hole transport region 30 may include at least one of the hole transport layer 31 and the hole injection layer 32.

양극anode

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자(100)에 있어서, 양극(10)은 정공을 유기물층(A)으로 주입하는 역할을 한다. In the organic electroluminescent device 100 according to the present invention, the anode 10 serves to inject holes into the organic material layer (A).

상기 양극(10)을 이루는 물질은 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 것을 사용할 수 있다. 이의 비제한적인 예로는, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금 등의 금속; 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등의 금속 산화물; ZnO:Al, SnO2:Sb 등의 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤, 폴리아닐린 등의 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있다. The material constituting the anode 10 is not particularly limited, and a conventional material known in the art may be used. Non-limiting examples thereof include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold; Alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO:Al and SnO 2 :Sb; Conductive polymers such as polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDT), polypyrrole, and polyaniline; And carbon black.

상기 양극(10)을 제조하는 방법도 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 일례로, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판 또는 플라스틱 필름으로 이루어진 기판 상에 양극 물질을 코팅하는 방법을 들 수 있다.The method of manufacturing the positive electrode 10 is also not particularly limited, and may be manufactured according to a conventional method known in the art. For example, a method of coating an anode material on a substrate made of a silicon wafer, quartz, glass plate, metal plate, or plastic film may be mentioned.

음극cathode

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자(100)에 있어서, 음극(20)은 전자를 유기물층(A)으로 주입하는 역할을 한다. In the organic electroluminescent device 100 according to the present invention, the cathode 20 serves to inject electrons into the organic material layer (A).

상기 음극(20)을 이루는 물질은 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 것을 사용할 수 있다. 이의 비제한적인 예로, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납 등의 금속; 이들의 합금; 및 LiF/Al, LiO2/Al 등의 다층 구조 물질을 들 수 있다. The material forming the negative electrode 20 is not particularly limited, and a conventional material known in the art may be used. Non-limiting examples thereof include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead; Alloys thereof; And multi-layered materials such as LiF/Al and LiO 2 /Al.

또한 상기 음극(20)을 제조하는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다.In addition, a method of manufacturing the negative electrode 20 is also not particularly limited, and may be manufactured according to a method known in the art.

유기물층Organic layer

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자에 포함되는 유기물층(A)은 기존 유기 EL 소자의 유기물층으로 사용되는 통상적인 구성을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 정공 수송 영역(30), 발광층(40), 전자 수송 영역(50)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때 유기 전계 발광 소자의 특성을 고려할 때, 전술한 유기물 층들을 모두 포함하는 것이 바람직하다.The organic material layer (A) included in the organic electroluminescent device according to the present invention can be used without limitation in a conventional configuration used as an organic material layer of an existing organic EL device. For example, a hole transport region 30, a light emitting layer 40, and an electron It may include at least one selected from the group consisting of the transport region 50. In this case, when considering the characteristics of the organic electroluminescent device, it is preferable to include all of the aforementioned organic material layers.

정공 수송 영역Hole transport area

본 발명의 유기물층(A)에 포함되는 정공 수송 영역(30)은, 양극(10)에서 주입된 정공을 발광층(40)으로 이동시키는 역할을 한다. 이러한 정공 수송 영역(30)은 정공주입층(31), 및 정공수송층(32)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때 유기 전계 발광 소자의 특성을 고려할 때, 전술한 정공주입층(31)과 정공수송층(32)을 모두 포함하는 것이 바람직하다.The hole transport region 30 included in the organic material layer A of the present invention serves to move holes injected from the anode 10 to the emission layer 40. The hole transport region 30 may include at least one selected from the group consisting of a hole injection layer 31 and a hole transport layer 32. In this case, when considering the characteristics of the organic electroluminescent device, it is preferable to include both the hole injection layer 31 and the hole transport layer 32 described above.

전술한 정공주입층(31)과 정공수송층(32)을 이루는 물질은, 정공 주입 장벽이 낮고 정공 이동도가 큰 물질이라면 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 사용되는 정공 주입층/수송층 물질을 제한없이 사용할 수 있다. 이때 상기 정공주입층(31)과 정공수송층(32)을 이루는 물질은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. The material constituting the above-described hole injection layer 31 and the hole transport layer 32 is not particularly limited as long as it is a material having a low hole injection barrier and high hole mobility, and the hole injection layer/transport layer material used in the industry is not limited. Can be used. In this case, the material forming the hole injection layer 31 and the hole transport layer 32 may be the same or different from each other.

상기 정공 주입 물질은 당 분야에 공지된 정공 주입 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 사용 가능한 정공 주입 물질의 비제한적인 예로는 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate)) 등이 있다. 이들을 각각 단독으로 사용하거나, 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.As the hole injection material, a hole injection material known in the art may be used without limitation. Non-limiting examples of usable hole injection materials include phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine; DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4' ,4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2TNATA(4,4',4"-tris(N,-(2 -naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor) sulfonicacid), PANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate)), etc. These can be used alone or in combination of two or more.

또한 정공 수송 물질은 당 분야에 공지된 정공 수송 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 사용 가능한 정공 수송 물질의 비제한적인 예로는, 페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine), TAPC(4,4'-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]) 등이 있다. 이들을 단독으로 사용되거나, 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.In addition, as the hole transport material, a hole transport material known in the art may be used without limitation. Non-limiting examples of usable hole transport materials include carbazole derivatives such as phenylcarbazole and polyvinylcarbazole, fluorene derivatives, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N, Triphenylamine derivatives such as N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine), NPB(N ,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine), TAPC(4,4'-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), etc. These are used alone. Or, two or more types may be mixed.

상기 정공 수송 영역(30)은 당해 기술분야에서 알려진 통상적인 방법을 통해 제조될 수 있다. 예컨대, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.The hole transport region 30 may be manufactured through a conventional method known in the art. For example, there are vacuum evaporation method, spin coating method, cast method, LB method (Langmuir-Blodgett), inkjet printing method, laser printing method, laser thermal imaging method (Laser Induced Thermal Imaging, LITI), and the like, but is not limited thereto.

발광층Emitting layer

본 발명의 유기물층(A)에 포함되는 발광층(40)은, 정공과 전자가 만나 엑시톤(exciton)이 형성되는 층으로, 발광층(40)을 이루는 물질에 따라 유기 전계 발광 소자가 내는 빛의 색이 달라질 수 있다. The light emitting layer 40 included in the organic material layer (A) of the present invention is a layer in which holes and electrons meet to form excitons, and the color of light emitted by the organic electroluminescent device according to the material forming the light emitting layer 40 is It can be different.

이러한 발광층(40)은 호스트와 도펀트를 포함할 수 있는데, 이의 혼합 비율은 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 발광층의 전체 중량을 기준으로 하여, 70 내지 99.9 중량% 범위의 호스트와, 0.1 내지 30 중량% 범위의 도펀트를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 발광층(40)이 청색 형광, 녹색 형광 또는 적색 형광일 경우, 80 내지 99.9 중량%의 호스트와 0.1 내지 20 중량%의 도펀트를 포함할 수 있다. 또한 상기 발광층(40)이 청색 형광, 녹색 형광 또는 적색 인광일 경우, 70 내지 99 중량%의 호스트와 1 내지 30 중량%의 도펀트를 포함할 수 있다.The light emitting layer 40 may include a host and a dopant, and the mixing ratio thereof may be appropriately adjusted within a range known in the art. For example, based on the total weight of the light emitting layer, the host in the range of 70 to 99.9% by weight and the dopant in the range of 0.1 to 30% by weight may be included. More specifically, when the emission layer 40 is blue fluorescence, green fluorescence, or red fluorescence, it may include 80 to 99.9% by weight of a host and 0.1 to 20% by weight of a dopant. In addition, when the emission layer 40 is blue fluorescence, green fluorescence, or red phosphorescence, it may include 70 to 99% by weight of a host and 1 to 30% by weight of a dopant.

본 발명의 발광층(40)에 포함되는 호스트는 당 업계에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 이의 비제한적인 예로는, 알칼리 금속 착화합물; 알칼리토금속 착화합물; 또는 축합 방향족환 유도체 등이 있다. The host included in the light emitting layer 40 of the present invention is not particularly limited as long as it is known in the art, and non-limiting examples thereof include an alkali metal complex; Alkaline earth metal complexes; Or condensed aromatic ring derivatives.

보다 구체적으로, 호스트 재료로는 유기 전계 발광 소자의 발광효율 및 수명을 높일 수 있는 알루미늄 착화합물, 베릴륨 착화합물, 안트라센 유도체, 파이렌 유도체, 트리페닐렌 유도체, 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 디벤조싸이오펜 유도체, 또는 이들의 1종 이상의 조합을 사용하는 것이 바람직하다.More specifically, as host materials, aluminum complexes, beryllium complexes, anthracene derivatives, pyrene derivatives, triphenylene derivatives, carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, and dibenzos that can increase the luminous efficiency and lifetime of organic electroluminescent devices. It is preferred to use a thiophene derivative, or a combination of one or more thereof.

또한 본 발명의 발광층(40)에 포함되는 도펀트는 당 업계에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 이의 비제한적인 예로는, 안트라센 유도체, 파이렌 유도체, 아릴아민 유도체, 이리듐(Ir) 또는 백금(Pt)을 포함하는 금속 착체 화합물 등을 들 수 있다.In addition, the dopant included in the light-emitting layer 40 of the present invention is not particularly limited as long as it is known in the art, and non-limiting examples thereof include anthracene derivatives, pyrene derivatives, arylamine derivatives, iridium (Ir) or platinum (Pt ), and the like.

상기 도펀트는 적색 도펀트, 녹색 도펀트 및 청색 도펀트로 분류될 수 있는데, 당해 기술 분야에 통상적으로 공지된 적색 도펀트, 녹색 도펀트 및 청색 도펀트는 특별히 제한 없이 사용될 수 있다.The dopant may be classified into a red dopant, a green dopant, and a blue dopant, and red dopants, green dopants and blue dopants commonly known in the art may be used without particular limitation.

구체적으로, 적색 도펀트의 비제한적인 예로는 PtOEP(Pt(II) octaethylporphine: Pt(II) 옥타에틸포르핀), Ir(piq)3 (tris(2-phenylisoquinoline)iridium: 트리스(2-페닐이소퀴놀린)이리듐), Btp2Ir(acac) (bis(2-(2'-benzothienyl)-pyridinato-N,C3')iridium(acetylacetonate): 비스(2-(2'-벤조티에닐)-피리디나토-N,C3')이리듐(아세틸아세토네이트)), 또는 이들의 2종 이상 혼합물 등이 있다. Specifically, non-limiting examples of a red dopant include PtOEP (Pt(II) octaethylporphine: Pt(II) octaethylporphine), Ir(piq)3 (tris(2-phenylisoquinoline)iridium: tris(2-phenylisoquinoline) ) Iridium), Btp2Ir(acac) (bis(2-(2'-benzothienyl)-pyridinato-N,C3')iridium(acetylacetonate): bis(2-(2'-benzothienyl)-pyridinato-N , C3') iridium (acetylacetonate)), or a mixture of two or more thereof.

또한, 녹색 도펀트의 비제한적인 예로는 Ir(ppy)3 (tris(2-phenylpyridine) iridium: 트리스(2-페닐피리딘) 이리듐), Ir(ppy)2(acac) (Bis(2-phenylpyridine)(Acetylacetonato)iridium(III): 비스(2-페닐피리딘)(아세틸아세토) 이리듐(III)), Ir(mppy)3 (tris(2-(4-tolyl)phenylpiridine)iridium: 트리스(2-(4-톨일)페닐피리딘) 이리듐), C545T (10-(2-benzothiazolyl)-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H,11H-[1]benzopyrano [6,7,8-ij]-quinolizin-11-one: 10-(2-벤조티아졸일)-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7,-테트라하이드로-1H,5H,11H-[1]벤조피라노 [6,7,8-ij]-퀴놀리진-11-온), 또는 이들의 2종 이상 혼합물 등이 있다. Further, non-limiting examples of the green dopant include Ir(ppy)3 (tris(2-phenylpyridine) iridium: tris(2-phenylpyridine) iridium), Ir(ppy)2(acac) (Bis(2-phenylpyridine)( Acetylacetonato)iridium(III): bis(2-phenylpyridine)(acetylaceto) iridium(III)), Ir(mppy)3 (tris(2-(4-tolyl)phenylpiridine)iridium: tris(2-(4- Tolyl)phenylpyridine) iridium), C545T (10-(2-benzothiazolyl)-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H,11H-[1]benzopyrano [6 ,7,8-ij]-quinolizin-11-one: 10-(2-benzothiazolyl)-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7,-tetrahydro-1H,5H ,11H-[1]benzopyrano [6,7,8-ij]-quinolizin-11-one), or mixtures of two or more thereof.

또한, 청색 도펀트의 비제한적인 예로는 F2Irpic (Bis[3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl](picolinato)iridium(III): 비스[3,5-디플루오로-2-(2-피리딜)페닐(피콜리나토) 이리듐(III)), (F2ppy)2Ir(tmd), Ir(dfppz)3, DPVBi (4,4'-bis(2,2'-diphenylethen-1-yl)biphenyl: 4,4'-비스(2,2'-디페닐에텐-1-일)비페닐), DPAVBi (4,4'-Bis[4-(diphenylamino)styryl]biphenyl: 4,4'-비스(4-디페닐아미노스티릴)비페닐), TBPe (2,5,8,11-tetra-tert-butyl perylene: 2,5,8,11-테트라-터트-부틸 페릴렌), 또는 이들의 2종 이상 혼합물 등이 있다. In addition, non-limiting examples of the blue dopant include F2Irpic (Bis[3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl](picolinato)iridium(III): bis[3,5-difluoro-2-( 2-pyridyl)phenyl(picolinato) iridium(III)), (F2ppy)2Ir(tmd), Ir(dfppz)3, DPVBi (4,4'-bis(2,2'-diphenylethen-1-yl) )biphenyl: 4,4'-bis(2,2'-diphenylethen-1-yl)biphenyl), DPAVBi (4,4'-Bis[4-(diphenylamino)styryl]biphenyl: 4,4' -Bis(4-diphenylaminostyryl)biphenyl), TBPe (2,5,8,11-tetra-tert-butyl perylene: 2,5,8,11-tetra-tert-butyl perylene), or And mixtures of two or more of these.

본 발명에 따른 발광층(40)은 적색 인광 재료를 포함하는 적색 발광층; 녹색 인광 재료를 포함하는 녹색 발광층; 또는 청색 인광 재료 또는 청색 형광 물질을 포함하는 청색 발광층일 수 있다. 바람직하게는 녹색 인광 재료를 포함하는 발광층일 수 있다. The light emitting layer 40 according to the present invention includes a red light emitting layer comprising a red phosphorescent material; A green light-emitting layer comprising a green phosphorescent material; Alternatively, it may be a blue light-emitting layer including a blue phosphorescent material or a blue phosphorescent material. Preferably, it may be a light emitting layer including a green phosphorescent material.

전술한 발광층(40)은 단일층이거나, 또는 2층 이상의 복수층으로 이루어질 수 있다. 여기서 발광층(40)이 복수 개의 층일 경우, 유기 전계 발광 소자는 다양한 색의 빛을 낼 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 이종(異種) 재료로 이루어진 발광층을 직렬로 복수 개 구비하여 혼합색을 띠는 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다. 또한 복수 개의 발광층을 포함할 경우 소자의 구동전압은 커지는 반면, 유기 전계 발광 소자 내의 전류값은 일정하게 되어 발광층의 수만큼 발광 효율이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.The above-described light emitting layer 40 may be a single layer or may be formed of a plurality of layers of two or more layers. Here, when the emission layer 40 is a plurality of layers, the organic electroluminescent device may emit light of various colors. Specifically, the present invention can provide an organic electroluminescent device having a mixed color by providing a plurality of light emitting layers made of different materials in series. In addition, when a plurality of emission layers are included, the driving voltage of the device increases, while the current value in the organic electroluminescent device is constant, thereby providing an organic electroluminescent device having improved luminous efficiency by the number of emission layers.

전자 수송 영역Electron transport area

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자(100)에 있어서, 유기물층(A)에 포함되는 전자 수송 영역(50)은 음극(20)에서 주입된 전자를 발광층(40)으로 이동시키는 역할을 한다. In the organic electroluminescent device 100 according to the present invention, the electron transport region 50 included in the organic material layer A serves to transfer electrons injected from the cathode 20 to the emission layer 40.

이러한 전자 수송 영역(50)은, 전자수송 보조층(53), 전자수송층(51), 및 전자주입층(52)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때 유기 전계 발광 소자의 특성을 고려할 때, 전술한 전자수송 보조층(53), 전자수송층(51) 및 전자주입층(52)을 모두 포함하는 것이 바람직하다. The electron transport region 50 may include at least one selected from the group consisting of the electron transport auxiliary layer 53, the electron transport layer 51, and the electron injection layer 52. At this time, in consideration of the characteristics of the organic electroluminescent device, it is preferable to include all of the electron transport auxiliary layer 53, the electron transport layer 51, and the electron injection layer 52 described above.

본 발명에 따른 전자 수송 영역(50)에서, 전자주입층(52)은 전자 주입이 용이하고 전자 이동도가 큰 전자 주입 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 사용 가능한 전자 주입 물질의 비제한적인 예로, 상기 양극성 화합물, 안트라센 유도체, 헤테로방향족 화합물, 알칼리 금속 착화합물 등이 있다. 구체적으로, LiF, Li2O, BaO, NaCl, CsF; Yb 등과 같은 란타넘족 금속; 또는 RbCl, RbI 등과 같은 할로겐화 금속 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.In the electron transport region 50 according to the present invention, the electron injection layer 52 may use an electron injection material having easy electron injection and high electron mobility without limitation. Non-limiting examples of the electron injection material that can be used include the above bipolar compounds, anthracene derivatives, heteroaromatic compounds, and alkali metal complex compounds. Specifically, LiF, Li 2 O, BaO, NaCl, CsF; Lanthanum group metals such as Yb and the like; Alternatively, there are metal halides such as RbCl and RbI, and these may be used alone or in combination of two or more.

본 발명에 따른 전자 수송 영역(50), 구체적으로 전자수송층(51) 및/또는 전자 주입층(52)은 음극으로부터 전자의 주입이 용이하도록 n형 도펀트와 공증착된 것을 사용할 수도 있다. 이때, n형 도펀트는 당 분야에 공지된 알칼리 금속 착화합물을 제한없이 사용할 수 있으며, 일례로 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 희토류 금속 등을 들 수 있다.The electron transport region 50 according to the present invention, specifically, the electron transport layer 51 and/or the electron injection layer 52 may be co-deposited with an n-type dopant to facilitate injection of electrons from the cathode. At this time, as the n-type dopant, an alkali metal complex compound known in the art may be used without limitation, and examples thereof include an alkali metal, an alkaline earth metal, or a rare earth metal.

또한 전자수송 보조층(53)은, 발광층(40)에서 생성된 엑시톤 또는 정공이 전자 수송 영역으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the electron transport auxiliary layer 53 may prevent excitons or holes generated in the light emitting layer 40 from diffusing into the electron transport region.

전자수송 보조층(53)은 정공이 전자수송층(51)으로 확산하거나 또는 이동하는 것을 방지하는 역할을 하며, 이로 인해 유기 전계 발광소자의 수명을 개선할 수 있다. 즉, 정공은 전자수송 보조층(53)의 높은 에너지 장벽에 막혀 전자수송층(51)으로 확산되거나 또는 이동하지 못하고 발광층(40)에 머무르게 된다.The electron transport auxiliary layer 53 serves to prevent holes from diffusing or moving to the electron transport layer 51, thereby improving the life of the organic EL device. That is, holes are blocked by the high energy barrier of the electron transport auxiliary layer 53 and diffuse to the electron transport layer 51 or cannot move and remain in the light emitting layer 40.

상기 전자수송 보조층(53)은 당 분야에 공지된 통상의 전자수송 특성을 가진 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체(예, BCP), 질소를 포함하는 헤테로환 유도체 등을 포함할 수 있다. The electron transport auxiliary layer 53 may be made of a material having conventional electron transport characteristics known in the art without limitation. For example, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives (eg, BCP), heterocyclic derivatives containing nitrogen, and the like may be included.

본 발명에 따른 일 실시예를 들면, 상기 전자수송 보조층(53)을 구성하는 화합물(재료)은, 하기 화학식 1로 표시되는 6원 모이어티; 하기 화학식 2로 표시되는 5원 모이어티; 및 상기 6원 모이어티와 5원 모이어티가 축합된 다환 모이어티 중 적어도 하나의 전자끌게기(EWG) 모이어티를 포함할 수 있다. In one embodiment according to the present invention, the compound (material) constituting the electron transport auxiliary layer 53 includes a six-membered moiety represented by the following formula (1); A 5-membered moiety represented by the following formula (2); And at least one electron withdrawing (EWG) moiety among polycyclic moieties in which the six-membered moiety and the five-membered moiety are condensed.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1 또는 2에서,In Formula 1 or 2,

X1 내지 X6 및 Y1 내지 Y5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(R)이고, 다만 상기 X1 내지 X6 및 Y1 내지 Y5 중 적어도 하나는 N이며, X 1 to X 6 and Y 1 to Y 5 are the same as or different from each other, and each independently N or C(R), provided that at least one of the X 1 to X 6 and Y 1 to Y 5 is N,

상기 C(R)이 복수 개인 경우 복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접한 기와 결합하여 축합고리를 형성할 수 있으며, In the case of a plurality of C(R), a plurality of Rs are the same or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen group, cyano group, nitro group, amino group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group of 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, 5 to 60 nuclear atoms Heteroaryl group, C 1 ~ C 40 alkyloxy group, C 6 ~ C 60 aryloxy group, C 1 ~ C 40 alkylsilyl group, C 6 ~ C 60 arylsilyl group, C 1 ~ C 40 alkyl boron group, C 6 ~ C group 60 arylboronic of, C 6 ~ C 60 aryl phosphine group, C 6 ~ C aryl phosphine oxide 60 group and a C 6 ~ selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60 or , Or they may be combined with adjacent groups to form a condensed ring,

상기 R의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기, 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkylborone group, arylborone group, aryl of R The phosphine group, the arylphosphine oxide group, and the arylamine group are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, 3 to 40 nuclear atoms heterocycloalkyl group, C 6 to C 60 aryl group, 5 to 60 nuclear atoms heteroaryl group, C 1 ~ C 40 alkyloxy group, C 6 ~ C 60 aryloxy group, C 1 ~ C 40 alkylsilyl group, C 6 ~ C 60 arylsilyl group, C 1 ~ C 40 alkyl boron group, C 6 - an aryl boronic of C 60, C 6 ~ C 60 aryl phosphine group, C 6 ~ C aryl phosphine oxide 60 group and a C 6 ~ C 60 aryl optionally substituted with 1 substituent at least one selected from the group consisting of amine groups of In this case, when the substituents are plural, they may be the same as or different from each other.

상기 전자수송 보조층(53)을 구성하는 화합물(예, 전자수송 보조층 재료)은, 적어도 하나의 질소(N)를 함유하는 함질소 헤테로방향족환, 즉 전자끄는기(EWG)를 하나 이상 포함함으로써 우수한 전자특성을 나타내게 된다. 이에 따라, 전술한 화학식 1~2로 표시되는 6원 또는 5원 모이어티 또는 이들이 축합된 다환 모이어티를 갖는 화합물을 전자수송 보조층(53)의 재료로 적용시, 음극(20)으로부터 전자를 잘 수용할 수 있어 발광층(40)으로 전자를 원활히 전달할 수 있으며, 이에 따라 소자(100)의 구동전압을 낮추고 고효율 및 장수명을 유도할 수 있다. The compound constituting the electron transport auxiliary layer 53 (e.g., an electron transport auxiliary layer material) contains at least one nitrogen-containing heteroaromatic ring containing at least one nitrogen (N), that is, an electron withdrawing group (EWG). As a result, excellent electronic characteristics are exhibited. Accordingly, when a compound having a 6-membered or 5-membered moiety represented by Formulas 1 to 2 or a polycyclic moiety in which they are condensed is applied as a material of the electron transport auxiliary layer 53, electrons are removed from the cathode 20. Since it can be well received, electrons can be smoothly transferred to the light emitting layer 40, thereby lowering the driving voltage of the device 100 and inducing high efficiency and long life.

또한 상기 전자수송 보조층(53)의 재료는 높은 삼중항 에너지를 가질 뿐만 아니라, 모핵에 도입되는 다양한 치환체 종류 및 도입 위치 조절을 통해 화합물의 분자량이 유의적으로 증대되어, 향상된 유리전이온도와 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 그리고 유기물층의 결정화 억제에도 효과적이므로, 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자(100)는 내구성 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있다.In addition, the material of the electron transport auxiliary layer 53 not only has a high triplet energy, but also the molecular weight of the compound is significantly increased through the control of various types of substituents introduced into the parent nucleus and the position of introduction, resulting in improved glass transition ionicity and high Can have thermal stability. In addition, since it is also effective in suppressing crystallization of the organic material layer, the organic electroluminescent device 100 including the same can greatly improve durability and lifespan characteristics.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전자수송 보조층(53)을 구성하는 화합물이 포함하는 전자끄는기(EWG) 모이어티는 하기 구조식 군에서 선택되는 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. According to an embodiment of the present invention, the electron withdrawing (EWG) moiety included in the compound constituting the electron transport auxiliary layer 53 may be further specified by any one selected from the following structural formula group. However, it is not particularly limited thereto.

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 식에서, In the above formula,

*는 전자수송 보조층을 구성하는 화합물과 결합이 이루어지는 부분을 의미한다. * Means a part where bonding with the compound constituting the auxiliary electron transport layer is formed.

상기 구조식에서 구체적으로 표시되지 않았으나, 당 분야에 공지된 치환기(예컨대, R의 정의부와 동일)가 적어도 하나 이상 치환될 수 있다. Although not specifically indicated in the above structural formula, at least one or more substituents known in the art (eg, the same as the definition of R) may be substituted.

본 발명에 따른 일 실시예를 들면, 전자수송 보조층(53)을 구성하는 화합물 (예, 전자수송 보조층 재료)은, 전술한 전자끄는기(EWG)와 상이하고, 상기 전자끄는기(EWG) 보다 전자공여성이 높은 당 분야에 공지된 통상의 전자주게기(EDG) 모이어티를 적어도 하나 포함할 수 있다. 이와 같이 전자끄는기(EWG) 모이어티와 전자주게기(EDG) 모이어티를 동시에 갖는 전자수송 보조층(53)을 구성하는 화합물은 당 분야의 통상적인 양극성(bipolar) 화합물일 수 있다. In one embodiment according to the present invention, the compound constituting the electron transport auxiliary layer 53 (e.g., an electron transport auxiliary layer material) is different from the electron attracting device (EWG), and the electron attracting device (EWG ) It may contain at least one conventional electron donor (EDG) moiety known in the art having higher electron donation. The compound constituting the electron transport auxiliary layer 53 having an electron withdrawing group (EWG) moiety and an electron donor (EDG) moiety at the same time may be a conventional bipolar compound in the art.

상기 전자주게기(EDG) 모이어티는 하기 구조식으로 표시되는 치환체 군에서 선택되는 어느 하나로서 구체화될 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다. The electron donor (EDG) moiety may be embodied as any one selected from the group of substituents represented by the following structural formula, but is not particularly limited thereto.

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 식에서, In the above formula,

*는 당해 전자수송 보조층을 구성하는 화합물과 결합이 이루어지는 부분을 의미하며, * Means a part in which a bond with a compound constituting the electron transport auxiliary layer is formed,

Z1 내지 Z3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 NR3, O, S, 및 CR4R5로 이루어진 군에서 선택되고, Z 1 to Z 3 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of NR 3 , O, S, and CR 4 R 5 ,

R1 내지 R5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들은 인접한 기와 결합하여 축합고리를 형성할 수 있으며;R 1 to R 5 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen group, cyano group, nitro group, amino group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 ~ C 40 alkynyl group, C 3 ~ C 40 cycloalkyl group, 3 to 40 nuclear atoms heterocycloalkyl group, C 6 ~ C 60 aryl group, 5 to 60 nuclear atoms heteroaryl group, C 1 ~ C 40 alkyloxy group, C 6 ~ C 60 aryloxy group, C 1 ~ C 40 alkylsilyl group, C 6 ~ C 60 arylsilyl group, C 1 ~ C 40 alkyl boron group, C 6 ~ an aryl boronic of C 60, C 6 ~ C 60 aryl phosphine group, C 6 ~ C 60 aryl phosphine oxide group, and a C 6 ~, or selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60 in, or they combine adjacent tile Can form a condensed ring;

m과 n은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,m and n are each independently an integer of 0 to 4,

상기 R1 내지 R5의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 포스핀기, 포스핀옥사이드기, 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl of the R 1 to R 5 A boron group, a phosphine group, a phosphine oxide group, and an arylamine group are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group , C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 ~ C 40 alkyloxy group, C 6 ~ C 60 aryloxy group, C 1 ~ C 40 alkylsilyl group, C 6 ~ C 60 arylsilyl group, C 1 ~ C 40 alkyl boron group, arylboronic group of C 6 ~ C 60, C 6 ~ C 60 of the aryl phosphine group, C 6 ~ C 60 aryl phosphine oxide group and one substituent at least one selected from the group consisting of an aryl amine of the C 6 ~ C 60 of They may be substituted, and in this case, when the substituents are plural, they may be the same as or different from each other.

상기 구조식에서 구체적으로 표시되지 않았으나, 당 분야에 공지된 치환기(예컨대, R의 정의부와 동일)가 적어도 하나 이상 치환될 수 있다.Although not specifically indicated in the above structural formula, at least one or more substituents known in the art (eg, the same as the definition of R) may be substituted.

상기 전자 수송 영역(50)은 당해 기술분야에서 알려진 통상적인 방법을 통해 제조될 수 있다. 예컨대, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.The electron transport region 50 may be manufactured through a conventional method known in the art. For example, there are vacuum evaporation method, spin coating method, cast method, LB method (Langmuir-Blodgett), inkjet printing method, laser printing method, laser thermal imaging method (Laser Induced Thermal Imaging, LITI), and the like, but is not limited thereto.

유기 기능층Organic functional layer

본 발명에 따른 유기물층(A)에 포함되는 유기 기능층(60)은, 발광층(40)과 전자수송 보조층(53) 사이에 추가로 삽입되는 유기층이다. The organic functional layer 60 included in the organic material layer (A) according to the present invention is an organic layer that is additionally inserted between the light emitting layer 40 and the electron transport auxiliary layer 53.

이러한 유기 기능층(60)은 인접하는 2개의 유기물층, 즉 발광층(40)의 재료와 전자수송 보조층(53)의 재료가 서로 혼합되어 공증착(co-deposition)된 유기층이다. 상기 유기 기능층(60)은 서로 인접하는 유기층의 재료와 동일한 재료를 사용하고 있기 때문에, 인접하는 유기물층들 간의 장벽이 낮아지는 Barrier-free 효과를 나타내어, 전자수송 보조층(53)에서 주입된 전자(electron)가 상기 유기층(A)으로부터 발광층(40)까지 원활하게 공급될 수 있다. 이로 인해 발광층(40)에서 정공과 전자가 만나 엑시톤(exciton)을 형성할 가능성이 증가하게 되므로, 유기 전계 발광소자의 발광효율을 개선하고, 수명 특성을 유의적으로 개선할 수 있다.The organic functional layer 60 is an organic layer in which two adjacent organic material layers, that is, the material of the light emitting layer 40 and the material of the electron transport auxiliary layer 53, are mixed with each other to be co-depositioned. Since the organic functional layer 60 uses the same material as the material of the organic layer adjacent to each other, it exhibits a barrier-free effect of lowering the barrier between adjacent organic material layers, and thus the electrons injected from the auxiliary electron transport layer 53 are used. (electron) can be smoothly supplied from the organic layer (A) to the emission layer 40. Accordingly, since the possibility of forming excitons by meeting holes and electrons in the emission layer 40 increases, the luminous efficiency of the organic electroluminescent device can be improved and lifespan characteristics can be significantly improved.

본 발명에 따른 유기 기능층(60)이 전술한 Barrier-free 효과를 원활히 나타내기 위해서는, 인접하는 유기물층, 예컨대 발광층(40), 전자수송 보조층(53), 및 전자수송층(51)을 구성하는 재료들 간의 물성을 하기와 같이 조절해야 할 필요성이 있다. In order for the organic functional layer 60 according to the present invention to smoothly exhibit the barrier-free effect described above, adjacent organic material layers, such as the light-emitting layer 40, the electron transport auxiliary layer 53, and the electron transport layer 51 There is a need to adjust the physical properties between materials as follows.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 전자수송 보조층(53)의 HOMO (highest occupied molecular orbital) 에너지 준위의 절대값은, 상기 발광층(40)의 HOMO 에너지 준위의 절대값 보다 높은 것일 수 있다(하기 도 3 참조). 여기서, 발광층(40)은 호스트를 의미하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the absolute value of the HOMO (highest occupied molecular orbital) energy level of the electron transport auxiliary layer 53 may be higher than the absolute value of the HOMO energy level of the light emitting layer 40 ( See Figure 3 below). Here, the emission layer 40 may refer to a host.

구체적으로, 상기 전자수송 보조층(53)의 HOMO 에너지 준위의 절대값과, 상기 발광층(40)의 HOMO 에너지 준위의 절대값과의 차이는 0 eV 초과, 1.5 eV 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로 0 eV 초과, 1.0 eV 이하일 수 있다. 전술한 HOMO 에너지 준위 차이를 만족할 경우, 전자수송 보조층(53)이 에너지 장벽(energy barrier)을 형성하여, 발광층(40)에 존재하는 정공(hole)이 전자수송 보조층(53)으로 확산되거나 이동하지 못하고 발광층(40)에 머무르게 된다. 이에 따라 발광층(40)에서 정공과 전자가 만나 엑시톤(exciton)을 형성할 가능성이 증가하여 유기 전계 발광소자(100)의 발광효율을 개선하고, 수명 특성을 유의적으로 개선할 수 있다.Specifically, the difference between the absolute value of the HOMO energy level of the electron transport auxiliary layer 53 and the absolute value of the HOMO energy level of the light emitting layer 40 may be greater than 0 eV and less than 1.5 eV, and more specifically 0 It may be greater than eV and less than 1.0 eV. When the above-described HOMO energy level difference is satisfied, the electron transport auxiliary layer 53 forms an energy barrier, so that holes existing in the light emitting layer 40 diffuse to the electron transport auxiliary layer 53 or It does not move and stays in the light emitting layer 40. Accordingly, the possibility of forming excitons by meeting holes and electrons in the emission layer 40 is increased, thereby improving the luminous efficiency of the organic electroluminescent device 100 and significantly improving the lifetime characteristics.

본 발명의 다른 일 실시예를 들면, 상기 전자수송 보조층(53)의 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위는, 인접하는 2개의 유기물층, 구체적으로 발광층(40)과 전자수송층(51)과 발광층(40) 사이에 존재하도록 한다. 일례로, 전자수송 보조층(53)의 LUMO 에너지 준위의 절대값은, 상기 전자수송층(51)의 LUMO 에너지 준위의 절대값 보다 낮고, 상기 발광층(40)의 LUMO 에너지 준위의 절대값 보다 높은 것일 수 있다(하기 도 4 참조).In another embodiment of the present invention, the LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) energy level of the electron transport auxiliary layer 53 is two adjacent organic material layers, specifically the emission layer 40, the electron transport layer 51 and the emission layer. (40) to exist between. For example, the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport auxiliary layer 53 is lower than the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport layer 51 and higher than the absolute value of the LUMO energy level of the light emitting layer 40 Can (see Fig. 4 below).

구체적으로, 상기 전자수송 보조층(53)의 LUMO 에너지 준위와, 상기 전자수송층(51)의 LUMO 에너지 준위의 차이는 0 eV 초과, 1.0 eV 이하일 수 있다. 또한 상기 전자수송 보조층(53)의 LUMO 에너지 준위값과, 상기 발광층(40)의 LUMO 에너지 준위의 절대값과의 차이는, 0 내지 1.0 eV 범위일 수 있으며, 보다 구체적으로 0 eV 초과, 1.0 eV 이하일 수 있다. 전술한 LUMO 에너지 준위 차이를 만족할 경우, 발광층(40), 전자수송 보조층(53), 및 전자수송층(51)의 LUMO 에너지 준위가 계단 형식으로 배열된다(하기 도 4 참조). 이러한 계단식 LUMO 에너지 준위를 만족할 경우, 음극(20)을 통해 전달되는 전자가 각 층의 계단식 배열을 통해 발광층(40)으로 보다 원활하게 전달될 수 있다. Specifically, a difference between the LUMO energy level of the electron transport auxiliary layer 53 and the LUMO energy level of the electron transport layer 51 may be greater than 0 eV and less than 1.0 eV. In addition, the difference between the LUMO energy level value of the electron transport auxiliary layer 53 and the absolute value of the LUMO energy level of the emission layer 40 may be in the range of 0 to 1.0 eV, and more specifically greater than 0 eV, 1.0 It may be less than or equal to eV. When the above-described LUMO energy level difference is satisfied, the LUMO energy levels of the light emitting layer 40, the electron transport auxiliary layer 53, and the electron transport layer 51 are arranged in a stepwise manner (see FIG. 4 below). When the stepwise LUMO energy level is satisfied, electrons transferred through the cathode 20 may be more smoothly transferred to the light emitting layer 40 through the stepwise arrangement of each layer.

본 발명의 일 실시예를 들면, 유기 기능층(60)은 발광층(40)의 재료와 전자수송 보조층(53)의 재료를 이용하여 당 분야에 공지된 방법에 따라 제조할 수 있다. 일례로, 발광층(40)의 재료와 전자수송 보조층(53)의 재료를 소정의 비율로 공증착(co-deposition)시켜 형성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the organic functional layer 60 may be manufactured according to a method known in the art by using the material of the light emitting layer 40 and the material of the electron transport auxiliary layer 53. For example, it may be formed by co-depositioning a material of the light emitting layer 40 and a material of the electron transport auxiliary layer 53 at a predetermined ratio.

이러한 유기 기능층(60)은 발광층(40)의 재료와 전자수송 보조층(53)의 재료를 포함하기만 하면, 유기 기능층(60)을 구성하는 성분, 구조, 두께 등에 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 유기 기능층(60)은 발광층(40)의 재료와 전자수송 보조층(53)의 재료를 공증착시켜 이루어진 단일층이거나, 또는 상기 발광층(40)의 재료와 전자수송 보조층(53)의 재료가 혼합된 혼합물;과 적어도 하나의 이종(異種) 물질이 혼합된 단일층(mono-layer)일 수 있다. 또는 서로 상이한 2종 이상의 물질이 각각 별도의 층을 형성하여 적층된 2층 이상의 다층(multi-layer) 구조일 수 있다.The organic functional layer 60 is not particularly limited as long as it includes the material of the light emitting layer 40 and the material of the electron transport auxiliary layer 53, as long as the components, structure, thickness, etc. of the organic functional layer 60 are included. For example, the organic functional layer 60 is a single layer formed by co-depositing a material of the light-emitting layer 40 and a material of the electron transport auxiliary layer 53, or the material of the light-emitting layer 40 and the auxiliary layer 53 ) A mixture of materials; and at least one heterogeneous material may be a mixture of a mono-layer. Alternatively, it may have a multi-layer structure in which two or more different materials are stacked by forming separate layers, respectively.

구체적으로, 유기 기능층(60)은 상기 화학식 1~2로 표시되는 6원 모이어티, 5원 모이어티 또는 이들의 축합된 다환 모이어티를 적어도 하나 이상 함유하는 전자수송 보조층(53) 재료와 상기 발광층(40)에 함유된 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함한다. 이때, 상기 전자수송 보조층(53)의 재료와 상기 호스트 재료의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 5~95 : 95~5 중량비일 수 있고, 구체적으로 5~90 : 95~10 중량비일 수 있다. Specifically, the organic functional layer 60 is an electron transport auxiliary layer 53 material containing at least one or more 6-membered moieties, 5-membered moieties, or condensed polycyclic moieties represented by Chemical Formulas 1 to 2. It includes a host material and a dopant material contained in the emission layer 40. At this time, the mixing ratio of the material of the electron transport auxiliary layer 53 and the host material is not particularly limited, for example, 5 to 95: 95 to 5 weight ratio, specifically 5 to 90: 95 to 10 weight ratio I can.

또한 상기 도펀트 재료의 함량은 당 분야에 공지된 통상 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 상기 도펀트는 상기 전자수송 보조층(53) 재료와 호스트 재료를 합한 전체 중량(예, 100 중량부)을 기준으로 0.5 내지 30 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. In addition, the content of the dopant material may be appropriately adjusted within a conventional range known in the art. For example, the dopant may be included in an amount of 0.5 to 30 parts by weight based on the total weight (eg, 100 parts by weight) of the electron transport auxiliary layer 53 material and the host material, but is not particularly limited thereto.

발광보조층Light-emitting auxiliary layer

선택적으로, 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 상기 정공 수송 영역(30)과 발광층(40) 사이에 배치된 발광보조층(미도시)을 더 포함할 수 있다. Optionally, the organic light-emitting device 100 of the present invention may further include a light-emitting auxiliary layer (not shown) disposed between the hole transport region 30 and the light-emitting layer 40.

발광 보조층은 정공 수송 영역(30)으로부터 이동되는 정공을 발광층(40)으로 수송하는 역할을 하면서, 유기물층(A)의 두께를 조절하는 역할을 한다. 이러한 발광보조층은 높은 LUMO 값을 가져 전자가 정공 수송층(32)으로 이동하는 것을 막고, 높은 삼중항 에너지를 가져 발광층(40)의 엑시톤이 정공 수송층(32)으로 확산되는 것을 방지한다. The light-emitting auxiliary layer serves to transport the holes moved from the hole transport region 30 to the light-emitting layer 40 and controls the thickness of the organic material layer (A). This light-emitting auxiliary layer has a high LUMO value to prevent electrons from moving to the hole transport layer 32, and has a high triplet energy to prevent excitons of the light-emitting layer 40 from diffusing to the hole transport layer 32.

이러한 발광 보조층은 정공 수송 물질을 포함할 수 있고, 정공 수송 영역과 동일한 물질로 만들어질 수 있다. 또한 적색, 녹색 및 청색 유기 발광 소자의 발광 보조층은 서로 동일한 재료로 만들어질 수 있다. This light emission auxiliary layer may include a hole transport material, and may be made of the same material as the hole transport region. Further, the auxiliary light emitting layers of the red, green, and blue organic light emitting devices may be made of the same material.

발광보조층 재료로는 특별히 제한되지 않으며, 일례로 카바졸 유도체 또는 아릴아민 유도체 등을 들 수 있다. 사용 가능한 발광 보조층의 비제한적인 예로는 NPD(N, N-dinaphthyl-N, N'-diphenyl benzidine), TPD(N, N'-bis-(3-methylphenyl)-N, N'-bis(phenyl)- benzidine), s-TAD, MTDATA(4, 4', 4″-Tris(N-3-methylphenyl-Nphenyl-amino)- triphenylamine) 등이 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 또한, 상기 발광 보조층은 전술한 물질 이외에, p형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 p형 도펀트로는 당해 기술분야에서 사용되는 공지의 p형 도펀트가 사용될 수 있다.The material for the light-emitting auxiliary layer is not particularly limited, and examples thereof include carbazole derivatives or arylamine derivatives. Non-limiting examples of the light emission auxiliary layer that can be used include NPD (N, N-dinaphthyl-N, N'-diphenyl benzidine), TPD (N, N'-bis-(3-methylphenyl)-N, N'-bis ( phenyl)-benzidine), s-TAD, MTDATA(4, 4', 4″-Tris(N-3-methylphenyl-Nphenyl-amino)-triphenylamine). These may be used alone or in combination of two or more. In addition, the light emission auxiliary layer may include a p-type dopant in addition to the above-described material. As the p-type dopant, a known p-type dopant used in the art may be used.

캡핑층Capping layer

선택적으로, 본 발명의 유기 전계 발광 소자(100)는 전술한 음극(20) 상에 배치되는 캡핑층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 캡핑층은 유기 발광 소자를 보호하면서, 유기물층에서 발생된 빛이 효율적으로 외부로 방출될 수 있도록 돕는 역할을 한다.Optionally, the organic electroluminescent device 100 of the present invention may further include a capping layer (not shown) disposed on the above-described cathode 20. The capping layer serves to protect the organic light emitting device and help light generated from the organic material layer to be efficiently emitted to the outside.

상기 캡핑층은 트리스-8-하이드록시퀴놀린알루미늄(Alq3), ZnSe, 2,5-bis(6′- (2′,2″-bipyridyl))-1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, 4′-bis[N-(1-napthyl)-N- phenyl-amion] biphenyl (α-NPD), N,N′-diphenyl-N,N′-bis(3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (TPD), 1,1′-bis(di-4-tolylaminophenyl) cyclohexane (TAPC) 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 캡핑층을 형성하는 물질은 유기발광소자의 다른 층의 재료들에 비하여 저렴하다. The capping layer is tris-8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3), ZnSe, 2,5-bis(6′- (2′,2″-bipyridyl))-1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, 4′-bis[N-(1-napthyl)-N-phenyl-amion] biphenyl (α-NPD), N,N′-diphenyl-N,N′-bis(3-methylphenyl) -1,1′- It may contain at least one selected from the group consisting of biphenyl-4,4'-diamine (TPD), 1,1'-bis(di-4-tolylaminophenyl) cyclohexane (TAPC). The material forming the capping layer is inexpensive compared to materials of other layers of the organic light emitting device.

이러한 캡핑층은 단일층일 수도 있으나, 서로 다른 굴절률을 갖는 2 이상의 층을 포함하여, 상기 2 이상의 층을 통과하면서 점점 굴절률이 변화하도록 할 수 있다. Such a capping layer may be a single layer, but may include two or more layers having different refractive indices, so that the refractive index gradually changes while passing through the two or more layers.

상기 캡핑층은 당 기술분야에서 알려진 통상적인 방법을 통해 제조될 수 있으며, 일례로 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB(Langmuir-Blodgett)법 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다.The capping layer may be manufactured by a conventional method known in the art, and for example, various methods such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a cast method, or a Langmuir-Blodgett (LB) method may be used.

전술한 구성을 포함하는 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 당 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 일례로, 기판 상에 양극 물질을 진공 증착한 다음, 상기 양극 상에 정공 수송 영역 물질, 발광층 물질, 전자 수송 영역 물질, 및 음극 물질의 재료를 순서로 진공 증착하여 유기 발광 소자를 제조할 수 있다.The organic light emitting device 100 of the present invention including the above-described configuration may be manufactured according to a conventional method known in the art. For example, after vacuum depositing an anode material on a substrate, an organic light-emitting device may be manufactured by vacuum-depositing a material of a hole transport region material, an emission layer material, an electron transport region material, and a cathode material on the anode in order .

도 2은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a structure of an organic electroluminescent device according to another embodiment of the present invention.

상기 도 2을 참조하여 설명하면, 유기 전계 발광 소자(200)는, 양극(10); 정공 수송 영역(30); 발광층(40); 전자 수송 영역(50) 및 음극(20)이 순차적으로 적층된 구조를 구비하며, 상기 전자 수송 영역(50)은 전자수송 보조층(53), 전자 수송층(51) 및 전자주입층(52)을 포함하고, 상기 발광층(40)과 전자수송 보조층(53) 사이에 배치되고, 상기 발광층(40)과 전자수송 보조층(53)의 재료가 소정의 비율로 혼합된, 적어도 하나의 유기 기능층(60)을 포함하는 구조를 갖는다. Referring to FIG. 2, the organic electroluminescent device 200 includes an anode 10; A hole transport region 30; A light emitting layer 40; An electron transport region 50 and a cathode 20 are sequentially stacked, and the electron transport region 50 includes an electron transport auxiliary layer 53, an electron transport layer 51, and an electron injection layer 52. And at least one organic functional layer disposed between the emission layer 40 and the electron transport auxiliary layer 53, and in which materials of the emission layer 40 and the electron transport auxiliary layer 53 are mixed in a predetermined ratio It has a structure containing 60.

여기서, 정공 수송 영역(30)은 정공 주입층(31), 정공 수송층(32) 및 정공수송 보조층(33) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 정공 주입층(31), 정공 수송층(32) 및 정공수송 보조층(33)을 모두 포함한다. Here, the hole transport region 30 may include at least one of a hole injection layer 31, a hole transport layer 32, and a hole transport auxiliary layer 33, preferably a hole injection layer 31, a hole transport layer It includes both (32) and the hole transport auxiliary layer (33).

이러한 정공수송 보조층(33)은 정공 주입 장벽이 낮고 정공 이동도가 큰 물질이라면 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에 공지된 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 카바졸계 유도체, 플루오렌계 유도체, 트리페닐아민계 유도체 등을 포함할 수 있다. The hole transport auxiliary layer 33 is not particularly limited as long as it is a material having a low hole injection barrier and high hole mobility, and a material known in the art may be used without limitation. As an example, it may include a carbazole derivative, a fluorene derivative, a triphenylamine derivative, and the like.

상기 정공수송 보조층(33)은 당해 기술분야에서 알려진 바와 같이, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등에 의해 형성될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.The hole transport auxiliary layer 33 is a vacuum deposition method, a spin coating method, a cast method, an LB method (Langmuir-Blodgett), an inkjet printing method, a laser printing method, a laser induced thermal method, as known in the art. Imaging, LITI) or the like, but is not limited thereto.

한편 도 2에 도시된 유기 전계 발광 소자의 각 구성요소(10, 20, 30-32, 40, 51-53)는 전술한 도 1의 구성과 동일하므로, 이에 대한 개별적인 설명은 생략한다. Meanwhile, each of the components 10, 20, 30-32, 40, and 51-53 of the organic electroluminescent device illustrated in FIG. 2 is the same as that of FIG. 1, and thus individual descriptions thereof will be omitted.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자(100, 200)는 양극(10), 유기물층(A, A') 및 음극(20)이 순차적으로 적층된 구조를 가지되, 양극(10)과 유기물층(A, A') 사이 또는 음극(20)과 유기물층(A, A') 사이에 절연층 또는 접착층을 더 포함할 수도 있다. 이러한 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 전압, 전류, 또는 이들 모두를 인가하는 경우 최대 발광효율을 유지하면서 초기 밝기의 반감시간(Life time)이 증가되기 때문에 수명 특성이 우수할 수 있다.The organic electroluminescent devices 100 and 200 according to the present invention have a structure in which an anode 10, an organic material layer (A, A'), and a cathode 20 are sequentially stacked, but the anode 10 and the organic material layer (A, A') or between the cathode 20 and the organic material layers (A, A') may further include an insulating layer or an adhesive layer. The organic electroluminescent device according to the present invention may have excellent lifespan characteristics because, when voltage, current, or both are applied, the life time of initial brightness is increased while maintaining maximum luminous efficiency.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples, but the following examples are only illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[준비예] 화합물 1 내지 20[Preparation Example] Compounds 1 to 20

본 발명의 화합물로 하기와 같이 준비하였으며, 이들의 HOMO, LUMO, 삼중항에너지를 당 업계에 공지된 방법으로 각각 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 또한 대조군으로 ADN 화합물과 Alq3 화합물을 사용하였다.The compounds of the present invention were prepared as follows, and their HOMO, LUMO, and triplet energies were measured by methods known in the art, respectively, and are shown in Table 1 below. In addition, ADN compound and Alq 3 compound were used as controls.

1) HOMO 에너지 레벨은 CV(cyclic voltammetry) 법으로 측정하였다.1) HOMO energy level was measured by CV (cyclic voltammetry) method.

2) LUMO 에너지 레벨은 각 화합물의 밴드갭 에너지를 UV 스펙트럼으로 구한 후, 밴드갭 에너지와 HOMO 에너지 레벨 간의 값 차이로 LUMO 에너지 레벨을 구하였다.2) As for the LUMO energy level, the bandgap energy of each compound was obtained from the UV spectrum, and then the LUMO energy level was calculated as the difference between the bandgap energy and the HOMO energy level.

3) 삼중항에너지는 77K에서 인광스펙트럼을 측정하며, QuantaMaster 30 Spectrofluorometer (PTI社) 기기로 측정하였다. 시료를 2-methylTHF 용매에 10-4 M 농도로 녹여 준비한 후, 액체질소를 이용하여 77K 저온에서 인광 스펙트럼을 측정하였다.3) The triplet energy was measured with a phosphorescence spectrum at 77K, and measured with a QuantaMaster 30 Spectrofluorometer (PTI). A sample was prepared by dissolving a sample at a concentration of 10 -4 M in 2-methylTHF solvent, and then, a phosphorescence spectrum was measured at a low temperature of 77 K using liquid nitrogen.

Figure pat00005
Figure pat00005

화합물compound HOMO (eV)HOMO (eV) LUMO (eV)LUMO (eV) 1One 5.975.97 2.672.67 22 5.825.82 2.672.67 33 5.845.84 2.712.71 44 5.835.83 2.642.64 55 6.026.02 2.622.62 66 5.825.82 2.672.67 77 6.256.25 2.752.75 88 5.855.85 2.762.76 99 6.226.22 2.652.65 1010 5.785.78 2.712.71 1111 5.765.76 2.752.75 1212 5.74 5.74 2.852.85 1313 5.985.98 2.772.77 1414 6.056.05 2.672.67 ADNADN 5.805.80 2.622.62 Alq3 Alq 3 5.625.62 2.802.80

[실시예 1 내지 14] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작[Examples 1 to 14] Fabrication of a blue organic electroluminescent device

준비예에서 준비된 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.After the compound prepared in Preparation Example was subjected to high-purity sublimation purification by a commonly known method, a blue organic electroluminescent device was manufactured according to the following procedure.

먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.First, the glass substrate coated with ITO (Indium tin oxide) to a thickness of 1500 Å was washed with distilled water and ultrasonic waves. After washing with distilled water, ultrasonically clean with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, etc., dry, transfer to a UV OZONE cleaner (Power Sonic 405, Hwashin Tech), and clean the substrate for 5 minutes using UV And transferred the substrate to a vacuum evaporator.

상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205 (㈜두산전자 80 nm)/NPB (15 nm)/ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 25nm)/ ADN + 5 % DS-405 + 표 2의 화합물 (㈜두산전자, 5nm)/ 표 2의 화합물 (5 nm)/Alq3 (25 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다(하기 표 2 참조).On the ITO transparent electrode prepared as above, DS-205 (Doosan Electronics 80 nm)/NPB (15 nm)/ADN + 5% DS-405 (Doosan Electronics, 25nm)/ ADN + 5% DS-405 + Table The compound of 2 (Doosan Electronics, 5nm) / compound of Table 2 (5 nm) / Alq3 (25 nm) / LiF (1 nm) / Al (200 nm) were stacked in order to prepare an organic electroluminescent device (following See Table 2).

화합물compound 두께 (nm)Thickness (nm) 정공주입층Hole injection layer DS-205DS-205 8080 정공수송층Hole transport layer NPBNPB 1515 발광층Emitting layer ADN + 5% DS-405ADN + 5% DS-405 2525 유기 기능층Organic functional layer ADN + 5 % DS-405 + 표 1의 화합물ADN + 5% DS-405 + compounds of Table 1 55 전자수송 보조층Electron transport auxiliary layer 표 1의 화합물Compounds of Table 1 55 전자수송층Electron transport layer Alq3 Alq 3 2525 전자주입층Electron injection layer LiFLiF 1One 음극cathode AlAl 200200

[비교예 1] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조[Comparative Example 1] Preparation of blue organic electroluminescent device

유기 기능층을 사용하지 않고, 발광층을 30 nm 로 증착한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1와 동일하게 수행하여 비교예 1의 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.A blue organic electroluminescent device of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the organic functional layer was not used and the emission layer was deposited at 30 nm.

[비교예 2] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조[Comparative Example 2] Preparation of blue organic electroluminescent device

유기 기능층 성분으로 전자수송 보조층(예, 화합물 1) 및 발광층 재료와 상이한 화합물(예, 화합물 5)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 2의 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.The blue organic electric field of Comparative Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1, except that an electron transport auxiliary layer (eg Compound 1) and a compound different from the light emitting layer material (eg Compound 5) were used as organic functional layer components A light-emitting device was fabricated.

참고로, 본원 실시예 1 내지 14 및 비교예 1에서 사용된 NPB, ADN 및 Alq3의 구조는 각각 하기와 같다.For reference, the structures of NPB, ADN and Alq 3 used in Examples 1 to 14 and Comparative Example 1 are as follows, respectively.

Figure pat00006
Figure pat00006

[평가예 1][Evaluation Example 1]

실시예 1 내지 14 및 비교예 1 내지 2에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광파장, 전류효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.For the organic electroluminescent devices prepared in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 2, respectively, the driving voltage, emission wavelength, and current efficiency at a current density of 10 mA/cm 2 were measured, and the results are shown in Table 3 below. Done.

샘플Sample 전자수송
보조층 재료
(a)
Electronic transport
Auxiliary layer material
(a)
유기 기능층Organic functional layer 구동전압
(V)
Driving voltage
(V)
발광피크
(nm)
Emission peak
(nm)
전류효율
(cd/A)
Current efficiency
(cd/A)
a'a' 중량비
(a' : ADN : DS-405)
Weight ratio
(a': ADN: DS-405)
실시예 1Example 1 1One 1One 50 : 50 : 550: 50: 5 4.24.2 456456 7.87.8 실시예 2Example 2 22 22 50 : 50 : 550: 50: 5 4.14.1 452452 7.47.4 실시예 3Example 3 33 33 50 : 50 : 550: 50: 5 4.14.1 450450 8.08.0 실시예 4Example 4 44 44 50 : 50 : 550: 50: 5 3.83.8 452452 7.67.6 실시예 5Example 5 55 55 50 : 50 : 550: 50: 5 3.73.7 455455 7.47.4 실시예 6Example 6 66 66 50 : 50 : 550: 50: 5 4.04.0 452452 8.28.2 실시예 7Example 7 77 77 50 : 50 : 550: 50: 5 4.04.0 455455 8.18.1 실시예 8Example 8 88 88 50 : 50 : 550: 50: 5 3.93.9 455455 7.87.8 실시예 9Example 9 99 99 50 : 50 : 550: 50: 5 4.14.1 452452 7.67.6 실시예 10Example 10 1010 1010 50 : 50 : 550: 50: 5 4.14.1 455455 7.77.7 실시예 11Example 11 1111 1111 50 : 50 : 550: 50: 5 3.73.7 455455 8.28.2 실시예 12Example 12 1212 1212 50 : 50 : 550: 50: 5 3.73.7 458458 7.17.1 실시예 13Example 13 1313 1313 50 : 50 : 550: 50: 5 3.83.8 455455 7.87.8 실시예 14Example 14 1414 1414 50 : 50 : 550: 50: 5 4.24.2 456456 8.08.0 비교예 1Comparative Example 1 -- -- -- 4.84.8 458458 6.26.2 비교예 2Comparative Example 2 1One 55 50 : 50 : 550: 50: 5 4.64.6 458458 6.76.7

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 발광층과 전자수송 보조층의 재료가 혼합된 유기 기능층을 포함하는 실시예 1 내지 14의 청색 유기 전계 발광 소자는, 유기 기능층을 비포함하는 비교예 1의 청색 유기 전계 발광 소자; 및 전자수송 보조층과 유기 기능층에 서로 다른 물질을 사용한 비교예 2의 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율, 발광피크 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 3, the blue organic electroluminescent devices of Examples 1 to 14 including organic functional layers in which materials of the light emitting layer and the electron transport auxiliary layer are mixed according to the present invention are compared without the organic functional layer The blue organic electroluminescent device of Example 1; And compared with the organic electroluminescent device of Comparative Example 2 in which different materials were used for the electron transport auxiliary layer and the organic functional layer, it was found that excellent performance was exhibited in terms of current efficiency, emission peak, and driving voltage.

Claims (12)

양극; 정공 수송 영역; 발광층; 전자 수송 영역 및 음극이 순차적으로 적층된 구조를 구비하며,
상기 전자 수송 영역은 전자수송 보조층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함하고,
상기 발광층과 상기 전자수송 보조층 사이에 배치된 적어도 하나의 유기 기능층을 더 포함하되,
상기 유기 기능층은, 상기 발광층의 재료; 및 상기 전자수송 보조층의 재료의 혼합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
anode; Hole transport area; Light-emitting layer; It has a structure in which an electron transport region and a cathode are sequentially stacked,
The electron transport region includes an electron transport auxiliary layer, an electron transport layer, and an electron injection layer,
Further comprising at least one organic functional layer disposed between the emission layer and the electron transport auxiliary layer,
The organic functional layer may include a material for the emission layer; And a mixture of materials for the electron transport auxiliary layer.
제1항에 있어서,
상기 전자수송 보조층의 HOMO 에너지 준위의 절대값은 상기 발광층의 HOMO 에너지 준위의 절대값 보다 높은, 유기 전계 발광 소자.
The method of claim 1,
An organic electroluminescent device, wherein the absolute value of the HOMO energy level of the electron transport auxiliary layer is higher than the absolute value of the HOMO energy level of the emission layer.
제2항에 있어서,
상기 전자수송 보조층의 HOMO 에너지 준위의 절대값과, 상기 발광층의 HOMO 에너지 준위의 절대값과의 차이는 0 eV 초과, 1.5 eV 이하인, 유기 전계 발광 소자.
The method of claim 2,
The organic electroluminescent device, wherein a difference between the absolute value of the HOMO energy level of the electron transport auxiliary layer and the absolute value of the HOMO energy level of the light emitting layer is greater than 0 eV and less than 1.5 eV.
제1항에 있어서,
상기 전자수송 보조층의 LUMO 에너지 준위의 절대값은, 상기 전자수송층의 LUMO 에너지 준위의 절대값 보다 낮고, 상기 발광층의 LUMO 에너지 준위의 절대값 보다 높은 유기 전계 발광 소자.
The method of claim 1,
The absolute value of the LUMO energy level of the electron transport auxiliary layer is lower than the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport layer, and higher than the absolute value of the LUMO energy level of the emission layer.
제4항에 있어서,
상기 전자수송 보조층의 LUMO 에너지 준위의 절대값과, 상기 전자수송층의 LUMO 에너지 준위의 절대값과의 차이는 0 eV 초과, 1.0 eV 이하인, 유기 전계 발광 소자.
The method of claim 4,
An organic electroluminescent device, wherein a difference between the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport auxiliary layer and the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport layer is greater than 0 eV and less than 1.0 eV.
제4항에 있어서,
상기 전자수송 보조층의 LUMO 에너지 준위의 절대값과, 상기 발광층의 LUMO 에너지 준위의 절대값과의 차이는 0 내지 1.0 eV인, 유기 전계 발광 소자.
The method of claim 4,
The organic electroluminescent device, wherein a difference between the absolute value of the LUMO energy level of the electron transport auxiliary layer and the absolute value of the LUMO energy level of the light emitting layer is 0 to 1.0 eV.
제1항에 있어서,
상기 전자수송 보조층을 구성하는 화합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 6원 모이어티; 하기 화학식 2로 표시되는 5원 모이어티; 및 상기 6원 모이어티와 5원 모이어티가 축합된 다환 모이어티 중 적어도 하나의 전자끌게기(EWG) 모이어티를 포함하는, 유기 전계 발광 소자:
[화학식 1]
Figure pat00007

[화학식 2]
Figure pat00008

상기 화학식 1 또는 2에서,
X1 내지 X6 및 Y1 내지 Y5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(R)이고, 다만 상기 X1 내지 X6 및 Y1 내지 Y5 중 적어도 하나는 N이며,
상기 C(R)이 복수 개인 경우 복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들은 인접한 기와 결합하여 축합고리를 형성할 수 있으며,
상기 R의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기, 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
The method of claim 1,
The compound constituting the electron transport auxiliary layer includes a six-membered moiety represented by the following formula (1); A 5-membered moiety represented by the following formula (2); And at least one electron withdrawing (EWG) moiety among the polycyclic moieties in which the six-membered moiety and the five-membered moiety are condensed:
[Formula 1]
Figure pat00007

[Formula 2]
Figure pat00008

In Formula 1 or 2,
X 1 to X 6 and Y 1 to Y 5 are the same as or different from each other, and each independently N or C(R), provided that at least one of the X 1 to X 6 and Y 1 to Y 5 is N,
In the case of a plurality of C(R), a plurality of Rs are the same or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen group, cyano group, nitro group, amino group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group of 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, 5 to 60 nuclear atoms Heteroaryl group, C 1 ~ C 40 alkyloxy group, C 6 ~ C 60 aryloxy group, C 1 ~ C 40 alkylsilyl group, C 6 ~ C 60 arylsilyl group, C 1 ~ C 40 alkyl boron group, C 6 ~ C group 60 arylboronic of, C 6 ~ C 60 aryl phosphine group, C 6 ~ C aryl phosphine oxide 60 group and a C 6 ~ selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60 or , Or they may be combined with adjacent groups to form a condensed ring,
The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkylborone group, arylborone group, aryl of R The phosphine group, the arylphosphine oxide group, and the arylamine group are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, 3 to 40 nuclear atoms heterocycloalkyl group, C 6 to C 60 aryl group, 5 to 60 nuclear atoms heteroaryl group, C 1 ~ C 40 alkyloxy group, C 6 ~ C 60 aryloxy group, C 1 ~ C 40 alkylsilyl group, C 6 ~ C 60 arylsilyl group, C 1 ~ C 40 alkyl boron group, C 6 - an aryl boronic of C 60, C 6 ~ C 60 aryl phosphine group, C 6 ~ C aryl phosphine oxide 60 group and a C 6 ~ C 60 aryl optionally substituted with 1 substituent at least one selected from the group consisting of amine groups of In this case, when the substituents are plural, they may be the same as or different from each other.
제7항에 있어서,
상기 전자끌게기(EWG) 모이어티는 하기 구조식에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.
Figure pat00009
The method of claim 7,
The electron attracting (EWG) moiety is an organic electroluminescent device selected from the following structural formula.
Figure pat00009
제7항에 있어서,
상기 전자수송 보조층을 구성하는 화합물은, 상기 전자끌게기(EWG)와 상이하고, 하기 구조식으로 표시되는 치환체 군에서 선택되는 적어도 하나의 모이어티를 포함하는 유기 전계 발광 소자:
Figure pat00010

상기 식에서,
Z1 내지 Z3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 NR3, O, S, 및 CR4R5로 이루어진 군에서 선택되고,
R1 내지 R5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접한 기와 결합하여 축합고리를 형성할 수 있으며;
m과 n은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
상기 R1 내지 R5의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 포스핀기, 포스핀옥사이드기, 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
The method of claim 7,
The compound constituting the electron transport auxiliary layer is different from the electron attracting (EWG) and includes at least one moiety selected from the group of substituents represented by the following structural formula:
Figure pat00010

In the above formula,
Z 1 to Z 3 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of NR 3 , O, S, and CR 4 R 5 ,
R 1 to R 5 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen group, cyano group, nitro group, amino group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 ~ C 40 alkynyl group, C 3 ~ C 40 cycloalkyl group, 3 to 40 nuclear atoms heterocycloalkyl group, C 6 ~ C 60 aryl group, 5 to 60 nuclear atoms heteroaryl group, C 1 ~ C 40 alkyloxy group, C 6 ~ C 60 aryloxy group, C 1 ~ C 40 alkylsilyl group, C 6 ~ C 60 arylsilyl group, C 1 ~ C 40 alkyl boron group, C 6 ~ aryl of C 60 boron group, C 6 ~ C 60 aryl phosphine group, C 6 ~ C aryl phosphine oxide 60 group and a C 6 ~, or selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60, or adjacent groups bonded to the condensation of Can form a ring;
m and n are each independently an integer of 0 to 4,
The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl of the R 1 to R 5 A boron group, a phosphine group, a phosphine oxide group, and an arylamine group are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group , C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 ~ C 40 alkyloxy group, C 6 ~ C 60 aryloxy group, C 1 ~ C 40 alkylsilyl group, C 6 ~ C 60 arylsilyl group, C 1 ~ C 40 alkyl boron group, arylboronic group of C 6 ~ C 60, C 6 ~ C 60 of the aryl phosphine group, C 6 ~ C 60 aryl phosphine oxide group and one substituent at least one selected from the group consisting of an aryl amine of the C 6 ~ C 60 of It may be substituted, and in this case, when the substituents are plural, they may be the same or different from each other.
제1항에 있어서,
상기 유기 기능층은 상기 전자수송 보조층의 재료; 및 상기 발광층의 재료를 공증착시켜 형성되는 유기 전계 발광 소자.
The method of claim 1,
The organic functional layer is a material of the electron transport auxiliary layer; And an organic electroluminescent device formed by co-depositing a material for the emission layer.
제10항에 있어서,
상기 유기 기능층은, 상기 전자수송 보조층의 재료와, 상기 발광층에 함유된 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함하되,
상기 전자수송 보조층의 재료와 상기 호스트 재료의 혼합 비율은 5~95 : 95~5 중량비이며,
상기 도펀트 재료는 상기 전자수송 보조층의 재료와 호스트 재료를 합한 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 30 중량부로 포함되는, 유기 전계 발광 소자.
The method of claim 10,
The organic functional layer includes a material of the electron transport auxiliary layer, a host material and a dopant material contained in the light emitting layer,
The mixing ratio of the material of the electron transport auxiliary layer and the host material is 5 to 95: 95 to 5 weight ratio,
The dopant material is included in an amount of 0.5 to 30 parts by weight based on the total weight of the material of the electron transport auxiliary layer and the host material.
제1항에 있어서,
상기 정공 수송 영역은 정공 주입층, 정공 수송층 및 정공수송 보조층 중 적어도 하나를 포함하는 유기 전계 발광 소자.
The method of claim 1,
The hole transport region is an organic electroluminescent device including at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, and a hole transport auxiliary layer.
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