KR20210136223A - 유기 발광 소자, 유기 발광 소자용 가교제 화합물 및 유기 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 소자, 유기 발광 소자용 가교제 화합물 및 유기 발광 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예의 유기 발광 소자는 순차적으로 적층되는 제1 전극, 정공 수송 영역, 발광층, 전자 수송 영역, 및 제2 전극을 포함하고, 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물로부터 유래된 정공 수송 물질을 포함하여, 습식 공정을 통해 유기 발광 소자의 제조가 가능해지면서도, 유기 발광 소자의 발광 효율 및 구동 전압 특성이 향상될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00060

Description

유기 발광 소자, 유기 발광 소자용 가교제 화합물 및 유기 발광 소자의 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE, CROSSLINKING AGENT COMPOUND FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 유기 발광 소자 및 이에 사용되는 가교제 화합물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 정공 수송 영역 형성 재료로 사용되는 가교제 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
최근, 영상 표시 장치로서, 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence Display)의 개발이 왕성하게 이루어져 왔다. 유기 전계 발광 표시 장치는 액정 표시 장치 등과는 다르고, 제1 전극 및 제2 전극으로부터 주입된 정공 및 전자를 발광층에 있어서 재결합시킴으로써, 발광층에 있어서 유기 화합물을 포함하는 발광 재료를 발광시켜서 표시를 실현하는 소위 자발광형의 표시 장치이다.
유기 발광 소자를 표시 장치에 응용함에 있어서는, 유기 발광 소자의 저 구동 전압화, 고 발광 효율화 및 장수명화가 요구되고 있으며, 이를 안정적으로 구현할 수 있는 유기 발광 소자용 재료 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
또한, 고효율 유기 발광 소자를 구현하기 위해 정공 수송층의 재료에 대한 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 발광 효율 및 구동 전압 특성이 개선된 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 습식 공정을 통해 제조 가능한 유기 발광 소자 및 이에 적용 가능한 가교제 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예의 유기 발광 소자는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역, 상기 정공 수송 영역 상에 배치된 발광층, 상기 발광층 상에 배치된 전자 수송 영역, 및상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극을 포함하고, 상기 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물을 포함하는 정공 수송 물질로부터 유래된다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, A는 수소 원자 또는 중수소 원자이고, L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 메틸렌기이고, m은 1 이상 100 이하의 정수이고, n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
상기 정공 수송 영역은 상기 제1 전극 상에 배치된 정공 주입층, 및 상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물을 포함하는 상기 정공 수송 물질로부터 유래된 것일 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 복수의 유기층들을 포함하고, 상기 복수의 유기층들 중 상기 발광층에 인접한 유기층은 상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물을 포함하는 상기 정공 수송 물질로부터 유래된 것일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00002
[화학식 1-2]
Figure pat00003
상기 화학식 1-1 및 화학식 1-2에서, A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
상기 정공 수송 물질은 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기를 포함하는 고분자 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00004
[화학식 2-2]
Figure pat00005
상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고, a1은 0 이상 5 이하의 정수이고, a2 및 a3는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, a4 및 a5는 각각 독립적으로 0 이상 3 이하의 정수이고, p1 및 p2는 각각 독립적으로 1 이상 100 이하의 정수이다.
상기 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1-1, 화학식 2-1-2 및 화학식 2-2-1 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1-1]
Figure pat00006
[화학식 2-1-2]
Figure pat00007
[화학식 2-2-1]
Figure pat00008
상기 화학식 2-1-1, 화학식 2-1-2, 및 화학식 2-2-1에서, p1 및 p2는 상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서 정의한 바와 동일하다.
상기 정공 수송 물질에 포함된 상기 고분자 화합물 및 상기 가교제 화합물의 중량비는 4:1 내지 19:1일 수 있다.
상기 정공 수송 영역에서, 상기 고분자 화합물은 상기 가교제 화합물과 열 가교 또는 광 가교될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가교제 화합물은 상기 화학식 1로 표시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 제조 방법에서는 제1 전극을 준비하는 단계, 상기 제1 전극 상에 정공 수송 물질을 제공하여 정공 수송 영역을 형성하는 단계, 상기 정공 수송 영역 상에 발광층을 형성하는 단계, 및 상기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 정공 수송 물질은 상기 화학식 1 로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 제조 방법에서, 상기 정공 수송 물질을 통해 상기 정공 수송층이 형성될 수 있다.
상기 정공 수송 물질을 상기 제1 전극 상에 제공하는 단계 이전에, 상기 고분자 화합물, 상기 가교제 화합물 및 용매를 혼합하여 상기 정공 수송 물질을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역을 형성하는 단계는 상기 정공 수송 물질을 제공하는 단계 이후, 열 또는 광을 가하여 상기 제공된 정공 수송 물질을 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 물질을 제공하는 단계는 스핀 코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 또는 스프레이 프린팅 등의 습식 공정을 통해 수행될 수 있다.
일 실시예의 유기 발광 소자는 낮은 구동 전압, 및 고효율의 개선된 소자 특성을 나타낼 수 있다.
일 실시예의 가교제 화합물은 유기 발광 소자의 정공수송영역 형성 공정에 사용되어, 유기 발광 소자의 해상도 향상 및 효율 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 제조 방법 중 일부 단계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예의 유기 발광 소자(10)에서 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)은 서로 마주하고 배치되며, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에는 복수 개의 유기층들이 배치될 수 있다. 복수 개의 유기층들은 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 유기 발광 소자(10)는 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2) 상에는 캡핑층이 더 배치될 수도 있다.
일 실시예의 유기 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 복수 개의 유기층들 중 적어도 하나의 유기층에 후술하는 일 실시예의 가교제 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 유기 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 정공 수송 영역(HTR)에 후술하는 일 실시예의 가교제 화합물을 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 일 실시예의 유기 발광 소자(10)는 정공 수송 영역(HTR) 이외에 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 복수의 유기층들인 발광층(EML) 및 전자 수송 영역(ETR)에 포함된 적어도 하나의 유기층에 후술하는 일 실시예에 따른 가교제 화합물을 포함하거나, 또는 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층 등의 기능층에 후술하는 일 실시예에 따른 가교제 화합물을 포함할 수 있다.
한편, 도 2는 도 1과 비교하여, 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)을 포함하는 일 실시예의 유기 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다. 또한, 도 3은 도 1과 비교하여 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 저지층(EBL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL), 및 정공 저지층(HBL)을 포함하는 일 실시예의 유기 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다.
제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 금속 합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 애노드(anode)일 수 있다. 또한, 제1 전극(EL1)은 화소 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 전극(EL1)의 두께는 약 1000Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 1000Å 내지 약 3000Å일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 정공 버퍼층(미도시), 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)의 두께는 예를 들어, 약 50Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 또는 정공 수송층(HTL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질 및 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층(미도시), 정공 주입층(HIL)/정공 버퍼층(미도시), 정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL)의 구조를 가질 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 영역(HTR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
일 실시예의 유기 발광 소자(10)에서 정공 수송 영역(HTR)은 일 실시예의 가교제 화합물을 포함할 수 있다. 일 실시예의 유기 발광 소자(10)에서, 정공 수송 영역(HTR)은 일 실시예의 가교제 화합물을 포함하는 정공 수송 물질(HTM, 도 4a 참조)로부터 유래된 것일 수 있다.
한편, 본 명세서에서 "치환 또는 비치환된"은 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 실릴기, 옥시기, 티오기, 설피닐기, 설포닐기, 카보닐기, 붕소기, 포스핀 옥사이드기, 포스핀 설파이드기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 탄화수소 고리기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 예시된 치환기 각각은 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 예를 들어, 비페닐기는 아릴기로 해석될 수도 있고, 페닐기로 치환된 페닐기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성"한다는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성하는 것을 의미할 수 있다. 탄화수소 고리는 지방족 탄화수소 고리 및 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 헤테로 고리는 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리를 포함한다. 인접하는 기와 서로 결합하여 형성된 고리는 단환 또는 다환일 수 있다. 또한, 서로 결합하여 형성된 고리는 다른 고리와 연결되어 스피로 구조를 형성하는 것일 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기"는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기 또는 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 인접한 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene)에서 2개의 메틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있고, 1,1-디에틸시클로펜테인(1,1-diethylcyclopentane)에서 2개의 에틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 직접결합(direct linkage)은 단일결합일 수 있다.
본 명세서에서, 할로겐 원자의 예로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자가 있다.
본 명세서에서, 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 알킬기의 탄소수는 1 이상 50 이하, 1 이상 30 이하, 1 이상 20 이하, 1 이상 10 이하 또는 1 이상 6 이하이다. 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, t-부틸기, i-부틸기, 2- 에틸부틸기, 3, 3-디메틸부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 시클로펜틸기, 1-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-에틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, n-헥실기, 1-메틸헥실기, 2-에틸헥실기, 2-부틸헥실기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4-t-부틸시클로헥실기, n-헵틸기, 1-메틸헵틸기, 2,2-디메틸헵틸기, 2-에틸헵틸기, 2-부틸헵틸기, n-옥틸기, t-옥틸기, 2-에틸옥틸기, 2-부틸옥틸기, 2-헥실옥틸기, 3,7-디메틸옥틸기, 시클로옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 아다만틸기, 2-에틸데실기, 2-부틸데실기, 2-헥실데실기, 2-옥틸데실기, n-운데실기, n-도데실기, 2-에틸도데실기, 2-부틸도데실기, 2-헥실도데실기, 2-옥틸도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, 2-에틸헥사데실기, 2-부틸헥사데실기, 2-헥실헥사데실기, 2-옥틸헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, n-노나데실기, n-이코실기, 2-에틸이코실기, 2-부틸이코실기, 2-헥실이코실기, 2-옥틸이코실기, n-헨이코실기, n-도코실기, n-트리코실기, n-테트라코실기, n-펜타코실기, n-헥사코실기, n-헵타코실기, n-옥타코실기, n-노나코실기, 및 n-트리아콘틸기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리는 지방족 탄화수소 고리 및 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 헤테로 고리는 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리를 포함한다. 탄화수소 고리 및 헤테로 고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리기는 지방족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기, 또는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기일 수 있다. 탄화수소 고리기의 고리 형성 탄소수 5 이상 60 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 헤테로 고리기는 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리형성 원자로 포함하는 헤테로 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기일 수 있다. 헤테로 고리기의 고리 형성 탄소수 5 이상 60 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 아릴기는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 아릴기의 고리 형성 탄소수는 6 이상 30 이하, 6 이상 20 이하, 또는 6 이상 15 이하일 수 있다. 아릴기의 예로는 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 퀸크페닐기, 섹시페닐기, 트리페닐에닐기, 피레닐기, 벤조 플루오란테닐기, 크리세닐기 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수도 있다. 플루오레닐기가 치환되는 경우의 예시는 하기와 같다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
본 명세서에서, 헤테로아릴기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 헤테로아릴기가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로아릴기는 단환식 헤테로 고리기 또는 다환식 헤테로 고리기일 수 있다. 헤테로아릴기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딘기, 비피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀린기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 페녹사진기, 프탈라진기, 피리도 피리미딘기, 피리도 피라진기, 피라지노 피라진기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, N-아릴카바졸기, N-헤테로아릴카바졸기, N-알킬카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 티에노티오펜기, 벤조퓨란기, 페난트롤린기, 티아졸기, 이소옥사졸기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 페노티아진기, 디벤조실롤기 및 디벤조퓨란기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에서, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하 또는 2 이상 10 이하이다. 알케닐기의 예로는 비닐기, 1-부테닐기, 1-펜테닐기, 1,3-부타디에닐 아릴기, 스티레닐기, 스티릴비닐기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 실릴기는 알킬 실릴기 및 아릴 실릴기를 포함한다. 실릴기의 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 붕소기는 알킬 붕소기 및 아릴 붕소기를 포함한다. 붕소기의 예로는 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 디페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 이상 30 이하일 수 있다. 아민기는 알킬 아민기 및 아릴 아민기를 포함할 수 있다. 아민기의 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 페닐아민기, 디페닐아민기, 나프틸아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리기는 지방족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 탄화수소 고리기는 고리 형성 탄소수 5 이상 20 이하의 포화 탄화수소 고리기일 수 있다.
본 명세서에서, 헤테로고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 헤테로고리기가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로고리기는 단환식 헤테로고리기 또는 다환식 헤테로고리기일 수 있으며, 헤테로아릴기를 포함하는 개념이다. 헤테로고리기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다.
본 명세서에서,
Figure pat00013
는 연결되는 부위를 의미한다.
일 실시예의 가교제 화합물은 비스아자이드(bisazide)기, 즉 2개의 아자이드기를 포함하고, 주 사슬(main chain)로 폴리아세틸렌기(Polyacetylene, PA)를 포함한다. 일 실시예의 가교제 화합물은 폴리아세틸렌 주 사슬 양 측에 2개의 아자이드기가 연결된 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예의 가교제 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00014
화학식 1에서, A는 수소 원자 또는 중수소 원자이다. 화학식 1에서, 복수로 제공되는 A는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, A는 모두 수소 원자일 수 있다. 또는, 복수의 A 중 적어도 하나는 중수소 원자이고, 나머지는 수소 원자일 수 있다. 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물은 주 사슬을 구성하는 아세틸렌기에 수소 원자 또는 중수소 원자 외에 다른 치환기가 치환되지 않는 것일 수 있다.
화학식 1에서, L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 메틸렌기이다. 일 실시예에서, L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, L1 및 L2는 모두 직접결합이거나, 또는, 모두 비치환된 메틸렌기일 수 있다.
화학식 1에서, m은 1 이상 100 이하의 정수이다. m이 2 이상의 정수일 경우, 주 사슬을 구성하는 아세틸렌기가 복수로 제공되는 것을 의미할 수 있다. 즉, m이 2 이상의 정수일 경우, 복수의 아세틸렌기가 반복하여 연결된 것을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, m은 3 이상 20 이하의 정수일 수 있다.
화학식 1에서, n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 또는 2이다. n1 및 n2 각각이 1일 경우, 주 사슬 양측에 아자이드기가 1개씩 연결된 것을 의미할 수 있다. n1 및 n2 각각이 2일 경우, 주 사슬 양측에 아자이드기가 2개씩 연결된 것을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, n1 및 n2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, n1 및 n2는 모두 1이거나, 모두 2일 수 있다.
일 실시예의 가교제 화합물은 주 사슬인 폴리아세틸렌 사슬 양측에 아자이드기가 1쌍 또는 2쌍 연결된 구조를 포함한다. 일 실시예의 가교제 화합물은 수소 원자 또는 중수소 원자 외에 다른 치환기가 치환되지 않은 폴리아세틸렌 주 사슬을 중심으로 양 측에 비스아자이드기가 연결된 구조를 포함하여, 정공 수송 영역에 포함된 고분자 화합물의 정공수송능을 감소시키지 않으면서, 고분자 화합물의 가교 효율을 증가시킬 수 있다. 따라서, 일 실시예의 가교제 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 경우 잉크젯 프린팅 등의 습식 공정을 통해 정공 수송 영역을 형성하여 유기 발광 소자의 해상도를 증가시킬수 있으면서도, 높은 발광 효율 및 낮은 구동 전압을 가지는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가교제 화합물은 하기 화학식 1-a로 표시될 수 있다.
[화학식 1-a]
Figure pat00015
화학식 1-a에서, A 및 m에 대하여는 상기 화학식 1 에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
화학식 1-a에서, B는 하기 화학식 1-b 또는 화학식 1-c로 표시될 수 있다.
[화학식 1-b]
Figure pat00016
[화학식 1-c]
Figure pat00017
화학식 1-b 및 화학식 1-c 에서,
Figure pat00018
는 화학식 1-a에 표시된 아세틸렌 주 사슬과 연결되는 부위를 의미한다.
화학식 1-a에서, 아세틸렌 주 사슬 양측에 연결된 2개의 B는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 B는 모두 화학식 1-b로 표시될 수 있다. 또는, 2개의 B는 모두 화학식 1-c로 표시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가교제 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00019
[화학식 1-2]
Figure pat00020
화학식 1-1은 화학식 1에서, m이 3이고, L1 및 L2가 모두 직접결합이고, n1 및 n2가 모두 1인 경우이다. 화학식 1-2는 화학식 1에서, m이 3이고, L1 및 L2가 모두 비치환된 메틸렌기이고, n1 및 n2가 모두 2인 경우이다.
한편, 화학식 1-1 및 1-2에서, A 에 대하여는 상기 화학식 1 에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
일 실시예의 유기 발광 소자(10)에서 정공 수송 영역(HTR)은 일 실시예의 가교제 화합물 외에, 정공 수송능을 가지는 고분자 화합물을 더 포함할 수 있다. 고분자 화합물은 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기를 포함할 수 있다. 고분자 화합물은 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기를 포함하는 단량체를 반복단위로 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시될 수 있다. 보다 구체적으로, 일 실시예에 따른 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2에 표시된 단량체를 반복단위로 포함하는 고분자일 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00021
[화학식 2-2]
Figure pat00022
화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이다. 일 실시예에서, R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기일 수 있다. 예를 들어, R1은 수소 원자, 치환 또는 비치환된 메틸기, 또는 치환 또는 비치환된 부틸기일 수 있다. 예를 들어, R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 옥틸기일 수 있다.
화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, a1은 0 이상 5 이하의 정수이다. a2 및 a3는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다. a4 및 a5는 각각 독립적으로 0 이상 3 이하의 정수이다. a1 내지 a5 각각이 0일 경우, 일 실시예에 따른 고분자 화합물에서 R1 내지 R5 모두는 수소 원자인 것을 의미할 수 있다. a1 내지 a5 각각이 2 이상의 정수일 경우, 복수로 제공되는 R1 내지 R5 각각은 모두 동일한 것이거나, 또는 복수의 R1 내지 R5 중 적어도 하나는 상이한 것일 수 있다.
화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, p1 및 p2는 각각 독립적으로 1 이상 100 이하의 정수이다. 일 실시예에서, p1 및 p2 각각이 2 이상의 정수일 경우, 화학식 2-1 및 화학식 2-2에 표시된 단량체가 복수로 제공되는 것을 의미할 수 있다. 즉, p1 및 p2 각각이 2 이상의 정수일 경우, 화학식 2-1 및 화학식 2-2에 표시된 복수의 단량체가 반복하여 연결된 것을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, p1 및 p2 각각은 3 이상 20 이하의 정수일 수 있다.
일 실시예에 따른 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1-1, 화학식 2-1-2 또는 화학식 2-2-1로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1-1]
Figure pat00023
[화학식 2-1-2]
Figure pat00024
[화학식 2-2-1]
Figure pat00025
화학식 2-1-1, 화학식 2-1-2 및 화학식 2-2-1 각각은 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서 R1 내지 R7으로 지시되는 치환기가 특정된 경우이다.
한편, 화학식 2-1-1, 화학식 2-1-2 및 화학식 2-2-1에서, p1 및 p2 에 대하여는 상기 화학식 1 에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
일 실시예에 따른 가교제 화합물 및 고분자 화합물 각각은 정공 수송 영역(HTR) 중 정공 수송층(HTL)에 포함될 수 있다. 일 실시예의 정공 수송층(HTL)에 포함된 고분자 화합물 및 가교제 화합물의 중량비는 약 4:1 내지 약 19:1 일 수 있다. 보다 바람직하게는, 정공 수송층(HTL)에 포함된 고분자 화합물 및 가교제 화합물의 중량비는 약 9:1일 수 있다. 정공 수송층(HTL)에 포함된 고분자 화합물은 가교제 화합물을 통해 열 가교 또는 광 가교되어 있을 수 있다.
한편, 일 실시예의 유기 발광 소자(10)에서 정공 수송 영역(HTR)은 공지의 재료를 더 포함할 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 예를 들어, 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-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(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)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 등을 포함할 수도 있다.
정공 수송층(HTL)은 일 실시예에 따른 가교제 화합물 및 고분자 화합물 외에, 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorine)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(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 등을 더 포함할 수도 있다.
정공 수송 영역(HTR)의 두께는 약 50Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 5000Å일 수 있다. 정공 주입층(HIL)의 두께는, 예를 들어, 약 30Å 내지 약 1000Å이고, 정공 수송층(HTL)의 두께는 약 30Å 내지 약 1000Å 일 수 있다. 예를 들어, 전자 저지층(EBL)의 두께는 약 10Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR), 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL) 및 전자 저지층(EBL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 앞서 언급한 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 전하 생성 물질은 정공 수송 영역(HTR) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 전하 생성 물질은 예를 들어, p-도펀트(dopant)일 수 있다. p-도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p-도펀트의 비제한적인 예로는, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7',8,8'-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL) 외에, 정공 버퍼층(미도시) 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 정공 버퍼층(미도시)은 발광층(EML)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 정공 버퍼층(미도시)에 포함되는 물질로는 정공 수송 영역(HTR)에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 전자 저지층(EBL)은 전자 수송 영역(ETR)으로부터 정공 수송 영역(HTR)으로의 전자 주입을 방지하는 역할을 하는 층이다. 정공 수송 영역(HTR)이 발광층(EML)에 인접한 정공 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함할 경우, 일 실시예에 따른 가교제 화합물은 발광층(EML)에 인접한 정공 버퍼층 및/또는 전자 저지층에 포함되는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 고분자 화합물은 발광층(EML)에 인접한 정공 버퍼층 및/또는 전자 저지층에 포함되어, 가교제 화합물에 의해 열 가교 또는 광 가교 된 것일 수 있다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)은 예를 들어 약 100Å 내지 약 1000Å 또는, 약 100Å 내지 약 300Å의 두께를 갖는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
또한, 유기 발광 소자(10)의 발광층(EML)은 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 유기 발광 소자(10)의 발광층(EML)은 490nm 이상의 영역의 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 발광층(EML)은 녹색광 또는 적색광을 방출하는 것일 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예의 유기 발광 소자(10)는 복수의 발광층들을 포함하는 것일 수 있다. 복수의 발광층들은 순차적으로 적층되는 것일 수 있으며, 예를 들어 복수의 발광층들을 포함하는 유기 발광 소자(10)는 백색광을 방출하는 것일 수 있다. 복수의 발광층들을 포함하는 유기 발광 소자는 탠덤(Tandem) 구조의 유기 발광 소자일 수 있다.
일 실시예에서 발광층(EML)은 지연 형광 발광층, 형광 발광층, 인광 발광층 등이고, 발광층(EML)은 공지의 호스트 재료 및 도펀트를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 예를 들어, 발광층(EML)은 열활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)을 발광하는 것일 수 있다.
발광층(EML)의 호스트 재료로서는, 공지의 재료를 사용할 수 있고, 특히 한정되는 것은 아니지만, 플루오란텐(fluoranthene) 유도체, 피렌(pyrene) 유도체, 아릴아세틸렌(arylacetylene) 유도체, 안트라센(anthracene) 유도체, 플루오렌(fluorene) 유도체, 페릴렌(perylene) 유도체, 크리센(chrysene) 유도체 등으로부터 선택된다. 바람직하게는, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 안트라센 유도체를 들 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)의 호스트 재료로서, 하기 화학식 3으로 표시되는 안트라센 유도체를 사용할 수도 있다.
[화학식 3]
Figure pat00026
화학식 3에서, R31 내지 R40은 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다. 한편, R31 내지 R40은 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
화학식 3에서 c 및 d는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수일 수 있다.
화학식 3은 하기 화합물 3-1 내지 화합물 3-16 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
일 실시예에서 발광층(EML)은 호스트 재료로, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), PVK(poly(n-vinylcabazole), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), DPEPO(bis[2-(diphenylphosphino)phenyl]etheroxide), CP1 (Hexaphenyl cyclotriphosphazene), UGH2 (1,4-bis(triphenylsilyl)benzene), DPSiO3 (Hexaphenylcyclotrisiloxane), DPSiO4 (Octaphenylcyclotetra siloxane), 또는 PPF (2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzofuran), mCBP(3,3'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene), DNA(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracene) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제시된 호스트 재료 이외에 공지의 지연 형광 발광 호스트 재료가 포함될 수 있다.
일 실시예에서 발광층(EML)은 도펀트로 스티릴 유도체(예를 들어, 1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi), 페릴렌 및 그 유도체(예를 들어, 2, 5, 8, 11-Tetra-t-butylperylene(TBP)), 피렌 및 그 유도체(예를 들어, 1,1-dipyrene, 1,4-dipyrenylbenzene, 1,4-Bis(N, N-Diphenylamino)pyrene) 등의 2,5,8,11-Tetra-t-butylperylene(TBP)) 등을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 발광층(EML)은 최저 삼중항 여기 에너지 준위(T1 level)가 서로 다른 두 개의 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예의 유기 발광 소자(10)에서 발광층(EML)은 제1 최저 삼중항 여기 에너지 준위를 갖는 호스트, 제1 최저 삼중항 여기 에너지 준위 보다 낮은 제2 최저 삼중항 여기 에너지 준위를 갖는 제1 도펀트, 및 제2 최저 삼중항 여기 에너지 준위 보다 낮은 제3 최저 삼중항 여기 에너지 준위를 갖는 제2 도펀트를 포함할 수 있다.
발광층(EML)에 호스트, 제1 도펀트, 및 제2 도펀트를 포함하는 일 실시예의 유기 발광 소자(10)에서 제1 도펀트는 지연 형광 도펀트이고, 제2 도펀트는 형광 도펀트일 수 있다.
예를 들어, 일 실시예의 유기 발광 소자(10)의 발광층(EML)이 복수 개의 도펀트들을 포함할 때, 발광층(EML)은 서로 다른 제1 도펀트 및 제2 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)이 청색광을 발광할 때, 발광층(EML)은 제2 도펀트로 스피로-DPVBi(spiro-DPVBi), 스피로-6P(spiro-6P), DSB(distyryl-benzene), DSA(distyryl-arylene), PFO(Polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly(p-phenylene vinylene)계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex), 페릴렌(perlene) 및 그 유도체 등이 사용될 수도 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 일 실시예의 유기 발광 소자(10)에서, 전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은, 정공 저지층(HBL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층(EIL) 또는 전자 수송층(ETL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 발광층(EML)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL) 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송 영역(ETR)의 두께는 예를 들어, 약 1000Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 수송층(ETL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 안트라센계 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 수송 영역은 예를 들어, Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene) 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 LiF, NaCl, CsF, RbCl, RbI, CuI 와 같은 할로겐화 금속, Yb와 같은 란타넘족 금속, Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물, 또는 LiQ(Lithium quinolate) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(EIL)은 또한 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 앞서 언급한 바와 같이, 정공 저지층(HBL)을 포함할 수 있다. 정공 저지층(HBL)은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 공통 전극 또는 음극일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)가 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, Yb 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2)은 보조 전극과 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)가 보조 전극과 연결되면, 제2 전극(EL2)의 저항을 감소 시킬 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 일 실시예의 유기 발광 소자(10)는 발광층(EML)과 전자 수송 영역(ETR) 사이에 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 버퍼층은 발광층(EML)에서 생성되는 엑시톤의 농도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 버퍼층은 발광층(EML) 재료 중 일부를 포함할 수 있다. 버퍼층은 발광층(EML) 재료 중 호스트 재료를 포함할 수 있다. 버퍼층 재료의 최저 삼중항 여기 에너지 레벨은 발광층(EML)에 포함된 호스트 및 도펀트 재료들의 조합에 따라 제2 도펀트의 최저 삼중항 여기 에너지 레벨 이상 또는 제2 도펀트의 최저 삼중항 여기 에너지 레벨 이하로 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자(10)는 상술한 일 실시예의 가교제 화합물을 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 정공 수송 영역(HTR)에 포함하여, 잉크젯 프린팅 등의 습식 공정을 통해 정공 수송 영역을 형성하면서도, 정공 수송 영역(HTR)의 잔막 특성이 향상되어 높은 발광 효율 및 낮은 구동 전압을 가지는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 제조 방법 중 일부 단계를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 4a 내지 도 4c에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 제조 방법 중, 정공 주입층(HIL) 상에 정공 수송층(HTL)을 형성하는 단계를 순차적으로 나타내었다. 이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 제조 방법을 설명한다.
일 실시예에 따른 유기 발광 소자 제조 방법은 제1 전극을 준비하는 단계, 제1 전극 상에 정공 수송 물질을 제공하여 정공 수송 영역을 형성하는 단계, 정공 수송 영역 상에 발광층을 형성하는 단계, 및 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 정공 수송 영역(HTR, 도 1 참조)은 제1 전극(EL1) 상에 형성되는 정공 주입층(HIL) 및 정공 주입층(HIL) 상에 형성되는 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 정공 수송 물질(HTM)을 통해 정공 수송층(HTL)이 형성되는 것일 수 있다. 정공 수송 물질(HTM)은 일 실시예의 가교제 화합물을 포함할 수 있다. 정공 수송 물질(HTM)은 상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물을 포함할 수 있다. 정공 수송 물질(HTM)은 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기를 포함하는 고분자 화합물을 더 포함하고, 고분자 화합물은 상기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시될 수 있다. 정공 수송 물질(HTM) 내에서, 고분자 화합물 및 가교제 화합물의 중량비는 약 4:1 내지 약 19:1 일 수 있다. 바람직하게는, 정공 수송 물질(HTM) 내에서 고분자 화합물 및 가교제 화합물의 중량비는 약 9:1일 수 있다. 정공 수송 물질(HTM)은, 고분자 화합물 및 가교제 화합물을 용매 내에서 혼합하여 준비될 수 있다. 일 실시예에서, 용매는 톨루엔, 자일렌, o-자일렌, m-자일렌, 또는 아니졸(Anisole) 각각을 포함하거나, 이들의 조합으로 구성된 혼합 용매를 포함할 수 있다.
정공 수송 물질(HTM)은 정공 주입층(HIL) 상에 습식 공정을 통해 제공될 수 있다. 도 4a에서 정공 수송 물질(HTM)이 노즐(NZ)을 통해 정공 주입층(HIL) 상에 제공되는 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 정공 수송 물질(HTM)은 스핀 코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 또는 스프레이 프린팅 등의 용액 공정을 통해서라면 제한되지 않고 다양한 방식으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 유기 발광 소자 제조 방법에서는 정공 수송 물질(HTM)이 정공 주입층(HIL) 상에 제공되어 예비 정공 수송층(P-HTL)이 형성된 후, 예비 정공 수송층(P-HTL) 상에 열 또는 광을 가하여 정공 수송층(HTL)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 도 4b에서는 예비 정공 수송층(P-HTL)에 포함된 고분자 화합물 및 가교제 화합물을 열(Heat) 가교하여 정공 수송층(HTL)을 형성하는 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 예비 정공 수송층(P-HTL)에 포함된 고분자 화합물 및 가교제 화합물을 광 가교하여 정공 수송층(HTL)을 형성할 수도 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가교제 화합물, 고분자 화합물 및 일 실시예의 유기 발광 소자에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
1. 가교제 화합물의 합성
먼저, 본 실시 형태에 따른 가교제 화합물의 합성 방법에 대해서, 실시예 화합물 1 및 2의 합성 방법을 예시하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 가교제 화합물의 합성법은 일 실시예로서, 본 발명의 실시형태에 따른 가교제 화합물의 합성법이 하기의 실시예에 한정되지 않는다. 한편, 실시예 화합물 1 및 2의 구조는 하기와 같다.
[실시예 화합물 1]
Figure pat00033
[실시예 화합물 2]
Figure pat00034
(1) 실시예 화합물 1의 합성
일 실시예에 따른 실시예 화합물 1은 하기 방법으로 합성하였다.
1,6-DICHLOROHEXA-1,3,5-TRIENE의 클로린 원자를 친핵성 치환 반응으로 아자이드기로 치환하여 최종 화합물을 얻었다. 질소분위기의 플라스크에 1,6-DICHLOROHEXA-1,3,5-TRIENE(10.0g, 0.067mol)와 소듐아자이드(sodium azide)(10.5g, 0.161mol, 2.4eq.)를 DMF용매에 용해시킨 후 실온에서 12시간 교반하여 95% 수율로 실시예 화합물 1을 합성하였다.
(2) 실시예 화합물 2의 합성
일 실시예에 따른 실시예 화합물 2는 하기 방법으로 합성하였다.
1,1,8, 8-TETRACHLOROHEXA-1,3,5-TRIENE의 클로린 원자를 친핵성 치환 반응으로 아자이드기로 치환하여 최종 화합물을 얻었다. 질소분위기의 플라스크에 1,1,8, 8-TETRACHLOROHEXA-1,3,5-TRIENE (10g, 0.040mol)와 소듐아자이드(sodium azide)(12.5g, 0.192mol, 4.8당량)를 DMF용매에 용해시킨 후 실온에서 12시간 교반하여 89% 수율로 실시예 화합물 2를 합성하였다.
2. 고분자 화합물 준비
본 실시 형태에 따른 가교제 화합물에 있어서, 고분자 화합물 A 내지 C의 경우 시중에서 구매 가능한 재료를 사용하였다. 한편, 고분자 화합물 A 내지 C의 구조는 하기와 같다. 하기 화합물 식에서, q1 및 q2는 각각 독립적으로 10 이상 50 이하의 정수이다.
[고분자 화합물 A]
Figure pat00035
[고분자 화합물 B]
Figure pat00036
[고분자 화합물 C]
Figure pat00037
3. 잔막률 특성 평가
일 실시예 및 비교예의 가교제 화합물과 고분자 화합물을 혼합하여 잉크를 형성한 후, 잉크를 통해 단막을 형성하여 단막의 잔막률을 측정하였다. 각 잉크에 사용된 가교제 화합물과 고분자 화합물의 조합 및 잉크 제조 방법은 하기와 같다.
(실시예 잉크 1)
가교제 화합물로 실시예 화합물 1을 사용하였고, 고분자 화합물로 고분자 화합물 A를 사용하였다. 고분자 화합물 A와 실시예 화합물 1을 9:1 무게비로 혼합한 후, 아니졸(Anisole)을 용매로 하여 1.5% 농도의 실시예 잉크 1을 제조하였다.
(실시예 잉크 2)
가교제 화합물로 실시예 화합물 2를 사용한 것 외에는 실시예 잉크 1의 제조 방법과 동일하게 하여, 1.5% 농도의 실시예 잉크 2를 제조하였다.
(실시예 잉크 3)
고분자 화합물로 고분자 화합물 B를 사용한 것 외에는 실시예 잉크 1의 제조 방법과 동일하게 하여, 1.5% 농도의 실시예 잉크 3를 제조하였다.
(실시예 잉크 4)
가교제 화합물로 실시예 화합물 2를 사용한 것 외에는 실시예 잉크 3의 제조 방법과 동일하게 하여, 1.5% 농도의 실시예 잉크 4를 제조하였다.
(실시예 잉크 5)
고분자 화합물로 고분자 화합물 C를 사용한 것 외에는 실시예 잉크 1의 제조 방법과 동일하게 하여, 1.5% 농도의 실시예 잉크 5를 제조하였다.
(실시예 잉크 6)
가교제 화합물로 실시예 화합물 2를 사용한 것 외에는 실시예 잉크 5의 제조 방법과 동일하게 하여, 1.5% 농도의 실시예 잉크 6를 제조하였다.
(비교예 잉크 1)
가교제 화합물로 비교예 화합물 1을 사용하고, 고분자 화합물로 고분자 화합물 A를 사용하였다. 고분자 화합물 A와 비교예 화합물 1을 9:1 무게비로 혼합한 후, 아니졸(Anisole)을 용매로 하여 1.5% 농도의 비교예 잉크 1을 제조하였다.
(비교예 잉크 2)
고분자 화합물로 고분자 화합물 B를 사용한 것 외에는 비교예 잉크 1의 제조 방법과 동일하게 하여, 1.5% 농도의 비교예 잉크 2를 제조하였다.
각 잉크의 제조 방법에 사용된 화합물의 구조는 하기와 같다.
[실시예 화합물 1]
Figure pat00038
[실시예 화합물 2]
Figure pat00039
[고분자 화합물 A]
Figure pat00040
[고분자 화합물 B]
Figure pat00041
[고분자 화합물 C]
Figure pat00042
[비교예 화합물 1]
Figure pat00043
(단막 형성 및 잔막율 평가)
앞서 제조한 실시예와 비교예의 잉크를 도포하여 400 Å 두께로 막을 형성하고, 200℃에서 30분간 건조하여 단막 제작을 완료하였다. 해당 단막의 UV를 1차 측정하였다. 이후, 해당 단막 상부에 메틸 벤조에이트(methyl benzoate) 50 마이크로리터를 떨어트린 후 30분간 방치 후 Wiper를 통해 용매를 흡수시키고, 100℃에서 1분간 박막을 건조한 후 UV를 2차 측정하였다. 단막의 잔막률은 하기 식 1을 통해 계산하였다.
[식 1]
잔막률(%) = 2차 UV 측정 면적 / 1차 UV 측정 면적
표 1에서는 실시예 잉크 1 내지 6, 및 비교예 잉크 1 및 2로 형성한 단막의 잔막률을 평가하여 나타내었다.
잉크 조성물 가교제 화합물 고분자 화합물 잔막율(%)
실시예 잉크 1 실시예 화합물 1 고분자 화합물 A 100
실시예 잉크 2 실시예 화합물 2 고분자 화합물 A 100
실시예 잉크 3 실시예 화합물 1 고분자 화합물 B 100
실시예 잉크 4 실시예 화합물 2 고분자 화합물 B 100
실시예 잉크 5 실시예 화합물 1 고분자 화합물 C 100
실시예 잉크 6 실시예 화합물 2 고분자 화합물 C 100
비교예 잉크 1 비교예 화합물 1 고분자 화합물 A 20
비교예 잉크 2 비교예 화합물 1 고분자 화합물 B 10
표 1의 결과를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가교제 화합물을 포함하여 형성한 단막은 비교예 가교제 화합물을 포함하여 형성한 단막에 비해 잔막율이 높은 것을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따른 가교제 화합물을 포함하는 단막은 가교제 화합물에 의한 가교 효율이 증가되어 단막의 성막성이 향상될 수 있으며, 이를 통해 유기 발광 소자의 정공 수송층을 형성시 정공 수송층의 막 특성이 향상될 수 있고, 가교제 화합물에 의해 정공 수송능을 가지는 고분자 화합물의 컨쥬게이션 특성이 저하되지 않아, 높은 발광 효율 및 낮은 구동 전압을 가지는 유기 발광 소자의 제조가 가능해질 수 있다. 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 유기 발광 소자 EL1 : 제1 전극
EL2 : 제2 전극 HTR : 정공 수송 영역
EML : 발광층 ETR : 전자 수송 영역
HTM : 정공 수송 물질

Claims (20)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 배치된 발광층;
    상기 발광층 상에 배치된 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극을 포함하고,
    상기 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물을 포함하는 정공 수송 물질로부터 유래된 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00044

    상기 화학식 1에서, A는 수소 원자 또는 중수소 원자이고,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 메틸렌기이고,
    m은 1 이상 100 이하의 정수이고,
    n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역은
    상기 제1 전극 상에 배치된 정공 주입층; 및
    상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층을 포함하고,
    상기 정공 수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물을 포함하는 상기 정공 수송 물질로부터 유래된 유기 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역은 복수의 유기층들을 포함하고,
    상기 복수의 유기층들 중 상기 발광층에 인접한 유기층은 상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물을 포함하는 상기 정공 수송 물질로부터 유래된 유기 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 유기 발광 소자:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00045

    [화학식 1-2]
    Figure pat00046

    상기 화학식 1-1 및 화학식 1-2에서, A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정공 수송 물질은 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기를 포함하는 고분자 화합물을 더 포함하는 유기 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 유기 발광 소자:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00047

    [화학식 2-2]
    Figure pat00048

    상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서,
    R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    a1은 0 이상 5 이하의 정수이고,
    a2 및 a3는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    a4 및 a5는 각각 독립적으로 0 이상 3 이하의 정수이고,
    p1 및 p2는 각각 독립적으로 1 이상 100 이하의 정수이다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1-1, 화학식 2-1-2 및 화학식 2-2-1 중 어느 하나로 표시되는 유기 발광 소자:
    [화학식 2-1-1]
    Figure pat00049

    [화학식 2-1-2]
    Figure pat00050

    [화학식 2-2-1]
    Figure pat00051

    상기 화학식 2-1-1, 화학식 2-1-2, 및 화학식 2-2-1에서,
    p1 및 p2는 상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서 정의한 바와 동일하다.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 정공 수송 물질에 포함된 상기 고분자 화합물 및 상기 가교제 화합물의 중량비는 4:1 내지 19:1인 유기 발광 소자.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역에서, 상기 고분자 화합물은 상기 가교제 화합물과 열 가교 또는 광 가교된 유기 발광 소자.
  10. 하기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00052

    상기 화학식 1에서,
    A는 수소 원자 또는 중수소 원자이고,
    m은 1 이상 100 이하의 정수이고,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 메틸렌기이고,
    n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 가교제 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00053

    [화학식 1-2]
    Figure pat00054

    상기 화학식 1-1 및 화학식 1-2에서, A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  12. 제1 전극을 준비하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 정공 수송 물질을 제공하여 정공 수송 영역을 형성하는 단계;
    상기 정공 수송 영역 상에 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 정공 수송 물질은 하기 화학식 1 로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 제조 방법:
    [화학식 1]
    Figure pat00055

    상기 화학식 1에서,
    A는 수소 원자 또는 중수소 원자이고,
    m은 1 이상 100 이하의 정수이고,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 메틸렌기이고,
    n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역은
    상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 주입층; 및
    상기 정공 주입층 상에 형성되는 정공 수송층을 포함하고,
    상기 정공 수송 물질을 통해 상기 정공 수송층이 형성되는 유기 발광 소자 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 가교제 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 유기 발광 소자 제조 방법:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00056

    [화학식 1-2]
    Figure pat00057

    상기 화학식 1-1 및 화학식 1-2에서, A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 정공 수송 물질은
    치환 또는 비치환된 트리아릴아민기를 포함하는 고분자 화합물을 더 포함하는 유기 발광 소자 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 유기 발광 소자 제조 방법:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00058

    [화학식 2-2]
    Figure pat00059

    상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서,
    R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    a1은 0 이상 5 이하의 정수이고,
    a2 및 a3는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    a4 및 a5는 각각 독립적으로 0 이상 3 이하의 정수이고,
    p1 및 p2는 각각 독립적으로 1 이상 100 이하의 정수이다.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 정공 수송 물질에 포함된 상기 고분자 화합물 및 상기 가교제 화합물의 중량비는 4:1 내지 19:1인 유기 발광 소자 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 정공 수송 물질을 상기 제1 전극 상에 제공하는 단계 이전에, 상기 고분자 화합물, 상기 가교제 화합물 및 용매를 혼합하여 상기 정공 수송 물질을 준비하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 소자 제조 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역을 형성하는 단계는 상기 정공 수송 물질을 제공하는 단계 이후, 열 또는 광을 가하여 상기 제공된 정공 수송 물질을 경화하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 소자 제조 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 정공 수송 물질을 제공하는 단계는 스핀 코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 또는 스프레이 프린팅 등의 습식 공정을 통해 수행되는 유기 발광 소자 제조 방법.
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