KR20230093609A - Novel compuond and organic light emitting device comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 낮은 동작 전압 및 구동 전압을 유지하면서도 전력 효율 또는 외부 양자 효율이 우수하여 발광 효율이 향상되며, 높은 유리전이온도 값을 갖음으로써 열적 안정성 또한 우수한 유기 발광 소자를 제조할 수 있는 특정 화학식의 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다. The present invention is of a specific chemical formula capable of manufacturing an organic light emitting device having excellent thermal stability by having a high glass transition temperature value, improving luminous efficiency due to excellent power efficiency or external quantum efficiency while maintaining low operating voltage and driving voltage. It relates to a compound and an organic light emitting device including the same.
Description
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a novel compound and an organic light emitting device including the same.
유기 발광 현상이란 일반적으로 유기 물질을 이용하여 전기 에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 의미한다. 이러한 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극을 포함하고, 상기 양극과 음극 사이에 유기물층을 더 포함하는 구조로 이루어진다. The organic light emitting phenomenon generally refers to a phenomenon in which electrical energy is converted into light energy using an organic material. An organic light emitting device using such an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode and a cathode, and further including an organic material layer between the anode and the cathode.
상기 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 차단층 등으로 이루어질 수 있다. In order to increase the efficiency and stability of the organic light emitting device, the organic material layer is often composed of a multi-layer structure composed of different materials, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, an electron blocking layer, and the like. can
이러한 유기 발광 소자의 구조에서 양극과 음극 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 상기 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 발광 현상이 일어난다. In the structure of this organic light emitting device, when a voltage is applied between the two electrodes, the anode and the cathode, holes are injected from the anode and electrons from the cathode are injected into the organic material layer, and when the injected holes and electrons meet, excitons are formed, Light emission occurs when the exciton falls back to the ground state.
상기 전압이 낮을 때에는 유기물층에 주입되는 정공과 전자의 수가 적기 때문에 발광층에서 전자와 정공이 효율적으로 엑시톤을 형성하여 발광효과가 우수하지만, 전압이 높아지게 되면 전자와 정공의 수가 많아져 전압이 낮을 때에 비해 상대적으로 서로 각기 반대 전극으로 이동하려는 현상이 우세하게 발생하여 발광효과가 상대적으로 저하되는 문제가 발생할 수 있다. When the voltage is low, since the number of holes and electrons injected into the organic material layer is small, electrons and holes in the light emitting layer efficiently form excitons and the light emitting effect is excellent. Relatively, a phenomenon of moving to opposite electrodes occurs predominantly, so that a problem in that the light emitting effect is relatively lowered may occur.
이와 같은 발광효과의 저하문제를 해결하기 위하여, 유기 발광 소자에 사용되는 유기물에 대한 새로운 재료의 개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이며, 이와 관련하여 대한민국 공개특허 제10-2021-0144124호에는 양극; 정공수송층; 발광층; 전자수송층; 및 음극을 포함하고, 상기 발광층이 특정 구조의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 대하여 기재되어 있다. In order to solve the problem of deterioration of the light emitting effect, the development of new materials for organic materials used in organic light emitting devices is continuously being made, and in this regard, Korean Patent Publication No. 10-2021-0144124 discloses an anode; hole transport layer; light emitting layer; electron transport layer; and a cathode, and an organic light emitting device in which the light emitting layer includes a compound having a specific structure is described.
상기와 같이 발광층에 포함되는 화합물을 개발하기도 하지만, 발광층 뿐만 아니라 반대전하를 띠는 양극 쪽으로 이동하려는 전자(음의 전하)들을 막아 발광층 내에 가두어 정공과의 결합을 유도해 엑시톤 형성에 도움을 주는 역할을 하는 전자 차단층에 적용되는 물질에 대한 개발 역시 지속적으로 시도되고 있다.Although compounds included in the light emitting layer are developed as described above, electrons (negative charges) trying to move to the anode with opposite charge as well as the light emitting layer are blocked and confined in the light emitting layer to induce binding with holes to help form excitons. The development of materials applied to electron blocking layers that do the same is also continuously attempted.
본 발명은 소자의 동작 전압 및 구동 전압이 낮으면서도 전류 효율(CE) 또는 외부 양자 효율(EQE)이 향상됨으로써 발광 효율이 우수하고, 이를 통해 소자의 수명을 향상시킬 수 있는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention relates to a compound capable of improving the lifespan of a device by improving the current efficiency (CE) or external quantum efficiency (EQE) of the device while the operating voltage and driving voltage of the device are low, and thereby improving the lifespan of the device, and an organic compound including the same. It aims at providing a light emitting element.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 그 특징으로 한다. The compound of the present invention for achieving the above object is characterized by being represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서, (In Formula 1 above,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된, C1 내지 C10의 알킬기 또는 C6 내지 C30의 아릴기이다).R 1 and R 2 are each independently a substituted or unsubstituted, C1 to C10 alkyl group or C6 to C30 aryl group).
또한, 본 발명의 유기 발광 소자는 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하되, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 그 특징으로 한다. In addition, the organic light emitting device of the present invention includes a first electrode; a second electrode; and one or more organic material layers disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the organic material layer includes one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by Chemical Formula 1.
본 발명의 화합물은 유기 발광 소자 내 유기물층에 포함됨으로써, 낮은 동작 전압 및 구동 전압을 유지하면서도 전류 효율(CE) 및 외부 양자 효율(EQE)이 우수하여 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 열적 안정성이 우수하며 유기 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. By being included in the organic material layer in the organic light emitting device, the compound of the present invention has excellent current efficiency (CE) and external quantum efficiency (EQE) while maintaining low operating voltage and driving voltage, thereby improving luminous efficiency and excellent thermal stability. And there is an advantage that can improve the lifespan of the organic light emitting device.
본 발명의 유기 발광 소자는 본 발명의 화합물을 포함하는 유기물층을 포함함으로써, 전술한 바와 동일한 이점이 있다.The organic light emitting device of the present invention includes the organic material layer containing the compound of the present invention, and thus has the same advantages as described above.
도 1은 실시예 1의 1-1에서 합성된 중간 화합물의 1H-NMR스펙트럼이다.
도 2는 실시예 1의 1-2에서 합성된 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 1H-NMR스펙트럼이다.
도 3은 실시예 1의 1-2에서 합성된 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 액체 크로마토그래피 질량분석(LC/MS/MS) 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 2의 1-1에서 합성된 중간 화합물의 1H-NMR스펙트럼이다.
도 5는 실시예 2의 1-2에서 합성된 화학식 1-2로 표시되는 화합물의 1H-NMR스펙트럼이다.
도 6은 실시예 2의 1-2에서 합성된 화학식 1-2로 표시되는 화합물의 액체 크로마토그래피 질량분석(LC/MS/MS) 스펙트럼이다.
도 7은 실험예 1에서 실시예 1의 열분해온도(Td) 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 실험예 1에서 실시예 1의 유리전이온도(Tg) 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 실험예 1에서 실시예 2의 열분해온도(Td) 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 10은 실험예 1에서 실시예 2의 유리전이온도(Tg) 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 실험예 2에서 실시예 1의 UV-vis 흡수 수펙트럼 및 RTPL(Room temperature photoluminescence)스펙트럼 측정 결과는 나타낸 도이다.
도 12는 실험예 2에서 실시예 2의 UV-vis 흡수 스펙트럼 및 RTPL(Room temperature photoluminescence)스펙트럼 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 13은 실험예 5에서, 제조예 1 내지 3의 전류효율(Current Efficiency, Cd/A) 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 14는 실험예 5에서, 제조예 1 내지 3의 외부 양자 효율(E.Q.E) 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 15는 실험예 5에서, 제조예 1 내지 3의 최대 방출 피크 측정 결과를 나타낸 도이다.1 is a 1H-NMR spectrum of an intermediate compound synthesized in 1-1 of Example 1.
2 is a 1H-NMR spectrum of the compound represented by Chemical Formula 1-1 synthesized in 1-2 of Example 1.
3 is a liquid chromatography mass spectrometry (LC/MS/MS) spectrum of the compound represented by Chemical Formula 1-1 synthesized in 1-2 of Example 1.
4 is a 1H-NMR spectrum of the intermediate compound synthesized in Example 2 1-1.
5 is a 1H-NMR spectrum of the compound represented by Chemical Formula 1-2 synthesized in 1-2 of Example 2.
6 is a liquid chromatography mass spectrometry (LC/MS/MS) spectrum of the compound represented by Chemical Formula 1-2 synthesized in 1-2 of Example 2.
7 is a diagram showing the thermal decomposition temperature (Td) measurement results of Example 1 in Experimental Example 1;
8 is a diagram showing the glass transition temperature (Tg) measurement results of Example 1 in Experimental Example 1;
9 is a diagram showing the thermal decomposition temperature (Td) measurement results of Example 2 in Experimental Example 1;
10 is a diagram showing the glass transition temperature (Tg) measurement results of Example 2 in Experimental Example 1;
11 is a diagram showing the results of measuring the UV-vis absorption spectrum and room temperature photoluminescence (RTPL) spectrum of Example 1 in Experimental Example 2;
12 is a diagram showing measurement results of UV-vis absorption spectrum and room temperature photoluminescence (RTPL) spectrum of Example 2 in Experimental Example 2;
13 is a diagram showing the current efficiency (Cd / A) measurement results of Preparation Examples 1 to 3 in Experimental Example 5.
14 is a diagram showing external quantum efficiency (EQE) measurement results of Preparation Examples 1 to 3 in Experimental Example 5;
15 is a diagram showing the maximum emission peak measurement results of Preparation Examples 1 to 3 in Experimental Example 5.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 직접 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the present invention, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case in which a member is in direct contact with the other member, but also a case in which another member is interposed between the two members.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present invention, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 발명에서 "치환 또는 비치환된"이란 중수소; 할로겐기; 시아노기; 아민기; 알콕시기; 알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2개 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 기가 연결된 기"는 페닐디벤조퓨라닐아민기일 수 있다.In the present invention, "substituted or unsubstituted" deuterium; halogen group; cyano group; amine group; alkoxy group; an alkyl group; cycloalkyl group; aryl group; And one or more groups selected from the group consisting of heterocyclic groups, or two or more groups selected from the group is linked to a group that is unsubstituted or substituted. For example, "a group in which two or more groups are connected" may be a phenyldibenzofuranylamine group.
본 발명에서 "알킬"은 선형(또는 직쇄형, linear) 포화 탄화수소기 또는 분지형(또는 측쇄형, branched) 포화탄화수소기를 의미하는 것으로, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸 등을 포함한다.In the present invention, "alkyl" means a linear (or straight chain, linear) saturated hydrocarbon group or a branched (or branched chain, branched) saturated hydrocarbon group, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, and the like.
본 발명에서 "아릴"은 일환 방향족 또는 다환 방향족과, 일환 또는 다환 방향족에 포화탄화수소 고리가 융합된 구조도 포함한다. 아릴은 페닐기, 바이페닐, 나프탈렌일, 테트라하이드로나프탈렌일, 안트라센일, 페난트렌일, 피렌일 등을 포함한다.In the present invention, "aryl" also includes structures in which a monocyclic or polycyclic aromatic group and a monocyclic or polycyclic aromatic group are fused with a saturated hydrocarbon ring. Aryl includes phenyl group, biphenyl, naphthalenyl, tetrahydronaphthalenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, pyrenyl, and the like.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 한 양태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물에 관한 것으로써, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물이 유기물층에 포함되는 경우 이를 포함하는 유기 발광 소자는 낮은 동작 전압 및 구동 전압을 유지하면서도 전력 효율(Current Efficiency, CE) 또는 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency)이 우수하여 발광 효율이 향상되는 이점이 있고, 높은 유리전이온도(Tg) 또는 열 분해온도(Td)값을 갖음으로써 열적 안정성이 우수하며, 유기 발광 소자의 수명이 향상되는 이점이 있다. One aspect of the present invention relates to a compound represented by Formula 1 below. When one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by Formula 1 are included in an organic material layer, an organic light emitting device including the same has a low operating voltage And while maintaining the driving voltage, power efficiency (Current Efficiency, CE) or external quantum efficiency (External Quantum Efficiency) is excellent, which has the advantage of improving luminous efficiency, and has a high glass transition temperature (Tg) or thermal decomposition temperature (Td) value. By having, there is an advantage in that thermal stability is excellent and the lifespan of the organic light emitting device is improved.
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서, (In Formula 1 above,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1 내지 C10의 알킬기 또는 C6 내지 C30의 아릴기이다).R 1 and R 2 are each independently a C1 to C10 alkyl group or a C6 to C30 aryl group).
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 화합물일 수 있는데, 이 경우 유기물층의 전력 효율 또는 외부 양자 효율이 보다 향상됨으로써 발광효율이 보다 향상될 수 있고, 열적 안정성 또한 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. According to an embodiment of the present invention, the compound represented by Chemical Formula 1 may be a compound represented by Chemical Formula 1-1 or Chemical Formula 1-2. In this case, power efficiency or external quantum efficiency of the organic layer is further improved to emit light. Efficiency can be further improved, and there is an advantage in that thermal stability can be further improved.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
[화학식 1-2][Formula 1-2]
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 당 업계에 알려져 있는 통상의 재료와 반응 조건을 이용하여 제조될 수 있는 것으로, 본 발명에서는 상기 화합물의 합성 방법을 특별히 한정하지 않는다. The compound represented by Formula 1 can be prepared using conventional materials and reaction conditions known in the art, and the method of synthesizing the compound is not particularly limited in the present invention.
본 발명의 다른 양태는 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 이를 통해 본 발명의 유기 발광 소자는 동작 전압 및 구동 전압이 낮으면서도 전류 효율 및 외부 양자 효율이 우수하여 발광 효율이 향상되는 이점이 있다. 또한, 높은 유리전이온도(Tg) 또는 열 분해온도(Td)로 인해 유기 발광 소자의 구동 시 발생하는 열로 인한 소자의 변형을 방지할 수 있는 등의 열적 안정성이 향상되는 이점이 있으며, 유기 발광 소자의 수명이 향상되는 이점이 있다. Another aspect of the present invention is a first electrode; a second electrode; and one or more organic material layers disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the organic material layer includes at least one selected from the group consisting of compounds represented by Chemical Formula 1. Through this, the organic light emitting device of the present invention has an advantage of improving luminous efficiency due to excellent current efficiency and external quantum efficiency while operating voltage and driving voltage are low. In addition, there is an advantage in that thermal stability is improved, such as preventing deformation of the device due to heat generated during driving of the organic light emitting device due to a high glass transition temperature (Tg) or thermal decomposition temperature (Td). has the advantage of improving the lifespan of
상기 제1전극 및 제2전극은 각각 독립적으로 양극 또는 음극일 수 있으며, 일 예를 들면, 제1전극은 양극인 경우 제2전극은 음극일 수 있고, 제1전극이 음극인 경우, 제2전극이 양극일 수 있다. The first electrode and the second electrode may each independently be an anode or a cathode. For example, when the first electrode is an anode, the second electrode may be a cathode, and when the first electrode is a cathode, the second electrode may be a cathode. The electrode may be an anode.
상기 양극은 정공을 주입하는 전극으로 일함수가 높은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ZnO(Zinc Oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 또한, 상기 양극이 반사 전극일 경우 상기 양극은 ITO, IZO 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 이루어진 층 하부에 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 이루어진 반사층을 더 포함할 수 있다. The anode is an electrode for injecting holes, and may be at least one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and zinc oxide (ZnO) having a high work function. In addition, when the anode is a reflective electrode, the anode is selected from the group consisting of aluminum (Al), silver (Ag) and nickel (Ni) under a layer consisting of one or more selected from the group consisting of ITO, IZO and ZnO One or more reflective layers may be further included.
상기 음극은 전자 주입 전극으로, 일함수가 낮은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 음극은 이를 포함하는 유기 발광 소자가 전면 또는 양면 발광 구조일 경우, 빛을 투과할 수 있을 정도로 얇은 두께로 형성될 수 있으며, 유기 발광 소자가 배면 발광 구조일 경우, 빛을 반사시킬 수 있을 정도로 두껍게 형성될 수 있다. The cathode is an electron injection electrode and may be made of at least one selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), aluminum (Al), silver (Ag), and alloys thereof having a low work function. In this case, the cathode may be formed to be thin enough to transmit light when the organic light emitting device including the organic light emitting device has a front or double side light emitting structure, and may reflect light when the organic light emitting device has a bottom light emitting structure. It can be formed as thick as possible.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층, 정공 주입층, 정공 버퍼층, 정공 수송층, 전자 차단층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 2층 이상의 다층 구조일 수 있는데, 상기 유기물층을 다층 구조로 포함할 경우, 에너지 장벽을 보다 낮출 수 있어 정공과 전자를 보다 원활하게 이동시킬 수 있으며, 이를 통해 이를 포함하는 발광 소자의 발광 효율이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. According to one embodiment of the present invention, the organic material layer may include one or more selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole injection layer, a hole buffer layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, preferably may have a multi-layer structure of two or more layers. When the organic material layer is included in a multi-layer structure, the energy barrier can be lowered to allow holes and electrons to move more smoothly, thereby increasing the luminous efficiency of the light emitting device including the organic material layer. There are advantages to further improvement.
상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 이외에 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 발광 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 물질의 구체적인 종류는 당 업계에서 사용되는 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있는 것으로, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않으나, 일 예를 들면 8-히드록시퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시퀴놀린-금속 화합물; 벤즈옥사졸, 벤조티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등을 들 수 있다. The light emitting layer receives quantum of fluorescence or phosphorescence capable of emitting light in the visible ray region by receiving and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, in addition to one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by
또한, 상기 발광층은 호스트 및 도판트를 더 포함할 수 있다. In addition, the light emitting layer may further include a host and a dopant.
상기 호스트의 구체적인 종류는 당 업계에서 사용되는 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있는 것으로, 본 발명에서 이를 특별히 한정하지 않으나, 일 예를 들면 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등을 들 수 있다. 상기 축합 방향족환 유도체로는 예를 들면, 안트라센 유도체, 파이렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등을 들 수 있고, 상기 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등을 들 수 있고, 아릴 실란 유도체를 사용할 수도 있다. 바람직하게는 상기 호스트의 재료로서, 카바졸 유도체 또는 아릴 실란 유도체를 사용할 수 있는데, 상기 카바졸 유도체를 사용하는 경우, 상기 카바졸 유도체의 경우 높은 삼중항 에너지를 갖고 있어, 도판트에서 호스트로 넘어가는 역전 에너지 전이로 인한 발열 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 이점이 있으며, 정공의 이동성이 보다 향상됨으로써, 도판트에 균형적인 전자와 정공을 전달하고 인접한 층의 HOMO(Highest occupied molecular orbital) 및 LUMO(Lowest unoccupied molecular orbital) 준위를 비슷하게 하여 전하 주입장벽과 구동전압을 보다 낮출 수 있는 이점이 있다. 상기 아릴 실란 유도체의 경우 페닐기 사이에 실리콘 원자를 넣어 페닐기들 사이에서 일어나는 π-π 컨쥬게이션(conjugation)을 끊어줌으로써 넓은 밴드 갭(band gap)을 갖도록 한다. 이와 같이 넓은 밴드 갭을 통해 전자 수송층에서 수입되는 전자는 호스트를 거치지 않고 직접 도판트로 주입될 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 카바졸 단위와 실리콘 단위를 조합한 재료를 사용할 수도 있는데, 이 경우 삼중항 에너지가 보다 향상됨으로써, 이를 통해 에너지 전달 효율이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. Specific types of the host may be materials used in the art without particular limitation, and are not particularly limited in the present invention, but examples thereof include condensed aromatic ring derivatives or heterocyclic-containing compounds. Examples of the condensed aromatic ring derivative include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds. Examples of the heterocyclic ring-containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, ladder-type furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, and aryl silane derivatives can also be used. Preferably, as the material of the host, a carbazole derivative or an aryl silane derivative may be used. In the case of using the carbazole derivative, the carbazole derivative has a high triplet energy, so it is passed from the dopant to the host. has the advantage of effectively suppressing the exothermic phenomenon due to the reverse energy transition, and since the mobility of holes is further improved, balanced electrons and holes are transferred to the dopant, and the HOMO (Highest occupied molecular orbital) and LUMO ( Lowest unoccupied molecular orbital) has the advantage of being able to lower the charge injection barrier and drive voltage by making the level similar. In the case of the aryl silane derivative, a silicon atom is inserted between phenyl groups to break π-π conjugation between phenyl groups, thereby having a wide band gap. Electrons imported from the electron transport layer through such a wide band gap may be directly injected into the dopant without passing through a host. More preferably, a material in which the carbazole unit and the silicon unit are combined may be used. In this case, the triplet energy is further improved, and through this, there is an advantage in that the energy transfer efficiency can be further improved.
상기 정공 주입층은 양극으로부터 발광층 또는 발광층 쪽으로 구비된 인접한 층에 정공의 주입을 원활하게 하는 층으로써, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물만으로 이루어질 수도 있고, 상기 화합물이 당 업계에 알려져 있는 다른 정공 주입층 재료에 혼합 또는 도핑된 상태로 존재할 수도 있다. 상기 정공 주입층의 두께는 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니나, 일 예를 들면 1 내지 150nm일 수 있다. 상기 정공 주입층의 두께가 상기 범위 미만인 경우 정공 주입 특성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 정공의 이동성 향상을 위해 구동전압이 상승하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 정공 주입층의 두께가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지하면서, 구동 전압의 상승을 방지할 수 있는 이점이 있다. The hole injection layer is a layer that facilitates the injection of holes from the anode to the light emitting layer or an adjacent layer provided toward the light emitting layer, and may be made of only one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by
상기 다른 정공 주입층 재료로는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 재료들을 사용할 수 있는 것으로, 본 발명에서는 그 구체적인 종류를 한정하지는 않으나, 일 예를 들면, CuPc(copper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등을 들 수 있다. Materials commonly used in the art may be used as the other hole injection layer material, and the specific type is not limited in the present invention, but for example, CuPc (copper phthalocyanine), PEDOT (poly(3, 4)-ethylenedioxythiophene), PANI (polyaniline) and NPD (N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic matter, hexanitrilehexaazatriphenyl and ene-based organic materials, quinacridone-based organic materials, perylene-based organic materials, anthraquinone, and polyaniline- and polythiophene-based conductive polymers.
상기 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층 또는 발광층 쪽으로 구비된 인접한 층에 정공을 수송하는 층으로써, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물만으로 이루어질 수도 있고, 상기 화합물이 당 업계에 알려져 있는 다른 정공 수송층 재료에 혼합 또는 도핑된 상태로 존재할 수도 있다. The hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports the holes to the light emitting layer or an adjacent layer provided toward the light emitting layer, and may be composed of only one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by
상기 다른 정공 수송층 재료의 구체적인 종류는 본 발명에서 당 업계에서 통상적으로 사용되는 재료를 특별한 제한 없이 사용할 수 있는 것으로, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않으나, 일 예를 들면 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"- Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있고, 트라이아졸 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알케인 유도체, 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체, 페닐렌다이아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스타이릴안트라센 유도체, 플루오렌온 유도체, 하이드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라제인 유도체, 폴리실레인계, 아닐린계 공중합체, 도전성 고분자 올리고머(특히 싸이오펜 올리고머) 등을 사용할 수도 있다. As for the specific type of material for the other hole transport layer, materials commonly used in the art can be used without particular limitation in the present invention, and this is not particularly limited in the present invention, but, for example, NPD (N, N-dinaphthyl- N,N'-diphenylbenzidine), TPD (N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD and MTDATA (4,4',4" - It may be at least one selected from the group consisting of Tris (N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) -triphenylamine), triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline Derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, polysilenes Phosphorus-based, aniline-based copolymers, conductive polymer oligomers (particularly thiophene oligomers), and the like can also be used.
상기 정공 버퍼층은 상기 정공 주입층과 정공 수송층 사이에 구비될 수 있는 구성으로서, 상기 정공 버퍼층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 그 외 당 업계에서 통상적으로 사용되는 정공 주입 또는 수송 재료를 더 포함할 수도 있다. The hole buffer layer may be provided between the hole injection layer and the hole transport layer, and the hole buffer layer may include one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by
상기 전자 차단층은 정공 수송층 또는 정공 주입층과 발광층 사이에 구비될 수 있으며, 전자 차단 재료로서 당 업계에서 통상적으로 사용되는 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. The electron blocking layer may be provided between the hole transport layer or the hole injection layer and the light emitting layer, and as an electron blocking material, a material commonly used in the art may be used without particular limitation.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 전자 차단층은 정공 수송층 또는 정공 주입층과 발광층 사이에 구비될 수 있으며, 발광층으로부터 전자가 양극으로 유입되는 것을 방지하고 발광층으로 유입되는 정공의 흐름을 조절함으로써, 발광 기여도를 조절할 수 있으며, 동시에 엑시톤의 소멸을 막고, 발광 영역을 보다 견고하게 하는 역할을 함으로써, 소자 전체의 성능을 조절하는 기능을 한다. 결과적으로, 상기와 같은 작용들을 통해 발광층으로 유입되는 전자 균일도를 조절해주기 때문에, 전하 균형(Charge balance)을 효율적으로 조절함으로써 발광의 효율을 향상시키는 역할을 한다. 상기 전자 차단층은 발광층으로부터 양극으로의 전자의 유입을 방지하고 발광층 또는 발광 재료에 대하여 주입되는 정공의 흐름을 조절하는 능력을 갖는 화합물이 사용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the electron blocking layer may be provided between the hole transport layer or the hole injection layer and the light emitting layer, by preventing electrons from flowing into the anode from the light emitting layer and controlling the flow of holes flowing into the light emitting layer. , it is possible to control the light emission contribution, and at the same time, it functions to control the performance of the entire device by preventing the disappearance of excitons and making the light emitting region more robust. As a result, since the uniformity of electrons flowing into the light emitting layer is controlled through the above operations, the charge balance is efficiently controlled, thereby improving the efficiency of light emission. The electron blocking layer may be a compound having an ability to prevent electrons from entering the anode from the light emitting layer and control the flow of holes injected into the light emitting layer or the light emitting material.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 전자 차단층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 경우, 상기 화합물의 우수한 정공 운반 능력 및 정공 주입 능력을 통해 발광층으로의 정공의 주입을 도와 전하의 이동이 보다 원활해질 수 있으며, 상기 전하의 이동을 통해 발광층에서 생성되어야 하는 엑시톤이 다른 박막에서 일어나는 소광현상을 억제시킴으로써, 발광효율이 보다 향상될 수 있다. 또한, 동작 전압과 구동 전압을 낮은 상태로 유지하는 것이 가능하며, 이를 통해 유기 발광 소자의 소비 전력을 보다 절감할 수 있고, 그 수명이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. According to one embodiment of the present invention, one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by
상기 전자 차단 재료는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 이외에 당 업계에서 통상적으로 사용되는 물질들을 더 포함할 수 있는데, 본 발명에서는 그 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 일 예를 들면 아릴아민 계열의 유기물이 사용될 수 있다. The electron blocking material may further include materials commonly used in the art in addition to a compound selected from the group consisting of compounds represented by
상기 전자 수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하는 층으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물만으로 이루어질 수도 있고, 상기 화합물이 당 업계에 알려져 있는 다른 전자 수송층 재료에 혼합 또는 도핑된 상태로 존재할 수도 있다. 본 발명에서는 상기 재료의 종류를 특별히 한정하지 않으나, 일 예를 들면, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq, SAlq 등을 들 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께는 이에 한정되는 것은 아니나 일 예를 들면 1 내지 50nm일 수 있는데, 상기 전자 수송층의 두께가 상기 범위 미만인 경우 전자 수송 특성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 두께가 너무 두꺼워져 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동 전압이 상승되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 전자 수송층의 두께를 상기 범위 내로 조절함으로써, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 낮은 상태의 구동 전압으로도 전자의 이동성을 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다. The electron transport layer is a layer that serves to facilitate the transport of electrons, and may be made of only one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by
상기 전자 주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물만으로 이루어질 수도 있고, 상기 화합물이 당 업계에 알려져 있는 다른 전자 주입층 재료에 혼합 또는 도핑된 상태로 존재할 수도 있다. 상기 재료의 구체적인 종류는 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니나, 일 예를 들면 유기물이나 착체 또는 금속 화합물을 들 수 있으며, 상기 유기물은 예를 들면, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq 등을 들 수 있다. 상기 금속 화합물로는 금속 할로겐화물이 사용될 수 있는데, 예를 들면 LiQ, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, RaF2 등을 들 수 있다. 이들 재료들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The electron injection layer is a layer that serves to smoothly inject electrons, and may be composed of only one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by
상기 전자 주입층의 두께는 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니나, 1 내지 50nm일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 1nm 미만인 경우 전자 주입 특성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 전자 주입층의 두께가 너무 두꺼워져 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동 전압이 상승되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 전자 주입층의 두께를 상기 범위 내로 조절함으로써, 전자 주입 특성이 저하되는 것을 방지하고, 낮은 구동 전압으로도 전자의 이동성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The thickness of the electron injection layer is not particularly limited in the present invention, but may be 1 to 50 nm. If the thickness of the electron injection layer is less than 1 nm, electron injection characteristics may deteriorate, and if the thickness of the electron injection layer exceeds the above range, the thickness of the electron injection layer may become too thick, causing a problem in that a driving voltage is increased to improve electron movement. there is. Accordingly, by adjusting the thickness of the electron injection layer within the above range, there is an advantage in preventing deterioration of electron injection characteristics and improving electron mobility even at a low driving voltage.
상기 유기 발광 소자 내 포함되는 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수도 있으며, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 정방향 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수도 있고, 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)일 수도 있다.The organic material layer included in the organic light emitting device may have a single-layer structure, or may have a multi-layer structure in which two or more organic material layers are stacked. In the organic light emitting device, an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate. It may be a normal type organic light emitting device, or an inverted type in which a cathode, one or more organic layers, and an anode are sequentially stacked.
상기 유기 발광 소자는 이에 한정되는 것은 아니나 일 예를 들면 기판 상에 제1전극, 유기물층 및 제2전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있는데, 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 차단층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수도 있다.The organic light emitting device is not limited thereto, but may be manufactured by, for example, sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate. At this time, sputtering or electron beam evaporation (e-beam evaporation) By using a physical vapor deposition (PVD) method such as beam evaporation, a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof is deposited on a substrate to form an anode, and a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, After forming an organic material layer including an electron blocking layer and an electron transport layer, it can be prepared by depositing a material that can be used as a cathode thereon. In addition to this method, an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
또한, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In addition, although not limited thereto, the compound represented by
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있으나, 본 발명에서는 상기 제조방법을 특별히 한정하지 않는다. In addition to this method, an organic light emitting device may be fabricated by sequentially depositing an organic material layer and an anode material on a substrate from a cathode material, but the manufacturing method is not particularly limited in the present invention.
상기 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다. The organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type depending on the material used.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당 업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다. 이하의 실시예 및 비교예에서 함량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다. Hereinafter, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention, but the following examples are merely illustrative of the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention. However, it is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims. In the following Examples and Comparative Examples, "%" and "parts" representing contents are based on weight unless otherwise specified.
이하, 비교예 및 실시예에서 사용된 모든 시약은 TCI, Alfa aesar, GOM Technology 사의 제품을 수입하여 추가 정제 없이 사용하였다. 용매는 SK Chemical, 대정화금, 삼전순약공업주식회사에서 제품을 구입하여 사용하였고 필요에 따라서 소듐(sodium)과 벤조페논(benzophenone) 존재 하에 질소기류에서 정제, 건조하여 사용하였다.Hereinafter, all reagents used in Comparative Examples and Examples were imported from TCI, Alfa aesar, and GOM Technology and used without further purification. The solvent was used by purchasing products from SK Chemical, Daejeong Hwageum, and Samchun Pure Chemical Co., Ltd., and, if necessary, purified and dried in a nitrogen stream in the presence of sodium and benzophenone.
실험장비laboratory equipment
1H NMR / 13C NMR spectrum: JEOL FT/NMR(500Mz) Spectrophotometer(용매: CDCl8)1H NMR / 13C NMR spectrum: JEOL FT/NMR (500Mz) Spectrophotometer (solvent: CDCl 8 )
MS 스펙트럼: 6410 LC/MS/MSMS spectrum: 6410 LC/MS/MS
PL(Photoluminescence) 스펙트럼: Jasco FP-6500 SpectrofluorometerPhotoluminescence (PL) spectrum: Jasco FP-6500 Spectrofluorometer
UV-vis absorbance spectrum: Scinco S-4100UV-vis absorbance spectrum: Scinco S-4100
LUMO(Lowest unoccupied molecular orbital) 준위: HOMO 준위, UV-vis absorbance spectrum의 가장 낮은 흡수 에너지에 근거하여 산출.LUMO (Lowest unoccupied molecular orbital) level: HOMO level, calculated based on the lowest absorption energy of the UV-vis absorbance spectrum.
HOMO(Highest occupied molecular orbital) 준위: Cyclic voltammetry BASi Epsilon ECHighest occupied molecular orbital (HOMO) level: Cyclic voltammetry BASi Epsilon EC
유리전이온도(Tg): Differential Scanning Calorimetry(DSC), Glass transition temperature (Tg): Differential Scanning Calorimetry (DSC),
열 분해온도(Td): Thermogravimetric analysis(TGA)Thermal decomposition temperature (Td): Thermogravimetric analysis (TGA)
비교예comparative example
비교예의 화합물로는 tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine(TCTA)를 사용하였으며, 이는 Ossila사에서 구매하여 사용하였다. Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine (TCTA) was used as a compound of Comparative Example, which was purchased from Ossila and used.
실시예 1: 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 합성Example 1: Synthesis of Compound Represented by Chemical Formula 1-1
1-1: Bis(4-bromophenyl)diphenylsilane의 합성1-1: Synthesis of Bis(4-bromophenyl)diphenylsilane
건조된 2구 둥근 플라스크 250mL에 magnetic bar와 1,4-다이브로모벤젠(dibromobenzene, 2g, 1당량)을 넣고 고무 마개를 씌운 후 플라스크 내부를 진공 상태로 만들었다. 그 이후에는 풍선을 사용하여 질소 기체를 충진시키고 주사기를 사용하여 건조 용매(dry solvent) THF(Tetrahydrofuran) 40mL를 투입하였다. 다음으로, 상기 과정을 거친 플라스크를 스탠드에 설치한 후 얼음 용기(ice bath)에 플라스크를 넣고 아세톤(acetone)과 드라이아이스(dry ice)를 넣어 반응 온도를 -78℃ 로 맞추었다. 그 이후에 주사기를 사용하여 1.6M의 n-부틸리튬(n-BuLi, 5.28mL, 1당량)을 한 방울씩 천천히 넣어준 후 1시간 30분 동안 반응시켰다. 이 과정 중에는 아세톤과 드라이아이스를 지속적으로 충전시키며 반응시켰다. 그 다음으로 디클로로디페닐실란(Dichlorodiphenylsilane, 0.798mL, 0.45당량)을 주사기를 사용하여 넣어준 후 24시간 동안 반응시켰다.A magnetic bar and 1,4-dibromobenzene (2 g, 1 equivalent) were put into a dried 2-necked round flask 250 mL, and a rubber stopper was put thereafter, and the inside of the flask was evacuated. Thereafter, nitrogen gas was filled using a balloon, and 40 mL of a dry solvent, THF (Tetrahydrofuran), was injected using a syringe. Next, after installing the flask through the above process on a stand, the flask was placed in an ice bath, and acetone and dry ice were added to adjust the reaction temperature to -78°C. Thereafter, 1.6M of n-butyllithium (n-BuLi, 5.28mL, 1 equivalent) was slowly added drop by drop using a syringe, followed by reaction for 1 hour and 30 minutes. During this process, acetone and dry ice were continuously charged and reacted. Next, dichlorodiphenylsilane (0.798 mL, 0.45 equivalent) was added using a syringe and reacted for 24 hours.
이와 같이 반응이 완료된 반응물을 상온에서 디클로로메탄(Dichloromethane) 및 물(H2O)을 이용하여 유기층만 추출하고, 황화나트륨(Sodium sulfate)를 이용하여 남아있는 수분을 제거한 후 여과, 증발 및 건조하였다. 메틸렌클로라이드(MC)와 메탄올(MeOH)를 사용하여 불순물을 분리하였으며 크로마토그래피(Chromatography)법을 이용하여 short column으로 n-헥산(n-Hexane) : 메틸렌클로라이드(MC) = 10 : 1의 비율로 시작하여 분리 정제하여 흰색 고체 상태의 중간 화합물(0.6 g, 수득률: 31 %)을 얻었으며, 얻어진 상기 화합물의 1H-NMR 스펙트럼을 도 1에 기재하였다. 이 때, 본 반응의 반응식은 하기 반응식 1에 기재하였다.After the reaction was completed, only the organic layer was extracted using dichloromethane and water (H 2 O) at room temperature, and the remaining moisture was removed using sodium sulfate, followed by filtration, evaporation, and drying. . Impurities were separated using methylene chloride (MC) and methanol (MeOH), and n-hexane: methylene chloride (MC) = 10: 1 as a short column using chromatography. It was separated and purified to obtain an intermediate compound (0.6 g, yield: 31%) in a white solid state, and the 1H-NMR spectrum of the obtained compound is shown in FIG. 1. At this time, the reaction scheme of this reaction is described in
[반응식 1] [Scheme 1]
1-2: N-(4-(2-(4-((4-(9-(4-(diphenylamino)phenyl)-9H-carbazol-2-yl)phenyl)diphenylsilyl)phenyl)-9H-carbazol-9-yl)phenyl)-N-phenylbenzenamine 의 합성1-2: N-(4-(2-(4-((4-(9-(4-(diphenylamino)phenyl)-9H-carbazol-2-yl)phenyl)diphenylsilyl)phenyl)-9H-carbazol- Synthesis of 9-yl)phenyl)-N-phenylbenzenamine
건조된 2구 둥근 플라스크 500mL에 magnetic bar를 넣은 후 상기 1-1에서 합성한 중간 화합물(bis (4-bromophenyl)diphenylsilane, 1g, 1당량), 9-(4-(diphenylamino)phenyl)-9H-carbazol-2-yl-2-boronic acid(2.25g, 2.2당량), Pd(pph3)4(0.05g, 0.02당량) 및 K2CO3(21g, 2당량)를 용매 Toluene 150mL와 증류수 75mL를 사용하여 녹였다. 환류 장치를 설치한 후 기름 중탕을 이용하여 115℃로 가열 및 교반 하여, 115℃까지 도달하면 주사기를 사용하여 (t-부틸)3P(0.028mL, 0.06당량) 리간드를 첨가하였다.After putting a magnetic bar in 500mL of a dried two-necked round flask, the intermediate compound synthesized in 1-1 (bis (4-bromophenyl)diphenylsilane, 1g, 1 equivalent), 9-(4-(diphenylamino)phenyl)-9H- carbazol-2-yl-2-boronic acid (2.25 g, 2.2 equivalents), Pd (pph 3 ) 4 (0.05 g, 0.02 equivalents) and K 2 CO 3 (21 g, 2 equivalents) were mixed with 150 mL of solvent Toluene and 75 mL of distilled water. melted using After installing a reflux device, the mixture was heated and stirred at 115° C. using an oil bath, and when the temperature reached 115° C., a (t-butyl) 3 P (0.028 mL, 0.06 equivalent) ligand was added using a syringe.
반응이 완료된 반응물을 상온에서 충분히 식혀준 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 물(H2O)을 이용하여 유기층만 추출하고, 황산 나트륨(sodium sulfate)을 이용하여 남아있는 수분을 제거한 후 여과, 증발 및 건조하였다. 분리를 위해 메틸렌클로라이드(MC)와 메탄올(MeOH)을 사용하여 불순물을 제거시킨 후, 크로마토그래피(Chromatography)법을 이용하여 column으로 n-헥세인(n-Hexane) : 메틸렌클로라이드(MC) = 10 : 1로 분리 및 정제하여 흰색 고체 상태의 상기 화학식 1-1로 표시되는 화합물(0.8g, 수득률: 58%)을 얻었으며, 얻어진 상기 화합물의 1H-NMR 스펙트럼 및 액체 크로마토그래피 질량분석(LC/MS/MS) 스펙트럼을 도 2 및 3에 각각 기재하였다. 이 때, 본 반응의 반응식은 하기 반응식 2에 기재하였다. After the reaction was completed, the reactant was sufficiently cooled at room temperature, only the organic layer was extracted using dichloromethane and water (H 2 O), and the remaining moisture was removed using sodium sulfate, followed by filtration, evaporation and dried. After removing impurities using methylene chloride (MC) and methanol (MeOH) for separation, n-hexane (n-Hexane): methylene chloride (MC) = 10 using chromatography method : 1 to obtain the compound represented by Formula 1-1 in a white solid state (0.8 g, yield: 58%), and 1H-NMR spectrum and liquid chromatography mass spectrometry (LC/ MS/MS) spectra are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. At this time, the reaction scheme of this reaction is described in Reaction Scheme 2 below.
녹는점(m.p.): 344.59℃; Melting Point (m.p.): 344.59° C.;
1H NMR (도 2 및 3 참조, 500 MHz, CDCl3) 8.18-8.20 (d, J=8 Hz, 2H), 8.14-8.16 (d, J=8 Hz, 2H), 7.68-7.72 (m, 8H), 7.64-7.66 (d, J=8 Hz, 6H), 7.55-7.57 (d, J=8 Hz, 2H), 7.41-7.48 (m, 14H), 7.29-7.32 (t, J=8.5 Hz, 10H), 7.24-7.26 (d, J=8 Hz, 4H), 7.20-7.22 (m, 8H), 7.05-7.08 (t, J=7.5 Hz, 4H); 1H NMR (see FIGS. 2 and 3, 500 MHz, CDCl 3 ) 8.18-8.20 (d, J=8 Hz, 2H), 8.14-8.16 (d, J=8 Hz, 2H), 7.68-7.72 (m, 8H) ), 7.64-7.66 (d, J=8 Hz, 6H), 7.55-7.57 (d, J=8 Hz, 2H), 7.41-7.48 (m, 14H), 7.29-7.32 (t, J=8.5 Hz, 10H), 7.24-7.26 (d, J=8 Hz, 4H), 7.20-7.22 (m, 8H), 7.05-7.08 (t, J=7.5 Hz, 4H);
GC/MS/MS : 1153.48 for C84H60N4Si [M+H]+.GC/MS/MS: 1153.48 for C 84 H 60 N 4 Si [M+H] + .
[반응식 2][Scheme 2]
실시예 2: 화학식 1-2로 표시되는 화합물의 합성Example 2: Synthesis of Compound Represented by Chemical Formula 1-2
2-1: Bis(4-bromophenyl)dimethylsilane의 합성2-1: Synthesis of Bis(4-bromophenyl)dimethylsilane
건조된 1구 플라스크 500mL에 1,4-다이브로모벤젠(1,4-dibromobenzene, 1g, 1당량)와 Magnetic bar를 넣고 진공상태로 만들어 준 후 질소풍선을 이용하여 질소를 충진시켰다. 용매로서 에테르(Ether) 200mL를 주사기로 가하여 녹여준 후, 2 내지 3분 동안 교반시켰다. 이 때 온도는 얼음과 물을 이용하여 0℃로 조절하였다. 30분 후 2.5M의 n-부틸리튬(n-BuLi, 2.035mL, 1.5eq)을 주사기를 이용하여 천천히 가해주며 교반 시켰다. 2시간 후 다이클로로디메틸실란(Dichlorodimethylsilane, 0.2314mL, 0.4당량)을 주사기를 이용하여 천천히 첨가하였다. 이와 같이 교반시키면서 상온으로 온도를 조절하여 24시간 동안 방치시켜준다. 반응 완료 후 물(H2O)과 메틸렌클로라이드(MC)를 이용하여 추출하고 유기층만 분리하였다. 황산마그네슘(Magnesium Sulfate)를 이용하여 남아있는 수분을 완전히 제거한 후 여과 및 분리과정을 거쳐 증발 및 건조시켰다. 크로마토그래피(Chromatography)법을 이용하여 Open Column으로 n-헥산(n-Hexane)만으로 분리 및 정제하여 흰색 고체 상태의 중간 화합물(0.51g, 수득률: 36%)을 얻었으며, 얻어진 상기 화합물의 1H-NMR 스펙트럼을 도 4에 기재하였다. 이 때, 본 반응의 반응식은 하기 반응식 3에 기재하였다.1,4-dibromobenzene (1,4-dibromobenzene, 1 g, 1 equivalent) and a magnetic bar were put into 500 mL of a dried one-necked flask, and a vacuum was made, and nitrogen was filled using a nitrogen balloon. After dissolving 200mL of ether as a solvent with a syringe, the mixture was stirred for 2 to 3 minutes. At this time, the temperature was adjusted to 0 °C using ice and water. After 30 minutes, 2.5M of n-butyllithium (n-BuLi, 2.035mL, 1.5eq) was slowly added using a syringe and stirred. After 2 hours, dichlorodimethylsilane (0.2314 mL, 0.4 equivalent) was slowly added using a syringe. While stirring in this way, the temperature is adjusted to room temperature and allowed to stand for 24 hours. After the reaction was completed, extraction was performed using water (H 2 O) and methylene chloride (MC), and only the organic layer was separated. After completely removing remaining moisture using magnesium sulfate, the mixture was evaporated and dried through filtering and separation processes. Chromatography was used to obtain an intermediate compound (0.51 g, yield: 36%) in a white solid state by separating and purifying only n-hexane using an open column, and the 1H- The NMR spectrum is shown in FIG. 4 . At this time, the reaction scheme of this reaction is described in Reaction Scheme 3 below.
[반응식 3][Scheme 3]
2-2:2-2: N-(4-(2-(4-((4-(9-(4-(diphenylamino)phenyl)-9H-carbazol-2-yl)phenyl)dimethylsilyl)phenyl)-9H-carbazol-9-yl)phenyl)-N-phenylbenzenamine의 합성N-(4-(2-(4-((4-(9-(4-(diphenylamino)phenyl)-9H-carbazol-2-yl)phenyl)dimethylsilyl)phenyl)-9H-carbazol-9-yl) Synthesis of phenyl)-N-phenylbenzenamine
건조된 2구 둥근 플라스크 500mL에 magnetic bar를 넣어준 후 상기 2-1에서합성한화합물(bis(4-bromophenyl)dimethylsilane, 1g, 1당량), 9-(4-(diphenylamino)phenyl)-9H-carbazol-2-yl-2-boronic acid(2.715g, 2.2당량), Pd(pph3)4(0.8g, 0.02당량), K2CO3(14g, 2당량)를 용매 톨루엔(Toluene) 100mL와 증류수 50mL를 사용하여 녹였다. 환류 장치를 설치한 후 기름 중탕을 이용하여 115℃로 가열 및 교반 하였다. 115℃에 도달하였을 때 주사기를 사용하여 (t-부틸)3P(0.1mL, 0.06당량) 리간드를 첨가하였다.After putting a magnetic bar in 500mL of a dried two-necked round flask, the compound synthesized in 2-1 above (bis(4-bromophenyl)dimethylsilane, 1g, 1 equivalent), 9-(4-(diphenylamino)phenyl)-9H- carbazol-2-yl-2-boronic acid (2.715 g, 2.2 equivalents), Pd (pph 3 ) 4 (0.8 g, 0.02 equivalents), K 2 CO 3 (14 g, 2 equivalents) were mixed with 100 mL of solvent toluene It was dissolved using 50 mL of distilled water. After installing a reflux device, it was heated and stirred at 115 ° C using an oil bath. When 115° C. was reached, (t-butyl) 3 P (0.1 mL, 0.06 equiv) ligand was added using a syringe.
이와 같이 반응이 완료된 반응물을 상온에서 충분히 식혀준 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 물(H2O)을 이용하여 유기층만 추출하고, 황산 나트륨(sodium sulfate)를 이용하여 남아있는 수분을 제거한 후 여과, 증발 및 건조를 하였다. 분리를 위해 메틸렌클로라이드(MC)와 메탄올(MeOH)을 사용하여 불순물을 제거시킨 후, 크로마토그래피(Chromatography)법을 이용하여 Long column으로 n-헥산(n-Hexane) : 에틸아세테이트(EA) = 5 : 1로 분리 및 정제하여 흰색 고체 상태의 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물(0.15 g, 수득률 : 31 %)을 얻었으며, 얻어진 상기 화합물의 1H-NMR 스펙트럼 및 액체 크로마토그래피 질량분석(LC/MS/MS) 스펙트럼을 도 5 및 도 6에 각각 기재하였다. 이 때, 본 반응의 반응식은 하기 반응식 4에 기재하였다. After the reactant was sufficiently cooled at room temperature, only the organic layer was extracted using dichloromethane and water (H 2 O), and the remaining moisture was removed using sodium sulfate, followed by filtration, Evaporated and dried. After removing impurities using methylene chloride (MC) and methanol (MeOH) for separation, n-hexane: ethyl acetate (EA) = 5 with Long column using chromatography : 1 to obtain a compound represented by Chemical Formula 1-2 in a white solid state (0.15 g, yield: 31%), and 1H-NMR spectrum and liquid chromatography mass spectrometry (LC/ MS/MS) spectra are shown in FIGS. 5 and 6, respectively. At this time, the reaction scheme of this reaction is described in Scheme 4 below.
녹는점(m.p.): 349.05℃; Melting Point (m.p.): 349.05°C;
1H NMR(500MHz, CDCl3) 8.17-8.19 (d, J=8 Hz, 2H), 8.13-8.15 (d, J=8 Hz, 4H), 7.64-7.68 (m, 8H), 7.61 (s, 2H), 7.52-7.54 (d, J=8 Hz, 2H)¸ 7.39-7.44 (m, 8H), 7.29-7.32 (m, 12H), 7.23-7.25 (m, 2H), 7.19-7.21 (d, J=7.5 Hz, 8H), 7.05-7.08 (t, J=7.5 Hz, 4H) 0.62 (s, 6H); 1H NMR (500MHz, CDCl 3 ) 8.17-8.19 (d, J=8 Hz, 2H), 8.13-8.15 (d, J=8 Hz, 4H), 7.64-7.68 (m, 8H), 7.61 (s, 2H) ), 7.52-7.54 (d, J=8 Hz, 2H)¸ 7.39-7.44 (m, 8H), 7.29-7.32 (m, 12H), 7.23-7.25 (m, 2H), 7.19-7.21 (d, J =7.5 Hz, 8H), 7.05-7.08 (t, J=7.5 Hz, 4H) 0.62 (s, 6H);
GC/MS/MS: 1028.95 for C74H56N4Si [M+H]+.GC/MS/MS: 1028.95 for C 74 H 56 N 4 Si [M+H] + .
[반응식 4][Scheme 4]
실험예 1: 유리전이온도(Tg) 및 열 분해온도(Td) 측정Experimental Example 1: Measurement of glass transition temperature (Tg) and thermal decomposition temperature (Td)
상기 비교예, 실시예 1 및 2의 화합물 각각의 유리전이온도(Tg) 및 열 분해온도(Td)를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1 및 도 7 내지 10에 기재하였다. The glass transition temperature (Tg) and thermal decomposition temperature (Td) of each of the compounds of Comparative Examples and Examples 1 and 2 were measured, and the results are shown in Table 1 and FIGS. 7 to 10.
상기 표 1 및 도 7 내지 10을 참고하면, 상기 실시예 1및 2의 화합물은 비교예의 화합물에 비해 높은 유리전이온도 및 열 분해온도를 갖는 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 1 and FIGS. 7 to 10, it was confirmed that the compounds of Examples 1 and 2 had higher glass transition temperatures and thermal decomposition temperatures than the compounds of Comparative Examples.
실험예 2: 광학 성질 측정Experimental Example 2: Measurement of optical properties
상기 비교예, 실시예 1 및 2의 화합물 각각의 광학 성질을 측정하였다. 특히, 물질의 흡수에 대한 띠 간격(band gap)을 알아보기 위해 Ultraviolet-visible(UV-vis) 흡수 스펙트럼(λabs, nm) 및 RTPL(Room temperature photoluminescence) 스펙트럼을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2, 도 11 및 도 12에 기재하였다. The optical properties of each of the compounds of Comparative Example and Examples 1 and 2 were measured. In particular, in order to find out the band gap for the absorption of the material, the Ultraviolet-visible (UV-vis) absorption spectrum (λabs, nm) and RTPL (Room temperature photoluminescence) spectrum were measured, and the results are shown in Table 2 below. , as described in FIGS. 11 and 12.
상기 표 2, 도 11 및 도 12를 참고하면, 상기 실시예 2의 화합물이 실시예 1의 화합물에 비해 0.01eV 높은 에너지 갭을 갖는 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 2 and FIGS. 11 and 12, it was confirmed that the compound of Example 2 had an energy gap higher than that of the compound of Example 1 by 0.01 eV.
실험예 3: 발광 영역(Photoluminescence) 측정Experimental Example 3: Measurement of Photoluminescence
상기 비교예, 실시예 1 및 2의 화합물 각각의 발광 영역을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다. The emission area of each compound of Comparative Example and Example 1 and 2 was measured, and the results are shown in Table 3 below.
2) 단일항 에너지와 삼중항 에너지의 차이1) triplet energy
2) Difference between singlet energy and triplet energy
상기 표 3을 참고하면, 상기 비교예, 실시예 1 및 2의 삼중항 에너지(Et)가 2.76eV로 동일한 것을 확인하였으며, 이를 통해 전자 차단층에 보다 적합할 수 있음을 확인하였다.Referring to Table 3, it was confirmed that the triplet energy (Et) of the Comparative Example and Examples 1 and 2 was the same as 2.76 eV, and through this, it was confirmed that it could be more suitable for the electron blocking layer.
실험예 4: 전기화학적 성질 측정Experimental Example 4: Measurement of electrochemical properties
상기 비교예, 실시예 1 및 2의 화합물 각각의 전기화학적 성질(HOMO 준위, LUMO 준위, 에너지 갭)을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다. 이 때, 밴드 갭(band gap)은 HOMO와 LUMO간의 에너지 차이를 기재하였다. Electrochemical properties (HOMO level, LUMO level, energy gap) of each of the compounds of Comparative Examples and Examples 1 and 2 were measured, and the results are shown in Table 4 below. At this time, the band gap describes the energy difference between HOMO and LUMO.
(band gap)(band gap)
상기 표 4를 참고하면, 본 발명의 실시예 1 및 2의 화합물의 경우, 인접한 층의 HOMO, LUMO 에너지 준위를 비교할 수 있었으며, 그 결과 상기 두 화합물의 밴드 갭 차이가 작게 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 특히 전자 차단층으로써 엑시톤의 소광 현상을 방지할 수 있고, 구동 전압을 낮출 수 있음을 확인할 수 있었다. Referring to Table 4, in the case of the compounds of Examples 1 and 2 of the present invention, it was possible to compare the HOMO and LUMO energy levels of adjacent layers, and as a result, it was confirmed that the band gap difference between the two compounds was small. . Through this, it was confirmed that the quenching of excitons can be prevented and the driving voltage can be lowered, especially with the electron blocking layer.
제조예: 유기 발광 소자의 제조Production Example: Production of organic light emitting device
제조예 1: 비교예 1(TCTA)의 화합물을 이용한 유기 발광 소자의 제조Preparation Example 1: Preparation of an organic light emitting device using the compound of Comparative Example 1 (TCTA)
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. 상기 ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 각 박막을 진공 증착법으로 진공도 5.0 × 10㎩로 적층하였다.A glass substrate coated with ITO (indium tin oxide) to a thickness of 1,000 Å was put in distilled water in which detergent was dissolved and washed with ultrasonic waves. At this time, a product of Fischer Co. was used as a detergent, and distilled water filtered through a second filter of a product of Millipore Co. was used as distilled water. After washing the ITO for 30 minutes, ultrasonic cleaning was performed twice with distilled water for 10 minutes. After washing with distilled water, ultrasonic cleaning was performed with solvents such as isopropyl alcohol, acetone, and methanol, dried, and transported to a plasma cleaner. In addition, after cleaning the substrate for 5 minutes using oxygen plasma, the substrate was transferred to a vacuum deposition machine. Each thin film was laminated on the prepared ITO transparent electrode by a vacuum deposition method at a vacuum degree of 5.0 × 10 Pa.
먼저, ITO 상에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexanitrile hexaazatriphenylene; HAT-CN)를 7nm의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.First, hexanitrile hexaazatriphenylene (HAT-CN) was thermally vacuum deposited on ITO to a thickness of 7 nm to form a hole injection layer.
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(53nm)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.The following compound 4-4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (NPB) (53 nm), which is a material for transporting holes, is vacuum deposited on the hole injection layer to form a hole transport layer. did
상기 정공 수송층 위에 막 두께 20nm로 상기 비교예의 화합물을 진공 증착하여 전자 차단층을 형성하였다.An electron blocking layer was formed by vacuum depositing the compound of Comparative Example to a film thickness of 20 nm on the hole transport layer.
이어서, 상기 전자 차단층 위에 막 두께 25nm로 Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-pyridine]beryllium(Bepp2) 및 Tris(2-phenylpyridine)iridium(III)(Ir(ppy)3)을 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.Subsequently, Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-pyridine]beryllium (Bepp2) and Tris(2-phenylpyridine)iridium(III) (Ir(ppy) 3 ) were vacuum-deposited to a film thickness of 25 nm on the electron blocking layer to form a light emitting layer. was formed.
상기 발광층 위에 1,3,5-Tris(3-pyridyl-3-phenyl)benzene(TmPyPB)를 40nm의 두께로 진공 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. An electron transport layer was formed by vacuum depositing 1,3,5-Tris(3-pyridyl-3-phenyl)benzene (TmPyPB) to a thickness of 40 nm on the light emitting layer.
상기 전자 수송층 상에 1nm 두께의 리튬플로라이드(LiF)를 증착함으로써 전자 주입층을 형성하였다. An electron injection layer was formed by depositing 1 nm thick lithium fluoride (LiF) on the electron transport layer.
상기 전자 주입층 상에 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제조하였다. An organic light emitting device was manufactured by depositing aluminum to a thickness of 2,000 Å on the electron injection layer to form a cathode.
이 때, 상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4Å/sec 내지 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10-7torr 내지 5 × 10-6torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.At this time, in the above process, the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 Å/sec to 0.7 Å/sec, the deposition rate of lithium fluoride on the negative electrode was maintained at 0.3 Å/sec, and the deposition rate of aluminum was 2 Å/sec. The degree of vacuum was maintained at 2 × 10 -7 torr to 5 × 10 -6 torr, and an organic light emitting device was manufactured.
제조예 2: 실시예 1의 화합물을 이용한 유기 발광 소자의 제조Preparation Example 2: Preparation of an organic light emitting device using the compound of Example 1
상기 제조예 1에서, 전자 차단층 형성 물질을 비교예의 화합물이 아닌 실시예 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 모든 구성 및 방법을 동일하게 적용하여 유기 발광 소자를 제조하였다. In Preparation Example 1, an organic light emitting device was manufactured by applying all configurations and methods in the same manner, except that the compound of Example 1, not the compound of Comparative Example, was used as the material for forming the electron blocking layer.
제조예 3: 실시예 2의 화합물을 이용한 유기 발광 소자의 제조Preparation Example 3: Preparation of an organic light emitting device using the compound of Example 2
상기 제조예 1에서, 전자 차단층 형성 물질을 비교예의 화합물이 아닌 실시예 2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 모든 구성 및 방법을 동일하게 적용하여 유기 발광 소자를 제조하였다. In Preparation Example 1, an organic light emitting device was manufactured by applying all configurations and methods in the same manner, except that the compound of Example 2, not the compound of Comparative Example, was used as the material for forming the electron blocking layer.
실험예 5: 유기 발광 소자의 전기적 특성 실험Experimental Example 5: Electrical Characteristics Test of Organic Light-Emitting Device
상기 제조예 1 내지 3에서 제조한 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때의 다양한 전기적 특성 값을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5 및 도 13 내지 15에 기재하였다. Various electrical property values were measured when current was applied to the organic light emitting devices prepared in Preparation Examples 1 to 3, and the results are shown in Table 5 and FIGS. 13 to 15.
(비교예, TCTA)Preparation Example 1
(Comparative example, TCTA)
(실시예 1, S1)Preparation Example 2
(Example 1, S1)
(실시예 2, S2)Preparation Example 3
(Example 2, S2)
(Max / 3,000cd/m2)external quantum efficiency
(Max / 3,000cd/m 2 )
상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 화합물인 실시예 1 및 2의 화합물로 이루어진 전자차단층을 포함하는 제조예 1 및 2의 경우, 종래의 당 업계에서 전자 차단 물질로서 사용되던 비교예의 화합물로 이루어진 전자차단층을 포함하는 경우와 비교하였을 때 동작 전압 및 구동 전압이 유사하게 낮은 정도로 유지되면서도 전류 효율(C.E.) 및 외부 양자 효율(E.Q.E)이 우수한 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 1, in the case of Preparation Examples 1 and 2 including electron blocking layers made of the compounds of Examples 1 and 2, which are the compounds of the present invention, the compounds of Comparative Examples used as electron blocking materials in the prior art Compared to the case including the electron blocking layer formed, it was confirmed that the current efficiency (C.E.) and the external quantum efficiency (E.Q.E) were excellent while the operating voltage and the driving voltage were maintained at a similarly low level.
Claims (6)
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된, C1 내지 C10의 알킬기 또는 C6 내지 C30의 아릴기이다).A compound represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
(In Formula 1 above,
R 1 and R 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group or a C6 to C30 aryl group).
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
A compound, characterized in that the compound represented by Formula 1 is a compound represented by Formula 1-1 or Formula 1-2:
[Formula 1-1]
[Formula 1-2]
제2전극; 및
상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하되,
상기 유기물층은 상기 청구항 1항 및 2항 중 어느 한 항에 따른 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자. a first electrode;
a second electrode; and
Including one or more organic material layers disposed between the first electrode and the second electrode,
The organic material layer comprises at least one selected from the group consisting of the compound according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it comprises an organic light emitting device.
상기 유기물층은 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 버퍼층, 전자 차단층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자. According to claim 3,
The organic light emitting device, characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, a hole buffer layer, an electron blocking layer, an electron transport layer and an electron injection layer.
상기 유기물층은 전자 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.According to claim 4,
The organic material layer is an organic light emitting device, characterized in that it comprises an electron blocking layer.
상기 전자 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자. According to claim 5,
The organic light emitting device, characterized in that the electron blocking layer comprises at least one selected from the group consisting of the compound represented by the formula (1).
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