KR20240023031A - 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 유기 전자 장치, 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치, 뿐만 아니라 유기 전자 장치에 사용하기 위한 화학식 (1)의 화합물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 애노드, 캐소드, 적어도 하나의 광활성층 및 적어도 하나의 반도체층을 포함하는 유기 전자 장치에 관한 것이며, 상기 적어도 하나의 반도체층은 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열되고, 적어도 하나의 반도체층은 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함하며, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 계산된 HOMO는 < -4.5 eV 내지 > 6.5 eV의 범위이다.
Description
본 발명은 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 유기 전자 장치 및 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 유기 전자 장치에 사용될 수 있는 신규 화학식 (1)의 화합물에 관한 것이다.
유기 전자 장치, 예컨대 유기 발광 다이오드 OLED는 자발광 장치(self-emitting device)로서, 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답, 높은 밝기(brightness), 우수한 동작 전압(operating voltage) 특성 및 색 재현성을 가진다. 일반적인 OLED는 기판 상에 순차적으로 적층된 애노드, 정공 수송층 HTL, 발광층 EML, 전자 수송층 ETL 및 캐소드를 포함한다. 이와 관련하여, HTL, EML 및 ETL은 유기 화합물로 형성된 박막이다.
애노드 및 캐소드에 전압이 인가되면, 애노드로부터 주입되는 정공이 HTL을 통해 EML로 이동하고 캐소드로부터 주입되는 전자는 ETL을 거쳐 EML로 이동한다. 정공과 전자는 EML에서 재결합하여 엑시톤을 생성한다. 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 떨어질 때, 빛이 방출된다. 상술한 구조를 갖는 OLED가 우수한 효율 및/또는 긴 수명을 갖기 위해서는, 정공 및 전자의 주입 및 흐름이 균형을 이루어야 한다.
유기 발광 다이오드의 성능은 반도체층의 특징에 의해 영향을 받을 수 있고, 특히 반도체층에 또한 함유되는 금속 화합물의 특징에 의해 영향을 받을 수 있다.
유기 전자 장치의 성능을, 특히 정공 주입층 및 유기 전자 장치의 특징의 개선을 통해 개선된 동작 전압을 달성하기 위해, 개선된 성능을 갖는 정공 주입층을 제공함으로써 개선할 필요성이 여전히 존재한다.
나아가, 진공 수준으로부터 더 멀리 떨어진 HOMO 수준을 갖는 화합물을 포함하는 인접 층 내로의 주입을 가능하게 하는 정공 주입층을 제공하는 필요성이 여전히 존재한다.
대량 생산에 적합한 조건 하에 진공 열 증발을 통해 증착될 수 있는 화합물을 포함하는 정공 주입층을 제공하는 것은 추가의 목적이다.
부가적으로, 개선된 열적 특성을 갖는 화합물을 제공하는 필요성이 존재한다.
본 발명의 일 양태는 애노드, 캐소드, 적어도 하나의 광활성층 및 적어도 하나의 반도체층을 포함하는 유기 전자 장치를 제공하며, 상기 적어도 하나의 반도체층은 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열되고; 적어도 하나의 반도체층은
-
화학식 (1)의 화합물로서,
상기 화학식 (1)에서,
M은 금속 이온이며;
n은 M의 원자가이고;
m은 n이며;
B1은 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴로부터 선택되고;
B2는 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C19 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로사이클로부터 선택되며;
B1 및 B2 상의 치환기는 D, 할로겐, Cl, F, CN, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로부터 독립적으로 선택되는, 화학식 (1)의 화합물;
및
-
공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함하며, 상기 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 계산된 HOMO는 < -4.5 eV 내지 > 6.5 eV 범위이다.
일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 애노드, 캐소드, 적어도 하나의 광활성층 및 적어도 하나의 반도체층을 포함하며, 상기 적어도 하나의 반도체층은 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열되고; 적어도 하나의 반도체층은
-
화학식 (1)의 화합물로서,
상기 화학식 (1)에서,
M은 금속 이온이며;
n은 M의 원자가이고;
m은 n이며;
B1은 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴로부터 선택되고;
B2는 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C19 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로사이클로부터 선택되며;
B1 및 B2 상의 치환기는 D, 할로겐, Cl, F, CN, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로부터 독립적으로 선택되는, 화학식 (1)의 화합물;
및
-
공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함하며, 상기 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 계산된 HOMO는 < -4.5 eV 내지 > 6.5 eV 범위이고, HOMO는 기체상에서 설정된 6-31G* 베이시스(basis)와 함께 하이브리드 함수 B3LYP를 적용함으로써 프로그램 패키지 TURBOMOLE V6.5(TURBOMOLE GmbH, 독일 카를스루에 76135, 리첸하르트스트라쎄 19 소재)로 계산된다.
일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 정공 주입층일 수 있으며, 바람직하게는 정공 주입층일 수 있는 적어도 하나의 반도체층은 비방출성(non-emissive)이다.
화학식 (1)의 화합물 내 음전하는 N(SO2)2 기에 걸쳐 그리고 선택적으로 또한 B1 및/또는 B2 기에 걸쳐 부분적으로 또는 전체적으로 비편재화될 수 있다.
본 출원 및 청구범위 전반에 걸쳐 임의의 Bn, Rn 등은 달리 명시되지 않는 한 항상 동일한 모이어티를 지칭함을 알아야 한다.
본 명세서에서, 정의가 달리 제공되지 않는 경우, "치환된"은 D라고도 하는 중수소, 할로겐, Cl, F, CN, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로 치환되는 것을 지칭한다.
그러나, 본 명세서에서 "아릴 치환된"은 하나 이상의 아릴기에 의한 치환을 지칭하며, 이는 그 자체가 하나 이상의 아릴기 및/또는 헤테로아릴기로 치환될 수 있다.
추가로, 용어 "치환된 또는 비치환된 아릴" 또는 "치환된 또는 비치환된 C6 내지 C19 아릴"은 "융합된 아릴 고리" 또는 "축합된 아릴 고리"의 아릴 화합물이며 이를 포함한다.
상응하게는, 본 명세서에서 "헤테로아릴 치환된"은 하나 이상의 헤테로아릴기에 의한 치환을 지칭하며, 이는 그 자체가 하나 이상의 아릴기 및/또는 헤테로아릴기로 치환될 수 있다.
추가로, 용어 "치환된 또는 비치환된 헤테로아릴" 또는 "치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴"은 "융합된 헤테로아릴 고리" 또는 "축합된 아릴 고리" 또는 "적어도 하나의 비-헤테로아릴 고리를 포함하는 융합된 헤테로아릴 고리" 또는 "적어도 하나의 비-헤테로아릴 고리를 포함하는 축합된 아릴 고리"의 헤테로아릴 화합물을 포함한다.
용어 "융합된 아릴 고리" 또는 "축합된 아릴 고리"는, 2개의 아릴 고리가 적어도 2개의 공통적인 sp2-혼성화된 탄소 원자를 공유할 때 융합되거나 축합되는 것으로 간주되는 방식으로 이해된다.
상응하게는, 본 명세서에서 "헤테로아릴 치환된"은 하나 이상의 헤테로아릴기에 의한 치환을 지칭하며, 이는 그 자체가 하나 이상의 아릴기 및/또는 헤테로아릴기로 치환될 수 있다.
본 명세서에서, 정의가 달리 제공되지 않을 때, "알킬기"는 포화된 지방족 하이드로카르빌기를 지칭한다. 알킬기는 C1 내지 C12 알킬기 또는 C1 내지 C8 알킬기일 수 있다. 더 구체적으로, 알킬기는 C1 내지 C10 알킬기 또는 C1 내지 C6 알킬기일 수 있다. 예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬 사슬에 1 내지 4개의 탄소를 포함하고, 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, 및 tert-부틸로부터 선택될 수 있다.
알킬기의 구체적인 예는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소-프로필기, 부틸기, 이소-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기일 수 있다.
용어 "사이클로알킬"은 상응하는 사이클로알칸에 포함된 고리 원자로부터 하나의 수소 원자를 형식적으로 차감함으로써 사이클로알칸으로부터 유래되는 포화된 하이드로카르빌기를 지칭한다. 사이클로알킬기의 예는 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 메틸 사이클로헥실기, 아다만틸기 등일 수 있다.
용어 "헤테로"는, 공유 결합된 탄소 원자에 의해 형성될 수 있는 구조에서 적어도 하나의 탄소 원자가 또 다른 다가 원자에 의해 대체되는 방식으로 이해된다. 바람직하게는, 헤테로원자는 B, Si, N, P, O, S; 더 바람직하게는 N, P, O, S, 가장 바람직하게는 N으로부터 선택된다.
용어 "융합된 고리 시스템"은 2개 이상의 고리가 적어도 2개의 원자를 공유하는 고리 시스템을 의미하는 것으로 이해된다.
용어 "5-원, 6-원 또는 7-원 고리"는 5, 6 또는 7개의 원자를 포함하는 고리를 의미하는 것으로 이해된다. 원자는 C 및 하나 이상의 헤테로원자로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에서, 단일 결합은 직접 결합을 지칭한다.
본 발명의 맥락에서, "상이한"은 화합물이 동일한 화학 구조를 갖지 않음을 의미한다.
용어 "~이 없는", "함유하지 않는다", "포함하지 않는다"는, 증착 전에 화합물에 존재할 수 있는 불순물을 배제하지 않는다. 불순물은 본 발명에 의해 달성되는 목적에 관하여 기술적 효과를 갖지 않는다.
용어 "접촉한다" 또는 "접촉하는"은 제1 층이 인접한 제2 층과 직접 접촉하게 되는 적어도 2개 층의 배열을 지칭한다.
용어 "광활성층"은 "흡광층(light-absorbing layer)" 및 "광흡수층(light absorption layer)"을 포함할 수 있고, 동의적으로 사용된다.
용어 "광활성층"은 "발광층", "광 방출층" 및 "방출층"과 같은 층을 포함할 수 있다.
용어 "OLED", "유기 발광 다이오드" 및 "유기 발광 장치"는 동의적으로 사용된다.
용어 애노드 및 애노드 전극은 동의적으로 사용된다. 용어 "적어도 2개의 애노드 하위층"은 2개 이상의 애노드 하위층, 예를 들어 2 또는 3개의 애노드 하위층을 의미하는 것으로 이해된다.
용어 캐소드 및 캐소드 전극은 동의적으로 사용된다.
용어 "정공 수송층"은 정공 주입층과 상기 정공 주입층과 캐소드층 사이에 배열된 추가의 층 사이에서 정공을 수송하는 층을 의미하는 것으로 이해된다.
동작 전압 U는 볼트로 측정된다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "본질적으로 비방출성" 또는 "비방출성"은, 유기 전자 장치, 예컨대 OLED 또는 디스플레이 장치로부터 가시 방출 스펙트럼(visible emission spectrum)에 대한 화학식 (1)의 화합물, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 공유 매트릭스 화합물, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물, 매트릭스 화합물, 금속 착화합물 및/또는 층, 예컨대 정공 주입층의 기여도가 상기 가시 방출 스펙트럼과 비교하여 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만임을 의미한다. 가시 방출 스펙트럼은 파장이 약 ≥ 380 nm 내지 약 ≤ 780 nm인 방출 스펙트럼이다.
명세서에서, 정공 특징은 전기장이 적용될 때 정공을 형성하기 위해 전자를 제공하는 능력을 지칭하고, 애노드에서 형성된 정공은 발광층 내로 쉽게 주입되고 최고준위 점유 분자 오비탈(HOMO) 수준에 따라 전도성 특징으로 인해 발광층에서 수송될 수 있다.
이에 더하여, 전자 특징은 전기장이 적용될 때 전자를 수용하는 능력을 지칭하고, 캐소드에서 형성된 전자는 발광층 내로 쉽게 주입되고 최저준위 비점유 분자 오비탈(LUMO) 수준에 따라 전도성 특징으로 인해 발광층에서 수송될 수 있다.
용어 "HOMO 수준"은 최고준위 점유 분자 오비탈을 의미하는 것으로 이해되고, eV(전자 볼트)로 결정된다.
용어 "진공 수준으로부터 멀리 떨어진 HOMO 수준"은 HOMO 수준의 절대값이 참조 화합물의 HOMO 수준의 절대값보다 높음을 의미하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 용어 "N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-옥타키스(4-메톡시페닐)-9,9'-스피로비[플루오렌]-2,2',7,7'-테트라아민의 HOMO 수준보다 진공 수준으로부터 멀리 떨어진"은 정공 주입층의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 HOMO 수준의 절대값이 N2,N2,N2',N2', N7,N7,N7',N7'-옥타키스(4-메톡시페닐)-9,9'-스피로비[플루오렌]-2,2',7,7'-테트라아민의 HOMO 수준보다 높음을 의미하는 것으로 이해된다.
용어 "절대값"은 "-" 부호가 없는 값을 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 정공 주입층의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물, 바람직하게는 매트릭스 화합물의 HOMO 수준은 양자 역학 방법에 의해 계산될 수 있다.
제1 금속의 일함수는 eV(전자 볼트)로 측정된다. 일함수의 표로 작성된 값은 예를 들어 CRC Handbook of Chemistry and Physics version 2008, p. 12-114에서 찾을 수 있다. 추가로, 일함수의 표로 작성된 값은 예를 들어 https://en.wikipedia.org/wiki/Work_function#cite_note-12에서 찾을 수 있다.
유리한 효과
놀랍게도, 본 발명에 따른 유기 전자 장치는 다양한 양태에서 특히 동작 전압, 효율, 수명 및/또는 시간 경과에 따른 전압 안정성에 관하여 당업계에 알려진 유기 전자 장치보다 우수한 유기 전자 장치, 예컨대 유기 발광 다이오드를 가능하게 함으로써 본 발명의 기저가 되는 문제를 해결하는 것으로 밝혀졌다.
부가적으로, 본 발명의 기저를 이루는 문제는 대량 생산에 적합한 조건 하에 용액 및/또는 진공 열 증발로부터의 증착에 적합할 수 있는 화합물을 제공함으로써 해결될 수 있는 것으로 발견되었다.
B
1
및 B
2
상의 치환기
본 발명의 일 실시형태에 따르면, B1 및 B2 상의 치환기는 할로겐을 포함하는 군으로부터 독립적으로 선택되며, 상기 할로겐은 바람직하게는 F, 과할로겐화된 C1 내지 C3로부터 선택되고, 과할로겐화된 C1 내지 C3는 바람직하게는 과플루오르화된, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시, 또는 -(O)l-CqH2q-CpHalp2p+1이고, 이때 l = 0 또는 1, 바람직하게는 0이며, q = 1 또는 2, 바람직하게는 1이고, p = 1 내지 3, 바람직하게는 1 또는 2이며, Hal = 할로겐, 바람직하게는 F이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, B1 및 B2 중 적어도 하나는 C1 내지 C8 알킬 또는 C1 내지 C8 알콕시로 치환되고, C1 내지 C8 알킬 또는 C1 내지 C8 알콕시 모이어티의 치환기는 불소이며, 이때 수 nF(불소 치환기의 수) 및 nH(수소의 수)는 식을 따른다: nF > nH + 2.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, B1 및 B2 중 적어도 하나는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로 치환된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, B1 및 B2 중 적어도 하나는 부분적으로 또는 과플루오르화된 C3 내지 C6 알킬로 치환된다.
일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 3개의 N 원자, 적어도 2개의 N 원자 또는 적어도 1개의 N 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이다. 일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 2개의 N 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이다. 일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 1개의 N 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이다.
일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 3개의 N 원자를 갖는 일치환된(mono-substituted) 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다. 일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 2개의 N 원자를 갖는 일치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다. 일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 1개의 N 원자를 갖는 일치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다.
일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 3개의 N 원자를 갖는 이치환된(di-substituted) 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다. 일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 2개의 N 원자를 갖는 이치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다. 일 실시형태에 따르면, B1은 적어도 1개의 N 원자를 갖는 이치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다.
바람직하게는 B1은 1개의 N 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며, 나머지 원자는 CF3 또는 CN으로부터 선택되는 1 또는 2개의 치환기로 치환되는 C이다.
일 실시형태에 따르면, B1은 치환된 또는 비치환된 피리딜 또는 치환된 또는 비치환된 3-피리딜을 포함하는 군으로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, B2는 치환된 C6-아릴, 1개의 N 원자를 갖는 치환된 헤테로아릴 6-원 고리, 또는 N 또는 S, 바람직하게는 N으로부터 선택되는 1 또는 2개의 헤테로원자를 갖는 5-원 고리의 치환된 헤테로아릴이며, 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알킬, CF3, C2F5, C3F7 또는 C4F9의 군으로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, B2는 테트라 또는 펜타 플루오르화된 C6-아릴 또는 과치환된 C6-아릴로부터 선택되며, 4개의 치환기는 F이고 1개의 치환기는 CF3, C2F5, C3F7 또는 C4F9, 바람직하게는 CF3로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, B2는 과치환된 C6-아릴로부터 선택되며, 4개의 치환기는 F이고 1개의 치환기는 CN이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 N, 또는 N 및 S의 2개의 헤테로 원자를 갖는 5-원 고리의 일치환된 헤테로아릴이며, 치환기는 CN 또는 CF3, 바람직하게는 CF3이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 N, 또는 N 및 S의 2개의 헤테로 원자를 갖는 5-원 고리의 이치환된 헤테로아릴이며, 치환기는 CN 또는 CF3, 바람직하게는 CF3이다.
바람직하게는 B1은 1개의 N 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴 6-원 고리이며, 나머지 원자는 F, CF3 또는 CN, 바람직하게는 CF3 또는 CN으로부터 선택되는 1 또는 2개의 치환기로 치환되는 C이고; B2는 N 또는 S, 바람직하게는 N으로부터 선택되는 1 또는 2개의 헤테로원자를 갖는 치환된 C6-아릴, 치환된 헤테로아릴 5-원 또는 6-원 고리이며, 나머지 원자는 C이고, 치환기는 F, CF3 또는 CN, 바람직하게는 CF3 또는 CN이며, 추가로 B2는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알킬, CF3, C2F5, C3F7 또는 C4F9이거나, B2는 테트라 또는 펜타 플루오르화된 C6-아릴 또는 과치환된 C6-아릴로부터 선택되고, 4개의 치환기는 F이며 1개의 치환기는 CF3, C2F5, C3F7 또는 C4F9, 바람직하게는 CF3로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, B2는 페닐 또는 6-원 헤테로아릴이며, 이는 1 내지 5개의 F 원자로 치환된다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (1)의 화합물의 음이온은 음이온 (A1) 내지 (A71)로부터 선택된다:
화학식 (1)의 금속 착화합물의 M
화학식 (1)에 따른 금속 착화합물은 비방출성이다. 본 명세서의 맥락에서, 용어 "본질적으로 비방출성" 또는 "비방출성"은, 유기 전자 장치, 바람직하게는 OLED 또는 디스플레이 장치로부터 가시 방출 스펙트럼에 대한 화학식 (1)의 금속 착화합물의 기여도가 상기 가시 방출 스펙트럼과 비교하여 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만임을 의미한다. 가시 방출 스펙트럼은 파장이 약 ≥ 380 nm 내지 약 ≤ 780 nm인 방출 스펙트럼이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화학식 (1)에 따른 금속 착화합물의 M의 원자가 n은 1,2, 3 또는 4; 바람직하게는 1, 2 또는 3; 더 바람직하게는 1 또는 2이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 ≥ 22 Da, 대안적으로 ≥ 24 Da의 원자 질량을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 금속 이온으로부터 선택되고, 상응하는 금속은 2.4 미만, 바람직하게는 2 미만, 더 바람직하게는 1.9 미만의 앨런(Allen)에 따른 전기음성도 값을 갖는다. 이에 의해, 유기 전자 장치에서 특히 양호한 성능이 달성될 수 있다.
용어 "앨런에 따른 전기음성도"는 특히 Allen, Leland C. (1989). "Electronegativity is the average one-electron energy of the valence-shell electrons in ground-state free atoms". Journal of the American Chemical Society. 111 (25): 9003-9014를 참조한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M의 원자가 n은 1 또는 2이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 금속 이온으로부터 선택되며, 상응하는 금속은 2.4 미만, 바람직하게는 2 미만, 더 바람직하게는 1.9 미만의 앨런에 따른 전기음성도 값을 갖고, 금속 M의 원자가 n은 1 또는 2이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속 또는 전이 금속으로부터 선택되고, 대안적으로 M은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 4족 또는 5족 전이 금속으로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 금속 이온으로부터 선택되며, 상응하는 금속은 2.4 미만, 바람직하게는 2 미만, 더 바람직하게는 1.9 미만의 앨런에 따른 전기음성도 값을 가지며, M은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속 또는 4족 또는 5족 전이 금속으로부터 선택되고, M은 ≥ 22 Da, 대안적으로 ≥ 24 Da의 원자 질량을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 알칼리 토금속, 전이 금속 또는 희토류 금속, 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II), Fe(II), Fe(III), Mg(II), 더 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II) 또는 Fe(II)로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 Li, Na, K, Cs, Mg, Mn, Cu, Zn, Ag 및 Mo로부터 선택되며; 바람직하게는 M은 Na, K, Cs, Mg, Mn, Cu, Zn 및 Ag로부터 선택되고; 또한 바람직하게는 M은 Na, K, Mg, Mn, Cu, Zn 및 Ag로부터 선택되며, M이 Cu이라면, 원자가 n은 2이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 Ag가 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 Cu가 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화학식 (1)의 화합물은 화합물 D1 내지 D8로부터 선택된다:
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 적어도 하나의 반도체층은 유기 반도체층이고, 바람직하게는 적어도 하나의 반도체층은 비방출성이다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "본질적으로 비방출성" 또는 "비방출성"은, 장치로부터 가시 방출 스펙트럼에 대한 화합물 또는 층의 기여도가 상기 가시 방출 스펙트럼과 비교하여 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만임을 의미한다. 가시 방출 스펙트럼은 파장이 약 ≥ 380 nm 내지 약 ≤ 780 nm인 방출 스펙트럼이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 애노드에 인접하여 배열되며 그리고/또는 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 애노드와 직접 접촉해 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 적어도 하나의 반도체층은 정공 주입층이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 화학식 (1)의 적어도 하나의 화합물로 구성되거나 화학식 (1)의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 정공 주입층이다.
본 발명의 적어도 하나의 반도체층이 정공 주입층이며 그리고/또는 애노드에 인접하여 배열되고/되거나 제공되는 경우, 이러한 층은 화학식 (1)의 화합물로 본질적으로 구성되는 것이 특히 바람직하다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "~로 본질적으로 구성되는"은 특히 ≥ 90%(부피/부피) 더 바람직하게는 ≥ 95%(부피/부피), 가장 바람직하게는 ≥ 99%(부피/부피)의 농도를 의미하며 그리고/또는 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 적어도 약 ≥ 0.5 nm 내지 약 ≤ 10 nm, 바람직하게는 약 ≥ 2 nm 내지 약 ≤ 8 nm, 또한 바람직하게는 약 ≥ 3 nm 내지 약 ≤ 5 nm의 층 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 적어도 하나의 반도체층은 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함한다. 바람직하게는 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함하는 적어도 하나의 반도체층은 애노드 상에 배열되거나 애노드에 인접하여 제공된다.
공유 매트릭스 화합물의 바람직한 예는 주로 공유 결합된 C, H, O, N, S로부터 구성되는 유기 화합물이며, 이는 또한 공유 결합된 B, P, As, Se를 선택적으로 포함할 수 있다. 공유 결합 탄소-금속을 포함하는 유기금속성 화합물, 유기 리간드를 포함하는 금속 착화합물 및 유기산의 금속 염은, 유기 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물로서 역할을 할 수 있는 유기 화합물의 추가 예이다.
일 실시형태에서, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 금속 원자가 결여되고, 이의 골격 원자 대부분은 C, O, S, N으로부터 선택된다. 대안적으로, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 금속 원자가 결여되고, 이의 골격 원자 대부분은 C 및 N으로부터 선택된다.
일 실시형태에서, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 HOMO 수준은 동일한 조건 하에 결정 시, N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-옥타키스(4-메톡시페닐)-9,9'-스피로비[플루오렌]-2,2',7,7'-테트라아민(CAS 207739-72-8)의 HOMO 수준보다 더 음성일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 반도체층은 Fc/Fc+와 비교하여 디클로로메탄에서 순환 전압전류법에 의해 측정 시, -0.2 V보다 더 양성이고 1.22 V보다 더 음성인, 바람직하게는 -0.18 V보다 더 양성이고 1.12 V보다 더 음성인 산화 전위를 갖는 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함한다. 이들 조건 하에, 스피로-MeO-TAD(CAS 207739-72-8)의 산화 전위는 -0.07 V이다.
일 실시형태에서, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 HOMO 수준은 동일한 조건 하에 결정 시 N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-옥타키스(4-메톡시페닐)-9,9'-스피로비[플루오렌]-2,2',7,7'-테트라아민(CAS 207739-72-8)의 HOMO 수준보다 더 음성이고 N4,N4'''-디(나프탈렌-1-일)-N4,N4'''-디페닐-[1,1':4',1'':4'',1'''-쿼트페닐]-4,4'''-디아민의 HOMO 수준보다 더 양성일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물에 알콕시, COR1 및/또는 COOR1 기가 없을 수 있으며, 상기 COR1 및/또는 COOR1 상의 R1은 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 알콕시, 분지형 알킬, 환식 알킬, 분지형 알콕시, 환식 알콕시, 부분적으로 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 또는 과중수소화된 알킬, 부분적으로 또는 과중수소화된 알콕시로부터 선택된다.
일 실시형태에서, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 계산된 HOMO 수준은 < -4.6 eV 내지 > -6 eV, 대안적으로 < -4.65 eV 내지 > -5 eV, 대안적으로 < -4.67 eV 내지 > -5 eV, 대안적으로 < -4.67 eV 내지 > -4.85 eV 범위에서 선택될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함하며, 바람직하게는 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 적어도 하나의 아릴아민 화합물, 디아릴아민 화합물 또는 트리아릴아민 화합물로부터 선택된다.
바람직하게는, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 적어도 하나의 아릴아민 화합물, 대안적으로 디아릴아민 화합물, 대안적으로 트리아릴아민 화합물을 포함한다.
유기 전자 장치의 일 실시형태에 따르면, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물, 바람직하게는 정공 주입층의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 화합물을 포함할 수 있으며:
상기 화학식 (2) 또는 화학식 (3)에서,
T1, T2, T3, T4 및 T5는 단일 결합, 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프테닐렌, 바람직하게는 단일 결합 또는 페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있으며;
T6은 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프테닐렌으로부터 선택되고;
Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴, 또는 치환된 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로아릴렌, 치환된 또는 비치환된 비페닐렌, 치환된 또는 비치환된 플루오렌, 치환된 9-플루오렌, 치환된 9,9-플루오렌, 치환된 또는 비치환된 나프탈렌, 치환된 또는 비치환된 안트라센, 치환된 또는 비치환된 페난트렌, 치환된 또는 비치환된 피렌, 치환된 또는 비치환된 페릴렌, 치환된 또는 비치환된 트리페닐렌, 치환된 또는 비치환된 테트라센, 치환된 또는 비치환된 테트라펜, 치환된 또는 비치환된 디벤조푸란, 치환된 또는 비치환된 디벤조티오펜, 치환된 또는 비치환된 크산텐, 치환된 또는 비치환된 카르바졸, 치환된 9-페닐카르바졸, 치환된 또는 비치환된 아제핀, 치환된 또는 비치환된 디벤조[b,f]아제핀, 치환된 또는 비치환된 9,9'-스피로비[플루오렌], 치환된 또는 비치환된 스피로[플루오렌-9,9'-크산텐], 또는 치환된 또는 비치환된 비-헤테로, 치환된 또는 비치환된 헤테로 5-원 고리, 치환된 또는 비치환된 6-원 고리 및/또는 치환된 또는 비치환된 7-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 3개의 치환된 또는 비치환된 방향족 고리를 포함하는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 치환된 또는 비치환된 플루오렌, 또는 2 내지 6개의 치환된 또는 비치환된 5-원 내지 7-원 고리를 포함하는 융합된 고리 시스템으로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, 상기 고리는 (1) 헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, (2) 방향족 헤테로사이클의 5-원 또는 6-원, (3) 비-헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, (iv) 방향족 비-헤테로사이클의 6-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택되며;
Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5의 치환기는 H, 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 환식 알킬, 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알케닐기 또는 알키닐기, 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알콕시기, C6 내지 C18 아릴, C3 내지 C18 헤테로아릴, 2 내지 6개의 비치환된 5-원 내지 7-원 고리를 포함하는 융합된 고리 시스템을 포함하는 군으로부터 동일하게 또는 상이하게 선택되며, 상기 고리는 헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 방향족 헤테로사이클의 5-원 내지 6-원 고리, 비-헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 및 방향족 비-헤테로사이클의 6-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5의 치환기는 H, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬, 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 환식 알킬, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐기 또는 알키닐기, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알콕시기, C6 내지 C18 아릴, C3 내지 C18 헤테로아릴, 2 내지 4개의 비치환된 5-원 내지 7-원 고리를 포함하는 융합된 고리 시스템을 포함하는 군으로부터 동일하게 또는 상이하게 선택되며, 상기 고리는 헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 방향족 헤테로사이클의 5-원 또는 6-원 고리, 비-헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 및 방향족 비-헤테로사이클의 6-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택되고; 더 바람직하게는 치환기는 H, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬, 3 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 환식 알킬 및/또는 페닐을 포함하는 군으로부터 동일하게 또는 상이하게 선택된다.
이로써, 화학식 (2) 또는 (3)의 화합물은 대량 생산에 적합한 레이트 개시 온도를 가질 수 있다.
유기 전자 장치의 일 실시형태에 따르면, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물, 바람직하게는 정공 주입층의 매트릭스 화합물은 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 화합물을 포함하며:
상기 화학식 (2) 또는 화학식 (3)에서,
T1, T2, T3, T4 및 T5는 단일 결합, 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프테닐렌, 바람직하게는 단일 결합 또는 페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있으며;
T6은 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프테닐렌이고;
Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 비치환된 C6 내지 C20 아릴, 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로아릴렌, 비치환된 비페닐렌, 비치환된 플루오렌, 치환된 9-플루오렌, 치환된 9,9-플루오렌, 비치환된 나프탈렌, 비치환된 안트라센, 비치환된 페난트렌, 비치환된 피렌, 비치환된 페릴렌, 비치환된 트리페닐렌, 비치환된 테트라센, 비치환된 테트라펜, 비치환된 디벤조푸란, 비치환된 디벤조티오펜, 비치환된 크산텐, 비치환된 카르바졸, 치환된 9-페닐카르바졸, 비치환된 아제핀, 비치환된 디벤조[b,f]아제핀, 비치환된 9,9'-스피로비[플루오렌], 비치환된 스피로[플루오렌-9,9'-크산텐], 또는 비치환된 비-헤테로, 비치환된 헤테로 5-원 고리, 비치환된 6-원 고리 및/또는 비치환된 7-원 고리, 비치환된 플루오렌을 포함하는 군으로부터 독립적으로 선택되는 적어도 3개의 비치환된 방향족 고리를 포함하는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 또는 2 내지 6개의 비치환된 5-원 내지 7-원 고리를 포함하는 융합된 고리 시스템으로부터 독립적으로 선택될 수 있고, 상기 고리는 (i) 헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, (2) 방향족 헤테로사이클의 5-원 또는 6-원, (3) 비-헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, (iv) 방향족 비-헤테로사이클의 6-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택된다.
유기 전자 장치의 일 실시형태에 따르면, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물, 바람직하게는 정공 주입층의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 화학식 (2) 또는 (3)의 화합물을 포함하며:
상기 화학식 (2) 또는 (3)에서,
T1, T2, T3, T4 및 T5는 단일 결합, 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프테닐렌, 바람직하게는 단일 결합 또는 페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있으며;
T6은 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프테닐렌이고;
Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 비치환된 C6 내지 C20 아릴, 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로아릴렌, 비치환된 비페닐렌, 비치환된 플루오렌, 치환된 9-플루오렌, 치환된 9,9-플루오렌, 비치환된 나프탈렌, 비치환된 안트라센, 비치환된 페난트렌, 비치환된 피렌, 비치환된 페릴렌, 비치환된 트리페닐렌, 비치환된 테트라센, 비치환된 테트라펜, 비치환된 디벤조푸란, 비치환된 디벤조티오펜, 비치환된 크산텐, 비치환된 카르바졸, 치환된 9-페닐카르바졸, 비치환된 아제핀, 비치환된 디벤조[b,f]아제핀, 비치환된 9,9'-스피로비[플루오렌], 비치환된 스피로[플루오렌-9,9'-크산텐]으로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
이에 의해, 화학식 (2) 또는 (3)의 화합물은 대량 생산에 적합한 레이트 개시 온도를 가질 수 있다.
일 실시형태에 따르면, T1, T2, T3, T4 및 T5는 단일 결합, 페닐렌, 비페닐렌 또는 터페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 일 실시형태에 따르면, T1, T2, T3, T4 및 T5는 페닐렌, 비페닐렌 또는 터페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2, T3, T4 및 T5 중 하나는 단일 결합이다. 일 실시형태에 따르면, T1, T2, T3, T4 및 T5는 페닐렌 또는 비페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2, T3, T4 및 T5 중 하나는 단일 결합이다. 일 실시형태에 따르면, T1, T2, T3, T4 및 T5는 페닐렌 또는 비페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2, T3, T4 및 T5 중 2개는 단일 결합이다.
일 실시형태에 따르면, T1, T2 및 T3은 페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2 및 T3 중 하나는 단일 결합이다. 일 실시형태에 따르면, T1, T2 및 T3은 페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2 및 T3 중 2개는 단일 결합이다.
일 실시형태에 따르면, T6은 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, T6은 페닐렌일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, T6은 비페닐렌일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, T6은 터페닐렌일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 독립적으로 D1 내지 D16으로부터 선택될 수 있으며:
별표 "*"는 결합 위치를 의미한다.
일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 독립적으로 D1 내지 D15로부터 선택될 수 있으며; 대안적으로 D1 내지 D10 및 D13 내지 D15로부터 선택될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 독립적으로 D1, D2, D5, D7, D9, D10, D13 내지 D16으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
레이트 개시 온도(rate onset temperature)는 Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5가 이 범위에서 선택될 때 특히 대량 생산에 적합화된 범위에 있을 수 있다.
"화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물"은 또한 "정공 수송 화합물"로 지칭될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의, 헤테로방향족 고리를 포함하는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의, 헤테로방향족 고리를 포함하는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템 및 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3개의, 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤ 5개의, 헤테로방향족 고리를 포함하는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의, 헤테로방향족 고리를 포함하는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템 및 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3개의, 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤ 5개의 헤테로방향족 고리를 포함하는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 및 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3개의, 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 더 바람직하게는 3 또는 4개의 헤테로방향족 고리를 포함하는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템 및 선택적인 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3개의, 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함할 수 있고, 더 바람직하게는 헤테로방향족 고리를 포함하는 방향족 융합된 고리 시스템은 비치환되고 선택적인 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3개의, 헤테로사이클의 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤ 5개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤ 5개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있으며, 이는 치환된 또는 비치환된 헤테로방향족 고리를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3 또는 2개의, 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3 또는 2개의, 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 7-원 고리를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 (3)의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3 또는 2개의, 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 (3)의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3 또는 2개의, 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 7-원 고리를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤ 5개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있고, 방향족 융합된 고리 시스템은 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤ 5개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있으며, 이는 치환된 또는 비치환된 헤테로방향족 고리를 포함하고, 방향족 융합된 고리 시스템은 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤ 5개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있고, 방향족 융합된 고리 시스템은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3 또는 2개의 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 6개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤ 5개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있으며, 이는 치환된 또는 비치환된 헤테로방향족 고리를 포함하고, 방향족 융합된 고리 시스템은 적어도 ≥ 1 내지 ≤ 3 또는 2개의 헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 하기를 포함할 수 있다:
-
헤테로사이클의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 치환된 또는 비치환된 비-헤테로 방향족 고리, 치환된 또는 비치환된 헤테로 5-원 고리, 및/또는 치환된 또는 비치환된 6-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 ≥ 2 내지 ≤6, 바람직하게는 ≥ 3 내지 ≤5, 또는 4개의 융합된 방향족 고리를 갖는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템; 또는
-
헤테로사이클의 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 비치환된 비-헤테로 방향족 고리, 비치환된 헤테로 5-원 고리, 및/또는 비치환된 6-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 ≥ 2 내지 ≤6, 바람직하게는 ≥ 3 내지 ≤5, 또는 4개의 융합된 방향족 고리를 갖는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템.
본원에서 단어 "방향족 융합된 고리 시스템"은 적어도 하나의 방향족 고리 및 적어도 하나의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함할 수 있음을 알아야 한다. 본원에서 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리가 방향족 고리가 아닐 수 있음을 알아야 한다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도:
-
적어도 하나의 불포화된 5-원 고리, 및/또는
-
적어도 하나의 불포화된 6-원 고리, 및/또는
-
적어도 하나의 불포화된 7-원 고리와 함께 적어도 ≥ 1 내지 ≤6, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤5, 또는 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있고; 바람직하게는 적어도 하나의 불포화된 5-원 고리 및/또는 적어도 하나의 불포화된 7-원 고리는 적어도 1 내지 3개, 바람직하게는 1개 헤테로-원자를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 적어도:
-
적어도 하나의 방향족 5-원 고리, 및/또는
-
적어도 하나의 방향족 6-원 고리, 및/또는
-
적어도 하나의 방향족 7-원 고리와 함께 적어도 ≥ 1 내지 ≤6, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤5, 또는 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있고; 바람직하게는 적어도 하나의 방향족 5-원 고리 및/또는 적어도 하나의 방향족 7-원 고리는 적어도 1 내지 3개, 바람직하게는 1개의 헤테로-원자를 포함하며;
치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템은 헤테로사이클의 적어도 ≥ 1 내지 ≤3개 또는 2개의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 하기를 포함할 수 있다:
-
적어도 ≥ 6 내지 ≤12, 바람직하게는 ≥ 7 내지 ≤11, 더 바람직하게는 ≥ 8 내지 ≤10개 또는 9개의 방향족 고리; 및/또는
-
적어도 ≥ 4 내지 ≤11, 바람직하게는 ≥ 5 내지 ≤10, 더 바람직하게는 ≥ 6 내지 ≤9개 또는 더 바람직하게는 7 또는 8개의 비-헤테로 방향족 고리, 바람직하게는 비-헤테로 방향족 고리는 방향족 C6 고리임; 및/또는
-
적어도 ≥ 1 내지 ≤4개, 바람직하게는 2 또는 3개의 방향족 5-원-고리, 바람직하게는 헤테로 방향족 5-원-고리; 및/또는
-
헤테로사이클의 적어도 1 또는 2개의 불포화된 5-원 내지 7-원-고리, 바람직하게는 헤테로사이클의 적어도 1 또는 2개의 불포화된 7-원-고리;
-
적어도 ≥ 6 내지 ≤12개, 바람직하게는 ≥ 7 내지 ≤11개, 더 바람직하게는 ≥ 8 내지 ≤10개 또는 9개의 방향족 고리, 이로부터
적어도 ≥ 4 내지 ≤11개, 바람직하게는 ≥ 5 내지 ≤10개, 더 바람직하게는 ≥ 6 내지 ≤9개 또는 더 바람직하게는 7 또는 8개는 비-헤테로 방향족 고리이고,
적어도 ≥ 1 내지 ≤4개, 바람직하게는 2 또는 3개의 방향족 고리는 헤테로 방향족 고리이며, 전체적으로 비-헤테로 방향족 고리와 헤테로 방향족 고리의 총 수는 12개의 방향족 고리를 초과하지 않음; 및/또는
-
적어도 ≥ 6 내지 ≤12개, 바람직하게는 ≥ 7 내지 ≤11개, 더 바람직하게는 ≥ 8 내지 ≤10개 또는 9개의 방향족 고리, 이로부터
적어도 ≥ 4 내지 ≤11개, 바람직하게는 ≥ 5 내지 ≤10개, 더 바람직하게는 ≥ 6 내지 ≤9개 또는 더 바람직하게는 7 또는 8개는 비-헤테로 방향족 고리이고,
적어도 ≥ 1 내지 ≤4개, 바람직하게는 2 또는 3개의 방향족 고리는 헤테로 방향족 고리이며, 전체적으로 비-헤테로 방향족 고리와 헤테로 방향족 고리의 총 수는 12개의 방향족 고리를 초과하지 않고;
정공 수송 화합물 또는 화학식 1에 따른 정공 수송 화합물은 적어도 ≥ 1 내지 ≤4개, 바람직하게는 2 또는 3개의 방향족 5-원-고리, 바람직하게는 헤테로 방향족 5-원-고리를 포함하며, 및/또는
정공 수송 화합물 또는 화학식 1에 따른 정공 수송 화합물은 헤테로사이클의 적어도 1 또는 2개의 불포화된 5-원 내지 7-원-고리, 바람직하게는 헤테로사이클의 적어도 1 또는 2개의 불포화된 7-원-고리를 포함함.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)에 따른 매트릭스 화합물은 헤테로-원자를 포함할 수 있으며, 이는 O, S, N, B 또는 P를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 헤테로-원자는 O, S 또는 N을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)에 따른 매트릭스 화합물은 적어도:
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적어도 하나의 방향족 5-원 고리, 및/또는
-
적어도 하나의 방향족 6-원 고리, 및/또는
-
적어도 하나의 방향족 7-원 고리와 함께 적어도 ≥ 1 내지 ≤6, 바람직하게는 ≥ 2 내지 ≤5개, 또는 더 바람직하게는 3 또는 4개의 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템을 포함할 수 있고; 바람직하게는 적어도 하나의 방향족 5-원 고리 및/또는 적어도 하나의 방향족 7-원 고리는 적어도 1 내지 3개, 바람직하게는 1개 헤테로-원자를 포함하며;
치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템은 선택적으로 헤테로사이클의 적어도 ≥ 1 내지 ≤3 또는 2개의 치환된 또는 비치환된 불포화된 5-원 내지 7-원 고리를 포함하고; 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템은 헤테로-원자를 포함하며, 이는 O, S, N, B, P 또는 Si를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 헤테로-원자는 O, S 또는 N을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)에 따른 매트릭스 화합물은 헤테로-원자가 없을 수 있으며, 이는 방향족 고리의 일부 및/또는 불포화된 7-원-고리의 일부가 아니고, 바람직하게는 정공 수송 화합물 또는 화학식 (1)에 따른 정공 수송 화합물은 방향족 고리의 일부이거나 불포화된 7-원-고리의 일부인 N-원자를 제외하고는 N-원자가 없을 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 정공 수송 화합물은 적어도 하나의 나프틸기, 카르바졸기, 디벤조푸란기, 디벤조티오펜기 및/또는 치환된 플루오레닐기를 포함하고, 치환기는 메틸, 페닐 또는 플루오레닐로부터 독립적으로 선택된다.
전자 장치의 일 실시형태에 따르면, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 F1 내지 F18로부터 선택된다:
정공 주입층의 매트릭스 화합물은 HTM014, HTM081, HTM163, HTM222, EL-301, HTM226, HTM355, HTM133, HTM334, HTM604 및 EL-22T가 없을 수 있다. 약어는 제조업체, 예를 들어, Merck 또는 Lumtec의 명칭을 의미한다.
또 다른 양태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함하며,
- 적어도 약 ≥ 0.1 중량% 내지 약 ≤ 50 중량%, 바람직하게는 약 ≥ 1 중량% 내지 약 ≤ 25 중량%, 더 바람직하게는 약 ≥ 2 중량% 내지 약 ≤ 15 중량%의 화학식 (1)의 화합물, 및
- 적어도 약 ≥ 50 중량% 내지 약 ≤ 99 중량%, 바람직하게는 약 ≥ 75 중량% 내지 약 ≤ 99 중량%, 더 바람직하게는 약 ≥ 85 중량% 내지 약 ≤ 98 중량%의 화학식 (2), (2a) 또는 (2b)의 화합물을 포함할 수 있고; 바람직하게는 화학식 (2), (2a) 또는 (2b)의 화합물의 중량%는 화학식 (1)의 화합물의 중량%보다 높고; 구성요소의 중량%는 반도체층의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함할 수 있으며, ≥ 1 내지 ≤ 30 몰%의 화학식 (1)의 화합물 및 ≤ 99 내지 ≥ 70 몰%의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물; 대안적으로 ≥ 1 내지 ≤ 10 몰%의 화학식 (1)의 화합물 및 ≤ 99 내지 ≥ 90 몰%의 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전자 유기 장치는 전기발광 장치, 바람직하게는 유기 발광 다이오드이다.
더욱이, 본 발명은 본 발명에 따른 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은 화학식 (1a)의 화합물에 관한 것이며,
상기 화학식 (1a)에서,
M은 금속 이온이며;
n은 M의 원자가이고;
m은 n이며;
B1은 치환된 또는 비치환된 피리딜로부터 선택되고;
B2는 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C19 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로사이클로부터 선택되며;
B1 및 B2 상의 치환기는 D, 할로겐, Cl, F, CN, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로부터 독립적으로 선택되고;
M은 알칼리 토금속, 전이 금속 또는 희토류 금속, 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II), Fe(II), Fe(III), Mg(II), 더 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II) 또는 Fe(II)로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, B2는 치환된 C6-아릴, 1개의 N 원자를 갖는 치환된 헤테로아릴 6-원 고리, 또는 N 또는 S, 바람직하게는 N으로부터 선택되는 1 또는 2개의 헤테로원자를 갖는 5-원 고리의 치환된 헤테로아릴이며, 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알킬, CF3, C2F5, C3F7 또는 C4F9의 군으로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, B2는 테트라 또는 펜타 플루오르화된 C6-아릴 또는 과치환된 C6-아릴로부터 선택되며, 4개의 치환기는 F이고 1개의 치환기는 CF3, C2F5, C3F7 또는 C4F9, 바람직하게는 CF3로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, B2는 과치환된 C6-아릴로부터 선택되며, 4개의 치환기는 F이고 1개의 치환기는 CN이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 N, 또는 N 및 S의 2개의 헤테로 원자를 갖는 5-원 고리의 일치환된 헤테로아릴로부터 선택되며, 치환기는 CN 또는 CF3, 바람직하게는 CF3이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 N, 또는 N 및 S의 2개의 헤테로 원자를 갖는 5-원 고리의 이치환된 헤테로아릴로부터 선택되며, 치환기는 CN 또는 CF3, 바람직하게는 CF3이다.
더욱이, 본 발명은 화학식 (1b)의 화합물에 관한 것이며:
상기 화학식 (1b)에서,
M은 금속 이온이며,
n은 M의 원자가이고,
B1은 치환된 또는 비치환된 3-피리딜로부터 선택되며;
B2는 치환된 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C19 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴로부터 선택되고;
B1 및 B2 상의 치환기는 D, 할로겐, Cl, F, CN, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로부터 독립적으로 선택되며;
n은 1 내지 4의 정수이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 또는 희토류 금속, 바람직하게는 Li(I), Cu(II), Ag(I), Zn(II), Fe(II), Fe(III), Mg(II), 더 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II) 또는 Fe(II)로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, M은 전이 금속으로부터 선택되고, n은 1 또는 2이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 치환된 C6-아릴, 1개의 N 원자를 갖는 치환된 헤테로아릴 6-원 고리, 또는 N 또는 S, 바람직하게는 N으로부터 선택되는 1 또는 2개의 헤테로원자를 갖는 5-원 고리의 치환된 헤테로아릴이며, 나머지 원자는 C이고, 치환기는 CF3 또는 CN이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알킬, CF3, C2F5, C3F7 또는 C4F9의 군으로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, B2는 테트라 또는 펜타 플루오르화된 C6-아릴 또는 과치환된 C6-아릴로부터 선택되며, 4개의 치환기는 F이고 1개의 치환기는 CF3, C2F5, C3F7 또는 C4F9, 바람직하게는 CF3로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, B2는 과치환된 C6-아릴로부터 선택되며, 4개의 치환기는 F이고 1개의 치환기는 CN이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 N, 또는 N 및 S의 2개의 헤테로 원자를 갖는 5-원 고리의 일치환된 헤테로아릴로부터 선택되며, 치환기는 CN 또는 CF3, 바람직하게는 CF3이다.
일 실시형태에 따르면, B2는 N, 또는 N 및 S의 2개의 헤테로 원자를 갖는 5-원 고리의 이치환된 헤테로아릴로부터 선택되며, 치환기는 CN 또는 CF3, 바람직하게는 CF3이다.
화학식 (1)의 화합물 내 음전하는 N(SO2)2 기에 걸쳐 그리고 선택적으로 또한 B1 및/또는 B2 기에 걸쳐 부분적으로 또는 전체적으로 비편재화될 수 있다.
유기 전자 장치의 맥락에서 전술된 바와 같은 화학식 (1)의 임의의 사양은 준용하여 적용된다.
추가의 층
본 발명에 따르면, 픽셀 또는 유기 전기발광 장치는 상기에서 이미 언급된 층 외에도, 추가의 층을 포함할 수 있다. 각각의 층의 예시적인 실시형태는 하기에 기재되어 있다:
기판
기판은 유기 발광 다이오드와 같은 전자 장치의 제조에 보편적으로 사용되는 임의의 기판일 수 있다. 광(light)이 기판을 통해 방출되어야 한다면, 기판은 투명한 또는 반투명한 물질, 예를 들어 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판이어야 한다. 광이 상부 표면을 통해 방출되어야 한다면, 기판은 투명할 뿐만 아니라 반투명한 물질, 예를 들어 유리 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판, 실리콘 기판 또는 디스플레이용 백플레인 둘 다일 수 있다.
애노드 전극
애노드층이라고도 하는 애노드 전극은 상기 애노드 전극을 형성하는 데 사용되는 물질을 증착시키거나 스퍼터링함으로써 형성될 수 있다. 애노드 전극을 형성하는 데 사용되는 물질은 높은 일함수(work-function) 물질이어서, 정공 주입을 용이하게 할 수 있다. 애노드 물질은 또한 낮은 일함수 물질(즉, 알루미늄)로부터 선택될 수 있다. 애노드 전극은 투명한 또는 반사성 전극일 수 있다. 투명한 전도성 옥사이드, 예컨대 인듐 주석 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 주석-디옥사이드(SnO2), 알루미늄 아연 옥사이드(AlZO) 및 아연 옥사이드(ZnO)가 사용되어 애노드 전극을 형성할 수 있다. 애노드 전극은 또한 금속, 전형적으로 은(Ag), 금(Au), 또는 금속 합금을 사용하여 형성될 수 있다.
정공 주입층
정공 주입층(HIL)은 진공 증착, 스핀 코팅, 프린팅, 캐스팅, 슬롯-다이 코팅, 랭뮤어-블로드젯(LB) 증착 등에 의해 애노드 전극 상에 형성될 수 있다. HIL이 진공 증착을 사용하여 형성되는 경우, 증착 조건은 HIL의 형성에 사용되는 화합물, 및 HIL의 요망되는 구조 및 열적 특성에 따라 다양할 수 있다. 그러나, 일반적으로 진공 증착 조건은 100℃ 내지 약 500℃의 온도, 10-8 Torr 내지 10-3 Torr의 압력(1 Torr는 133.322 Pa과 동일함) 및 0.1 내지 10 nm/초(sec)의 증착 속도를 포함할 수 있다.
HIL이 스핀 코팅 또는 프린팅을 사용하여 형성되는 경우, 코팅 조건은 HIL의 형성에 사용되는 화합물, 및 HIL의 요망되는 구조 및 열적 특성에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 코팅 조건은 약 2000 rpm 내지 약 5000 rpm의 코팅 속도, 및 약 80℃ 내지 약 200℃의 열 처리 온도를 포함할 수 있다. 열 처리는 코팅이 수행된 후 용매를 제거한다.
HIL은 이러한 HIL을 형성하는 데 보편적으로 사용되는 임의의 화합물로 형성될 수 있다. HIL을 형성하는 데 사용될 수 있는 화합물의 예는 프탈로시아닌 화합물, 예컨대 구리 프탈로시아닌(CuPc), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노) 트리페닐아민(m-MTDATA), TDATA, 2T-NATA, 폴리아닐린/도데실벤젠설폰산(Pani/DBSA), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/캄포 설폰산(Pani/CSA), 및 폴리아닐린)/폴리(4-스티렌설포네이트(PANI/PSS)을 포함한다.
HIL의 두께는 약 1 nm 내지 약 100 nm, 예를 들어 약 1 nm 내지 약 25 nm 범위일 수 있다. HIL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, HIL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 우수한 정공 주입 특징을 가질 수 있다.
정공 수송층
정공 수송층(HTL)은 진공 증착, 스핀 코팅, 프린팅, 캐스팅, 슬롯-다이 코팅, 랭뮤어-블로드젯(LB) 증착 등에 의해 HIL 상에 형성될 수 있다. HTL이 진공 증착 또는 스핀 코팅에 의해 형성되는 경우, 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성에 사용되는 것과 유사할 수 있다. 그러나, 진공 또는 용액 증착 조건은 HTL을 형성하는 데 사용되는 화합물에 따라 다양할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 유기 전자 장치는 정공 수송층을 추가로 포함하며, 상기 정공 수송층은 반도체층과 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열된다.
일 실시형태에서, 정공 수송층은 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 적어도 하나의 반도체층 및 정공 수송층은 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함하고, 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 양쪽층 모두에서 동일하게 선택된다.
일 실시형태에서, 정공 수송층은 화학식 (2) 또는 (3)의 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 적어도 하나의 반도체층 및 정공 수송층은 화학식 (2), (2a) 또는 (2b)의 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 적어도 하나의 반도체층은 화학식 (1)의 화합물 및 화학식 (2), (2a) 또는 (2b)의 화합물을 포함하며, 정공 수송층은 화학식 (2), (2a) 또는 (2b)의 화합물을 포함하고, 상기 화학식 (2), (2a) 또는 (2b)의 화합물은 동일하게 선택된다.
HTL의 두께는 약 5 nm 내지 약 250 nm, 바람직하게는, 약 10 nm 내지 약 200 nm, 추가로 약 20 nm 내지 약 190 nm, 추가로 약 40 nm 내지 약 180 nm, 추가로 약 60 nm 내지 약 170 nm, 추가로 약 80 nm 내지 약 200 nm, 추가로 약 100 nm 내지 약 180 nm, 추가로 약 120 nm 내지 약 140 nm 범위일 수 있다.
HTL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, HTL은 구동 전압(driving voltage)에서 실질적인 페널티 없이 우수한 정공 수송 특징을 가질 수 있다.
전자 차단층
전자 차단층(EBL)의 기능은 전자가 발광층으로부터 정공 수송층으로 옮겨지는 것을 방지하여 전자를 발광층에 국한시키는 것이다. 이에, 효율, 동작 전압 및/또는 수명이 개선될 수 있다. 전형적으로, 전자 차단층은 트리아릴아민 화합물을 포함한다. 트리아릴아민 화합물은 정공 수송층의 LUMO 수준보다 진공 수준에 더 근접한 LUMO 수준을 가질 수 있다. 전자 차단층은 정공 수송층의 HOMO 수준과 비교하여 진공 수준으로부터 더 멀리 있는 HOMO 수준을 가질 수 있다. 전자 차단층의 두께는 2 내지 20 nm로부터 선택될 수 있다.
전자 차단층이 높은 삼중항 수준을 갖는다면, 이는 또한 삼중항 제어층으로서 기재될 수 있다.
삼중항 제어층의 기능은 인광 녹색 또는 청색 발광층이 사용된다면 삼중항의 켄칭을 감소시키는 것이다. 이에, 인광 발광층으로부터 광 방출의 더 높은 효율이 달성될 수 있다. 삼중항 제어층은 인접 발광층 내 인광 이미터의 삼중항 수준보다 더 높은 삼중항 수준을 갖는 트리아릴아민 화합물로부터 선택된다. 삼중항 제어층, 특히 트리아릴아민 화합물에 적합한 화합물은 EP 2 722 908 A1에 기재되어 있다.
광활성층(PAL)
광활성층은 전류를 광자로 변환시키거나 광자를 전류로 변환시킨다.
PAL은 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, LB 증착 등에 의해 HTL 상에 형성될 수 있다. PAL이 진공 증착 또는 스핀 코팅을 사용하여 형성될 때, 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅 조건은 PAL을 형성하는 데 사용되는 화합물에 따라 다양할 수 있다.
광활성층은 화학식 (1)의 화합물을 포함하지 않는 것이 제공될 수 있다.
광활성층은 발광층 또는 광흡수성 층일 수 있다.
발광층(EML)
EML은 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, LB 증착 등에 의해 HTL 상에 형성될 수 있다. EML이 진공 증착 또는 스핀 코팅을 사용하여 형성되는 경우, 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅 조건은 EML을 형성하는 데 사용되는 화합물에 따라 다양할 수 있다.
발광층은 화학식 (1)의 화합물을 포함하지 않는 것이 제공될 수 있다.
발광층(EML)은 호스트와 이미터 도판트의 조합으로 형성될 수 있다. 호스트의 예는 Alq3, 4,4'-N,N'-디카르바졸-비페닐(CBP), 폴리(n-비닐 카르바졸)(PVK), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN), 4,4',4''-트리스(카르바졸-9-일)-트리페닐아민(TCTA), 1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(TPBI), 3-tert-부틸-9,10-디-2-나프틸안트라센(TBADN), 디스티릴아릴렌(DSA) 및 비스(2-(2-하이드록시페닐)벤조-티아졸레이트)아연(Zn(BTZ)2)이다.
이미터 도판트는 인광 또는 형광 이미터일 수 있다. 인광 이미터 및 열 활성화 지연 형광(TADF: thermally activated delayed fluorescence) 기전을 통해 광을 방출하는 이미터가 이들의 더 높은 효율로 인해 바람직할 수 있다. 이미터는 저분자 또는 중합체일 수 있다.
적색 이미터 도판트의 예는 PtOEP, Ir(piq)3, 및 Btp2lr(acac)이지만 이들로 제한되지 않는다. 이들 화합물은 인광 이미터이지만, 형광 적색 이미터 도판트가 또한 사용될 수 있을 것이다.
인광 녹색 이미터 도판트의 예는 Ir(ppy)3(ppy = 페닐피리딘), Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3이다.
인광 청색 이미터 도판트의 예는 F2Irpic, (F2ppy)2Ir(tmd) 및 Ir(dfppz)3 및 ter-플루오렌이다. 4,4'-비스(4-디페닐 아미오스티릴)비페닐(DPAVBi), 2,5,8,11-테트라-tert-부틸 페릴렌(TBPe)이 형광 청색 이미터 도판트의 예이다.
이미터 도판트의 양은 호스트의 100 중량부를 기준으로 약 0.01 내지 약 50 중량부의 범위일 수 있다. 대안적으로, 발광층은 발광 중합체로 구성될 수 있다. EML은 약 10 nm 내지 약 100 nm, 예를 들어, 약 20 nm 내지 약 60 nm의 두께를 가질 수 있다. EML의 두께가 이 범위 내에 있을 때, EML은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 우수한 발광을 가질 수 있다.
정공 차단층(HBL)
정공 차단층(HBL)은 ETL 내로의 정공의 확산을 방지하기 위해 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, LB 증착 등을 사용하여 EML 상에 형성될 수 있다. EML이 인광 도판트를 포함할 때, HBL은 또한 삼중항 엑시톤 차단 기능을 가질 수 있다.
HBL은 또한 보조 ETL 또는 a-ETL로 명명될 수 있다.
HBL이 진공 증착 또는 스핀 코팅을 사용하여 형성될 때, 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅 조건은 HBL을 형성하는 데 사용되는 화합물에 따라 다양할 수 있다. HBL을 형성하는 데 보편적으로 사용되는 임의의 화합물이 사용될 수 있다. HBL을 형성하기 위한 화합물의 예는 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체 및 트리아진 유도체를 포함한다.
HBL은 약 5 nm 내지 약 100 nm, 예를 들어, 약 10 nm 내지 약 30 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. HBL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, HBL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 우수한 정공 차단 특성을 가질 수 있다.
전자 수송층(ETL)
본 발명에 따른 유기 전자 장치는 전자 수송층(ETL)을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 전자 수송층은 아진 화합물, 바람직하게는 트리아진 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 전자 수송층은 알칼리 유기 착화합물, 바람직하게는 LiQ로부터 선택되는 도판트를 추가로 포함할 수 있다.
ETL의 두께는 약 15 nm 내지 약 50 nm, 예를 들어, 약 20 nm 내지 약 40 nm 범위일 수 있다. EIL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, ETL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 만족할 만한 전자-주입 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 정공 차단층 및 전자 수송층을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 정공 차단층 및 전자 수송층은 아진 화합물을 포함한다. 바람직하게는, 아진 화합물은 트리아진 화합물이다.
전자 주입층(EIL)
캐소드로부터 전자의 주입을 용이하게 할 수 있는 선택적인 EIL은 ETL 상에, 바람직하게는 전자 수송층 상에 직접적으로 형성될 수 있다. EIL을 형성하기 위한 물질의 예는 당업계에 알려진 리튬 8-하이드록시퀴놀리놀레이트(LiQ), LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Ca, Ba, Yb, Mg를 포함한다. EIL을 형성하기 위한 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사하지만, 증착 및 코팅 조건은 EIL을 형성하는 데 사용되는 물질에 따라 다양할 수 있다.
EIL의 두께는 약 0.1 nm 내지 약 10 nm, 예를 들어, 약 0.5 nm 내지 약 9 nm 범위일 수 있다. EIL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, EIL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 만족할 만한 전자-주입 특성을 가질 수 있다.
캐소드 전극
캐소드층이라고도 하는 캐소드 전극은 ETL 또는 선택적인 EIL 상에 형성된다. 캐소드 전극은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있다. 캐소드 전극은 낮은 일함수를 가질 수 있으며, 예를 들어 캐소드 전극은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)-리튬(Li), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 이테르븀(Yb), 마그네슘(Mg)-인듐(In), 마그네슘(Mg)-은(Ag) 등으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 캐소드 전극은 투명한 전도성 옥사이드, 예컨대 ITO 또는 IZO로 형성될 수 있다.
캐소드 전극의 두께는 약 5 nm 내지 약 1000 nm, 예를 들어, 약 10 nm 내지 약 100 nm 범위일 수 있다. 캐소드 전극의 두께가 약 5 nm 내지 약 50 nm 범위에 있을 때, 캐소드 전극은 금속 또는 금속 합금으로 형성되더라도 투명하거나 반투명할 수 있다.
캐소드 전극은 전자 주입층 또는 전자 수송층의 부분이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
유기 발광 다이오드(OLED)
본 발명에 따른 유기 전자 장치는 유기 발광 장치일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드 전극; 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 반도체층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드 전극; 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 반도체층, 정공 수송층, 전자 차단층, 발광층, 정공 차단층, 전자 수송층 및 캐소드 전극을 포함하는 OLED가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드 전극; 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 반도체층, 정공 수송층, 전자 차단층, 발광층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 캐소드 전극을 포함하는 OLED가 제공된다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면, 상기 언급된 층 사이에, 기판 상에 또는 상부 전극 상에 배열된 OLED층이 제공될 수 있다.
일 양태에 따르면, OLED는 애노드 전극에 인접하게 배열된 기판의 층 구조를 포함할 수 있으며, 애노드 전극은 제1 정공 주입층에 인접하게 배열되고, 제1 정공 주입층은 제1 정공 수송층에 인접하게 배열되며, 제1 정공 수송층은 제1 전자 차단층에 인접하게 배열되고, 제1 전자 차단층은 제1 발광층에 인접하게 배열되며, 제1 발광층은 제1 전자 수송층에 인접하게 배열되고, 제1 전자 수송층은 n형 전하 발생층에 인접하게 배열되며, n형 전하 발생층은 정공 발생층에 인접하게 배열되고, 정공 발생층은 제2 정공 수송층에 인접하게 배열되며, 제2 정공 수송층은 제2 전자 차단층에 인접하게 배열되고, 제2 전자 차단층은 제2 발광층에 인접하게 배열되며, 제2 발광층과 캐소드 전극 사이에 선택적인 전자 수송층 및/또는 선택적인 주입층이 배열된다.
본 발명에 따른 반도체층은 제1 정공 주입층 및/또는 p형 전하 발생층일 수 있다.
예를 들어, 도 2에 따른 OLED는 공정에 의해 형성될 수 있으며, 기판(110) 상에, 애노드(120), 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 전자 차단층(145), 발광층(150), 정공 차단층(155), 전자 수송층(160), 전자 주입층(180) 및 캐소드 전극(190)이 후속적으로 해당 순서로 형성된다.
유기 전자 장치
본 발명에 따른 유기 전자 장치는 발광 장치, 또는 광전지(photovoltaic cell), 바람직하게는 발광 장치일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 유기 전자 장치를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
-
적어도 하나의 증착원, 바람직하게는 2개의 증착원, 더 바람직하게는 적어도 3개의 증착원
을 사용한다.
적합할 수 있는 증착 방법은:
-
진공 열 증발을 통한 증착 단계;
-
용액 프로세싱(solution processing)을 통한 증착 단계로서, 바람직하게는 상기 프로세싱은 스핀-코팅, 프린팅, 캐스팅으로부터 선택되는 단계; 및/또는
-
슬롯-다이 코팅 단계
를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면,
-
본 발명에 따른 화학식 (1)의 화합물을 방출시키기 위한 제1 증착원, 및
-
공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 방출시키기 위한 제2 증착원
을 사용하는 방법이 제공되며,
상기 방법은 반도체층을 형성하는 단계를 포함하고; 이에 의해 유기 발광 다이오드(OLED)의 경우:
-
반도체층은 제1 증착원으로부터 본 발명에 따른 화학식 (1)의 화합물 및 제2 증착원으로부터 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 방출시킴으로써 형성된다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면, 방법은 애노드 전극 상에, 정공 수송층을 형성하는 것 또는 정공 차단층을 형성하는 것으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 층, 및 애노드 전극과 제1 전자 수송층 사이에 발광층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면, 방법은 유기 발광 다이오드(OLED)를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서
-
기판 상에 애노드 전극이 형성되고,
-
애노드 전극 상에 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 반도체층이 형성되며,
-
화학식 (I)의 화합물을 포함하는 반도체층 상에 정공 수송층이 형성되고,
-
정공 수송층 상에 발광층이 형성되며,
-
발광층 상에 전자 수송층이 형성되고, 선택적으로 정공 차단층이 발광층 상에 형성되고,
-
마지막으로 캐소드 전극이 형성되며,
-
선택적인 정공 차단층이 제1 애노드 전극과 발광층 사이에 해당 순서로 형성되고,
-
선택적인 전자 주입층이 전자 수송층과 캐소드 전극 사이에 형성된다.
다양한 실시형태에 따르면, OLED는 하기 층 구조를 가질 수 있으며, 상기 층은 하기 순서를 갖는다:
애노드, 본 발명에 따른 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 반도체층, 제1 정공 수송층, 제2 정공 수송층, 발광층, 선택적인 정공 차단층, 전자 수송층, 선택적인 전자 주입층 및 캐소드.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 출원 전반에 걸쳐 기재된 임의의 실시형태에 따른 적어도 하나의 유기 발광 장치를 포함하는 전자 장치가 제공되며, 바람직하게는, 전자 장치는 본 출원 전반에 걸쳐 기재된 하나의 실시형태에서의 유기 발광 다이오드를 포함한다. 더 바람직하게는, 전자 장치는 디스플레이 장치이다.
이하, 실시형태는 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 예시된다. 그러나, 본 개시내용은 하기 실시예에 제한되지 않는다. 이제 예시적인 양태를 상세히 참조할 것이다.
상기 언급된 성분, 뿐만 아니라 청구된 성분 및 기재된 실시형태에서 본 발명에 따라 사용될 성분은, 관련 분야에 알려진 선택 기준이 제한 없이 적용될 수 있도록 이의 크기, 형상, 물질 선택 및 기술적 개념에 관하여 임의의 특별한 예외를 받지 않는다.
본 발명의 목적의 추가 세부사항, 특징 및 이점은, 예시적인 방식에서 본 발명에 따른 바람직한 실시형태를 보여주는 각각의 수치의 하기 설명 및 종속항에 개시되어 있다. 임의의 실시형태는 본 발명의 전체 범위를 필수적으로 나타내지는 않지만, 따라서 본 발명의 범위를 해석하기 위해 청구범위 및 본원을 참조한다. 전술한 설명과 하기 상세한 설명은 둘 다 예시적이고 설명을 위한 것일 뿐이며 청구된 바와 같은 본 발명의 추가 설명을 제공하고자 하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 4
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 전자 장치의 도식적인 단면도이며;
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 도식적인 단면도이고;
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 도식적인 단면도이며;
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 도식적인 단면도이고;
이하, 도 1 내지 4는 실시예를 참조로 하여 더 상세히 예시된다. 그러나, 본 개시내용은 하기 도면으로 제한되지 않는다.
본원에서, 제1 요소가 제2 요소 "상에" 또는 "상으로" 형성 또는 배치되는 것으로 언급될 때, 제1 요소는 제2 요소 상에 직접 배치될 수 있거나, 또는 하나 이상의 다른 요소가 그 사이에 배치될 수 있다. 제1 요소가 제2 요소 "상에 직접적으로" 또는 "상으로 직접적으로" 형성되거나 배치되는 것으로 언급될 때는, 그 사이에는 다른 요소가 배치되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 전자 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 유기 전자 장치(101)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 반도체층(130), 광활성층(PAL)(151) 및 캐소드층(190)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)(100)의 개략적인 단면도이다. OLED(100)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 반도체층(130), 발광층(EML)(150) 및 캐소드층(190)을 포함한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)(100)의 개략적인 단면도이다. OLED(100)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 반도체층(130), 정공 수송층(HTL)(140), 발광층(EML)(150), 전자 수송층(ETL)(160) 및 캐소드층(190)을 포함한다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)(100)의 개략적인 단면도이다. OLED(100)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 반도체층(130), 정공 수송층(HTL)(140), 전자 차단층(EBL)(145), 발광층(EML)(150), 정공 차단층(HBL)(155), 전자 수송층(ETL)(160), 선택적인 전자 주입층(EIL)(180), 및 캐소드층(190)을 포함한다.
상기 설명에서, 본 발명의 유기 전자 장치(100)의 제조 방법은 예를 들어 기판(110)으로 출발하고, 기판(110) 상에 애노드층(120)이 형성되고, 애노드층(120) 상에 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 반도체층(130), 광활성층(151) 및 캐소드 전극(190)이 정확하게 해당 순서로 또는 정확하게 그 반대의 순서로 형성된다.
상기 설명에서, 본 발명의 OLED(100)의 제조 방법은 예를 들어 기판(110)으로 출발하고, 기판(110) 상에 애노드층(120)이 형성되고, 애노드층(120) 상에 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 반도체층(130), 선택적인 정공 수송층(140), 선택적인 전자 차단층(145), 발광층(150), 선택적인 정공 차단층(155), 선택적인 전자 수송층(160), 선택적인 전자 주입층(180), 및 캐소드 전극(190)이 정확하게 해당 순서로 또는 정확하게 그 반대의 순서로 형성된다.
본 발명의 반도체층(130)은 정공 주입층일 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시되어 있지는 않지만, 캡핑층(capping layer) 및/또는 밀봉층이 추가로 캐소드 전극(190) 상에 형성되어, OLED(100)를 밀봉할 수 있다. 이에 더하여, 다양한 다른 변형이 이에 적용될 수 있다.
이하, 실시형태는 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 예시된다. 그러나, 본 개시내용은 하기 실시예에 제한되는 것이 아니다.
본 발명의 목적의 추가 세부사항, 특징 및 이점은, 예시적인 방식에서 본 발명에 따른 바람직한 실시형태를 보여주는 각각의 수치의 하기 설명 및 종속항에 개시되어 있다. 임의의 실시형태는 본 발명의 전체 범위를 필수적으로 나타내지는 않지만, 따라서 본 발명의 범위를 해석하기 위해 청구범위 및 본원을 참조한다. 전술한 설명과 하기 상세한 설명은 둘 다 예시적이고 설명을 위한 것일 뿐이며 청구된 바와 같은 본 발명의 추가 설명을 제공하고자 하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 4
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 전자 장치의 도식적인 단면도이며;
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 도식적인 단면도이고;
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 도식적인 단면도이며;
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 도식적인 단면도이고;
이하, 도 1 내지 4는 실시예를 참조로 하여 더 상세히 예시된다. 그러나, 본 개시내용은 하기 도면으로 제한되지 않는다.
본원에서, 제1 요소가 제2 요소 "상에" 또는 "상으로" 형성 또는 배치되는 것으로 언급될 때, 제1 요소는 제2 요소 상에 직접 배치될 수 있거나, 또는 하나 이상의 다른 요소가 그 사이에 배치될 수 있다. 제1 요소가 제2 요소 "상에 직접적으로" 또는 "상으로 직접적으로" 형성되거나 배치되는 것으로 언급될 때는, 그 사이에는 다른 요소가 배치되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 전자 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 유기 전자 장치(101)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 반도체층(130), 광활성층(PAL)(151) 및 캐소드층(190)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)(100)의 개략적인 단면도이다. OLED(100)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 반도체층(130), 발광층(EML)(150) 및 캐소드층(190)을 포함한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)(100)의 개략적인 단면도이다. OLED(100)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 반도체층(130), 정공 수송층(HTL)(140), 발광층(EML)(150), 전자 수송층(ETL)(160) 및 캐소드층(190)을 포함한다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)(100)의 개략적인 단면도이다. OLED(100)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 반도체층(130), 정공 수송층(HTL)(140), 전자 차단층(EBL)(145), 발광층(EML)(150), 정공 차단층(HBL)(155), 전자 수송층(ETL)(160), 선택적인 전자 주입층(EIL)(180), 및 캐소드층(190)을 포함한다.
상기 설명에서, 본 발명의 유기 전자 장치(100)의 제조 방법은 예를 들어 기판(110)으로 출발하고, 기판(110) 상에 애노드층(120)이 형성되고, 애노드층(120) 상에 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 반도체층(130), 광활성층(151) 및 캐소드 전극(190)이 정확하게 해당 순서로 또는 정확하게 그 반대의 순서로 형성된다.
상기 설명에서, 본 발명의 OLED(100)의 제조 방법은 예를 들어 기판(110)으로 출발하고, 기판(110) 상에 애노드층(120)이 형성되고, 애노드층(120) 상에 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 반도체층(130), 선택적인 정공 수송층(140), 선택적인 전자 차단층(145), 발광층(150), 선택적인 정공 차단층(155), 선택적인 전자 수송층(160), 선택적인 전자 주입층(180), 및 캐소드 전극(190)이 정확하게 해당 순서로 또는 정확하게 그 반대의 순서로 형성된다.
본 발명의 반도체층(130)은 정공 주입층일 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시되어 있지는 않지만, 캡핑층(capping layer) 및/또는 밀봉층이 추가로 캐소드 전극(190) 상에 형성되어, OLED(100)를 밀봉할 수 있다. 이에 더하여, 다양한 다른 변형이 이에 적용될 수 있다.
이하, 실시형태는 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 예시된다. 그러나, 본 개시내용은 하기 실시예에 제한되는 것이 아니다.
더욱이, 본 발명은 단지 예시적이고 결부시키고자 하는 것이 아닌 하기 실시예에 의해 예시된다.
화합물은 문헌에 기재된 바와 같이 제조될 수 있거나 대안적인 화합물은 문헌에 기재된 바와 같이 유사한 화합물에 따라 제조될 수 있다.
M이 Ag(I) 또는 Li(I)인 화학식 (1), (1a) 또는 (1b)의 화합물:
하기 일반적인 방법 A를 사용하는 여러 본 발명의 화합물의 제조가 하기에 제시된다:
설폰아미드 리간드를 문헌에 알려진 방법에 의해 합성하였다.
설폰아미드 리간드를 MeOH(약 5 ml/g)에 용해시키고, 0.55 당량의 M2CO3를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 과량의 실버 카르보네이트를 여과해 내고, 소량의 메탄올로 세척하였다. 액체상을 조합하고, 용매를 감압 하에 제거하였다. 잔여 고체를 높은 진공 하에 건조시켰다. 조 물질을 재결정화 및/또는 침전에 의해 정제하였다.
M이 Cu(II) 또는 Zn(II)인 화학식 (1), (1a) 또는 (1b)의 화합물:
하기 일반적인 방법 B를 사용하는 여러 본 발명의 화합물의 제조가 하기에 제시된다:
설폰아미드 리간드를 문헌에 알려진 방법에 의해 합성하였다.
설폰아미드 리간드를 물(약 10 ml/g)에 용해시키고, 0.5 당량의 Cu(OAc)2를 첨가하였다. 투명한 용액이 수득될 때까지 혼합물을 교반하였다. 용매를 감압 하에 제거하였다. 잔여 아세트산을 톨루엔 첨가 및 감압 하에 용매 제거의 반복에 의해 제거하였다. 조 물질을 재결정화 및/또는 침전에 의해 정제하였다.
M이 Fe(II)인 화학식 (1), (1a) 또는 (1b)의 화합물:
하기 일반적인 방법 C를 사용하는 여러 본 발명의 화합물의 제조가 하기에 제시된다:
설폰아미드 리간드를 문헌에 알려진 방법에 의해 합성하였다.
설폰아미드 리간드를 물(약 10 ml/g)에 용해시키고, 0.5 당량의 Fe 분말을 첨가하였다. 용액이 수득될 때까지 혼합물을 교반하였다. 용매를 감압 하에 제거하였다. 잔여 아세트산을 톨루엔 첨가 및 감압 하에 용매 제거의 반복에 의해 제거하였다. 조 물질을 재결정화 및/또는 침전에 의해 정제하였다.
HOMO 및 LUMO
매트릭스 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 수준은 프로그램 패키지 TURBOMOLE V6.5(TURBOMOLE GmbH, 독일 카를스루에 76135, 리첸하르트스트라쎄 19 소재)로 계산된다. 분자 구조의 최적화된 기하학 및 에너지 수준은, 기체상에서 설정된 6-31G* 베이시스와 함께 하이브리드 함수 B3LYP를 적용함으로써 결정된다. 1개 초과의 회전배열(conformation)이 실행 가능한 경우, 최저 총 에너지를 갖는 회전배열이 선택된다.
금속 착화합물의 경우, 리간드의 LUMO 에너지는 질소 원자에 결합된 양성자로 포화된 전하-중성 리간드에 대해 계산되었다.
레이트 개시 온도
레이트 개시 온도(TRO)는 VTE 소스 내에 100 mg 화합물을 로딩함으로써 결정된다. VTE 소스로서, 유기 재료에 대한 포인트 소스는 Kurt J. Lesker Company (www.lesker.com) 또는 CreaPhys GmbH (http://www.creaphys.com)에서 제공한 대로 사용될 수 있다. VTE 소스는 10-5 mbar 미만의 압력에서, 15K/분의 일정 속도에서 가열되고, 소스 내부 온도는 열전대로 측정된다. 화합물의 증발은 검출기의 석영 결정 상에 화합물의 증착을 검출하는 QCM 검출기로 검출된다. 석영 결정 상의 증착 속도는 초당 옹스트롬으로 측정된다. 레이트 개시 온도를 결정하기 위해, 증착 속도는 VTE 소스 온도에 대해 플롯팅된다. 레이트 개시는 QCM 검출기 상에서 주목할 만한 증착이 일어나는 온도이다. 정확한 결과를 위해, VTE 소스는 3회 가열되고 냉각되며, 단지 제2 및 제3 실행으로부터의 결과만이 레이트 개시 온도를 결정하기 위해 사용된다.
유기 화합물의 증발 속도에 대한 양호한 조절을 달성하기 위해, 레이트 개시 온도는 200℃ 내지 255℃ 범위일 수 있다. 레이트 개시 온도가 200℃ 미만인 경우에, 증발은 너무 빠를 수 있고, 이에 따라, 조절하기 어렵다. 레이트 개시 온도가 255℃ 초과인 경우에, 증발 속도는 너무 낮을 수 있는데, 이는 낮은 택트 시간(tact time)을 초래할 수 있으며, VTE 소스에서 유기 화합물의 분해는 상승된 온도에 대한 긴 노출로 인하여 일어날 수 있다.
레이트 개시 온도는 화합물의 휘발성의 간접적인 척도이다. 레이트 개시 온도가 높을수록, 화합물의 휘발성이 낮아진다.
잉크 제형의 일반적인 제조 방법
잉크 제형을 제조하기 위해, 불활성 분위기 하에 화합물을 바이얼 내로 칭량하였다. 그 후에, 용매를 첨가하였다. 혼합물을 60℃에서 10분 동안 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 벤조니트릴 용액의 분취물을 아니솔 용액에 첨가하여 아니솔 용액 : 벤조니트릴 용액의 비율이 5:1인 용액을 수득하였다. 생성된 용액을 실온에서 적어도 10분 동안 다시 교반하였다. 생성된 잉크 제형은 3 중량%의 고체 함량을 가졌다.
비교예 1에 대한 잉크 제형
비교예 1에 대한 잉크 제형은 하기 조성을 가졌다: 아니솔 : 벤조니트릴 (5:1) 중 0.86 중량% LiTFSI : F3.
잉크를 제조하기 위해, 8 ml 벤조니트릴 중 13 mg LiTFSI 및 4.2 ml 아니솔 중 153 mg F3의 용액을 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. 0.8 ml 벤조니트릴 용액을 아니솔 용액에 첨가하고, 상기 기재된 바와 같이 교반하였다.
실시예 1에 대한 잉크 제형
실시예 1에 대한 잉크 제형은 하기 조성을 가졌다: 아니솔 : 벤조니트릴 (5:1) 중 0.88 중량%_MC-5 : F3.
잉크를 제조하기 위해, 8 ml 벤조니트릴 중 14 mg MC-5 및 4.2 ml 아니솔 중 153 mg F3의 용액을 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. 0.8 ml 벤조니트릴 용액을 아니솔 용액에 첨가하고, 상기 기재된 바와 같이 교반하였다.
실시예 2에 대한 잉크 제형
실시예 2에 대한 잉크 제형은 하기 조성을 가졌다: 아니솔 : 벤조니트릴 (5:1) 중 2.29 중량%_MC-1 : F3.
잉크를 제조하기 위해, 2.4 ml 벤조니트릴 중 11 mg MC-1 및 4.2 ml 아니솔 중 151 mg F3의 용액을 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. 0.8 ml 벤조니트릴 용액을 아니솔 용액에 첨가하고, 상기 기재된 바와 같이 교반하였다.
실시예 3에 대한 잉크 제형
실시예 3에 대한 잉크 제형은 하기 조성을 가졌다: 아니솔 : 벤조니트릴 (5:1) 중 2.26 중량%_MC-2 : F3.
잉크를 제조하기 위해, 2.4 ml 벤조니트릴 중 11 mg MC-2 및 4.2 ml 아니솔 중 151 mg F3의 용액을 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. 0.8 ml 벤조니트릴 용액을 아니솔 용액에 첨가하고, 상기 기재된 바와 같이 교반하였다.
OLED의 일반적인 제작 절차
OLED의 경우, 표 3의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1을 참조하며, 치수가 150 mm x 150 mm x 0.7 mm인 90 nm ITO를 갖는 15 Ω/cm2 유리 기판(Corning Co.으로부터 입수 가능함)을 이소프로필 알코올로 5분 동안 초음파 세척한 다음, 순수한 물로 5분 동안 초음파 세척하고, 승온에서 건조시키고, 뒤이어 98-99% 질소 및 2-1% 산소의 분위기, 7.5 mTorr의 압력 및 100 W에서 35초 내지 40초 동안 플라즈마 처리하여 애노드층을 제조하였다.
애노드층 상에 45 nm의 두께를 갖는 정공 주입층을 형성하기 위해, 기판을 ITO 면이 위로 향하게 스핀-코터 놓고, 진공으로 고정시켰다. 5 ml의 잉크 제형을 필터(PTFE - 0.45 μm)가 있는 주사기로 기판 상에 적용하였다. 스핀-코팅 매개변수는 30초 동안 850 rpm(제로(0)로부터 최대 속도까지 3초 경사-상승(ramp-up))이었다. 생성된 필름을 핫플레이트 상에서 60℃에서 1분 동안 건조시켰다. 다음 단계는 기판을 활성 영역 주변으로 세정하는 것이었다(증발 후 양호한 캡슐화 공정을 보장하기 위해). 핫플레이트 상에서 100℃에서 10분 동안의 부가적인 베이크-아웃(bake-out)을 수행하였다. 비교예 1에서, LiTFSI(CAS 90076-65-6)를 화학식 (1)의 화합물 대신에 사용하였다. 정공 주입층의 조성을 표 3에서 알 수 있다.
그 후에, 기판을 진공 챔버로 옮겼다.
그 후에, 비페닐-4-일(9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-일)-[4-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일) 페닐]-아민을 HIL 상에 진공 증착시켜 89 nm의 두께를 갖는 제1 HTL을 형성하였다.
그 후에, N,N-디([1,1'-비페닐]-4-일)-3'-(9H-카르바졸-9-일)-[1,1'-비페닐]-4-아민(CAS 1464822-27-2)을 HTL 상에 진공 증착시켜, 5 nm의 두께를 갖는 전자 차단층(EBL)을 형성하였다.
그 후에, EML 호스트로서 97 부피%의 H09(Sun Fine Chemicals, Korea) 및 형광 청색 도판트로서 3 부피%의 BD200(Sun Fine Chemicals, Korea)을 EBL 상에 증착시켜, 20 nm 두께를 갖는 제1 청색 방출 발광층(EML)을 형성하였다.
그 후에, 2-(3'-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 발광층 상에 증착시켜, 정공 차단층을 5 nm 두께로 형성하였다.
그 후에, 4'-(4-(4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)나프탈렌-1-일)-[1,1'-비페닐]-4-카르보니트릴 및 LiQ를 50:50 부피% 비로 증착시켜, 31 nm의 두께를 갖는 전자 수송층을 정공 차단층 상에 형성하였다.
그 후에, Yb를 전자 수송층 상에 증착시켜 2 nm의 두께를 갖는 전자 주입층을 형성하였다.
그 후에, Al을 10-7 mbar에서 0.01 내지 1 Å/초의 속도로 증발시켜, 100 nm의 두께를 갖는 캐소드층을 전자 주입층 상에 형성하였다.
장치를 유리 슬라이드로 캡슐화함으로써 OLED 스택(stack)을 주위 조건으로부터 보호하였다. 이렇게 하여, 캐비티가 형성되고, 이는 추가 보호용 게터 물질을 포함하였다.
선행 기술과 비교하여 본 발명의 실시예의 성능을 평가하기 위해, 20℃에서 전류 효율을 측정하였다. 전류-전압 특징을 Keithley 2635 공급원 미터 유닛을 사용하여, 전압을 V로 공급하고 시험 하의 장치를 통해 흐르는 전류 mA를 측정함으로써 결정하였다. 장치에 적용되는 전압은 0 V 내지 10 V 범위에서 0.1 V 단계로 달라졌다. 마찬가지로, 각각의 전압 값에 대해 Instrument Systems CAS-140CT 어레이 분광계(Deutsche Akkreditierungs-stelle(DAkkS)에 의해 교정됨)를 사용하여 휘도를 cd/m2에서 측정함으로써 휘도-전압 특징 및 CIE 좌표를 결정하였다.
EQE를 %로 결정하기 위해, 15 mA/cm2에서 보정된 포토다이오드를 사용하여 장치의 광 출력을 측정하였다.
장치의 수명 LT를 Keithley 2400 공급원미터를 사용하여 주위 조건(20℃) 및 30 mA/cm2에서 측정하고, 시(hour)로 기록하였다. 장치의 밝기를 보정된 광 다이오드를 사용하여 측정하였다. 수명 LT는, 장치의 밝기가 이의 초기 값의 97%까지 감소할 때까지의 시간으로서 정의된다.
시간 U(50h)-(1h)에 걸쳐 전압 안정성을 결정하기 위해, 30 mA/cm2의 전류 밀도를 장치에 가하였다. 동작 전압 U를 1시간 후에 그리고 50시간 후에 측정하였고, 뒤이어 1시간 내지 50시간의 기간 동안 전압 안정성을 계산하였다.
본 발명의 기술적 효과
화학식 (1)의 화합물의 물리적 특성이 표 1에 제시되어 있다.
표 1에서 알 수 있듯이, 화학식 (1)의 화합물은 비교예 1과 비교하여 진공 수준으로부터 더 멀리 떨어진 LUMO를 가졌다. 이론으로 결부시키고자 하는 것은 아니지만, ≤ 2 내지 ≥ 3 eV 범위에서 선택된 리간드의 LUMO 수준은 화학식 (1)의 화합물 및 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함하는 유기 전자 장치, 특히 유기 반도체층의 성능에 유리할 수 있다.
화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물에 대해 계산된 HOMO 수준이 표 2에 제시된다. HOMO 수준을 상기 기재된 바와 같이 계산하였다.
표 2에서 알 수 있듯이, 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 매트릭스 화합물은 유기 전자 장치의 대량 생산에 적합한 HOMO 수준을 갖는다.
본 발명에 따른 유기 전자 장치 및 비교예 1의 성능 데이터는 표 3에 제시된다.
비교예 1에서, 유기 반도체층은 LiFTSI 및 실질적으로 공유 매트릭스 화합물 F2를 포함한다. LiTFSI에는 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴이 없었다. 동작 전압은 4.35 V이고, 외부 양자 효율 EQE는 10.4%이고, 수명은 15시간이고, 시간 경과에 따른 동작 전압 상승은 13.5 V였다.
실시예 1에서, 유기 반도체층은 화학식 (1)의 화합물 MC-5를 포함한다. MC-5는 B1이 3-피리딜이라는 점에서 LiTFSI와 상이하였다. 비교예 1과 비교하여, 동작 전압은 4.01 V로 더 개선되고, EQE는 11.6%로 개선되고, 수명은 18시간으로 개선되고, 전압 안정성은 2.4 V로 개선되었다.
실시예 2에서, 유기 반도체층은 화학식 (1)의 화합물 MC-를 포함한다. MC-1은 금속 양이온 및 B1 기에서 MC-5와 상이하였다. 실시예 1과 비교하여, 수명은 24시간으로 개선되고, 전압 안정성은 1.6 V로 개선되었다.
실시예 3에서, 유기 반도체층은 화학식 (1)의 화합물 MC-를 포함한다. MC-2는 금속 양이온에서 MC-1과 상이하였다. 실시예 2와 비교하여, 동작 전압은 4.00 V로 더 개선되고, 수명은 79시간으로 실질적으로 개선되고, 전압 안정성은 0.2 V로 실질적으로 개선되었다.
낮은 동작 전압은 특히 모바일 장치에서 낮은 전력 소모 및 개선된 배터리 수명에 유리할 수 있다.
장기간 수명 및 시간 경과에 따른 개선된 전압 안정성은 장치의 장기간 안정성에 유리할 수 있다.
요약하자면, 동작 전압, 수명 및/또는 시간 경과에 따른 전압 안정성의 실질적인 개선이 수득되었다.
상술된 실시형태에서 요소와 특질의 특정 조합은 단지 예시적이며; 이들 교시와 참조로서 포함된 특허/출원 및 여기에서의 다른 교시와의 교환 및 치환이 또한 명백하게 고려된다. 당업자가 인식할 바와 같이, 본원에 기재된 것의 변화, 변형 및 다른 실시는 청구된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자에게 발생할 수 있다. 이에, 전술한 설명은 단지 예에 의한 것이고, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 청구범위에서, 단어 "포함하는(comprising)"은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않고, 부정 관사("a" 또는 "an")는 복수형을 배제하지 않는다. 소정의 측정치가 서로 상이한 종속항에서 인용되어 있다는 사실은, 이들 측정치의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내지는 않는다. 본 발명의 범위는 하기 청구범위 및 이의 등가물에 정의된다. 더욱이, 설명 및 청구범위에 사용된 참조 부호는 청구된 바와 같은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
Claims (13)
- 애노드, 캐소드, 적어도 하나의 광활성층 및 적어도 하나의 반도체층을 포함하는 유기 전자 장치로서,
상기 적어도 하나의 반도체층은 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열되고; 적어도 하나의 반도체층은
- 화학식 (1)의 화합물로서,
M은 금속 이온이며;
n은 M의 원자가이고;
m은 n이며;
B1은 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴로부터 선택되고;
B2는 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C19 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로사이클로부터 선택되며;
B1 및 B2 상의 치환기는 D, 할로겐, Cl, F, CN, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로부터 독립적으로 선택되는, 화학식 (1)의 화합물;
및
- 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함하며, 상기 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 계산된 HOMO는 < -4.5 eV 내지 > 6.5 eV 범위인, 유기 전자 장치. - 제1항에 있어서,
B1 및 B2 상의 치환기는 할로겐을 포함하는 군으로부터 독립적으로 선택되며, 상기 할로겐은 바람직하게는 F, 과할로겐화된 C1 내지 C3로부터 선택되고, 과할로겐화된 C1 내지 C3는 바람직하게는 과플루오르화된, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시, 또는 -(O)l-CqH2q-CpHalp2p+1이고, 이때 l = 0 또는 1, 바람직하게는 0이며, q = 1 또는 2, 바람직하게는 1이고, p = 1 내지 3, 바람직하게는 1 또는 2이며, Hal = 할로겐, 바람직하게는 F인, 유기 전자 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
B1은 치환된 또는 비치환된 피리딜 또는 치환된 또는 비치환된 3-피리딜을 포함하는 군으로부터 선택되는, 유기 전자 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
M은 금속 이온으로부터 선택되며, 상응하는 금속은 2.4 미만의 앨런(Allen)에 따른 전기음성도 값을 갖는, 유기 전자 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
M은 알칼리 토금속, 전이 금속 또는 희토류 금속 또는 전이 금속, 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II), Fe(II), Fe(III), Mg(II), 더 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II) 또는 Fe(II)로부터 선택되는, 유기 전자 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
M은 ≥ 22 Da의 원자 질량을 갖는, 유기 전자 장치. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 (1)의 화합물의 음이온은 (A1) 내지 (A71)로부터 선택되는, 유기 전자 장치:
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 (I)의 화합물은 D1 내지 D8 기로부터 선택되는, 유기 전자 장치:
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 반도체층은 유기 반도체층, 바람직하게는 정공 주입층이고, 바람직하게는 적어도 하나의 반도체층은 비방출성(non-emissive)인, 유기 전자 장치. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 반도체층은 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함하며, 바람직하게는 공유 매트릭스 화합물 또는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 적어도 하나의 아릴아민 화합물, 디아릴아민 화합물 또는 트리아릴아민 화합물로부터 선택되는, 유기 전자 장치. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
전자 유기 장치는 전기발광 장치, 바람직하게는 유기 발광 다이오드인, 유기 전자 장치. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치.
- 화학식 (1a) 또는 (1b)를 포함하는 화학식 (1)의 화합물로서,
여기서,
M은 금속 이온이며;
n은 M의 원자가이고;
m은 n이며;
B1은 치환된 또는 비치환된 피리딜로부터 선택되고;
B2는 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C19 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로사이클로부터 선택되며;
B1 및 B2 상의 치환기는 D, 할로겐, Cl, F, CN, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로부터 독립적으로 선택되고;
M은 알칼리 토금속, 전이 금속 또는 희토류 금속, 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II), Fe(II), Fe(III), Mg(II), 더 바람직하게는 Cu(II), Ag(I), Zn(II) 또는 Fe(II)로부터 선택되거나;
여기서,
M은 금속 이온이며;
n은 M의 원자가이고;
m은 n이며;
B1은 치환된 또는 비치환된 3-피리딜로부터 선택되고;
B2는 치환된 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C19 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴로부터 선택되고;
B1 및 B2 상의 치환기는 D, 할로겐, Cl, F, CN, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 부분적으로 또는 과플루오르화된 C1 내지 C8 알콕시로부터 독립적으로 선택되며;
n은 1 내지 4의 정수인, 화학식 (1)의 화합물.
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