WO2018182145A1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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WO2018182145A1
WO2018182145A1 PCT/KR2018/000121 KR2018000121W WO2018182145A1 WO 2018182145 A1 WO2018182145 A1 WO 2018182145A1 KR 2018000121 W KR2018000121 W KR 2018000121W WO 2018182145 A1 WO2018182145 A1 WO 2018182145A1
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light emitting
organic light
independently
emitting device
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PCT/KR2018/000121
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천민승
전상영
장분재
최민우
전현수
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주식회사 엘지화학
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    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using an organic material.
  • the organic light emitting device using the organic light emitting phenomenon has a wide viewing angle, excellent contrast, fast response time, and luminance. Many studies have been conducted because of excellent driving voltage and response speed characteristics.
  • the organic light emitting device generally has a structure including an anode and a cathode and an organic layer between the anode and the cathode.
  • the organic charge is often formed of a multi-layered structure composed of different materials.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Publication No. 10— 2000-0051826
  • the present invention relates to an organic light emitting device having improved driving voltage and efficiency.
  • the present invention provides the following organic light emitting device:
  • the emission layer includes a compound represented by Formula 1, and the electron transport layer comprises a compound represented by Formula 2, an organic light emitting device:
  • Ari and 2 are the same as or different from each other, and are each independently substituted or unsubstituted C 6 -60 aryl,
  • 1 and p are each independently an integer of 0-4.
  • n and 0 are each independently an integer of 0 to 2;
  • Ri to are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted C 6 -60 aryl; Or N, C 2 containing the solution for interrogating one or more atoms that are each independently selected from the group consisting of 0 and S - 60 Heteroaryl; Or together with Ri and R 2 or 3 ⁇ 4 and 3 ⁇ 4 form a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ 60 aromatic ring,
  • Xi to 3 ⁇ 4 are the same as or different from each other, and each independently N, or CH, provided that at least one of 3 ⁇ 4 is N,
  • Ar 4 and Ar 5 are the same as or different from each other, and each independently substituted or unsubstituted C 6 -60 aryl; Or C 2 -60 heteroaryl including one or more hetero atoms each independently selected from the group consisting of N, 0 and S,
  • L is the same as or different from each other, and each independently substituted or unsubstituted C 6 -60 arylene; Or C 2 -60 heteroarylene comprising at least one hetero atom each independently selected from the group consisting of N, 0, S and P,
  • Ar 6 is substituted or unsubstituted C 6 -60 arylene; or C 2 -60 heteroarylene comprising one or more hetero atoms each independently selected from the group consisting of N, 0 and S.
  • the organic light emitting element described above is excellent in driving voltage and efficiency.
  • FIG. 1 shows a substrate 1.
  • Anode (2) An example of an organic light-emitting device composed of a hole transport layer 3, a light emitting insect 4, an electron transport layer 5, and a cathode 6 is shown. ,
  • FIG. 2 is a substrate (1).
  • An example of the organic light emitting element consisting of the hole transport layer 3, the light emitting layer 4, the electron transport insect 5, the electron injection insect 8, and the cathode 6 is shown. [Specific contents to carry out invention]
  • the term "substituted or unsubstituted” is deuterium halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxyl group; Carbonyl group; Ester group imide group; Amino group; Phosphine oxide groups; An alkoxy group; Aryloxy group alkyl thioxy group; Arylthioxy group; Alkyl sulfoxy group; Aryl sulfoxy group; Silyl group; Boron group alkyl groups; Cycloalkyl group; Alkenyl groups; Aryl group; Aralkyl group; Ar alkenyl group; Alkylaryl group; alkylamine group; aralkylamine group; heteroarylamine group; arylamine group; arylphosphine group; Or substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of heterocyclic groups including one or more of N, 0, and S atoms, or ⁇ substitute
  • the substituent to which two or more substituents are linked may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group, or may be decomposed with a substituent to which two phenyl groups are linked.
  • carbon number of a carbonyl group in this specification is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C40. Specifically, it may be a compound having a structure as follows, but is not limited thereto.
  • the oxygen of the ester group ester group is a straight chain having 1 to 25 carbon atoms. Branched or cyclic alkyl groups or having from 6 to 25 carbon atoms It may be substituted with an aryl group. Specifically, it may be a compound of the following structural formula,
  • carbon number of an imide group is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C25. Specifically, it may be a compound having the following structure, but is not limited thereto.
  • the silyl group includes trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, and the like.
  • the boron group is specifically trimethyl boron group, triethyl boron group. t-butyl dimethyl boron group, triphenyl boron group, phenyl boron group and the like, but is not limited thereto.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine,
  • the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. Work .
  • the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms.
  • the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms.
  • the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, ter t-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n_pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, nuclear chamber, n-nuclear chamber, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3.3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n-heptyl, 1-methylnuclear, cyclopentylmethyl, cyclonuxylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylnuclear, 2-
  • the alkenyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, it is preferably 2 to 40. According to an exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 6 carbon atoms. Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl,
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to one embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 6 carbon atoms.
  • the aryl group is not particularly limited, but is preferably 6 to 60 carbon atoms. It may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group.
  • the aryl group has 6 to 30 carbon atoms. According to an exemplary embodiment, the aryl group has 6 to 20 carbon atoms.
  • the aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc. as the monocyclic aryl group, but is not limited thereto.
  • the said polycyclic aryl group is a naphthyl group. Anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group and the like can be, but is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and two substituents may be bonded to each other to form a spiro structure. In the case of the fluorenyl group,
  • the heterocyclic group is a heterocyclic group containing at least one of 0, N, Si, and S as heterologous elements. Although carbon number is not specifically limited, It is preferable that it is C2-C60. Examples of heterocyclic groups are thiophene groups. Furan group, pir group, imidazole group, thiazole group, oxazole group, oxadiazole group.
  • Triazole group pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazine group, acridil group, pyridazine group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazoline group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidy Nyl, pyridopyrazinyl, pyrazino Pyrazinyl group, isoquinoline group, indole group, carbazole group, benzoxazole group, benzoimidazole group, benzothiazole group, benzocarbazole group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, benzofuranyl group, phenanthroline group (phenanthrol ine), isooxazolyl group, thiadiazolyl group, phenothiazinyl group, dibenzofuranyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the aryl group in the aralkyl group, aralkenyl group, alkylaryl group, and arylamine group is the same as the example of the aryl group described above.
  • the aralkyl group, the alkylaryl group, the alkylamine group and the vapor alkyl group are the same as the examples of the alkyl group described above.
  • the heteroaryl of the heteroarylamine may be applied to the description of the aforementioned heterocyclic group.
  • the alkenyl group in the aralkenyl group is the same as the example of the alkenyl group described above.
  • the arylene is a divalent group
  • the description of the aryl group described above may be applied.
  • the heteroarylene is a divalent group
  • the description of the aforementioned heterocyclic group may be applied.
  • the hydrocarbon ring is not a monovalent group, and the description about the aryl group or cycloalkyl group described above may be applied except that two substituents are formed by bonding.
  • the heterocyclic group is not a monovalent group, and the description of the aforementioned heterocyclic group may be applied except that two substituents are formed by bonding.
  • the present invention provides the following organic light emitting device:
  • An organic light emitting device comprising the compound shown.
  • An organic light emitting device according to the present invention By controlling materials included in the light emitting layer and the electron transport insect, the energy level between each layer is controlled to lower the driving voltage, thereby improving efficiency.
  • the formula (2) Like the compound, mainly LIM0 orbital around the linker.
  • the first electrode and the second electrode used in the present invention are electrodes used in an organic light emitting device, for example, the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode, or the first electrode is a cathode, The second electrode is an anode.
  • the anode material a material having a large work function is generally preferred to facilitate hole injection into the organic material layer.
  • the positive electrode material include metals such as barnacle, crumb, copper, zinc, and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (IT0), indium zinc oxide (IZ0); ⁇ : A1 or SN0 2 : Combination of metals and oxides, such as Sb; Conductive polymers such as poly (3 ′ methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PED0T), polypyrrole, and polyaniline, and the like, but are not limited thereto. no. It is preferable that the cathode material is a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, atrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; Multilayer structure materials such as L iF / Al or Li0 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • a hole injection layer may be further included on the anode. remind The hole injection layer is composed of a hole injection material.
  • the hole injection material has the ability to transport holes.
  • the hole injection material has an excellent hole injection effect at the anode, an excellent hole injection effect on the light emitting layer or the light emitting material, and electrons of excitons generated in the light emitting layer.
  • the compound which prevents the movement to an injection layer or an electron injection material, and is excellent in thin film formation ability is preferable. It is preferable that the HOMCKhighest occupied molecular orbital) of the hole injection material is between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic matter pack.
  • the hole injection material include metal porphyr (in), oligothiophene, arylamine-based organic material, nucleonitrile nucleated azatriphenylene-based organic material, quinacridone-based organic material, perylene ( perylene) organic materials, anthraquinone and polyaniline and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited thereto.
  • Hole transport layer includes metal porphyr (in), oligothiophene, arylamine-based organic material, nucleonitrile nucleated azatriphenylene-based organic material, quinacridone-based organic material, perylene ( perylene) organic materials, anthraquinone and
  • the hole transport layer used in the present invention means a layer for receiving holes from the hole injection layer formed on the anode or the anode and transporting holes to the light emitting layer.
  • a material for transporting holes from the anode or the hole injection layer to the hole transporting material the material having high mobility to the hole is suitable. Specific examples include, but are not limited to, an aryl-Aman-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together.
  • the light emitting layer used in the present invention refers to a layer that emits light in the visible region by transporting and combining holes and electrons from the electron transporting layer and the electron transporting layer, respectively.
  • the light emitting layer according to the present invention includes a compound represented by the formula (1) . It acts as a host.
  • a and Ar 2 are the same as or different from each other, and are each independently phenyl, biphenylyl, naphthyl, phenanthrenyl, or tephenylyl.
  • 3 ⁇ 4 to R 4 are the same or different from each other and are each independently carbazolyl substituted with hydrogen or phenyl.
  • the compound represented by Formula 1 is any one selected from the group consisting of:
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be prepared by the same method as in Scheme 1 below.
  • the manufacturing method may be more specific in the production examples to be described later.
  • the reaction is a step of preparing a compound represented by Chemical Formula 1 by coupling a halogen-substituted compound and an aromatic compound substituted with a boronic acid derivative by using a Balancing catalytic reaction.
  • the manufacturing method may be more specific in the production examples to be described later.
  • the emission layer includes a dopant in addition to the compound represented by Chemical Formula 1. Examples of the dopants include aromatic amine derivatives, styrylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, and metal complexes.
  • the aromatic amine derivative is a condensed aromatic ring having a substituted or unsubstituted arylamino group.
  • the derivative include pyrene, anthracene, chrysene and periplanthene having an arylamino group
  • the styrylamine compound is a compound in which at least one arylvinyl group is substituted with a substituted or unsubstituted arylamine.
  • Substituents selected from the group consisting of silyl groups, alkyl groups, cycloalkyl groups and arylamino groups with 1 or 2 or more are substituted or unsubstituted. However, etc.
  • Electron transport layer styrylamine, styryl diamine, styryl triamine, styryl tetraamine, and the like.
  • Metal complexes include, but are not limited to, iridium complexes, platinum complexes, and the like. Electron transport layer
  • the electron transporting layer used in the present invention means a layer which receives electrons from the electron injection layer formed on the cathode or the cathode and transports the electrons to the light emitting layer.
  • the "electron transport layer according to the present invention comprises compounds represented by the above formula (2).
  • Xi to X 3 are N.
  • Ar 4 and Ar 5 are the same as or different from each other, and are each independently phenyl, phenyl substituted with methyl, or naphthyl.
  • L is phenylene.
  • Ar 6 is phenylene, naphthylene, phenanthrenylene, dimethyl pulloenylene, dibenzofuranylene, or dibenzothiophenylene.
  • the compound represented by Formula 2 is any one selected from the group consisting of:
  • Reaction Formula 2 In Reaction Formula 2,) d to 3 ⁇ 4, Ar 4 , Ar 5 , L, and Ar 6 are as defined above, and X is halogen (1, Br, or C1).
  • the reaction is halogen A substituted compound and an aromatic compound substituted by a boronic acid derivative are coupled using a palladium catalysis to prepare a compound represented by Chemical Formula 2.
  • the manufacturing method may be more specific in the production examples to be described later.
  • the organic light emitting device may further include an electron injection layer between the electron transport layer and the cathode.
  • the electron injection layer is a layer for injecting electrons from an electrode, has an ability of transporting electrons, has an electron injection effect from the cathode, has an excellent electron injection effect for the light emitting charge or the light emitting material, hole injection of excitons generated in the light emitting layer
  • the compound which prevents the movement to a layer and is excellent in thin film formation ability is preferable.
  • Specific examples of the material that can be used as the electron injection layer fluorenone, anthraquinodimethane,.
  • Examples of the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8—hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10-hydroxybenzo [h] Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methylone 8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) ( 0—cresolato) gallium, bis (2—methyl-8-quinolinato) (1—naphlato) aluminum, bis (2—methyl-8-quinolinato) (2-naphrato) gallium But.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting element comprising a substrate 1, an anode 2, a hole transport layer 3, a light emitting layer 4, an electron transport layer 5, and a cathode 6.
  • FIG. 2 is a substrate 1.
  • Anode (2) An example of an organic light emitting element consisting of a hole injection layer 7, a hole transport layer 3, a light emitting layer 4, an electron transport layer 5, an electron injection layer 8, and a cathode 6 is shown.
  • the organic light emitting device can be manufactured by sequentially stacking the above-described configuration. At this time, sputtering or electron beam. Using a physical vapor deposition ion (PVD) method such as e-beam evaporat ion, an anode is formed by depositing a metal or conductive metal oxide or alloy thereof on a substrate, and a hole injection layer thereon. After forming an organic material layer including a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport insect, it can be prepared by depositing a material that can be used as a cathode thereon.
  • PVD physical vapor deposition ion
  • an organic light emitting device may be fabricated by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • the light emitting layer may be formed by a solution coating method as well as a vacuum deposition method on a host and a dopant.
  • the solution coating method means spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spraying, coating, and the like, but is not limited thereto.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing an organic material layer and an anode material on a substrate from a cathode material (W0 2003/012890). However, the manufacturing method is not limited thereto.
  • the organic light emitting diode according to the present invention may be a top emission type, a bottom emission type, or a double-sided emission type according to a material used.
  • a top emission type a bottom emission type
  • a double-sided emission type a material used.
  • the compound represented by Formula 1-A (20 g, 69.7 ⁇ ol) and the compound represented by Formula 1-B (27.8 g, 69.7 ⁇ ol) were added to 300 mL of THF, and then stirred with 2M.
  • 150 mL of an aqueous potassium carbonate solution was added, tetrakistriphenyl-phosphinopall (1.6 g, 1.4 mniol) was added thereto, followed by heating and stirring for 6 hours. After the temperature was lowered to room temperature, the reaction was terminated, and a white solid formed in reaction was filtered by removing an aqueous potassium carbonate solution. The filtered solid was recrystallized with THF to give the compound represented by the formula (1-1) (30. 1 g, yield 77%).
  • the compound represented by Chemical Formula 1-E (15 g, 44.5 mmol) and the compound represented by Chemical Formula 1-D (14.3 g, 44.5 mmol) were added to 200 mL of THF, followed by stirring. 100 mL of an aqueous solution was added, tetrakistriphenyl-phosphinopalladium (1.03 g, 0.9 LOL) was added thereto, and the mixture was heated and stirred for 10 hours. After the temperature was lowered to room temperature, the reaction was terminated, and the white solid formed in the reaction was filtered by removing an aqueous potassium carbonate solution. The filtered solid was recrystallized with THF to prepare a compound represented by the formula (1-3) (17.9 g, yield 75%).
  • the compound represented by the above formula 2-C (20 g, 51.5 ⁇ l ol) and the compound represented by the above formula 2-D (9.8 g, 25.8 ⁇ l ol) were added to 200 mL of THF, followed by stirring. 100 niL of potassium carbonate ' aqueous solution was added, and tetrakistriphenyl-phosphinopalladium (1.2 g, 1.0 mniol) was added thereto, followed by heating and stirring for 10 hours. After the temperature was lowered to phase silver, reaction was terminated, and the aqueous solution of potassium carbonate was removed to filter the white solid generated during the reaction. The filtered solid was recrystallized with THF to prepare a compound represented by the above formula 2-3 (17.1 g, 84% yield).
  • a glass substrate coated with a thin film having an indium tin oxide (IT0) thickness of 150 nni was placed in distilled water in which detergent was dissolved and ultrasonically cleaned.
  • IT0 indium tin oxide
  • Fischer Co. product was used as the detergent
  • distilled water filtered secondly as a filter of Millipore Co. product was used as the distilled water.
  • the ultrasonic cleaning was performed twice with distilled water for 10 minutes.
  • Ultrasonic washing with a solvent of isopropyl alcohol, acetone and methanol was carried out, dried and transported to a plasma cleaner.
  • the substrate was cleaned for 5 minutes using an oxygen plasma, and then the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • the following HI-1 compound was thermally vacuum deposited to a thickness of 50 A on the prepared IT0 transparent electrode to form a hole injection layer. Subsequently, the HTL compound was thermally vacuum deposited to a thickness of 200 A to form a hole transport layer. Subsequently, the GD compound (weight ratio of 9: 1) was vacuum-deposited at the same time with the compound of Preparation Example 1-1 and the dopant prepared as a host to form a light emitting insect having a thickness of 400 A. Subsequently, the compound of Preparation Example 2-1 prepared above was vacuum deposited to a thickness of 350 A to form an electron transport layer.
  • LiF was vacuum deposited to a thickness of 10 A to form an electron injection worm
  • aluminum (1000 A) was deposited to form a cathode to manufacture an organic light emitting device.
  • an organic light-emitting device was manufactured in the same manner as described above, except that a light emitting battery and an electron transport layer were used using the material as described in Table 1 below.
  • the driving voltage, efficiency, and color coordinates were measured by applying a current to the organic light emitting device, and the results are shown in Table 1 below.
  • Substrate 2 Anode

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Abstract

본 발명은 구동 전압 및 효율이 개선된 유기발광 소자를 제공한다.

Description

【발명의 명칭】
유기 발광 소자
【기슬분야】
관련'출원 (들)과의 상호 인용
본 출원은 2017년 3월 30일자 한국 특허 출원 제 1으 2017-0040552호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다. 본 발명은 구동 전압 및 효율이 개선된 유기 발광 소자에 관한 것이다.
【배경기술】
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기 에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답 시간을 가지며, 휘도. 구동 전압 및 웅답 속도 특성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다. 유기 발광 소자는 일반적으로 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 유기물 층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물 충은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입충 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 액시톤 (exc i ton)이 형성되며, 이 엑시—톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 상기와 같은 유기 발광 소자에서, 구동 전압 및 효율이 개선된 유기 발광소자의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
【선행기술문헌】
【특허문헌】 (특허문헌 0001) 한국특허 공개번호 제 10— 2000-0051826호
【발명의 내용】
【해결하려는 과제】
본 발명은 구동 전압 및 효율이 개선된 유기 발광 소자에 관한 것이다.
【과제의 해결 수단】
본 발명은 하기의 유기 발광 소자를 제공한다:
제 1 전극;
정공수송층;
발광층;
전자수송층; 및
제 2 전극을 포함하고,
상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 전자수송층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자:
Figure imgf000003_0001
상기 화학식 1에서,
Ari 및 2는 , 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이고,
1 및 p는, 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고.
m 및 0는, 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고.
Ri 내지 는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 N , 0 및 S로 구성되는 군으로부터 각각 독립적으로 선택되는 1개 이상의 해테로 원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이거나; 또는 Ri 및 R2 또는 ¾ 및 ¾와 함께 치환 또는 비치환된 C660 방향족 고리를 형성하고,
Figure imgf000004_0001
상기 화학식 2에서,
Xi 내지 ¾는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각독립적으로 N , 또는 CH이고, 단 내지 ¾ 중 적어도 하나는 N이고,
Ar4 및 Ar5는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 N , 0 및 S로 구성되는 군으로부터 각각 독립적으로 선택되는 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
L은, 서로 동일하거나 상이하고ᅳ 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 N, 0, S 및 P로 구성되는 군으로부터 각각 독립적으로 선택되는 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
Ar6는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 N , 0 및 S로 구성되는 군으로부터 각각 득립적으로 선택되는 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이다.
【발명의 효과】
상술한 유기 발광 소자는, 구동 전압 및 효율이 우수하다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은, 기판 ( 1) . 양극 (2) . 정공수송층 (3) , 발광충 (4) , 전자수송층 (5), 및 음극 (6)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. ,
도 2는, 기판 ( 1) . 양극 (2) , 정공주입층 (7) . 정공수송층 (3), 발광층 (4) , 전자수송충 (5) , 전자주입충 (8), 및 음극 (6)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서 ,
Figure imgf000005_0001
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다. 본 명세서에서 "치환 또는 비치환된 " 이라는 용어는 중수소 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기 이미드기 ; 아미노기 ; 포스핀옥사이드기 ; 알콕시기; 아릴옥시기 알킬티옥시기 ; 아릴티옥시기 ; 알킬술폭시기 ; 아릴술폭시기; 실릴기 ; 붕소기 알킬기; 사이클로알킬기; 알케닐기 ; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기 ; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기 ; 또는 N , 0 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나ᅳ 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기 "는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해식될 수 있다. 본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure imgf000005_0002
본 명세서에 있어서, 에스테르기 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄. 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나,
Figure imgf000006_0001
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure imgf000006_0002
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기. t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소,
요오드가 있다. 본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 . 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, nᅳ프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, ter t-부틸, sec-부틸, 1—메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n_펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 핵실, n-핵실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸 -2-펜틸, 3.3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸핵실, 사이클로펜틸메틸,사이클로핵틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸핵실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1一 디메틸—프로필, 이소핵실, 2-메틸펜틸, 4-메틸핵실, 5-메틸핵실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐,
1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸— 1-부테닐, 1 , 3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐— 1-일, 2_페닐비닐-;[_일, 2 2_디페닐비닐ᅳ—일, 2_페닐 _2
(나프틸 -1-일)비닐 -1-일, 2, 2-비스 (디페닐— 1-일)비닐 -1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다. 본 명세서에 .있어서, 사이클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 3—메틸사이클로펜틸, 2 , 3- 디메틸사이클로펜틸, 사이클로핵실. 3-메틸사이클로핵실, 4- 메틸사이클로핵실, 2 , 3ᅳ디메틸사이클로핵실, 3.4 , 5-트리메틸사이클로핵실, 4-ter t-부틸사이클로핵실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며. 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기. 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 상기 플루오레닐기가 경우,
Figure imgf000008_0001
수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 있어서, 해테로고리기는 이종 원소로 0 , N , Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서 . 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기. 퓨란기, 피를기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기. 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰를린기 (phenanthrol ine) , 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 증 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민 중 헤테로아릴은 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 탄화수소 고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 아릴기 또는 사이클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 발명은 하기의 유기 발광 소자를 제공한다:
제 1 전극; 정공수송층; 발광층; 전자수송층; 및 제 2 전극을 포함하고ᅳ 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 2로. 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자. 본 발명에 따른 유기 발광 소자는. 발광층과 전자수송충에 포함되는 물질을 조절하여 각 층간의 에너지 준위를 조절하여 구동 전압을 낮추어, 효율을 향상시킬 수 있는 특징이 있다. 특히, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물과 같이 링커를 중심으로 주로 LIM0 오비탈이. 존재하는 독립적인 복수의 헤테로 원자를 포함하는 아릴기가 있는 경우에는, 단수의 헤테로 원자를 포함한 아릴기를 가지는 화합물에 비하여 전자를 주는 능력이 좋아져, Bulk 상의 전자 이동도나 전자 밀도를 높여 전체적인 전도도 증가 효과와 함깨 소자의 구동 전압도 낮아진다는 이점이 있다. 이하, 각 구성 별로 본 발명을 상세히 설명한다. · 제 1 전극 및 제 2 전극
본 발명에서 사용되는 제 1 전극 및 제 2 전극은, 유기 발광 소자에서 사용되는 전극으로서, 일례로 상기 제 1 전극은 양극이고 상기 제 2 전극은 음극이거나, 또는 상기 제 1 전극은 음극이고, 상기 제 2 전극은 양극이다. 상기 양극 물질로는 통상 유기물 층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듬, 크름, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물 ( IT0) , 인듐아연 산화물 ( IZ0)과 같은 금속 산화물; ΖηΟ : Α1 또는 SN02 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리 (3ᅳ 메틸티오펜) , 폴리 [3 , 4- (에틸렌 -1 , 2-디옥시)티오펜] (PED0T) , 폴리피를 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 상기 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 아트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; L iF/Al 또는 Li02/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 양극 상에는 정공 주입층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 정공 주입층은 정공 주입 물질로 이루어져 있으며, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMCKhighest occupied molecular orbi tal )가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물 충의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는, 금속 포피린 (porphyr in), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 핵사니트릴핵사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈 (quinacr idone)계열의 유기물, 페릴렌 (perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다. 정공수송층
본 발명에서 사용되는 정공수송층은 양극 또는 양극 상에 형성된 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층을 의미한다 . 정공 수송 물질로 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨즐 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아만 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 둥이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 발광층
본 발명에서 사용되는 발광층은 전공수송충과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 내는 층을 의미한다. 특히, 본 발명에 따른 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다ᅳ 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층의. 호스트 역할을 한다. 바람직하게는, A 및 Ar2는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 페난쓰레닐, 또는 테페닐릴이다. 바람직하게는, ¾ 내지 R4는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 또는 페닐로 치환된 카바졸릴이다. 바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0002
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1과 같은 제조 방법으로 제조할 수 있다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
[반응식 1] Pd Catalyzed
Suzuki coupling
Figure imgf000014_0001
상기 반응식 1에서, A , Ar2 , 1, p , m , o , 및 내지 R4는 앞서 정의한 바와 같으며, X는 할로겐 ( 1, Br , 또는 C1 )이다. 상기 반웅은 할로겐으로 치환된 화합물과 보론산 유도체에 의해 치환된 방향족 화합물을 괄라듬 촉매 반응을 이용하여 커플링하여, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다. 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 외에 도편트를 포함한다. 도편트로는 방향족 아민 유도체, 스트.릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로, 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환. 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한. 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전자수송층
본 발명에서 사용되는 전자 수송층은, 음극 또는 음극 상에 형성된 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층을 의미한다 . 특히, 본 발명에 '따른 전자수송층은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다. 바람직하게는, Xi 내지 X3는 N이다. 바람직하게는, Ar4 및 Ar5는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐, 메틸로 치환된 페닐, 또는 나프틸이다. 바람직하게는, L은 페닐렌이다. 바람직하게는, Ar6는 페닐렌, 나프틸렌, 페난쓰레닐렌, 디메틸풀루오레닐렌, 디벤조퓨라닐렌, 또는 디벤조티오페닐렌이다. 바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다:
Figure imgf000016_0001
ΪΖΐΟΟΟ/8ΐΟΖΗΜ/Χ3<Ι
Figure imgf000017_0001
ΪΖΐΟΟΟ/8ΐΟΖΗΜ/Χ3<Ι
2-21 2-22 2-23
Figure imgf000018_0002
2-24 2-25 2-26 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 반웅식 2와 같은 제조 방법으로 수 있다.
Pd Catalyzed
Suzuki coupling
Figure imgf000018_0003
2
상기 반웅식 2에서, )d 내지 ¾, Ar4, Ar5, L, 및 Ar6는 앞서 정의한 바와 같으며, X는 할로겐 (1, Br, 또는 C1)이다. 상기 반웅은 할로겐으로 치환된 화합물과 보론산 유도체에 의해 치환된 방향족 화합물을 팔라듐 촉매 반응을 이용하여 커플링하여, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다. 전자주입층
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 상기 전자수송층과 음극 사이에 전자주입층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광충 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 상기 전자주입층으로 사용될 수 있는 물질의 구체적인 예로는, 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, . 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 질소 함유 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드톡시퀴놀리나토 리튬, 비스 (8- 하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스 (8—하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스 (8- 하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스 (8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄 , 트리스 (2-메틸 -8—하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스 (8- 하이드록시퀴놀리나토)갈륨 , 비스 ( 10-하이드록시벤조 [h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스 ( 10-하이드록시벤조 [h]퀴놀리나토)아연, 비스 (2-메틸一 8- 퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스 (2-메틸 -8-퀴놀리나토) (0—크레졸라토)갈륨, 비스 (2—메틸 -8-퀴놀리나토) ( 1—나프를라토)알루미늄, 비스 (2—메틸 -8- 퀴놀리나토) (2-나프를라토)갈륨 등이 있으나. 이에 한정되지 않는다. 유기 발광소자 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 구조를 도 1에 예시하였다. 도 1은, 기판 (1), 양극 (2), 정공수송층 (3), 발광층 (4), 전자수송층 (5), 및 음극 (6)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 다른 구조를 도 2에 예시하였다. ^도 2는, 기판 (1). 양극 (2). 정공주입층 (7), 정공수송층 (3), 발광층 (4), 전자수송층 (5), 전자주입층 (8), 및 음극 (6)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 상술한 구성을 순차적으로 적층시켜 제조할 수 있다. 이때, 스퍼터링법 (sputtering)이나 전자빔. 증발법 (e— beam evaporat ion)과 같은 PVD( physical Vapor Deposit ion)방법을 이용하여 , 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송충을 포함하는 유기물 층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시켜 제조할 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다ᅳ 또한, 발광층은 호스트 및 도편트를 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 를 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다 (W0 2003/012890). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. 한편 , 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다 . 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 제조예
Figure imgf000021_0001
질소 분위기에서 상기 화학식 1-A로 표시되는 화합물 (20 g, 69.7 瞧 o l )과 상기 화학식 1-B로 표시되는 화합물 (27.8 g, 69.7 瞧 ol )을 THF 300 mL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 150 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듬 ( 1.6 g , 1.4 mniol )을 넣은 후 6시간 동안 가열 및 교반하였다. 상온으로 온도를 낮춘 후 반응을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반웅 중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 1—1로 표시되는 화합물 (30. 1 g, 수율 77%)을 제조하였다.
MS : [M+H]+ = 561
Figure imgf000021_0002
1-2 질소 분위기에서 상기 화학식 1-C로 표시되는 화합물 (10 g, 30.2 nimol)과 상기 화학식 1-D로 표시되는 화합물 (19.5 g, 60.4 隱 ol)을 THF 200 mL에 투입한 후,. 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (0.7 g, 0.6 mmol)을 넣은 후 7시간 동안 가열 및 교반하였다ᅳ 상온으로 온도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반웅 중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 (14.5 g, 수율 66%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 726
Figure imgf000022_0001
1-3
질소 분위기에서 상기 화학식 1-E로 표시되는 화합물 (15 g, 44.5 mmol)과 상기 화학식 1— D로 표시되는 화합물 (14.3 g, 44.5 mmol)을 THF 200 mL에 투입한 후ᅳ 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (1.03 g, 0.9 ᅵ扇 ol)을 넣은 후 10시간 동안 가열 및 교반하였다. 상온으로 온도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반웅 중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 1-3로 표시되는 화합물 (17.9 g, 수율 75%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 535 제조예 1-4
Figure imgf000023_0001
질소 분위기에서 상기 화학식 1— F로 표시되는 화합물 (15 g, 41.3 mmol)과 상기 화학식 1-G로 표시되는 화합물 (16.4 g, 41.3隱 ol)을 THF 200 mL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듭 (0.95 g, 0.8 隱 ol)을 넣은 후 8시간 동안 가열 및 교반하였다. 상온으로 온도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반웅 중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 1-4로 표시되는 화합물 (17.9 g, 수율 68%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 637 제조예 2
Figure imgf000023_0002
질소 분위기에서 상기 화학식 2-A로 표시되는 화합물 (20 g, 51.5 画 ol)과 상기 화학식 2-B로 표시되는 화합물 (11.1 g, 25.8隱 ol)을 THF 200 mL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고,. 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (1.2 g, 1.0 隱 ol)을 넣은 후 6시간 동안 가열 및 교반하였다. 상은으로 온도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반웅 중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 2-1로 표시되는 화합물 (15.5 g, 수율 76%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 793
Figure imgf000024_0001
질소 분위기에서 상기 화학식 2-C로 표시되는 화합물 (20 g, 51.5 mmol)과 상기 화학식 2-B로 표시되는 화합물 (11.1 g, 25.8 mmol)을 THF 200 mL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (1.2 g, 1.0 隱 ol)을 넣은 후 8시간 동안 가열 및 교반하였다. 상온으로 은도를 낮춘 후 반응을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반응 중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 2-2로 표시되는 화합물 (17.1 g, 수율 84%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 793
Figure imgf000024_0002
질소 분위기에서 상기 화학식 2-C로 표시되는 화합물 (20 g, 51.5 麵 ol)과 상기 화학식 2-D로 표시되는 화합물 (9.8 g, 25.8 隱 ol)을 THF 200 mL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 '수용액 100 niL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (1.2 g, 1.0 mniol)을 넣은 후 10시간 동안 가열 및 교반하였다. 상은으로 온도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반응 중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 2-3으로 표시되는 화합물 (17.1 g, 수율 84%)을 제조하였다.
. MS: [M+H]+ = 743
Figure imgf000025_0001
2-4
질소 분위기에서 상기 화학식 2-A로 표시되는 화합물 (20 g, 51.5 瞧 ol)과 상기 화학식 2-E로 표시되는 화합물 (9.8 g, 25.8 隱 ol)을 THF 200 mL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (1.2 g, 1.0 瞧 ol)을 넣은 후 7시간 동안 가열 및 교반하였다. 상온으로 온도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반응 '중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 2-4로 표시되는 화합물 (13.2 g, 수율 69%)을 제조하였다. MS: [M+H]+ = 743
Figure imgf000026_0001
2-5
질소 분위기에서 상기 화학식 2-C로 표시되는 화합물 (20 g, 51.5 隱 ol)과 상기 화학식 2-F로 표시되는 화합물 (9.8 g. 25.8 隱 ol)을 THF 200 mL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (1.2 g. 1.0 隱 ol)을 넣은 후 9시간 동안 가열 및 교반하였다. 상은으로 온도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반응 중 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 2-5로 표시되는 화합물 (14.7 g, 수율 77D을.제조하였다.
MS: [M+H]+ = 743
Figure imgf000026_0002
2-6 질소 분위기에서 상기 화학식 2-C로 표시되는 화합물 (20 g, 51.5 隱 ol)과 상기 화학식 2-G로 표시되는 화합물 (10.8 g, 25.8 mmol)을 THF 200 niL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (1.2 g, 1.0 mmol)을 넣은 후 12시간 동안 가열 및 교반하였다. 상온으로 은도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반웅 중 생성된 흰색 '고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 2-6으로 표시되는 화합물 (13.3 g, 수율 66%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 783
Figure imgf000027_0001
2-7
질소 분위기에서 삼기 화학식 2-H로 표시되는 화합물 (20 g, 45.8 mmol)과 상기 화학식 2-1로 표시되는 화합물 (7.6 g, 22.9 隱 ol)올 THF 200 mL에 투입한 후, 교반하면서 2M 탄산칼륨 수용액 100 mL를 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듬 (1.2 g, 1.0 mmol)을 넣은 후 8시간 동안 가열 및 교반하였다. 상온으로 온도를 낮춘 후 반웅을 종결하고, 탄산칼륨 수용액을 제거하여 반웅 증 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 고체를 THF로 재결정하여 상기 화학식 2-7로 표시되는 화합물 (13.6 g. 수율 75%)을 제조하였다. MS: [M+H]+ = 793 상기 화합물 외에, 이하 실시예 또는 비교예에서 사용한 화합물은 다음과
Figure imgf000028_0001
실시예 및 비교예
IT0( indium tin oxide)가 150 nni의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사 (Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사 (Millipore Co.) 제품의 필터 (Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. IT0를 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 IT0 투명 전극 위에 하기 HI-1 화합물을 50 A의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 이어서, HTL 화합물을 200 A의 두께로 열 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 호스트로 앞서 제조한 제조예 1-1의 화합물과 도펀트로 GD 화합물 (9:1의 중량비)을 동시에 진공 증착하여 400 A 두께의 발광충을 형성하였다. 이어서, 앞서 제조한 제조예 2-1의 화합물을 350 A의 두께로 진공 증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이어서, LiF를 10 A의 두께로 진공 증착하여 전자주입충을 형성하고, 알루미늄 (1000 A)을 증착하여 음극을 형성하여 유기 발광 소자를 제조하였다. 또한, 하기 표 1에 기재된 바와 같은 물질을 사용하여 발광충과 전자수송층을 사용하는 것을 제외하고는, 상기와 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 상기 제조한 유기 발광 소자에 전류를 인가하여ᅳ 구동 전압, 효율 및 색좌표를 측정하여, 그 결과를 이하 표 1에 나타내었다.
Figure imgf000029_0001
실시예 6 1-2 2-6 3. 1 58.9 0.353 0 .352 실시예 7 1-3 2-7 4.3 56.0 0.330 0.329 실시예 8 1-9 2-1 3.2 57.3 0.333 0.332 실시예 9 1- 1 2-2 3.8 58.4 0.335 0.334 실시예 10 1-2 2-4 3.9 55.0 0.337 0.336 실시예 11 1-3 2-6 4.0 56.4 0.353 0.353 실시예 12 1-9 2-7 3.6 58. 5 0.328 0.327 비교예 1 Host 1 ETL1 6.0 33.6 0.323 0.322 비교예 2 Host 2 ETL2 6.5 43. 7 0.327 0.326 비교예 3 1- 1 ETL1 6.6 44.4 0.329 0.328 비교예 4 1-2 ETL2 6.6 45.5 0.330 0.330 비교예 5 1-3 ETLl 5.8 50.0 0.350 0.349 비 51예 6 Hos t 1 2-1 5.6 47.0 0.324 0.323 비교예 7 Hos t 2 2-2 6. 1 44.6 0.333 0.332 비교예 8 Hos t 1 2-4 5.6 44.6 0.335 0.334 비교예 9 Host 2 2-7 5.8 37.3 0.338 0.337 비교예 10 Hos t 3 ETL3 5.6 40.0 0.329 0.330 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 구동 전압이 비교예 대비 현저히 낮아짐을 확인할 수 있었다.
【부호의 설명】
1: 기판 2: 양극
3 : 4 : 발광충
:그
5: 전자수송층 6: ᅳ
7: 정공주입층 8: 전자주입층

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
제 1 전극;
정공수송충;
발광충;
전자수송충; 및
제 2 전극을 포함하고,
상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 전자수송층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자:
Figure imgf000031_0001
상기 화학식 1에서,
An 및 Ar2는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-60 아월이고,
1 및 p는, 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
m 및 0는, 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고,
Ri 내지 R4는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 ( 60 아릴; 또는 N . 0 및 S로 구성되는 군으로부터 각각 독립적으로 선택되는 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이거나; 또늗 Ri 및 ¾ 또는 R3 및 R4와 함께 치환 또는 비치환된 C6-6o 방향족 고리를 형성하고,
[화학식 2]
Figure imgf000032_0001
상기 화학식 2에서,
Xi 내지 ¾는, 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 N . 또는 CH이고, 단 d 내지 ¾ 중 적어도 하나는 N이고,
Ar4 및 Ar5는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 N , 0 및 S로 구성되는 군으로부터 각각 독립적으로 선택되는 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
L은, 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 N , 0 , S 및 P로 구성되는 군으로부터 각각 독립적으로 선택되는 1개 이상의 해테로 원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
Ar6는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 N , 0 및 S로 구성되는 군으로부터 각각 독립적으로 선택되는 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 C2-6o 해테로아릴렌이다.
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
An 및 Ar2는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 페난쓰레닐, 또는 테페닐릴인,
유기 발광 소자.
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
Ri 내지 R4는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소. 또는 페닐로 치환된 카바졸릴인,
유기 발광 소자.
【청수항 4】
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
Figure imgf000033_0001
【청구항 5】
제 1항에 있어서, 내지 ¾는 N인,
유기 발광 소자.
【청구항 6】
제 1항에 있어서,
Ar4 및 Ar5는, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐, 메틸로 치환된 페닐, 또는 나프틸인,
유기 발광 소자.
【청구항 7】
제 1항에 있어서,
L은 페닐렌인,
유기 발광 소자.
【청구항 8】
제 1항에 있어서,
Ar6는 페닐렌, 나프틸렌, 페난쓰레닐렌, 디메틸플루오레닐렌, 디벤조퓨라닐렌, 또는 디벤조티오페닐렌인,
유기 발광 소자.
【청구항 9】
제 1항에 있어서,
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
유기 발광 소자:
Figure imgf000035_0001
ΪΖΐΟΟΟ/8ΐΟΖΗΜ/Χ3<Ι
Figure imgf000036_0001
ΪΖΐΟΟΟ/8ΐΟΖΗΜ/Χ3<Ι 9£
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ΪΖΐΟΟΟ/8ΐΟΖΗΜ/Χ3<Ι
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