WO2019088516A1 - 공중합체, 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents

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WO2019088516A1
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이연희
김진석
배재순
이재철
유소영
정재학
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a copolymer, a coating composition comprising the copolymer, an organic light emitting device formed using the coating composition, and a method of manufacturing the same.
  • organic light emission phenomenon refers to a phenomenon in which an organic material is used to convert electric energy into light energy.
  • An organic light emitting device using an organic light emitting phenomenon generally has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic material layer may have a multi-layered structure composed of different materials and may include a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • blue luminescence has used fluorescent phenomenon, which is superior in performance and lifetime to phosphorescence to date, and this also applies to SOLUBLE OLED.
  • Reduction in lifetime due to triplet excitation in the blue emission of OLEDs is well known in the art. Therefore, effectively quenching the triplet excited can improve the lifetime of the OLED element.
  • the triplet excited may predominantly be present in the EML layer but may migrate from the HTL interface to the HTL layer so that some of the HTL material can help improve performance and longevity if it can quench the triplet.
  • the present invention provides a copolymer and an organic light emitting device comprising the same.
  • the present invention provides a copolymer comprising a unit represented by the following formula (1) and a unit represented by the following formula (2).
  • Y1 is a direct bond or O
  • R1 is hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
  • Ar 1 to Ar 3 are the same or different from each other and each independently represents a substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • Ar4 and Ar5 are the same or different and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • Ar6 is a direct bond; Or a substituted or unsubstituted arylene group,
  • Ar7 is a direct bond; A substituted or unsubstituted alkylene group; A substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • Ar8 and Ar9 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted amine group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • a is an integer of 0 to 3
  • b is an integer of 0 or 1
  • c is an integer of 1 to 10
  • e is an integer of 1 or 2
  • f is an integer of 1 or 2
  • R1 is the same or different from each other
  • the present disclosure provides a coating composition comprising the copolymer, or a cured product thereof.
  • a first electrode A second electrode facing the first electrode; And
  • At least one of the organic material layers comprises the coating composition or a cured product thereof.
  • the present disclosure provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a substrate; Forming a cathode or an anode on the substrate; Forming at least one organic material layer on the cathode or the anode; And forming an anode or a cathode on the organic material layer, wherein the forming the organic material layer includes forming one or more organic material layers using the coating composition. do.
  • the hole injecting layer / hole transporting layer material using the copolymer of the present invention has high solubility in an organic solvent and is excellent in hole transporting property in a device after film forming. In addition, it is not deformed by an additional solution process after solution coating and heat treatment process, and efficiency and lifetime can be improved.
  • FIG 1 shows an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is LCMS data of monomer 4.
  • One embodiment of the present invention provides a copolymer comprising the unit of the formula (1) and the unit of the formula (2).
  • One embodiment of the present disclosure provides a coating composition comprising the copolymer or a cured product thereof.
  • One embodiment of the present disclosure includes a first electrode; A second electrode facing the first electrode; And one or more organic layers between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic layers includes the coating composition or a cured product thereof.
  • One embodiment of the present disclosure provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a substrate; Forming a cathode or an anode on the substrate; Forming at least one organic material layer on the cathode or the anode; And forming an anode or a cathode on the organic material layer, wherein the forming the organic material layer includes forming one or more organic material layers using the coating composition. do.
  • a member when a member is located on another member, it includes not only the case where the member is in contact with the other member but also the case where another member exists between the two members.
  • &quot means connecting several structures or connecting different types of structures.
  • Quot means a moiety bonded to another substituent, monomer, or binding site.
  • a monomer may mean a repeating unit contained in a polymer.
  • substituted means that the hydrogen atom bonded to the carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the substituted position is not limited as long as the substituent is a substitutable position, , Two or more substituents may be the same as or different from each other.
  • substituted or unsubstituted A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; Carbonyl group; An ester group; A hydroxy group; An alkyl group; A cycloalkyl group; An alkoxy group; An aryloxy group; An alkyloxy group; Arylthioxy group; An alkylsulfoxy group; Arylsulfoxy group; An alkenyl group; Silyl group; Siloxyl group; Boron group; An amine group; Arylphosphine groups; Phosphine oxide groups; An aryl group; And a heterocyclic group, or that at least two of the substituents exemplified in the above exemplified substituents are substituted with a connected substituent, or have no substituent.
  • a substituent to which at least two substituents are connected may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group, and may be interpreted as a substituent in which two phenyl groups are connected.
  • the halogen group may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the carbon number of the carbonyl group is not particularly limited, but is preferably 1 to 30 carbon atoms.
  • the ester group may be substituted with an ester group oxygen in a straight chain, branched chain or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • the alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec- N-pentyl, 3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n-hexyl, Cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethyl Heptyl, 1-ethyl-propyl, 1,1-dimethyl-propyl, isohexyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl and the like
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but is preferably a group having 3 to 30 carbon atoms. Specific examples thereof include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, But are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, isobutyl, sec-butyl, It is not.
  • the amine group is -NH 2 ; An alkylamine group; N-arylalkylamine groups; An arylamine group; An N-arylheteroarylamine group; An N-alkylheteroarylamine group, and a heteroarylamine group, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • amine group examples include methylamine, dimethylamine, ethylamine, diethylamine, phenylamine, naphthylamine, biphenylamine, anthracenylamine, 9-methyl- , A diphenylamine group, an N-phenylnaphthylamine group, a ditolylamine group, an N-phenyltolylamine group, and a triphenylamine group, but are not limited thereto.
  • the N-alkylarylamine group means an amine group in which N of the amine group is substituted with an alkyl group and an aryl group.
  • the N-arylheteroarylamine group means an amine group in which N in the amine group is substituted with an aryl group and a heteroaryl group.
  • the N-alkylheteroarylamine group means an amine group in which N in the amine group is substituted with an alkyl group and a heteroaryl group.
  • the alkyl group in the alkylamine group, the N-arylalkylamine group, the alkylthio group, the alkylsulfoxy group and the N-alkylheteroarylamine group is the same as the alkyl group described above.
  • Specific examples of the alkyloxy group include a methylthio group, an ethylthio group, a tert-butylthio group, a hexylthio group and an octylthio group.
  • Examples of the alkylsulfoxy group include a mesyl group, an ethylsulfoxy group, a propylsulfoxy group, And the like, but the present invention is not limited thereto.
  • the aryl group may be monocyclic or polycyclic.
  • the aryl group is a monocyclic aryl group
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 6 to 30 carbon atoms.
  • Specific examples of the monocyclic aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, and the like, but are not limited thereto.
  • the aryl group is a polycyclic aryl group
  • the number of carbon atoms is not particularly limited. And preferably 10 to 30 carbon atoms.
  • Specific examples of the polycyclic aryl group include naphthyl, anthracenyl, phenanthryl, pyrenyl, perylenyl, klychenyl, fluorenyl, and the like.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • the aryl group in the aryloxy group, the arylthioxy group, the arylsulfoxy group, the N-arylalkylamine group, the N-arylheteroarylamine group and the arylphosphine group is the same as the aforementioned aryl group.
  • aryloxy group examples include a phenoxy group, a p-tolyloxy group, a m-tolyloxy group, a 3,5-dimethyl-phenoxy group, a 2,4,6- trimethylphenoxy group, a p- Naphthyloxy group, 4-methyl-1-naphthyloxy group, 5-methyl-2-naphthyloxy group, 1-anthryloxy group , 2-anthryloxy group, 9-anthryloxy group, 1-phenanthryloxy group, 3-phenanthryloxy group and 9-phenanthryloxy group and the arylthioxy group includes phenylthio group, 2- Methylphenylthio group, 4-tert-butylphenylthio group and the like, and examples of the arylsulfoxy group include a benzene sulfoxide group and a p-toluenesulfoxy group.
  • the present invention is not limited thereto.
  • examples of the arylamine group include a substituted or unsubstituted monoarylamine group, a substituted or unsubstituted diarylamine group, or a substituted or unsubstituted triarylamine group.
  • the aryl group in the arylamine group may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group.
  • the arylamine group having at least two aryl groups may contain a monocyclic aryl group, a polycyclic aryl group, or a monocyclic aryl group and a polycyclic aryl group at the same time.
  • the aryl group in the arylamine group may be selected from the examples of the aryl group described above.
  • the heterocyclic group includes at least one non-carbon atom or hetero atom, and specifically, the hetero atom may include at least one atom selected from the group consisting of O, N, Se and S, and the like.
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 30 carbon atoms, and the heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic.
  • heterocyclic group examples include a thiophene group, a furanyl group, a pyrrolyl group, an imidazolyl group, a thiazolyl group, an oxazolyl group, an oxadiazolyl group, a pyridyl group, a bipyridyl group, a pyrimidyl group, A substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic
  • examples of the heteroarylamine group include a substituted or unsubstituted monoheteroarylamine group, a substituted or unsubstituted diheteroarylamine group, or a substituted or unsubstituted triheteroarylamine group.
  • the heteroarylamine group having two or more heteroaryl groups may include a monocyclic heteroaryl group, a polycyclic heteroaryl group, or a monocyclic heteroaryl group and a polycyclic heteroaryl group at the same time.
  • the heteroaryl group in the heteroarylamine group can be selected from the examples of the above-mentioned heterocyclic group.
  • heteroaryl group in the N-arylheteroarylamine group and the N-alkylheteroarylamine group are the same as the examples of the above-mentioned heterocyclic group.
  • the copolymer further includes a unit represented by the following formula (3).
  • R2 and R3 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
  • R4 is hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; Or a substituted or unsubstituted alkyl group,
  • d is from 0 to 6
  • R4 is the same or different from each other.
  • Y1 is a direct bond or O.
  • R1 and R4 are hydrogen.
  • R 2 and R 3 are the same or different and each independently hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.
  • R 2 and R 3 are the same or different and each independently hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.
  • R 2 and R 3 are the same or different and each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 2 and R 3 are the same or different and each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 2 and R 3 are the same or different and each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Ar1 to Ar3 are the same or different and each independently represents a substituted or unsubstituted monocyclic arylene group; A substituted or unsubstituted polycyclic arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • Ar 1 to Ar 3 are the same or different and each independently represents a substituted or unsubstituted monocyclic arylene group having 6 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted arylene group having 10 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 3 to 20 carbon atoms.
  • Ar1 to Ar3 are the same or different and each independently represents a substituted or unsubstituted phenylene group; A substituted or unsubstituted biphenylene group; A substituted or unsubstituted naphthalene group; A substituted or unsubstituted terphenylene group; A substituted or unsubstituted anthracenylene group; A substituted or unsubstituted phenanthrenylene group; A substituted or unsubstituted fluorenylene group; Or a substituted or unsubstituted pyrenylene group.
  • Ar1 to Ar3 are phenylene groups.
  • Ar4 and Ar5 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • Ar4 and Ar5 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted monocyclic aryl group; A substituted or unsubstituted polycyclic aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • Ar4 and Ar5 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted monocyclic aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 10 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 20 carbon atoms.
  • Ar4 and Ar5 are the same or different and each independently represents an arylamine group substituted or unsubstituted with an alkyl group, or a phenyl group substituted or unsubstituted with a heteroarylamine group.
  • Ar4 and Ar5 are the same or different and are each independently a phenyl group substituted or unsubstituted with an alkyl group; Or a phenyl group substituted or unsubstituted with an arylamine group substituted or unsubstituted with an alkyl group.
  • Ar4 and Ar5 are the same or different and each independently a phenyl group substituted or unsubstituted with an alkyl group.
  • Ar6 is a direct bond; Or a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic arylene group.
  • Ar6 is a direct bond; Or a substituted or unsubstituted monocyclic arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • Ar6 is a direct bond; Or a substituted or unsubstituted polycyclic arylene group having 10 to 20 carbon atoms.
  • Ar6 is a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; A substituted or unsubstituted biphenylene group; A substituted or unsubstituted naphthalene group; A substituted or unsubstituted terphenylene group; A substituted or unsubstituted anthracenylene group; A substituted or unsubstituted phenanthrenylene group; A substituted or unsubstituted fluorenylene group; Or a substituted or unsubstituted pyrenylene group.
  • Ar6 is a direct bond; A phenylene group; Or a fluorenylene group.
  • Ar7 is a direct bond; A substituted or unsubstituted monocyclic arylene group; A substituted or unsubstituted polycyclic arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • Ar7 is a direct bond; A substituted or unsubstituted monocyclic arylene group having 6 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted arylene group having 10 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • Ar7 is a substituted or unsubstituted monocyclic arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted arylene group having 10 to 20 carbon atoms.
  • Ar7 is a substituted or unsubstituted phenylene group; Or a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • Ar7 is a phenylene group substituted or unsubstituted with an alkyl group or a halogen group; Or a fluorenylene group substituted or unsubstituted with an alkyl group or an aryl group.
  • Ar7 is a phenylene group substituted or unsubstituted with an alkyl group or a halogen group of 1 to 10 carbon atoms; Or a fluorenylene group substituted or unsubstituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • Ar7 is a group selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, A decylene group, a phenylene group substituted or unsubstituted with F, Cl, Br, or I; Or a fluorenylene group substituted or unsubstituted with a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthalene group, an anthracene group or a phenanthrene group.
  • Ar7 is a methylene group or a phenylene group substituted or unsubstituted with F; Or a fluorenylene group substituted or unsubstituted with a methyl group or a phenyl group.
  • Ar7 is a substituted or unsubstituted N, O, or S-containing heteroarylene group.
  • Ar7 is a substituted or unsubstituted monocyclic N, O, or S-containing heteroarylene group.
  • Ar7 is a substituted or unsubstituted, polycyclic N, O, or S-containing heteroarylene group.
  • Ar7 is a substituted or unsubstituted C2-C30 monocyclic or polycyclic N, O, or S-containing heteroarylene group.
  • Ar7 is a substituted or unsubstituted pyrrole group, a substituted or unsubstituted pyridine group, a substituted or unsubstituted pyrimidine group, a substituted or unsubstituted triazine group, a substituted or unsubstituted A furan group, a substituted or unsubstituted thiophene group, a substituted or unsubstituted carbazole group, a substituted or unsubstituted dibenzofurane group, or a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group.
  • Ar7 is a pyrrole group substituted or unsubstituted with an aryl group, a furan group substituted or unsubstituted with an aryl group, or a thiophen group substituted or unsubstituted with an aryl group.
  • Ar7 is a pyrrolyl group, a furane group, or a thiophene group substituted or unsubstituted with a monocyclic aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • Ar7 is a pyrrolyl group, a furane group, or a thiophene group substituted or unsubstituted with a phenyl group.
  • Ar8 and Ar9 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted amine group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • Ar8 and Ar9 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • Ar8 and Ar9 are hydrogen.
  • the formula (1) may be any one of the following formulas.
  • the copolymer includes one or two or more units represented by the following general formulas (1-1) or (1-2).
  • R1 to R4, Ar1 to Ar9, Y1, and a to f are as defined in the above formulas (1) to (3).
  • the copolymer comprises a structure represented by the following general formula (1-3).
  • R1 to R4, Ar1 to Ar9, Y1, and a to f are as defined in formulas (1) to (3).
  • o is a molar ratio of from 0.05 to 0.95
  • p is a molar ratio of 0.05 to 0.95.
  • the copolymer includes a structure represented by the following structural formula.
  • o is a molar ratio of from 0.05 to 0.95 and p is a molar ratio of from 0.05 to 0.95.
  • o is a molar ratio of 0.1 to 0.5 and p is a molar ratio of 0.5 to 0.9.
  • o is a molar ratio of 0.1 to 0.4 and p is a molar ratio of 0.6 to 0.9.
  • the copolymer has a number average molecular weight of 100 g / mol to 10,000,000 g / mol.
  • the copolymer has a number average molecular weight of from 1,000 g / mol to 1,000,000 g / mol.
  • the end of the copolymer may be hydrogen or an alkyl group.
  • the coating composition comprises the copolymer.
  • the coating composition comprises the copolymer in an amount ranging from 1 to 10% by weight.
  • the organic light emitting device of the present invention can be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer is formed using the coating composition comprising the copolymer.
  • the structure of the organic light emitting device of the present invention may have a structure as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 1 illustrates a structure of an organic light emitting device in which a first electrode 2, an organic material layer 3, a light emitting layer 4 and a second electrode 5 are sequentially stacked on a substrate 1.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic layer between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic layers includes the coating composition or a cured product thereof.
  • the organic material layer includes a hole transport layer, a hole injection layer, or a layer that simultaneously transports holes and holes, and the hole transport layer, the hole injection layer, The coating composition or a cured product thereof.
  • the above-mentioned coating composition and its cured product may be contained in the electron injecting layer, the electron transporting layer, or the layer simultaneously injecting and transporting electrons.
  • the cathode material a material having a large work function is preferably used so that hole injection can be smoothly conducted into the organic material layer.
  • the cathode material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methyl compounds), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) compounds] (PEDT), polypyrrole and polyaniline.
  • the negative electrode material is preferably a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • Specific examples of the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; Layer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, but are not limited thereto.
  • the hole injecting material it is preferable that the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injecting material is between the work function of the anode material and the HOMO of the surrounding organic layer.
  • the hole injecting material include metal porphyrine, oligothiophene, arylamine-based organic materials, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic materials, quinacridone-based organic materials, perylene , An anthraquinone, and a conductive polymer of polyaniline and a poly-compound, but the present invention is not limited thereto.
  • the hole transporting material a material capable of transporting holes from the anode or the hole injecting layer to the light emitting layer and having high mobility to holes is suitable.
  • Specific examples include arylamine-based organic materials, conductive polymers, and block copolymers having a conjugated portion and a non-conjugated portion together, but are not limited thereto.
  • the light emitting material is preferably a material capable of emitting light in the visible light region by transporting and receiving holes and electrons from the hole transporting layer and the electron transporting layer, respectively, and having good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence.
  • Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole-based compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compounds; Compounds of the benzoxazole, benzothiazole and benzimidazole series; Polymers of poly (p-phenylenevinylene) (PPV) series; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene, and the like, but are not limited thereto.
  • the light emitting layer may include a host material and a dopant material.
  • the host material is a condensed aromatic ring derivative or a heterocyclic compound.
  • Specific examples of the condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds.
  • Examples of the heterocycle-containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, Furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • the organic layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device of the present invention can be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer is formed using the coating composition comprising the copolymer.
  • the organic light emitting device of the present specification can be manufactured by sequentially laminating an anode, an organic layer, and a cathode on a substrate.
  • a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof is deposited on the substrate by a PVD (physical vapor deposition) method such as sputtering or e-beam evaporation to form an anode
  • PVD physical vapor deposition
  • an organic material layer including a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer and an electron transporting layer thereon, and then depositing a material usable as a cathode thereon.
  • an organic light emitting device can be formed by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • the present disclosure also provides a method of manufacturing an organic light emitting device formed using the coating composition.
  • a method comprising: preparing a substrate; Forming a cathode or an anode on the substrate; Forming at least one organic material layer on the cathode or the anode; And forming an anode or a cathode on the organic material layer, wherein at least one of the organic material layers is formed using the coating composition or a cured product thereof.
  • the step of forming at least one layer of the organic material layer using the coating composition may include a coating step followed by a drying step. If necessary, the drying step may include a curing step.
  • the organic layer formed using the coating composition is formed using a solution process.
  • the organic layer formed using the coating composition is formed by a printing method.
  • the printing method includes, but is not limited to, ink jet printing, nozzle printing, offset printing, transfer printing, or screen printing.
  • the coating composition according to one embodiment of the present invention has a structural characteristic and is suitable for a solution process
  • the coating composition can be formed by a printing method, so that there is an economical effect in time and cost in manufacturing a device.
  • the step of forming the organic layer formed using the coating composition includes heat treatment or vacuum drying.
  • the residual solvent is removed through the heat treatment or the vacuum drying step.
  • the step of heat-treating or vacuum-drying may comprise a curing step.
  • the polymer binder is preferably one that does not extremely inhibit charge transport, and that does not strongly absorb visible light.
  • the polymeric binder include poly (N-vinylcarbazole), polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, poly (p-phenylenevinylene) and derivatives thereof, poly (2,5-thienylenevinylene) A derivative thereof, a polycarbonate, a polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyvinyl chloride, polysiloxane and the like.
  • Examples of the dopant material include aromatic amine derivatives, styrylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, and metal complexes.
  • Specific examples of the aromatic amine derivatives include condensed aromatic ring derivatives having substituted or unsubstituted arylamino groups, and examples thereof include pyrene, anthracene, chrysene, and peripherrhene having an arylamino group.
  • styrylamine compound examples include substituted or unsubstituted Wherein at least one aryl vinyl group is substituted with at least one aryl vinyl group, and at least one substituent selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamino group is substituted or unsubstituted. Specific examples thereof include, but are not limited to, styrylamine, styryldiamine, styryltriamine, styryltetraamine, and the like.
  • the metal complex examples include iridium complex, platinum complex, and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transporting material is a layer that transports electrons from the electron injecting layer to the electron transporting layer and transports electrons from the electron injecting layer to the light emitting layer.
  • the electron transporting material is a material capable of transferring electrons from the cathode to the light emitting layer. Is suitable. Specific examples include an Al complex of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes, and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transporting layer can be used with any desired cathode material as used according to the prior art.
  • an example of a suitable cathode material is a conventional material having a low work function followed by an aluminum layer or a silver layer. Specifically cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, in each case followed by an aluminum layer or a silver layer.
  • the electron injection layer is a layer for injecting electrons from an electrode and has an ability to transport electrons and has an electron injection effect from the cathode, an excellent electron injection effect on the light emitting layer or the light emitting material, A compound which prevents migration to a layer and is excellent in a thin film forming ability is preferable.
  • Specific examples thereof include fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, A complex compound and a nitrogen-containing five-membered ring derivative, but are not limited thereto.
  • Examples of the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8- Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8- hydroxyquinolinato) gallium, bis (10- Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8- quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtholato) gallium, and the like, But is not limited thereto.
  • the hole blocking layer is a layer which prevents the cathode from reaching the hole, and can be generally formed under the same conditions as the hole injecting layer. Specific examples thereof include, but are not limited to, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, BCP, aluminum complexes and the like.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be of a top emission type, a back emission type, or a both-side emission type, depending on the material used.
  • Methyltriphenylphosphonium bromide (22.5 g, 63 mmol) was added to a round bottom flask and dissolved in tetrahydrofuran (THF) to reduce the temperature to 0 ° C.
  • Potassium tert-butoxide (7.07 g, 63 mmol) was added in one portion, cooled at 0 ° C, and stirred for 30 minutes.
  • Intermediate 3-1 (10 g, 21 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran [anhydrous THF] and then gradually added to the mixture using a dropping funnel. Water was added to terminate the reaction, and the organic layer was extracted with EA [Ethyl acetate]. The organic layer was dried with magnesium sulfate (MgSO 4) , and the solvent was removed, followed by column chromatography [Flash chromatography] to obtain monomer 3.
  • the 1 H NMR data of monomer 3 is as follows.
  • Benzyltriethylammonium chloride (879 mg, 3.86 mmol) was degassed by adding 10 g (38.6 mmol) of 2- (bromomethyl) -9H-fluorene And dissolved in tetrahydrofuran [THF], followed by the dropwise addition of NaOH (50 wt%, 3.86 mL) and stirring for 1 hour.
  • 4-chloromethyl styrene (10.9 mL, 77.2 mmol) was added thereto, followed by stirring overnight at room temperature. Water was added to terminate the reaction, and the organic layer was extracted with EA [Ethyl acetate]. The organic layer was dried with magnesium sulfate [MgSO 4 ], the solvent was removed, and the product was subjected to column chromatography [Flash chromatography] to obtain intermediate 4-1.
  • Figure 3 is LCMS data of monomer 4.
  • Monomer 6 [2,2 '- (9,9- dioctyl-9 H -fluorene-2,7-diyl) bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g , 1.56 mmol), monomer 7 4-bromo- N - (4-bromophenyl) -N -phenylaniline (439.4 mg, 1.09 mmol) and monomer 1 (260.3 mg, 0.47 mmol) were precisely weighed and degassed in toluene [toluene] Melted.
  • the weight average molecular weight of the copolymer 1 was 91 kg / mol Respectively.
  • Monomer 6 [2,2 '- (9,9- dioctyl-9 H -fluorene-2,7-diyl) bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g , 1.56 mmol), monomer 7 4-bromo- N- (4-bromophenyl) -N -phenylaniline (439.4 mg, 1.09 mmol) and monomer 3 (245.7 mg, 0.47 mmol) were precisely weighed and degassed in toluene [toluene] Melted.
  • Monomer 6 [2,2 '- (9,9- dioctyl-9 H -fluorene-2,7-diyl) bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g , 1.56 mmol), monomer 9 N 1, N 4 -bis ( 4-bromophenyl) - N 1, N 4 -diphenylbenzene-1,4-diamine (621.66 mg, 1.09 mmol) and monomer 1 (260.3 mg 0.47 mmol). was precisely weighed and dissolved in degassed toluene.
  • Monomer 6 [2,2 '- (9,9- dioctyl-9 H -fluorene-2,7-diyl) bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g , 1.56 mmol), monomer 9 N 1, N 4 -bis ( 4-bromophenyl) - N 1, N 4 -diphenylbenzene-1,4-diamine (621.66 mg, 1.09 mmol) and the monomer 2 (261.5 mg 0.47 mmol). was precisely weighed and dissolved in degassed toluene.
  • Monomer 6 [2,2 '- (9,9- dioctyl-9 H -fluorene-2,7-diyl) bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g , 1.56 mmol), monomer 7 4-bromo- N - (4-bromophenyl) -N -phenylaniline (439.4 mg, 1.09 mmol) and monomer 5 (216.5 mg, 0.47 mmol) were precisely weighed and degassed in toluene [toluene] Melted.
  • Monomer 6 [2,2 '- (9,9- dioctyl-9 H -fluorene-2,7-diyl) bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g , 1.56 mmol), monomer 9 N 1, N 4 -bis ( 4-bromophenyl) - N 1, N 4 -diphenylbenzene-1,4-diamine (621.66 mg, 1.09 mmol) and the monomer 5 (216.5 mg 0.47 mmol). was precisely weighed and dissolved in degassed toluene.
  • the glass substrate on which ITO (indium tin oxide) was deposited to a thickness of 1500 ⁇ was immersed in distilled water containing detergent and washed with ultrasonic waves. After the ITO was washed for 30 minutes, ultrasonic washing was repeated 10 times with distilled water twice. After the distilled water was washed, ultrasonic washing was performed with a solvent of isopropyl alcohol and acetone for 30 minutes each, and the substrate was transported to a glove box.
  • ITO indium tin oxide
  • PEDOT: PSS was spin-coated on the prepared ITO transparent electrode to form a hole injection layer having a thickness of 300 ⁇ , and the coating composition was cured on a hot plate in air for 1 hour.
  • copolymer 1 was dissolved in a toluene solution (2 wt%) on the hole injection layer to form a hole transport layer at 200 ANGSTROM. This was cured on a hot plate for 30 minutes.
  • Alq3 was vacuum deposited on the hole transport layer at 50 nm to form a light emitting layer.
  • Aluminum was deposited on the electron transport layer to a thickness of 0.5 nm and LiF to a thickness of 100 nm to form a cathode.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 to 0.7 A / sec, the cathode LiF was maintained at 0.3 A / sec, and the deposition rate of aluminum was maintained at 2 A / sec. In the deposition, the vacuum was maintained at 2 x 10 & -5 torr.
  • An organic light emitting device was prepared in the same manner as in Example 1 except that Copolymer 2 was used instead of Copolymer 1 in Example 1.
  • An organic light emitting device was prepared in the same manner as in Example 1 except that Copolymer 3 was used instead of Copolymer 1 in Example 1.
  • An organic light emitting device was prepared in the same manner as in Example 1, except that Copolymer 4 was used instead of Copolymer 1 in Example 1.
  • An organic light emitting device was prepared in the same manner as in Example 1, except that Copolymer 5 was used instead of Copolymer 1 in Example 1.
  • An organic light emitting device was prepared in the same manner as in Example 1 except that Copolymer 6 was used instead of Copolymer 1 in Example 1.
  • Comparative Examples 1 and 2 do not include the structure corresponding to Formula 1 of the present invention.
  • Examples 1 to 4 in which the organic light emitting device was manufactured using the copolymer of the present invention, had lower driving voltage, better current efficiency and quantum efficiency than the organic light emitting device prepared in Comparative Examples 1 and 2, It can be confirmed from the results of Table 1 above.

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Abstract

본 명세서는 화학식 1의 단위, 및 화학식 2의 단위를 포함하는 공중합체; 및 이를 포함하는 유기발광소자를 제공한다.

Description

공중합체, 및 이를 포함하는 유기발광소자
본 발명은 2017년 10월 30일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2017-0142808호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 공중합체, 상기 공중합체를 포함하는 코팅 조성물, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기발광소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기발광소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
OLED 에서 청색 발광은 현재까지 성능과 수명이 상대적으로 인광보다 우수한 형광현상을 이용하고 있고, 이러한 점은 솔루블 OLED도 마찬가지다. OLED의 청색 발광에서 삼중항의 여기에 의한 수명의 감소 현상은 당업계에 잘 알려진 바이다. 따라서 여기된 삼중항을 효과적으로 퀀칭시키면 OLED 소자의 수명을 향상시킬 수 있다. 여기된 삼중항은 EML층에 주로 존재하겠지만 HTL의 계면 내지 HTL층으로 이동해 올 수 있으므로 HTL 물질 중 일부가 삼중항을 퀀칭 시킬 수 있다면 성능 및 수명 향상에 도움이 될 수 있다.
상기와 같은 유기발광소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서는 공중합체 및 이를 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
본 명세서는 하기 화학식 1의 단위, 및 하기 화학식 2의 단위를 포함하는 공중합체를 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2018012242-appb-I000001
[화학식 2]
Figure PCTKR2018012242-appb-I000002
상기 화학식 1 및 2에 있어서,
Y1은 직접결합 또는 O이고,
R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar4 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Ar6은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
Ar7은 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
a는 0 내지 3의 정수이고,
b는 0 또는 1의 정수이고,
c는 1 내지 10의 정수이고,
e는 1 또는 2의 정수이고,
f는 1 또는 2의 정수이고,
a가 복수일 때, R1은 서로 같거나 상이하고,
e가 2일 때, 괄호 안은 서로 같거나 상이하며,
f가 2일 때, 괄호 안은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서는 상기 공중합체를 포함하는 코팅 조성물, 또는 이의 경화물을 제공한다.
또한, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 것인 유기발광소자를 제공한다.
본 명세서는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 캐소드 또는 애노드를 형성하는 단계; 상기 캐소드 또는 애노드 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 애노드 또는 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 공중합체를 이용한 정공주입층/정공수송층 재료는 유기 용매에 대한 용해성이 높고, 성막 후 소자 내에서 정공 전달 특성이 우수하다. 또한, 용액 코팅 및 열처리 공정 후 추가 용액 공정에 의해 변형 되지 않으며, 효율과 수명이 개선할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기발광소자를 도시한 것이다.
도 2는 중간체 4-1의 LCMS data이다.
도 3는 단량체 4의 LCMS data이다.
도 4은 단량체 5의 LCMS data이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 제1 전극
3: 유기물층
4: 발광층
5: 제2 전극
이하 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1의 단위, 및 상기 화학식 2의 단위를 포함하는 공중합체를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 공중합체를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물 층 중 1층 이상은 상기 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 캐소드 또는 애노드를 형성하는 단계; 상기 캐소드 또는 애노드 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 애노드 또는 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서 “조합”은 하나의 구조를 여러 개 연결하거나, 상이한 종류의 구조를 연결하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure PCTKR2018012242-appb-I000003
는 다른 치환기, 단량체 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 단량체는 고분자 내에 포함되는 반복단위를 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 카르보닐기; 에스테르기; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 알케닐기; 실릴기; 실록산기; 붕소기; 아민기; 아릴포스핀기; 포스핀옥사이드기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에서 카르보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; N-아릴알킬아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, N-알킬아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기, N-아릴알킬아민기, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, N-알킬헤테로아릴아민기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert-부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메실, 에틸술폭시기, 프로필술폭시기, 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2018012242-appb-I000004
,
Figure PCTKR2018012242-appb-I000005
,
Figure PCTKR2018012242-appb-I000006
Figure PCTKR2018012242-appb-I000007
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기, N-아릴알킬아민기, N-아릴헤테로아릴아민기 및 아릴포스핀기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시기, p-토릴옥시기, m-토릴옥시기, 3,5-디메틸-페녹시기, 2,4,6-트리메틸페녹시기, p-tert-부틸페녹시기, 3-바이페닐옥시기, 4-바이페닐옥시기, 1-나프틸옥시기, 2-나프틸옥시기, 4-메틸-1-나프틸옥시기, 5-메틸-2-나프틸옥시기, 1-안트릴옥시기, 2-안트릴옥시기, 9-안트릴옥시기, 1-페난트릴옥시기, 3-페난트릴옥시기, 9-페난트릴옥시기 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2-메틸페닐티옥시기, 4-tert-부틸페닐티옥시기 등이 있으며, 아릴술폭시기로는 벤젠술폭시기, p-톨루엔술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리헤테로아릴아민기가 있다. 상기 헤테로아릴기가 2 이상을 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테로아릴기, 다환식 헤테로아릴기, 또는 단환식 헤테로아릴기와 다환식 헤테로아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 전술한 헤테로고리기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기 및 N-알킬헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기의 예시는 전술한 헤테로고리기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 상기 공중합체는 하기 화학식 3의 단위를 더 포함한다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2018012242-appb-I000008
상기 화학식 3에서,
R2 및 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
R4는 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이며,
d는 0 내지 6이고,
d가 복수일 때, R4는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1은 직접결합 또는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R4은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 및 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 및 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 및 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 및 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 및 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴렌기; 치환 또는 비치환된 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환의 아릴렌기; 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 20의 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐레닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐레닐렌기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 20의 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 또는 헤테로아릴아민기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴아민기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar6은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar6은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 단환의 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar6은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 탄소수 10 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar6은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐레닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐레닐렌기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar6은 직접결합; 페닐렌기; 또는 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 직접결합; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴렌기; 치환 또는 비치환된 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환의 아릴렌기; 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 20의 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 20의 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 알킬기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 탄소수 1 내지 10알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 터부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틴기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, F, Cl, Br, 또는 I로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈렌기, 안트라센기, 또는 페난트렌기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 메틸기 또는 F로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 치환 또는 비치환된 N, O, 또는 S 함유 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 치환 또는 비치환된 단환의N, O, 또는 S 함유 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 치환 또는 비치환된 다환의N, O, 또는 S 함유 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의N, O, 또는 S 함유 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 치환 또는 비치환된 피롤기, 치환 또는 비치환된 피리딘기, 치환 또는 비치환된 피리미딘기, 치환 또는 비치환된 트리아진기, 치환 또는 비치환된 퓨란기, 치환 또는 비치환된 티오펜기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 아릴기로 치환 또는 비치환된 피롤기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 퓨란기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 탄소수 6 내지 20의 단환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 피롤기, 퓨란기, 또는 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar7은 페닐기로 치환 또는 비치환된 피롤기, 퓨란기, 또는 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar8 및 Ar9는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조식 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2018012242-appb-I000009
Figure PCTKR2018012242-appb-I000010
Figure PCTKR2018012242-appb-I000011
Figure PCTKR2018012242-appb-I000012
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체는 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 단위를 하나 또는 둘 이상 포함한다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2018012242-appb-I000013
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2018012242-appb-I000014
상기 화학식 1-1 및 1-2 에서,
R1 내지 R4, Ar1 내지 Ar9, Y1, 및 a 내지 f는 상기 화학식 1 내지 3에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체는 하기 화학식 1-3으로 표시되는 구조를 포함한다.
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2018012242-appb-I000015
상기 화학식 1-3 에서,
R1 내지 R4, Ar1 내지 Ar9, Y1, 및 a 내지 f는 화학식 1 내지 3에서 정의한 바와 같다.
상기 o 및 p는 각 표시 단위의 몰 비율로서, o+p=1을 기준으로 할 때,
o는 0.05 내지 0.95의 몰 비이고,
p는 0.05 내지 0.95의 몰 비이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체는 하기의 구조식으로 표시되는 구조를 포함한다.
Figure PCTKR2018012242-appb-I000016
Figure PCTKR2018012242-appb-I000017
상기 구조식에서,
o 및 p는 각 표시 단위의 몰 비율로서, o+p=1을 기준으로 할 때,
o는 0.05 내지 0.95의 몰 비이고, p는 0.05 내지 0.95의 몰비이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, o는 0.1 내지 0.5의 몰 비이고, p는 0.5 내지 0.9의 몰비이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, o는 0.1 내지 0.4의 몰 비이고, p는 0.6 내지 0.9의 몰비이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체는 100 g/mol 내지 10,000,000 g/mol 의 수평균 분자량을 갖는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체는 1,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol 의 수평균 분자량을 갖는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체의 말단은 수소 또는 알킬기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 코팅 조성물은 상기 공중합체를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 코팅 조성물은 상기 공중합체를 1 내지 10중량%의 범위로 포함한다.
본 명세서의 유기발광소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 공중합체를 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 유기물층(3), 발광층(4) 및 제2 전극(5)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공수송층, 정공주입층 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층은 상기 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 전자 주입층, 전자 수송층, 또는 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층에 상기 코팅 조성물 및 이의 경화물이 포함될 수 있다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸화합물의), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)화합물의](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리화합물의 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 유기발광소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기발광소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 공중합체를 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기발광소자는 기판 상에 애노드, 유기물층 및 캐소드를 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 애노드를 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 캐소드로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 캐소드 물질부터 유기물층, 애노드 물질을 차례로 증착시켜 유기발광소자를 만들 수 있다.
본 명세서는 또한, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기발광소자의 제조 방법을 제공한다.
구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 캐소드 또는 애노드를 형성하는 단계; 상기 캐소드 또는 애노드 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 애노드 또는 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 이용하여 형성된다.
상기 코팅 조성물을 이용하여 유기물층 중 1층 이상을 형성하는 단계는 코팅 조성물을 도포 후 건조단계를 포함할 수 있다. 필요에 따라, 상기 건조단계는 경화단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층은 용액 공정을 이용하여 형성된다.
또 다른 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층은 인쇄법에 의하여 형성된다.
본 명세서의 상태에 있어서, 상기 인쇄법은 예컨대, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 오프셋 프린팅, 전사 프린팅 또는 스크린 프린팅 등이 있으나, 이를 한정하지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물은 구조적인 특성으로 용액공정이 적합하여 인쇄법에 의하여 형성될 수 있으므로 소자의 제조 시에 시간 및 비용적으로 경제적인 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층을 형성하는 단계는 열처리 또는 진공 건조하는 단계를 포함한다. 상기 열처리 또는 진공 건조하는 단계를 통해 잔류 용매가 제거된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리 또는 진공 건조하는 단계는 경화단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 고분자 결합제로서는, 전하 수송을 극도로 저해하지 않는 것이 바람직하고, 또한 가시광에 대한 흡수가 강하지 않은 것이 바람직하게 이용된다. 고분자 결합제로서는, 폴리(N-비닐카르바졸), 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 및 그의 유도체, 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 및 그의 유도체, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리실록산 등이 예시된다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 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 2이상 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.
상기 전자 수송 물질로는 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 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-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공저지층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기발광소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
상기 공중합체의 제조방법 및 이들을 이용한 유기발광소자의 제조는 이하의 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1. 단량체 1의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000018
2,5-다이브로모하이드로퀴논 [2,5-Dibromohydroquinone] (10 g, 37 mmol)과 4-바이닐벤질 클로라이드 [4-vinylbenzyl chloride] (13 mL, 93 mmol)을 acetone에 녹인 후 포타슘 카보네이트 [K2CO3, Potassium carbonate] (21 g, 149 mmol)을 넣고 reflux overnight 하였다. 반응 종료 후 물로 씻어 K2CO3를 제거한 후 TEA[tetraethylamine]를 소량 첨가한 Silica에 필터하였다. 에틸 아세테이트[EA]로 재결정하여 단량체 1을 얻었다. 단량체 1의 NMR data는 다음과 같다.
1H NMR (500 MHz) : δ = 7.45 - 7.40 (m, 8H), 7.17 (s, 2H), 6.76-6.70 (m, 2H), 5.77 (d, 2H), 5.26 (d, 2H), 5.07 (s, 4H)
제조예 2. 단량체 2의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000019
2,5-다이브로모하이드로퀴논 [2,5-Dibromohydroquinone] (10 g, 37 mmol)과 1-(3-클로로프로필)-4-바이닐벤젠 [1-(3-chloropropyl)-4-vinylbenzene] (15 mL, 110 mmol)을 acetone에 녹인 후 포타슘 카보네이트[K2CO3, Potassium carbonate] (21 g, 149 mmol)를 넣고 reflux overnight 하였다. 반응 종료 후 물로 씻어 K2CO3를 제거한 후 TEA[tetraethylamine]를 소량 첨가한 Silica에 필터하였다. 에틸 아세테이트[EA]로 재결정하여 단량체 2를 얻었다. 단량체 2의 NMR data는 다음과 같다.
1H NMR (500 MHz) : δ = 7.45 - 7.40 (m, 8H), 7.17 (s, 2H), 6.76-6.70 (m, 2H), 5.77 (d, 2H), 5.26 (d, 2H), 4.27 (t, 4H), 2.90 (t, 4H), 2.19-2.15 (m, 4H)
제조예 3. 단량체 3의 제조
1) 중간체 3-1의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000020
2,5-다이브로모하이드로퀴논 [2,5-Dibromohydroquinone] (28.5 g, 106.5 mmol), 4-브로모벤즈알데하이드[4-bromobenzaldehyde] (23.6g, 127.8 mmol), 포타슘 카보네이트[K2CO3, Potassium carbonate] (44.2g, 319.50 mmol)을 넣고 드라이 피리딘[dry pyridine] 200ml (0.5 M)에 녹였다. 이후 산화 구리(II) [Copper (II) oxide] (17.0g, 213.0 mmol)를 천천히 첨가하고 120℃로 승온하여 환류[reflux] 하여 반응을 진행시켰다. 반응이 끝나면 포화 NaHCO3 수용액으로 반응을 종료시키고 에틸 아세테이트[EA]로 유기층을 추출하였다. 황산마그네슘[Magnessium sulfate]으로 유기층을 건조시킨 뒤 용매를 제거하여 얻은 crude를 디클로로메탄[dichloromethane]에 녹여 에탄올[Ethanol]에 침전을 잡음으로써 고체인 중간체 3-1을 얻었다. 중간체 3-1의 1H NMR data는 다음과 같다.
1H NMR (500 MHz) : δ = 10.25 (s, 2H), 7.92 (d, 4H), 7.46 (d, 4H), 7.17 (s, 2H)
2) 단량체 3의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000021
메틸 트리페닐포스포늄 브로마이드 [Methyltriphenylphosphonium bromide] (22.5 g, 63 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라하이드로퓨란 [anhydrous THF]에 녹여 0℃로 온도를 낮추었다. 포타슘-t-부톡사이드 [Potassium tert-butoxide] (7.07 g, 63 mmol)을 한번에 넣고 0℃에서 냉각하여 30분간 교반시켰다. 중간체 3-1 (10 g, 21 mmol)를 테트라하이드로 퓨란 [anhydrous THF]에 녹인 후 적하 깔때기[dropping funnel]를 이용하여 점차적으로 혼합물[mixture]에 첨가하였다. 물을 넣어 반응을 종료시키고, EA[Ethyl acetate]로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘[MgSO4, magnesium sulfate]로 유기층을 건조시킨 뒤, 용매를 제거하여 컬럼 [Flash chromatography] 진행하여 단량체 3을 얻어내었다. 단량체 3의 1H NMR data는 다음과 같다.
1H NMR (500 MHz) : δ = 7.62 (d, 4H), 7.20 (s, 2H) 7.16 (d, 4H), 6.73 (m, 2H), 5.76 (d, 2H), 5.24 (d, 2H).
제조예 4. 단량체 4의 제조
1) 중간체 4-1의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000022
2-(브로모메틸)-9H-플루오렌 [2-(bromomethyl)-9H-fluorene] (10 g, 38.6 mmol)과 벤질트리에틸 암모늄 클로라이드 [benzyltriethyl ammonium chloride] (879 mg, 3.86 mmol)을 degassing한 테트라하이드로 퓨란[THF]에 넣고 용해시킨 후 NaOH(50wt%, 3.86 mL)를 투하해 1시간 더 교반하였다. 4-chloromethyl styrene(10.9 mL, 77.2 mmol)을 넣어준 뒤 실온에서 밤새 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종료시키고, EA[Ethyl acetate]로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘[MgSO4, magnesium sulfate]로 유기층을 건조시킨 뒤, 용매를 제거하여 컬럼 [Flash chromatography] 진행하여 중간체 4-1을 얻어내었다.
도 2는 중간체 4-1의 LCMS data이다.
2) 단량체 4의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000023
2,5-다이브로모하이드로퀴논 [2,5-Dibromohydroquinone] (1 g, 3.7 mmol)과 2-(브로모메틸)-9,9-비스(4-바이닐벤질)-9H-플루오렌 [2-(bromomethyl)-9,9-bis(4-vinylbenzyl)-9H-fluorene] (5.4 g, 11 mmol)을 N,N'-다이메틸포름알데하이드 [DMF, N,N'-dimethylformaldehyde]에 녹인 후 포타슘 카보네이트[K2CO3, Potassium carbonate] (2.1 g, 15 mmol)를 넣고 reflux overnight 하였다. 반응 종료 후 물로 씻어 K2CO3를 제거한 후 EA[Ethyl acetate]로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘[MgSO4, magnesium sulfate]로 유기층을 건조시킨 뒤, 용매를 제거하여 컬럼 [Flash chromatography] 진행하여 단량체 4를 얻었다.
도 3는 단량체 4의 LCMS data이다.
제조예 5. 단량체 5의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000024
2-(브로모)-9H-플루오렌 [2-(bromo)-9H-fluorene] (10 g, 30.9 mmol)과 벤질트리에틸 암모늄 클로라이드 [benzyltriethyl ammonium chloride] (879 mg, 3.1 mmol)을 degassing한 테트라하이드로 퓨란[THF]에 넣고 용해시킨 후 NaOH(50wt%, 3.1 mL)를 투하해 1시간 더 교반하였다. 4-chloromethyl styrene(10.9 mL, 77.2 mmol)을 넣어준 뒤 실온에서 밤새 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종료시키고, EA[Ethyl acetate]로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘[MgSO4, magnesium sulfate]로 유기층을 건조시킨 뒤, 용매를 제거하여 컬럼 [Flash chromatography] 진행하여 단량체 5을 얻어내었다.
도 4는 단량체 5의 LCMS data이다.
제조예 6. 공중합체 1의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000025
단량체 6 [2,2'-(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g, 1.56 mmol), 단량체 7 4-bromo-N-(4-bromophenyl)-N-phenylaniline (439.4 mg, 1.09 mmol) 그리고 단량체 1 (260.3 mg. 0.47 mmol)을 정확하게 weighing하여 degassing한 톨루엔[toluene]에 녹였다. 온도를 90℃로 승온하여, degassing한 테트라에틸암모늄 하이드록사이드 [Et4NOH, tetraethylammonium hydroxide] (20wt% aqueous, 5 mL)를 넣고 30분간 교반 시켰다. 이후 톨루엔[toluene]에 녹인 Pd(PPh3)4 (90.1 mg, 0.078 mmol)을 넣어 스즈키 반응을 진행하였다. endcapping하여 반응을 종료시킨 후 메탄올[Methanol]에 침전하여 생성된 고체를 여과하여 공중합체 1을 얻어내었다.
공중합체 1의 무게 평균 분자량은 91 kg / mol로 측정되었다.
제조예 7. 공중합체 2의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000026
단량체 6 [2,2'-(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g, 1.56 mmol), 단량체 7 4-bromo-N-(4-bromophenyl)-N-phenylaniline (439.4 mg, 1.09 mmol) 그리고 단량체 3 (245.7 mg. 0.47 mmol)을 정확하게 weighing하여 degassing한 톨루엔[toluene]에 녹였다. 온도를 90℃로 승온하여, degassing한 테트라에틸암모늄 하이드록사이드 [Et4NOH, tetraethylammonium hydroxide] (20wt% aqueous, 5 mL)를 넣고 30분간 교반 시켰다. 이후 톨루엔[toluene]에 녹인 Pd(PPh3)4 (90.1 mg, 0.078 mmol)을 넣어 스즈키 반응을 진행하였다. endcapping하여 반응을 종료시킨 후 메탄올[Methanol]에 침전하여 생성된 고체를 여과하여 공중합체 2을 얻어내었다. 공중합체 2의 무게 평균 분자량은 45 kg/mol로 측정되었다.
제조예 8. 공중합체 3 의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000027
단량체 6 [2,2'-(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g, 1.56 mmol), 단량체 9 N 1,N 4-bis(4-bromophenyl)-N 1,N 4-diphenylbenzene-1,4-diamine (621.66 mg, 1.09 mmol) 그리고 단량체 1 (260.3 mg. 0.47 mmol)을 정확하게 weighing하여 degassing한 톨루엔[toluene]에 녹였다. 온도를 90℃로 승온하여, degassing한 테트라에틸암모늄 하이드록사이드 [Et4NOH, tetraethylammonium hydroxide] (20wt% aqueous, 5 mL)를 넣고 30분간 교반 시켰다. 이후 톨루엔[toluene]에 녹인 Pd(PPh3)4 (90.1 mg, 0.078 mmol)을 넣어 스즈키 반응을 진행하였다. endcapping하여 반응을 종료시킨 후 메탄올[Methanol]에 침전하여 생성된 고체를 여과하여 공중합체 3을 얻어내었다. 공중합체 3의 무게 평균 분자량은 58 kg/mol로 측정되었다.
제조예 9. 공중합체 4의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000028
단량체 6 [2,2'-(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g, 1.56 mmol), 단량체 9 N 1,N 4-bis(4-bromophenyl)-N 1,N 4-diphenylbenzene-1,4-diamine (621.66 mg, 1.09 mmol) 그리고 단량체 2 (261.5 mg. 0.47 mmol)을 정확하게 weighing하여 degassing한 톨루엔[toluene]에 녹였다. 온도를 90℃로 승온하여, degassing한 테트라에틸암모늄 하이드록사이드 [Et4NOH, tetraethylammonium hydroxide] (20wt% aqueous, 5 mL)를 넣고 30분간 교반 시켰다. 이후 톨루엔[toluene]에 녹인 Pd(PPh3)4 (90.1 mg, 0.078 mmol)을 넣어 스즈키 반응을 진행하였다. endcapping하여 반응을 종료시킨 후 메탄올[Methanol]에 침전하여 생성된 고체를 여과하여 공중합체 4을 얻어내었다. 공중합체 4의 무게 평균 분자량은 88 kg/mol로 측정되었다.
제조예 10. 공중합체 5의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000029
단량체 6 [2,2'-(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g, 1.56 mmol), 단량체 7 4-bromo-N-(4-bromophenyl)-N-phenylaniline (439.4 mg, 1.09 mmol) 그리고 단량체 5 (216.5 mg. 0.47 mmol)을 정확하게 weighing하여 degassing한 톨루엔[toluene]에 녹였다. 온도를 90℃로 승온하여, degassing한 테트라에틸암모늄 하이드록사이드 [Et4NOH, tetraethylammonium hydroxide] (20wt% aqueous, 5 mL)를 넣고 30분간 교반 시켰다. 이후 톨루엔[toluene]에 녹인 Pd(PPh3)4 (90.1 mg, 0.078 mmol)을 넣어 스즈키 반응을 진행하였다. endcapping하여 반응을 종료시킨 후 메탄올[Methanol]에 침전하여 생성된 고체를 여과하여 공중합체 5을 얻어내었다. 공중합체 5의 무게 평균 분자량은 31 kg/mol로 측정되었다.
제조예 11. 공중합체 6의 제조
Figure PCTKR2018012242-appb-I000030
단량체 6 [2,2'-(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)] (1 g, 1.56 mmol), 단량체 9 N 1,N 4-bis(4-bromophenyl)-N 1,N 4-diphenylbenzene-1,4-diamine (621.66 mg, 1.09 mmol) 그리고 단량체 5 (216.5 mg. 0.47 mmol)을 정확하게 weighing하여 degassing한 톨루엔[toluene]에 녹였다. 온도를 90℃로 승온하여, degassing한 테트라에틸암모늄 하이드록사이드 [Et4NOH, tetraethylammonium hydroxide] (20wt% aqueous, 5 mL)를 넣고 30분간 교반 시켰다. 이후 톨루엔[toluene]에 녹인 Pd(PPh3)4 (90.1 mg, 0.078 mmol)을 넣어 스즈키 반응을 진행하였다. endcapping하여 반응을 종료시킨 후 메탄올[Methanol]에 침전하여 생성된 고체를 여과하여 공중합체 6을 얻어내었다. 공중합체 5의 무게 평균 분자량은 30 kg/mol로 측정되었다.
실시예 1.
ITO (indium tin oxide)가 1500Å의 두께로 박막 증착된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 아이소프로필알콜, 아세톤의 용제로 초음파 세척을 각각 30분씩 하고 건조시킨 후, 상기 기판을 글러브박스로 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 PEDOT:PSS를 스핀 코팅하여 300Å 두께의 정공 주입층을 형성하고 공기 중에서 핫플레이트에서 1시간 동안 코팅 조성물을 경화시켰다.
이후, 글로브 박스로 이송한 후, 상기 정공주입층 위에 공중합체 1을 톨루엔 용액에 녹여 (2wt%) 200Å 으로 정공 수송층을 형성하였다. 이를 핫플레이트에서 30분 동안 코팅 조성물을 경화시켰다.
이어서 상기 정공 수송층 위에 하기 Alq3를 50nm로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다. 상기 전자 수송층 위에 0.5nm 두께로 LiF와 100nm 두께로 알루미늄을 증착하여 캐소드를 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 ~ 0.7Å/sec 를 유지하였고, 캐소드의 LiF는 0.3 Å/ sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2x10-7 ~ 3x10-5 torr를 유지하였다.
실시예 2.
상기 실시예 1에서 공중합체 1 대신 공중합체 2를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 3.
상기 실시예 1에서 공중합체 1 대신 공중합체 3을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 4.
상기 실시예 1에서 공중합체 1 대신 공중합체 4를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1.
상기 실시예 1에서 공중합체 1 대신 공중합체 5를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 2.
상기 실시예 1에서 공중합체 1 대신 공중합체 6을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2 에서 제조한 유기 발광 소자를 10mA/cm2의 전류 밀도에서 구동 전압, 전류 효율, 양자효율(QE) 및 휘도 값을 측정하였고, 10mA/cm2의 전류 밀도에서 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간(T90)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure PCTKR2018012242-appb-I000031
비교예 1 및 2는 본 발명의 화학식 1에 해당하는 구조를 포함하지 않는다.
이로 인해, 본 발명의 공중합체를 사용하여 유기 발광 소자를 제조한 실시예 1 내지 4가 비교예 1 및 2에서 제조된 유기 발광 소자보다 구동 전압이 낮고, 전류 효율 및 양자효율이 우수하며, 수명특성도 우수함을 상기 표 1의 결과로부터 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1의 단위, 및 하기 화학식 2의 단위를 포함하는 공중합체:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018012242-appb-I000032
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2018012242-appb-I000033
    상기 화학식 1 및 2에 있어서,
    Y1은 직접결합 또는 O이고,
    R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    Ar4 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    Ar6은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    Ar7은 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    a는 0 내지 3의 정수이고,
    b는 0 또는 1의 정수이고,
    c는 1 내지 10의 정수이고,
    e는 1 또는 2의 정수이고,
    f는 1 또는 2의 정수이고,
    a가 복수일 때, R1은 서로 같거나 상이하고,
    e가 2일 때, 괄호 안은 서로 같거나 상이하며,
    f가 2일 때, 괄호 안은 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 하기 화학식 3의 단위를 더 포함하는 공중합체:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2018012242-appb-I000034
    상기 화학식 3에서,
    R2 및 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    R4는 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이며,
    d는 0 내지 6이고,
    d가 복수일 때, R4는 서로 같거나 상이하다.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 공중합체는 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 단위를 하나 또는 둘 이상 포함하는 것인 공중합체:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2018012242-appb-I000035
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2018012242-appb-I000036
    상기 화학식 1-1 및 1-2 에서,
    R1 내지 R4, Ar1 내지 Ar9, Y1, 및 a 내지 f는 상기 화학식 1 내지 3에서 정의한 바와 같다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 공중합체는 하기 구조 중 어느 하나인 것인 공중합체:
    Figure PCTKR2018012242-appb-I000037
    Figure PCTKR2018012242-appb-I000038
    상기 구조식에서,
    o 및 p는 각 표시 단위의 몰 비율로서, o+p=1을 기준으로 할 때,
    o는 0.05 내지 0.95의 몰 비이고, p는 0.05 내지 0.95의 몰비이다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 공중합체는 1,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol 의 수평균 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 공중합체.
  6. 청구항 1에 있어서, 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에 따른 공중합체를 포함하는 코팅 조성물.
  7. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
    상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 6의 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층을 포함하고,
    상기 정공수송층, 정공주입층 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층은 상기 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 유기 발광 소자.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자주입과 전자수송을 동시에 하는 층을 포함하고,
    상기 전자주입층, 전자수송층 또는 전자주입과 전자수송을 동시에 하는 층은 상기 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 캐소드 또는 애노드를 형성하는 단계;
    상기 캐소드 또는 애노드 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 애노드 또는 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 청구항 6의 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 코팅 조성물을 도포 후에 건조단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
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