WO2023136707A1 - 코팅 조성물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

코팅 조성물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법 Download PDF

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WO2023136707A1
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light emitting
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최현주
박형일
이재철
정수훈
김용욱
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a coating composition, an organic light emitting device including the coating composition, and a manufacturing method thereof.
  • the organic light emitting phenomenon is one example in which electric current is converted into visible light by an internal process of specific organic molecules.
  • the principle of the organic light emitting phenomenon is as follows. When an organic material layer is placed between the anode and the cathode, when a current is applied between the two electrodes, electrons and holes are injected into the organic material layer from the cathode and the anode, respectively. Electrons and holes injected into the organic material layer recombine to form excitons, and as these excitons fall back to the ground state, light is emitted.
  • An organic light emitting device using this principle may generally be composed of a cathode, an anode, and organic material layers disposed therebetween, such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron injection layer, and an electron transport layer.
  • a deposition process has been mainly used to manufacture an organic light emitting device.
  • a deposition process there are problems that a lot of material loss occurs and it is difficult to manufacture a large-area device.
  • a device using a solution process is being developed.
  • An object of the present invention is to provide an organic light emitting device including two or more different blue host materials.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing the organic light emitting device described above.
  • An exemplary embodiment of the present invention is a coating composition comprising a compound represented by Formula 1 below, a compound represented by Formula 2 below, and a solvent,
  • the coating composition provides a coating composition for forming an organic material layer of an organic light emitting device.
  • R1 and R2 are each a naphthyl group unsubstituted or substituted with deuterium
  • R3 is a substituted or unsubstituted naphthyl group
  • R4 is -(L) a -R41
  • L is a substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • R41 is a substituted or unsubstituted naphthyl group
  • a is an integer from 1 to 7, and when a is 2 or more, 2 or more L's are the same as or different from each other;
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are substituted with at least one deuterium.
  • Another embodiment of the present invention is a coating composition comprising two or more different host materials and a solvent,
  • the two or more different host materials each contain one or more deuterium
  • the solubility of each of the two or more different host materials in the solvent is 70% or more
  • the maximum emission peak of the emission color of the two or more different host materials is 380 nm to 500 nm, respectively.
  • Any one host material of the two or more different host materials provides a coating composition that is included in 65 parts by weight to 85 parts by weight based on 100 parts by weight of the two or more different host materials.
  • Another embodiment of the present invention is a first electrode; a second electrode; and one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode,
  • the one or more organic material layers include a light emitting layer
  • the light emitting layer provides an organic light emitting device comprising the above coating composition.
  • Another embodiment of the present invention is preparing a first electrode
  • the forming of one or more organic material layers provides a method for manufacturing an organic light emitting device including forming the organic material layer by a solution process using the coating composition described above.
  • the organic light emitting device according to the present invention can be manufactured by a solution process.
  • the organic light emitting device according to the present invention can obtain a device having low driving voltage, high efficiency and/or excellent lifetime characteristics.
  • FIGS. 1 to 3 are diagrams illustrating structures of organic light emitting diodes according to some exemplary embodiments of the present invention.
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as the hydrogen atom is substituted, that is, the position where the substituent can be substituted, When two or more substituents are substituted, two or more substituents may be the same as or different from each other.
  • substituted or unsubstituted is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, halogen group, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and heteroaryl group, or two of the above exemplified substituents. It means that the above substituent is substituted or unsubstituted with a linked substituent.
  • substituents selected from the group consisting of deuterium, halogen group, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and heteroaryl group, or two of the above exemplified substituents. It means that the above substituent is substituted or unsubstituted with a linked substituent.
  • a substituent in which two or more 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.
  • substituted or unsubstituted in the present invention includes heavy hydrogen, a halogen group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, and a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms. It means substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of groups, or substituted or unsubstituted with substituents in which two or more substituents among the above exemplified substituents are connected.
  • the halogen group is a fluoro group (-F), a chloro group (-Cl), a bromo group (-Br) or an iodo group (-I).
  • the alkyl group may be straight-chain or branched-chain, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but may be 1 to 30. According to one embodiment, the number of carbon atoms of the alkyl group is 1 to 20, or 1 to 10. Specific examples of the alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, etc. , but is not limited thereto.
  • the number of carbon atoms of the cycloalkyl group is not particularly limited, but may be 3 to 60. According to one embodiment, the number of carbon atoms of the cycloalkyl group is 3 to 30, or 3 to 20. Specific examples of the cycloalkyl group include, but are not limited to, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group.
  • the aryl group may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but may be 6 to 60. According to one embodiment, the number of carbon atoms of the aryl group is 6 to 30; or 6 to 20.
  • the monocyclic aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, triphenylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, and the like, 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.
  • the fluorenyl group when substituted, it may be a substituted fluorenyl group such as a spirofluorenyl group, a 9,9-dimethylfluorenyl group, and a diphenylfluorenyl group. However, it is not limited thereto.
  • the heteroaryl group is an aromatic ring group containing one or more of N, O, P, S, Si, and Se as heteroatoms, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but may be 2 to 60. According to one embodiment, the carbon number of the heteroaryl group is 2 to 30.
  • the heteroaryl group include a pyridine group, a pyrrole group, a pyrimidine group, a pyridazine group, a furan group, a thiophene group, a benzothiophene group, a benzofuran group, a dibenzothiophene group, a dibenzofuran group, and the like. However, it is not limited thereto.
  • Tg glass transition temperature
  • ⁇ (x) means the difference of x between measurement objects.
  • ⁇ (Tg) for two materials means the difference in Tg between the two materials.
  • An exemplary embodiment of the present invention provides a coating composition comprising a compound represented by Formula 1 below, a compound represented by Formula 2 below, and a solvent, wherein the coating composition is for forming an organic material layer of an organic light emitting device.
  • R1 and R2 are each a naphthyl group unsubstituted or substituted with deuterium
  • R3 is a substituted or unsubstituted naphthyl group
  • R4 is -(L) a -R41
  • L is a substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • R41 is a substituted or unsubstituted naphthyl group
  • a is an integer from 1 to 7, and when a is 2 or more, 2 or more L's are the same as or different from each other;
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are substituted with at least one deuterium.
  • the heat treatment temperature in the heat treatment step may be adjusted according to the process.
  • the heat treatment temperature when forming an organic material layer using a single host material or a coating composition including the single host material, the heat treatment temperature must be performed at a heat treatment temperature suitable only for the single host material, and the heat treatment is performed at a temperature higher than the heat treatment temperature. If the heat treatment temperature is out of the range, there is a disadvantage in that the host material or the organic material layer is crystallized. Accordingly, there is a disadvantage in that the heat treatment temperature in the heat treatment step cannot be flexibly adjusted according to the process.
  • the heat treatment temperature in the heat treatment step can be flexibly adjusted according to the process.
  • the heat treatment temperature when forming the organic material layer using the coating composition containing the compounds represented by Chemical Formulas 1 and 2 and the heat treatment temperature when forming the organic material layer using the coating composition containing the red host material
  • the heat treatment temperature may be adjusted similarly to the heat treatment temperature when forming the organic material layer using the coating composition including the green host material.
  • the weight part ratio of the compounds represented by Chemical Formulas 1 and 2 can be flexibly adjusted. there is. Accordingly, when manufacturing an organic layer or an organic light emitting device using a coating composition containing the compounds represented by Chemical Formulas 1 and 2, the ratio of the compounds included in the organic layer or organic light emitting device is adjusted to improve film properties and maximize absorption. It is possible to arbitrarily adjust the wavelength, improve brightness, and the like, and as described above, there are advantages in that it is possible to arbitrarily adjust the heat treatment temperature required in the process.
  • the organic layer is formed using a coating composition including two host materials having different structures according to the present invention, it can be expected that device characteristics such as driving voltage, efficiency, and/or lifetime characteristics are improved.
  • the two host materials having different structures are the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2.
  • each of R1 and R2 is a naphthyl group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • L is a substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • L is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 60 carbon atoms.
  • L is an arylene group having 6 to 60 carbon atoms unsubstituted or substituted with deuterium; or a heteroarylene group having 2 to 60 carbon atoms unsubstituted or substituted with heavy hydrogen.
  • L is a substituted or unsubstituted phenylene group; A substituted or unsubstituted naphthylene group; A substituted or unsubstituted divalent anthracene group; A substituted or unsubstituted divalent fluorenyl group; A substituted or unsubstituted divalent dibenzofuran group; or a substituted or unsubstituted divalent dibenzothiophene group.
  • L is a phenylene group unsubstituted or substituted with deuterium; A naphthylene group unsubstituted or substituted with heavy hydrogen; A divalent anthracene group unsubstituted or substituted with heavy hydrogen; A divalent fluorenyl group unsubstituted or substituted with heavy hydrogen; A divalent dibenzofuran group unsubstituted or substituted with heavy hydrogen; or a divalent dibenzothiophene group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • R41 is a substituted or unsubstituted naphthyl group.
  • R41 is substituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or It is an unsubstituted naphthyl group.
  • R41 is a naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, a substituted or unsubstituted aryl group, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R41 is a naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, aryl, and heteroaryl.
  • R41 is a naphthyl group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • R41 is a substituted or unsubstituted naphthyl group with a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R41 is a substituted or unsubstituted naphthyl group with a substituted or unsubstituted dibenzofuran group.
  • the compound represented by Formula 1 is any one selected from the group consisting of the following compounds.
  • the compounds are substituted with one or more deuterium.
  • the compound represented by Formula 2 is any one selected from the group consisting of the following compounds.
  • the compounds are substituted with one or more deuterium.
  • a compound when a compound is substituted with one or more deuterium atoms, it means that at least one hydrogen (“H") is replaced with a deuterium (“D").
  • H hydrogen
  • D deuterium
  • compound a-1 below when substituted with one or more deuterium atoms, it may be represented as compound a-2 or a-3 below.
  • z1 and z4 are each an integer of 0 to 7
  • z2 is an integer of 0 to 8
  • z3 is an integer of 0 to 4
  • z1+z2+z3+z4 is an integer of 1 to 26. is an integer
  • Dx means to be substituted with x number of deuterium (D)
  • D x to y means to be substituted with x to y number of deuterium.
  • D 1 to 26 in Formula (a-3) means substituted with 1 to 26 deuterium atoms.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 10% or more.
  • At least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is deuterated by 20% or more. In another exemplary embodiment, at least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is deuterated by 30% or more. In another exemplary embodiment, at least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is deuterated by 40% or more. In another exemplary embodiment, at least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is deuterated by 50% or more. In another exemplary embodiment, at least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is deuterated by 60% or more.
  • At least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is deuterated by 70% or more. In another exemplary embodiment, at least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is deuterated by 80% or more. In another exemplary embodiment, at least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is deuterated by 90% or more. In another exemplary embodiment, at least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is 100% deuterated.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 10% to 100%, respectively.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 20% to 100%, respectively.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 30% to 100%, respectively.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 40% to 100%, respectively.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 50% to 100%, respectively.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 60% to 100%, respectively.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 70% to 100%, respectively. In another exemplary embodiment, the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 80% to 100%, respectively. In another exemplary embodiment, the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are deuterated by 90% to 100%, respectively.
  • deuterated is intended to mean that at least one hydrogen (“H”) has been replaced with a deuterium (“D”).
  • deuterium is present at least 100 times its natural abundance level. In some embodiments, the compound is at least 10% deuterated.
  • % deuterated or “% deuterated” means the ratio of deuterium to the sum of protons+deuterium, expressed as a percentage.
  • the deuterated material is deuterated in a similar manner using a deuterated precursor material, or more generally, a Lewis acid H/D exchange catalyst such as trifluoromethanesulfonic acid, aluminum trichloride or It can be prepared by treating the undeuterated material with a deuterated solvent, such as benzene-d6, in the presence of ethyl aluminum dichloride.
  • a deuterated precursor material or more generally, a Lewis acid H/D exchange catalyst such as trifluoromethanesulfonic acid, aluminum trichloride or It can be prepared by treating the undeuterated material with a deuterated solvent, such as benzene-d6, in the presence of ethyl aluminum dichloride.
  • deuteration rate or “deuterium substitution rate” is nuclear magnetic resonance light method (1H NMR), TLC / MS (Thin-Layer Chromatography / Mass Spectrometry), GC / MS (Gas Chromatography / Mass Spectrometry), etc. It can be confirmed by a known method.
  • deuterium when deuterium is substituted at the position of hydrogen, the chemical properties of the compound are hardly changed.
  • deuterium has twice the atomic weight of hydrogen, the physical properties of deuterated compounds change.
  • a deuterated compound has a lower vibrational energy level, and the reduction in the vibrational energy level can prevent a decrease in quantum efficiency due to a decrease in intermolecular van der Waals force or a collision due to intermolecular vibration.
  • devices comprising deuterated compounds have improved efficiency and lifetime.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are included in a weight ratio of 15:85 to 85:15, respectively.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are included in a weight ratio of 65:35 to 85:15 or 15:85 to 35:65.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are included in a weight ratio of 65:35 to 85:15.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are included in a weight ratio of 15:85 to 35:65.
  • the compound represented by Formula 1 is 15 parts by weight to 35 parts by weight when the combined weight of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is 100 parts by weight, or 65 parts by weight to 85 parts by weight.
  • the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 are included in a weight ratio of 15:85 to 35:65, or 65:35 to 85:15, respectively.
  • the coating composition contains more of the compound represented by Formula 1 than the compound represented by Formula 2.
  • the coating composition contains more of the compound represented by Formula 2 than the compound represented by Formula 1.
  • a device containing the compound represented by Chemical Formula 1 and the compound represented by Chemical Formula 2 in the aforementioned content ratio has an effect of long life. On the other hand, when the weight ratio is out of the above range, the lifetime of the organic light emitting device is reduced.
  • the maximum emission peak of the emission color of the compound represented by Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2 is 380 nm to 500 nm, respectively.
  • the maximum emission peak of the emission color of the compound represented by Chemical Formula 1 and the compound represented by Chemical Formula 2 is 380 nm to 500 nm, respectively.
  • the fact that the maximum emission peak is between 380 nm and 500 nm means that the emission peak having the maximum height exists between 380 nm and 500 nm.
  • the emission color having the maximum emission peak between 380 nm and 500 nm is blue.
  • the measuring equipment used to measure the maximum emission peak may be a JASCO FP-8600 fluorescence spectrophotometer or the like.
  • a sample for fluorescence measurement is prepared by dissolving a substance to be measured (a compound, a coating composition, a part of an organic layer and/or a part of a device, etc.) in toluene as a solvent, the sample solution is placed in a quartz cell, and the fluorescence Fluorescence intensity and maximum emission peak can be measured at room temperature (about 300 K) using a measuring instrument.
  • measurement equipment and measurement conditions for measuring the maximum emission peak may be appropriately changed by a person skilled in the art.
  • a peak refers to a point at which the sign of a slope in a graph changes.
  • the peak height refers to a value obtained by subtracting the current value of the base line from the current value of the corresponding peak in the cyclic voltammogram.
  • the solubility of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 in the solvent is 70% or more, respectively.
  • the coating composition according to an exemplary embodiment of the present invention is used when forming a single layer or multi-layer organic material layer of an organic light emitting device through a solution process, ink stability and the like are important factors. Specifically, whether the coating composition can be used in an organic light emitting device for a solution process is determined according to the solubility of a material included in the coating composition in a solvent. When the solubility in the solvent of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 included in the coating composition according to an exemplary embodiment of the present invention is 70% or more, respectively, a single layer or A multi-layered organic material layer may be formed.
  • the solubility of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 in the solvent is less than 70%, respectively, the solution becomes hazy and cannot be used or used for manufacturing an organic light emitting device for solution processing.
  • long-term stability is significantly reduced.
  • the solubility may be measured at 10 °C to 30 °C. According to a preferred embodiment, the solubility may be measured at 15 °C to 26 °C.
  • the solvent is, for example, a chlorine-based solvent such as chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, trimethylbenzene, and mesitylene; aliphatic hydrocarbon-based solvents such as cyclohexane, methylcyclohexane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane; ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, isophorone, tetralone, decalone, and acety
  • a chlorine-based solvent such as
  • alcohol and its derivatives alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and cyclohexanol; sulfoxide-based solvents such as dimethyl sulfoxide; and amide solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N,N-dimethylformamide; Solvents such as tetralin are exemplified, but are not limited thereto.
  • the solvent may be used alone or in combination of two or more solvents.
  • the coating composition is for forming an organic material layer of an organic light emitting device.
  • the coating composition is for forming a single layer or multi-layer organic material layer of an organic light emitting device.
  • the coating composition is for forming a single organic material layer of an organic light emitting device.
  • the coating composition is for forming a multi-layered organic material layer of an organic light emitting device.
  • the organic material layer is a light emitting layer. That is, the coating composition is for forming a light emitting layer.
  • the difference between the HOMO level or the LUMO level between the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is 0.1 eV to 5.0 eV.
  • the difference in HOMO level or LUMO level between the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is 0.1 eV to 4.0 eV, or 0.1 eV to 3.0 eV.
  • the difference in HOMO level between the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is 0.1 eV to 5.0 eV, 0.1 eV to 4.0 eV, or 0.1 eV to 3.0 eV.
  • the difference in LUMO level between the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is 0.1 eV to 5.0 eV, 0.1 eV to 4.0 eV, or 0.1 eV to 3.0 eV.
  • the energy level means the magnitude of energy. Therefore, even when an energy level is displayed in a negative (-) direction from a vacuum level, the energy level is interpreted as meaning an absolute value of the corresponding energy value.
  • the HOMO level means the distance from the vacuum level to the highest occupied molecular orbital.
  • the LUMO level means the distance from the vacuum level to the lowest unoccupied molecular orbital.
  • the difference between the HOMO level and the LUMO level was expressed as an absolute value.
  • the difference between the HOMO level of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is
  • the light emitting layer is composed of a host-guest system
  • holes and electrons are injected into the HOMO level and the LUMO level of the host material, respectively, and recombine in a Langevin type to form a host material.
  • excitons are generated, and excitons are sequentially formed in the dopant material through energy transfer to finally emit light from the dopant material.
  • the difference in HOMO level or LUMO level between the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is within the above range, it contributes to light emission of the device and has excellent light emission efficiency.
  • a difference in glass transition temperature (Tg) between the compound represented by Chemical Formula 1 and the compound represented by Chemical Formula 2 is 3 °C to 30 °C.
  • the Tg difference between the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is 4 °C to 30 °C, 4 °C to 28 °C, or 4 °C to 10 °C.
  • Tg glass transition temperatures
  • the compounds represented by Chemical Formulas 1 and 2 are used as hosts, respectively.
  • the compounds represented by Chemical Formulas 1 and 2 are used as light emitting hosts, respectively.
  • the coating composition may further include a light emitting dopant.
  • Examples of the light emitting dopant material include an aromatic amine derivative, a strylamine compound, a boron complex, a fluoranthene compound, and a metal complex.
  • aromatic amine derivatives include pyrene, anthracene, chrysene, and periplanthene having an arylamine group as condensed aromatic ring derivatives having a substituted or unsubstituted arylamine group.
  • the styrylamine compound is a compound in which at least one arylvinyl group is substituted for a substituted or unsubstituted arylamine, and one or two or more are selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an arylamine group.
  • the substituent is substituted or unsubstituted.
  • metal complexes include, but are not limited to, iridium complexes and platinum complexes.
  • the light emitting dopant material may be included in an amount of 0.5 parts by weight to 20 parts by weight, 0.7 parts by weight to 10 parts by weight, or 0.8 parts by weight to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the light emitting host material.
  • the coating composition may be in liquid form.
  • the coating composition is a single molecule containing a photocurable group and / or a thermosetting group; Or, it further includes a single molecule including an end group capable of forming a polymer by heat.
  • a single molecule containing a photocurable group and/or a thermosetting group may be a compound of 3,000 g/mol or less, but is not limited to the above-exemplified molecular weight.
  • a single molecule including the photocurable group and/or thermocurable group may be aryl such as phenyl, biphenyl, fluorene, or naphthalene; arylamine; Alternatively, it may refer to a single molecule in which fluorene is substituted with a photocurable group and/or a thermosetting group or a terminal group capable of forming a polymer by heat.
  • the viscosity of the coating composition is 2 cP to 15 cP at room temperature.
  • the above viscosity is satisfied, it is easy to manufacture a device.
  • a uniform film may be formed.
  • An exemplary embodiment of the present invention is a coating composition comprising two or more different host materials and a solvent,
  • the two or more different host materials each contain one or more deuterium
  • the solubility of each of the two or more different host materials in the solvent is 70% or more
  • the maximum emission peak of the emission color of the two or more different host materials is 380 nm to 500 nm, respectively.
  • Any one host material of the two or more different host materials provides a coating composition that is included in 65 parts by weight to 85 parts by weight based on 100 parts by weight of the two or more different host materials.
  • the two or more different host materials include the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2.
  • the coating composition includes two different host materials.
  • An exemplary embodiment of the present invention is a first electrode; a second electrode; and one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein the one or more organic material layers include a light emitting layer, and the light emitting layer includes the coating composition. .
  • the organic light emitting device has a high charge recombination probability, so that excellent light emitting efficiency can be expected.
  • process temperature includes two or more different blue host materials.
  • the two or more different blue host materials include the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2.
  • including the coating composition means including the coating composition or a cured product of the coating composition.
  • the light emitting layer includes the coating composition means that the light emitting layer is formed using the coating composition.
  • the one or more organic material layers may include, for example, a hole injection layer; hole transport layer; hole injection and transport layer; electron blocking layer; light emitting layer; hole blocking layer; electron transport layer; an electron injection layer; and one or more layers selected from the group consisting of electron injection and transport layers and the like.
  • the hole injection and transport layer means a layer that simultaneously performs hole injection and hole transport.
  • the electron injection and transport layer means a layer that simultaneously injects and transports electrons.
  • the organic material layer constituting the group is only one example, and one or more organic material layers are not limited to the above example.
  • the one or more organic material layers may include two or more layers performing the same role as necessary.
  • An organic light emitting device includes a first light emitting layer and a second light emitting layer. However, it is not limited to the above examples.
  • the one or more organic material layers include a light emitting layer.
  • the light emitting layer includes the above coating composition.
  • the one or more organic material layers further include one or more organic material layers in addition to the light emitting layer.
  • the one or more organic material layers include a hole injection layer in addition to the light emitting layer; hole transport layer; hole injection and transport layer; an electron injection layer; electron transport layer; and one or more organic material layers selected from the group consisting of electron injection and transport layers.
  • the one or more organic material layers include a hole injection layer in addition to the light emitting layer; hole transport layer; and one or more organic material layers selected from the group consisting of a hole injection and transport layer.
  • the one or more organic material layers further include a first organic material layer in addition to the light emitting layer.
  • the first organic material layer may include a hole injection layer; hole transport layer; and one or more organic material layers selected from the group consisting of a hole injection and transport layer.
  • the one or more organic material layers include an electron injection layer in addition to the light emitting layer; electron transport layer; and one or more organic material layers selected from the group consisting of electron injection and transport layers.
  • the one or more organic material layers further include a second organic material layer in addition to the light emitting layer.
  • the second organic material layer may include an electron injection layer; electron transport layer; and one or more organic material layers selected from the group consisting of electron injection and transport layers.
  • the one or more organic material layers further include a first organic material layer and a second organic material layer,
  • the first organic material layer is provided between the first electrode and the light emitting layer,
  • the second organic material layer is provided between the second electrode and the light emitting layer,
  • the first organic material layer may include a hole injection layer; hole transport layer; And one or more organic material layers selected from the group consisting of a hole injection and transport layer,
  • the second organic material layer may include an electron injection layer; electron transport layer; and one or more organic material layers selected from the group consisting of electron injection and transport layers.
  • An organic material layer of an organic light emitting device has a single-layer structure.
  • the single-layered organic material layer is provided between the first electrode and the second electrode of the organic light emitting device, and the organic material layer includes the above-described coating composition.
  • the organic material layer having a single-layer structure is a light emitting layer, and in this case, the light emitting layer includes the above-described coating composition.
  • An organic material layer of an organic light emitting device has a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic material layer of the multilayer structure is provided between the first electrode and the second electrode of the organic light emitting device.
  • the organic material layer of the multi-layered structure includes a light emitting layer and organic material layers other than the light emitting layer.
  • the light emitting layer is provided between the first electrode and the second electrode, and an organic material layer other than the light emitting layer is provided between the first electrode and the light emitting layer.
  • the light emitting layer is provided between the first electrode and the second electrode, and an organic material layer other than the light emitting layer is provided between the light emitting layer and the second electrode.
  • the light emitting layer is provided between the first electrode and the second electrode, any one organic material layer other than the light emitting layer is provided between the first electrode and the light emitting layer, and any other organic material layer other than the light emitting layer is It is provided between the light emitting layer and the second electrode.
  • the above structure is only an example, and is not limited to the above structure.
  • the organic material layer other than the light emitting layer is selected from the group consisting of, for example, a hole injection and transport layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, an electron injection and transport layer, and the like It may be one or more layers, but is not limited thereto.
  • a hole injection layer, a hole transport layer, or an electron blocking layer is provided between the anode and the light emitting layer.
  • the hole injection layer is provided over the anode
  • the hole transport layer is provided over the hole injection layer
  • the electron blocking layer is provided over the hole injection layer, but is not limited to the above examples.
  • an electron injection layer, an electron transport layer, or a hole blocking layer is provided between the cathode and the light emitting layer in an organic light emitting device.
  • the hole blocking layer is provided on the light emitting layer
  • the electron transport layer is provided on the hole blocking layer
  • the electron injection layer is provided on the electron transport layer, but is not limited to the above example.
  • An organic material layer having a multilayer structure included in an organic light emitting device includes a light emitting layer; and one or more 1st' organic material layers selected from the group consisting of a hole injection and transport layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and an electron injection and transport layer, wherein the The light emitting layer is provided between the first electrode and the second electrode, and the one or more 1′ organic material layers are provided between the light emitting layer and the first electrode or between the light emitting layer and the second electrode.
  • An organic material layer having a multilayer structure included in an organic light emitting device includes a light emitting layer; one or more 1' organic material layers selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron blocking layer; and one or more second' organic material layers selected from the group consisting of an electron injection layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer, wherein the light-emitting layer is provided between the first electrode and the second electrode, and the first' first' layer of the one or more layers is provided.
  • the organic material layer is provided between the first electrode and the light emitting layer, and the one or more second' organic material layers are provided between the second electrode and the light emitting layer.
  • the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode.
  • the first electrode is a cathode
  • the second electrode is an anode
  • the organic light emitting device may be a normal type organic light emitting device in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting device may be an inverted type organic light emitting device in which a cathode, one or more organic material layers, and an anode are sequentially stacked on a substrate.
  • the structure of the organic light emitting device of the present specification may have a structure as shown in FIGS. 1 to 3 , but is not limited thereto.
  • FIG. 1 illustrates an example of an organic light emitting device including a first electrode (here, anode) 201, a light emitting layer 501, and a second electrode (here, cathode) 801.
  • FIG. 2 is composed of a substrate 101, an anode 201, a hole injection layer 301, a hole transport layer 401, a light emitting layer 501, an electron transport layer 601, an electron injection layer 701 and a cathode 801.
  • An example of an organic light emitting device is shown.
  • FIG. 3 shows a substrate 101, an anode 201, a hole injection layer 301, a hole transport layer 401, a light emitting layer 501, an electron transport layer 601, an electron injection layer 701, a cathode 801, and a cap.
  • An example of an organic light emitting device including the ping layer 901 is shown.
  • the light emitting layer 501 of FIGS. 1 to 3 includes a coating composition including two different host materials (a compound represented by Chemical Formula 1 and a compound represented by Chemical Formula 2) and a solvent, or uses the coating composition.
  • a coating composition including two different host materials (a compound represented by Chemical Formula 1 and a compound represented by Chemical Formula 2) and a solvent, or uses the coating composition.
  • the organic light emitting device having a single-layer or multi-layered organic material layer may have, for example, a laminated structure as described below, but is not limited thereto.
  • the 'hole injection layer/hole transport layer' may be replaced with the 'hole injection and transport layer'.
  • 'electron transport layer/electron injection layer' may be replaced with 'electron injection and transport layer'.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 the compound represented by Chemical Formula 2, and the solvent are the same as those described above in the coating composition.
  • solubility of the host materials the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2
  • the maximum emission peak of the emission color of the host material the weight ratio, the deuteration rate, the HOMO level difference, the LUMO level difference and the Tg difference
  • the above description may be applied.
  • anode material a material having a high work function is generally preferred so that holes can be smoothly injected into the organic material layer.
  • metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, 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-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDOT), polypyrrole, and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the cathode material is preferably a material having a small work function so as to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof;
  • multi-layered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but are not limited thereto.
  • the anode and / or cathode may be composed of a triple layer having a stacked structure of ITO / Ag / ITO, respectively.
  • a voltage drop due to a signal delay (RC delay) can be minimized. Accordingly, it is possible to effectively transmit a desired voltage to the light emitting elements.
  • a capping layer (CPL) for electrode protection may be additionally formed on the cathode, and a material used in the art may be appropriately used as the capping layer material.
  • the light emitting layer may include a host material and/or a dopant material.
  • Examples of the host material include a condensed aromatic ring derivative or a heterocyclic compound.
  • condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds
  • heterocyclic-containing compounds include dibenzofuran derivatives, ladder-type furan compounds, pyrimidine derivatives and the like, but are not limited thereto.
  • two or more host materials selected from among the above-described host materials may be mixed and used.
  • anthracene derivatives may be used.
  • the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2 may be mixed and used as a host material.
  • the description exemplified in the coating composition may be applied.
  • the hole injection layer is a layer that receives holes from an electrode. It is preferable that the hole injecting material has the ability to transport holes and has a hole receiving effect from the anode and an excellent hole injecting effect with respect to the light emitting layer or the light emitting material. In addition, a material having excellent ability to prevent movement of excitons generated in the light emitting layer to the electron injection layer or electron injection material is desirable. Also, a material having excellent thin film forming ability is preferred. In addition, it is preferable that the HOMO of the hole injection material is between the work function of the anode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • the hole injection material include metal porphyrins, oligothiophenes, and arylamine-based organic materials; hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic materials; quinacridone-based organic substances; perylene-based organic materials; polythiophene-based conductive polymers such as anthraquinone and polyaniline; ytterbium (Yb); Dysprosium (Dy) and the like, but are not limited thereto.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports the holes to the light emitting layer, and may have a single-layer structure or a multilayer structure of two or more layers.
  • the hole transport material is a material capable of receiving holes from the anode or the hole injection layer and transporting them to the light emitting layer, and a material having high hole mobility is preferable.
  • the electron transport layer is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports the electrons to the light emitting layer.
  • the electron transport material is a material capable of receiving electrons from the cathode and transferring them to the light emitting layer, and a material having high electron mobility is preferable. Specific examples include Al complexes of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; organic radical compounds; hydroxyflavone-metal complexes and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer can be used with any desired cathode material, as used according to the prior art.
  • a suitable cathode material is a conventional material having a low work function, followed by a layer of aluminum or silver. Specifically, there are cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, etc., followed by an aluminum layer or a silver layer in each case.
  • the electron injection layer is a layer that receives electrons from an electrode.
  • the electron injecting material it is preferable to have an excellent ability to transport electrons, an electron receiving effect from the cathode, and an excellent electron injecting effect with respect to the light emitting layer or the light emitting material.
  • a material that prevents excitons generated in the light emitting layer from moving to the hole injection layer and has excellent thin film forming ability is desirable. Specifically, fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone, etc.
  • metal complex compounds examples include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis(8-hydroxyquinolinato)zinc, bis(8-hydroxyquinolinato)copper, and bis(8-hydroxyquinolinato)manganese.
  • the electron blocking layer is a layer capable of improving lifespan or efficiency of a device by preventing electrons injected from the electron injection layer from passing through the light emitting layer and entering the hole injection layer.
  • a known electron blocking material may be used as the electron blocking material.
  • the hole blocking layer is a layer that blocks holes from reaching the cathode, and may be generally formed under the same conditions as the electron injection layer.
  • Specific examples of the hole blocking layer material include oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, and aluminum complexes, but are not limited thereto.
  • the hole injection and transport layer may include the above-described hole injection and hole transport layer materials.
  • the electron injection and transport layer may include materials for the electron injection and hole transport layers described above.
  • the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type depending on the material used.
  • An exemplary embodiment of the present invention provides a method for manufacturing an organic light emitting device in which at least one layer of the organic material layers of the organic light emitting device is formed using the above-described coating composition.
  • an exemplary embodiment of the present invention comprises preparing a first electrode; forming one or more organic material layers on the first electrode; and forming a second electrode on the one or more organic material layers, wherein the forming of the one or more organic material layers comprises forming the organic material layer by a solution process using the coating composition.
  • a method for manufacturing a device is provided.
  • the organic light emitting device may be manufactured with materials and methods known in the art, except that one or more organic material layers are formed of the above-described coating composition.
  • the organic light emitting device may be manufactured with materials and methods known in the art, except that the light emitting layer is formed of the above-described coating composition.
  • the coating composition according to an exemplary embodiment of the present invention can manufacture an organic light emitting device by a solution coating method, so that a large area of the device may be possible.
  • the step of forming one or more organic material layers using the coating composition uses a spin coating method.
  • the step of forming one or more organic material layers using the coating composition uses a printing method.
  • the printing method includes, for example, inkjet printing, nozzle printing, offset printing, transfer printing, or screen printing, but is not limited to the above-listed printing methods.
  • the coating composition according to an exemplary embodiment of the present invention is suitable for a solution process due to structural characteristics and can be formed by a printing method, there is an economical effect in terms of time and cost when manufacturing a device.
  • the forming of the organic material layer using the coating composition may include coating the coating composition on the first electrode or one or more organic material layers; and drying, heat-treating, or light-treating the coated coating composition.
  • the forming of one or more organic material layers using the coating composition may include coating the coating composition on the first electrode or the one or more organic material layers; and drying, heat-treating, and/or light-treating the coated coating composition.
  • the forming of one or more organic material layers using the coating composition may include coating the coating composition on the one or more organic material layers; and drying or heat-treating the coated coating composition.
  • the forming of one or more organic material layers using the coating composition may include coating the coating composition on the first electrode or the one or more organic material layers; and drying the coated coating composition.
  • the forming of one or more organic material layers using the coating composition may include coating the coating composition on the first electrode or the one or more organic material layers; and heat-treating the coated coating composition.
  • the forming of one or more organic material layers using the coating composition may include coating the coating composition on the one or more organic material layers; drying the coated coating composition; and heat treatment.
  • the heat treatment step may be performed through heat treatment, and the heat treatment temperature in the heat treatment step is 80 °C to 250 °C; 80 ° C or more and less than 200 ° C; 100 °C to 170 °C; or 120 °C to 160 °C.
  • the heat treatment time in the heat treatment step is 1 minute to 2 hours, according to one embodiment it may be 1 minute to 1 hour, and in another embodiment, 5 minutes to 1 hour. As a preferred example, the heat treatment time in the heat treatment step is 5 minutes to 30 minutes.
  • the coating composition includes a photocurable group and/or a thermosetting group including a single molecule including the heat treatment step or the light treatment step;
  • a single molecule including a terminal group capable of forming a polymer by heat is further included, cross-linking between components included in the coating composition may be formed to provide an organic layer having a thinned structure.
  • the organic material layer is formed according to the above manufacturing method, resistance to solvent is increased, so that the solution deposition and crosslinking method can be repeatedly performed to form a multi-layer, and the lifespan of the device can be increased due to increased stability.
  • An exemplary embodiment of the present invention provides an electronic device including an organic light emitting device including the above coating composition or an organic material layer formed using the above coating composition.
  • the electronic device is an interlayer insulating film of a semiconductor device, a color filter, a black matrix, an overcoat, a column spacer, a passivation film, a buffer coat film, an insulating film for a multilayer printed circuit board, a cover coat of a flexible copper clad plate, a buffer coat film, and a multilayer printed circuit board Insulation film solder resist film, OLED insulation film, thin film transistor protective film of liquid crystal display device, electrode protective film and semiconductor protective film of organic EL element, OLED insulating film, LCD insulating film, semiconductor insulating film, solar module, touch panel, display panel, etc. It may include all devices and the like, but is not limited thereto.
  • the Tg of [Compound D] is 131 °C, and the HOMO level and LUMO level of [Compound D] are -5.89 eV and -2.92 eV, respectively.
  • Dn means substituted with n deuterium (D)
  • D 7 means substituted with 7 deuterium.
  • the Tg of [Compound E] is 126 °C, and the HOMO level and LUMO level of [Compound E] are -6.00 eV and -3.05 eV, respectively.
  • Dn means substituted with n deuterium (D)
  • D 7 means substituted with 7 deuterium.
  • Coating composition 1 was prepared by mixing the following compound D and the following compound E in a weight ratio of 7:3 and adding a solvent cyclohexanone thereto.
  • the degree of dissolution of the compound D and the compound E in the solvent cyclohexanone was measured with a photograph.
  • Figure 4 shows a photograph measuring the degree of dissolution of the compound D and the compound E in Example 1-1 of the present application in the solvent cyclohexanone.
  • ITO indium tin oxide
  • a product of Fischer Co. was used as a detergent
  • distilled water filtered through a second filter of a product of Millipore Co. was used as distilled water.
  • ultrasonic cleaning was performed twice with distilled water for 10 minutes.
  • ultrasonic cleaning with an isopropyl solvent and drying the substrate was baked on a hot plate for 10 minutes and transported to a glove box.
  • HIL hole injection layer
  • a hole injection layer (HIL) solution was spin-coated (2500 rpm) with a mixture of 2.5 wt% cyclohexanone containing the following compound A and the following compound B in a weight ratio of 8: 2, and at 230 ° C. for 30 minutes Heat treatment (curing) was performed to form a hole injection layer (HIL) to a thickness of 50 nm.
  • HTL hole transport layer
  • HTL hole transport layer
  • EML emission layer
  • two blue hosts, compound D and compound E, are mixed in a weight ratio of 7:3, and blue dopant compound F is added thereto.
  • An emission layer (EML) coating composition was prepared by mixing with cyclohexanone at a ratio of 2 w%, and after spin coating the coating composition, heat treatment was performed on a hot plate at 150 ° C. for 10 minutes to form a 40 nm thick light emitting layer. produced.
  • the following compound G was vacuum deposited on the light emitting layer to form an electron transport layer having a thickness of 20 nm.
  • Yb was sequentially deposited on the electron transport layer to form a cathode by depositing an electron injection layer having a thickness of 1 nm and 13 nm of Ag:Mg at a ratio of 9:1, respectively, and finally, the following compound H was applied thereon to form a 70 nm A capping layer was formed to a thickness.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 ⁇ /sec to 1.0 ⁇ /sec, the electron injection layer maintained a deposition rate of 0.1 ⁇ /sec, and the cathode maintained a deposition rate of 2 ⁇ /sec, and the vacuum level during deposition was 2x10 - 8 torr to 5x10 -6 torr was maintained.
  • Table 1 shows the results of measuring driving voltage, luminous efficiency, external quantum efficiency, and lifetime of the organic light emitting device prepared in the device preparation example at a current density of 10 mA/cm 2 .
  • T95 means the time (hr) required for the luminance to decrease from the initial luminance (1000 nit) to 95%.
  • Example 2-2 and comparative example 2-1 to comparative example 2-4 are prepared by Example 2-2 and comparative example 2-1 to comparative example 2-4.
  • An organic light emitting device was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the compounds shown in Table 1 were used instead of the compounds D and the compounds E included in the emission layer (EML) coating composition used in the manufacture of the light emitting layer. manufactured.
  • EML emission layer
  • Table 1 shows the results of measuring the driving voltage, luminous efficiency, external quantum efficiency, and lifetime of the organic light emitting device prepared in each of the above Examples or Comparative Examples at a current density of 10 mA/cm 2 . .
  • Example 2-1 and Example 2-2 in which an organic material layer was formed using a coating composition containing two different host materials according to the present invention, were compared to Comparative Examples 2-1 to 2- 6, it can be seen that the driving voltage is reduced and the efficiency and lifespan characteristics are improved.
  • Examples 2-1 and 2-2 two different blue host materials not substituted with deuterium were formed by forming an organic layer using a coating composition including two different blue host materials substituted with deuterium. It can be seen that the driving voltage is reduced and the efficiency and lifespan characteristics are improved compared to the case of using the coating composition containing (Comparative Examples 2-1 and 2-2).
  • Comparative Examples 2-3 to Comparative Examples 2-6 did not include two different blue host materials, but formed an organic layer using a coating composition containing a single blue host material to obtain driving voltage, efficiency and/or lifetime. It can be seen that the properties deteriorate.
  • an organic layer was formed using a coating composition containing only Compound E or Compound E-1, but the organic layer was crystallized to such an extent that voltage, efficiency, and lifetime characteristics could not be measured. It can be seen that this is very degraded.
  • Comparative Examples 2-4 and 2-6 an organic layer was formed using a coating composition containing only compound D or compound D-1, but there are disadvantages of driving voltage increase and efficiency decrease, and in particular, life characteristics are greatly deteriorated. can confirm that

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Abstract

본 발명은 코팅 조성물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

코팅 조성물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법
본 출원은 2022년 1월 17일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2022-0006600호 및 한국 특허 출원 제10-2022-0006603호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 코팅 조성물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 현상은 특정 유기 분자의 내부 프로세스에 의하여 전류가 가시광으로 전환되는 예의 하나이다. 유기 발광 현상의 원리는 다음과 같다. 애노드와 캐소드 사이에 유기물 층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전류를 걸어주게 되면 캐소드와 애노드로부터 각각 전자와 정공이 유기물 층으로 주입된다. 유기물 층으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광 소자는 일반적으로 캐소드와 애노드 및 그 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층 전자 수송층으로 구성될 수 있다.
종래에는 유기 발광 소자를 제조하기 위하여 증착 공정을 주로 사용해 왔다. 그러나, 증착 공정으로 유기 발광 소자의 제조 시, 재료의 손실이 많이 발생한다는 문제점과 대면적의 소자를 제조하기 어렵다는 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위하여, 용액 공정을 이용한 소자가 개발되고 있다.
따라서, 용액 공정용 재료에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 서로 다른 2 이상의 블루 호스트 물질을 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명은 전술한 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 용매를 포함하는 코팅 조성물로서,
상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자의 유기물층 형성용인 것인 코팅 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000001
[화학식 2]
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000002
상기 화학식 1 및 2에 있어서,
R1 및 R2는 각각 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
R3는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
R4는 -(L)a-R41이고,
L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
R41은 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
a는 1 내지 7의 정수이며, a가 2 이상일 경우 2 이상의 L은 서로 같거나 상이하고,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 1 이상의 중수소로 치환된다.
본 발명의 다른 실시상태는 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 및 용매를 포함하는 코팅 조성물로서,
상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질은 각각 1 이상의 중수소를 포함하고,
상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질의 상기 용매에 대한 용해도가 각각 70 % 이상이고,
상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질의 발광색의 최대 발광 피크는 각각 380 nm 내지 500 nm이고,
상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 중 어느 하나의 호스트 물질은 상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 100 중량부에 대하여 65 중량부 내지 85 중량부 포함되는 것인 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 실시상태는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
상기 1층 이상의 유기물층은 발광층을 포함하고,
상기 발광층은 전술한 코팅 조성물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 실시상태는 제1 전극을 준비하는 단계;
상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
상기 1층 이상의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 전술한 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 용액 공정으로 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 용액 공정으로 제조 가능하다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 낮은 구동전압, 높은 효율 및/또는 우수한 수명 특성을 갖는 소자를 얻을 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 몇몇 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조를 예시한 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1-1에 따른 코팅 조성물 1의 용해도를 도시한 것이다.
101: 기판
201: 애노드
301: 정공 주입층
401: 정공 수송층
501: 발광층
601: 전자 수송층
701: 전자 주입층
801: 캐소드
901: 캡핑층
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 있어서, 어떤 부재(층)가 다른 부재(층) "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재(층)가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재(층) 사이에 또 다른 부재(층)가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명에 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.
이하, 본 발명의 치환기를 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서, 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 발명에서 "치환 또는 비치환된"이라는 용어는 중수소, 할로겐기, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
또한, 본 발명에서 "치환 또는 비치환된"이라는 용어는 중수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
본 발명에 있어서, 할로겐기는 플루오로기(-F), 클로로기(-Cl), 브로모기(-Br) 또는 아이오도기(-I)이다.
본 발명에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20, 또는 1 내지 10이다. 상기 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 시클로알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 3 내지 60일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30, 또는 3 내지 20이다. 상기 시클로알킬기의 구체적인 예로는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 6 내지 60일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30; 또는 6 내지 20이다. 상기 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우, 스피로플루오레닐기, 9,9-디메틸플루오레닐기 및 디페닐플루오레닐기 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, P, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 방향족고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 2 내지 60일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 30이다. 상기 헤테로아릴기의 예로는 피리딘기, 피롤기, 피리미딘기, 피리다진기, 퓨란기, 티오펜기, 벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 디벤조퓨란기, 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 아릴렌기는 2가인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용된다.
본 발명에 있어서, 상기 헤테로아릴렌기는 2가인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용된다.
본 발명에 있어서, Tg는 유리 전이 온도를 의미한다.
본 발명에 있어서, △(x)는 측정 대상 간의 x의 차이를 의미한다. 예컨대, 두 물질에 대한 △(Tg)는 두 물질 간의 Tg의 차이를 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 용매를 포함하는 코팅 조성물로서, 상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자의 유기물층 형성용인 것인 코팅 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000003
[화학식 2]
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000004
상기 화학식 1 및 2에 있어서,
R1 및 R2는 각각 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
R3는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
R4는 -(L)a-R41이고,
L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
R41은 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
a는 1 내지 7의 정수이며, a가 2 이상일 경우 2 이상의 L은 서로 같거나 상이하고,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 1 이상의 중수소로 치환된다.
본 발명에 있어서, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물은 구조가 서로 상이하다.
본 발명에 따라 서로 다른 구조의 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성 시 열처리하는 단계의 열처리 온도를 공정에 맞게 조절할 수 있다. 구체적으로, 단독 호스트 물질 또는 단독 호스트 물질을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성 시의 열처리 온도는 상기 단독 호스트 물질에만 맞는 열처리 온도로 진행해야 하고, 해당 열처리 온도보다 높은 온도에서 열처리가 되는 등 적정 열처리 온도의 범위를 벗어나는 경우에는 호스트 물질 또는 유기물층이 결정화되는 단점이 있다. 이에 따라, 열처리하는 단계의 열처리 온도를 공정에 맞게 유연하게 조절할 수 없는 단점이 있다. 반면, 본 발명에 따라 서로 다른 구조의 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성 시에는 열처리하는 단계의 열처리 온도를 공정에 맞게 유연하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성할 때의 열처리 온도를, 레드 호스트 물질을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성할 때의 열처리 온도 또는 그린 호스트 물질을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성할 때의 열처리 온도와 비슷하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층 또는 유기 발광 소자를 제조 시, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물의 중량부의 비율을 유연하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층 또는 유기 발광 소자를 제조할 경우, 유기물층 또는 유기 발광 소자에 포함되는 화합물들의 비율을 조절하여 막 특성 개선, 최대 흡수 파장 임의 조절, 휘도 개선 등이 가능하고, 상술한 바와 같이 공정 내 필요한 열처리 온도를 임의로 조절하는 것이 가능한 장점이 있다.
나아가, 본 발명에 따라 서로 다른 구조의 2 개의 호스트 물질을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성하면 소자 특성인 구동 전압, 효율 및/또는 수명 특성이 향상되는 것을 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 서로 다른 구조의 2 개의 호스트 물질은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 각각 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기; 치환 또는 비치환된 2가의 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기; 중수소로 치환 또는 비치환된 2가의 플루오레닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R41은 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R41은 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R41은 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R41은 중수소, 아릴기, 및 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R41은 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R41은 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R41은 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000005
상기 화합물들에 있어서, 상기 화합물들은 1 이상의 중수소로 치환된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이다.
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Figure PCTKR2023000803-appb-img-000012
상기 화합물들에 있어서, 상기 화합물들은 1 이상의 중수소로 치환된다.
본 명세서에 있어서, 화합물이 1 이상의 중수소로 치환된다는 것은 적어도 하나의 수소("H")가 중수소("D")로 대체되는 것을 의미한다. 예컨대, 하기 화합물 a-1이 1 이상의 중수소로 치환될 경우, 하기 화합물 a-2 또는 a-3으로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000013
상기 화학식 a-2에 있어서, z1 및 z4는 각각 0 내지 7의 정수이고, z2는 0 내지 8의 정수이며, z3은 0 내지 4의 정수이고, z1+z2+z3+z4는 1 내지 26의 정수이다.
본 명세서에 있어서, Dx는 x개의 중수소(D)로 치환되는 것을 의미하며, Dx ~y는 x개 내지 y개의 중수소로 치환되는 것을 의미한다. 예컨대, 상기 화학식 a-3에서의 D1~26은 1개 내지 26개의 중수소로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 10% 이상 중수소화된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 20% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 30% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 40% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 50% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 60% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 70% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 80% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 90% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나는 100% 중수소화된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 10% 내지 100% 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 20% 내지 100% 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 30% 내지 100% 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 40% 내지 100% 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 50% 내지 100% 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 60% 내지 100% 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 70% 내지 100% 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 80% 내지 100% 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 90% 내지 100% 중수소화된다.
본 발명에 있어서, 용어 "중수소화된"은 적어도 하나의 수소 ("H")가 중수소 ("D")로 대체되어 있음을 의미하고자 하는 것이다. 중수소화된 화합물에서, 중수소는 자연 존재비 수준의 적어도 100배로 존재한다. 일부 실시상태에서, 상기 화합물은 적어도 10% 중수소화된다. 용어 "% 중수소화된" 또는 "% 중수소화"는 양성자+중수소의 합에 대한 중수소의 비를 의미하며, 백분율로서 표현된다.
본 발명에 있어서, 중수소화된 물질은 중수소화된 전구체 재료를 사용하는 유사한 방식으로, 또는 더욱 일반적으로는, 루이스산 H/D 교환 촉매, 예를 들어 트라이플루오로메탄설폰산, 알루미늄 트라이클로라이드 또는 에틸 알루미늄 다이클로라이드의 존재 하에서, 중수소화되지 않은 물질을 중수소화된 용매, 예를 들어 벤젠-d6으로 처리함으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서, "중수소화율" 또는 "중수소 치환율"은 핵자기 공명 광법(1H NMR), TLC/MS(Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry), 또는 GC/MS(Gas Chromatography/Mass Spectrometry) 등의 공지의 방법으로 확인할 수 있다.
상기와 같이, 수소의 위치에 중수소가 치환되는 경우, 화합물의 화학적 성질은 거의 변화지 않는다. 다만, 중수소는 수소의 두배 원자량을 가지고 있으므로 중수소화된 화합물의 물리적 성질은 변화한다. 예로 들면, 중수소화된 화합물은 그 진동에너지 준위가 낮아지며 진동에너지 준위의 감소는 분자간 반데르발스 힘의 감소나 분자간 진동으로 인한 충돌에 기인하는 양자 효율 감소를 방지할 수 있다. 따라서, 중수소화된 화합물을 포함하는 소자는 효율 및 수명이 개선된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 15:85 내지 85:15 중량비로 포함된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 65:35 내지 85:15 중량비, 또는 15:85 내지 35:65 중량비로 포함된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 65:35 내지 85:15 중량비로 포함된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 15:85 내지 35:65 중량비로 포함된다.
본 발명의 바람직한 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 합친 중량부를 100 중량부라 했을 때 15 중량부 내지 35 중량부, 또는 65 중량부 내지 85 중량부 포함된다. 구체적인 일 예로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 15:85 내지 35:65 중량비, 또는 65:35 내지 85:15로 포함된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 화학식 1로 표시되는 화합물을 상기 화학식 2로 표시되는 화합물보다 더 많이 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 화학식 2로 표시되는 화합물을 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 많이 포함한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 전술한 함량비로 포함하는 소자는 장수명의 효과를 갖는다. 반면, 중량비가 상기 범위를 벗어날 경우의 유기 발광 소자는 그 수명이 감소한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 발광색의 최대 발광 피크는 각각 380 nm 내지 500 nm이다.
본 발명의 바람직한 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 발광색의 최대 발광 피크는 각각 380 nm 내지 500 nm이다.
본 발명에 있어서, 최대 발광 피크가 380 nm 내지 500 nm라는 것은, 최대 높이를 갖는 발광 피크가 380 nm 내지 500 nm 내에 존재하는 것을 의미한다.
본 발명에 있어서, 최대 발광 피크가 380 nm 내지 500 nm인 발광색은 청색이다.
본 발명에 있어서, 상기 최대 발광 피크를 측정하기 위해 이용한 측정 장비는 JASCO FP-8600 형광분광광도계 등일 수 있다. 구체적인 일 예로, 톨루엔을 용매로 하여 측정할 물질(화합물, 코팅 조성물, 유기물층의 일부 및/또는 소자의 일부 등)을 용해하여 형광 측정용 시료를 준비하고, 시료용액을 석영셀에 넣은 다음, 형광 측정 장비를 이용하여 실온(약 300K)에서 형광 강도 및 최대 발광 피크를 측정할 수 있다. 다만, 최대 발광 피크를 측정하기 위한 측정 장비 및 측정 조건은 당업계의 기술자에 의해 적절하게 변경될 수 있다.
본 발명에 있어서, 피크(peak)는 그래프에서의 기울기의 부호가 변하는 지점을 말한다.
본 발명에 있어서, 피크의 높이는 순환 전압 전류도에서 해당 피크의 전류값에서 베이스 라인의 전류값을 뺀 값을 말한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 상기 용매에 대한 용해도는 각각 70 % 이상이다.
상기 용해도와 관련하여, 본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물은 유기 발광 소자의 단층 또는 다층의 유기물층을 용액 공정을 통해 형성할 때 사용되므로, 잉크 안정성 등이 중요한 요인이다. 구체적으로, 코팅 조성물에 포함되는 물질의 용매에의 용해도에 따라 용액 공정용 유기 발광 소자에 사용될 수 있는지 여부가 결정된다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물에 포함되는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 용매에의 용해도가 각각 70 % 이상일 경우, 용액 공정을 통하여 유기 발광 소자의 단층 또는 다층의 유기물층을 형성할 수 있다. 반면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 용매에의 용해도가 각각 70 % 미만일 경우, 용액이 혼탁(hazy)해지는 바, 용액 공정용 유기 발광 소자 제조에 사용될 수 없거나 사용되더라도 장기 안정성이 현저히 떨어진다.
본 발명에 있어서, 상기 용해도는 10 ℃ 내지 30 ℃에서 측정될 수 있다. 바람직한 일 실시상태에 따르면, 상기 용해도는 15 ℃ 내지 26 ℃에서 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용매는 예컨대, 클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등의 염소계 용매; 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르계 용매; 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸 등의 지방족 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온, 이소포론(Isophorone), 테트랄론(Tetralone), 데칼론(Decalone), 아세틸아세톤(Acetylacetone) 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용매; 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메톡시에탄, 프로필렌글리콜, 디에톡시메탄, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, 1,2-헥산디올 등의 다가 알코올 및 그의 유도체; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 시클로헥산올 등의 알코올계 용매; 디메틸술폭시드 등의 술폭시드계 용매; 및 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 용매; 테트랄린 등의 용매가 예시되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용매는 1종 단독으로 사용하거나, 또는 2종 이상의 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자의 유기물층 형성용이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자의 단층 또는 다층의 유기물층 형성용이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자의 단층의 유기물층 형성용이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자의 다층의 유기물층 형성용이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층이다. 즉, 상기 코팅 조성물은 발광층 형성용이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 HOMO level의 차이 또는 LUMO level의 차이는 0.1 eV 내지 5.0 eV이다. 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 HOMO level의 차이 또는 LUMO level의 차이는 0.1 eV 내지 4.0 eV, 또는 0.1 eV 내지 3.0 eV이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 HOMO level의 차이는 0.1 eV 내지 5.0 eV, 0.1 eV 내지 4.0 eV, 또는 0.1 eV 내지 3.0 eV이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 LUMO level의 차이는 0.1 eV 내지 5.0 eV, 0.1 eV 내지 4.0 eV, 또는 0.1 eV 내지 3.0 eV이다.
본 발명에 있어서, 에너지 준위는 에너지의 크기를 의미하는 것이다. 따라서, 진공준위로부터 마이너스(-) 방향으로 에너지 준위가 표시되는 경우에도, 에너지 준위는 해당 에너지 값의 절대값을 의미하는 것으로 해석된다. 예컨대, HOMO level(HOMO 에너지 준위)이란 진공준위로부터 최고 점유 분자 오비탈(highest occupied molecular orbital)까지의 거리를 의미한다. 또한, LUMO level(LUMO 에너지 준위)이란 진공준위로부터 최저 비점유 분자 오비탈(lowest unoccupied molecular orbital)까지의 거리를 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 HOMO level의 차이 및 LUMO level의 차이는 절대값으로 표현하였다. 예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 HOMO level의 차이는 |화학식 1로 표시되는 화합물의 HOMO level - 화학식 2로 표시되는 화합물의 Homo level|이고, 이 값이 0.1 eV 내지 5.0 eV이다.
본 발명에서 발광층을 호스트-게스트 시스템(host-guest system)으로 구성하는 경우, 호스트 물질의 HOMO level과 LUMO level로 각각 정공 및 전자가 주입되어 랑제방형(Langevin type)의 재결합을 하여 호스트 물질에 먼저 여기자가 생성되고, 에너지 전이를 통하여 도펀트 물질에 순차적으로 여기자가 형성되어 최종적으로 도펀트 물질에서 발광이 될 수 있다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 HOMO level의 차이 또는 LUMO level의 차이가 전술한 범위 내일 경우, 소자의 발광에 기여하여 우수한 발광 효율을 갖는다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 유리 전이 온도(Tg)의 차이가 3 ℃ 내지 30 ℃이다. 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물간의 Tg 차이는 4 ℃ 내지 30 ℃, 4 ℃ 내지 28 ℃, 또는 4 ℃ 내지 10 ℃이다.
상기 Tg의 차이는 절대값으로 표현하였다. 예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 유리 전이 온도(Tg)의 차이는 |화학식 1로 표시되는 화합물의 Tg - 화학식 2로 표시되는 화합물의 Tg|이고, 그 값이 4 ℃ 내지 30 ℃이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물은 각각 호스트로 사용된다. 구체적으로, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물은 각각 발광 호스트로 사용된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 발광 도펀트를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로, 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있다. 또한, 스티릴아민 화합물은 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아민기로 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 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 도펀트 재료는 발광 호스트 물질 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 내지 20 중량부, 0.7 중량부 내지 10 중량부, 또는 0.8 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 액상일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 광경화성기 및/또는 열경화성기를 포함하는 단분자; 또는 열에 의한 폴리머 형성이 가능한 말단기를 포함하는 단분자를 더 포함한다. 상기와 같이 광경화성기 및/또는 열경화성기를 포함하는 단분자; 또는 열에 의한 폴리머 형성이 가능한 말단기를 포함하는 단분자의 분자량은 3,000 g/mol이하의 화합물일 수 있으나, 상기 예시된 분자량에 한정되는 것은 아니다.
상기 광경화성기 및/또는 열경화성기를 포함하는 단분자; 또는 열에 의한 폴리머 형성이 가능한 말단기를 포함하는 단분자는 페닐, 비페닐, 플루오렌, 나프탈렌 등의 아릴; 아릴아민; 또는 플루오렌에 광경화성기 및/또는 열경화성기 또는 열에 의한 폴리머 형성이 가능한 말단기가 치환된 단분자를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물의 점도는 상온에서 2 cP 내지 15 cP이다. 상기 점도를 만족하는 경우 소자의 제조에 용이하다. 구체적으로, 유기 발광 소자 내 유기물층을 형성 시, 균일한 막을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 및 용매를 포함하는 코팅 조성물로서,
상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질은 각각 1 이상의 중수소를 포함하고,
상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질의 상기 용매에 대한 용해도가 각각 70 % 이상이고,
상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질의 발광색의 최대 발광 피크는 각각 380 nm 내지 500 nm이고,
상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 중 어느 하나의 호스트 물질은 상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 100 중량부에 대하여 65 중량부 내지 85 중량부 포함되는 것인 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 서로 다른 2개의 호스트 물질을 포함한다.
상기 코팅 조성물에서 있어서, 용해도 및 발광 피크에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
이하에서는 본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 1층 이상의 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 코팅 조성물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 높은 전하 재결합(charge recombination) 확률을 가짐으로써, 우수한 발광 효율을 기대할 수 있다. 또한, 서로 다른 2 이상의 블루 호스트 물질을 포함함에 따라 공정 온도 확보에 유리하다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 서로 다른 2 이상의 블루 호스트 물질은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서에 있어서, 상기 코팅 조성물을 포함한다는 것은, 상기 코팅 조성물 또는 상기 코팅 조성물의 경화물을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 발광층이 상기 코팅 조성물을 포함한다는 것은 상기 발광층이 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된다는 것을 의미한다.
이하에서는 전술한 유기 발광 소자에 포함되는 유기물층의 종류를 구체적으로 설명한다.
상기 1층 이상의 유기물층은 예를 들어, 정공 주입층; 정공 수송층; 정공 주입 및 수송층; 전자 차단층; 발광층; 정공 차단층; 전자 수송층; 전자 주입층; 및 전자 주입 및 수송층 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 또는 그 이상의 층을 포함한다. 이때, 정공 주입 및 수송층은 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층을 의미한다. 또한, 전자 주입 및 수송층은 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층을 의미한다. 그러나, 상기 군을 이루는 유기물층은 일 예시에 불과하고, 1층 이상의 유기물층이 전술한 예시에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 1층 이상의 유기물층은 필요에 따라, 같은 역할을 수행하는 층을 2층 이상 포함할 수 있다. 일 예시에 따른 유기 발광 소자는 제1 발광층 및 제2 발광층을 포함한다. 다만, 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 발광층을 포함한다. 일 예시로서, 상기 발광층은 전술한 코팅 조성물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 발광층 이외에 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 발광층 이외에 정공 주입층; 정공 수송층; 정공 주입 및 수송층; 전자 주입층; 전자 수송층; 및 전자 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 발광층 이외에 정공 주입층; 정공 수송층; 및 정공 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 발광층 이외에 제1 유기물층을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 유기물층은 정공 주입층; 정공 수송층; 및 정공 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 유기물층이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 발광층 이외에 전자 주입층; 전자 수송층; 및 전자 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 발광층 이외에 제2 유기물층을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 유기물층은 전자 주입층; 전자 수송층; 및 전자 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 유기물층이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 제1 유기물층 및 제2 유기물층을 더 포함하고,
상기 제1 유기물층은 상기 제1 전극 및 상기 발광층 사이에 구비되고,
상기 제2 유기물층은 상기 제2 전극 및 상기 발광층 사이에 구비되고,
상기 제1 유기물층은 정공 주입층; 정공 수송층; 및 정공 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 유기물층이고,
상기 제2 유기물층은 전자 주입층; 전자 수송층; 및 전자 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 유기물층이다.
이하에서는 상기 유기물층 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 적층 구조를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조이다. 예컨대, 상기 단층 구조의 유기물층은 유기 발광 소자의 제1 전극 및 제2 전극 사이에 구비되고, 상기 유기물층은 전술한 코팅 조성물을 포함한다. 구체적인 일 실시상태에 따르면, 상기 단층 구조로 이루어진 유기물층은 발광층이고, 이때 상기 발광층은 전술한 코팅 조성물을 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 유기물층은 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조이다. 예컨대, 상기 다층 구조의 유기물층은 상기 유기 발광 소자의 제1 전극 및 제2 전극 사이에 구비된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 다층 구조의 유기물층은 발광층 및 발광층 이외의 유기물층을 포함한다. 일 예시로서, 상기 발광층은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 구비되고, 상기 발광층 이외의 유기물층은 제1 전극 및 발광층 사이에 구비된다. 다른 일 예시로서, 상기 발광층은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 구비되고, 상기 발광층 이외의 유기물층은 발광층 및 제2 전극 사이에 구비된다. 또 다른 일 예시로서, 상기 발광층은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 구비되고, 상기 발광층 이외의 어느 하나의 유기물층은 제1 전극 및 발광층 사이에 구비되고, 상기 발광층 이외의 다른 어느 하나의 유기물층은 발광층 및 제2 전극 사이에 구비된다. 다만, 상기 구조는 예시일 뿐이고, 상기 구조에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 발광층 이외의 유기물층은 예를 들어, 정공 주입 및 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 주입 및 수송층 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 유기 발광 소자에서 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 차단층은 애노드 및 발광층 사이에 구비된다. 구체적인 예로서, 정공 주입층은 애노드 상부에 구비되고, 정공 수송층은 정공 주입층 상부에 구비되고, 전자 차단층은 정공 주입층 상부에 구비되나, 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.
또한, 일반적으로 유기 발광 소자에서 전자 주입층, 전자 수송층 또는 정공 차단층은 캐소드 및 발광층 사이에 구비된다. 구체적인 예로서, 정공 차단층은 발광층 상부에 구비되고, 전자 수송층은 정공 차단층 상부에 구비되고, 전자 주입층은 전자 수송층 상부에 구비되나, 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 포함된 다층 구조의 유기물층은 발광층; 및 정공 주입 및 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 전자 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 제1' 유기물층을 포함하고, 상기 발광층은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 구비되고, 상기 1층 이상의 제1' 유기물층은 상기 발광층 및 상기 제1 전극 사이 또는 발광층 및 제2 전극 사이에 구비된다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 포함된 다층 구조의 유기물층은 발광층; 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 이상의 제1' 유기물층; 및 전자 주입층, 전자 수송층 및 정공 차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 이상의 제2' 유기물층을 포함하고, 상기 발광층은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 구비되고, 상기 1층 이상의 제1' 유기물층은 제1 전극 및 발광층 사이에 구비되며, 상기 1층 이상의 제2' 유기물층은 제2 전극 및 발광층 사이에 구비된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 애노드이고, 제2 전극은 캐소드이다.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 캐소드이고, 제2 전극은 애노드이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 정방향 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 캐노드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 3에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 제1 전극(이때, 애노드)(201), 발광층(501) 및 제2 전극(이때, 캐소드)(801) 로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(101), 애노드(201), 정공 주입층(301), 정공 수송층(401), 발광층(501), 전자 수송층(601), 전자 주입층(701) 및 캐소드(801)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(101), 애노드(201), 정공 주입층(301), 정공 수송층(401), 발광층(501), 전자 수송층(601), 전자 주입층(701), 캐소드(801) 및 캡핑층(901)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 1 내지 3의 발광층(501)은 상기 서로 다른 2개의 호스트 물질(상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물) 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 포함하거나, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
상기와 같이, 단층 또는 다층 구조의 유기물층을 갖는 유기 발광 소자는 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 애노드/정공 수송층/발광층/캐소드
(2) 애노드/정공 주입층/정공 수송층/발광층/캐소드
(3) 애노드/정공 주입층/정공 버퍼층/정공 수송층/발광층/캐소드
(4) 애노드/정공 수송층/발광층/전자 수송층/캐소드
(5) 애노드/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드
(6) 애노드/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/캐소드
(7) 애노드/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드
(8) 애노드/정공 주입층/정공 버퍼층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/캐소드
(9) 애노드/정공 주입층/정공 버퍼층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층 /캐소드
(10) 애노드/정공 수송층/전자 차단층/발광층/전자 수송층/캐소드
(11) 애노드/정공 수송층/전자 차단층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드
(12) 애노드/정공 주입층/정공 수송층/전자 차단층/발광층/전자 수송층/캐소드
(13) 애노드/정공 주입층/정공 수송층/전자 차단층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드
(14) 애노드/정공 수송층/발광층/정공 차단층/전자 수송층/캐소드
(15) 애노드/정공 수송층/발광층/정공 차단층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드
(16) 애노드/정공 주입층/정공 수송층/발광층/정공 차단층/전자 수송층/캐소드
(17) 애노드/정공 주입층/정공 수송층/발광층/정공 차단층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드
(18) 애노드/정공 주입층/정공 수송층/발광층/정공 차단층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드/캡핑층
(19) 애노드/정공 주입층/제1 정공 수송층/제2 정공 수송층/발광층/정공 차단층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드/캡핑층
상기 구조에 있어서, '정공 주입층/정공 수송층'은 '정공 주입 및 수송층'으로 대체될 수 있다. 또한, '전자 수송층/전자 주입층'은 '전자 주입 및 수송층'으로 대체될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 용매에 대한 설명은 코팅 조성물에서 전술한 바와 동일하다. 예컨대, 상기 호스트 물질들(화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물)의 용해도, 상기 호스트 물질의 발광색의 최대 발광 피크, 중량비, 중수소화율, HOMO level 차이, LUMO level 차이 및 Tg 차이와 관련해서는 전술한 설명이 적용될 수 있다.
이하에서는 전술한 애노드, 캐소드 및 구체적인 유기물층의 재료를 자세히 설명한다.
상기 애노드 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 예를 들어, 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-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 캐소드 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 예를 들어, 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 애노드 및/또는 캐소드는 각각 ITO/Ag/ITO의 적층 구조를 가지는 3중층으로 구성될 수도 있다. 이때, 제1 전극 및/또는 제2 전극이 다중층으로 구성되면, 신호 지연(RC delay)에 의한 전압 강하를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자들로 원하는 전압을 효과적으로 전달할 수 있게 된다.
상기 캐소드 위에 추가로 전극의 보호를 위한 캡핑층(capping layer, CPL)을 형성할 수 있으며, 상기 캡핑층 물질은 당 기술분야에 사용되는 재료를 적절하게 사용할 수 있다.
상기 발광층은 호스트 재료 및/또는 도펀트 재료를 포함할 수 있다.
상기 호스트 재료로는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로, 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 호스트 재료로는 전술한 호스트 재료들 중 선택되는 2 이상의 호스트 재료들을 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 안트라센 유도체가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 호스트 재료로서 상기 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 도펀트 재료로는 코팅 조성물에서 예시한 설명이 적용될 수 있다.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 수취하는 층이다. 정공 주입 물질은 정공을 수송하는 능력을 가져 애노드으로부터 정공 수취 효과 및 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 발광층에서 생성된 엑시톤의 전자 주입층 또는 전자 주입 재료에의 이동을 방지할 수 있는 능력이 우수한 물질이 바람직하다. 또한, 박막 형성 능력이 우수한 물질이 바람직하다. 또한, 정공 주입 물질의 HOMO가 애노드 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는, 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물; 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물; 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물; 페릴렌(perylene) 계열의 유기물; 안트라퀴논, 폴리아닐린과 같은 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자; 이터븀(Yb); 디스프로슘(Dy) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 단층 또는 2 층 이상의 다층 구조일 수 있다. 정공 수송 물질로는 애노드나 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 바람직하다.
상기 전자 수송층은 전자 주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층이다. 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는, 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이, 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질은 낮은 일함수를 가지며, 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로, 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨 등이 있고, 각 경우 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자 주입층은 전극으로부터 전자를 수취하는 층이다. 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력이 우수하고, 캐소드로부터의 전자 수취 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자 주입 효과를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 발광층에서 생성된 엑시톤이 정공 주입층으로 이동하는 것을 방지하고, 박막 형성 능력이 우수한 물질이 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 한정되는 것은 아니다. 상기 금속 착체 화합물로는 8-히드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-히드록시벤조[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 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 차단층은 전자 주입층으로부터 주입된 전자가 발광층을 지나 정공 주입층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명 또는 효율을 향상시킬 수 있는 층이다. 상기 전자 차단 물질로는 공지의 전자 차단 물질을 사용할 수 있다.
상기 정공 차단층은 정공의 캐소드로의 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 전자 주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 상기 정공 차단층 물질로는 구체적으로, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 및 수송층은 전술한 정공 주입층 및 정공 수송층의 재료를 포함할 수 있다.
상기 전자 주입 및 수송층은 전술한 전자 주입층 및 정공 수송층의 재료를 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 유기 발광 소자의 유기물층 중 1층 이상이 전술한 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시상태는 제1 전극을 준비하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 1층 이상의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 용액 공정으로 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 1층 이상의 유기물층이 전술한 코팅 조성물로 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 발광 소자는 발광층이 전술한 코팅 조성물로 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물은 용액 도포법에 의하여 유기 발광 소자를 제조할 수 있어 소자의 대면적화가 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 스핀 코팅 방법을 이용한다.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 인쇄법을 이용한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인쇄법은 예컨대, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 오프셋 프린팅, 전사 프린팅 또는 스크린 프린팅 등이 있으나, 상기 나열된 인쇄법에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물은 구조적인 특성으로 용액 공정이 적합하여 인쇄법에 의하여 형성될 수 있으므로, 소자의 제조 시에 시간 및 비용적으로 경제적인 효과가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성하는 단계는 상기 제1 전극 또는 1층 이상의 유기물층 상에 상기 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계, 열처리하는 단계 또는 광처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 제1 전극 또는 상기 1층 이상의 유기물층 상에 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계, 열처리하는 단계, 및/또는 광처리하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 1층 이상의 유기물층 상에 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계 또는 열처리하는 단계를 포함한다. 일 예로서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 제1 전극 또는 상기 1층 이상의 유기물층 상에 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계를 포함한다. 다른 일 예로서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 제1 전극 또는 상기 1층 이상의 유기물층 상에 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 열처리하는 단계를 포함한다. 다른 일 예로서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 1층 이상의 유기물층 상에 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계; 및 열처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열처리하는 단계는 열처리를 통하여 행해질 수 있으며, 상기 열처리 단계에서의 열처리 온도는 80 ℃ 내지 250 ℃; 80 ℃ 이상 200 ℃ 미만; 100 ℃ 내지 170 ℃; 또는 120 ℃ 내지 160 ℃일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열처리하는 단계에서의 열처리 시간은 1 분 내지 2 시간이고, 일 실시상태에 따르면 1 분 내지 1 시간일 수 있으며, 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 5 분 내지 1 시간일 수 있다. 바람직한 일 예로서, 상기 열처리하는 단계에서의 열처리 시간은 5 분 내지 30 분이다.
상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계에서 상기 열처리 단계 또는 광처리 단계를 포함하면서 상기 코팅 조성물이 광경화성기 및/또는 열경화성기를 포함하는 단분자; 또는 열에 의한 폴리머 형성이 가능한 말단기를 포함하는 단분자를 더 포함하는 경우에는 코팅 조성물에 포함된 구성요소 간 가교를 형성하여 박막화된 구조가 포함된 유기물층을 제공할 수 있다. 이때, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층의 표면 위에 다른 층을 적층할 시, 용매에 의하여 용해되거나, 형태학적으로 영향을 받거나 분해되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 제조 방법에 따라 유기물층이 형성된 경우에는 용매에 대한 저항성이 증가하여 용액 증착 및 가교 방법을 반복 수행하여 다층을 형성할 수 있으며, 안정성이 증가하여 소자의 수명 특성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 전술한 코팅 조성물을 포함하거나, 전술한 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자를 포함하는 전자 소자를 제공한다.
상기 전자 소자는 반도체 소자의 층간 절연막, 컬러필터, 블랙 매트릭스, 오버 코트, 컬럼 스페이서, 패시베이션막, 버퍼 코트막, 다층 프린트 기판용 절연막, 플렉서블 구리 피복판의 커버 코트, 버퍼코트 막, 다층 프린트 기판용 절연막솔더 레지스트막, OLED의 절연막, 액정표시소자의 박막 트랜지스터의 보호막, 유기 EL 소자의 전극보호막 및 반도체 보호막, OLED 절연막, LCD 절연막, 반도체 절연막, 태양광 모듈, 터치 패널, 디스플레이 패널 등의 디스플레이 장치 등을 모두 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<화합물 제조예 >
제조예 1. 화합물 D의 제조
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000014
9-bromo-10-(naphthalen-2-yl)anthracene(20g, 52.2mmol) 과 (4-(naphthalen-1-yl)phenyl)boronic acid(14.2g, 57.4mmol)을 tetrahydrofuran 용매 200mL에 넣고, 승온하여 교반하였다. Potassium carbonate(14.4g, 104.3mmol) 수용액을 넣어준 뒤 증류가 시작되면 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)(1.81g, 1.56mmol)을 넣고 추가로 3시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후, 여과한 뒤 EtOH slurry 증류를 통해 [화합물 D-1](23g, 87% yield)를 얻었다. Inert한 환경에서 [화합물 D-1]를 Benzene-d6에 녹인 뒤 trichlorobenzene가 함께 2시간 동안 교반하였다. D2O quenching을 통해 반응을 종결하여 [화합물 D]를 얻었다.
상기 [화합물 D]의 Tg는 131 ℃이며, 상기 [화합물 D]의 HOMO level 및 LUMO level은 각각 -5.89 eV 및 -2.92 eV이다. 상기 반응식에서 Dn은 n개의 중수소(D)로 치환되는 것을 의미하고, 예를 들어, D7은 7개의 중수소로 치환되는 것을 의미한다.
[M + H]+　= 533
제조예 2. 화합물 E의 제조
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000015
상기 제조예 1에서, (4-(naphthalen-1-yl)phenyl)boronic acid 대신 naphthalen-1-ylboronic acid을 사용한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 [화합물 E]를 제조하였다.
상기 [화합물 E]의 Tg는 126 ℃이며, 상기 [화합물 E]의 HOMO level 및 LUMO level은 각각 -6.00 eV 및 -3.05 eV이다. 상기 반응식에서 Dn은 n개의 중수소(D)로 치환되는 것을 의미하고, 예를 들어, D7은 7개의 중수소로 치환되는 것을 의미한다.
[M + H]+　= 453
* 상기 화합물 D 및 E 간 Tg 차이의 절대값 / HOMO level 차이의 절대값 / LUMO level 차이의 절대값
△(Tg): 5 ℃
△(HOMO level): 0.11 eV
△(LUMO level): 0.13 eV
실시예 1-1.
하기 화합물 D 및 하기 화합물 E를 7:3의 중량비로 혼합하고, 이에 용매 시클로헥산온을 첨가하여 코팅 조성물 1을 제조하였다. 상기 제조된 코팅 조성물 1에서 상기 화합물 D 및 상기 화합물 E가 용매 시클로헥산온에 용해되는 정도를 사진으로 측정하였다. 도 4에는 본원 실시예 1-1에서 상기 화합물 D 및 상기 화합물 E가 용매 시클로헥산온에 용해되는 정도를 측정한 사진을 도시하였다.
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000016
도 4를 통해 상기 화합물 D 및 상기 화합물 E는 용매인 시클로헥산온에 대한 우수한 용해도(70% 이상의 용해도)를 나타내어 코팅 조성물 1이 혼탁하지 않은 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 상기 코팅 조성물 1의 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
<소자 제조예 >
애노드로서 ITO(indium tin oxide)/Ag/ITO 가 각각 100 Å, 1200 Å 및 80 Å의 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. 30분 간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분 간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, 상기 기판을 10분 간 핫플레이트(Hot plate)에서 베이킹(baking)한 후 글로브박스로 기판을 수송시켰다.
상기 애노드 위에 하기 화합물 A과 하기 화합물 B를 8:2의 중량비로 포함하는 2.5 wt% 시클로헥산온의 혼합물로 Hole injection layer(HIL) 용액을 스핀 코팅(2500 rpm)하고, 230 ℃에서 30 분 간 열처리(경화)하여 50 nm 두께로 정공 주입층(HIL)을 형성하였다. 이후, 하기 화합물 C를 2.1 %w/V 톨루엔 용매로 Hole transport layer(HTL) 용액을 제조하여 스핀 코팅으로 HIL 위에 100 nm 두께의 정공 수송층(Hole transport layer, HTL)을 형성하였다.
이어서, 상기 정공 수송층 위에 40 nm 두께의 발광층(Emission layer, EML)을 형성하는데, 이때 2 개의 블루 호스트인 하기 화합물 D 및 하기 화합물 E를 7:3의 중량비로 혼합하고, 이에 블루 도펀트 화합물 F를 2 w%의 비율로 시클로헥산온에 혼합하여 Emission layer(EML) 코팅 조성물을 제조하고, 상기 코팅 조성물을 스핀 코팅 후 150℃ 핫플레이트(hot plate)에서 10분 동안 열처리하여 40 nm 두께의 발광층을 제작하였다. 상기 발광층 위에 하기 화합물 G를 진공 증착하여 두께 20 nm의 전자 수송층을 형성하였다. 상기 전자 수송층 위에 순차적으로 Yb를 증착하여 두께 1 nm의 전자 주입층과 Ag:Mg를 각각 9:1의 비율로 13 nm 증착하여 캐소드를 형성하였으며, 그 위에 마지막으로 하기 화합물 H를 적용하여 70 nm 두께로 캡핑층(capping layer)을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 Å/sec, 내지 1.0 Å/sec를 유지하였고, 전자 주입층은 0.1 Å/sec, 캐소드는 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며 증착 시 진공도는 2x10-8 torr 내지 5x10-6 torr를 유지하였다.
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000017
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000018
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000019
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000020
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000021
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000022
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000023
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000024
실시예 2-1.
상기 소자 제조예에서 제조한 유기 발광 소자를 10 mA/cm2의 전류 밀도에서 구동전압, 발광효율, 외부양자효율(external quantum efficiency) 및 수명을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. T95는 휘도가 초기 휘도(1000 nit)에서 95 %로 감소되는데 소요되는 시간(hr)을 의미한다.
실시예 2-2 및 비교예 2-1 내지 비교예 2-4.
발광층 제조 시 사용되는 Emission layer(EML) 코팅 조성물에 포함되는 상기 화합물 D 및 상기 화합물 E 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 2-3 및 2-4에서 사용된 화합물 D-1 및 E-1은 각각 하기와 같다.
Figure PCTKR2023000803-appb-img-000025
상기 각 실시예 또는 비교예에서 제조한 유기 발광 소자를 10 mA/cm2의 전류 밀도에서 구동전압, 발광효율, 외부양자효율(external quantum efficiency) 및 수명을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
발광층 열처리 온도
(℃)		 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 양자효율
(%)		 T95
(hr)
실시예
2-1		 화합물 D:화합물 E
= 7:3		 145 4.09 7.16 13.24 152
실시예
2-2		 화합물 D:화합물 E
= 8:2		 145 4.05 6.99 13.39 163
비교예
2-1		 화합물 D-1:화합물 E-1
= 7:3		 145 4.66 6.13 13.17 128
비교예
2-2		 화합물 D-1:화합물 E-1
= 8:2		 145 4.56 6.09 12.99 130
비교예
2-3		 화합물 D:화합물 E
= 0:10		 145 결정화되어 실험 불가
비교예
2-4		 화합물 D:화합물 E
= 10:0		 145 4.64 5.51 11.14 61
비교예
2-5		 화합물 D-1:화합물 E-1
= 0:10		 45 결정화되어 실험 불가
비교예
2-6		 화합물 D-1:화합물 E-1
= 10:0		 145 4.88 5.86 11.75 50
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 서로 다른 2 개의 호스트 물질을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성한 실시예 2-1 및 실시예 2-2는 비교예 2-1 내지 2-6 대비 구동 전압이 감소하고, 효율 및 수명 특성이 향상하는 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 실시예 2-1 및 2-2는 중수소로 치환된 서로 다른 2개의 블루 호스트 물질을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성함으로써, 중수소로 치환되지 않은 서로 다른 2개의 블루 호스트 물질을 포함하는 코팅 조성물을 이용하는 경우(비교예 2-1 및 2-2)보다 구동 전압이 감소하고, 효율 및 수명 특성이 향상하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 2-3 내지 비교예 2-6은 서로 다른 2 개의 블루 호스트 물질을 포함하지 않고, 단독 블루 호스트 물질을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성하여 구동 전압, 효율 및/또는 수명 특성이 열화되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 2-3 및 2-5에서는 화합물 E 또는 화합물 E-1만 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성하였는데, 유기물층이 결정화되어 전압, 효율 및 수명 특성이 측정될 수 없을 정도로 소자 특성이 매우 열화되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 2-4 및 2-6에서는 화합물 D 또는 화합물 D-1만 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성하였는데, 구동 전압 상승 및 효율 저하의 단점이 있고, 특히 수명 특성이 매우 열화되는 것을 확인할 수 있다.

Claims (17)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 용매를 포함하는 코팅 조성물로서,
    상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자의 유기물층 형성용인 것인 코팅 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000026
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000027
    상기 화학식 1 및 2에 있어서,
    R1 및 R2는 각각 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
    R3는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
    R4는 -(L)a-R41이고,
    L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    R41은 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
    a는 1 내지 7의 정수이며, a가 2 이상일 경우 2 이상의 L은 서로 같거나 상이하고,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 1 이상의 중수소로 치환된다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 L은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기인 것인 코팅 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 상기 용매에 대한 용해도가 각각 70% 이상인 것인 코팅 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것인 코팅 조성물:
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000028
    상기 화합물들에 있어서, 상기 화합물들은 1 이상의 중수소로 치환된다.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것인 코팅 조성물:
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000029
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000030
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000031
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000032
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000033
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000034
    Figure PCTKR2023000803-appb-img-000035
    상기 화합물들에 있어서, 상기 화합물들은 1 이상의 중수소로 치환된다.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 15:85 내지 85:15 중량비로 포함되는 것인 코팅 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층인 것인 코팅 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 발광색의 최대 발광 피크는 각각 380 nm 내지 500 nm인 것인 코팅 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 각각 10% 이상 중수소화된 것인 코팅 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 HOMO level 차이 또는 LUMO level 차이는 0.1 eV 내지 5.0 eV인 것인 코팅 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 유리 전이 온도 차이는 3℃ 내지 30℃인 것인 코팅 조성물.
  12. 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 및 용매를 포함하는 코팅 조성물로서,
    상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질은 각각 1 이상의 중수소를 포함하고,
    상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질의 상기 용매에 대한 용해도가 각각 70 % 이상이고,
    상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질의 발광색의 최대 발광 피크는 각각 380 nm 내지 500 nm이고,
    상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 중 어느 하나의 호스트 물질은 상기 서로 다른 2 이상의 호스트 물질 100 중량부에 대하여 65 중량부 내지 85 중량부 포함되는 것인 코팅 조성물.
  13. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
    상기 1층 이상의 유기물층은 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층; 정공 수송층; 정공 주입 및 수송층; 전자 주입층; 전자 수송층; 및 전자 주입 및 수송층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상의 유기물층을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  15. 제1 전극을 준비하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
    상기 1층 이상의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 이용하여 상기 유기물층을 용액 공정으로 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 코팅 조성물을 이용하여 유기물층을 형성하는 단계는
    상기 제1 전극 또는 상기 1층 이상의 유기물층 상에 상기 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계, 열처리하는 단계 또는 광처리하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 열처리하는 단계에서의 열처리 온도는 80 ℃ 내지 250 ℃인 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
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