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KR20210072209A - 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 아민 화합물 - Google Patents

유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 아민 화합물 Download PDF

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KR20210072209A
KR20210072209A KR1020190161817A KR20190161817A KR20210072209A KR 20210072209 A KR20210072209 A KR 20210072209A KR 1020190161817 A KR1020190161817 A KR 1020190161817A KR 20190161817 A KR20190161817 A KR 20190161817A KR 20210072209 A KR20210072209 A KR 20210072209A
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unsubstituted
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Abstract

일 실시예의 유기 전계 발광 소자는 서로 마주하는 제1 전극과 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 복수 개의 유기층들을 포함하고, 유기층들 중 적어도 하나는 하기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물을 포함하여 개선된 발광 효율을 나타낼 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00081

Description

유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 아민 화합물{ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE AND AMINE COMPOUND FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE}
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 이에 사용되는 아민 화합물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 발광 재료로 사용되는 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
최근, 영상 표시 장치로서, 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence Display)의 개발이 왕성하게 이루어져 왔다. 유기 전계 발광 표시 장치는 액정 표시 장치 등과는 다르고, 제1 전극 및 제2 전극으로부터 주입된 정공 및 전자를 발광층에 있어서 재결합시킴으로써, 발광층에 있어서 유기 화합물을 포함하는 발광 재료를 발광시켜서 표시를 실현하는 소위 자발광형의 표시 장치이다.
유기 전계 발광 소자를 표시 장치에 응용함에 있어서는, 유기 전계 발광 소자의 저 구동 전압화, 고 발광 효율화 및 장수명화가 요구되고 있으며, 이를 안정적으로 구현할 수 있는 유기 전계 발광 소자용 재료 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
또한, 고효율 유기 전계 발광 소자를 구현하기 위해 정공 수송층의 재료에 대한 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 발광 효율 및 소자 수명이 개선된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유기 전계 발광 소자의 발광 효율 및 소자 수명을 개선할 수 있는 아민 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 복수 개의 유기층들을 포함한다. 상기 유기층들 중 적어도 하나의 유기층은 아민 화합물을 포함하고, 상기 아민 화합물은 아민기, 및 상기 아민기에 치환된 테트라페닐에테닐기를 포함하고, 상기 아민기는 상기 테트라페닐에테닐기에 포함된 하나의 페닐기와 연결된다.
상기 테트라페닐에테닐기는 상기 아민기와 링커를 통해 결합하거나, 또는 직접 결합할 수 있다.
상기 유기층들은 상기 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역, 상기 정공 수송 영역 상에 배치된 발광층, 및 상기 발광층 상에 배치된 전자 수송 영역을 포함할 수 있다. 상기 정공 수송 영역은 상기 아민 화합물을 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 상기 제1 전극 상에 배치된 정공 주입층, 및 상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층을 포함할 수 있다. 상기 정공 수송층은 상기 아민 화합물을 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 복수의 유기층들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 유기층들 중 상기 발광층에 인접한 유기층은 상기 아민 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 복수 개의 유기층들을 포함하고, 상기 유기층들 중 적어도 하나의 유기층은 하기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고, L1은 직접 결합(direct linkage), 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환 고리형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고, n1 내지 n3는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고, n4는 0 이상 4 이하의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 모노아민 화합물일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00002
[화학식 2-2]
Figure pat00003
상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, R5는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환 고리형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고, n5는 0 이상 4 이하의 정수이다.
상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, Ar1 및 Ar2, R1 내지 R4, 및 n1 내지 n4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일한 설명이 적용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00004
[화학식 3-2]
Figure pat00005
[화학식 3-3]
Figure pat00006
상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서, Ar1 및 Ar2, R1 내지 R4, 및 n1 내지 n4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일한 설명이 적용될 수 있다.
상기 Ar1 및 Ar2 는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
상기 Ar1 및 Ar2 는 서로 상이할 수 있다.
상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기이고, 상기 Ar2는 2개 이상의 고리가 축합된 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 2개 이상의 고리가 축합된 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아민 화합물은 상기 화학식 1로 표시될 수 있다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자는 낮은 구동 전압, 고효율, 및 장수명의 개선된 소자 특성을 나타낼 수 있다.
일 실시예의 아민 화합물은 유기 전계 발광 소자의 정공수송영역에 포함되어 유기 전계 발광 소자의 고효율화 및 장수명화에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)은 서로 마주하고 배치되며, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에는 복수 개의 유기층들이 배치될 수 있다. 복수 개의 유기층들은 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다. 제2 전극(EL2) 상에는 캡핑층(CPL)이 더 배치될 수 있다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 복수 개의 유기층들 중 적어도 하나의 유기층에 후술하는 일 실시예의 아민 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 발광층(EML)에 후술하는 일 실시예의 아민 화합물을 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 발광층(EML) 이외에 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 복수의 유기층들인 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR)에 포함된 적어도 하나의 유기층에 후술하는 일 실시예에 따른 아민 화합물을 포함하거나, 또는 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)에 후술하는 일 실시예에 따른 아민 화합물을 포함할 수 있다.
한편, 도 2는 도 1과 비교하여, 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)을 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다. 또한, 도 3은 도 1과 비교하여 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 저지층(EBL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL), 및 정공 저지층(HBL)을 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다. 도 4는 도 2와 비교하여 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)을 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다.
이후 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에 대한 설명에 있어서, 정공 수송 영역(HTR)에 후술하는 일 실시예에 따른 아민 화합물을 포함하는 것으로 설명하나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 일 실시예에 따른 아민 화합물은 발광층(EML), 또는 전자 수송 영역(ETR)에 포함될 수도 있다.
제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 금속 합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 애노드(anode)일 수 있다. 또한, 제1 전극(EL1)은 화소 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 전극(EL1)의 두께는 약 1000Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 1000Å 내지 약 3000Å일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 정공 버퍼층(미도시), 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)의 두께는 예를 들어, 약 50Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 또는 정공 수송층(HTL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질 및 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층(미도시), 정공 주입층(HIL)/정공 버퍼층(미도시), 정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL)의 구조를 가질 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 영역(HTR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 정공 수송 영역(HTR)은 일 실시예의 아민 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
한편, 본 명세서에서 "치환 또는 비치환된"은 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 실릴기, 옥시기, 티오기, 설피닐기, 설포닐기, 카보닐기, 붕소기, 포스핀 옥사이드기, 포스핀 설파이드기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 탄화수소 고리기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 예시된 치환기 각각은 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 예를 들어, 비페닐기는 아릴기로 해석될 수도 있고, 페닐기로 치환된 페닐기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성"한다는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성하는 것을 의미할 수 있다. 탄화수소 고리는 지방족 탄화수소 고리 및 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 헤테로 고리는 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리를 포함한다. 인접하는 기와 서로 결합하여 형성된 고리는 단환 또는 다환일 수 있다. 또한, 서로 결합하여 형성된 고리는 다른 고리와 연결되어 스피로 구조를 형성하는 것일 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기"는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기 또는 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 인접한 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene)에서 2개의 메틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있고, 1,1-디에틸시클로펜테인(1,1-diethylcyclopentane)에서 2개의 에틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 직접결합(direct linkage)은 단일결합일 수 있다.
본 명세서에서, 할로겐 원자의 예로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자가 있다.
본 명세서에서, 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 알킬기의 탄소수는 1 이상 50 이하, 1 이상 30 이하, 1 이상 20 이하, 1 이상 10 이하 또는 1 이상 6 이하이다. 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, t-부틸기, i-부틸기, 2- 에틸부틸기, 3, 3-디메틸부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 시클로펜틸기, 1-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-에틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, n-헥실기, 1-메틸헥실기, 2-에틸헥실기, 2-부틸헥실기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4-t-부틸시클로헥실기, n-헵틸기, 1-메틸헵틸기, 2,2-디메틸헵틸기, 2-에틸헵틸기, 2-부틸헵틸기, n-옥틸기, t-옥틸기, 2-에틸옥틸기, 2-부틸옥틸기, 2-헥실옥틸기, 3,7-디메틸옥틸기, 시클로옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 아다만틸기, 2-에틸데실기, 2-부틸데실기, 2-헥실데실기, 2-옥틸데실기, n-운데실기, n-도데실기, 2-에틸도데실기, 2-부틸도데실기, 2-헥실도데실기, 2-옥틸도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, 2-에틸헥사데실기, 2-부틸헥사데실기, 2-헥실헥사데실기, 2-옥틸헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, n-노나데실기, n-이코실기, 2-에틸이코실기, 2-부틸이코실기, 2-헥실이코실기, 2-옥틸이코실기, n-헨이코실기, n-도코실기, n-트리코실기, n-테트라코실기, n-펜타코실기, n-헥사코실기, n-헵타코실기, n-옥타코실기, n-노나코실기, 및 n-트리아콘틸기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리는 지방족 탄화수소 고리 및 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 헤테로 고리는 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리를 포함한다. 탄화수소 고리 및 헤테로 고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리기는 지방족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기, 또는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기일 수 있다. 탄화수소 고리기의 고리 형성 탄소수 5 이상 60 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 헤테로 고리기는 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리형성 원자로 포함하는 헤테로 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기일 수 있다. 헤테로 고리기의 고리 형성 탄소수 5 이상 60 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 아릴기는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 아릴기의 고리 형성 탄소수는 6 이상 30 이하, 6 이상 20 이하, 또는 6 이상 15 이하일 수 있다. 아릴기의 예로는 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 퀸크페닐기, 섹시페닐기, 트리페닐에닐기, 피레닐기, 벤조 플루오란테닐기, 크리세닐기 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수도 있다. 플루오레닐기가 치환되는 경우의 예시는 하기와 같다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
본 명세서에서, 헤테로아릴기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 헤테로아릴기가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로아릴기는 단환식 헤테로 고리기 또는 다환식 헤테로 고리기일 수 있다. 헤테로아릴기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딘기, 비피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀린기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 페녹사진기, 프탈라진기, 피리도 피리미딘기, 피리도 피라진기, 피라지노 피라진기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, N-아릴카바졸기, N-헤테로아릴카바졸기, N-알킬카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 티에노티오펜기, 벤조퓨란기, 페난트롤린기, 티아졸기, 이소옥사졸기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 페노티아진기, 디벤조실롤기 및 디벤조퓨란기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에서, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하 또는 2 이상 10 이하이다. 알케닐기의 예로는 비닐기, 1-부테닐기, 1-펜테닐기, 1,3-부타디에닐 아릴기, 스티레닐기, 스티릴비닐기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 실릴기는 알킬 실릴기 및 아릴 실릴기를 포함한다. 실릴기의 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 붕소기는 알킬 붕소기 및 아릴 붕소기를 포함한다. 붕소기의 예로는 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 디페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 이상 30 이하일 수 있다. 아민기는 알킬 아민기 및 아릴 아민기를 포함할 수 있다. 아민기의 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 페닐아민기, 디페닐아민기, 나프틸아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리기는 지방족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 탄화수소 고리기는 고리 형성 탄소수 5 이상 20 이하의 포화 탄화수소 고리기일 수 있다.
본 명세서에서, 헤테로고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 헤테로고리기가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로고리기는 단환식 헤테로고리기 또는 다환식 헤테로고리기일 수 있으며, 헤테로아릴기를 포함하는 개념이다. 헤테로고리기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다.
일 실시예의 아민 화합물은 테트라페닐에테닐기를 치환기로 포함한다. 일 실시예의 아민 화합물은 아민기를 포함하고, 아민기에 치환된 테트라페닐에테닐기를 포함한다. 테트라페닐에테닐기는 에텐(ethane)을 중심으로, 2개의 탄소에 각각 두 개의 페닐기가 치환된 구조를 가진다. 아민기는 테트라페닐에테닐기에 포함된 하나의 페닐기와 연결된 구조를 가진다. 아민 화합물에 포함된 테트라페닐에테닐기는 아민기에 직접 결합되거나, 링커를 통해 결합할 수 있다.
일 실시예의 아민 화합물은 모노아민 화합물일 수 있다. 아민 화합물은 화합물 구조 내에 하나의 아민기를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00011
화학식 1에서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이다. Ar1 및 Ar2 는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다. Ar1 및 Ar2 는 서로 상이한 것일 수 있다. Ar1은 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기이고, Ar2는 2개 이상의 고리가 축합된 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 2개 이상의 고리가 축합된 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다. 2개 이상의 고리가 축합된 치환 또는 비치환된 아릴기는 일 예로, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기일 수 있다. 2개 이상의 고리가 축합된 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기는 일 예로, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다. 일 실시예에서, Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고, Ar2는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
화학식 1에서, L1은 직접 결합(direct linkage), 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이다. 일 실시예에서, L1은 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기일 수 있다. 예를 들어, L1은 직접결합이거나, 비치환된 페닐렌기일 수 있다.
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환 고리형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이다. 화학식 1에서, R1 내지 R4 각각이 인접하는 기와 연결되어 고리를 형성하는 경우는 제외될 수 있다. 즉, 화학식 1로 표시되는 아민 화합물에서 테트라페닐에테닐 모이어티는 4개의 벤젠고리 외에 추가 고리를 형성하지 않는 것일 수 있다. 일 실시예에서, R1 내지 R4는 각각 수소 원자일 수 있다.
화학식 1에서, n1 내지 n3는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고, n4는 0 이상 4 이하의 정수이다. 화학식 1에서 n1이 0일 경우, 일 실시예의 아민 화합물은 R1으로 치환되지 않은 것일 수 있다. 화학식 1에서 n1이 2이고 R1이 모두 수소 원자인 경우, 화학식 1에서 n1이 0일 경우와 동일할 수 있다. 화학식 1에서 n1이 2일 경우, 복수의 R1은 서로 동일한 것이거나, 또는 서로 상이한 것일 수 있다. 화학식 1에서 n2가 0일 경우, 일 실시예의 아민 화합물은 R2로 치환되지 않은 것일 수 있다. 화학식 1에서 n2가 2이고 R2가 모두 수소 원자인 경우, 화학식 1에서 n2가 0일 경우와 동일할 수 있다. 화학식 1에서 n2가 2일 경우, 복수의 R2는 서로 동일한 것이거나, 또는 서로 상이한 것일 수 있다. 화학식 1에서 n3가 0일 경우, 일 실시예의 아민 화합물은 R3로 치환되지 않은 것일 수 있다. 화학식 1에서 n3가 2이고 R3가 모두 수소 원자인 경우, 화학식 1에서 n3가 0일 경우와 동일할 수 있다. 화학식 1에서 n3가 2일 경우, 복수의 R3는 서로 동일한 것이거나, 또는 서로 상이한 것일 수 있다. 화학식 1에서 n4가 0일 경우, 일 실시예의 아민 화합물은 R4로 치환되지 않은 것일 수 있다. 화학식 1에서 n4가 2이고 R4가 모두 수소 원자인 경우, 화학식 1에서 n4가 0일 경우와 동일할 수 있다. 화학식 1에서 n4가 2일 경우, 복수의 R4는 서로 동일한 것이거나, 또는 서로 상이한 것일 수 있다.
일 실시예의 아민 화합물은 아민에 연결되는 치환기로 테트라페닐에테닐기를 포함한다. 보다 구체적으로, 아민 화합물은 별도의 추가 고리를 가지지 않는 테트라페닐에테닐기를 치환기로 포함할 수 있다. 일 실시예의 아민 화합물이 테트라페닐에테닐기를 치환기로 포함함에 따라, 화합물 구조의 안정화를 통해 분자 간 정공수송 능력이 향상될 수 있다. 따라서, 일 실시예의 아민 화합물을 정공 수송 재료로 포함하는 유기 전계 발광 소자는 여분의 전하에 의한 재료의 손상이 방지되어 장수명을 가질 수 있고, 더하여 높은 발광 효율, 낮은 구동 전압, 고휘도를 가질 수 있다.
화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00012
[화학식 2-2]
Figure pat00013
화학식 2-1은 화학식 1에서 L1이 직접결합인 경우이다. 화학식 2-2는 화학식 1에서 L1이 치환 또는 비치환된 페닐렌기인 경우이다.
화학식 2-2에서, R5는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환 고리형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이다. 화학식 2-2에서, R5가 인접하는 기와 연결되어 고리를 형성하는 경우는 제외될 수 있다. 일 실시예에서, R5는 수소 원자일 수 있다.
화학식 2-2에서, n5는 0 이상 4 이하의 정수이다. 화학식 2-2에서 n5가 0일 경우, 일 실시예의 아민 화합물은 R5로 치환되지 않은 것일 수 있다. 화학식 2-2에서 n5가 2이고 R5가 모두 수소 원자인 경우, 화학식 2-2에서 n5가 0일 경우와 동일할 수 있다. 화학식 2-2에서 n5가 2일 경우, 복수의 R5는 서로 동일한 것이거나, 또는 서로 상이한 것일 수 있다.
한편, 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서 Ar1 및 Ar2, R1 내지 R4, 및 n1 내지 n4에 대하여는 상기 화학식 1 에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00014
[화학식 3-2]
Figure pat00015
[화학식 3-3]
Figure pat00016
화학식 3-1은 화학식 1에서 테트라페닐에테닐기에 포함된 하나의 페닐기에 있어서, 페닐기의 파라(para) 위치에서 아민기와 연결된 경우이다. 화학식 3-2는 화학식 1에서 테트라페닐에테닐기에 포함된 하나의 페닐기에 있어서, 페닐기의 메타(meta) 위치에서 아민기와 연결된 경우이다. 화학식 3-3은 화학식 1에서 테트라페닐에테닐기에 포함된 하나의 페닐기에 있어서, 페닐기의 오쏘(ortho) 위치에서 아민기와 연결된 경우이다.
한편, 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서 Ar1 및 Ar2, R1 내지 R4, 및 n1 내지 n4에 대하여는 상기 화학식 1 에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
화학식 2-2로 표시되는 아민 화합물은 하기 화학식 4-1 내지 화학식 4-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 4-1]
Figure pat00017
[화학식 4-2]
Figure pat00018
[화학식 4-3]
Figure pat00019
화학식 4-1은 화학식 2-2에서 페닐렌 링커의 파라 위치에서 아민기와 테트라페닐에테닐기가 연결되는 경우이다. 화학식 4-2는 화학식 2-2에서 페닐렌 링커의 메타 위치에서 아민기와 테트라페닐에테닐기가 연결되는 경우이다. 화학식 4-3은 화학식 2-2에서 페닐렌 링커의 오쏘 위치에서 아민기와 테트라페닐에테닐기가 연결되는 경우이다.
한편, 화학식 4-1 내지 화학식 4-3에서 Ar1 및 Ar2, R1 내지 R5, 및 n1 내지 n5에 대하여는 상기 화학식 1 및 화학식 2-2에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
일 실시예의 아민 화합물은 하기 화합물군 1에 표시된 화합물들 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 화합물군 1에 표시된 화합물들 중 적어도 하나의 아민 화합물을 정공 수송 영역(HTR)에 포함할 수 있다. 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 화합물군 1에 표시된 화합물들 중 적어도 하나의 아민 화합물을 정공 수송층(HTL)에 포함할 수 있다.
[화합물군 1]
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
한편, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 정공 수송 영역(HTR)은 공지의 재료를 더 포함할 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 예를 들어, 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 등을 포함할 수도 있다.
정공 수송층(HTL)은 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorine)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 등을 더 포함할 수도 있다.
정공 수송 영역(HTR)의 두께는 약 50Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 5000Å일 수 있다. 정공 주입층(HIL)의 두께는, 예를 들어, 약 30Å 내지 약 1000Å이고, 정공 수송층(HTL)의 두께는 약 30Å 내지 약 1000Å 일 수 있다. 예를 들어, 전자 저지층(EBL)의 두께는 약 10Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR), 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL) 및 전자 저지층(EBL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 앞서 언급한 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 전하 생성 물질은 정공 수송 영역(HTR) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 전하 생성 물질은 예를 들어, p-도펀트(dopant)일 수 있다. p-도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p-도펀트의 비제한적인 예로는, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7',8,8'-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL) 외에, 정공 버퍼층(미도시) 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 정공 버퍼층(미도시)은 발광층(EML)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 정공 버퍼층(미도시)에 포함되는 물질로는 정공 수송 영역(HTR)에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 전자 저지층(EBL)은 전자 수송 영역(ETR)으로부터 정공 수송 영역(HTR)으로의 전자 주입을 방지하는 역할을 하는 층이다. 정공 수송 영역(HTR)이 발광층(EML)에 인접한 정공 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함할 경우, 일 실시예에 따른 아민 화합물은 발광층(EML)에 인접한 정공 버퍼층 및/또는 전자 저지층에 포함되는 것일 수 있다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)은 예를 들어 약 100Å 내지 약 1000Å 또는, 약 100Å 내지 약 300Å의 두께를 갖는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
또한, 유기 전계 발광 소자(10)의 발광층(EML)은 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 발광층(EML)은 490nm 이상의 영역의 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 발광층(EML)은 녹색광 또는 적색광을 방출하는 것일 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 복수의 발광층들을 포함하는 것일 수 있다. 복수의 발광층들은 순차적으로 적층되는 것일 수 있으며, 예를 들어 복수의 발광층들을 포함하는 유기 전계 발광 소자(10)는 백색광을 방출하는 것일 수 있다. 복수의 발광층들을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 탠덤(Tandem) 구조의 유기 전계 발광 소자일 수 있다.
일 실시예에서 발광층(EML)은 지연 형광 발광층, 형광 발광층, 인광 발광층 등이고, 발광층(EML)은 공지의 호스트 재료 및 도펀트를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 예를 들어, 발광층(EML)은 열활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)을 발광하는 것일 수 있다.
발광층(EML)의 호스트 재료로서는, 공지의 재료를 사용할 수 있고, 특히 한정되는 것은 아니지만, 플루오란텐(fluoranthene) 유도체, 피렌(pyrene) 유도체, 아릴아세틸렌(arylacetylene) 유도체, 안트라센(anthracene) 유도체, 플루오렌(fluorene) 유도체, 페릴렌(perylene) 유도체, 크리센(chrysene) 유도체 등으로부터 선택된다. 바람직하게는, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 안트라센 유도체를 들 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)의 호스트 재료로서, 하기 화학식 5로 표시되는 안트라센 유도체를 사용할 수도 있다.
[화학식 5]
Figure pat00030
화학식 5에서, R31 내지 R40은 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다. 한편, R31 내지 R40은 인접하는 기와 서로 결합하여 포화탄화수소 고리 또는 불포화탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
화학식 5에서 c 및 d는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수일 수 있다.
화학식 5는 하기 화합물 5-1 내지 화합물 5-16 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
일 실시예에서 발광층(EML)은 호스트 재료로, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), PVK(poly(n-vinylcabazole), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), DPEPO(bis[2-(diphenylphosphino)phenyl]etheroxide), CP1 (Hexaphenyl cyclotriphosphazene), UGH2 (1,4-bis(triphenylsilyl)benzene), DPSiO3 (Hexaphenylcyclotrisiloxane), DPSiO4 (Octaphenylcyclotetra siloxane), 또는 PPF (2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzofuran), mCBP(3,3 '-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene), DNA(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracene) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제시된 호스트 재료 이외에 공지의 지연 형광 발광 호스트 재료가 포함될 수 있다.
일 실시예에서 발광층(EML)은 도펀트로 스티릴 유도체(예를 들어, 1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi), 페릴렌 및 그 유도체(예를 들어, 2, 5, 8, 11-Tetra-t-butylperylene(TBP)), 피렌 및 그 유도체(예를 들어, 1,1-dipyrene, 1,4-dipyrenylbenzene, 1,4-Bis(N, N-Diphenylamino)pyrene) 등의 2,5,8,11-Tetra-t-butylperylene(TBP)) 등을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 발광층(EML)은 최저 삼중항 여기 에너지 준위(T1 level)가 서로 다른 두 개의 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 발광층(EML)은 제1 최저 삼중항 여기 에너지 준위를 갖는 호스트, 제1 최저 삼중항 여기 에너지 준위 보다 낮은 제2 최저 삼중항 여기 에너지 준위를 갖는 제1 도펀트, 및 제2 최저 삼중항 여기 에너지 준위 보다 낮은 제3 최저 삼중항 여기 에너지 준위를 갖는 제2 도펀트를 포함할 수 있다.
발광층(EML)에 호스트, 제1 도펀트, 및 제2 도펀트를 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 제1 도펀트는 지연 형광 도펀트이고, 제2 도펀트는 형광 도펀트일 수 있다.
예를 들어, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 발광층(EML)이 복수 개의 도펀트들을 포함할 때, 발광층(EML)은 서로 다른 제1 도펀트 및 제2 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)이 청색광을 발광할 때, 발광층(EML)은 제2 도펀트로 스피로-DPVBi(spiro-DPVBi), 스피로-6P(spiro-6P), DSB(distyryl-benzene), DSA(distyryl-arylene), PFO(Polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly(p-phenylene vinylene)계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex), 페릴렌(perlene) 및 그 유도체 등이 사용될 수도 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서, 전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은, 정공 저지층(HBL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층(EIL) 또는 전자 수송층(ETL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 발광층(EML)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL) 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송 영역(ETR)의 두께는 예를 들어, 약 1000Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 수송층(ETL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 안트라센계 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 수송 영역은 예를 들어, Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene) 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 LiF, NaCl, CsF, RbCl, RbI, CuI 와 같은 할로겐화 금속, Yb와 같은 란타넘족 금속, Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물, 또는 LiQ(Lithium quinolate) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(EIL)은 또한 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 앞서 언급한 바와 같이, 정공 저지층(HBL)을 포함할 수 있다. 정공 저지층(HBL)은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 공통 전극 또는 음극일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)가 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2)은 보조 전극과 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)가 보조 전극과 연결되면, 제2 전극(EL2)의 저항을 감소 시킬 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 발광층(EML)과 전자 수송 영역(ETR) 사이에 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 버퍼층은 발광층(EML)에서 생성되는 엑시톤의 농도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 버퍼층은 발광층(EML) 재료 중 일부를 포함할 수 있다. 버퍼층은 발광층(EML) 재료 중 호스트 재료를 포함할 수 있다. 버퍼층 재료의 최저 삼중항 여기 에너지 레벨은 발광층(EML)에 포함된 호스트 및 도펀트 재료들의 조합에 따라 제2 도펀트의 최저 삼중항 여기 에너지 레벨 이상 또는 제2 도펀트의 최저 삼중항 여기 에너지 레벨 이하로 조절될 수 있다.
한편, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 제2 전극(EL2) 상에는 캡핑층(CPL)이 더 배치될 수 있다. 캡핑층(CPL)은 예를 들어, α-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3, CuPc, TPD15(N4,N4,N4',N4'-tetra (biphenyl-4-yl) biphenyl-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"- Tris (carbazol sol-9-yl) triphenylamine), N, N'-bis (naphthalen-1-yl) 등을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 상술한 일 실시예의 아민 화합물을 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 정공 수송 영역(HTR)에 포함하여 높은 발광 효율 및 긴 소자 수명 특성을 나타낼 수 있다.
한편, 상술한 일 실시예의 아민 화합물은 정공 수송 영역(HTR) 이외의 유기층에서 유기 전계 발광 소자(10)용 재료로 포함될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 상술한 아민 화합물을 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 적어도 하나의 유기층 또는 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)에 포함할 수도 있다.
상술한 일 실시예의 아민 화합물은 아민기에 연결된 테트라페닐에테닐기를 포함하는 것으로, 종래의 화합물과 비교하여 분자간 정공수송 능력이 향상될 수 있고, 이를 유기 전계 발광 소자의 정공 수송 재료로 사용될 경우 유기 전계 발광 소자의 장수명 및 고효율을 구현할 수 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 화합물 및 일 실시예의 유기 전계 발광 소자에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
1. 아민 화합물의 합성
먼저, 본 실시 형태에 따른 아민 화합물의 합성 방법에 대해서, 화합물 1, 3, 6, 30, 43, 82, 및 83의 합성 방법을 예시하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 아민 화합물의 합성법은 일 실시예로서, 본 발명의 실시형태에 따른 아민 화합물의 합성법이 하기의 실시예에 한정되지 않는다.
(1) 화합물 1의 합성
일 실시예에 따른 아민 화합물 1은 예를 들어 하기 반응에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 1-1]
Figure pat00037
1-Bromo-4-(1,2,2-triphenylethenyl)benzene(12.5g)을 NH3 5ml, CuI(5.7g), acetylacetaone(1.8g) 및 Cs2CO3(1.0g)를 DMF(300ml)에 녹인 후 120℃에서 24시간동안 교반하였다. 이 반응액을 상온으로 온도를 낮춘 후 물로 반응을 종결시키고 에틸 에테르로 3회 추출하였다. 분리한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조 및 감압 증류하여 얻은 잔사를 컬럼 크로마토그래피법으로 분리 및 정제하여 화합물 A(7.0g, 수율:68%)을 얻었다.
[반응식 1-2]
Figure pat00038
반응물 화합물 A(6.2g)와 bromobenzene(2.3g), Pd2(dba)3 (0.68g), P(t-Bu)3 (0.30g) 및 NaOtBu (4.32g)를 toluene (200ml)에 녹인 후 90℃에서 2시간동안 교반하였다. 이 반응액을 상온으로 온도를 낮춘 후 물로 반응을 종결시키고 에틸 에테르로 3회 추출하였다. 분리한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조 및 감압 증류하여 얻은 잔사를 컬럼 크로마토그래피법으로 분리 및 정제하여 중간체 1-1 (3.8g, 수율:63%)을 얻었다.
중간체 1-1 (3.38g)과 bromobenzene 대신 3-bromo-9,9-dimethyl-9H-Fluorene (2.7g)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 1-1 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물 1 (2.6g, 수율: 54%)을 얻었다. FAB-MS 측정으로 측정된 화합물 1의 분자량은, 615이었다. 상기 결과를 통해, 획득한 화합물이 화합물 1임을 확인할 수 있었다.
(2) 화합물 6의 합성
일 실시예에 따른 아민 화합물 6은 예를 들어 하기 반응에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00039
3-bromo-9,9-dimethyl-9H-Fluorene 대신 3-bromo-9-phenyl-9H-Carbazole (3.0g)을 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물 6(2.5g, 수율: 48%)를 얻었다. FAB-MS 측정으로 측정된 화합물 6의 분자량은, 664이었다. 상기 결과를 통해, 획득한 화합물이 화합물 6임을 확인할 수 있었다.
(3) 화합물 3의 합성
일 실시예에 따른 아민 화합물 3은 예를 들어 하기 반응에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 3]
Figure pat00040
3-bromo-9-phenyl-9H-Carbazole 대신 (2.4g)을 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물 3 (2.3g, 수율: 49%)를 얻었다. FAB-MS 측정으로 측정된 화합물 3의 분자량은, 664이었다. 상기 결과를 통해, 획득한 화합물이 화합물 3임을 확인할 수 있었다.
(4) 화합물 30의 합성
일 실시예에 따른 아민 화합물 30은 예를 들어 하기 반응에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 4]
Figure pat00041
A대신 B를, Bromobenzene 대신 4-bromo-1,1'-Biphenyl을, 3-bromo-9,9-dimethyl-9H-Fluorene 대신 2-bromo-9,9-dimethyl-9H-Fluorene(2.6g)을 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물 30 (2.8g, 수율: 52%)를 얻었다. FAB-MS 측정으로 측정된 화합물 30의 분자량은, 692이었다. 상기 결과를 통해, 획득한 화합물이 화합물 30임을 확인할 수 있었다.
(5) 화합물 43의 합성
일 실시예에 따른 아민 화합물 43은 예를 들어 하기 반응에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 5]
Figure pat00042
2-bromo-9,9-dimethyl-9H-Fluorene 대신 2-bromo-9-phenyl-9H-Carbazole (3.0g)을 사용한 것을 제외하고는 화합물 30의 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물 43(2.5g, 수율: 48%)를 얻었다. FAB-MS 측정으로 측정된 화합물 43의 분자량은, 741이었다. 상기 결과를 통해, 획득한 화합물이 화합물 43임을 확인할 수 있었다.
(6) 화합물 82의 합성
일 실시예에 따른 아민 화합물 82은 예를 들어 하기 반응에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 6-1]
Figure pat00043
반응물 4-(1,2,2-Triphenylethenyl)phenyl boronic acid(11.2g)와 1-Bromo-4-iodobenzene(8.48g), Pd2(dba)3 (1.3g), P(t-Bu)3 (0.60g) 및 NaOtBu (8.6g)를 toluene (300ml)에 녹인 후 90℃에서 2시간동안 교반하였다. 이 반응액을 상온으로 온도를 낮춘 후 물로 반응을 종결시키고 에틸 에테르로 3회 추출하였다. 분리한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조 및 감압 증류하여 얻은 잔사를 컬럼 크로마토그래피법으로 분리 및 정제하여 화합물 C (8.1g, 수율: 56%)을 얻었다.
[반응식 6-2]
Figure pat00044
반응물 화합물 C(7.3g)와 Aniline(1.6g), Pd2(dba)3 (0.68g), P(t-Bu)3 (0.30g) 및 NaOtBu (4.32g)를 toluene (200ml)에 녹인 후 90℃에서 2시간동안 교반하였다. 이 반응액을 상온으로 온도를 낮춘 후 물로 반응을 종결시키고 에틸 에테르로 3회 추출하였다. 분리한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조 및 감압 증류하여 얻은 잔사를 컬럼 크로마토그래피법으로 분리 및 정제하여 중간체 82-1 (4.0g, 수율: 54%)을 얻었다. 중간체 82-1 (4.0g)과 Aniline 대신 2-Bromo-9,9-dimethylfluorene (2.6g)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 82-1 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물 82 (2.6g, 수율: 48%)을 얻었다. FAB-MS 측정으로 측정된 화합물 82의 분자량은, 692이었다. 상기 결과를 통해, 획득한 화합물이 화합물 82임을 확인할 수 있었다.
(7) 화합물 83의 합성
일 실시예에 따른 아민 화합물 83은 예를 들어 하기 반응에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 7]
Figure pat00045
2-Bromo-9,9-dimethylfluorene 대신 4-Bromobiphenyl (2.2g)을 사용한 것을 제외하고는 화합물 82의 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물 95(2.2g, 수율:44%)를 얻었다. FAB-MS 측정으로 측정된 화합물 83의 분자량은, 652이었다. 상기 결과를 통해, 획득한 화합물이 화합물 83임을 확인할 수 있었다.
2. 아민 화합물의 에너지 준위 평가
하기 실시예 화합물 1, 3, 6, 30, 43, 82, 및 83과, 비교예 화합물 C1 내지 C4 에 대한 에너지 준위 등을 평가하였다. 에너지 준위 등을 평가한 실시예 및 비교예 화합물은 다음과 같다.
Figure pat00046
Figure pat00047
3. 아민 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제작 및 평가
(유기 전계 발광 소자의 제작)
일 실시예의 아민 화합물을 정공 수송층에 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자를 아래의 방법으로 제조하였다. 상술한 실시예 화합물인 화합물 1, 화합물 3, 화합물 6, 화합물 30, 화합물 43, 화합물 82, 및 화합물 83의 아민 화합물을 정공 수송층 재료로 사용하여 실시예 1 내지 실시예 7의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 비교예 1 내지 비교예 4는 비교예 화합물 C1 내지 비교예 화합물 C4를 정공 수송층 재료로 사용하여 제작된 유기 전계 발광 소자에 해당한다.
코닝(Corning) 15Ω/cm2 (1200Å) ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.7mm 크기로 잘라서 이소프로필 알코올 및 초순수로 세척하고 5분동안 초음파로 세정한 후, 30 분 동안 UV를 조사하고 이후 오존 처리를 실시하였다. 그 후, 600Å 두께로2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine)를 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하고, 다음으로 300Å 두께로 실시예 화합물 또는 비교예 화합물을 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
정공 수송층 상에 청색 형광 호스트 DNA(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracene) 와 DPAVBi(4,4'-bis[2-(4-(N,N-diphenylamino)phenyl)vinyl]biphenyl)을 98:2의 비율로 공증착하여 두께 300Å의 발광층을 형성하였다.
발광층 상에 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum) 로 두께 300Å의 전자 수송층을 형성하고, 다음으로 LiF 10Å를 증착하여 전자 주입층을 형성하였다. 전자 주입층 상에 알루미늄(Al)으로 두께 3000Å의 제2 전극을 형성하였다.
실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자 제작에 사용된 화합물들은 아래에 개시하였다.
Figure pat00048
(유기 전계 발광 소자의 특성 평가)
표 1에서는 실시예 1 내지 실시예 7, 및 비교예 1 내지 비교예 4에 대한 유기 전계 발광 소자의 평가 결과를 나타내었다. 표 1에서는 제작된 유기 전계 발광 소자의 구동 전압, 휘도, 발광 효율 및 반감수명을 비교하여 나타내었다.
표 1에 나타낸 실시예 및 비교예에 대한 특성 평가 결과에서 전압 및 전류 밀도는 소스미터(Keithley Instrument사, 2400 series)를 이용하여 측정하고, 외부 양자 효율(EQE)은 하마마쓰 Photonics사의 외부 양자 효율 측정 장치 C9920-12를 사용하여 측정하였다. 발광 효율은 전류 밀도 50mA/㎠에 대한 전류 효율 값을 나타낸 것이다.
소자 작성예 정공수송층 물질 구동전압
(V)		 휘도(cd/m2) 발광 효율
(cd/A)		 반감수명
(hr)
(@50mA/cm2)		 발광색
실시예 1 화합물 1 4.42 3190 7.7 322 청색
실시예 2 화합물 3 4.4 3272 7.0 332 청색
실시예 3 화합물 6 4.45 3064 7.2 333 청색
실시예 4 화합물 30 4.47 3095 7.3 302 청색
실시예 5 화합물 43 4.42 3030 7.6 354 청색
실시예 6 화합물 82 4.41 3094 7.1 346 청색
실시예 7 화합물 83 4.52 3030 7.2 351 청색
비교예 1 비교예 화합물 C1 7.01 2645 5.29 258 청색
비교예 2 비교예화합물 C2 6.42 2945 6.75 287 청색
비교예 3 비교예화합물 C3 5.15 2873 6.82 294 청색
비교예 4 비교예화합물 C4 5.33 2848 6.61 298 청색
표 1의 결과를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 아민 화합물을 정공 수송층 재료로 사용한 유기 전계 발광 소자의 실시예들의 경우 비교예와 비교하여 동일한 청색 광을 발광하면서, 낮은 구동 전압 값을 나타내며, 상대적으로 높은 휘도, 발광 효율과 높은 외부 양자 효율을 나타내는 것을 알 수 있다. 실시예 화합물들의 경우 아릴아민계 정공 수송재료에 있어서, 아민기에 치환된 테트라페닐에테닐기에 의해 실시예의 아민 화합물이 높은 안정성을 가진다. 이에 따라, 비교예 화합물과 비교하여 높은 정공 수송 특성을 가질 수 있고, 이에 따라 실시예들의 유기 전계 발광 소자들은 비교예의 유기 전계 발광 소자 보다 개선된 발광 효율 및 긴 수명을 나타낼 수 있다. 특히, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자는 일 실시예의 아민 화합물을 정공 수송 재료로 포함함으로써 청색광 파장 영역에서 높은 발광 효율과 긴 수명을 구현할 수 있다.
비교예 화합물 C1의 경우, 다이아민 화합물을 포함하며, 아민기에 치환된 테트라페닐에테닐기를 포함하지 않아, 실시예의 아민 화합물에 비해 안정성 및 정공 수송 특성이 감소하고, 이에 따라 비교예 1의 소자는 실시예의 소자들에 비해 발광효율 및 수명이 감소하고, 구동전압이 높음을 확인할 수 있다. 비교예 화합물 C2 및 C4의 경우, 아민기에 치환된 테트라페닐에테닐기 유사 구조를 포함하나, 테트라페닐에테닐기가 추가 고리를 형성한 형태를 가져, 실시예의 아민 화합물에 비해 안정성 및 정공 수송 특성이 감소하고, 이에 따라 비교예 2 및 4의 소자는 실시예의 소자들에 비해 발광효율 및 수명이 감소하고, 구동전압이 높음을 확인할 수 있다. 비교예 화합물 C3의 경우, 아민기에 치환된 테트라페닐에테닐기를 포함하나, 다이아민 화합물에 해당하여, 실시예 화합물에 비해 정공 수송 특성이 감소하고 이에 따라 비교예 3의 소자는 실시예의 소자들에 비해 발광효율 및 수명이 감소하고, 구동전압이 높음을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 유기 전계 발광 소자 EL1 : 제1 전극
EL2 : 제2 전극 HTR : 정공 수송 영역
EML : 발광층 ETR : 전자 수송 영역

Claims (20)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 복수 개의 유기층들을 포함하고,
    상기 유기층들 중 적어도 하나의 유기층은 아민 화합물을 포함하고,
    상기 아민 화합물은 아민기, 및 상기 아민기에 치환된 테트라페닐에테닐기를 포함하고,
    상기 아민기는 상기 테트라페닐에테닐기에 포함된 하나의 페닐기와 연결된 유기 전계 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테트라페닐에테닐기는 상기 아민기와 링커를 통해 결합하거나, 또는 직접 결합하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기층들은
    상기 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 배치된 발광층; 및
    상기 발광층 상에 배치된 전자 수송 영역을 포함하고,
    상기 정공 수송 영역은 상기 아민 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역은
    상기 제1 전극 상에 배치된 정공 주입층; 및
    상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층을 포함하고,
    상기 정공 수송층은 상기 아민 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역은 복수의 유기층들을 포함하고,
    상기 복수의 유기층들 중 상기 발광층에 인접한 유기층은 상기 아민 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  6. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 복수 개의 유기층들을 포함하고,
    상기 유기층들 중 적어도 하나의 유기층은 하기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00049

    상기 화학식 1에서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    L1은 직접 결합(direct linkage), 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환 고리형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    n1 내지 n3는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    n4는 0 이상 4 이하의 정수이다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 모노아민 화합물인 유기 전계 발광 소자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00050

    [화학식 2-2]
    Figure pat00051

    상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서,
    R5는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환 고리형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    n5는 0 이상 4 이하의 정수이고,
    Ar1 및 Ar2, R1 내지 R4, 및 n1 내지 n4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시되는 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00052

    [화학식 3-2]
    Figure pat00053

    [화학식 3-3]
    Figure pat00054

    상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서,
    Ar1 및 Ar2, R1 내지 R4, 및 n1 내지 n4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2 는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기인 유기 전계 발광 소자.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2 는 서로 상이한 유기 전계 발광 소자.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기이고,
    상기 Ar2는 2개 이상의 고리가 축합된 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 2개 이상의 고리가 축합된 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기인 유기 전계 발광 소자.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 아민 화합물은 하기 화합물군 1의 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 유기 전계 발광 소자:
    [화합물군 1]
    Figure pat00055

    Figure pat00056

    Figure pat00057

    Figure pat00058

    Figure pat00059

    Figure pat00060

    Figure pat00061

    Figure pat00062

    Figure pat00063

    Figure pat00064
    .
  14. 하기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00065

    상기 화학식 1에서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    L1은 직접 결합(direct linkage), 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환 고리형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    n1 내지 n3는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    n4는 0 이상 4 이하의 정수이다.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 모노아민 화합물인 아민 화합물.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 아민 화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00066

    [화학식 2-2]
    Figure pat00067

    상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서,
    R5는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환 고리형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    n5는 0 이상 4 이하의 정수이고,
    Ar1 및 Ar2, R1 내지 R4, 및 n1 내지 n4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아민 화합물은 하기 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시되는 아민 화합물:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00068

    [화학식 3-2]
    Figure pat00069

    [화학식 3-3]
    Figure pat00070

    상기 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서,
    X1 내지 X3, R1 내지 R8, 및 n1 내지 n8 은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1에서,
    상기 Ar1 및 Ar2 는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기인 아민 화합물.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1에서,
    상기 Ar1 및 Ar2 는 서로 상이한 아민 화합물.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 아민 화합물은 하기 화합물군 1의 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 아민 화합물:
    [화합물군 1]
    Figure pat00071

    Figure pat00072

    Figure pat00073

    Figure pat00074

    Figure pat00075

    Figure pat00076

    Figure pat00077

    Figure pat00078

    Figure pat00079

    Figure pat00080
    .
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116854599A (zh) * 2023-06-27 2023-10-10 广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院 一种四苯基乙烯衍生物以及包含其的有机电致发光器件

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0557534A1 (en) * 1991-09-18 1993-09-01 Idemitsu Kosan Company Limited Organic electroluminescent element
JP4267670B2 (ja) * 1994-04-28 2009-05-27 Ｔｄｋ株式会社 有機ｅｌ素子の製造方法
DE69729931T2 (de) * 1996-08-19 2005-06-30 Tdk Corp. Organische elektrolimineszente vorrichtung
EP0992564A4 (en) * 1998-04-09 2006-09-27 Idemitsu Kosan Co ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE
KR100835601B1 (ko) * 2007-01-26 2008-06-09 주식회사 두산 비대칭 스티릴 유도체 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
JP5321985B2 (ja) 2008-07-18 2013-10-23 富士電機株式会社 新規エチレン系化合物、それを含む電荷輸送材料、それを含む電子写真用感光体およびその製造方法
CN101987822B (zh) * 2009-08-07 2014-03-12 清华大学 一种有机电致发光材料及其应用
CN102858911B (zh) * 2010-03-01 2014-12-17 香港科技大学 四苯乙烯发光衍生物、其制备方法以及使用该衍生物的发光器件
TWI537261B (zh) 2011-01-14 2016-06-11 半導體能源研究所股份有限公司 二苯乙烯類化合物、發光元件、發光裝置、電子裝置、及照明裝置
KR101954980B1 (ko) * 2011-11-03 2019-05-31 삼성디스플레이 주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2014101178A1 (en) 2012-12-31 2014-07-03 Dow Global Technologies LLC (Formerly known as Dow Global Technologies Inc.) Tetraphenylene ethylene based compound and oled device containing the same
CN104341311B (zh) * 2013-07-31 2016-12-28 中山大学 二胺化合物及其制备方法和应用
WO2015018322A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-12 The Hong Kong University Of Science And Technology Composition and synthesis of aggregation-induced emission materials
CN103601614B (zh) * 2013-11-20 2015-04-01 苏州科技学院 四苯乙烯衍生物及含该衍生物的白光有机电致发光器件
WO2015163817A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 National University Of Singapore Polymers and oligomers with aggregation-induced emission characteristics for imaging and image-guided therapy
CN104031077B (zh) * 2014-05-23 2017-04-05 华南理工大学 一种含四苯基乙烯的有机半导体材料及其制备方法和应用
KR102349852B1 (ko) * 2015-02-20 2022-01-10 티유비아이티에이케이 유기발광 다이오드용 티에노티오펜/다이티에노티오펜 - 트라이페닐아민/테트라페닐에틸렌 유도체
EP3470412B1 (en) 2017-10-13 2020-07-22 Novaled GmbH Organic electronic device comprising an organic semiconductor layer
CN110386930B (zh) * 2018-04-18 2023-07-14 香港科技大学 聚集诱导发光化合物、其制备方法及其应用
KR102275231B1 (ko) * 2018-05-11 2021-07-08 주식회사 엘지화학 함질소 고리 화합물 및 이를 포함하는 색변환 필름
CN110128632B (zh) * 2019-04-01 2022-04-22 华南理工大学 一种含四苯基乙烯的有机电致发光聚合物材料及制备与应用
CN110092858B (zh) * 2019-05-15 2021-07-20 浙江理工大学 一种羧基和多肽修饰的aie聚合物纳米粒子的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Gengwei Lin, et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 16799-16808. (Published : 2016. 06. 14.)* *
Lei Xu, et al., Dyes and Pigments 175 (2020) 108082. (Published : 2019. 11. 30.)* *

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