KR20120065793A - 고분자 및 상기 고분자를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR20120065793A
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Abstract

고분자 및 상기 고분자를 포함한 유기 발광 소자가 제시된다.

Description

고분자 및 상기 고분자를 포함한 유기 발광 소자{Polymer and organic light emitting diode comprising the same}
고분자 및 상기 고분자를 포함한 유기 발광 소자가 제시된다.
능동 발광형 소자인 유기 발광 소자(light emitting device)는 경량이며, 부품이 간소하고 제작공정이 간단한 구조를 갖고 있으며, 고화질에 광시야각을 가질 수 있다. 또한 고색순도 및 동영상을 완벽하게 구현할 수 있고, 저소비 전력 및 저전압 구동이 가능하여, 각종 전자 제품에 적합한 전기적 특성을 갖고 있다.
예를 들어, 상기 유기 발광 소자는 기판 상부에 애노드가 형성되어 있고, 상기 애노드 상부에 유기층으로서 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 등이 구비되어 있으며, 그 상부에 캐소드가 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다.
상기 애노드 및 캐소드에 전류를 인가하면, 애노드로부터 주입된 정공은 정공 수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자 수송층을 경유하여 발광층으로 이동한다. 이와 같이 이동한 정공 및 전자는 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 방사감쇠(radiative decay)되면서 해당 물질의 밴드 갭(band gap)에 해당하는 파장의 빛이 방출된다.
상기 유기층에 사용되는 물질은 유기층의 제조 방법에 따라 진공증착성 물질과 용액도포성 물질로 나눌 수 있다. 상기 용액도포성 물질은 용매와 혼화되어 기판 상에 도포가능한 조성물을 제공할 수 있어야 하며, 상기 조성물은 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스핀 코팅과 같은 공지의 용액 도포법을 이용하여 기판 등에 제공될 수 있다.
신규한 구조를 갖는 고분자를 제공하는 것이다.
또한, 상기 고분자를 포함한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
하기 화학식 1로 표시되는 제1반복 단위를 포함한 고분자가 제공된다:
<화학식 1>
Figure pat00001
상기 화학식 1 중,
Ar1 내지 Ar3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴렌기이고;
a는 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수이고;
b 및 c는 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수이고;
Ar4 및 Ar5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2) 및 -Si(Q3)(Q4)(Q5) 중 하나이고;
상기 Q1 내지 Q5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 하나이다.
상기 고분자는 하기 화학식 3으로 표시되는 제2반복 단위를 더 포함할 수 있다:
<화학식 3>
Figure pat00002
상기 화학식 3 중,
Ar6은 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴렌기이고;
e는 1 내지 10의 정수이다.
또한, 기판; 제1전극; 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 상기 고분자를 포함한 제1층;을 포함한 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 화학식 1로 표시되는 고분자는 전자 수송 특성을 가지며, 높은 삼중항 에너지 준위를 갖는 바, 이를 채용한 유기 발광 소자는 고효율, 고전류 밀도, 고휘도 등의 특성을 가질 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
하기 화학식 1로 표시되는 제1반복 단위를 포함한 고분자가 제공된다:
<화학식 1>
Figure pat00003
상기 화학식 1 중, Ar1 내지 Ar3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴렌기이다.
예를 들어, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 펜타레닐렌기(pentalenylene), 비페닐레닐렌기(biphenylenylene), 치환 또는 비치환된 인데닐렌기(indenylene), 치환 또는 비치환된 나프틸렌기(naphthylene), 치환 또는 비치환된 아줄레닐렌(azulenylene), 치환 또는 비치환된 헵탈레닐렌(heptalenylene), 치환 또는 비치환된 인다세닐렌(indacenylene), 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌기(acenaphthylene), 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기(fluorenylene), 치환 또는 비치환된 페나레닐렌기(phenalenylene), 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기(phenanthrenylene), 치환 또는 비치환된 안트릴렌기(anthrylene), 치환 또는 비치환된 플루오란테닐렌기(fluoranthenylene), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기(pyrenylene), 치환 또는 비치환된 크라이세닐렌기(chrysenylene), 치환 또는 비치환된 나프타세닐렌기(naphthacenylene), 치환 또는 비치환된 피세닐렌기(picenylene), 치환 또는 비치환된 페릴레닐렌기(perylenylene), 치환 또는 비치환된 펜타세닐렌기(pentaphenylene) 및 치환 또는 비치환된 헥사세닐렌기(hexacenylene) 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 안트릴렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기 및 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 독립적으로, 하기 화학식 2A 내지 2J중 하나일 수 있다:
Figure pat00004
상기 화학식 2A 내지 2J 중, Z1 내지 Z4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로아릴기 중 하나이고; r은 1 내지 4의 정수이고; s는 1 내지 6의 정수이고; t는 1 내지 8의 정수이고; u는 1 내지 3의 정수이고; v는 1 또는 2이다.
예를 들어, 상기 Z1 내지 Z4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, C1-C10알킬기 또는 C1-C10알콕시기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, Ar4 및 Ar5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2) 및 -Si(Q3)(Q4)(Q5) 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 Ar4 및 Ar5는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 펜타레닐기(pentalenyl), 비페닐레닐기(biphenylenyl), 치환 또는 비치환된 인데닐기(indenyl), 치환 또는 비치환된 나프틸기(naphthyl), 치환 또는 비치환된 아줄레닐(azulenyl), 치환 또는 비치환된 헵탈레닐(heptalenyl), 치환 또는 비치환된 인다세닐(indacenyl), 치환 또는 비치환된 아세나프틸기(acenaphthyl), 치환 또는 비치환된 플루오레닐기(fluorenyl), 치환 또는 비치환된 페나레닐기(phenalenyl), 치환 또는 비치환된 페난트릴기(phenanthrenyl), 치환 또는 비치환된 안트릴기(anthryl), 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 치환 또는 비치환된 파이레닐기(pyrenyl), 치환 또는 비치환된 크라이세닐기(chrysenyl), 치환 또는 비치환된 나프타세닐기(naphthacenyl), 치환 또는 비치환된 피세닐기(picenyl), 치환 또는 비치환된 페릴레닐기(perylenyl), 치환 또는 비치환된 펜타세닐기(pentaphenyl) 및 치환 또는 비치환된 헥사세닐기(hexacenyl) 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 Ar4 및 A5는 서로 독립적으로, 페닐기, (C1-C10알킬)페닐기, 디(C1-C10알킬)페닐기, (C6-C14아릴)페닐기, 디(C6-C14아릴)페닐기, 나프틸기, (C1-C10알킬)나프틸기, 디(C1-C10알킬)나프틸기, (C6-C14아릴)나프틸기, 디(C6-C14아릴)나프틸기, 안트릴기, (C1-C10알킬)안트릴기, 디(C1-C10알킬)안트릴기, (C6-C14아릴)안트릴기, 디(C6-C14아릴)안트릴기, 플루오레닐기, (C1-C10알킬)플루오레닐기, 디(C1-C10알킬)플루오레닐기, (C6-C14아릴)플루오레닐기, 디(C6-C14아릴)플루오레닐기, 페난트릴기, (C1-C10알킬)페난트릴기, 디(C1-C10알킬)페난트릴기, (C6-C14아릴) 페난트릴기 및 디(C6-C14아릴)페난트릴기 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 1 중, a는 0 내지 10의 정수이고, b 및 c는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수이다. 예를 들어, a는 0, 1, 2, 3 또는 4일 수 있다. 예를 들어, 상기 b 및 c는 서로 독립적으로, 1, 2, 3 또는 4일 수 있다.
a가 2 이상일 경우, 2개 이상의 Ar1은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, b가 2 이상일 경우, 2개 이상의 Ar2은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, c가 2 이상일 경우, 2개 이상의 Ar3은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
일 구현예에 따르면, 상기 제1반복 단위는, 하기 화학식 1A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 1A>
Figure pat00005
상기 화학식 1A 중, a, b, c, Ar4, Ar5, Z1 내지 Z4에 대한 상세한 설명은 상기 화학식 1에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1A 중, a는 0, 1, 2, 3 또는 4이고; b 및 c는 서로 독립적으로, 1 또는 2이고; Z1 내지 Z4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로아릴기 중 하나이고; r은 1 내지 4의 정수이고; u는 1 내지 3의 정수이고; 상기 Ar4 및 A5는 서로 독립적으로, 페닐기, (C1-C10알킬)페닐기, 디(C1-C10알킬)페닐기, (C6-C14아릴)페닐기, 디(C6-C14아릴)페닐기, 나프틸기, (C1-C10알킬)나프틸기, 디(C1-C10알킬)나프틸기, (C6-C14아릴)나프틸기, 디(C6-C14아릴)나프틸기, 안트릴기, (C1-C10알킬)안트릴기, 디(C1-C10알킬)안트릴기, (C6-C14아릴)안트릴기, 디(C6-C14아릴)안트릴기, 플루오레닐기, (C1-C10알킬)플루오레닐기, 디(C1-C10알킬)플루오레닐기, (C6-C14아릴)플루오레닐기, 디(C6-C14아릴)플루오레닐기, 페난트릴기, (C1-C10알킬)페난트릴기, 디(C1-C10알킬)페난트릴기, (C6-C14아릴) 페난트릴기 및 디(C6-C14아릴)페난트릴기 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1A 중, Z3 및 Z4는 C1-C10알킬기일 수 있다.
상기 고분자는 상술한 바와 같은 제1반복 단위 외에, 하기 화학식 3으로 표시되는 제2반복 단위를 더 포함할 수 있다.
<화학식 3>
Figure pat00006
상기 화학식 3 중, Ar6은 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴렌기일 수 있다.
상기 Ar6의 비제한적인 예는 상기 Ar1의 비제한적인 예를 참조한다.
예를 들어, 상기 Ar6는 치환 또는 비치환된 비페닐레닐렌기(biphenylenylene), 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌(fluorenylene), 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기(phenanthrylene), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene) 및 치환 또는 비치환된 페닐렌기 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar6는 하기 화학식 3A, 3B 또는 3C로 표시될 수 있다:
<화학식 3A>
Figure pat00007
<화학식 3B> <화학식 3C>
Figure pat00008
Figure pat00009
상기 화학식 3A 내지 3C 중,
고리 A1은
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
또는
Figure pat00013
이고;
R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q9)(Q10) 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중 하나이고;
상기 Q6 내지 Q13는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 하나이고;
x는 1 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 3A 내지 3C 중 R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 등), C1-C10알콕시기(예를 들면, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시 등), C6-C20아릴기(예를 들면, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기 등) 또는 C2-C60헤테로아릴기(예를 들면, 카바졸일기, 피리딜기 등) 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 3A 내지 3C 중 상기 Q6 내지 Q8은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C1-C10알콕시기, 페닐기, (C1-C10알킬)페닐기, 디(C1-C10알킬)페닐기, (C1-C10알콕시)페닐기 및 디(C1-C10알콕시)페닐기 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 3A는 고리 A1에 따라 하기 화학식 3A-1, 3A-2, 3A-3 및 3A-4와 같은 다양한 구조를 가질 수 있는 바, 상기 Ar6은 하기 화학식 3A-1, 3A-2, 3A-3 또는 3A-4 중 하나로 표시될 수 있다:
<화학식 3A-1> <화학식 3A-2>
Figure pat00014
Figure pat00015
<화학식 3A-3> <화학식 3A-4>
Figure pat00016
Figure pat00017
상기 화학식 3A-1 내지 3A-4 중, R11 내지 R16 및 Q6 내지 Q8은 상기 화학식 3A에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 3A-1 내지 3A-4 중, 상기 R11 내지 R16 및 Q6 내지 Q8은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C1-C10알콕시기, 페닐기, (C1-C10알킬)페닐기, 디(C1-C10알킬)페닐기, (C1-C10알콕시)페닐기 및 디(C1-C10알콕시)페닐기 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2반복 단위는 하기 화학식 4A 또는 4B로 표시될 수 있다:
<화학식 4A>
Figure pat00018
<화학식 4B>
Figure pat00019
상기 화학식 4B는, Ar6이 화학식 3C 중에서 선택되고, e는 2인 화학식 3의 구체예이다.
상기 화학식 4A 및 4B 중, R100, R101은, R22 및 R24는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기 또는 C1-C10알콕시기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 3 중, e는 1 내지 10의 정수이다. 상기 e는 1, 2, 3 또는 4일 수 있다. 상기 e가 2 이상일 경우, 2 이상의 Ar6는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 제1반복 단위와 상기 제2반복 단위를 모두 포함한 고분자는 블록코폴리머, 랜덤코폴리머 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 제1반복 단위와 상기 제2반복 단위 간의 몰비는 0.01:0.99 내지 0.99:0.01 사이의 범위에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 몰비 범위를 만족할 경우, 우수한 전자 수송 특성을 가지면서도 높은 삼중한 에너지를 갖는 고분자를 얻을 수 있다.
상기 고분자의 중량 평균 분자량은 폴리스티렌 기준으로 2,000 내지 1,000,000 일 수 있고, 다분산 지수(PDI)는 1.5 내지 5일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 중량 평균 분자량 및 다분산 지수(예를 들면, GPC(겔 침투 크로마토그래피)를 이용하여 측정할 수 있으며, 폴리스티렌 환산일 수 있음)는, 예를 들면, 상기 고분자를 채용한 유기 발광 소자의 구조, 구현하고자 하는 특성 등을 고려하여 선택될 수 있다.
본 명세서 중 "치환 또는 비치환된 X(X는 임의의 치환기)"라는 용어 중 "치환된 X"란 용어는, 상기 "상기 X의 하나 이상의 수소가 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 니트로기, 시아노기, 아미디노기, 히드라지닐, 카르복실산기 또는 이의 염 유도체, 술폰산기 또는 이의 염 유도체, 인산기 또는 이의 염 유도체 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q101)(Q102), 및 -Si(Q103)(Q104)(Q105) 중 하나의 치환기로 치환된 X"를 의미한다. 여기서, 상기 Q101 내지 Q105는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기일 수 있다. 2 이상의 치환기가 존재할 경우, 이들을 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
예를 들어, 상기 "치환된 X"란 "상기 X의 하나 이상의 수소가 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로아릴기, -N(Q101)(Q102), 및 -Si(Q103)(Q104)(Q105) 중 하나의 치환기로 치환된 X"를 의미하되, 상기 Q101 내지 Q105는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C20아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로아릴기일 수 있다.
예를 들어, 상기 "치환된 X"란 "상기 X의 하나 이상의 수소가 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, C6-C20아릴기, C2-C20헤테로아릴기, -N(Q101)(Q102), 및 -Si(Q103)(Q104)(Q105) 중 하나의 치환기로 치환된 X"를 의미하되, 상기 Q101 내지 Q105는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, C6-C20아릴기, 또는 C2-C20헤테로아릴기일 수 있다.
예를 들어, 상기 "치환된 X"란 "상기 X의 하나 이상의 수소가 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기 또는 안트릴기로 치환된 X"를 의미할 수 있다.
본 명세서 중, 비치환된 C1-C60알킬기는 선형 및 분지형 구조를 가지며 이의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐 등을 들 수 있다. 치환된 C1-C60알킬기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알케닐기는 상기 비치환된 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 이중결합을 함유하고 있는 말단기를 의미한다. 비치환된 C2-C60알케닐기의 예로는, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 헵테닐, 옥테닐, 프로파디에닐(propadienyl), 이소프레닐(isoprenyl), 알릴(allyl) 등을 들 수 있다. 치환된 C2-C60알케닐기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알키닐기는 상기 비치환된 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 삼중결합을 함유하고 있는 말단기를 의미한다. 비치환된 C2-C60알키닐기의 예로는, 아세틸레닐(acetylenyl) 등을 들 수 있다. 치환된 C2-C60알키닐기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C1-C60알콕시기는 -OY(단, Y는 상술한 바와 같은 비치환된 C1-C60알킬기임)의 화학식을 가지며, 이의 구체적인 예로서, 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시, 부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있다. 치환된 C1-C60알콕시기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C3-C60시클로알킬기는 고리형 포화 탄화수소기를 가리키는 것으로서, 이의 구체예로는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸 등을 들 수 있다. 치환된 C1-C60시클로알킬기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C3-C60시클로알케닐기는 하나 이상의 탄소 이중결합을 갖되, 방향족 고리는 아닌 고리형 불포화 탄화수소기를 가리키는 것으로서, 이의 구체예로는 시클로프로페닐(cyclopropenyl), 시클로부테닐(cyclobutenyl), 시클로펜테닐, 시클로헥세닐, 시클로헵테닐, 1,3-시클로헥사디에닐기, 1,4-시클로헥사디에닐기, 2,4-시클로헵타디에닐기, 1,5-히클로옥타디에닐기 등을 들 수 있다. 치환된 C3-C60시클로알케닐기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C6-C60아릴기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹으로서, 모노시클릭(monocyclic) 또는 폴리시클릭(polycyclic) 그룹일 수 있다. 폴리시클릭 그룹일 경우, 이에 포함된 2 이상의 고리는 서로 융합될 수 있다(fused). 비치환된 C6-C60아릴기의 예로는, 페닐(phenyl), 펜타레닐(pentalenyl), 인데닐(indenyl), 나프틸(naphtyl), 아줄레닐(azulenyl), 헵타레닐(heptalenyl), 인다세닐(indacenyl), 아세나프틸(acenaphtyl), 플루오레닐(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐(phenalenyl), 페난트릴(phenanthryl), 안트릴(anthryl), 플루오란테닐(fluoranthenyl), 트리페닐레닐(triphenylenyl), 파이레닐(pyrenyl), 크라이세닐(chrysenyl), 나프타세닐(naphthacenyl). 피세닐(picenyl), 페릴레닐(perylenyl), 펜타페닐(pentaphenyl), 헥사세닐(hexacenyl) 등을 들 수 있다. 치환된 C6-C60아릴기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C6-C60아릴렌기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹으로서, 모노시클릭(monocyclic) 또는 폴리시클릭(polycyclic) 그룹일 수 있으며, 이의 구체예는, 상술한 비치환된 C6-C60아릴기의 예를 참조하여 이해될 수 있다. 치환된 C6-C60아릴렌기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함한 고리를 하나 이상 포함한, 모노시클릭(monocyclic) 또는 폴리시클릭(polycyclic) 그룹일 수 있다. 폴리시클릭 그룹일 경우, 이에 포함된 2 이상의 고리는 서로 융합될 수 있다(fused). 비치환된 C2-C60복소환기의 구체예로는, 피롤일(pyrrolyl), 이미다졸일(imidazolyl), 피라졸일(pyrazolyl), 피리디닐(pyridinyl), 피라지닐(pyrazinyl), 피리미디닐(pyrimidinyl), 피리다지닐(pyridazinyl), 이소인돌일(isoindolyl), 인돌일(indolyl), 인다졸일(indazolyl), 푸리닐(purinyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 벤조퀴놀리닐(benzoquinolinyl), 프탈라지닐(phthalazinyl), 나프티리디닐(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐(quinazolinyl), 시놀리닐(cinnolinyl), 카바졸일(carbazolyl), 페난트리닐(phenanthridinyl), 아크리디닐(acridinyl), 페난트롤리닐(phenanthrolinyl), 페나지닐(phenazinyl), 벤조옥사졸일(benzooxazolyl), 벤조이미다졸일(benzoimidazolyl), 푸라닐(furanyl), 벤조푸라닐(benzofuranyl), 티오페닐(thiophenyl), 벤조티오페닐(benzothiophenyl), 티아졸일(thiazolyl), 이소티아졸일(isothiazolyl), 벤조티아졸일(benzothiazolyl), 이소옥사졸일(isoxazolyl), 옥사졸일(oxazolyl), 트리아졸일, 테트라졸, 옥사디아졸일, 트리아지닐, 벤조옥사졸일(benzooxazolyl) 등을 들 수 있다. 치환된 C6-C60헤테로아릴기의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 비치환된 C6-C60헤테로아릴렌기란 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함한 고리를 하나 이상 포함한, 모노시클릭(monocycli) 또는 폴리시클릭(polycyclic) 2가(divalent) 그룹으로서, 모노시클릭(monocycli) 또는 폴리시클릭(polycyclic) 2가 그룹일 수 있다. 이의 구체예는, 상술한 비치환된 C6-C60헤테로아릴기의 예를 참조한다. 치환된 C6-C60헤테로아릴렌의 치환기는 상기 "치환된 X"에 대한 설명을 참조한다.
본 명세서 중 "*"는 이웃한 모이어티와의 결합 사이트를 표시한 것으로서, 당업자에게 용이하게 인식될 수 있는 것이다.
상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함한 고분자는 공지의 유기 합성 방법, 예를 들면, 스즈키 커플링 또는 야마모토 커플링 등을 이용하여 합성될 수 있다. 상기 고분자의 합성 방법은 후술하는 실시예를 참조하여 당업자에게 용이하게 인식될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 제1반복 단위를 포함한 고분자는 전자-결핍(electron deficient) 특성을 갖는 트리아진 고리를 고분자 주쇄(main chain)에 갖는 바, 우수한 전자 수송 능력을 가질 수 있다.
또한, 제2반복 단위의 벤젠 고리는 각각 3 및 6 위치(position)가 서로 연결되어 있는 바(상기 화학식 3A 등 참조), 상기 고분자의 컨쥬게이션 길이(conjugation length)가 길어져도 에너지 밴드갭(Eg)과 삼중항 에너지(ET)를 높은 수준으로 유지하는데 기여할 수 있다.
따라서, 상기 고분자는 유기 발광 소자, 예를 들면, 유기 발광 소자의 발광층 중 인광 도펀트와 함께 사용되는 인광 호스트로서 사용될 수 있다.
단일항 에너지 준위(singlet state energy)만 발광에 기여하여 최대 내부 양자 효율이 25%인 형광 물질에 비하여, 단일항 에너지 준위와 삼중항 에너지 준위 사이의 내부시스템 교환(intersystem crossing)이 가능한 인광 물질은, 삼중항 에너지 준위의 엑시톤도 발광에 기여하므로, 이론적으로 100%의 내부 양자 효율이 가능하다. 따라서, 인광 물질을 채용함으로써, 고효율의 유기 발광 소자를 구현할 수 있는데, 공지된 인광 도펀트는 일반적으로 높은 준위의 삼중항 에너지를 갖고 있다는 점과 상술한 바와 같은 상기 고분자의 특성을 고려하면, 상기 고분자는 유기 발광 소자 중 발광층의 인광 호스트로서 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 고분자를 포함한 발광층은, 정공저지층의 역할도 담당할 수 있어 삼중항 엑시톤을 발광층 내에 효과적으로 고정(confine)시킬 수 있으며, 캐소드로부터의 전자 주입 배리어를 낮추는 역할도 수행할 수 있어, 고품위의 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
예를 들면, 상기 고분자는 유기 발광 소자의 발광층 중 적색, 녹색 및/또는 청색 인광 호스트로 사용될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 고분자는 유기 발광 소자의 발광층 중 적색및/또는 녹색 인광 호스트로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 기판; 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함한 고분자를 포함한 제1층;을 포함한 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 제1층은, 예를 들면 발광층의 역할을 할 수 있다.
상기 제1층이 발광층인 경우, 상기 제1층은 인광 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 인광 도펀트로는 공지된 임의의 인광 도펀트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 인광 도펀트는 Ir, Pt, Os, Re, Ti, Zr, Hf, 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함한 유기 금속 착제일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 인광 도펀트의 예로서, 비스티에닐피리딘 아세틸아세토네이트 이리듐(bisthienylpyridine acetylacetonate Iridium), 비스(벤조티에닐피리딘)아세틸아세토네이트 이리듐{bis(benzothienylpyridine)acetylacetonate Iridium}, 비스(2-페닐벤조티아졸)아세틸아세토네이트 이리듐{Bis(2-phenylbenzothiazole)acetylacetonate Iridium}, 비스(1-페닐이소퀴놀린) 이리듐 아세틸아세토네이트{bis(1-phenylisoquinoline) Iridium acetylacetonate}, 트리스(1-페닐이소퀴놀린)이리듐{tris(1-phenylisoquinoline) Iridium}, 트리스(페닐피리딘) 이리듐, 트리스(2-비페닐피리딘) 이리듐, 트리스(3-비페닐 피리딘) 이리듐, 트리스(4-비페닐 피리딘) 이리듐, Ir(pq)2(acac)(여기서, pq는 2-페닐퀴놀린(2-phenylquinoline)의 약어이고, acac는 아세틸아세톤(acetylacetone)의 약어임, 하기 화합물 10 참조), Ir(ppy)3(ppy는 페닐피리딘의 약어임, 하기 화합물 11 참조), 플래티넘(II)옥타에틸포르피린(platinum(II)octaethylporphyrin: PtOEP, 하기 화학식 참조), 하기 화합물 12, Firpic (하기 화합물 13 참조), Ir(piq)3(하기 화학식 참조), Ir(piq)2acac(piq는 페닐이소퀴놀린(penylisoquinoline)의 약어임, 하기 화합물 14 참조), Ir(mppy)3(하기 화합물 15 참조), Btp2Ir(acac)(하기 화학식 참조), F2Irpic(하기 화학식 참조), (F2ppy)2Ir(tmd)(하기 화학식 참조), 및 Ir(dfppz)3(하기 화학식 참조)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화합물 10> <화합물 11>
Figure pat00020
Figure pat00021
<화합물 12> <화합물 13>
Figure pat00022
Figure pat00023
<화합물 14> <화합물 15>
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
상기 유기 발광 소자는 제1전극과 제2전극 사이에 상술한 바와 같은 제1층(예를 들면, 발광층의 역할을 할 수 있음) 외에, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.
도 1은 상기 유기 발광 소자의 일 실시예(10)를 개략적으로 도시한 것으로서, 상기 유기 발광 소자(10)는 기판(11), 제1전극(12), 정공 수송층(13), 제1층(15), 전자 수송층(16), 전자 주입층(18) 및 제2전극(19)을 포함한다. 상기 제1층(15)은 발광층으로서의 역할을 할 수 있다. 상기 유기 발광 소자(10) 및 이의 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 기판(11) 상부에 높은 일함수를 갖는 제1전극용 물질을 증착법, 이온 플레이팅법, 도금법, 스퍼터링법 등에 의해 형성하여 제1전극(12)을 형성한다. 상기 제1전극(12)은 정공을 주입할 수 있는 애노드(Anode) 또는 전자를 주입할 수 있는 캐소드일 수 있다. 여기에서 기판(11)으로는 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 제1전극용 물질로는 전기 전도도가 높은 금속 산화물, 금속 황화물 또는 금속을 사용할 수 있고, 통상, 이들을 박막으로서 이용한다. 상기 제1전극용 물질로는, 예를 들면 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 및 이들의 복합체인 인듐ㆍ주석ㆍ옥시드(ITO), 인듐ㆍ아연ㆍ옥시드(IZO) 등과 같은 산화물 또는 금, 백금, 은, 구리 등을 이용할 수 있다. 또한, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체 등도 제1전극용 물질로서 사용할 수 있다. 상기 제1전극은 1층이거나 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있으며, 2종 이상의 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1전극의 두께는, 광의 투과성과 전기 전도도를 고려하여 적절하게 조정할 수 있지만, 예를 들면 10 nm 내지 10 ㎛일 수 있다.
다음으로는, 도 1에는 미도시되어 있으나, 필요할 경우, 상기 제1전극(12)이 애노드일 경우, 상기 제1전극(12) 상에 정공 주입층을 더 형성할 수 있다. 상기 정공주입층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, 잉크젯 프린팅법, LB(Langmuir Blodgett)법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
진공증착법에 의하여 정공주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 증착온도 100 내지 500℃, 진공도 10-8 내지 10-3torr, 증착속도 0.01 내지 100Å/sec 범위에서 적절히 선택할 수 있다.
스핀코팅법에 의하여 정공주입층을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 정공주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 적절히 선택할 수 있다.
상기 정공주입층 물질로는 공지된 정공 주입 재료를 사용할 수 있는데, 예를 들면, 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, m-MTDATA [4,4',4''-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine, 하기 화학식 참조], NPB(N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)), TDATA(하기 화학식 참조), 2T-NATA(하기 화학식 참조) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
상기 정공주입층의 두께는 약 100Å 내지 10000Å, 예를 들면, 100Å 내지 1000Å일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 상술한 바를 만족할 경우, 구동 전압 상승없이 만족스러운 정공주입 특성을 얻을 수 있다.
상기 제1전극(12) 또는 정공주입층 상부에는 증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, 잉크젯 프린팅법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 정공 수송층(13)이 형성될 수 있다.
진공증착법 및 스핀코팅법에 의하여 정공 수송층(13)을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
정공 수송층(13) 형성용 물질로는 공지된 정공 수송 물질을 사용할 수 있다. 예를 들면, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD, 하기 화학식 참조) 등의 방향족 축합환을 갖는 아민 유도체, Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산, 하기 화학식 참조), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트), 하기 화학식 참조), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00031
Figure pat00032
Pani/DBSA PEDOT/PSS
상기 정공 수송층(13)의 두께는 약 50Å 내지 1000Å, 예를 들면 100Å 내지 600Å일 수 있다. 상기 정공수송층의 두께가 상술한 범위를 만족할 경우, 구동전압의 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 정공 수송층(13) 상에는 발광층의 역할을 하는 제1층(15)이 형성될 수 있다. 상기 제1층(15)은 스핀코팅법, 캐스트법, 잉크젯 프린팅법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 스핀코팅법에 의해 제1층(15)을 형성하는 경우, 그 성막 조건은 사용하는 고분자 및/또는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 제1층(15)은 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함한 고분자를 호스트로서 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1층(15)은 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함한 고분자 외에 인광 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 인광 도펀트의 구체예는 상술한 바를 참조한다.
상기 제1층(15)이 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함한 고분자 및 인광 도펀트를 포함할 경우, 상기 제1층(15) 중 상기 인광 도펀트의 함량은 1중량% 내지 10중량%(상기 제1층(15)의 총중량이 100중량%임)일 수 있다. 상기 범위를 만족할 경우, 농도 소광 등의 현상이 실질적으로 방지될 수 있다.
상기 제1층(15)은 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함한 고분자만을 단독으로 포함할 수 있고, 또는 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함한 고분자 외에 공지된 형광 도펀트를 포함할 수 있는 등 다양한 변형예가 가능하다.
상기 발광층의 역할을 할 수 있는 제1층(15)의 두께는 약 100Å 내지 1000Å, 예를 들면, 200Å 내지 900Å일 수 있다. 상기 제1층(15)의 두께가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 구동전압 상승없이 만족스러운 발광 특성을 얻을 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 필요에 따라, 제1층(15) 상부에는 정공 저지층이 더 구비될 수 있다.
정공저지층(HBL)은 발광층의 역할을 하는 제1층(15)의 삼중항 여기자 또는 정공이 제2전극(19) 등으로 확산되는 현상을 방지하는 역할을 할 수 있다. 상기 정공저지층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 정공저지층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다. 사용 가능한 공지의 정공저지재료, 예를 들면 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, TAZ(하기 화학식 참조) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00033
상기 정공저지층의 두께는 약 50Å 내지 1000Å, 예를 들면 100Å 내지 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 만족스러운 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 전자수송층(ETL)(16)은 제1층(15) 또는 정공저지층 상부에 진공증착법, 또는 스핀코팅법, 캐스트법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 전자수송층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다. 상기 전자수송층 재료는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 퀴놀린 유도체, Bphen(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BAlq(하기 화학식 참조), 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), 베릴륨 비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), TPBi(하기 화학식 참조) 등과 같은 공지의 재료를 사용할 수도 있다.
Figure pat00034
Figure pat00035
TPBi
상기 전자수송층(16)의 두께는 약 100Å 내지 1000Å, 예를 들면, 200Å 내지 500Å일 수 있다. 상기 전자수송층(16)의 두께가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 구동전압 상승 없이 만족스러운 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
이어서, 상기 전자 수송층 또는 발광층(16) 상부에 전자 주입층(18)이 형성될 수 있다. 전자 주입층으로서는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, BaF2 등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자주입층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 전자주입층(18)의 두께는 약 1Å 내지 100Å, 예를 들면, 5Å 내지 50Å일 수 있다. 상기 전자주입층(18)의 두께가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 구동전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
마지막으로 전자주입층(19) 상부에 제2전극(19)을 형성할 수 있다. 상기 제2전극 형성 방법은 제1전극(12) 형성 방법을 참조한다. 제2전극(19)은 캐소드(Cathode) 또는 애노드로 사용될 수 있다. 상기 제2전극(19)이 캐소드로 사용될 경우, 일함수가 작은 물질이 선택될 수 있다. 예를 들면 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 등의 알칼리 금속, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등의 알칼리 토금속, 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등의 금속, 및 이들 중 2개 이상의 합금, 또는 이들 중 1개 이상과 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석 중 1개 이상과의 합금, 흑연, 흑연 층간 화합물 등이 이용된다. 합금으로서는, 예를 들면 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 인듐-은 합금, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-마그네슘 합금, 리튬-인듐 합금, 칼슘-알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 제2전극(19)은 1층이거나 2층 이상일 수도 있다. 또한, 상기 제2전극(19)의 재료는 1종 단독으로 이용하거나 2종 이상을 병용할 수도 있다. 상기 제2전극(19)은 투명, 반투명 또는 반사 전극으로 구비될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 상기 제2전극(19)의 두께는 예를 들면 10 nm 내지 10 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
합성예 1: 화합물 1의 합성
하기 반응식 1에 따라 화합물 1을 합성하였다:
<반응식 1>
Figure pat00036
중간체(1)[2-(4- 부틸페닐 )-4,6- 디클로로 -1,3,5-트리아진(2-(4- butylphenyl -4,6-dichloro-1,3,5-triazine)]의 합성
THF(테트라하이드로퓨란) 60mL 중 소량의 I2로 활성화된 마그네슘(963 mg, 39.6 mmole) 및 4-브로모-부틸벤젠(6mL, 33 mmole)으로부터 4-부틸페닐마그네슘 아이오다이드(4-butylphenylmagnesium iodide)를 준비하였다. 상기 4-부틸페닐마그네슘 아이오다이드를 -78℃ 및 질소 분위기 하에서 THF 50mL 중 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) (18.4 g, 99 mmole) 혼합물에 첨가하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 12시간 동안 환류시킨 후, H2O로 퀀칭시키고, 감압 하에서 용매를 제거하였다. 이로부터 수득한 결과물을 염수(brine)으로 워싱한 후, CH2Cl2로 추출하고, MgSO4에서 건조시킨 다음, 여과 및 감압농축하고, 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다(6.5 g, 수율은 70%임).
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz): d 8.43-8.41 (d, 2H), 7.36-7.28 (d, 2H), 2.75-2.70 (t, 2H), 1.69-1.59 (m, 2H), 1.43-1.36 (m, 2H), 1.03-0.94 (t, 3H).
13C-NMR (CDCl3, 75 MHz): d 174.8, 171.8, 150.9, 130.1, 130.0, 129.2, 35.9, 33.1, 22.3, 13.8.
중간체(2)[2-(4- 부틸페닐 )-4- 클로로 -6-(9,9- 디옥틸 -9H- 플루오렌 -2-일)-1,3,5-트리아진(2-(4- butylphenyl )-4- chloro -6-(9,9- dioctyl -9H- fluoren -2- yl )-1,3,5-triazine)]의 합성
-78℃에서 THF 30mL 중 2-아이오도-9,9-디옥틸-9H-플루오렌(2-iodo-9,9-
dioctyl-9H-fluorene) (1.5 g, 2.9 mmole)의 혼합물에 n-BuLi (1.5 mL, 2.4 mmole)을 적가하였다. 1시간 후, 상기 혼합물에 THF 20mL 중 중간체 (1) (1.6 g, 5.8 mmole)을 첨가하고, 40℃에서 반응을 진행시켰다. 반응 종료 후, 반응 결과물을 H2O로 퀀칭시키고, 용매를 감압 하에서 제거한 후, CH2Cl2로 추출하고, 식염수로 워싱한 다음, MgSO4에서 건조시키고 여과 및 감압농축하였다. 이로부터 수득한 결과물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다(867 mg, 수율은 47 %임).
중간체(3)의 합성
질소 분위기 하에서, 디클로로비스(트리페닐포스핀)니켈([NiCl2(PPh3)2])(0.33 g, 0.5 mmol), 산성-워싱된 아연(acid-washed zinc) (0.20 g, 3 mmol) 및 n-Bu4NI (0.55 g, 1.5 mmol)의 혼합물에 THF 20mL를 첨가하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 30분 동안 실온에서 교반하여 적갈색 혼합물을 수득하였다. 상기 적갈색 혼합물에 THF (10mL) 중 중간체 (2) (867 mg, 1.4 mmol)의 혼합물을 첨가하고, 18시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후, H2O를 첨가하고, 여과한 후, 감압 하에 THF를 제거한 후, CH2Cl2로 추출하고, 유기층을 분리하여 물로 2회 세정한 다음, 무수 MgSO4에서 건조시키고 농축하였다. 이로부터 수득한 결과물을 에틸 아세테이트(EtOAc)로 재결정하여, 백색 고체인 중간체(3)(757 mg, 수율은 45%임)을 수득하였다.
화합물1[4,4'- 비스 (7- 브로모 -9,9- 디옥틸 -9H- 플루오렌 -2-일)-6,6'-비스(4- 부틸페닐 )-2,2'-비(1,3,5-트리아진(4,4'- bis (7- bromo -9,9- dioctyl -9H- fluoren -2- yl )-6,6'-bis(4-butylphenyl)-2,2'-bi(1,3,5-triazine)]의 합성
CHCl3 중 중간체(3)(700 mg, 0.58 mmole)의 혼합물에 Br2(60 mL, 1.16 mmole)를 0℃에서 첨가하였다. 반응 종료 후, Na2S2O3(aq)를 혼합물에 첨가하고, CH2Cl2로 추출한 후, MgSO4로 여과한 다음, 감압 하에서 농축하였다. 이로부터 수득한 결과물을 컬럼 크로마토그래피로 정제((749 mg, 수율은 95%임)하였다.
합성예 2: 화합물 2의 합성
하기 반응식 2에 따라 화합물 2를 합성하였다:
<반응식 2>
Figure pat00037
Figure pat00038
중간체(4)[4,4'-비스(4-(4- 부틸페닐 )-6-(9,9- 디옥틸 -9H- 플루오렌 -2-일)-1,3,5-트리아진-2-일)-1,1'-비페닐(4,4'-bis(4-(4- butylphenyl )-6-(9,9- dioctyl -9H-fluoren-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-1,1'-biphenyl)]의 합성
톨루엔:H2O(4:1) 30mL 중 중간체 (2) (1.0 g, 1.57 mmole), 4,4'-비페닐디보론산(4,4'-biphenyldiboronic acid) (191 mg, 0.79 mmole), 테트라키스((트리페닐포스핀)팔라듐)(tetrakis((triphenylphosphine)palladium(0):Pd(PPh3)4)(36 mg, 0.0314 mmole), 및 K2CO3 (867 mg, 6.28 mmole)의 혼합물을 감압 하 환류 온도에서 가열하였다. 반응 종료 후, 상기 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 염수로 워싱한 후, CH2Cl2로 추출하고, 무수 MgSO4로 여과한 다음, 감압 농축하였다. 이로부터 수득한 결과물을 컬럼 크로마토그래피로 정제(1.6g, 수율은 76%임)하였다.
화합물 2 [4,4'- 비스 (4-7- 브로모 -9,9- 디옥틸 -9H- 플루오렌 -2-일)-6-(4-부틸
페닐 )-1,3,5- 트라이진 -2-일)-1,1'-비페닐(4,4'-bis(4-(7- bromo -9,9- dioctyl -9H-fluoren-2-yl)-6-(4-butylphenyl)-1,3,5-triazin-2-yl)-1,1'-biphenyl)]의 합성
0℃에서 CHCl3 중 중간체(4) (1.6 g, 1.18 mmole)에 Br2 (121 mL, 2.36 mmole)을 첨가하였다. 반응 종료 후, 상기 혼합물에 Na2S2O3(aq)를 첨가하고, CH2Cl2로 추출 한 후, MgSO4로 여과하고, 감압 농축하였다. 이로부터 수득한 결과물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다(1.7 g, 수율은 93%임).
합성예 3: 고분자 1의 합성
하기 반응식 3에 따라 고분자 1을 합성하였다:
<반응식 3>
Figure pat00039
Figure pat00040
반응기에, 비스(1,5-시클로옥타디엔)니켈 (Ni(cod)2) (910 mg, 3.308 mmol), 2,2'-비피리딜(2,2'-bipyridyl) (517 mg, 3.308 mmole), 화합물 2 (1g, 0.6615 mmole), 3,6-디브로모-9,9-비스(4-(옥틸옥시)페닐)-9H-플루오렌(3,6-dibromo-9,9-bis(4-(octyloxy)phenyl)-9H-fluorene) (485 mg, 0.6615 mmole), 및 무수 THF 30 mL를 첨가하고, 질소로 퍼징하였다. 60℃에서 24시간 동안 질소 하에서 중합시킨 후 말단-캡핑제로서 브로모벤젠을 첨가하고 24시간 동안 반응을 계속하였다. 이로부터 수득한 결과물을 Florisil로 정제하고, 아세톤 및 메탄올로 침전시킨 후 진공 하에서 24시간 동안 건조시켰다.
GPC: Mw= 3.6 x 105, Mn = 1.2 x 105, PDI = 3.0
실시예 1
ITO(indium-tin oxide)(150nm)를 유리기판 위에 코팅한 투명 전극 기판을 깨끗이 세정한 후, ITO를 감광성 수지와 에천트를 이용하여 원하는 모양으로 패터닝하고 다시 깨끗이 세정하였다. 상기 ITO 상부에 PEDOT을 포함한 정공 수송층 형성용 조성물(Bayer社의 Batron P 4083)을 스핀 코팅한 후, 200℃에서 약 0.5시간 동안 베이킹(baking)하여, 정공 수송층을 형성하였다. 상기 정공 수송층 상부에, 클로로벤젠(Chlorobenzene)에 상기 고분자 1 및 Ir(mppy)3(10 wt%)을 포함한 발광층 형성용 조성물을 스핀 코팅하고, 180℃의 온도에서 30분간 베이킹 처리하여 고분자 1 및 Ir(mppy)3를 포함한 발광층을 형성하였다. 상기 정공 수송층 형성용 조성물 및 발광층 형성용 조성물은 스핀 코팅 전 0.2mm 필터로 여과하였다. 상기 정공 수송층 및 발광층의 두께는 각 조성물의 농도와 스핀 코팅 속도를 조절함으로써, 각각 50nm 와 25nm이 되도록 하였다. 상기 발광층 상부에 진공도를 4×10-6torr 이하로 유지하면서 TPBi를 진공 증착하여 40nm의 전자 수송층을 형성한 후, 상기 전자 수송층 상부에 LiF 및 Al을 순차적으로 증착하여, 전자 주입층(1nm)과 제2전극(100nm)을 순차적으로 형성하여, 유기 발광 소자를 제작하였다. 증착 시 막두께 및 막의 성장속도는 크리스탈 센서(crystal sensor)를 이용하여 조절하였다.
<PEDOT:PSS> <화합물 15: Ir(mppy)3>
Figure pat00041
Figure pat00042
<TPBi>
Figure pat00043
10: 유기 발광 소자
11: 기판
12: 제1전극
13: 정공 수송층
15: 제1층
16: 전자 수송층
18: 전자 주입층
19: 제2전극

Claims (20)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 제1반복 단위를 포함한 고분자:
    <화학식 1>
    Figure pat00044

    상기 화학식 1 중,
    Ar1 내지 Ar3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴렌기이고;
    a는 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수이고;
    b 및 c는 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수이고;
    Ar4 및 Ar5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2) 및 -Si(Q3)(Q4)(Q5) 중 하나이고;
    상기 Q1 내지 Q5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 하나이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 내지 Ar3가 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 펜타레닐렌기(pentalenylene), 비페닐레닐렌기(biphenylenylene), 치환 또는 비치환된 인데닐렌기(indenylene), 치환 또는 비치환된 나프틸렌기(naphthylene), 치환 또는 비치환된 아줄레닐렌(azulenylene), 치환 또는 비치환된 헵탈레닐렌(heptalenylene), 치환 또는 비치환된 인다세닐렌(indacenylene), 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌기(acenaphthylene), 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기(fluorenylene), 치환 또는 비치환된 페나레닐렌기(phenalenylene), 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기(phenanthrenylene), 치환 또는 비치환된 안트릴렌기(anthrylene), 치환 또는 비치환된 플루오란테닐렌기(fluoranthenylene), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기(pyrenylene), 치환 또는 비치환된 크라이세닐렌기(chrysenylene), 치환 또는 비치환된 나프타세닐렌기(naphthacenylene), 치환 또는 비치환된 피세닐렌기(picenylene), 치환 또는 비치환된 페릴레닐렌기(perylenylene), 치환 또는 비치환된 펜타세닐렌기(pentaphenylene) 및 치환 또는 비치환된 헥사세닐렌기(hexacenylene) 중 하나인, 고분자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 내지 Ar3가 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 안트릴렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기 및 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기 중 하나인, 고분자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 내지 Ar3가 서로 독립적으로, 하기 화학식 2A 내지 2J 중 하나인, 고분자:
    Figure pat00045

    상기 화학식 2A 내지 2J 중, Z1 내지 Z4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로아릴기 중 하나이고;
    r은 1 내지 4의 정수이고;
    s는 1 내지 6의 정수이고;
    t는 1 내지 8의 정수이고;
    u는 1 내지 3의 정수이고;
    v는 1 또는 2이다.
  5. 제1항에 있어서,
    a가 0, 1 또는 2인, 고분자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Ar4 및 A5는 서로 독립적으로, 페닐기, (C1-C10알킬)페닐기, 디(C1-C10알킬)페닐기, (C6-C14아릴)페닐기, 디(C6-C14아릴)페닐기, 나프틸기, (C1-C10알킬)나프틸기, 디(C1-C10알킬)나프틸기, (C6-C14아릴)나프틸기, 디(C6-C14아릴)나프틸기, 안트릴기, (C1-C10알킬)안트릴기, 디(C1-C10알킬)안트릴기, (C6-C14아릴)안트릴기, 디(C6-C14아릴)안트릴기, 플루오레닐기, (C1-C10알킬)플루오레닐기, 디(C1-C10알킬)플루오레닐기, (C6-C14아릴)플루오레닐기, 디(C6-C14아릴)플루오레닐기, 페난트릴기, (C1-C10알킬)페난트릴기, 디(C1-C10알킬)페난트릴기, (C6-C14아릴) 페난트릴기 및 디(C6-C14아릴)페난트릴기 중 하나인, 고분자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1반복 단위가 하기 화학식 1A로 표시되는, 고분자:
    <화학식 1A>
    Figure pat00046

    상기 화학식 1A 중,
    a는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
    b 및 c는 서로 독립적으로, 1 또는 2이고;
    Z1 내지 Z4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로아릴기 중 하나이고;
    r은 1 내지 4의 정수이고;
    u는 1 내지 3의 정수이고;
    상기 Ar4 및 A5는 서로 독립적으로, 페닐기, (C1-C10알킬)페닐기, 디(C1-C10알킬)페닐기, (C6-C14아릴)페닐기, 디(C6-C14아릴)페닐기, 나프틸기, (C1-C10알킬)나프틸기, 디(C1-C10알킬)나프틸기, (C6-C14아릴)나프틸기, 디(C6-C14아릴)나프틸기, 안트릴기, (C1-C10알킬)안트릴기, 디(C1-C10알킬)안트릴기, (C6-C14아릴)안트릴기, 디(C6-C14아릴)안트릴기, 플루오레닐기, (C1-C10알킬)플루오레닐기, 디(C1-C10알킬)플루오레닐기, (C6-C14아릴)플루오레닐기, 디(C6-C14아릴)플루오레닐기, 페난트릴기, (C1-C10알킬)페난트릴기, 디(C1-C10알킬)페난트릴기, (C6-C14아릴) 페난트릴기 및 디(C6-C14아릴)페난트릴기 중 하나이다.
  8. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 3으로 표시되는 제2반복 단위를 더 포함한, 고분자.
    <화학식 3>
    Figure pat00047

    상기 화학식 3 중,
    Ar6은 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴렌기이고;
    e는 1 내지 10의 정수이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 Ar6은 치환 또는 비치환된 비페닐레닐렌기(biphenylenylene), 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌(fluorenylene), 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기(phenanthrylene), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene) 및 치환 또는 비치환된 페닐렌기 중 하나인, 고분자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 Ar6이 화학식 3A, 3B 또는 3C로 표시되는, 고분자:
    <화학식 3A>
    Figure pat00048

    <화학식 3B> <화학식 3C>
    Figure pat00049
    Figure pat00050

    상기 화학식 3A 내지 3C 중,
    고리 A1은
    Figure pat00051
    ,
    Figure pat00052
    ,
    Figure pat00053
    또는
    Figure pat00054
    이고;
    R11 내지 R24는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q9)(Q10) 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중 하나이고;
    상기 Q6 내지 Q13는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 하나이고;
    x는 1 내지 4의 정수이다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 Q6 내지 Q8은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C1-C10알콕시기, 페닐기, (C1-C10알킬)페닐기, 디(C1-C10알킬)페닐기, (C1-C10알콕시)페닐기 및 디(C1-C10알콕시)페닐기 중 하나인, 고분자.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 Ar6이 하기 화학식 3A-1, 3A-2, 3A-3 또는 3A-4 중 하나로 표시되는, 고분자:
    <화학식 3A-1> <화학식 3A-2>
    Figure pat00055
    Figure pat00056

    <화학식 3A-3> <화학식 3A-4>
    Figure pat00057
    Figure pat00058

    상기 화학식 3A-1 내지 3A-4 중,
    R11 내지 R16 및 Q6 내지 Q8은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C1-C10알콕시기, 페닐기, (C1-C10알킬)페닐기, 디(C1-C10알킬)페닐기, (C1-C10알콕시)페닐기 및 디(C1-C10알콕시)페닐기 중 하나이다.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제2반복 단위가 하기 화학식 4A 또는 4B로 표시되는, 고분자:
    <화학식 4> <화학식 4B>
    Figure pat00059
    Figure pat00060

    상기 화학식 4 중, R100, R101, R22 및 R24는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기 또는 C1-C10알콕시기이다.
  14. 제1항에 있어서,
    2,000 내지 1,000,000 범위의 중량 평균 분자량을 갖는, 고분자.
  15. 제1항에 있어서,
    전자 수송 특성을 갖고, 인광 호스트로 사용되는, 고분자.
  16. 기판; 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 상기 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 고분자를 포함한 제1층;을 포함한 유기 발광 소자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1층이 발광층이고, 상기 제1층이 인광 도펀트를 더 포함한 유기 발광 소자.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 인광 도펀트가 Ir, Pt, Os, Re, Ti, Zr, Hf, 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함한 유기 금속 착제인, 유기 발광 소자.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1층 중 인광 도펀트의 함량이 1중량% 내지 10중량%인, 유기 발광 소자.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층이 더 개재된, 유기 발광 소자.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2508408A (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Cambridge Display Tech Ltd Phosphorescent light-emitting 1,2,4-triazine compounds
GB2512021B (en) * 2012-12-21 2015-12-23 Cambridge Display Tech Ltd Light-emitting compound
US9589788B2 (en) * 2015-06-11 2017-03-07 Sk Innovation Co., Ltd. Polymer with a good heat resistance and storage stability, underlayer film composition containing the polymer and process for forming underlayer film using the composition
JP2017160144A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 東ソー株式会社 ４，６−ジクロロトリアジン化合物及びその製造方法
US10270036B2 (en) * 2016-12-27 2019-04-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Polymer, composition including the polymer, and organic light-emitting device including the polymer
KR102129508B1 (ko) * 2017-07-14 2020-07-02 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
GB2569636A (en) * 2017-12-21 2019-06-26 Sumitomo Chemical Co Composition
CN111233832B (zh) * 2020-01-08 2023-12-01 上海传勤新材料有限公司 一种含有芴和三嗪的有机电子材料及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030038441A (ko) * 2001-11-09 2003-05-16 코니카가부시끼가이샤 유기 전계발광 소자 및 표시 장치
US20030170490A1 (en) * 2002-01-29 2003-09-11 Xerox Corporation Organic electroluminescent (EL) devices
US20040170863A1 (en) * 2001-04-27 2004-09-02 Kim Kong Kyeom Organic electroluminescent devices using double-spiro organic compounds
US20050212409A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 Jianmmin Shi Organic luminescent materials

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3814719A (en) 1972-05-01 1974-06-04 Ciba Geigy Corp Zeta-triazine-imide copolymers
JP4225043B2 (ja) 2002-12-03 2009-02-18 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法、表示装置、照明装置及び光源
JP3997937B2 (ja) 2003-03-19 2007-10-24 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
DE10356099A1 (de) 2003-11-27 2005-07-07 Covion Organic Semiconductors Gmbh Organisches Elektrolumineszenzelement
JP4810669B2 (ja) 2004-11-25 2011-11-09 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
US7597967B2 (en) 2004-12-17 2009-10-06 Eastman Kodak Company Phosphorescent OLEDs with exciton blocking layer
US20060246315A1 (en) 2005-04-27 2006-11-02 Begley William J Phosphorescent oled with mixed electron transport materials
CN101511834B (zh) 2006-11-09 2013-03-27 新日铁化学株式会社 有机场致发光元件用化合物及有机场致发光元件
JP5207760B2 (ja) 2008-02-07 2013-06-12 ケミプロ化成株式会社 新規なピリミジン系またはトリアジン系誘導体、それよりなる電子輸送材料およびそれを含む有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2009104708A1 (ja) 2008-02-22 2009-08-27 昭和電工株式会社 高分子化合物およびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
CN102056911B (zh) 2008-06-05 2015-07-22 出光兴产株式会社 卤素化合物、多环系化合物及使用其的有机电致发光元件
JP5556063B2 (ja) 2008-06-23 2014-07-23 住友化学株式会社 組成物及び該組成物を用いてなる発光素子
JP2010013421A (ja) 2008-07-07 2010-01-21 Chemiprokasei Kaisha Ltd 新規なビス（ジカルバゾリルフェニル）誘導体、それを用いたホスト材料および有機エレクトロルミネッセンス素子
DE102008036982A1 (de) 2008-08-08 2010-02-11 Merck Patent Gmbh Organische Elektrolumineszenzvorrichtung
WO2010054730A1 (de) 2008-11-11 2010-05-20 Merck Patent Gmbh Organische elektrolumineszenzvorrichtungen
JP5720097B2 (ja) 2009-01-20 2015-05-20 住友化学株式会社 メタフェニレン系高分子化合物及びそれを用いた発光素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040170863A1 (en) * 2001-04-27 2004-09-02 Kim Kong Kyeom Organic electroluminescent devices using double-spiro organic compounds
KR20030038441A (ko) * 2001-11-09 2003-05-16 코니카가부시끼가이샤 유기 전계발광 소자 및 표시 장치
US20030170490A1 (en) * 2002-01-29 2003-09-11 Xerox Corporation Organic electroluminescent (EL) devices
US20050212409A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 Jianmmin Shi Organic luminescent materials

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