WO2020096326A1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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WO2020096326A1
WO2020096326A1 PCT/KR2019/014925 KR2019014925W WO2020096326A1 WO 2020096326 A1 WO2020096326 A1 WO 2020096326A1 KR 2019014925 W KR2019014925 W KR 2019014925W WO 2020096326 A1 WO2020096326 A1 WO 2020096326A1
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unsubstituted
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light emitting
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PCT/KR2019/014925
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최민우
전상영
하재승
전현수
김재은
천민승
이정하
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주식회사 엘지화학
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H10K50/181—Electron blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/656—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring

Definitions

  • the present invention relates to an organic light emitting device having a low driving voltage, high luminous efficiency, and suppression of an increase in progressive driving voltage.
  • the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon that converts electrical energy into light energy using an organic material.
  • the organic light emitting device using the organic light emitting phenomenon has a wide viewing angle, excellent contrast, and a fast response time, and has excellent luminance, driving voltage, and response speed characteristics, and thus many studies have been conducted.
  • the organic light emitting device generally has a structure including an anode and a cathode and an organic material layer between the anode and the cathode.
  • the organic material layer is often formed of a multi-layered structure composed of different materials, and may be formed of, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Publication No. 10-2000-0051826
  • the present invention relates to an organic light emitting device having a low driving voltage, high luminous efficiency, and suppression of an increase in progressive driving voltage.
  • the present invention provides the following organic light emitting device.
  • a cathode provided opposite the anode
  • a light emitting layer provided between the anode and the cathode
  • a hole transport region provided between the anode and the light emitting layer
  • It includes an electron transport region provided between the light emitting layer and the cathode,
  • a first electron blocking layer comprising a compound represented by Formula 1 below and
  • It comprises a second electron blocking layer comprising a compound represented by the formula (2):
  • L 1 to L 3 are each independently a single bond; Substituted or unsubstituted C 6-60 arylene; Or C 2-60 heteroarylene containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • Ar 1 is substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • R 1 and R 2 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; Nitro; Substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl; Substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkyl; Substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkoxy; Substituted or unsubstituted C 3-60 cycloalkyl; Substituted or unsubstituted C 2-60 alkenyl; Substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • a and b are each an integer from 0 to 9
  • L 4 to L 6 are each independently a single bond; Substituted or unsubstituted C 6-60 arylene; Or C 2-60 heteroarylene containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • Ar 2 and Ar 3 are each independently, substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • R 3 to R 7 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; Nitro; Substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl; Substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkyl; Substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkoxy; Substituted or unsubstituted C 3-60 cycloalkyl; Substituted or unsubstituted C 2-60 alkenyl; Substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • c is an integer from 0 to 5
  • d, e and f are each an integer from 0 to 4,
  • g is an integer from 0 to 3.
  • the organic light emitting device described above includes a first electron blocking layer and a second electron blocking layer each containing a compound having a specific structure in the hole transport region, so that an increase in progressive driving voltage is suppressed, and high luminous efficiency and low driving voltage characteristics are achieved. Can be represented.
  • 1 is an organic light emission consisting of a substrate 10, an anode 20, a second electron blocking layer 31, a first electron blocking layer 33, a light emitting layer 40, an electron transport layer 51 and a cathode 60 An example of the device is shown.
  • the substrate 10 the anode 20, the P-type carrier generation layer 35, the electron injection layer 37, the second electron blocking layer 31, the first electron blocking layer 33, the light emitting layer 40 ), Hole blocking layer (53).
  • Example 3 is a graph showing changes in driving voltage with time of the organic light emitting diodes of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
  • substituted or unsubstituted refers to deuterium; Halogen group; Cyano group; Nitro group; Hydroxy group; Carbonyl group; Ester groups; Imide group; Amino group; Phosphine oxide group; Alkoxy groups; Aryloxy group; Alkyl thioxy group; Arylthioxy group; Alkyl sulfoxy group; Aryl sulfoxyl group; Silyl group; Boron group; Alkyl groups; Cycloalkyl group; Alkenyl group; Aryl group; Aralkyl group; Ar alkenyl group; Alkyl aryl groups; Alkylamine groups; Aralkylamine group; Heteroarylamine group; Arylamine group; Arylphosphine group; Or substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of heteroaryl groups containing one or more of N, O, and S atoms, or substituted or unsubstituted with two or
  • a substituent having two or more substituents may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group or may be interpreted as a substituent to which two phenyl groups are connected.
  • the number of carbon atoms of the carbonyl group is not particularly limited, but is preferably 1 to 40 carbon atoms. Specifically, it may be a compound having the following structure, but is not limited thereto.
  • the oxygen of the ester group may be substituted with a straight chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.
  • the number of carbon atoms of the imide group is not particularly limited, but is preferably 1 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound having the following structure, but is not limited thereto.
  • the silyl group is specifically trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, etc. However, it is not limited thereto.
  • the boron group is specifically a trimethyl boron group, a triethyl boron group, a t-butyl dimethyl boron group, a triphenyl boron group, a phenyl boron group, and the like, but is not limited thereto.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group may be straight chain or branched chain, and carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. According to an exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n -Pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl , n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl
  • the alkenyl group may be a straight chain or a branched chain, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. According to one embodiment, the carbon number of the alkenyl group is 2 to 20. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 6 carbon atoms.
  • Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 3-methyl-1- Butenyl, 1,3-butadienyl, allyl, 1-phenylvinyl-1-yl, 2-phenylvinyl-1-yl, 2,2-diphenylvinyl-1-yl, 2-phenyl-2- ( Naphthyl-1-yl) vinyl-1-yl, 2,2-bis (diphenyl-1-yl) vinyl-1-yl, styrenyl group, styrenyl group, and the like, but are not limited thereto.
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to an exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 6 carbon atoms.
  • the aryl group is not particularly limited, but is preferably 6 to 60 carbon atoms, and may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group. According to one embodiment, the carbon number of the aryl group is 6 to 30. According to one embodiment, the carbon number of the aryl group is 6 to 20.
  • the aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc., as a monocyclic aryl group, but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and two substituents may combine with each other to form a spiro structure.
  • the fluorenyl group When the fluorenyl group is substituted, It can be back. However, it is not limited thereto.
  • heteroaryl is a heteroaryl containing one or more of O, N, Si, and S as heterogeneous elements, and carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms.
  • heteroaryl include thiophene group, furan group, pyrrol group, imidazole group, thiazole group, oxazole group, oxadiazole group, triazole group, pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazine group, acridil group, Pyridazine group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazoline group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidinyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group, isoquinoline group, indole group, Carbazole group, benzoxazole group, be
  • an aryl group in an aralkyl group, an alkenyl group, an alkylaryl group, and an arylamine group is the same as the exemplified aryl group described above.
  • the alkyl group among the aralkyl group, alkylaryl group, and alkylamine group is the same as the above-described example of the alkyl group.
  • the heteroarylamine of the heteroaryl may be applied to the description of the heteroaryl described above.
  • the alkenyl group in the alkenyl group is the same as the exemplified alkenyl group.
  • the description of the aryl group described above may be applied, except that the arylene is a divalent group.
  • the description of the heteroaryl described above may be applied, except that the heteroarylene is a divalent group.
  • the hydrocarbon ring is not a monovalent group, and the description of the aryl group or cycloalkyl group described above may be applied, except that two substituents are formed by bonding.
  • the heterocycle is not a monovalent group, and the description of the above-described heteroaryl may be applied, except that two substituents are formed by bonding.
  • the present invention provides an organic light emitting device in which a progressive driving voltage rise is suppressed by simultaneously including a first electron blocking layer and a second electron blocking layer each containing a compound having a specific structure in a hole transport region between the anode and the light emitting layer. I want to.
  • the first electron blocking layer is located in contact with the light emitting layer
  • the second electron blocking layer is located in contact with the first electron blocking layer.
  • the first electron blocking layer includes the compound represented by the formula (1), not only blocks the movement of electrons and suppresses triplet transition, but also facilitates injection and transport of holes into the light emitting layer to balance the carrier in the light emitting layer. It serves to match.
  • the second electron blocking layer includes a compound represented by Chemical Formula 2, and has a triplet energy level higher than the triplet energy level of the phosphorescent material, so that the triplet exciton of the light emitting layer fails to emit light and is in the hole transport region. It serves to prevent loss. Therefore, the organic light emitting device according to the present invention can prevent the accumulation of electric charges at the interface between each layer, and thus increase in the progressive driving voltage can be suppressed, thereby exhibiting high efficiency and long life characteristics.
  • the positive electrode material is preferably a material having a large work function so that hole injection into the organic material layer is smooth.
  • the positive electrode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); A combination of metal and oxide such as ZnO: Al or SnO 2 : 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 to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead, or alloys thereof;
  • There is a multilayer structure material such as LiF / Al or LiO 2 / Al, but is not limited thereto.
  • the organic light emitting device includes a hole transport region provided between the anode and the light emitting layer.
  • a hole transport region provided between the anode and the light emitting layer.
  • the hole transport region of the organic light emitting device of the present invention includes a first electron blocking layer and a second electron blocking layer, and preferably includes at least three layers including additional organic layers other than the first and second electron blocking layers. It consists of an organic layer.
  • the first electron blocking layer is a layer positioned in contact with the light emitting layer, and includes a compound represented by Formula 1, which is an amine-based compound in which phenanthrene having high aromaticity is substituted on both sides.
  • a compound represented by Formula 1 which is an amine-based compound in which phenanthrene having high aromaticity is substituted on both sides.
  • L 1 to L 3 are each independently a single bond, phenylene, or naphthylene.
  • L 1 and L 2 are each independently phenylene, specifically, 1,2-phenylene, 1,3-phenylene, or 1,4-phenylene, and L 3 is a single bond; Or any one selected from the group consisting of:
  • Ar 1 is phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, phenanthrenyl, triphenylenyl, dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl, or fluorenyl,
  • dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl and fluorenyl may each be unsubstituted or substituted with C 1-10 alkyl, or C 6-20 aryl.
  • Ar 1 is any one selected from the group consisting of:
  • X 1 is O, S, or CZ 2 Z 3 ,
  • Z 1 to Z 3 are each independently methyl or phenyl.
  • Z 1 is phenyl
  • Z 2 and Z 3 are both methyl, or both phenyl.
  • R 1 and R 2 are hydrogen, and a and b meaning the number of R 1 and R 2 are 0 or 1, respectively.
  • the compound represented by Formula 1 is represented by any one of the following Formulas 1-1 to 1-3:
  • L 1 to L 3 and Ar 1 is as defined in Chemical Formula 1.
  • the second electron blocking layer is a layer positioned between the anode and the first electron blocking layer, preferably, in contact with the first electron blocking layer, and includes a compound represented by Chemical Formula 2.
  • the compound represented by Chemical Formula 2 may easily transport holes to the light emitting layer including nitrogen atoms contributing to aromaticity, while electrons may not flow through the first electron blocking layer at the same time including nitrogen atoms not contributing to aromaticity. It has a stable structure. Accordingly, an increase in voltage due to interface deterioration between the first electron blocking layer and the second electron blocking layer of the organic light emitting device can be suppressed.
  • L 4 to L 6 are each independently a single bond, phenylene, or biphenylylene.
  • L 4 is a single bond, or phenylene, more preferably, a single bond, or 1,4-phenylene, and L 5 and L 6 are each independently a single bond, 1,2-phenyl Ren, 1,3-phenylene, or 1,4-phenylene or 4,4'-biphenylylene.
  • Ar 2 and Ar 3 are each independently phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl, fluorenyl, carbazolyl, or spiro [acridine -9,9'-fluorene] (spiro [acridine-9,9'-fluoren]),
  • dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl, fluorenyl and spiro [acridine-9,9'-fluorene] are each unsubstituted or substituted with C 1-10 alkyl or C 6-20 aryl. Can be substituted.
  • Ar 2 and Ar 3 are each independently any one selected from the group consisting of:
  • X 2 is O, S, or CZ 5 Z 6 ,
  • Z 4 to Z 6 are each independently methyl or phenyl.
  • Z 4 is phenyl
  • Z 5 and Z 6 are both methyl, or both phenyl.
  • R 3 to R 7 are hydrogen, and c to g, which means the number of R 3 to R 7 , are 0 or 1, respectively.
  • the compound represented by Chemical Formula 2 is represented by the following Chemical Formula 2-1:
  • L 4 to L 6 , Ar 2 and Ar 3 is as defined in Chemical Formula 1.
  • E T (EBL1) is the triplet energy of the compound represented by Formula 1,
  • E T (EBL2) is the triplet energy of the compound represented by the formula (2).
  • the difference between the triplet energy of the compound represented by Formula 1 and the triplet energy of the compound represented by Formula 2 is 0.15 eV or less, or the triplet energy of the compound represented by Formula 2 is represented by Formula 1
  • the first electron blocking layer containing the compound represented by the formula (1) does not serve to primarily block the triplet exciton of high energy that is not emitted from the light emitting layer , Since the triplet exciton exerts an electrical load on the compound represented by Chemical Formula 2, the life of the organic light emitting device may be reduced.
  • the first electron blocking layer can effectively block the exciton of the high triplet energy that is not emitted from the light emitting layer, thereby reducing the electrical load on the other organic layer close to the positive electrode. Aging can be suppressed and the life of the device can be improved.
  • the compound represented by Chemical Formula 2 of the second electron blocking layer has a triplet energy level similar to that of other organic layers close to the anode, and thus has high energy triplet excitons not filtered by the first blocking layer. Since it can be quickly moved toward the anode, a decrease in life due to non-luminous triplet excitons can be prevented.
  • This triplet energy can be calculated using a time dependent density functional theory (TD-DFT).
  • TD-DFT time dependent density functional theory
  • the calculation of the general density function uses the 'Gaussian09' package, which is a commercial calculation program developed by Gaussian, and is used as a Beke exchange and Perdew correlation-correlation functional (B3PW91) and a basis function (basis set). Use 6-31G *.
  • B3PW91 Beke exchange and Perdew correlation-correlation functional
  • Basis set basis function
  • the triplet energy can also be obtained using the following conversion formula.
  • ⁇ edge means the wavelength value of the intersection of the tangent and the horizontal axis by drawing a tangent to the rise of the short wavelength side of the phosphorescence spectrum when the phosphorescence spectrum is represented by taking the phosphorescence intensity on the vertical axis and the wavelength on the horizontal axis.
  • the organic light emitting device may further include a positive type-carrier generation layer (P-CGL) in the hole transport region.
  • P-CGL positive type-carrier generation layer
  • the 'P-type carrier generation layer' is a layer that helps more holes to move toward the emission layer by accepting electrons from the organic layer on the cathode side to generate holes, and the organic light-emitting device according to the present invention generates the P-type carrier
  • the light emitting efficiency of the device may be increased and the driving voltage may be lowered by including the layer.
  • the P-type carrier generation layer is provided between the anode and the second electron blocking layer, most preferably in contact with the anode.
  • the P-type carrier generation layer includes a p-dopant material and a hole injection material.
  • the p-dopant material refers to a material that allows the host material to have p-semiconductor properties.
  • the p-semiconductor property is a property of injecting or transporting holes at a HOMO (Highest occupied molecular orbital) energy level, that is, hole mobility. It can be defined as a property of a material that is larger than the electron mobility.
  • the p-dopant material is represented by Formula 5 or 6 below:
  • a 1 to A 3 are each independently, unsubstituted or substituted with one or more substituents each independently selected from the group consisting of cyano, halogen and C 1-10 haloalkyl, C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl comprising any one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O and S,
  • a 4 to A 9 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; Nitro; amides; SO 2 (C 6-60 aryl); Substituted or unsubstituted substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl; Substituted or unsubstituted C 2-60 alkenyl; Substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S.
  • a 1 to A 3 are each independently phenyl, naphthyl, pyridine, pyrazine, pyrimidine, quinoline, or isoquinoline,
  • a 1 to A 3 are unsubstituted or substituted with one or more cyano or halogen.
  • Chemical Formula 5 the compound represented by Chemical Formula 5 may be represented by the following Chemical Formula 5-1:
  • a 4 to A 9 are each independently, cyano; Nitro; SO 2 (C 6-10 aryl); C 6-10 aryl unsubstituted or substituted with one or more cyano or nitro; Or C 2-10 alkenyl unsubstituted or substituted with one or more cyano or nitro.
  • Chemical Formula 6 may be represented by any one of the following Chemical Formulas 6-1 to 6-6:
  • the P-type carrier generation layer contains less than 10% by weight of the p-dopant material.
  • the driving voltage may be lowered while increasing the luminous efficiency of the organic light emitting device.
  • the hole injection material generally has the ability to transport holes used in the hole injection layer, has a hole injection effect at the anode, an excellent hole injection effect for the light emitting layer or the light emitting material, and electron injection of excitons generated in the light emitting layer
  • a compound that prevents migration to the layer or electron injection material and has excellent thin film formation ability can be used.
  • the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • the hole injection material include: metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic matter, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic matter, quinacridone-based organic matter, perylene (perylene) ) -Based organics, anthraquinones, and polyaniline- and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited thereto.
  • the organic light emitting device may further include a hole injection layer for injecting holes from the electrode into the hole transport region.
  • the hole injection layer is provided between the P-type carrier generation layer and the second electron blocking layer, and serves to transport holes generated from the P-type carrier generation layer while injecting holes into the emission layer.
  • the hole injection layer is made of a hole injection material, and preferably, the hole injection material is the same as the hole injection material included in the P-type carrier generation layer.
  • the organic light emitting device includes a light emitting layer including a phosphorescent material.
  • the light-emitting layer includes two or more host materials, most preferably a P-type host and an N-type host material at the same time, so that an appropriate ratio of holes and electrons can be maintained in the entire light-emitting layer, and thus excitons are formed in the entire light-emitting layer.
  • the light-emitting layer includes two or more host materials, most preferably a P-type host and an N-type host material at the same time, so that an appropriate ratio of holes and electrons can be maintained in the entire light-emitting layer, and thus excitons are formed in the entire light-emitting layer.
  • the light emitting layer includes a first host material represented by Chemical Formula 3 and a second host material represented by Chemical Formula 4:
  • Ar 11 and Ar 12 are each independently substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • R 11 and R 12 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; Nitro; Substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl; Substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkyl; Substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkoxy; Substituted or unsubstituted C 3-60 cycloalkyl; Substituted or unsubstituted C 2-60 alkenyl; Substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • h and i are each an integer from 0 to 4,
  • Y is O or S
  • Ar 13 is substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • HAr is C 2-60 heteroaryl containing one or more substituted or unsubstituted N atoms
  • R 13 and R 14 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; Nitro; Substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl; Substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkyl; Substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkoxy; Substituted or unsubstituted C 3-60 cycloalkyl; Substituted or unsubstituted C 2-60 alkenyl; Substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or C 2-60 heteroaryl containing any one or more heteroatoms selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • k and j are integers of 0 to 3, respectively.
  • the light emitting layer may include a compound represented by the following Chemical Formula 3-1 as a first host material, and a compound represented by the following Chemical Formula 4-1 as a second host material:
  • the light emitting layer may further include a dopant material.
  • the dopant material include aromatic amine derivatives, strylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, and metal complexes.
  • the aromatic amine derivative is a condensed aromatic ring derivative having a substituted or unsubstituted arylamino group, and includes pyrene, anthracene, chrysene, periplanene, etc. having an arylamino group, and substituted or unsubstituted as a styrylamine compound.
  • a compound in which at least one arylvinyl group is substituted with the arylamine, a substituent selected from 1 or 2 or more from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an arylamino group is substituted or unsubstituted.
  • a substituent selected from 1 or 2 or more from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an arylamino group is substituted or unsubstituted.
  • styrylamine, styryldiamine, styryltriamine, styryltetraamine, and the like but are not limited thereto.
  • examples of the metal complex include an iridium complex, a platinum complex, and the like, but are not limited thereto.
  • the light emitting layer may include an iridium complex as a dopant
  • the organic light emitting device having the above-described host material and the light emitting layer including the dopant material may exhibit a maximum wavelength ( ⁇ max ) in the emission spectrum from 500 nm to 550 nm. Therefore, the organic light emitting device is a green light emitting organic light emitting device.
  • the organic light emitting device includes an electron transport region provided between the light emitting layer and the cathode.
  • the electron transport region is a region that transports electrons from the cathode to the light emitting layer, and generally includes an electron transport layer.
  • the electron transport region includes a hole blocking layer, an electron transport layer and an electron injection layer.
  • the hole blocking layer is formed on the light emitting layer, and specifically, the hole blocking layer is provided in contact with the light emitting layer, thereby preventing excessive movement of holes and increasing the probability of hole-electron bonding, thereby improving the efficiency of the organic light emitting device. It means the floor.
  • the hole blocking layer includes a hole blocking material, an example of such a hole blocking material is a triazole derivative; Oxadiazole derivatives; Phenanthroline derivatives may be used, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer means a layer formed between the light emitting layer and the cathode, preferably between the hole blocking layer and the electron injection layer, which will be described later, to receive electrons from the electron injection layer and transport electrons to the light emitting layer.
  • the electron transport layer includes an electron transport material, and as the electron transport material, a material capable of receiving electrons from the cathode and transferring them to the light emitting layer is suitable.
  • a material capable of receiving electrons well from the cathode and transferring them to the light emitting layer a material having high mobility for electrons is suitable.
  • the electron transport material include pyridine derivatives; Pyrimidine derivatives; Triazole derivatives; Al complex of 8-hydroxyquinoline; Complexes including 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.
  • suitable cathode materials are conventional materials that have a low work function and are followed by an aluminum or silver layer. Specifically, cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, each case followed by an aluminum layer or a silver layer.
  • the organic light emitting device may further include an electron injection layer between the electron transport layer and the cathode.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from an electrode, has the ability to transport electrons, has an electron injection effect from a cathode, an excellent electron injection effect for a light emitting layer or a light emitting material, and injects holes generated in the light emitting layer A compound that prevents migration to the layer and has excellent thin film forming ability is preferred.
  • the material that can be used as the electron injection layer LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, tria Sol, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone, and the like, derivatives thereof, metal complex compounds, and nitrogen-containing 5-membered ring derivatives, but are not limited thereto.
  • Examples of the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10-hydroxybenzo [h] Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) ( There are o-cresolato) gallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (1-naphtolato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtholato) gallium, It is not limited to this.
  • FIG. 1 is composed of a substrate 10, an anode 20, a hole transport region 30, a light emitting layer 40, an electron transport region 50 and a cathode, and the hole transport region 30 includes a second electron blocking layer (31) and the first electron blocking layer 33 are sequentially provided, and an example of an organic light emitting device in which the electron transport layer 51 is provided in the electron transport region 50 is shown.
  • the compound represented by Formula 1 may be included in the first electron blocking layer 33 and the compound represented by Formula 2 may be included in the second electron blocking layer 31, respectively.
  • the hole transport region 30 has a P-type carrier generation layer (35)
  • the electron injection layer 37, the second electron blocking layer 31 and the first electron blocking layer 33 are sequentially provided
  • the electron transport region 50 has a hole blocking layer 53.
  • An example of an organic light emitting device in which the electron transport layer 51 and the electron injection layer 55 are sequentially provided is illustrated.
  • the compound represented by Formula 1 may be included in the first electron blocking layer 33 and the compound represented by Formula 2 may be included in the second electron blocking layer 31, respectively.
  • the organic light emitting device according to the present invention can be manufactured by sequentially stacking the above-described configuration.
  • a positive electrode is formed by depositing a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof on a substrate using a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation.
  • PVD physical vapor deposition
  • each layer on it it can be prepared by depositing a material that can be used as a cathode thereon.
  • an organic light emitting device may be formed by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and a cathode material on a substrate.
  • the light emitting layer may be formed by a host and a dopant by a vacuum deposition method as well as a solution application method.
  • the solution application method means spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, and the like, but is not limited to these.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing an organic material layer and a cathode material from a cathode material on a substrate (WO 2003/012890).
  • the manufacturing method is not limited thereto.
  • the organic light emitting device may be a front emission type, a back emission type or a double-sided emission type depending on the material used.
  • the substrate on which ITO 30 ⁇ as an anode was deposited was cut to a size of 50 mm x 50 mm x 0.5 mm, placed in distilled water in which the dispersant was dissolved, and washed with ultrasonic waves.
  • the detergent used was a product of Fischer Co., and distilled water was used for Millipore Co. As the product filter, distilled water filtered secondarily was used. After washing the ITO for 30 minutes, the ultrasonic cleaning was repeated 10 times with distilled water for 10 minutes. After washing with distilled water, ultrasonic cleaning was performed in the order of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, followed by drying.
  • Compound HIL1 and p-dopant (3 wt%) were vacuum-deposited to a thickness of 100 MPa on the positive electrode thus prepared to form a P-type carrier generation layer, and compound HIL1 was vacuum-deposited to a thickness of 1100 MPa to form a hole injection layer. .
  • a second electron blocking layer was formed by vacuum-depositing the following compound 2-1 to a thickness of 350 MPa on the hole injection layer, and the following compound 1-1 on the second electron blocking layer was vacuumed to a thickness of 150 MPa.
  • the first electron blocking layer was formed by vapor deposition.
  • the first host (GH1) and the second host (GH2) on the first electron blocking layer in a weight ratio of 6 to 4, and a dopant (GD) by vacuum deposition at 6% by weight, a light emitting layer having a thickness of 350 ⁇ Formed
  • a hole blocking layer was formed by vacuum-depositing the compound HBL1 to a thickness of 50 ⁇ ⁇ on the light emitting layer, and then vacuum-depositing the compounds ETL1 and LiQ to a thickness of 170 ⁇ and 85 ⁇ , respectively, to form an electron transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) having a thickness of 10 ⁇ was formed into an electron injection layer, and then magnesium and silver (1: 4) were formed with a thickness of 150 ⁇ as a cathode, and CPL was deposited at 600 C to complete the device.
  • the deposition rate of the organic material in the above process was maintained at 1 ⁇ / sec.
  • vacuum deposition of each layer was performed using a cluster type 1.0E-7 vacuum deposition machine (manufactured by Selcos).
  • An organic light emitting device was used in the same manner as in the above embodiment, except that Compound HTL1 was used instead of Compound 2-1 as the second electron blocking layer material, and Compound EBL1 was used instead of Compound 1-1 as the first electron blocking layer material. It was prepared.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in the above Example, except that Compound EBL1 was used instead of Compound 1-1 as the first electron blocking layer material.
  • the organic light emitting device of the embodiment employing the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 according to the present invention as a first electron blocking layer and a second electron blocking layer, respectively .
  • the organic light emitting device of Comparative Examples 1 and 2 it can be seen that not only does it exhibit excellent characteristics in terms of voltage and efficiency, but also has a significantly lower increase in the progressive driving voltage.
  • substrate 20 anode
  • first electron blocking layer 35 P-type carrier generation layer

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Abstract

본 발명은 정공수송영역에 특정 구조의 화합물을 포함함으로써 구동 전압이 낮고, 발광 효율이 높으며, 진행성 구동 전압 상승이 억제된 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

유기 발광 소자
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2018년 11월 6일자 한국 특허 출원 제10-2018-0135440호 및 2019년 11월 4일자 한국 특허 출원 제10-2019-0139626호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 구동 전압이 낮고, 발광 효율이 높으며, 진행성 구동 전압 상승이 억제된 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답 시간을 가지며, 휘도, 구동 전압 및 응답 속도 특성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다.
유기 발광 소자는 일반적으로 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 유기물 층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물 층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자에 사용되는 유기물에 대하여 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 0001) 한국특허 공개번호 제10-2000-0051826호
본 발명은 구동 전압이 낮고, 발광 효율이 높으며, 진행성 구동 전압 상승이 억제된 유기 발광 소자에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기의 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는,
양극;
상기 양극에 대향하여 구비된 음극;
상기 양극과 음극 사이에 구비된 발광층;
상기 양극과 발광층 사이에 구비된 정공수송영역; 및
상기 발광층과 음극 사이에 구비된 전자수송영역을 포함하고,
상기 정공수송영역은,
하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제1 전자차단층 및
하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 전자차단층을 포함하한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일 결합; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
a 및 b는 각각 0 내지 9의 정수이고,
a 및 b가 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 각각 동일하거나 상이하고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000002
상기 화학식 2에서,
L4 내지 L6은 각각 독립적으로, 단일 결합; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R3 내지 R7은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
c는 0 내지 5의 정수이고,
d, e 및 f는 각각 0 내지 4의 정수이고,
g는 0 내지 3의 정수이다.
c 내지 g가 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 각각 동일하거나 상이하다.
상술한 유기 발광 소자는 정공수송영역에 특정 구조의 화합물을 각각 포함하는 제1 전자차단층 및 제2 전자차단층을 포함하여, 진행성 구동 전압 상승이 억제되고, 높은 발광 효율 및 낮은 구동 전압 특성을 나타낼 수 있다.
도 1은 기판(10), 양극(20), 제2 전자차단층(31), 제1 전자차단층(33), 발광층(40), 전자수송층(51) 및 음극(60)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(10), 양극(20), P형 캐리어 발생층(35), 전자주입층(37), 제2 전자차단층(31), 제1 전자차단층(33), 발광층(40), 정공차단층(53). 전자수송층(51), 전자주입층(55) 및 음극(60)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 유기 발광 소자의 시간에 따른 구동 전압 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서,
Figure PCTKR2019014925-appb-I000003
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 사이클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2019014925-appb-I000004
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2019014925-appb-I000005
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2019014925-appb-I000006
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 사이클로펜틸메틸,사이클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 사이클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 3-메틸사이클로펜틸, 2,3-디메틸사이클로펜틸, 사이클로헥실, 3-메틸사이클로헥실, 4-메틸사이클로헥실, 2,3-디메틸사이클로헥실, 3,4,5-트리메틸사이클로헥실, 4-tert-부틸사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난쓰레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2019014925-appb-I000007
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴은 이종 원소로 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로아릴로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로아릴의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민 중 헤테로아릴은 전술한 헤테로아릴에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 탄화수소 고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 아릴기 또는 사이클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴에 관한 설명이 적용될 수 있다.
종래의 인광 발광 재료를 사용하는 유기 발광 소자의 경우, 일정한 전류를 지속적으로 인가할수록 같은 밝기를 구현하기 위해서는 초기 구동 전압에 비해 더 높은 구동 전압이 요구되어, 소자의 수명 시간이 단축된다는 문제가 있어 왔다. 이러한 진행성 구동 전압 증가는 발광층과 그 인접층간의 계면에서 축적된 전하에 의한 열화 때문인 것으로 알려져 있다.
이에, 본 발명에서는 양극과 발광층 사이의 정공수송영역에 특정 구조의 화합물을 각각 포함하는 제1 전자차단층 및 제2 전자차단층을 동시에 포함하여, 진행성 구동 전압 상승이 억제된 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 제1 전자차단층은 발광층에 접하여 위치하고, 상기 제2 전자차단층은 상기 제1 전자차단층에 접하여 위치한다. 이때, 상기 제1 전자 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하여, 전자의 이동을 차단하고 삼중항 전이를 억제할 뿐 아니라, 정공의 발광층 내 주입 및 수송을 원활히 하여 발광층 내 캐리어 균형을 맞추는 역할을 한다. 또한, 상기 제2 전자 차단층은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하여, 인광 발광 재료의 삼중항 에너지 준위보다 높은 삼중항 에너지 준위를 가져, 발광층의 삼중항 여기자가 발광하지 못하고 정공 수송 영역에서 소실되는 것을 막는 역할을 한다. 따라서, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 각 층간 계면에서의 전하의 축적이 방지될 수 있고, 이에 따라 진행성 구동 전압 증가가 억제되어 높은 효율 및 장수명 특성을 나타낼 수 있다.
이하, 각 구성 별로 본 발명을 상세히 설명한다.
양극 및 음극
상기 양극 물질로는 통상 유기물 층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 상기 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공수송영역
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 양극과 발광층 사이에 구비된 정공수송영역을 포함한다. 인광 발광 재료를 사용하는 유기 발광 소자의 경우 발광층 내의 발광 영역이 정공수송영역으로 치우쳐있는 경우가 일반적임에 따라 삼중항간의 전이를 제어하여 발광층 내로 여기자를 집중시키기 위해서는 정공수송영역의 삼중항 에너지뿐 아니라, 정공수송영역의 캐리어 수송 및 주입 능력 또한 제어될 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명의 유기 발광 소자의 정공수송영역은 제1 전자차단층 및 제2 전자차단층을 포함하고, 바람직하게는 제1 및 제2 전자차단층 외 추가적인 유기층을 더 포함하여 3층 이상의 유기층으로 구성된다.
(제1 전자차단층)
상기 제1 전자차단층은 상기 발광층에 접하여 위치하는 층으로, 방향족성(Aromaticity)이 큰 페난쓰렌이 양쪽에 치환된 아민계 화합물인 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이러한 화학식 1로 표시되는 화합물의 큰 방향족성에 의해 전하 이동도가 개선됨에 따라, 상기 제1 전자차단층과 발광층 간의 계면에서는 전하가 축적되지 않고 흘러나가 축적된 전하에 의한 계면 열화가 방지될 수 있다.
바람직하게는, 상기 화학식 1에서, L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일 결합, 페닐렌, 또는 나프틸렌이다.
보다 바람직하게는, L1 및 L2는 각각 독립적으로, 페닐렌, 구체적으로, 1,2-페닐렌, 1,3-페닐렌, 또는 1,4-페닐렌이고, L3는 단일 결합; 또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다:
Figure PCTKR2019014925-appb-I000008
바람직하게는, Ar1은 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 페난쓰레닐, 트리페닐레닐, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 또는 플루오레닐이고,
여기서, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐 및 플루오레닐은 각각 비치환되거나, 또는 C1-10 알킬, 또는 C6-20 아릴로 치환될 수 있다.
보다 바람직하게는, Ar1은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다:
Figure PCTKR2019014925-appb-I000009
상기에서,
X1은 O, S, 또는 CZ2Z3이고,
Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로, 메틸, 또는 페닐이다.
가장 바람직하게는, Z1은 페닐이고, Z2 및 Z3는 모두 메틸이거나, 또는 모두 페닐이다.
바람직하게는, R1 및 R2는 수소이고, R1 및 R2의 개수를 의미하는 a 및 b는 각각 0, 또는 1이다.
바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 중 어느 하나로 표시된다:
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000010
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000011
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000012
상기 화학식 1-1 내지 1-3에서,
L1 내지 L3 및 Ar1에 대한 설명은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 하기와 같다:
Figure PCTKR2019014925-appb-I000013
Figure PCTKR2019014925-appb-I000014
Figure PCTKR2019014925-appb-I000015
Figure PCTKR2019014925-appb-I000016
Figure PCTKR2019014925-appb-I000017
Figure PCTKR2019014925-appb-I000018
Figure PCTKR2019014925-appb-I000019
Figure PCTKR2019014925-appb-I000020
Figure PCTKR2019014925-appb-I000021
Figure PCTKR2019014925-appb-I000022
Figure PCTKR2019014925-appb-I000023
Figure PCTKR2019014925-appb-I000024
Figure PCTKR2019014925-appb-I000025
Figure PCTKR2019014925-appb-I000026
Figure PCTKR2019014925-appb-I000027
Figure PCTKR2019014925-appb-I000028
Figure PCTKR2019014925-appb-I000029
Figure PCTKR2019014925-appb-I000030
Figure PCTKR2019014925-appb-I000031
Figure PCTKR2019014925-appb-I000032
(제2 전자차단층)
상기 제2 전자차단층은 상기 양극과 제1 전자차단층 사이, 바람직하게는, 상기 제1 전자차단층에 접하여 위치하는 층으로, 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다. 이러한 화학식 2로 표시되는 화합물은 방향족성에 기여하는 질소 원자를 포함하여 정공을 발광층으로 용이하게 전달하면서, 방향족성에 기여하지 않는 질소 원자를 동시에 포함하여 제1 전자차단층을 통해 전자가 흘러나오지 않을 수 있는 안정된 구조를 갖는다. 이에 따라, 유기 발광 소자의 상기 제1 전자차단층과 상기 제2 전자차단층간 계면 열화에 의한 전압 증가가 억제될 수 있다.
바람직하게는, 상기 화학식 2에서, L4 내지 L6은 각각 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 또는 비페닐릴렌이다.
보다 바람직하게는, L4는 단일결합, 또는 페닐렌, 보다 바람직하게는, 단일결합, 또는 1,4-페닐렌이고, L5 및 L6는 각각 독립적으로, 단일결합, 1,2-페닐렌, 1,3-페닐렌, 또는 1,4-페닐렌 또는 4,4'-비페닐릴렌이다.
바람직하게는, Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 플루오레닐, 카바졸일, 또는 스피로[아크리딘-9,9'-플루오렌](spiro[acridine-9,9'-fluoren])이고,
여기서, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 플루오레닐 및 스피로[아크리딘-9,9'-플루오렌]은 각각 비치환되거나, 또는 C1-10 알킬, 또는 C6-20 아릴로 치환될 수 있다.
보다 바람직하게는, Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다:
Figure PCTKR2019014925-appb-I000033
상기에서,
X2는 O, S, 또는 CZ5Z6이고,
Z4 내지 Z6은 각각 독립적으로, 메틸, 또는 페닐이다.
가장 바람직하게는, Z4는 페닐이고, Z5 및 Z6은 모두 메틸이거나, 또는 모두 페닐이다.
바람직하게는, R3 내지 R7은 수소이고, R3 내지 R7의 개수를 의미하는 c 내지 g는 각각 0 또는 1이다.
바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1로 표시된다:
[화학식 2-1]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000034
상기 화학식 2-1에서,
L4 내지 L6, Ar2 및 Ar3에 대한 설명은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 하기와 같다:
Figure PCTKR2019014925-appb-I000035
Figure PCTKR2019014925-appb-I000036
Figure PCTKR2019014925-appb-I000037
Figure PCTKR2019014925-appb-I000038
Figure PCTKR2019014925-appb-I000039
Figure PCTKR2019014925-appb-I000040
한편, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 삼중항 에너지 관련하여 하기 식 1을 만족한다:
[식 1]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000041
상기 식 1에서,
ET (EBL1)는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지이고,
ET (EBL2)는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지이다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지와 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지와의 차가 0.15 eV 이하이거나, 혹은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지보다 높은 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함된 제1 전자차단층이 발광층에서 유입되는 발광하지 않은 높은 에너지의 삼중항 여기자를 일차적으로 차단하는 역할을 하지 못하여, 이러한 삼중항 여기자가 상기 화학식 2로 표시되는 화합물에 전기적인 부하를 주게 되므로 유기 발광 소자의 수명이 저하될 수 있다.
반면, 상기 식 1을 만족하는 경우에는 상기 제1 전자차단층이 발광층에서 비발광한 높은 삼중항 에너지의 여기자를 효과적으로 차단하여 양극에 가까운 다른 유기층에 전기적인 부하를 덜어줄 수 있어, 유기물질의 노화가 억제되고 소자의 수명이 개선될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 제2 전자차단층의 화학식 2로 표시되는 화합물은 양극에 가까운 다른 유기층의 물질과 유사한 삼중항 에너지 준위를 가지게 되어, 상기 제1 차단층에서 걸러지지 않은 높은 에너지의 삼중항 여기자를 양극 쪽으로 빠르게 이동시킬 수 있어, 비발광된 삼중항 여기자로 인한 수명 저하가 방지될 수 있다.
이러한 삼중항 에너지는 시간 의존 범밀도 함수 방법 (time dependent density functional theory: TD-DFT)을 이용하여 계산될 수 있다. 구체적으로, 범밀도 함수 계산은 가우시안(Gaussian)사에서 개발한 상용 계산 프로그램인 'Gaussian09' package를 사용하고, 범함수로서 B3PW91(Becke exchange and Perdew correlation-correlation functional)과 기저함수(basis set)로서 6-31G* 을 사용한다. 이를 통해, 범밀도 함수 방법이 결정한 최적 분자 구조에 대해 삼중항 에너지의 계산치를 구할 수 있다.
또는, 저온 광발광(Low Temperature Photoluminescence)법을 이용하여,
Figure PCTKR2019014925-appb-I000042
edge 값을 측정한 후 하기 환산식을 이용하여 삼중항 에너지를 구할 수도 있다.
[환산식]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000043
상기 환산식에서,
λedge는 종축에 인광 강도, 횡축에 파장을 취하여 인광 스펙트럼을 나타냈을 때에, 인광 스펙트럼의 단파장 측의 상승에 대하여 접선을 그어, 그 접선과 횡축의 교점의 파장치를 의미하며, 단위는 nm 이다.
(P형 캐리어 발생층)
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 정공수송영역에 P형 캐리어 발생층(positive type-carrier generation layer; P-CGL)을 더 포함할 수 있다. 상기 'P형 캐리어 발생층'이란 음극 쪽의 유기층에서 전자를 받아들여 정공을 생성시킴으로써 더 많은 정공이 발광층 쪽으로 이동할 수 있도록 도움을 주는 층으로, 본 발명에 따른 유기 발광 소자가 상기 P형 캐리어 발생층을 포함함에 따라 소자의 발광 효율이 증가되고 구동 전압이 낮아질 수 있다. 바람직하게는, 상기 P형 캐리어 발생층은 상기 양극과 상기 제2 전자차단층 사이에, 가장 바람직하게는 상기 양극에 접하여 구비된다.
이러한 P형 캐리어 발생층은 p-도펀트 물질 및 정공주입물질을 포함한다. 여기서, p-도펀트 물질이란 호스트 물질이 p 반도체 특성을 갖도록 하는 물질을 의미하는 데, p 반도체 특성은 HOMO(Highest occupied molecular orbital) 에너지 준위로 정공을 주입받거나 수송하는 특성 즉, 정공의 이동도가 전자의 이동도보다 큰 물질의 특성으로 정의될 수 있다.
바람직하게는, p-도펀트 물질은 하기 화학식 5 또는 6으로 표시된다:
[화학식 5]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000044
상기 화학식 5에서,
A1 내지 A3는 각각 독립적으로, 비치환되거나, 또는 시아노, 할로겐 및 C1-10 할로알킬로 이루어진 군으로부터 각각 독립적으로 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환된, C6-60 아릴; 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
[화학식 6]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000045
상기 화학식 6에서,
A4 내지 A9는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미드; SO2(C6-60 아릴); 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이다.
보다 바람직하게는, 바람직하게는, 상기 화학식 5에서, A1 내지 A3는 각각 독립적으로, 페닐, 나프틸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 퀴놀린, 또는 이소퀴놀린이고,
여기서, A1 내지 A3는 비치환되거나, 또는 1개 이상의 시아노 또는 할로겐으로 치환된다.
예를 들어, 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 하기 화학식 5-1로 표시될 수 있다:
[화학식 5-1]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000046
또한, 바람직하게는, 상기 화학식 6에서, A4 내지 A9는 각각 독립적으로, 시아노; 니트로; SO2(C6-10 아릴); 비치환되거나, 또는 1개 이상의 시아노 또는 니트로로 치환된 C6-10 아릴; 또는 비치환되거나, 또는 1개 이상의 시아노 또는 니트로로 치환된 C2-10 알케닐이다.
예를 들어, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 6-1 내지 6-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
[화학식 6-1]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000047
[화학식 6-2]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000048
[화학식 6-3]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000049
[화학식 6-4]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000050
[화학식 6-5]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000051
[화학식 6-6]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000052
바람직하게는, 상기 P형 캐리어 발생층은 상기 p-도펀트 물질을 10 중량% 미만으로 포함한다. 상술한 범위로 p-도펀트 물질을 포함하는 경우 유기 발광 소자의 발광 효율을 높이면서, 구동 전압을 낮출 수 있다.
또한, 상기 정공주입물질은 일반적으로 정공주입층에 사용되는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물 층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다.
상기 정공 주입 물질의 구체적인 예로는, 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
(정공주입층)
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 정공수송영역에 전극으로부터 정공을 주입하는 정공주입층을 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 정공주입층은 상기 P형 캐리어 발생층과 상기 제2 전자차단층 사이에 구비되어, 발광층으로 정공을 주입하면서 P형 캐리어 발생층으로부터 생성된 정공을 수송하는 역할을 한다.
상기 정공주입층은 정공 주입 물질로 이루어져 있으며, 바람직하게는, 상기 정공 주입 물질은 P형 캐리어 발생층에 포함된 정공 주입 물질과 동일하다.
발광층
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 인광 발광 재료를 포함하는 발광층을 포함한다. 바람직하게는, 상기 발광층은 2종 이상의 호스트 물질, 가장 바람직하게는 P형 호스트 및 N형 호스트 물질을 동시에 포함하여, 발광층 전체에서 정공과 전자의 적절한 비율을 유지할 수 있고, 이에 따라 여기자가 발광층 전체에서 고르게 발광하여 유기 발광 소자의 발광 효율과 수명이 향상될 수 있다.
바람직하게는, 상기 발광층은 하기 화학식 3으로 표시되는 제1 호스트 물질과 하기 화학식 4로 표시되는 제2 호스트 물질을 포함한다:
[화학식 3]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000053
상기 화학식 3에서,
Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
h 및 i는 각각 0 내지 4의 정수이고,
[화학식 4]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000054
상기 화학식 4에서,
Y는 O 또는 S이고,
Ar13은 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
HAr은 치환 또는 비치환된 N 원자를 1개 이상 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R13 및 R14는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
k 및 j는 각각 0 내지 3의 정수이다.
예를 들어, 상기 발광층은 제1 호스트 물질로 하기 화학식 3-1로 표시되는 화합물을 포함하고, 제2 호스트 물질로 하기 화학식 4-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 3-1]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000055
[화학식 4-1]
Figure PCTKR2019014925-appb-I000056
또한, 상기 발광층은 도펀트 재료를 더 포함할 수 있다. 상기 도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 사이클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 상기 발광층은 이리듐 착체를 도펀트 재료로 포함할 수 있다.
상술한 호스트 물질과 도펀트 물질을 포함하는 발광층을 구비한 유기 발광 소자는 발광스펙트럼에서의 최대파장(λmax)을 500 nm 내지 550 nm에서 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 발광 유기 발광 소자이다.
전자수송영역
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 상기 발광층과 음극 사이에 구비된 전자수송영역을 포함한다. 상기 전자수송영역은 음극에서 발광층까지 전자를 수송하는 영역으로, 일반적으로 전자수송층을 포함한다. 바람직하게는, 상기 전자수송영역은 정공차단층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함한다.
(정공차단층)
상기 정공차단층은 발광층 상에 형성되어, 구체적으로 상기 정공차단층은 발광층에 접하여 구비되어, 정공의 과다한 이동을 방지하여 정공-전자간 결합 확률을 높여줌으로써 유기 발광 소자의 효율을 개선하는 역할을 하는 층을 의미한다.
상기 정공차단층은 정공 차단 물질을 포함하고, 이러한 정공 차단 물질의 예로 트리아졸 유도체; 옥사디아졸 유도체; 페난트롤린 유도체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
(전자수송층)
상기 전자수송층은 상기 발광층과 음극 사이, 바람직하게는 상기 정공차단층과 후술하는 전자주입층 사이에 형성되어 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 역할을 하는 층을 의미한다.
상기 전자수송층은 전자 수송 물질을 포함하고, 이러한 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다.
상기 전자 수송 물질의 구체적인 예로는 피리딘 유도체; 피리미딘 유도체; 트리아졸 유도체; 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
(전자주입층)
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 상기 전자수송층과 음극 사이에 전자주입층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다.
상기 전자주입층으로 사용될 수 있는 물질의 구체적인 예로는, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 질소 함유 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
유기 발광 소자
본 발명에 따른 유기 발광 소자의 구조를 도 1에 예시하였다. 도 1은 기판(10), 양극(20), 정공수송영역(30), 발광층(40), 전자수송영역(50) 및 음극으로 이루어지고, 상기 정공수송영역(30)에는 제2 전자차단층(31) 및 제1 전자차단층(33)이 순차적으로 구비되어 있고, 상기 전자수송영역(50)에는 전자수송층(51)이 구비되어 있는 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 제1 전자차단층(33)에, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 상기 제2 전자차단층(31)에 각각 포함될 수 있다.
도 2는 기판(10), 양극(20), 정공수송영역(30), 발광층(40), 전자수송영역(50) 및 음극으로 이루어지고, 상기 정공수송영역(30)에는 P형 캐리어 발생층(35), 전자주입층(37), 제2 전자차단층(31) 및 제1 전자차단층(33)이 순차적으로 구비되어 있고, 상기 전자수송영역(50)에는 정공차단층(53). 전자수송층(51) 및 전자주입층(55)이 순차적으로 구비되어 있는 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 제1 전자차단층(33)에, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 상기 제2 전자차단층(31)에 각각 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 상술한 구성을 순차적으로 적층시켜 제조할 수 있다. 이때, 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 상술한 각 층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시켜 제조할 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다. 또한, 발광층은 호스트 및 도펀트를 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다(WO 2003/012890). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예
양극으로서 ITO가 30Å 증착된 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 양극 위에 화합물 HIL1과 p-dopant(3 중량%)를 100Å의 두께로 진공 증착하여 P형 캐리어 발생층을 형성하였고, 그 위에 화합물 HIL1을 1100Å의 두께로 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 그 다음, 상기 정공주입층 상에 하기 화합물 2-1를 350Å의 두께로 진공 증착하여 제2 전자차단층을 형성하였고, 상기 제2 전자차단층 상에 하기 화합물 1-1을 150Å의 두께로 진공 증착하여 제1 전자차단층을 형성하였다.
다음으로, 상기 제1 전자차단층 상에 제1 호스트(GH1) 및 제2 호스트(GH2)를 6 대 4의 중량 비율로, 도펀트(GD)를 6 중량%로 진공 증착하여 350Å의 두께의 발광층을 형성하였다
다음으로, 상기 발광층 상에 화합물 HBL1을 50Å의 두께로 진공 증착하여 정공차단층을 형성하였고, 그 다음에 화합물 ETL1과 LiQ를 각각 170Å 및 85Å 의 두께로 진공 증착하여 전자수송층을 형성하였다. 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)을 전자주입층으로 성막한 후 음극으로 마그네슘과 은(1:4)을 150Å 두께로 형성시킨 후 CPL을 600 Å 증착하여 소자를 완성하였다. 상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1 Å/sec를 유지하였다. 이때, 각 층의 진공 증착은 cluster type의 1.0E-7 진공 증착기(Selcos 사 제조)를 사용하여 수행되었다.
비교예 1
제2 전자차단층 물질로 화합물 2-1 대신 화합물 HTL1을 사용하고, 제1 전자차단층 물질로 화합물 1-1 대신 화합물 EBL1을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 2
제1 전자차단층 물질로 화합물 1-1 대신 화합물 EBL1을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 화합물은 하기와 같다.
Figure PCTKR2019014925-appb-I000057
Figure PCTKR2019014925-appb-I000058
Figure PCTKR2019014925-appb-I000059
실험예 1
상기 실시예, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때의 전압, 효율 및 색좌표를 Photo Research 사의 PR-655 IVL를 사용하여 측정하였고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 상기 실시예, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 유기 발광 소자의 진행성 구동 전압 상승폭을 확인하기 위하여, McScience 사의 M6000을 사용하여 전류 인가 시간에 따른 구동 전압의 변화를 측정하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
Figure PCTKR2019014925-appb-T000001
상기 표 1 및 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 각각 제1 전자차단층 및 제2 전자차단층으로 채용한 실시예의 유기 발광 소자는, 비교예 1 및 2의 유기 발광 소자에 비하여 전압 및 효율 측면에서 우수한 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 진행성 구동 전압 상승폭이 현저히 낮음을 알 수 있다.
[부호의 설명]
10: 기판 20: 양극
30: 정공수송영역 31: 제2 전자차단층
33: 제1 전자차단층 35: P형 캐리어 발생층
37: 전자주입층 40: 발광층
50: 전자수송영역 51: 전자수송층
53: 정공차단층 55: 전자주입층
60: 음극

Claims (13)

  1. 양극;
    상기 양극에 대향하여 구비된 음극;
    상기 양극과 음극 사이에 구비된 발광층;
    상기 양극과 발광층 사이에 구비된 정공수송영역; 및
    상기 발광층과 음극 사이에 구비된 전자수송영역을 포함하고,
    상기 정공수송영역은,
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제1 전자차단층 및
    하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 전자차단층
    을 포함하는, 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000060
    상기 화학식 1에서,
    L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일 결합; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
    Ar1은 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    a 및 b는 각각 0 내지 9의 정수이고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000061
    상기 화학식 2에서,
    L4 내지 L6은 각각 독립적으로, 단일 결합; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
    Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R3 내지 R7은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    c는 0 내지 5의 정수이고,
    d, e 및 f는 각각 0 내지 4의 정수이고,
    g는 0 내지 3의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일 결합, 페닐렌, 또는 나프틸렌인,
    유기 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    Ar1은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000062
    상기에서,
    X1은 O, S, 또는 CZ2Z3이고,
    Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로, 메틸, 또는 페닐이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 중 어느 하나로 표시되는,
    유기 발광 소자:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000063
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000064
    [화학식 1-3]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000065
    상기 화학식 1-1 내지 1-3에서,
    L1 내지 L3 및 Ar1에 대한 설명은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000066
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000067
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000068
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000069
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000070
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000071
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000072
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000073
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000074
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000075
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000076
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000077
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000078
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000079
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000080
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000081
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000082
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000083
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000084
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000085
  6. 제1항에 있어서,
    L4 내지 L6은 각각 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 또는 비페닐릴렌인,
    유기 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000086
    상기에서,
    X2는 O, S, 또는 CZ5Z6이고,
    Z4 내지 Z6은 각각 독립적으로, 메틸, 또는 페닐이다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1로 표시되는,
    유기 발광 소자:
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000087
    상기 화학식 2-1에서,
    L4 내지 L6, Ar2 및 Ar3에 대한 설명은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000088
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000089
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000090
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000091
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000092
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000093
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 식 1을 만족하는,
    유기 발광 소자:
    [식 1]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000094
    상기 식 1에서,
    ET (EBL1)는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지이고,
    ET (EBL2)는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자차단층은 상기 발광층에 접하여 위치하는,
    유기 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발광층은 2종 이상의 호스트 물질을 포함하는,
    유기 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 3으로 표시되는 호스트 물질 및 하기 화학식 4로 표시되는 호스트 물질을 포함하는,
    유기 발광 소자:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000095
    상기 화학식 3에서,
    Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    h 및 i는 각각 0 내지 4의 정수이고,
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2019014925-appb-I000096
    상기 화학식 4에서,
    Y는 O 또는 S이고,
    Ar13은 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    HAr은 치환 또는 비치환된 N 원자를 1개 이상 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R13 및 R14는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    k 및 j는 각각 0 내지 3의 정수이다.
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