JP7718764B2 - 重合体およびこれを用いた有機発光素子 - Google Patents

重合体およびこれを用いた有機発光素子

Info

Publication number
JP7718764B2
JP7718764B2 JP2023544584A JP2023544584A JP7718764B2 JP 7718764 B2 JP7718764 B2 JP 7718764B2 JP 2023544584 A JP2023544584 A JP 2023544584A JP 2023544584 A JP2023544584 A JP 2023544584A JP 7718764 B2 JP7718764 B2 JP 7718764B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
polymer
chemical formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023544584A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2024503915A (ja
Inventor
ジ・フン・キム
ジェチョル・イ
ユ・ジン・ウ
スンキョン・カン
スン・ジュン・ユ
ドンヨン・キム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Publication of JP2024503915A publication Critical patent/JP2024503915A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7718764B2 publication Critical patent/JP7718764B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/60Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L65/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D165/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/06Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/15Hole transporting layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/114Poly-phenylenevinylene; Derivatives thereof
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/141Organic polymers or oligomers comprising aliphatic or olefinic chains, e.g. poly N-vinylcarbazol, PVC or PTFE
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/13Morphological aspects
    • C08G2261/132Morphological aspects branched or hyperbranched
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14Side-groups
    • C08G2261/141Side-chains having aliphatic units
    • C08G2261/1412Saturated aliphatic units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14Side-groups
    • C08G2261/148Side-chains having aromatic units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/16End groups
    • C08G2261/164End groups comprising organic end groups
    • C08G2261/1646End groups comprising organic end groups comprising aromatic or heteroaromatic end groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/31Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating aromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/312Non-condensed aromatic systems, e.g. benzene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/31Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating aromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/316Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating aromatic structural elements in the main chain bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • C08G2261/3162Arylamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/33Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating non-aromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/334Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating non-aromatic structural elements in the main chain containing heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/40Polymerisation processes
    • C08G2261/41Organometallic coupling reactions
    • C08G2261/411Suzuki reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/50Physical properties
    • C08G2261/51Charge transport
    • C08G2261/512Hole transport
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/90Applications
    • C08G2261/95Use in organic luminescent diodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

本出願は、2021年2月26日付にて韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10-2021-0026474号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に含まれる。
本明細書は、重合体およびこれを用いて形成された有機発光素子に関する。
有機発光現象は、特定の有機分子の内部プロセスにより電流が可視光に転換される例の一つである。有機発光現象の原理は次のとおりである。陽極と陰極との間に有機物層を位置させた際に、二つの電極の間に電流を印加すると、陰極と陽極からそれぞれ電子と正孔が有機物層に注入される。有機物層に注入された電子と正孔が再結合してエキシトン(exciton)を形成し、該エキシトンが再び基底状態に落ちて光が出ることになる。このような原理を用いた有機電界発光素子は、一般に、陰極、陽極、およびその間に位置した有機物層、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を含む有機物層で構成されることができる。
有機発光素子に用いられる物質としては、純粋有機物質または有機物質と金属が錯体をなす錯化合物が大半を占めており、用途に応じて正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などに区分することができる。ここで、正孔注入物質や正孔輸送物質としては、p-タイプの性質を有する有機物質、すなわち、酸化されやすく、酸化時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に用いられている。一方、電子注入物質や電子輸送物質としては、n-タイプの性質を有する有機物質、すなわち、還元されやすく、還元時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に用いられている。発光物質としては、p-タイプの性質とn-タイプの性質を同時に有する物質、すなわち、酸化と還元状態ですべて安定した形態を有する物質が好ましく、エキシトンが形成された際にそれを光に転換する発光効率の高い物質が好ましい。
上記で言及したものの他に、有機発光素子に用いられる物質は、次のような性質をさらに有することが好ましい。
第1に、有機発光素子に用いられる物質は、熱的安定性に優れることが好ましい。有機発光素子内では電荷の移動によるジュール熱(joule heating)が発生するためである。現在、正孔輸送層物質として主に用いられるNPB(N,N’-ジ(1-ナフチル)-N,N’-ジフェニル-(1,1’-ビフェニル)-4,4’-ジアミン)は、ガラス転移温度が100℃以下の値を有するため、高い電流を必要とする有機発光素子には使用し難いという問題がある。
第2に、低電圧駆動が可能な高効率の有機発光素子を得るためには、有機発光素子内に注入された正孔または電子が円滑に発光層に伝達されるとともに、注入された正孔と電子が発光層の外部に抜け出ないようにしなければならない。このために、有機発光素子に用いられる物質は、適したバンドギャップ(band gap)と、HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)またはLUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)エネルギー準位を有しなければならない。現在、溶液塗布法により製造される有機発光素子において、正孔輸送物質として用いられるPEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)doped:poly(styrenesulfonic acid))の場合、発光層物質として用いられる有機物のLUMOエネルギー準位に比べてLUMOエネルギー準位が低いため、高効率、長寿命の有機発光素子の製造に困難がある。
この他にも、有機発光素子に用いられる物質は、化学的安定性、電荷移動度、電極や隣接した層との界面特性などに優れなければならない。すなわち、有機発光素子に用いられる物質は、水分や酸素による物質の変形が少ないべきである。また、適した正孔または電子移動度を有することで有機発光素子の発光層において正孔と電子の密度がバランスをなすようにし、エキシトンの形成を極大化しなければならない。そして、素子の安定性のために、金属または金属酸化物を含む電極との界面を良くするべきである。
上記で言及したものの他に、溶液工程用有機発光素子に用いられる物質は、次のような性質をさらに有しなければならない。
第1に、貯蔵可能な均質な溶液を形成しなければならない。商用化された蒸着工程用物質の場合、結晶性が良いため、溶液によく溶けないかまたは溶液を形成するとしても結晶が形成されやすいので、貯蔵期間に応じて溶液の濃度勾配が異なったり不良素子を形成したりする可能性が大きい。
第2に、溶液工程が行われる層は、他の層に対して溶媒および物質への耐性を有しなければならない。このために、VNPB(N4,N4’-ジ(ナフタレン-1-イル)-N4,N4’-ビス(4-ビニルフェニル)ビフェニル-4,4’-ジアミン)のように硬化基を導入し、溶液塗布後に熱処理もしくはUV(ultraviolet)照射により基板上で自らが架橋結合した高分子を形成または次の工程に十分な耐性を有する高分子を形成できる物質が好ましく、HATCN(ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル:Hexaazatriphenylenehexacarbonitrile)のようにそれ自体が溶媒耐性を有し得る物質も好ましい。
そこで、当該技術分野で上記のような要件を備えた有機物の開発が求められている。
本明細書は、重合体およびこれを用いて形成された有機発光素子を提供しようとする。
本発明の一実施態様は、下記化学式1で表される重合体を提供する。
前記化学式1において、
Aは、下記化学式2で表され、
Bは、下記化学式3で表され、
Cは、置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロ環基であり、
E1およびE2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のシロキサン基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせであり、
a、b、およびcは、それぞれモル分率であって、
aは0<a≦1の実数であり、
bは0≦b<1の実数であり、
cは0≦c<1の実数であり、
a+b+cは1であり、
前記化学式2において、
Ar1、Ar2、L1、およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
R1~R3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロ環基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;または置換もしくは非置換のシロキサン基であり、
n1~n3はそれぞれ1~4の整数であり、
n1~n3がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点であり、
前記化学式3において、
mは3または4の整数であり、
mが3である場合、Zは、CRa;SiRa;N;または3価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
mが4である場合、Zは、C;Si;または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
Raは、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であり、
Yは、直接結合;置換もしくは非置換のアルキレン基;または置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
Yが直接結合;または置換もしくは非置換のアルキレン基である場合、Zは、3価または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
*は、重合体中での結合点である。
本明細書のまた一つの実施態様は、下記化学式2で表される単位および下記化学式5で表される末端基を含む重合体を提供する。
前記化学式2および5において、
Ar1、Ar2、L1、およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
R1~R3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロ環基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;または置換もしくは非置換のシロキサン基であり、
n1~n3はそれぞれ1~4の整数であり、
n1~n3がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
Eは、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のシロキサン基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせであり、
*は、重合体中での結合点である。
本明細書のまた一つの実施態様は、第1電極;第2電極;および前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層を含み、前記有機物層のうち1層以上は、前記重合体を含む、有機発光素子を提供する。
本明細書の一実施態様による重合体は、化学式2価はtert-ブチル(tert-butyl)基を含む。これにより、製造される重合体の均一度および溶解度が向上する。
また、本明細書の一実施態様による重合体は、有機発光素子の正孔輸送層に適用され、素子の性能および寿命特性を向上させることができる。
本明細書の幾つかの実施態様による有機発光素子の構造を例示した図である。 本明細書の幾つかの実施態様による有機発光素子の構造を例示した図である。 本明細書の幾つかの実施態様で製造された重合体のGPC測定結果を示した図である。 実験例2-1で製造されたコーティング組成物1から形成された薄膜の膜保持率の実験結果を示した図である。 比較例2-1で製造されたコーティング組成物2から形成された薄膜の膜保持率の実験結果を示した図である。
以下、本発明についてより詳細に説明する。
本明細書は、下記化学式1で表される重合体を提供する。
前記化学式1において、
Aは、下記化学式2で表され、
Bは、下記化学式3で表され、
Cは、置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロ環基であり、
E1およびE2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のシロキサン基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせであり、
a、b、およびcは、それぞれモル分率であって、
aは0<a≦1の実数であり、
bは0≦b<1の実数であり、
cは0≦c<1の実数であり、
a+b+cは1であり、
前記化学式2において、
Ar1、Ar2、L1、およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
R1~R3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロ環基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;または置換もしくは非置換のシロキサン基であり、
n1~n3はそれぞれ1~4の整数であり、
n1~n3がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点であり、
前記化学式3において、
mは3または4の整数であり、
mが3である場合、Zは、CRa;SiRa;N;または3価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
mが4である場合、Zは、C;Si;または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
Raは、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であり、
Yは、直接結合;置換もしくは非置換のアルキレン基;または置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
Yが直接結合;または置換もしくは非置換のアルキレン基である場合、Zは、3価または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
*は、重合体中での結合点である。
前記重合体において、化学式2は、tert-ブチル基を含む。これにより、製造される重合体の均一度および溶解度が向上する。また、前記重合体は、アルキル基のサイズ調節により分子量の調節が可能であるという効果がある。
本明細書において、前記重合体の均一度が向上するとは、製造された重合体の分子量分布(PDI)が狭いことを意味する。
本明細書において、前記分子量分布(PDI)は、下記式(1)により計算される。
式(1):PDI=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)
重合体の分子量分布が大きいとは、多様な分子量の分子が分布していることを意味し、これは、高分子を再現性よく合成することが難しいことを意味する。したがって、分子量分布が大きいほど、重合体の均一度が低下する。
本発明の一実施態様において、前記重合体の分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography、GPC)法により測定される。
本発明の一実施態様において、前記重合体は、1~10の分子量分布(PDI)を有する。好ましくは、前記重合体は、1~5の分子量分布を有する。より好ましくは、前記重合体は、1~3の分子量分布を有する。
本明細書において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとする際、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする際、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。
本明細書において、置換基の例示は以下に説明するが、これらに限定されない。
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に置き換わることを意味し、置換される位置は、水素原子が置換される位置、すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定されず、2以上置換される場合、2以上の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換」という用語は、重水素;ハロゲン基;アルキル基;シクロアルキル基;アルコキシ基;アリールオキシ基;アミン基;アリール基;およびヘテロ環基からなる群より選択された1または2以上の置換基で置換されるか、前記例示された置換基のうち2以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、またはいかなる置換基も有しないことを意味する。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、2個のフェニル基が連結された置換基と解釈することもできる。
前記置換基の例示は以下に説明するが、これらに限定されない。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、またはヨウ素(I)が挙げられる。
本明細書において、アルキル基は、直鎖もしくは分岐鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1~60であることが好ましい。一実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1~30である。前記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において、シクロアルキル基の炭素数は特に限定されないが、3~60であることが好ましい。一実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3~30である。前記シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において、アルコキシ基は、直鎖、分岐鎖もしくは環状鎖であってもよい。前記アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1~30であることが好ましい。前記アルコキシ基の具体例としては、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、イソブトキシ、tert-ブトキシ、sec-ブトキシ、n-ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、n-ヘキシルオキシ、3,3-ジメチルブチルオキシ、2-エチルブチルオキシ、n-オクチルオキシ、n-ノニルオキシ、n-デシルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において、フルオロアルコキシ基は、Fで置換されたアルコキシ基を意味する。
本明細書において、アミン基は、-NH;アルキルアミン基;アリールアルキルアミン基;アリールアミン基;アリールヘテロアリールアミン基;アルキルヘテロアリールアミン基、およびヘテロアリールアミン基からなる群より選択されてもよく、これらに限定されない。前記アミン基の炭素数は特に限定されないが、1~60であることが好ましい。
本明細書において、アリール基の炭素数は特に限定されないが、6~60であることが好ましい。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は6~30である。本明細書の一実施態様において、前記アリール基は、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。前記単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基などが挙げられるが、これらに限定されない。前記多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、トリフェニル基、クリセニル基、フルオレニル基などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基が挙げられる。前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記アリール基を2以上含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含んでもよい。例えば、前記アリールアミン基中のアリール基は、前述したアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、アリーレン基は、アリール基に結合位置が二つ存在するもの、すなわち、2価の基を意味する。これらは、それぞれ2価の基であることを除いては、前述したアリール基の説明が適用されてもよい。
本明細書において、ヘテロ環基は、炭素ではない原子、ヘテロ原子を1以上含むものであり、具体的に、前記ヘテロ原子は、O、N、Se、およびSなどからなる群より選択される原子を1以上含んでもよい。前記ヘテロ環基の炭素数は特に限定されないが、炭素数2~30であることが好ましい。本発明の一実施態様において、前記ヘテロ環基は、単環式もしくは多環式であってもよい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、ピリジン基、ビピリジン基、ピリミジン基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジン基、ピリダジン基、ピラジン基、キノリン基、キナゾリン基、キノキサリン基、フタラジン基、ピリドピリミジン基、ピリドピラジン基、ピラジノピラジン基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、フェナントリジン基(phenanthridine)、フェナントロリン基(phenanthroline)、イソオキサゾール基、チアジアゾール基、フェノチアジン基、およびジベンゾフラン基などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において、2価のヘテロ環は、単環もしくは多環であってもよく、前記ヘテロ環基において結合位置が二つ存在するものを意味する。例えば、前記2価のヘテロ環基としては、例えば、2価のチオフェン基;2価のカルバゾール基;2価のジベンゾフラン基;および2価のジベンゾチオフェン基などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリールオキシ基は、-OR200で表される基であり、R200は、アリール基である。アリールオキシ基中のアリール基は、前述したアリール基の例示と同様である。具体的に、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、ベンジルオキシ、p-メチルベンジルオキシ、p-トリルオキシ基、m-トリルオキシ基、3,5-ジメチル-フェノキシ基、2,4,6-トリメチルフェノキシ基、p-tert-ブチルフェノキシ基、3-ビフェニルオキシ基、4-ビフェニルオキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基、4-メチル-1-ナフチルオキシ基、5-メチル-2-ナフチルオキシ基、1-アントリルオキシ基、2-アントリルオキシ基、9-アントリルオキシ基、1-フェナントリルオキシ基、3-フェナントリルオキシ基、9-フェナントリルオキシ基などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において、シリル基は、-SiR201202203で表される基であり、R201、R202、およびR203は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基である。前記シリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、およびフェニルシリル基などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において、シロキサン基は、-Si(R204OSi(R205または-OSi(R204Si(R205で表される基であり、R204およびR205は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書において、架橋結合性基は、熱、光、および/または放射線に曝露させることで、化合物間を架橋させる反応性置換基を意味し得る。架橋は、熱処理、光照射、および/または放射線照射により、炭素-炭素多重結合、環状構造が分解されて生成されたラジカルが連結されることで生成されることができる。
本発明の一実施態様において、前記架橋結合性基は、下記構造のいずれか一つである。
前記構造において、
は、他の置換基または結合部に結合する部位を意味する。
本明細書において、「隣接した」基は、当該置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、当該置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、または当該置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味し得る。例えば、ベンゼン環においてオルト(ortho)位に置換された2個の置換基、および脂肪族環において同一炭素に置換された2個の置換基は、互いに「隣接した」基と解釈することができる。
本明細書において、隣接した基が互いに結合して形成される環において、「環」は、置換もしくは非置換の炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロ環を意味する。
本明細書において、「モル分率」は、すべての成分の総モル数に対して与えられた成分のモル数の比を意味する。
本発明の一実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数6~30のアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、炭素数6~30のアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基;置換もしくは非置換のビフェニレン基;または置換もしくは非置換のテルフェニレン基である。
本発明の一実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニレン基;ビフェニレン基;またはテルフェニレン基である。
本発明の一実施態様において、前記化学式2は、下記化学式2-1で表される。
前記化学式2-1において、
R1~R3、Ar1、Ar2、およびn1~n3は、化学式2における定義と同様であり、
R4およびR5は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、
m1およびm2はそれぞれ1~3の整数であり、
m1およびm2がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の構造は互いに同一または異なり、
n4およびn5はそれぞれ1~4の整数であり、
n4およびn5がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記m1およびm2はそれぞれ2である。
本発明の一実施態様において、前記化学式2は、下記化学式2-2で表される。
前記化学式2-2において、
R1~R3、Ar1、Ar2、およびn1~n3は、化学式2における定義と同様であり、
R4およびR5は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、
n4およびn5はそれぞれ1~4の整数であり、
n4およびn5がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数6~30のアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、炭素数6~30のアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基;置換もしくは非置換のビフェニレン基;または置換もしくは非置換のテルフェニレン基である。
本発明の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニレン基;ビフェニレン基;またはテルフェニレン基である。
本発明の一実施態様において、前記化学式2は、下記化学式2-3で表される。
前記化学式2-3において、
R1~R3、およびn1~n3は、化学式2における定義と同様であり、
R4~R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、
n4~n7はそれぞれ1~4の整数であり、
n4~n7がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
m1、m2、h1、およびh2はそれぞれ1~3の整数であり、
m1、m2、h1、およびh2がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の構造は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記R1~R3は、水素;または置換もしくは非置換のアルキル基である。
本発明の一実施態様において、前記R1~R3は、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1~10のアルキル基である。
本発明の一実施態様において、前記R1~R3は、水素;またはアルキル基である。
本発明の一実施態様において、前記R1~R3は、水素;メチル基;またはヘキシル基である。
本発明の一実施態様において、前記R1およびR3は、水素;またはメチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記R2はヘキシル基である。
本発明の一実施態様において、前記R4およびR5はそれぞれ水素である。
本発明の一実施態様において、前記h1およびh2はそれぞれ2である。
本発明の一実施態様において、前記R6およびR7はそれぞれ水素である。
本発明の一実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のビフェニル基である。
本発明の一実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ビフェニレン基である。
本発明の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のビフェニル基である。
本発明の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ビフェニレン基である。
本発明の一実施態様において、前記化学式2は下記構造である。
前記構造において、*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記aは、モル分率であって、0<a≦1の実数である。すなわち、前記重合体は、Aを必ず含む。
本発明の一実施態様において、前記bは、モル分率であって、0≦b<1の実数である。すなわち、前記重合体は、Bを選択的に含む。
本発明の一実施態様において、前記Bは、3個または4個の結合点を有する単位である。
本発明の一実施態様において、前記Yは、直接結合;または置換もしくは非置換のアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記Yは、直接結合;または置換もしくは非置換のフェニレン基である。
本発明の一実施態様において、前記化学式3は、下記化学式3-1~3-4のいずれか一つで表される。
前記化学式3-1~3-4において、
Z1は、CRa;SiRa;N;または3価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
Z2およびZ3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、C;Si;または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
L10は、直接結合;または置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
Raは、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であり、
R10~R20は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;アルコキシ基;アリールオキシ基;フルオロアルコキシ基;シロキサン基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロ環基;または架橋結合性基であり、隣接した基が互いに結合して環を形成してもよく、
k1は1~4の整数であり、
k2は1~5の整数であり、
k1が2以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
k2が2以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記化学式3は、前記化学式3-1で表される。
本発明の一実施態様において、前記Z1がCRaまたはSiRaであり、Raが置換もしくは非置換のアリール基である場合、L10は、置換もしくは非置換のアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記Z1は、CH;SiH;N;または置換もしくは非置換の3価のアリール基である。
本発明の一実施態様において、前記Z1は、CH;SiH;N;または置換もしくは非置換の3価のフェニル基である。
本発明の一実施態様において、前記Z1は、N;または3価のフェニル基である。
本発明の一実施態様において、前記L10は、直接結合;または置換もしくは非置換の炭素数6~30のアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記L10は、直接結合;または炭素数6~30のアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記L10は、直接結合;またはフェニレン基である。
本発明の一実施態様において、前記L10は、直接結合である。
本発明の一実施態様において、前記化学式3は、前記化学式3-2で表される。
本発明の一実施態様において、前記Z2は、C;またはSiである。
本発明の一実施態様において、前記Bは、前記化学式3-3で表される。
本発明の一実施態様において、前記Z3は、C;またはSiである。
本発明の一実施態様において、前記化学式3は、前記化学式3-4で表される。
本発明の一実施態様において、前記化学式3は、下記構造のいずれか一つで表される。
前記構造において、
R10~R20は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;アルコキシ基;アリールオキシ基;フルオロアルコキシ基;シロキサン基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロ環基;または架橋結合性基であり、隣接した基が互いに結合して環を形成してもよく、
k1は1~4の整数であり、
k2は1~5の整数であり、
k1が2以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
k2が2以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記R10~R20はそれぞれ水素である。
具体的に、前記化学式3は、下記構造のいずれか一つで表される。
前記構造において、*は、重合体中での結合点である。
より具体的に、前記化学式3は、下記構造のいずれか一つで表される。
前記構造において、*は、重合体中での結合点である。
より具体的に、前記化学式3は、下記構造のいずれか一つで表される。
前記構造において、*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記cは、モル分率であって、0≦c<1の実数である。すなわち、前記重合体は、Cを選択的に含む。
本発明の一実施態様において、前記Cは、2個の結合点を有する単位である。
本発明の一実施態様において、前記Cは、置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロ環基であり、
本発明の一実施態様において、前記Cは、重水素または架橋結合性基で置換もしくは非置換のアリーレン基;または重水素または架橋結合性基で置換もしくは非置換の2価のヘテロ環基である。
本発明の一実施態様において、前記Cは、下記構造のいずれか一つである。
前記構造において、
Y1は、S、O、またはNR100であり、
R30~R39およびR100は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;または架橋結合性基であり、
k3は1または2の整数であり、
k4は1~4の整数であり、
k5は1~3の整数であり、
k6は1~8の整数であり、
k3~k6がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点である。
具体的に、前記Cは、下記構造のいずれか一つである。
前記構造において、
Y1は、S、O、またはNR100であり、
R30~R39およびR100は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;または架橋結合性基であり、
k3は1または2の整数であり、
k4は1~4の整数であり、
k5は1~3の整数であり、
k6は1~8の整数であり、
k3~k6がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
*は、重合体中での結合点である。
より具体的に、前記Cは、下記構造のいずれか一つである。
前記構造において、*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記E1およびE2は、重合体の末端キャッピング(end-capping)単位である。
本発明の一実施態様において、前記E1およびE2は、1個の結合点のみを有する単位である。
本発明の一実施態様において、前記E1およびE2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせである。
本発明の一実施態様において、前記E1およびE2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数1~30のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6~30のアリール基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせである。
本発明の一実施態様において、前記E1およびE2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数1~10のアルキル基;置換もしくは非置換のフェニル基;置換もしくは非置換のビフェニル基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせである。
本発明の一実施態様において、前記E1およびE2は、それぞれ下記構造のいずれか一つである。
前記構造において、*は、重合体中での結合点である。
より具体的に、前記E1およびE2は、それぞれ下記構造のいずれか一つである。
前記構造において、*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記a、b、およびcは、重合体の製造時に用いられる単量体の当量比に応じて決められる。
本発明の一実施態様において、aは0.4以上の実数である。
本発明の一実施態様において、aは0.4~1の実数である。
本発明の一実施態様において、aは0.5~1の実数である。
本発明の一実施態様において、aは0.5~0.9の実数である。
本発明の一実施態様において、aは0.5~0.8の実数である。
本発明の一実施態様において、bは0以上の実数である。
本発明の一実施態様において、bは0~0.5の実数である。
本発明の一実施態様において、bは0.1~0.4の実数である。
本発明の一実施態様において、bは0.1~0.3の実数である。
本発明の一実施態様において、bは0.1~0.3の実数である。
本発明の一実施態様において、cは0~0.2の実数である。
本発明の一実施態様において、cは0~0.1の実数である。
本発明の一実施態様において、cは0である。
本発明の一実施態様において、aは0.4~1の実数であり、bは0~0.4の実数であり、cは0~0.2の実数である。
本発明の一実施態様において、aは0.4~0.9の実数であり、bは0.1~0.4の実数であり、cは0~0.2の実数である。
本発明の一実施態様において、(A+B):(E1+E2)のモル比は40:60~98:2である。
本発明の一実施態様は、下記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体を提供する。
前記化学式2および5において、
Ar1、Ar2、L1、およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
R1~R3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロ環基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;または置換もしくは非置換のシロキサン基であり、
n1~n3はそれぞれ1~4の整数であり、
n1~n3がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
Eは、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のシロキサン基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせであり、
*は、重合体中での結合点である。
本発明の一実施態様において、前記化学式1で表される重合体は、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体と表現されることができる。具体的に、前記化学式1のbおよびcが0である場合、前記化学式1で表される重合体は、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体と表現されることができる。
本発明の一実施態様において、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体は、下記化学式3で表される単位をさらに含む。
前記化学式3において、
mは3または4の整数であり、
mが3である場合、Zは、CRa;SiRa;N;または3価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
mが4である場合、Zは、C;Si;または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
Raは、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であり、
Yは、直接結合;置換もしくは非置換のアルキレン基;または置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
Yが直接結合;または置換もしくは非置換のアルキレン基である場合、Zは、3価または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
*は、重合体中での結合点である。
すなわち、本発明の一実施態様は、前記化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体を提供する。
この際、前記化学式1で表される重合体は、前記化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体と表現されることができる。
具体的に、前記化学式1のbが0超過1未満の実数であり、cが0である場合、前記化学式1で表される重合体は、前記化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体と表現されることができる。
本発明の一実施態様において、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体は、下記化学式4で表される単位をさらに含む。
前記化学式4において、
Cは、置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロ環基であり、
*は、重合体中での結合点である。
すなわち、本発明の一実施態様は、前記化学式2で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体を提供する。
この際、前記化学式1で表される重合体は、前記化学式2で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体と表現されることができる。
具体的に、前記化学式1のbが0であり、cが0超過1未満の実数である場合、前記化学式1で表される重合体は、前記化学式2で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体と表現されることができる。
また、本発明の一実施態様は、前記化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体を提供する。
この際、前記化学式1で表される重合体は、前記化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体と表現されることができる。
具体的に、前記化学式1のbおよびcがそれぞれ0超過1未満の実数である場合、前記化学式1で表される重合体は、前記化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体と表現されることができる。
本発明の一実施態様において、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体の化学式2に関する説明は、化学式1において前述した化学式2に関する説明が同様に適用される。例えば、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体において、前記化学式2は、前記化学式2-1で表されてもよい。
本発明の一実施態様において、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体が化学式3で表される単位をさらに含む場合、化学式3に関する説明は、化学式1において前述した化学式3に関する説明が同様に適用される。例えば、前記化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体において、前記化学式3は、前記化学式3-1~3-4のいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式2および3に関する説明は、化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体にも同様に適用される。
本発明の一実施態様において、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体が化学式4をさらに含む場合、化学式4のCに関する説明は、化学式1において定義したCの定義が同様に適用される。例えば、前記化学式2で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体において、化学式4のCは、下記構造のいずれか一つである。
前記Cに関する説明は、化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体にも同様に適用される。
本発明の一実施態様において、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体において、前記化学式5のEは、化学式1のE1に関する説明が同様に適用される。例えば、前記化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体において、Eは、重合体の末端キャッピング(end-capping)単位であり、下記構造のいずれか一つで表されてもよい。
前記Eに関する説明は、化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体にも同様に適用される。また、前記Eに関する説明は、説明は、化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基を含む重合体にも同様に適用される。
本発明の一実施態様において、前記重合体は、交互重合体、ブロック重合体、またはランダム重合体である。
本発明の一実施態様において、前記化学式1は、重合体中でA、B、およびCが順序通りに並んでいるものだけを意味するのではない。具体的に、重合体中で、前記A、B、およびCが多様な順に並んでいてもよい。例えば、前記重合体は、E1-A-B-C-E2、E1-A-C-B-E2、E1-B-A-C-E2、E1-B-C-A-E2、E1-C-A-B-E2、またはE1-C-B-A-E2の順であってもよい。
また、前記化学式1は、重合体中でA1、B1、およびC1が一つずつだけ連結される構造ではない。例えば、前記重合体は、E1-A-B-A-C-E2、E1-A-C-B-C-E2、E1-A-B-C-A-E2など、重合体中で多様な含量範囲で連結されていてもよい。この際、前記A、B、およびCの含量範囲は、重合体の製造時に用いられる単量体の当量比に応じて決められる。
本発明の一実施態様において、前記重合体の重量平均分子量(Mw)は30,000g/mol~100,000g/molである。具体的に、40,000g/mol~80,000g/molである。
重合体の重量平均分子量が前記範囲を満たす場合、溶液工程により素子に適用可能であり、素子に適用後に有機物層が保持される効果を示す。
本発明の一実施態様において、前記化学式2で表される単位、化学式3で表される単位、化学式4で表される単位、および化学式5で表される末端基は、重合体の特性が最適化されるように分布してもよい。
本発明の一実施態様において、重合体中で、化学式2で表される単位のモル分率をa1、化学式3で表される単位のモル分率をb1、化学式4で表される単位のモル分率をc1、化学式5で表される単位のモル分率をe1とするとき、a1、b1、c1、およびe1はそれぞれ実数であり、0<a1<1、0≦b1<1、0≦c1<1、0<e1<1であり、a1+b1+c1+e1=1である。
本発明の一実施態様において、a1は0.4以上の実数である。
本発明の一実施態様において、a1は0.4以上1未満の実数である。
本発明の一実施態様において、a1は0.5以上1未満の実数である。
本発明の一実施態様において、a1は0.5~0.9の実数である。
本発明の一実施態様において、a1は0.5~0.8の実数である。
本発明の一実施態様において、b1は0以上の実数である。
本発明の一実施態様において、b1は0~0.5の実数である。
本発明の一実施態様において、b1は0.1~0.4の実数である。
本発明の一実施態様において、b1は0.1~0.3の実数である。
本発明の一実施態様において、c1は0~0.2の実数である。
本発明の一実施態様において、c1は0~0.1の実数である。
本発明の一実施態様において、c1は0である。
本発明の一実施態様において、前記e1は0.1~0.5の実数である。
本発明の一実施態様において、前記e1は0.1~0.4の実数である。
本発明の一実施態様において、前記e1は0.1~0.35の実数である。
本発明の一実施態様において、a1は0.4以上1未満の実数であり、b1は0~0.5の実数であり、c1は0~0.2の実数であり、e1は0.1~0.5の実数であり、a1+b1+c1+e1=1である。
本発明の一実施態様において、a1は0.4~0.9の実数であり、b1は0.1~0.4の実数であり、c1は0~0.2の実数であり、e1は0.1~0.5の実数であり、a1+b1+c1+e1=1である。
本発明の一実施態様において、a1は0.4~0.7の実数であり、b1は0.1~0.3の実数であり、c1は0~0.1の実数であり、e1は0.2~0.4の実数であり、a1+b1+c1+e1=1である。
本発明の一実施態様において、前記重合体は、下記構造のいずれか一つで表される。
前記構造において、a1は0<a1<1の実数であり、b1は0≦b1<1の実数であり、e1は0<e1<1の実数であり、a1+b1+e1は1である。
具体的に、前記構造において、a1は0.4~0.9の実数であり、b1は0.1~0.4の実数であり、e1は0.1~0.5の実数であり、a1+b1+e1は1である。
より具体的に、前記構造において、a1は0.4~0.8の実数であり、b1は0.1~0.4の実数であり、e1は0.1~0.5の実数であり、a1+b1+e1は1である。
前記構造において、a1、b1、およびe1は、重合体の製造時に投入される単量体の当量に応じて決められる。
本発明の一実施態様において、前記重合体は、公知の重合技術を用いて製造されてもよい。例えば、鈴木(Suzuki)、山本(Yamamoto)、スティル(Stille)、金属触媒使用C-Nカップリング反応、および金属触媒使用アリール化反応のような製造方法が適用されてもよい。
本発明の一実施態様において、前記重合体は、重水素で置換されていてもよい。この際、重水素は、前駆体材料を用いる方式を適用して置換させてもよい。例えば、ルイス酸H/D交換触媒の存在下で、重水素化されていない単量体および/または重合体を重水素化された溶媒で処理することで重水素を置換させてもよい。
本発明の一実施態様において、前記重合体の分子量は、用いられた単量体の比を調節して制御してもよい。また、一部の実施態様において、前記重合体の分子量は、クエンチング(quenching)反応を用いて制御されてもよい。
本発明の一実施態様において、前記重合体は、正孔輸送材料として用いられてもよい。例えば、前記重合体は、「正孔輸送用重合体」であってもよい。
本発明の一実施態様において、前記重合体は、溶液工程により層に形成されてもよい。用語「層」は、用語「膜」または「フィルム」と互いに交換可能に用いられており、所望の領域を覆うコーティングを指す。この用語は、大きさにより制限されない。前記領域は、全素子だけ大きいか、実際の視覚ディスプレイのような特定の機能領域だけ小さいか、または単一サブピクセル(sub-pixel)だけ小さくてもよい。層およびフィルムは、蒸着、液体沈着(連続および不連続技術)、および熱転写を含む任意の通常の沈着技術により形成されてもよい。連続沈着技術は、スピンコーティング、グラビアコーティング、カーテンコーティング、ディップコーティング、スロット-ダイコーティング、スプレーコーティング、および連続ノズルコーティングを含むが、これらに限定されない。不連続沈着技術は、インクジェット印刷、グラビア印刷、およびスクリーン印刷を含むが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記重合体は、固有粘度が60mL/g未満である。これは、インクジェット印刷の応用のために特に有用であり、さらに低い粘度によりさらに濃い溶液が噴射されるようにすることができる。前記重合体は、固有粘度が、具体的には50mL/g未満、より具体的には40mL/g未満、さらに具体的には30mL/g未満である。
本発明の一実施態様において、前記重合体の固有粘度は20mL/g以上60mL/g未満、具体的には20mL/g~50mL/g、より具体的には20mL/g~40mL/gである。
本発明の一実施態様は、前述した重合体を含むコーティング組成物を提供する。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、溶媒をさらに含む。本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、前記重合体および溶媒を含む。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、液状であってもよい。前記「液状」は、常温および常圧で液体状態であることを意味する。
本発明の一実施態様において、前記溶媒は、下部層に適用される物質を溶解しないことが好ましい。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物が有機発光素子の有機物層に適用される場合、下部層の物質を溶解しない溶媒を用いる。例えば、前記コーティング組成物が正孔輸送層に適用される場合、下部層(第1電極、正孔注入層など)の物質を溶解しない溶媒を用いる。これにより、溶液工程により正孔輸送層の導入が可能であるという長所がある。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、コーティング後の熱処理時に溶媒耐性が向上する。
例えば、前記重合体を溶解させる溶媒を用いてコーティング組成物を製造し、溶液工程により層を製造したとしても、熱処理後には同一の溶媒に対して耐性を有することができる。
したがって、前記重合体を用いて有機物層を形成した後に熱処理過程を経ると、他の有機物層に適用時に溶液工程が可能である。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物に含まれる溶媒としては、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼンなどの塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、メシチレンなどの芳香族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサンなどのケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテートなどのエステル系溶媒;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2-ヘキサンジオールなどの多価アルコールおよびその誘導体;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒;N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒;メチルベンゾエート、ブチルベンゾエート、3-フェノキシベンゾエートなどのベンゾエート系溶媒;およびテトラリンなどの溶媒が挙げられるが、本発明の一実施態様による重合体を溶解または分散可能な溶媒であればよく、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記溶媒は、1種を単独で用いるか、または2種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
本発明の一実施態様において、前記溶媒の沸点は、好ましくは40℃~350℃、より好ましくは80℃~330℃であるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物中の前記重合体の濃度は、好ましくは0.1wt/v%~20wt/v%、より好ましくは0.5wt/v%~10wt/v%であるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様は、第1電極;
前記第1電極と対向して備えられた第2電極;および
前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層を含み、
前記有機物層のうち1層以上は、前記重合体を含む、有機発光素子を提供する。
本発明の有機発光素子の有機物層は、単層構造からなってもよいが、2層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機発光素子は、有機物層として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔注入および輸送を同時にする層、電子注入および輸送を同時にする層などを含む構造を有してもよい。ただし、有機発光素子の構造は、これに限定されず、さらに少ない数の有機層を含んでもよい。
前記有機発光素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は、同一の物質または異なる物質から形成されてもよい。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;前記第1電極と対向して備えられた第2電極;および第1電極と第2電極との間に備えられた発光層を含み、前記発光層と第1電極との間に単層の有機物層をさらに含み、前記有機物層が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;前記第1電極と対向して備えられた第2電極;および第1電極と第2電極との間に備えられた発光層を含み、前記発光層と第1電極との間に多層の有機物層をさらに含み、前記有機物層のうち1層以上が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;前記第1電極と対向して備えられた第2電極;および第1電極と第2電極との間に備えられた発光層を含み、前記発光層と第1電極との間に正孔注入層、正孔輸送層、および電子遮断層のうち1層以上をさらに含み、前記正孔注入層、正孔輸送層、および電子遮断層のうち1層以上が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;前記第1電極と対向して備えられた第2電極;および第1電極と第2電極との間に備えられた発光層を含み、前記第1電極と発光層との間に正孔注入層および正孔輸送層を含み、前記正孔注入層および正孔輸送層のうち1層以上が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;正孔注入層;正孔輸送層;発光層;および第2電極が順次備えられた構造であり、前記正孔注入層および正孔輸送層のうち1層以上が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;正孔注入層;正孔輸送層;発光層;および第2電極が順次積層された構造であり、前記正孔注入層または正孔輸送層が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;正孔注入層;正孔輸送層;発光層;および第2電極が順次積層された構造であり、前記正孔注入層が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記発光層と第2電極との間に追加の有機物層がさらに含まれてもよい。
本発明の一実施態様において、前記発光層と第2電極との間に単層の有機物層がさらに含まれてもよい。
本発明の一実施態様において、前記発光層と第2電極との間に多層の有機物層がさらに含まれてもよい。例えば、前記発光層と第2電極との間に正孔遮断層、電子注入層、電子輸送層、および電子注入と輸送を同時にする層のうち1層以上がさらに含まれてもよい。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;正孔注入層;正孔輸送層;発光層;電子注入および輸送層;および第2電極が順次積層された構造であり、前記正孔注入層および正孔輸送層のうち1層以上が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;正孔注入層;正孔輸送層;発光層;電子注入および輸送層;および第2電極が順次積層された構造であり、前記正孔注入層または正孔輸送層が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;正孔注入層;正孔輸送層;発光層;電子注入および輸送層;および第2電極が順次積層された構造であり、前記正孔注入層が前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極;正孔注入層;正孔輸送層;発光層;電子注入および輸送層;および第2電極が順次積層された構造であり、前記正孔輸送層が前記重合体を含む。
例えば、本発明の一実施態様による有機発光素子の構造が図1に例示されている。
図1には、基板1、陽極2、発光層3、および陰極4が順次積層された有機発光素子の構造が例示されている。
図2には、基板1、陽極2、正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層3、電子注入および輸送層7、および陰極4が順次積層された有機発光素子の構造が例示されている。
図1および2は有機発光素子を例示したものであり、本発明の有機発光素子の構造はこれらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記第1電極は陽極であり、前記第2電極は陰極である。また一つの実施態様において、前記第1電極は陰極であり、前記第2電極は陽極である。
また一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、陽極、1層以上の有機物層、および陰極が順次積層された構造(normal type)の有機発光素子であってもよい。
また一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、陰極、1層以上の有機物層、および陽極が順次積層された逆方向構造(inverted type)の有機発光素子であってもよい。
本発明の有機発光素子は、下記例示のような構造で積層されてもよい。
(1)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(2)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
(3)陽極/正孔注入層/正孔バッファ層/正孔輸送層/発光層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(5)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(8)陽極/正孔注入層/正孔バッファ層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(9)陽極/正孔注入層/正孔バッファ層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(10)陽極/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/電子輸送層/陰極
(11)陽極/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(12)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/電子輸送層/陰極
(13)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(14)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔抑制層/電子輸送層/陰極
(15)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔抑制層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(16)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔抑制層/電子輸送層/陰極
(17)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔抑制層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(18)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/正孔阻止層/電子注入層および輸送層/陰極
前記構造において、「電子輸送層/電子注入層」は、「電子注入および輸送層」に代替可能である。
本発明の有機発光素子は、有機物層のうち1層以上が前記重合体を含むように製造されることを除いては、当該技術分野で周知の材料および方法により製造されてもよい。具体的に、前記有機発光素子は、有機物層のうち1層以上が前記重合体を含むコーティング組成物を用いて形成されてもよい。
例えば、本発明の有機発光素子は、基板上に陽極、有機物層、および陰極を順次積層させることで製造することができる。この際、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸着法(e-beam evaporation)のようなPVD(physical Vapor Deposition)方法を用いて、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させて陽極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子注入および輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に陰極として使用可能な物質を蒸着させることで製造することができる。このような方法の他にも、基板上に陰極物質から有機物層、陽極物質を順次蒸着させて有機発光素子を作製することができる。
また、本発明は、前記コーティング組成物を用いて形成された有機発光素子の製造方法を提供する。
具体的に、本発明の一実施態様において、基板を準備するステップ;前記基板上に第1電極形成するステップ;前記第1電極上に1層以上の有機物層を形成するステップ;および前記有機物層上に第2電極を形成するステップを含み、前記有機物層のうち1層以上は、前記コーティング組成物を用いて形成される。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層は、スピンコーティングを用いて形成される。
他の実施態様において、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層は、印刷法により形成される。
本発明の一実施態様において、前記印刷法は、例えば、インクジェット印刷、ノズル印刷、オフセット印刷、転写印刷、またはスクリーン印刷などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様によるコーティング組成物は、構造的特性上、溶液工程が適しており、印刷法により形成されることができるため、素子の製造時に時間および費用的に経済的であるという効果がある。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層を形成するステップは、前記第1電極上に前記コーティング組成物をコーティングするステップ;および前記コーティングされたコーティング組成物を熱処理または光処理するステップを含む。
また一つの実施態様において、前記熱処理するステップにおける熱処理時間は1時間以内であってもよい。具体的には30分以内であってもよい。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層を熱処理する雰囲気は、アルゴン、窒素などの不活性気体雰囲気であることが好ましい。
前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層が熱処理または光処理ステップを含んでなる場合には、溶媒に対する抵抗性が増加して溶液蒸着および架橋方法を繰り返し行って多層を形成することができ、安定性が増加して素子の寿命特性を増加させることができる。
本発明の一実施態様において、前記重合体を含む有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、または正孔注入と正孔輸送を同時にする層である。
本発明の一実施態様において、前記第1電極は陽極であり、第2電極は陰極である。
また一つの一実施態様によれば、前記第1電極は陰極であり、第2電極は陽極である。
本明細書の一実施態様において、前記陽極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明において使用可能な陽極物質の具体例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnO:AlまたはSnO:Sbのような金属と酸化物の組み合わせ;ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ[3,4-(エチレン-1,2-ジオキシ)チオフェン](PEDOT)、ポリピロール、およびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記陰極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易になるように仕事関数の小さい物質が好ましい。陰極物質の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ、および鉛のような金属またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO/Alのような多層構造の物質などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記正孔注入層は、電極から正孔を注入する層であり、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力をもって陽極での正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層から生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。また、正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)は、陽極物質の仕事関数と周辺有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体例としては、金属ポルフィリン(porphyrin)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノン、およびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層であり、正孔輸送物質は、陽極や正孔注入層から正孔の輸送を受けて発光層に移せる物質であって、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。本発明の一実施態様において、前記正孔輸送層は、前記重合体を含む。
本発明の一実施態様において、前記発光層は、有機化合物を含む。前記有機化合物は、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送をそれぞれ受けて結合させることで可視光線領域の光を出せる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体例としては、8-ヒドロキシ-キノリンアルミニウム錯体(Alq);カルバゾール系化合物;二量化スチリル(dimerized styryl)化合物;BAlq;10-ヒドロキシベンゾキノリン-金属化合物;ベンゾオキサゾール、ベンズチアゾール、およびベンズイミダゾール系の化合物;ポリ(p-フェニレンビニレン)(PPV)系の高分子;スピロ(spiro)化合物;ポリフルオレン;ルブレンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含んでもよい。ホスト材料としては、縮合芳香族環誘導体またはヘテロ環含有化合物などが挙げられる。具体的に、縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物などが挙げられ、ヘテロ環含有化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。ドーパント材料としては、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体などが挙げられる。例えば、芳香族アミン誘導体としては、置換もしくは非置換のアリールアミノ基で置換された縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基で置換されたフルオレン、ベンゾフルオレン、ピレン、アントラセン、クリセン、ペリフランテンなどが挙げられ、スチリルアミン化合物としては、置換もしくは非置換のアリールアミンに少なくとも1個のアリールビニル基が置換されている化合物であって、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、およびアリールアミノ基からなる群より1または2以上選択される置換基が置換もしくは非置換される。具体的に、スチリルアミン化合物としては、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記ホスト材料は、アントラセン誘導体であり、前記ドーパント材料は、アリールアミン基で置換されたベンゾフルオレン系化合物である。具体的に、前記ホスト材料は、重水素化アントラセン誘導体であり、前記ドーパント材料は、ビス(ジアリールアミノ)ベンゾフルオレン系化合物である。
本発明の一実施態様において、前記発光層は、量子ドットを含む。例えば、前記発光層は、マトリックス樹脂および量子ドットを含んでもよく、量子ドットの種類および含量は、当技術分野で周知のものを用いてもよい。
発光層に量子ドットを含む場合、発光層に有機化合物を含む場合よりも低いHOMOエネルギーレベルを示すため、共通層もまた低いHOMOエネルギーレベルを示さなければならない。本発明の一実施態様による化合物は、ハロゲン基を含むことで低いHOMOエネルギーレベルを示すため、発光層に量子ドットの導入が可能である。
本発明の一実施態様において、前記共通層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入と正孔輸送を同時にする層、電子注入層、電子輸送層、または電子注入と電子輸送を同時にする層である。
本発明の一実施態様において、前記電子輸送層は、電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送する層であり、電子輸送物質は、陰極から電子の注入を円滑に受けて発光層に移せる物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、8-ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alqを含む錯体;有機ラジカル化合物;ヒドロキシフラボン-金属錯体などが挙げられるが、これらに限定されない。電子輸送層は、従来技術に応じて用いられたように、任意の所望の陰極物質とともに用いてもよい。特に、適した陰極物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く通常の物質である。具体的に、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム、およびサマリウムであり、それぞれの場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。
本発明の一実施態様において、前記電子注入層は、電極から電子を注入する層であり、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層から生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フルオレニリデンメタン、アントロン、バソクプロイン(bathocuproine)(BCP)などとその誘導体、金属錯体化合物、および含窒素5員環誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記金属錯体化合物としては、8-ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2-メチル-8-キノリナート)クロロガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(o-クレゾラート)ガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(1-ナフトラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(2-ナフトラート)ガリウムなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記正孔阻止層は、正孔の陰極到達を阻止する層であり、一般に正孔注入層と同様の条件で形成されてもよい。具体的に、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、BCP、アルミニウム錯体(aluminum complex)などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様において、前記化学式1で表される重合体;または化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体が含まれる有機物層と隣接した層、例えば、バンク層は、置換基としてフッ素を有する化合物を含む。
例えば、前記化学式1で表される重合体が正孔輸送層に含まれる際に、正孔輸送層と隣接したバンク層、正孔注入層、および発光層のうち一つ以上はフッ素を含む。
上記のように前記化学式1で表される重合体;または化学式2で表される単位および化学式5で表される末端基を含む重合体が含まれる有機物層と隣接した層がフッ素を含む場合、フッ素により双極子モーメント(dipole moment)が異なるため、均一な層を形成できるという効果がある。
本発明による有機発光素子は、用いられる材料に応じて、トップエミッション型、ボトムエミッション型、または両面発光型であってもよい。
以下、本発明を具体的に説明するために実施例を挙げて詳しく説明する。ただし、本発明による実施例は種々の異なる形態に変形されてもよく、本出願の範囲が後述する実施例に限定されるものと解釈されない。本出願の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
合成例1.重合体1-1の製造
(1)化合物A-1の製造
コンデンサー付き丸底フラスコに化合物q-1(50.0g、1.00eq)、化合物q-2(65.2g、1.35eq)、KCO(78.7g、2.5eq)、およびビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0)(1.74g、0.015eq)を投入した後、テトラヒドロフラン(THF)(500mL)および蒸留水(300mL)をそれぞれ注入し、60℃に昇温して6時間撹拌した。蒸留水を注入して反応を終了した後、有機溶媒を抽出した後に減圧濃縮し、液体状態の化合物A-1(50.1g)を製造した。
(2)化合物B-1の製造
コンデンサー付き丸底フラスコにて、化合物A-2(41.0g、1.00eq)と先に製造された化合物A-1(50.0g、3.0eq)をキシレン(200mL)に溶解させた。完全に溶解したら、ナトリウムtert-ブトキシド(sodium tert-butoxide)(40.0g、5.00eq)とビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0)(2.1g、0.05eq)を投入し、120℃で3時間還流した。蒸留水を注入して反応を終了した後、エチルアセテートと蒸留水で有機溶媒を抽出し、トルエンとヘキサンで沈殿させ、白色固体の化合物B-1を得た。
(3)化合物C-1の製造
コンデンサー付き丸底フラスコに、先に製造された化合物B-1(15.1g、1.00eq)、4-ブロモ-4’-ヨード-1,1’-ビフェニル(13.16g、2.50eq)、およびナトリウムtert-ブトキシド(7.0g、5.00eq)をトルエン(200mL)に溶解させた。完全に溶解したら、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.67g、0.05eq)および1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(0.81g、0.10eq)を投入し、90℃で8時間還流させた。蒸留水を注入して反応を終了した後、エチルアセテートと蒸留水で有機溶媒を抽出し、カラムクロマトグラフィーにより99.7%純度の化合物C-1を得た。
(4)化合物D-1の製造
コンデンサー付き丸底フラスコにて、化合物C-1(10.00g、1.00eq)、ビス(ピナコラト)ジボロン(Bis(pinacolato)diboron)(14g、2.00eq)、およびカリウムtert-ブトキシド(potassium tert-butoxide)(1.60g、3.00eq)をトルエン200mLに溶解させた。完全に溶解したら、[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)([1,1’-Bis(diphenylphosphino)ferrocene]dichloropalladium(II))(0.20g、0.04eq)を投入した後、90℃で8時間還流させた。DI水(DI water)により反応を終了した後、エチルアセテート(ethyl acetate)と蒸留水で有機溶媒を抽出し、カラムクロマトグラフィーにより99.3%純度の化合物D-1を得た。
(5)重合体1-1の製造
化合物D-1(0.765mmol)、4,4’’-ジブロモ-5’-(4-ブロモフェニル)-1,1’:3’,1’’-テルフェニル(0.158mmol)、および4-ブロモ-4’-プロピル-1,1’-ビフェニル(0.369mmol)を丸底フラスコに入れ、トルエン(11mL)に溶解させて第1溶液を製造した。
50mLのシュレンクチューブ(Schlenk tube)にビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル(0)(2.42mmol)を投入した。2,2’-ジピリジル(2.42mmol)および1,5-シクロオクタジエン(2.42mmol)をシンチレーションバイアルに投入した後、N,N’-ジメチルホルムアミド(5.5mL)およびトルエン(11mL)に溶解させて第2溶液を製造した。
前記第2溶液をシュレンクチューブに投入し、50℃で30分間撹拌させた。前記第1溶液をシュレンクチューブにさらに投入し、50℃で3時間撹拌した。HClとメタノール(メタノール:HCl=95:5(v:v))を徐々に滴加して反応を終了した後、45分間撹拌し、生成した固体をろ過した。乾燥された固体をトルエンに溶解させ(1%wt/v)、シリカゲルと塩基性酸化アルミニウム(各6g)を含有するカラムに通過させて精製した。得られたトルエン溶液をアセトンでトリチュレート(triturating)して重合体1-1を製造した。
合成例2.重合体2-1の製造
前記合成例1の(5)において、4,4’’-ジブロモ-5’-(4-ブロモフェニル)-1,1’:3’,1’’-テルフェニルの代わりに3,3’’-ジブロモ-5’-(3-ブロモフェニル)-1,1’:3’,1’’-テルフェニルを用いたことを除いては、合成例1の製造方法と同様の方法で重合体2-1を製造した。
合成例3.重合体3-1の製造
前記合成例1の(5)において、4,4’’-ジブロモ-5’-(4-ブロモフェニル)-1,1’:3’,1’’-テルフェニルの代わりに1,3,5-トリブロモベンゼンを用いたことを除いては、合成例1の製造方法と同様の方法で重合体3-1を製造した。
合成例4:重合体4-1の製造
前記合成例1の(5)において、4,4’’-ジブロモ-5’-(4-ブロモフェニル)-1,1’:3’,1’’-テルフェニルの代わりにトリス(4-ブロモフェニル)(フェニル)シランを用いたことを除いては、合成例1の製造方法と同様の方法で重合体4-1を製造した。
合成例5:重合体5-1の製造
前記合成例1の(5)において、4,4’’-ジブロモ-5’-(4-ブロモフェニル)-1,1’:3’,1’’-テルフェニルの代わりにテトラキス(4-ブロモフェニル)シランを用いたことを除いては、合成例1の製造方法と同様の方法で重合体5-1を製造した。
合成例6:重合体6-1の製造
前記合成例1の(5)において、4,4’’-ジブロモ-5’-(4-ブロモフェニル)-1,1’:3’,1’’-テルフェニルの代わりにトリス(4-ブロモフェニル)アミンを用いたことを除いては、合成例1の製造方法と同様の方法で重合体6-1を製造した。
比較合成例1.比較重合体Qの製造
前記合成例1の(5)において、化合物D-1の代わりに化合物Q-1を用いたことを除いては、合成例1の(5)と同様の方法で重合体Qを製造した。
比較合成例2.比較重合体Wの製造
前記合成例1の(5)において、化合物D-1の代わりに化合物W-1を用いたことを除いては、合成例1の(5)と同様の方法で重合体Wを製造した。
<実験例1>分子量分布の測定
実験例1-1.
GPC(Agilent社製、PLgel HFIPGELカラム)を用いて、合成例1で製造された重合体1-1のピーク(peak)分子量(Mp)、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(PDI)を測定した。この際、ピーク分子量(Mp)は、最も多く分布する分子量を意味する。
実験例1-2~1-6.
前記実験例1-1において、重合体1-1の代わりに下記表1の重合体を用いたことを除いては、実験例1-1と同様の方法でピーク(peak)分子量(Mp)、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(PDI)を測定した。
比較例1-1および1-2.
前記実験例1-1において、重合体1-1の代わりに下記表1の重合体を用いたことを除いては、実験例1-1と同様の方法でピーク(peak)分子量(Mp)、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(PDI)を測定した。
前記実験例1-1~1-6、比較例1-1および1-2で測定されたGPC結果を下記表1に示す。
また、実験例1-1および比較例1-1で測定されたGPC結果を図3に示す。図3において、(a)は、比較例1-1(重合体Q)のGPC測定結果であり、(b)~(d)は、それぞれ実験例1-1(重合体1-1)のGPC測定結果である。
式(1):PDI=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)
重量平均分子量(Mw)が大きいほど、同一の溶媒に対して相対的に高い粘度を示すため、微細ピクセルを用いるOLED素子の作製が難しくなる。
また、分子量分布が大きいとは、多様な分子量の分子が分布していることを意味し、これは、高分子を再現性よく合成することが難しいことを意味する。
前記表1から、比較例1-1のPDIが実験例1-1~1-6に比べて大きいことを確認することができる。このことから、重合体Q(比較例1-1)は、多様な分子量の重合体が分布していることが分かる。すなわち、重合体Qは、再現性よく合成することが難しいことが分かる。
また、前記表1から、比較例1-1のMwが実験例1-1~1-6に比べて大きいことを確認することができる。このことから、重合体Q(比較例1-1)は、インクジェット素子の作製時に高い分子量により粘度に影響を受け、微細ピクセルを用いる有機発光素子の作製が容易でないことを予測することができる。
要するに、前記表1から、本発明の実施態様による重合体(実施例1-1~1-6)の場合、tert-ブチル基を含むことで、直鎖状のアルキル基を含む重合体(比較例1-1)よりも低い分子量および低いPDIを示すことを確認することができ、このことから、本発明の実施態様による重合体は、均質な重合体の製造が可能であり、有機発光素子に適用しやすいことが分かる。
実験例2.薄膜保持率の測定
実験例2-1.
前記合成例1で製造された重合体1-1をトルエンに2wt%の濃度で溶かしてコーティング組成物1を製造した。
比較例2-1.
前記合成例1の(3)で製造された下記化合物C-1をトルエンに2wt%の濃度で溶かしてコーティング組成物2を製造した。
前記コーティング組成物1および2をそれぞれガラスにスピンコーティングして薄膜を形成した後、UV-可視吸光度を測定した。再びこの薄膜をシクロヘキサノン(cyclohexanone)に3分間浸漬した後に乾燥し、UV-可視吸光度を測定した。浸漬前後のUV吸収の最大ピーク(peak)の大きさの比較により薄膜保持率を確認した。
図4は、コーティング組成物1から形成された薄膜の膜保持率の実験結果を示した図である。
図5は、コーティング組成物2から形成された薄膜の膜保持率の実験結果を示した図である。
図4および5において、(a)は、薄膜を形成した直後(シクロヘキサノンに3分間浸漬する前)のUV測定結果であり、(b)は、薄膜をシクロヘキサノンに3分間浸漬した後のUV測定結果である。
図4から、コーティング組成物1から形成された薄膜の場合、薄膜保持率が100%であることを確認することができる。すなわち、本発明の一実施態様による重合体は、溶媒耐性に優れていることを確認することができる。
これに対し、図5から、コーティング組成物2から形成された薄膜の場合、薄膜損失率が大きいことを確認することができる。すなわち、化合物C-1(単量体)の場合、溶媒耐性がないことを確認することができる。
比較例2-2.
化合物C-1単独重合体の薄膜保持率を測定するために、下記重合体を形成して溶媒に溶解させてみたが、溶媒に溶解されず、薄膜保持率の測定が不可能であった。
(n:2~10,000の整数)
実験例3.有機発光素子の製造
実験例3-1.
(1)材料
ドーパントとしては、米国特許第8,465,848B2明細書に記載のビス(ジアリールアミノ)ベンゾフルオレン系化合物を用いた。
HILとしては、米国特許第7,351,358B2明細書に記載の材料を用いた。具体的には、導電性重合体およびポリマー性フッ素化スルホン酸の水性分散液から製造される正孔注入材料を用いた。
ホストとしては、国際公開第2011-028216A1号に記載の重水素化アントラセン化合物を用いた。
(2)素子の作製
ITO(indium tin oxide)が1,500Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れ、超音波で洗浄した。この際、洗剤としては、フィッシャー社製(Fischer Co.)の製品を用い、蒸留水としては、ミリポア社製(Millipore Co.)のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を用いた。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返して超音波洗浄を10分間行った。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトンの溶剤で超音波洗浄をし、乾燥させた後、前記基板を5分間洗浄した後に乾燥した。
素子の作製直前に洗浄し、パターン化されたITOをUVオゾンで10分間処理した。オゾン処理後、HILの水性分散液をITOの表面上にスピン-コーティングし、熱処理により溶媒を除去し、約40nm厚さの正孔注入層を形成した。そうして形成された正孔注入層上に、前記合成例1で製造された重合体1-1が1.5wt%溶解されたトルエン(toluene)溶液をスピン-コーティングし、熱処理により溶媒を除去し、約100nm厚さの正孔輸送層を形成した。正孔輸送層上に、2.0wt%の濃度でホストおよびドーパント(ホスト:ドーパント=93:7(wt%))が溶解されたメチルベンゾエート溶液をスピン-コーティングし、約100nm厚さの発光層を形成した。その後、真空蒸着機に移送した後、前記発光層上に、BCPを35nmの厚さに真空蒸着して電子注入および輸送層を形成した。前記電子注入および輸送層上に、1nmの厚さにLiFと100nmの厚さにアルミニウムを順次蒸着してカソードを形成した。
上記過程でカソードのフッ化リチウム(LiF)の蒸着速度は0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10-7torr~5×10-8torrを維持した。
実験例3-2.
前記実施例3-1において、重合体1-1の代わりに重合体2-1を用いたことを除いては、前記実施例3-1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実験例3-3.
前記実施例3-1において、重合体1-1の代わりに重合体3-1を用いたことを除いては、前記実施例3-1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実験例3-4.
前記実施例3-1において、重合体1-1の代わりに重合体4-1を用いたことを除いては、前記実施例3-1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実験例3-5.
前記実施例3-1において、重合体1-1の代わりに重合体5-1を用いたことを除いては、前記実施例3-1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実験例3-6.
前記実施例3-1において、重合体1-1の代わりに重合体6-1を用いたことを除いては、前記実施例3-1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例3-1.
前記実施例3-1において、重合体1の代わりに比較合成例1で製造された重合体Qを用いたことを除いては、実験例3-1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例3-2.
前記実施例3-1において、重合体1の代わりに比較合成例2で製造された重合体Wを用いたことを除いては、実験例3-1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
前記実験例3-1~3-6、比較例3-1および3-2で製造された有機発光素子に対し、10mA/cmの電流密度で、駆動電圧、発光効率、電力効率、外部量子効率、輝度、色座標、およびCE/CIEyを下記表2に示す。前記外部量子効率は、(放出された光子数)/(注入された電荷キャリア数)で求め、前記色座標は、C.I.E色度図(Commission Internationale de L’Eclairage、1931)によるxおよびy座標であり、CE/CIEyは、発光効率(cd/A)を色座標(y)値で割った値である。
上記表2から、実験例3-1~3-6が比較例3-1に比べて低い駆動電圧および優れた効率を示すことを確認することができる。
これを表1と総合すると、本発明の一実施態様による重合体は、低い分子量を有するにもかかわらず、有機発光素子に適用時(実験例3-1~3-6)に低い駆動電圧および優れた効率を示すことを確認することができる。このことから、本発明の一実施態様による重合体がtert-ブチル基を含むことで均質な重合体を製造することができ、これにより、素子に適用時に優れた性能を示すことを確認することができる。
また、上記表2から、実験例3-1~3-6が比較例3-2に比べて低い駆動電圧および優れた効率を示すことを確認することができる。
このことから、本発明の一実施態様による重合体に含まれる化学式2の単位がtert-ブチル基の代わりにNを含む場合(比較例3-2)、適用された層のエネルギーレベルが変化(HOMOエネルギーレベルが上昇)し、化学式2の単位がtert-ブチル基を含む場合(実験例3-1~3-6)よりも高い駆動電圧および低い効率を示すことを確認することができる。
以上、本発明の好ましい実施例(正孔輸送層)について説明したが、本発明は、これに限定されず、特許請求の範囲および発明の詳細な説明の範囲内で多様に変形して実施可能であり、これもまた発明の範囲に属する。
1 ・・・基板
2 ・・・陽極
3 ・・・発光層
4 ・・・陰極
5 ・・・正孔注入層
6 ・・・正孔輸送層
7 ・・・電子注入および輸送層

Claims (8)

  1. 下記化学式1で表される重合体:
    前記化学式1において、
    Aは、下記化学式2で表され、
    Bは、下記化学式3-1~3-4のいずれか一つで表され、
    Cは、置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロ環基であり、
    E1およびE2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のシロキサン基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせであり、
    a、b、およびcは、それぞれモル分率であって、
    aは0<a<1の実数であり、
    bは0<b<1の実数であり、
    cは0≦c<1の実数であり、
    a+b+cは1であり、
    前記化学式2において、
    Ar1、Ar2、L1、およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
    R1~R3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、アルキル基であり、
    n1~n3はそれぞれ1~4の整数であり、
    n1~n3がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
    *は、重合体中での結合点であり、
    前記化学式3-1~3-4において、
    Z1は、CRa;SiRa;N;または3価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
    Z2およびZ3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、C;Si;または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
    L10は、直接結合;または置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
    Raは、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であり、
    R10~R20は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;アルコキシ基;アリールオキシ基;フルオロアルコキシ基;シロキサン基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロ環基;または架橋結合性基であり、隣接した基が互いに結合して環を形成してもよく、
    k1は1~4の整数であり、
    k2は1~5の整数であり、
    k1が2以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
    k2が2以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
    *は、重合体中での結合点であり、
    前記架橋結合性基は、下記構造のいずれか一つである:
  2. 前記E1およびE2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせであり 前記架橋結合性基は、下記構造のいずれか一つである、請求項1に記載の重合体:
  3. 下記化学式2で表される単位;
    下記化学式5で表される末端基;および
    下記化学式3-1~3-4のいずれか一つで表される単位を含む重合体:
    前記化学式2および5において、
    Ar1、Ar2、L1、およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
    R1~R3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、アルキル基であり、
    n1~n3はそれぞれ1~4の整数であり、
    n1~n3がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
    Eは、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のシロキサン基;架橋結合性基;またはこれらの組み合わせであり、
    *は、重合体中での結合点であり、
    前記化学式3-1~3-4において、
    Z1は、CRa;SiRa;N;または3価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
    Z2およびZ3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、C;Si;または4価の置換もしくは非置換のアリール基であり、
    L10は、直接結合;または置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
    Raは、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であり、
    R10~R20は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;アルコキシ基;アリールオキシ基;フルオロアルコキシ基;シロキサン基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロ環基;または架橋結合性基であり、隣接した基が互いに結合して環を形成してもよく、
    k1は1~4の整数であり、
    k2は1~5の整数であり、
    k1が2以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
    k2が2以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
    *は、重合体中での結合点であり、
    前記架橋結合性基は、下記構造のいずれか一つである:
  4. 前記重合体は、下記化学式4で表される単位をさらに含む、請求項3に記載の重合体:
    前記化学式4において、
    Cは、置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロ環基であり、
    *は、重合体中での結合点である。
  5. 前記化学式2は、下記化学式2-1で表される、請求項1~4のいずれか一項に記載の重合体:
    前記化学式2-1において、
    R1~R3、Ar1、Ar2、およびn1~n3は、化学式2における定義と同様であり、
    R4およびR5は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素;重水素;ハロゲン基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、
    m1およびm2はそれぞれ1~3の整数であり、
    m1およびm2がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の構造は互いに同一または異なり、
    n4およびn5はそれぞれ1~4の整数であり、
    n4およびn5がそれぞれ2以上である場合、それぞれの括弧内の置換基は互いに同一または異なり、
    *は、重合体中での結合点である。
  6. 前記重合体の重量平均分子量は30,000g/mol~100,000g/molである、請求項1~5のいずれか一項に記載の重合体。
  7. 第1電極;
    第2電極;および
    前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層を含み、
    前記有機物層のうち1層以上は、請求項1~5のいずれか一項に記載の重合体を含む、有機発光素子。
  8. 前記重合体を含む有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、または正孔注入と正孔輸送を同時にする層である、請求項7に記載の有機発光素子。
JP2023544584A 2021-02-26 2021-09-01 重合体およびこれを用いた有機発光素子 Active JP7718764B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0026474 2021-02-26
KR20210026474 2021-02-26
PCT/KR2021/011754 WO2022181908A1 (ko) 2021-02-26 2021-09-01 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024503915A JP2024503915A (ja) 2024-01-29
JP7718764B2 true JP7718764B2 (ja) 2025-08-05

Family

ID=83048564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023544584A Active JP7718764B2 (ja) 2021-02-26 2021-09-01 重合体およびこれを用いた有機発光素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240141107A1 (ja)
EP (1) EP4276129A4 (ja)
JP (1) JP7718764B2 (ja)
KR (1) KR102601561B1 (ja)
CN (1) CN116964125A (ja)
WO (1) WO2022181908A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023113475A1 (ko) * 2021-12-16 2023-06-22 주식회사 엘지화학 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009158535A (ja) 2007-12-25 2009-07-16 Canon Inc 有機発光素子及びその製造方法、並びに表示装置
WO2013146806A1 (ja) 2012-03-27 2013-10-03 住友化学株式会社 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
US20160329497A1 (en) 2015-05-06 2016-11-10 E I Du Pont De Nemours And Company Hole transport materials
US20180097193A1 (en) 2015-05-26 2018-04-05 E I Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
JP2023506055A (ja) 2020-01-13 2023-02-14 エルジー・ケム・リミテッド 重合体およびこれを用いた有機発光素子

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003230308A1 (en) 2002-05-07 2003-11-11 Lg Chem, Ltd. New organic compounds for electroluminescence and organic electroluminescent devices using the same
US7351358B2 (en) 2004-03-17 2008-04-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Water dispersible polypyrroles made with polymeric acid colloids for electronics applications
US20070292681A1 (en) * 2006-06-20 2007-12-20 Fuji Xerox Co., Ltd Organic electroluminescence device
US8465848B2 (en) 2006-12-29 2013-06-18 E I Du Pont De Nemours And Company Benzofluorenes for luminescent applications
JP2012511086A (ja) * 2008-12-04 2012-05-17 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 電気活性材料
CN102482570B (zh) 2009-09-03 2014-11-12 E.I.内穆尔杜邦公司 用于电子应用的氘代化合物
TW201204687A (en) * 2010-06-17 2012-02-01 Du Pont Electroactive materials
WO2015089027A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solvent-resistant hole transport layers
WO2016081583A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hole transport materials
US9525134B1 (en) * 2015-08-11 2016-12-20 E I Du Pont De Nemours And Company Hole transport materials
CN108349869A (zh) * 2015-11-05 2018-07-31 E.I.内穆尔杜邦公司 可交联的空穴传输材料
WO2018083801A1 (ja) * 2016-11-07 2018-05-11 日立化成株式会社 有機エレクトロニクス材料、有機層、有機エレクトロニクス素子、有機エレクトロルミネセンス素子、表示素子、照明装置、及び表示装置
WO2018138820A1 (ja) * 2017-01-26 2018-08-02 日立化成株式会社 有機エレクトロニクス材料、インク組成物、有機層、有機エレクトロニクス素子、有機エレクトロルミネセンス素子、表示素子、照明装置、及び表示装置
EP3591727A4 (en) * 2017-03-02 2020-12-23 Hitachi Chemical Co., Ltd. ORGANIC ELECTRONIC MATERIAL AND ITS USE
CN108003365B (zh) * 2017-11-28 2019-03-22 广州华睿光电材料有限公司 有机复合薄膜及其在有机电子器件中的应用
KR102470867B1 (ko) * 2018-07-09 2022-11-24 주식회사 엘지화학 공중합체, 이를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조방법
KR102470868B1 (ko) * 2018-07-24 2022-11-24 주식회사 엘지화학 중합체, 이를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조방법
KR20210026474A (ko) 2019-08-30 2021-03-10 황재훈 2개의 수납공간이 구비된 포장상자

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009158535A (ja) 2007-12-25 2009-07-16 Canon Inc 有機発光素子及びその製造方法、並びに表示装置
WO2013146806A1 (ja) 2012-03-27 2013-10-03 住友化学株式会社 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
US20160329497A1 (en) 2015-05-06 2016-11-10 E I Du Pont De Nemours And Company Hole transport materials
US20180097193A1 (en) 2015-05-26 2018-04-05 E I Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
JP2023506055A (ja) 2020-01-13 2023-02-14 エルジー・ケム・リミテッド 重合体およびこれを用いた有機発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
CN116964125A (zh) 2023-10-27
WO2022181908A1 (ko) 2022-09-01
KR20220122451A (ko) 2022-09-02
US20240141107A1 (en) 2024-05-02
EP4276129A1 (en) 2023-11-15
JP2024503915A (ja) 2024-01-29
KR102601561B1 (ko) 2023-11-13
EP4276129A4 (en) 2024-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7558612B2 (ja) 重合体およびこれを用いた有機発光素子
KR102885077B1 (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
JP7612281B2 (ja) 重合体およびこれを用いた有機発光素子
JP7718764B2 (ja) 重合体およびこれを用いた有機発光素子
KR102825396B1 (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
EP3960778B1 (en) Polymer, coating composition comprising same, and organic light emitting device using same
KR20230017447A (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
JP7721790B2 (ja) 重合体およびこれを用いた有機発光素子
KR102817438B1 (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
JP7849110B2 (ja) 重合体およびこれを用いた有機発光素子
KR20220018219A (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102895375B1 (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102817427B1 (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102906834B1 (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20240123148A (ko) 중합체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20240123147A (ko) 중합체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220138683A (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20220138684A (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20220138681A (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20220168819A (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20220168810A (ko) 중합체 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240618

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240624

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250527

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250624

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250718

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7718764

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150