KR102209924B1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102209924B1
KR102209924B1 KR1020190070840A KR20190070840A KR102209924B1 KR 102209924 B1 KR102209924 B1 KR 102209924B1 KR 1020190070840 A KR1020190070840 A KR 1020190070840A KR 20190070840 A KR20190070840 A KR 20190070840A KR 102209924 B1 KR102209924 B1 KR 102209924B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
carbon atoms
compound
Prior art date
Application number
KR1020190070840A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190141620A (ko
Inventor
서상덕
박태윤
이동훈
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20190141620A publication Critical patent/KR20190141620A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102209924B1 publication Critical patent/KR102209924B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02Boron compounds
    • C07F5/027Organoboranes and organoborohydrides
    • 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, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H01L51/008
    • H01L51/5012
    • 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]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] 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
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/321Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/322Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron
    • 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
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1096Heterocyclic compounds characterised by ligands containing other heteroatoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING SAME}
본 출원은 2018년 06월 14일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2018-0068205호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 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 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
한국 등록특허문헌 제10-0867526호
본 출원은 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
[화학식 1]
Figure 112019061053188-pat00001
화학식 1에 있어서,
X는 O, S, NR, CRaRb 또는 SiRcRd이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
L1 및 L2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
R, Ra 내지 Rd 및 R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
Ra와 Rb는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
Rc와 Rd는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
a 내지 c는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이며,
a 내지 c가 각각 독립적으로 2 이상인 경우, 서로 인접한 치환기는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
또한, 본 출원은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 전술한 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 화합물을 사용하는 유기 발광 소자는 고색순도 또는 장수명의 발현이 가능하다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자저지층(9), 발광층(3), 전자수송층(7), 전자주입층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기와 같은 코어 구조를 가짐으로써, 삼중항 에너지를 조절할 수 있는 장점이 있고, 고색순도 및 장수명의 특성을 나타낼 수 있다.
보론 화합물의 발광 스펙트럼은 좁은 반치폭을 갖고 있으므로, 보론 화합물을 유기 발광 소자의 도펀트로 이용 시, 높은 색순도를 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러나, 보론의 오쏘 위치에 있는 양쪽 벤젠고리의 수소 원자에 의한 반발력으로 인해 구조가 뒤틀어지게 되어 불안정한 구조를 갖게 되고, 이는 소자의 수명을 떨어뜨리게 된다.
본 발명 화학식 1의 구조는 보론의 양쪽 벤젠고리에 -L1-X-L2- 구조를 도입함으로써 양쪽 벤젠고리가 연결되고 반발력이 줄어들기 때문에, 물질의 안정성이 높아지는 특징을 가지게 된다. 이에 따라, 화학식 1을 사용한 유기 발광 소자는 고색순도와 함께 장수명의 특성을 나타낸다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 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 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 에스테르기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112019061053188-pat00002
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112019061053188-pat00003
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 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, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 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, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 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 명세서에서 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 24인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112019061053188-pat00004
,
Figure 112019061053188-pat00005
,
Figure 112019061053188-pat00006
Figure 112019061053188-pat00007
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 헤테로고리기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라진기, 퀴놀린기, 퀴나졸기, 퀴녹살린기, 프탈라진기, 피리도 피리미딘기, 피리도 피라진기, 피라지노 피라진기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아진기 및 디벤조퓨란기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기, 아릴포스핀기, 아르알킬기, 아랄킬아민기, 아르알케닐기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, 아르알킬기, 아랄킬아민기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리의 예로는 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기가 서로 결합하여 고리를 형성하는 것의 의미는 전술한 바와 같이 인접한 기가 서로 결합하여, 5원 내지 8원의 탄화수소 고리 또는 5원 내지 8원의 헤테로고리를 형성하는 것을 의미하며, 단환 또는 다환일 수 있으며, 지방족, 방향족 또는 이들의 축합된 형태일 수 있으며 이를 한정하지 않는다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 X는 O, S, NR, CRaRb 또는 SiRcRd이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 X는 O, S, NR 또는 CRaRb 이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 X는 O 또는 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 X는 NR이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 X는 CRaRb이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 15의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 15의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 15의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 14의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 12의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기; 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 14의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 12의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 메틸기, 에틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 메틸기, 에틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 메틸기, 에틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 메틸기, 에틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 동일하거나 상이하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 대칭 구조이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, L1 및 L2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 15의 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 탄소수 6 내지 14의 아릴렌기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 페닐렌기; 비페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 동일하거나 상이하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure 112019061053188-pat00008
화학식 1-1에 있어서,
X, R1 내지 R3, Ar1, Ar2, a, b 및 c의 정의는 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R, Ra 내지 Rd 및 R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R, Ra 내지 Rd 및 R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R, Ra 내지 Rd 및 R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R, Ra 내지 Rd 및 R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 15의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R, Ra 내지 Rd 및 R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra와 Rb는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Rc와 Rd는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, a 내지 c는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이며, a 내지 c가 각각 독립적으로 2 이상인 경우, 서로 인접한 치환기는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, a는 1 내지 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, b는 1 내지 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, c는 1 내지 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, a는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, b는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, a는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, b는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, c는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R은 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra 내지 Rd는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra 내지 Rd는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra 내지 Rd는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra 내지 Rd는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 15의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra 내지 Rd는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra 내지 Rd는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra 내지 Rd는 수소; 메틸기; 또는 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra와 Rb는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Rc와 Rd는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra와 Rb는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리 또는 치환 또는 비치환된 크산텐(Xanthene) 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Rc와 Rd는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리 또는 치환 또는 비치환된 크산텐(Xanthene) 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, Ra와 Rb 또는 Rc와 Rd는 서로 결합하여 하기 구조 중 어느 하나를 형성할 수 있다.
Figure 112019061053188-pat00009
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R3는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R3는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R3는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R3는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R3는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 15의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 3 0의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R3는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R3는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R3는 수소; 중수소; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 알킬기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 실릴기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 수소; 중수소; 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로고리기이거나, 인접한 기끼리 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 또는 치환 또는 비치환된 O 또는 S 포함 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 인접한 기끼리 서로 결합하여 하기 구조 중 어느 하나를 형성할 수 있다.
Figure 112019061053188-pat00010
상기 구조에서 *은 벤젠고리와 결합하는 부분을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R3은 수소; 중수소; 페닐기로 치환 또는 비치환된 아민기; t-부틸기; 트리메틸실릴기; 또는 카바졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 동일하거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 대칭 구조이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 구조식들 중에서 선택된다.
Figure 112019061053188-pat00011
Figure 112019061053188-pat00012
Figure 112019061053188-pat00013
Figure 112019061053188-pat00014
또한, 본 출원은 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 출원에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 출원의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 도펀트로서 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함한다. 상기 전자 주입 및 수송층은 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함한다. 상기 정공 주입 및 수송층은 정공 주입 및 수송을 동시에 하는 층이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층. 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
상기 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 화합물, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물 외에 다른 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 도펀트 재료로는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 이외에 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로, 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있다. 또한, 스티릴아민 화합물은 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아민기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 A]
Figure 112019061053188-pat00015
상기 화학식 A에 있어서,
Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 2환 내지 4환의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층의 두께는 10Å 내지 500Å 다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 호스트 100 중량부를 기준으로 2 내지 20 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸기 또는 벤조카바졸기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 노멀 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자저지층(9), 발광층(3), 전자수송층(7), 전자주입층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서 상기 화합물은 상기 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자저지층(9), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 전자주입층(8) 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 출원의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 출원의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 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 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 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 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 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. 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.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 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 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; 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.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 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.
상기 정공저지층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 출원에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예 및 비교예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 비교예에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예 및 비교예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[합성예]
합성예 1: 중간체 A의 합성
단계 1) 중간체 A-1의 합성
Figure 112019061053188-pat00016
3구 플라스크에 1-브로모-2,3-디클로로벤젠(1-bromo-2,3-dichlorobenzene) (15.0g, 66.4mmol), 아닐린(aniline) (12.7g, 136.1mmol)을 톨루엔(toluene) 450ml에 녹이고 소듐터트-부톡사이드(sodium tert-butoxide) (9.6g, 99.6mmol), 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) (bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)) (0.7g, 1.3mmol)을 넣은 후, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 6시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, H2O를 넣고 반응액을 분액 깔대기에 옮겨 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 A-1 14.7g을 수득하였다. (수율 75%, MS[M+H]+= 294)
단계 2) 중간체 A의 합성
Figure 112019061053188-pat00017
3구 플라스크에 중간체 A-1 (14.0g, 47.5mmol), 1-브로모-4-아이오도벤젠(1-bromo-4-iodobenzene) (28.2g, 99.7mmol)을 톨루엔(toluene) 280ml에 녹이고 소듐터트-부톡사이드(sodium tert-butoxide) (9.1g, 95.0mmol), 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) (bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)) (0.5g, 0.9mmol)을 넣은 후, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 6시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, H2O를 넣고 반응액을 분액 깔대기에 옮겨 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 A 19.5g을 수득하였다. (수율 68%, MS[M+H]+= 604)
합성예 2: 중간체 B의 합성
Figure 112019061053188-pat00018
합성예 1에서, 1-브로모-2,3-디클로로벤젠(1-bromo-2,3-dichlorobenzene)을 1,2-디브로모-5-클로로-3-아이오도벤젠(1,2-dibromo-5-chloro-3-iodobenzene)으로, 아닐린(aniline)을 4-(터트-부틸)아닐린 (4-(tert-butyl)aniline)으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는, 중간체 A의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 합성하여 중간체 B를 수득하였다. (MS[M+H]+= 795)
합성예 3: 중간체 C의 합성
Figure 112019061053188-pat00019
합성예 1에서, 1-브로모-2,3-디클로로벤젠(1-bromo-2,3-dichlorobenzene)을 4(4-클로로-3,5-디아이오도페닐)트리메틸실란 ((4-chloro-3,5-diiodophenyl)trimethylsilane)으로, 아닐린(aniline)을 [1,1'-바이페닐]-3-아민 ([1,1'-biphenyl]-3-amine)으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는, 중간체 A의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 합성하여 중간체 C를 수득하였다. (MS[M+H]+= 829)
합성예 4: 화합물 1의 합성
단계 1) 화합물 1-1의 합성
Figure 112019061053188-pat00020
3구 플라스크에 중간체 A (18.0g, 29.8mmol), 중간체 a (13.2g, 31.3mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 300ml에 녹이고 포타슘 카보네이트(potassium carbonate) (24.7g, 178.6mmol)을 H2O 150ml에 녹여 넣는다. 여기에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (0.7g, 0.6mmol)를 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 8시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 에틸아세테이트(ethyl acetate)로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-1을 14.1g 수득하였다. (수율 77%, MS[M+H]+= 613)
단계 2) 화합물 1의 합성
Figure 112019061053188-pat00021
3구 플라스크에 화합물 1-1 (14.0 g, 22.8mmol) 을 터트-부틸벤젠(tert-butylbenzene) 280ml에 녹인 후 0℃까지 냉각하였다. 질소 분위기 하에서 1.7M의 터트-부틸리튬(tert-butyllithium in pentane) (20ml, 34.2mmol)을 첨가하고 60℃에서 2시간 교반하였다. 이 후 다시 반응물을 0℃까지 냉각하고 보론 트리브로마이드(boron tribromide) (3ml, 34.2mmol)를 첨가한 후 상온에서 0.5시간 교반하였다. 다시 반응물을 0℃까지 냉각하고 N,N-다이이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) (6ml, 34.2mmol)를 첨가한 후 60 ℃에서 2시간 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 에틸아세테이트(ethyl acetate)와 H2O을 이용해 분액 깔대기에서 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 승화정제를 통해 화합물 1 1.5g을 수득하였다. (수율 11%, MS[M+H]+= 586)
합성예 5: 화합물 2의 합성
Figure 112019061053188-pat00022
합성예 4에서, 중간체 a를 중간체 b로 변경하여 사용한 것을 제외하고는, 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 합성하여 화합물 2를 수득하였다. (MS[M+H]+= 602)
합성예 6: 화합물 3의 합성
Figure 112019061053188-pat00023
합성예 4에서, 중간체 a를 중간체 c로 변경하여 사용한 것을 제외하고는, 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 합성하여 화합물 3을 수득하였다. (MS[M+H]+= 661)
합성예 7: 화합물 4의 합성
단계 1) 화합물 4-1의 합성
Figure 112019061053188-pat00024
3구 플라스크에 중간체 B (20.0g, 25.1mmol), 중간체 d (15.1g, 26.4mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 250ml에 녹이고 포타슘 카보네이트(potassium carbonate) (20.8g, 150.8mmol)을 H2O 125ml에 녹여 넣는다. 여기에 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)) (0.6g, 0.5mmol)를 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 8시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 에틸아세테이트(ethyl acetate)로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-1을 17.5g 수득하였다. (수율 73%, MS[M+H]+= 954)
단계 2) 화합물 4-2의 합성
Figure 112019061053188-pat00025
3구 플라스크에 화합물 4-1 (17.0g, 17.8mmol) 을 터트-부틸벤젠(tert-butylbenzene) 340ml에 녹인 후 0℃까지 냉각하였다. 질소 분위기 하에서 1.7M의 터트-부틸리튬(tert-butyllithium in pentane) (16ml, 26.7mmol)을 첨가하고 60℃에서 2시간 교반하였다. 이 후 다시 반응물을 0℃까지 냉각하고 보론트리브로마이드(boron tribromide) (3ml, 26.7mmol)를 첨가한 후 상온에서 0.5시간 교반하였다. 다시 반응물을 0℃까지 냉각하고 N,N-다이이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) (5ml, 26.7mmol)를 첨가한 후 60 ℃에서 2시간 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 에틸 아세테이트(ethyl acetate)와 H2O을 이용해 분액 깔대기에서 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-2 3.5g을 수득하였다. (수율 22%, MS[M+H]+= 883)
단계 3) 화합물 4의 합성
Figure 112019061053188-pat00026
3구 플라스크에 화합물 4-2 (3.5g, 4.0mmol), 다이페닐아민(diphenylamine) (0.7g, 4.4mmol)을 톨루엔(toluene) 70ml에 녹이고 소듐터트-부톡사이드(sodium tert-butoxide) (0.8g, 7.9mmol), 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) (bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)) (0.1g, 0.1mmol)을 넣은 후, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 6시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, H2O를 넣고 반응액을 분액 깔대기에 옮겨 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 승화정제를 통해 화합물 4 1.4g을 수득하였다. (수율 35%, MS[M+H]+= 1016)
합성예 8: 화합물 5의 합성
Figure 112019061053188-pat00027
합성예 7에서, 중간체 d를 중간체 e로, 다이페닐아민(diphenylamine)을 9H-카바졸(9H-carbazole)로 변경하여 사용한 것을 제외하고는, 화합물 4의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 합성하여 화합물 5를 수득하였다. (MS[M+H]+= 1012)
합성예 9: 화합물 6의 합성
Figure 112019061053188-pat00028
합성예 4에서, 중간체 A를 중간체 C로, 중간체 a를 중간체 f로 변경하여 사용한 것을 제외하고는, 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 합성하여 화합물 6을 수득하였다. (MS[M+H]+= 975)
[실시예]
실시예 1
ITO(Indium Tin Oxide)가 1,400Å의 두께로 박막 코팅된 유리기판을 세제에 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때 세제로는 피셔사(Fischer Co.)의 Decon™ CON705 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 0.22㎛ sterilizing filter로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필 알코올, 아세톤 및 메탄올의 용제로 각각 10분간 초음파 세척하고, 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후, 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HI-A와 LG-101을 각각 650Å, 50Å의 두께로 순차적으로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 정공수송층으로 하기 HT-A를 600Å 두께로 진공 증착한 후 전자저지층으로 하기 HT-B를 50Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 이어서 발광층으로 BH-A와 화합물 1을 96:4의 중량비로 200Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서, 전자 수송층으로 ET와 Liq로 표시되는 화합물을 1:1의 중량비로 360Å의 두께로 열 진공 증착하고 이어서 하기 Liq로 표시되는 화합물을 5Å의 두께로 진공 증착하여 전자 주입층을 형성하였다. 상기 전자주입층 위에 순차적으로 마그네슘과 은을 10:1의 중량비로 220Å의 두께로, 알루미늄을 1000Å 두께로 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure 112019061053188-pat00029
실시예 2 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 2
상기 실시예 1에서 도펀트 재료로 표 1에 기재한 화합물들을 대신 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 실시예 2 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 2의 유기 발광 소자를 각각 제작하였다.
Figure 112019061053188-pat00030
상기 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 2에서 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하여, 전압, 효율(QE) 및 수명(LT95)을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 여기서, 전압, 효율은 10mA/cm2의 전류 밀도를 인가하여 측정되었으며, FWHM (반치폭)은 이 때 측정되는 스펙트럼으로부터 구하여 나타내었다. T95은 전류 밀도 20mA/cm2에서 초기 휘도가 95%로 저하할 때까지의 시간을 의미한다.
도펀트 @ 10mA/cm2 @ 20mA/cm2
V QE(%) FWHM(nm) LT95
실시예 1 화합물 1 3.88 7.61 25 120
실시예 2 화합물 2 3.90 7.66 24 125
실시예 3 화합물 3 3.83 7.62 25 131
실시예 4 화합물 4 3.86 7.81 26 130
실시예 5 화합물 5 3.85 7.78 25 125
실시예 6 화합물 6 3.91 7.65 24 123
비교예 1 BD-A 3.98 7.50 25 81
비교예 2 BD-B 3.99 7.43 54 120
본원 화학식 1의 화합물 1 내지 6은 -L1-X-L2- 구조를 통해 양쪽 벤젠 고리를 연결하여 두 벤젠 고리 사이의 반발력을 줄임으로써 물질의 안정성을 높인 특징을 가지고 있다. 이에 따라, 유기 발광 소자의 도펀트로 적용 시 좁은 반치폭의 특성을 유지하면서도 높은 수명을 나타내었다.
구체적으로, 본원 화합물을 사용한 실시예 1 내지 6은 비교예 1보다 수명이 약 60%까지 증가하고, 비교예 2보다 반치폭이 절반 가까이 감소하여 높은 색순도를 얻을 수 있었다.
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자수송층
8: 전자주입층
9: 전자저지층

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure 112020097762883-pat00040

    화학식 1-1에 있어서,
    X는 O, S, NR, CRaRb 또는 SiRcRd이고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 N, O 또는 S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이며,
    R은 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
    Ra 내지 Rd는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
    R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기; 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 탄소수 1 내지 30의 알킬기로 치환 또는 비치환된 실릴기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 N, O 또는 S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이고,
    Ra와 Rb는 서로 결합하여 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소 고리; 또는 N, O 또는 S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성할 수 있고,
    Rc와 Rd는 서로 결합하여 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소 고리; 또는 N, O 또는 S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성할 수 있고,
    a 내지 c는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이며,
    a 내지 c가 각각 독립적으로 2 이상인 경우, 서로 인접한 치환기는 서로 결합하여 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소 고리; 또는 N, O 또는 S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기; 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 14의 헤테로고리기인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1-1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure 112020097762883-pat00033

    Figure 112020097762883-pat00034

    Figure 112020097762883-pat00035

    Figure 112020097762883-pat00036
    .
  6. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1, 4 및 5 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A로 표시되는 화합물을 더 포함하는 유기 발광 소자:
    [화학식 A]
    Figure 112019061053188-pat00037

    상기 화학식 A에 있어서,
    Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
KR1020190070840A 2018-06-14 2019-06-14 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 KR102209924B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180068205 2018-06-14
KR20180068205 2018-06-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190141620A KR20190141620A (ko) 2019-12-24
KR102209924B1 true KR102209924B1 (ko) 2021-02-01

Family

ID=69022237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190070840A KR102209924B1 (ko) 2018-06-14 2019-06-14 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102209924B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102629455B1 (ko) * 2020-01-22 2024-01-24 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8173272B2 (en) 2006-03-23 2012-05-08 Lg Chem, Ltd. Diamine derivatives, preparation method thereof and organic electronic device using the same
CN107735879B (zh) * 2015-03-25 2020-03-13 学校法人关西学院 多环芳香族化合物、多环芳香族多聚体化合物及发光层形成用组合物与其用途

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190141620A (ko) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102106121B1 (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102494473B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20190098079A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190105838A (ko) 다중고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102081473B1 (ko) 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210111199A (ko) 유기 발광 소자
KR20190135398A (ko) 신규한 트리페닐렌 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20210036856A (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20200144482A (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20200078156A (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR102232411B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102162607B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102235477B1 (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102223482B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20200088772A (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20190103997A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102209924B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102201553B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102405389B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102200026B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102103076B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102210699B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102028242B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR20190122173A (ko) 유기 발광 소자
KR20190141599A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant