KR20200010122A - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR20200010122A
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Abstract

본 명세서는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 발광층에 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 7월 20일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0084785호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
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 이루어지며, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 난다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
공개특허공보 제10-2007-0078724호
본 명세서는 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 발광층에 포함함으로써, 구동 전압이 낮거나, 발광 효율이 높거나, 수명 특성이 좋은 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 1 내지 3에 있어서,
L1 내지 L7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; -SiRaRbRc; -P(=O)RaRb; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Ra 내지 Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자의 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 경우, 소자의 효율이 향상되거나, 소자의 구동 전압이 낮아지거나 소자의 수명 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 정공 조절층(7), 발광층(8), 전자 수송층(9), 전자 주입층(10) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(8) 및 전자 주입 및 수송층(11) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure pat00004
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미한다. 상기 치환기가 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않는다. 상기 치환기가 2 이상인 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; -SiR31R32R33; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; -OR34; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되거나(R31 내지 R34는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기 또는 아릴기이다), 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 기로 치환되거나, 어떠한 치환기로도 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, 2개의 치환기가 연결된 기는 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환된 아릴기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환된 헤테로고리기 등이 있다. 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다. 또한, 3개의 치환기가 연결된 기의 예로는 아릴기로 치환된 헤테로고리기로 치환된 아릴기, 헤테로고리기로 치환된 아릴기로 치환된 아릴기, 헤테로고리기로 치환된 아릴기로 치환된 헤테로고리기 등이 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄의 사슬형 포화 탄화수소를 의미한다. 상기 알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다.
상기 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸부틸, 1-에틸부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 고리형 포화탄화수소를 의미한다. 상기 시클로알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 3 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 14이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 8이다. 상기 시클로알킬기의 구체적인 예로는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알케닐기는 직쇄 또는 분쇄 불포화 탄화수소기를 나타내며, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 상기 알케닐기의 탄소소는 2 내지 20이다. 일 실시상태에 있어서, 상기 알케닐기의 탄소수는 1 내지 10이다. 구체적인 예로는 에테닐, 비닐, 프로페닐, 알릴, 이소프로페닐, 부테닐, 이소부테닐, 3-부테닐, 펜테닐 및 헥세닐이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 전체적으로 또는 부분적으로 불포화된 치환 또는 비치환된 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭을 의미한다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 40이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 상기 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페날레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 크라이세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸기, 벤조플루오레닐기, 9,9'-스피로바이플루오레닐기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O 및 S 중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 30이다. 다른 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 20이다. 헤테로아릴기의 예로는 티오페닐기, 퓨라닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피리디닐기, 바이피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 아크리디닐기, 카르볼리닐기, 아세나프토퀴녹살리닐기, 인데노퀴나졸리닐기, 인데노이소퀴놀리닐기, 인데노퀴놀리닐기, 피리도인돌기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 피라지노피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthrolinyl), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페녹사지닐기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 헤테로아릴기는 지방족 헤테로아릴기와 방향족 헤테로아릴기를 포함한다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가의 아릴기를 의미하며, 2가인 것을 제외하고는 상기 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 C6-C20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 C6-C16의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L7 은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 C6-C12의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 1환 내지 3환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 1환 또는 2환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서에 있어서, 나프틸렌기는 2가의 나프틸기를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, -SiRxRyRz, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, Rx 내지 Rz은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C22의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C26의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C18의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C22의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C14의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C18의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 N, O 또는 S를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 피롤, 퓨란, 티오펜 또는 피리딘을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 1환 내지 5환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 1환 내지 7환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1환 내지 4환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 1환 내지 6환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 1환 내지 3환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 1환 내지 5환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, -SiRxRyRz, C1-C6의 알킬기, C3-C8의 시클로알킬기 또는 C6-C16의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, -SiRxRyRz, C1-C4의 알킬기, C3-C6의 시클로알킬기 또는 C6-C12의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, -SiRxRyRz, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환되고 N, O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rx 내지 Rz는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rx 내지 Rz는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C1-C6의 알킬기; 또는 C6-C12의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rx 내지 Rz는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 메틸기; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 페날레닐기; 치환 또는 비치환된 티오페닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 피리디닐기; 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기; 또는 치환 또는 비치환된 아이소퀴놀리닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 트리메틸실릴기, 플루오로기 또는 시클로헥실기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 시아노기, 메틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기로 치환된 티오페닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 나프토벤조퓨라닐기; 나프토벤조티오페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸릴기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴기; 인돌로[3,2,1-jk]카바졸릴기; 피리디닐기; 퀴놀리닐기; 또는 아이소퀴놀리닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A3 및 A4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 플루오로기, 트리메틸실릴기, 시클로헥실기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 시아노기, 메틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트레닐기; 페닐기로 치환된 티오페닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 나프토벤조퓨라닐기; 나프토벤조티오페닐기; 인돌로[3,2,1-jk]카바졸릴기; 피리디닐기; 또는 아이소퀴놀리닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A5는 중수소, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트레닐기; 안트라세닐기; 페날레닐기; 페닐기로 치환된 티오페닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 나프토벤조퓨라닐기; 나프토벤조티오페닐기; 피리디닐기; 퀴놀리닐기; 또는 아이소퀴놀리닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 단환 또는 다환의 탄화수소 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬기 또는 C6-C12의 아릴기이거나, 서로 결합하여 C6-C16의 단환 또는 다환의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1-C3의 알킬기 또는 C6-C10의 아릴기이거나, 서로 결합하여 C6-C12의 단환 또는 다환의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 플루오렌 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 시클로알킬기; -SiRaRbRc; -P(=O)RaRb; 아릴기; 및 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개의 치환기이거나, 상기 군에서 선택된 2개 또는 3개의 기가 서로 연결된 치환기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra 내지 Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 알킬기, 시클로알킬기, 1환 내지 8환의 아릴기 및 1환 내지 5환의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개의 치환기이거나, 상기 군에서 선택된 2개의 기가 서로 연결된 치환기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3-C8의 시클로알킬기; -SiRaRbRc; -P(=O)RaRb; 치환 또는 비치환된 C6-C26의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C24의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 C1-C8의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3-C6의 시클로알킬기; -SiRaRbRc; -P(=O)RaRb; 치환 또는 비치환된 C6-C22의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1-C6의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3-C6의 시클로알킬기; -SiRaRbRc; -P(=O)RaRb; 치환 또는 비치환된 C6-C18의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C16의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; R13으로 치환 또는 비치환된 알킬기; R14로 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; -SiRaRbRc; -P(=O)RaRb; R15로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 R16으로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, R13 내지 R16은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트로기; -SiRdReRf; 중수소로 치환 또는 비치환된 알킬기; 할로알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며, Ra 내지 Rf는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -SiRaRbRc; 치환 또는 비치환된 시클로헥실기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 티오페닐기; 치환 또는 비치환된 퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨라닐기; 또는 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R15는 중수소; 할로겐기; 니트로기; -SiRdReRf; 중수소로 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; C1-C10의 할로알킬기; C3-C8의 시클로알킬기; 또는 C6-C18의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R15는 중수소; F; 니트로기; -Si(CH3)3; 메틸기; t-부틸기; 시클로헥실기; CD3; CF3; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R16은 알킬기; 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R16은 메틸기; t-부틸기; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 치환기들 중에서 선택된 어느 하나이다.
Figure pat00005
상기 치환기들에 있어서,
*는 N에 결합하는 위치이고,
X는 O, S, N(M2) 또는 C(M3)(M4)이고,
X1은 O, S 또는 N(M5)이고,
X2는 N 또는 CH이고,
M2 내지 M5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
m은 1 또는 2이고,
G는 중수소; 할로겐기; 니트로기; -SiRdReRf; 중수소로 치환 또는 비치환된 알킬기; 할로알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
Rd 내지 Rf는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
a1은 0 내지 11의 정수이고,
a2는 0 내지 5의 정수이고,
a3, a10, a14 및 a18은 각각 독립적으로 0 내지 7의 정수이고,
a4, a5, a11 내지 a13, a15 내지 a17 및 a19 내지 a21은 각각 독립적으로 0 내지 9의 정수이고,
a6 및 a9은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고,
a7 및 a8은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고,
a22는 0 내지 3의 정수이고,
a1 내지 a22가 각각 2 이상인 경우, G는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G는 수소; 중수소; 할로겐기; C1-C10의 알킬기; C3-C8의 시클로알킬기; C6-C25의 아릴기; 또는 C2-C24의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G는 중수소; F; 니트로기; -Si(CH3)3; 메틸기; t-부틸기; CD3; CF3; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1으로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택되는 어느 하나이다.
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나이다.
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3-1]
Figure pat00015
[화학식 3-2]
Figure pat00016
[화학식 3-3]
Figure pat00017
상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에 있어서,
L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3-1은 하기 화학식 3-1-1 내지 3-1-6 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3-1-1]
Figure pat00018
[화학식 3-1-2]
Figure pat00019
[화학식 3-1-3]
Figure pat00020
[화학식 3-1-4]
Figure pat00021
[화학식 3-1-5]
Figure pat00022
[화학식 3-1-6]
Figure pat00023
상기 화학식 3-1-1 내지 화학식 3-1-6에 있어서, L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3-1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3-2는 하기 화학식 3-2-1 내지 화학식 3-2-6 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3-2-1]
Figure pat00024
[화학식 3-2-2]
Figure pat00025
[화학식 3-2-3]
Figure pat00026
[화학식 3-2-4]
Figure pat00027
[화학식 3-2-5]
Figure pat00028
[화학식 3-2-6]
Figure pat00029
상기 화학식 3-2-1 내지 3-2-6에 있어서,
L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3-2에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3-3은 하기 화학식 3-3-1 내지 화학식 3-3-6 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3-3-1]
Figure pat00030
[화학식 3-3-2]
Figure pat00031
[화학식 3-3-3]
Figure pat00032
[화학식 3-3-4]
Figure pat00033
[화학식 3-3-5]
Figure pat00034
[화학식 3-3-6]
Figure pat00035
상기 화학식 3-3-1 내지 화학식 3-3-6에 있어서,
L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3-3에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나이다.
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
본 명세서에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 일반식 1의 방법에 따라 제조될 수 있다.
[일반식 1]
Figure pat00041
상기 일반식 1에 있어서, L1, L2, A1 및 A2의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서에 따른 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 일반식 2의 방법에 따라 제조될 수 있다.
[일반식 2]
Figure pat00042
상기 일반식 2에 있어서, L3 내지 L5 및 Ar3 내지 Ar5의 정의는 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서에 따른 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 일반식 3의 방법에 따라 제조될 수 있다.
[일반식 3]
Figure pat00043
상기 일반식 3에 있어서, L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 동일하다.
상기 일반식 1 내지 3은 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물을 형성하는 방법의 하나의 예시로서, 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물의 합성 방법은 상기 일반식 1 내지 3에 한정되지 않으며, 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량비는 95:5 내지 5:95이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량의 합 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 내지 10 중량부로 상기 발광층에 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층이 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함한다는 의미는, 화학식 1로 표시되는 화합물 중 1종 이상, 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상 및 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물만을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 제2 전극과 상기 발광층 사이에 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서 상기 유기 발광 소자는 1층 이상의 발광층을 더 포함한다. 상기 유기 발광 소자가 1층 이상의 발광층을 더 포함한다고 할 때, 본 발명의 유기 발광 소자에 포함되는 2층 이상의 발광층은 서로 동일하거나 다른 화합물을 포함할 수 있으며, 서로 동일하거나 다른 색을 띨 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 수송과 주입을 동시에 하는 층, 발광층, 정공 조절층, 전자 조절층, 전자 수송과 주입을 동시에 하는 층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 1층 이상의 층을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 노말 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 3에 예시되어 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광소자는 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(1), 양극(2), 발광층(8) 및 음극(4)으로 구성된다. 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 발광층(8)에 포함된다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 정공 조절층(7), 발광층(8), 전자 수송층(9), 전자 주입층(10) 및 음극(4)으로 구성된다. 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 발광층(8)에 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 도 3에 도시한 바와 같이 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(8) 및 전자 주입 및 수송층(11) 및 음극(4)으로 구성된다.
그러나, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 3에 한정되지 않고, 하기의 구조 중 어느 하나일 수 있다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(5) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(7) 양극/정공수송층/정공조절층/발광층/전자수송층/음극
(8) 양극/정공수송층/정공조절층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공수송층/정공조절층/발광층/전자수송층/음극
(10) 양극/정공수송층/발광층/전자조절층/전자수송층/음극
(11) 양극/정공수송층/발광층/전자조절층/전자수송층/전자주입층/음극
(12) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자조절층/전자수송층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자조절층/전자수송층/전자주입층/음극
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 서로 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 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 물리적 증착 방법(PVD, physical Vapor Deposition)을 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.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 발광층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
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 수취받은 정공을 발광층 또는 발광층쪽으로 구비된 인접한 층에 주입하는 층이다. 상기 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 엑시톤의 전자 주입층 또는 전자 주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)는 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 상기 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층이다. 상기 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 상기 정공 수송 물질의 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서 전자 주입 및 수송층은 전자 주입 및 수송 역할을 동시에 하는 층이다. 상기 전자 주입 및 수송층은 전자 주입층 및/또는 전자 수송층의 재료로 형성될 수 있다.
상기 정공 조절층은 발광층으로주터 전자가 양극으로 유입되는 것을 방지하고 발광층으로 유입되는 정공의 흐름을 조절하여 소자 전체의 성능을 조절하는 층이다. 상기 정공 조절 물질로는 발광층으로부터 양극으로의 전자의 유입을 방지하고, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 주입되는 정공의 흐름을 조절하는 능력을 갖는 화합물이 바람직하다. 일 실시상태에 있어서, 정공 조절층으로는 아릴아민 계열의 유기물이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 발광층은 다른 발광 물질을 더 포함할 수 있다.
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-히드록시퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조퀴놀린-금속 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 폴리플루오렌; 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도판트 재료를 더 포함할 수 있다.
상기 발광층의 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 파이렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 발광층의 도판트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스티릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 상기 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 파이렌, 크라이센, 페리플란텐 등을 사용할 수 있다. 상기 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환된 화합물을 사용할 수 있다. 상기 스티릴아민 화합물의 예로는 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 조절층은 발광층으로부터 정공이 음극으로 유입되는 것을 차단하고 발광층으로 유입되는 전자를 조절하여 소자 전체의 성능을 조절하는 층이다. 전자 조절 물질로는 발광층으로부터 음극으로의 정공의 유입을 방지하고, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 주입되는 전자를 조절하는 능력을 갖는 화합물이 바람직하다. 전자 조절 물질로는 소자 내 사용되는 유기물층의 구성에 따라 적절한 물질을 사용할 수 있다. 상기 전자 조절층은 발광층과 음극 사이에 위치하며, 바람직하게는 발광층에 직접 접하여 구비된다.
상기 전자 수송층은 전자 주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층이다. 상기 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 상기 전자 수송 물질의 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 음극 물질과 함께 사용할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 물질로는 낮은 일함수를 가지는 물질; 및 알루미늄층 또는 실버층을 사용할 수 있다. 상기 낮은 일함수를 가지는 물질의 예로는 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨 등이 있으며, 상기 물질로 층을 형성한 후 알루미늄층 또는 실버층을 상기 층 위에 형성할 수 있다.
상기 전자 주입층은 전극으로부터 수취받은 전자를 발광층에 주입하는 층이다. 상기 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자 주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 엑시톤의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 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-히드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-히드록시벤조[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.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
<화합물 1-1의 합성>
화합물 1-1-a의 합성
Figure pat00044
질소 분위기 하에서 둥근바닥플라스크에 9-브로모안트라센 (9-bromoanthracene) 50 g, 나프탈렌-1-일보론산 40 g 및 탄산 칼륨 (potassium carbonate) 54 g을 넣고, 디옥산 600 mL와 물 100 mL를 넣은 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (tetrakis(triphenylhosphine)palladium(0); Pd(PPh3)4) 4.5 g을 첨가한 후, 120 ℃에서 가열하고 8시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 반응액을 실온까지 냉각시키고, 생성된 고체를 여과한 후 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 1-1-a 48 g을 수득하였다. (수율 81%, Mass [M+]=305)
화합물 1-1-b의 합성
Figure pat00045
화합물 1-1-a 45 g을 둥근바닥플라스크에 넣고 클로로폼 500 ml에 녹인 후 0 ℃로 냉각하였다. n-브로모숙신이미드 27 g을 디메틸포름아미드 200 ml에 녹인 후 천천히 적가하였다. 투입 완료 후 상온으로 서서히 온도를 올린 후 1시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 물을 투입하고 석출된 고체를 여과하였다. 여과한 고체를 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 1-1-b 43 g을 수득하였다. (수율 75%, Mass [M+]=384)
화합물 1-1의 합성
Figure pat00046
화합물 1-1-b 40 g, 페닐보론산 15 g 및 탄산 칼륨 (potassium carbonate) 29 g을 디옥산 500 mL와 물 50 mL를 넣은 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (tetrakis(triphenylhosphine)palladium(0)) Pd(PPh3)4 2.4 g을 첨가한 후, 120 ℃에서 가열하고 8시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 반응액을 실온까지 냉각시키고, 생성된 고체를 여과한 후 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 1-1 28 g을 수득하였다. (수율 71%, Mass [M+]=281)
<화합물 1-2의 합성>
Figure pat00047
화합물 1-2-a의 합성
화합물 1-1-a의 합성에서 나프탈렌-1-일보론산 대신 나프탈렌-2-일보론산 10 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1-a의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-2-a 10 g을 수득하였다. (수율 73 %, Mass [M+]=305)
화합물 1-2-b의 합성
화합물 1-1-b의 합성에서 화합물 1-1-a 대신 화합물 1-2-a 10 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1-b의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-2-b 9 g을 수득하였다. (수율 71%, Mass [M+]=384)
화합물 1-2의 합성
화합물 1-1의 합성에서 화합물 1-1-b 대신 화합물 1-2-b 3 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-2 2.4 g을 수득하였다. (수율 83 %, Mass [M+]=381)
<화합물 1-3의 합성>
Figure pat00048
화합물 1-2의 합성에서 페닐보론산 대신 나프탈렌-1-일보론산 1.7 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-2의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-3 2.6 g을 수득하였다. (수율 79 %, Mass [M+]=431)
<화합물 1-4의 합성>
Figure pat00049
화합물 1-1의 합성에서 페닐보론산 대신 페닐-d5 보론산 1.3 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-4 2.4 g을 수득하였다. (수율 80 %, Mass [M+]=386)
<화합물 1-5의 합성>
Figure pat00050
화합물 1-5-a의 합성
화합물 1-1-a의 합성에서 나프탈렌-1-일보론산 대신 나프탈렌-2-일-d7 보론산 20 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1-a의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-5-a 21.5 g을 수득하였다. (수율 81 %, Mass [M+]=312)
화합물 1-5-b의 합성
화합물 1-1-b의 합성에서 화합물 1-1-a 대신 화합물 1-5-a 20 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1-b의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-5-b 19.5 g을 수득하였다. (수율 78 %, Mass [M+]=391)
화합물 1-5의 합성
화합물 1-1의 합성에서 화합물 1-1-b 대신 화합물 1-5-b 19 g, 페닐보론산 대신 나프탈렌-1-일-d7 보론산 11.3 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-5 16.5 g을 수득하였다. (수율 76 %, Mass [M+]=445)
<화합물 1-6의 합성>
Figure pat00051
화합물 1-6-a의 합성
화합물 1-1-a의 합성에서 나프탈렌-1-일보론산 대신 페닐보론산 10 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1-a의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-6-a 11.8 g을 수득하였다. (수율 74 %, Mass [M+]=255)
화합물 1-6-b의 합성
화합물 1-1-b의 합성에서 화합물 1-1-a 대신 화합물 1-6-a 11 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1-b의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-6-b 11 g을 수득하였다. (수율 76%, Mass [M+]=334)
화합물 1-6-c의 합성
화합물 1-6-b 11g, 비스(피나콜라토)디보론 10 g, 포타슘아세테이트 6.5 g, [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II) 디클로라이드 0.7 g을 1,4-디옥산 300 mL에 섞은 후 120℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응 용액을 냉각 시킨 후 디옥산을 감압하에 제거한 후, 클로로포름에 녹이고 물을 넣고 추출하였다. 유기층을 모아 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과하여 얻어진 혼합물을 재결정(toluene/hexane)으로 정제하여 화합물 1-6-c 9.5 g을 수득하였다. (수율 76%)
화합물 1-6의 합성
화합물 1-1의 합성에서 화합물 1-1-b 대신 화합물 1-6-c를 사용하고, 페닐보론산 대신 2-브로모벤조[b,d]퓨란을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-1의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-6 7.8 g을 수득하였다. (수율 78 %, Mass [M+]=421)
<화합물 1-7의 합성>
Figure pat00052
화합물 1-7-c의 합성
화합물 1-6-c의 합성에서 화합물 1-6-b 대신 화합물 1-1-b 5 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-6-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-7-c 4.5 g을 수득하였다. (수율 80 %)
화합물 1-7의 합성
화합물 1-6의 합성에서 화합물 1-6-c 대신 화합물 1-7-c를 사용한 것을 제외하고 화합물 1-6의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-7 2.9 g을 수득하였다. (수율 76 %, Mass [M+]=471)
<화합물 1-8의 합성>
Figure pat00053
화합물 1-8-c의 합성
화합물 1-6-c의 합성에서 화합물 1-6-b 대신 화합물 1-2-b 3 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 1-6-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-8-c 2.5 g을 수득하였다. (수율 74 %)
화합물 1-8의 합성
화합물 1-7의 합성에서 화합물 1-7-c 대신 화합물 1-8-c를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1-7의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 1-8 2 g을 수득하였다. (수율 73 %, Mass [M+]=471)
<화학식 2로 표시되는 화합물의 합성>
본 발명의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 예를 들면 다음과 같은 방법으로 합성할 수 있다. 본 명세서에는 화학식 2로 표시되는 화합물의 구체적인 합성 방법을 화합물 2-1의 합성 방법을 대표적인 예로 들어 설명한다. 하기 화합물 2-1의 합성 방법에서, 화합물 2-1-a를 합성하기 위한 시작 화합물인 2-브로모안트라퀴논 및 중심 안트라센의 2번 탄소에 결합시키는 1-브로모나프탈렌을 다른 화합물로 변경하면, 기타 화학식 2로 표시되는 화합물을 합성할 수 있다.
<화합물 2-1의 합성>
화합물 2-1-a의 합성
Figure pat00054
질소 분위기 하에서 건조된 THF 1.2 L에 브로모벤젠 (bromobenzene) 110 mL을 넣고 -78 ℃로 냉각하였다. n-BuLi (280 mL, 2.5M 헥산 용액)을 천천히 가한 후, 동일 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 여기에 2-브로모안트라퀴논 100 g을 가한 후, 상온으로 승온하여 3시간동안 교반하였다. 반응이 완료되면, 반응 용액에 aq. NH4Cl을 가한 후 클로로포름으로 추출하였다. 유기층에 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과하여 얻어진 혼합물을 소량의 디에틸 에테르로 재결정하여 화합물 2-1-a 120 g을 수득하였다. (수율 75%)
화합물 2-1-b의 합성
Figure pat00055
질소 분위기 하에서 화합물 2-1-a 120 g을 아세트산 800 mL에 분산시킨 후 포타슘 아이오다이드 (KI) 225 g, 하이포아인산 나트륨 (NaPO2H2) 240 g을 가한 후 5시간 동안 환류 교반하였다. 반응이 완료되면 상온으로 냉각한 후 여과하여 물과 에탄올로 씻은 후 진공 건조하여 화합물 2-1-b 82 g을 수득하였다. (수율 75%, Mass [M+]=410)
화합물 2-1-c의 합성
Figure pat00056
화합물 2-1-b 20 g, 비스(피나콜라토)디보론 10 g, 포타슘아세테이트 14 g 및 [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II) 디클로라이드 1.1 g을 1,4-디옥산 250 mL에 섞은 후 120 ℃에서 6시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응 용액을 냉각 시킨 후 디옥산을 감압하에 제거한 후, 클로로포름에 녹이고 물을 넣고 추출을 3회 반복하였다. 유기층에 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과하여 얻어진 혼합물을 재결정(toluene/hx)으로 정제하여 화합물 2-1-c 16 g을 수득하였다. (수율 73%)
화합물 2-1의 합성
Figure pat00057
화합물 2-1-c 16 g과 1-브로모나프탈렌 (1-bromonaphthalene) 6 g 및 탄산칼륨 (K2CO3) 8 g을 1,4-디옥산 400 mL과 물 100 mL에 녹인 후, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (tetrakis(triphenylhosphine)palladium(0)) Pd(PPh3)4 0.67 g을 첨가하여 120 ℃에서 18시간동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응 용액을 상온으로 냉각한 후, 유기층을 에틸아세테이트로 추출한 후 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과하여 얻어진 혼합물을 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 2-1 8.4 g를 수득하였다. (수율 63%, Mass [M+]=457)
<화합물 2-2의 합성>
Figure pat00058
화합물 2-1의 합성에서 1-브로모나프탈렌 대신 2-브로모나프날렌 3 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-1의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-2 5.1 g을 수득하였다. (수율 77 %, Mass [M+]=457)
<화합물 2-3의 합성>
화합물 2-3-b의 합성
Figure pat00059
질소 분위기하에서 둥근바닥플라스크에 2-브로모안트라센 50 g, 페닐보론산 31 g 및 탄산 칼륨 54 g을 넣고, 디옥산 600 mL와 물 100 mL를 넣은 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh3)4) 4.5 g을 첨가한 후, 120 ℃에서 가열하고 10시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 반응액을 실온까지 냉각시키고, 생성된 고체를 여과한 후 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 2-3-a 40 g을 수득하였다. (수율 81%, Mass [M+]=255)
화합물 2-3-a 40 g을 둥근바닥플라스크에 넣고 클로로폼 500 ml에 녹인 후 0℃로 냉각하였다. n-브로모숙신이미드 28 g을 디메틸포름아미드 150 ml에 녹인 후 천천히 적가하였다. 투입 완료 후 상온으로 서서히 온도를 올린 후 1시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 물을 투입하고 석출된 고체를 여과하였다. 여과한 고체를 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 2-3-b 41 g을 수득하였다. (수율 79%, Mass [M+]=334)
화합물 2-3의 합성
Figure pat00060
둥근바닥플라스크에 화합물 2-3-b 40 g, 나프탈렌-2-일보론산 27 g 및 탄산칼륩 33 g를 넣고, 디옥산 600 mL와 물 100 mL를 넣은 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh3)4) 2.8 g을 첨가한 후, 120 ℃에서 가열하고 10시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 반응액을 실온까지 냉각시키고, 생성된 고체를 여과한 후 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 2-3-c 34 g을 수득하였다. (수율 75%, Mass [M+]=381)
화합물 2-3-c 34g을 둥근바닥플라스크에 넣고 클로로폼 500 ml에 녹인 후 0℃로 냉각하였다. n-브로모숙신이미드 16 g을 디메틸포름아미드 100 ml에 녹인 후 천천히 적가하였다. 투입 완료 후 상온으로 서서히 온도를 올린 후 1시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 물을 투입하고 석출된 고체를 여과하였다. 여과한 고체를 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 2-3-d 28 g을 수득하였다. (수율 68%, Mass [M+]=460)
둥근바닥플라스크에 화합물 2-3-d 14 g, 페닐보론산 4.9 g 및 탄산칼륨 8.6 g을 넣고, 디옥산 400 mL와 물 40 mL를 넣은 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh3)4) 0.7 g을 첨가한 후, 120 ℃에서 가열하고 8시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 반응액을 실온까지 냉각시키고, 생성된 고체를 여과한 후 재결정(toluene)으로 정제하여 화합물 2-3 10 g을 수득하였다. (수율 71%, Mass [M+]=457)
<화합물 2-4의 합성>
Figure pat00061
화합물 2-4-c의 합성
화합물 2-3-c의 합성에서 나프탈렌-2-보론산 대신 페닐보론산 19 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-4-c 28 g을 수득하였다. (수율 70 %, Mass [M+]=331)
화합물 2-4-d의 합성
화합물 2-3-d의 합성에서 화합물 2-3-c 대신 화합물 2-4-c 28 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-4-d 27 g을 수득하였다. (수율 77 %, Mass [M+]=410)
화합물 2-4의 합성
화합물 2-3의 합성에서 화합물 2-3-d 대신 화합물 2-4-d 27 g을 사용하고, 페닐보론산 대신 나프탈렌-1-보론산 15 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-4 21 g을 수득하였다. (수율 70 %, Mass [M+]=457)
<화합물 2-5의 합성>
Figure pat00062
화합물 2-3의 합성에서 페닐보론산 대신 나프탈렌-1-보론산 6.8 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-5 11 g을 수득하였다. (수율 73 %, Mass [M+]=507)
<화합물 2-6의 합성>
Figure pat00063
화합물 2-6-c의 합성
화합물 2-3-c의 합성에서 나프탈렌-2-보론산 대신 디벤조퓨란-2-일보론산 38 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-6-c 50 g을 수득하였다. (수율 79 %, Mass [M+]=421)
화합물 2-6-d의 합성
화합물 2-3-d의 합성에서 화합물 2-3-c 대신 화합물 2-6-c 50 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 화합물 43 g을 수득하였다. (수율 73%, Mass [M+]=500)
화합물 2-6의 합성
화합물 2-3의 합성에서 화합물 2-3-d 대신 화합물 2-6-d 20 g을 사용하고, 페닐보론산 대신 나프탈렌-2-일보론산 8.3 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3의 합성법과 동일하게 제조하여 화합물 2-6 14 g을 수득하였다. (수율 64 %, Mass [M+]=547)
<화합물 2-7의 합성>
Figure pat00064
화합물 2-3의 합성에서 나프탈렌-2-일보론산 대신 나프탈렌-1-일보론산 5.9 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-7 15 g을 수득하였다. (수율 68 %, Mass [M+]=547)
<화합물 2-8의 합성>
Figure pat00065
화합물 2-8-c의 합성
화합물 2-3-c의 합성에서 나프탈렌-2-보론산 대신 나프토벤조퓨라닐보론산 19 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-8-c 19 g을 수득하였다. (수율 68 %, Mass [M+]=471)
화합물 2-8-d의 합성
화합물 2-3-d의 합성에서 화합물 2-3-c 대신 화합물 2-8-c 19 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-8-d 17 g을 수득하였다. (수율 77%, Mass [M+]=550)
화합물 2-8의 합성
화합물 2-3의 합성에서 화합물 2-3-d 대신 화합물 2-8-d 5 g을 사용하고, 페닐보론산 대신 나프탈렌-1-일보론산 1.9 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-3의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 2-8 4.1 g을 수득하였다. (수율 76 %, Mass [M+]=597)
<화합물 3-1의 합성>
화합물 3-1-b의 합성
Figure pat00066
질소 분위기 하에서 (4-히드록시나프탈렌-1-일)보로닉산 ((4-hydroxynaphthalen-1-yl)boronic acid) 18 g, 2-(2-브로모-5-클로로페닐)프로판-2-올 (2-(2-bromo-5-chlorophenyl)propan-2-ol) 20 g 및 탄산칼륨 33 g을 1,4-디옥산 800 mL과 물 100 mL에 녹인 후, Pd(PPh3)4 2.78g을 넣고 10시간동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응 용액을 냉각시키고, aq.NH4Cl을 가하여 에틸아세테이트로 추출한 후 MgSO4(anhydrous) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하여 유기용매를 제거하여 화합물 3-1-a 18.2 g를 얻었다. (수율 73%, Mass [M+]=313)
추가 정제 없이 얻어진 화합물 3-1-a 18.2 g을 클로로포름에 녹여 0 ℃로 냉각시킨 다음 메탄 술폰산 11mL을 천천히 적가하였다. 반응용액을 40 ℃에서 가열하여 4시간동안 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물을 가하여 추출하여 유기층만 모아서 aq. NaHCO3를 가하여 중화시킨다. 유기용액을 추출한 후 MgSO4(anhydrous) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하여 유기용매를 제거하여 재결정(CHCl3:Hx)으로 정제하여 화합물 3-1-b 11.5 g을 수득하였다. (수율 67%, Mass [M+]=295)
화합물 3-1-c의 합성
Figure pat00067
질소 분위기 하에서 화합물 3-1-b 10 g, 탄산칼륨 23 g, 퍼플루오로부탄설포닐 플로라이드 (perfluorobutanesulfonyl floride) 9.1 mL 및 디메틸포름아마이드 (DMF) 300 mL가 들어있는 플라스크를 상온에서 1시간동안 교반하였다. 반응이 완료한 후, 물을 가하여 생성된 고체를 감압 여과하였다. 여과한 고체를 톨루엔에 녹인 다음 aq. NH4Cl를 가하여 추출한 후 MgSO4(anhydrous) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압 하에서 증류제거하고 재결정 (EtOAc:Hx)으로 정제하여 화합물 3-1-c 14 g을 수득하였다. (수율 72%, Mass [M+]=577)
화합물 3-1의 합성
Figure pat00068
질소 분위기 하에서 화합물 3-1-c 3 g, 4-터트부틸-N-페닐아닐린 (4-(tert-butyl)-N-phenylaniline) 2.4 g 및 포타슘 포스페이트 (potassium phosphate) 3.3 g을 톨루엔 (25 ml)에 녹인 후, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (bis(triphenylphosphine)palladium(0)) 27 mg을 넣고 120 ℃에서 가열하고, 18시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하에서 증류제거하고 컬럼 크로마토그래피 (헥산/톨루엔)로 정제하여 화합물 3-1 2.5 g을 얻었다. (수율 70%, Mass [M+]=691)
<화합물 3-2의 합성>
Figure pat00069
화합물 3-1의 합성에서 4-터트부틸-N-페닐아닐린 대신 4-벤조퓨란-N-페닐아닐린 1.3 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-2 4.5 g을 수득하였다. (수율 66 %, Mass [M+]=759)
<화합물 3-3의 합성>
화합물 3-3-c의 합성
Figure pat00070
화합물 3-1-a의 합성에서 (4-히드록시나프탈렌-1-일)보로닉산 대신 (6-히드록시나프탈렌-2-일)보론산 20 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-a의 합성법과 동일한 방법으로 화합물3-3-a 21 g을 수득하였다. (수율 76%, Mass [M+]=313)
화합물 3-1-b의 합성에서 화합물 3-1-a 대신 화합물 3-3-a 21 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-b의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-3-b 13.8 g을 수득하였다. (수율 70 %, Mass [M+]=295)
화합물 3-1-c의 합성에서 화합물 3-1-b 대신 화합물 3-3-b 13 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-c의 합성법과 동일하게 제조하여 화합물 3-3-c 8.4 g을 수득하였다. (수율 69 %, Mass [M+]=577)
화합물 3-3의 합성
Figure pat00071
질소분위기 하에서 화합물 3-3-c 3 g, (N-(4-터트부틸)페닐)-[1,1'-바이페닐]-4-아민 1.6 g 및 포타슘 포스페이트 3.3 g을 톨루엔(25 ml)에 녹인 후, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)[bis(triphenylphosphine)palladium(0)] 53 mg을 넣고 120℃에서 가열하고, 18시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하에서 증류제거하고 컬럼 크로마토그래피(헥산/톨루엔)로 정제하여 화합물 3-3 2.8 g을 얻었다. (수율 64%, Mass [M+]=844)
<화합물 3-4의 합성>
Figure pat00072
화합물 3-3의 합성에서 (N-(4-터트부틸)페닐)-[1,1'-바이페닐]-4-아민 대신 N-(3,5-비스(트리플루오로메틸)페틸)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 2.2 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-3의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-4 2.5 g을 수득하였다. (수율 52 %, Mass [M+]=1083)
<화합물 3-5의 합성>
화합물 3-5-c의 합성
Figure pat00073
화합물 3-3-a의 합성에서 2-브로모-5-클로로페닐-2-프로판올 대신 1-(2-브로모-5-클로로페닐)-1-페닐에탄-1-올 10 g 을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-3-a의 합성법과 동일하게 제조하여 화합물 3-5-a 8.8 g을 수득하였다. (수율 73 %, Mass [M+]=375)
화합물 3-1-b의 합성에서 화합물 3-1-a 대신 화합물 3-5-a 8.5 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-b의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-5-b 6.2 g을 수득하였다. (수율 77 %, Mass [M+]=357)
화합물 3-1-c의 합성에서 화합물 3-1-b 대신 화합물 3-5-b 6 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-5-c 7.7 g을 수득하였다. (수율 71 %, Mass [M+]=639)
화합물 3-5의 합성
Figure pat00074
질소분위기 하에서 화합물 3-5-c 3 g, (N-디메틸-9H-플루오렌-3-일)디벤조[b,d]퓨란-2-아민 3.6 g 및 포타슘 포스페이트 3g 을 톨루엔(50 ml)에 녹인 후, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)[bis(triphenylphosphine)palladium(0)] 24 mg을 넣고 120℃에서 가열하고, 12시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하에서 증류제거하고 컬럼 크로마토그래피 (헥산/톨루엔)로 정제하여 화합물 3-5 2.9 g을 얻었다. (수율 60%, Mass [M+]=1056)
<화합물 3-6의 합성>
Figure pat00075
화합물 3-5의 합성에서 (N-디메틸-9H-플루오렌-3-일)디벤조[b,d]퓨란-2-아민 대신 N-(4-(터트부틸)페닐)벤젠-d5-아민 2.2 g 을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-5의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-6 2 g을 수득하였다. (수율 56 %, Mass [M+]=764)
<화합물 3-7의 합성>
화합물 3-7-c의 합성
Figure pat00076
화합물 3-1-a의 합성에서 2-브로모-5-클로로페닐-2-프로판올 대신 (2-브로모-5-클로로페닐)-1-디페닐메탄올 10 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-a의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-7-a 9.1 g을 수득하였다. (수율 78 %, Mass [M+]=437)
화합물 3-1-b의 합성에서 화합물 3-1-a 대신 화합물 3-7-a 9 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-b의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-7-b 6.5 g을 수득하였다. (수율 76 %, Mass [M+]=419)
화합물 3-1-c의 합성에서 화합물 3-1-b 대신 3-7-b 6.5 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-7-c 8.1 g을 수득하였다. (수율 74 %, Mass [M+]=702)
화합물 3-7의 합성
Figure pat00077
질소분위기 하에서 화합물 3-7-c 3 g, N-([1,1'-바이페닐]-4-일)-6-(터트부틸)디벤조[b,d]퓨란-2-아민 3.4 g 및 포타슘 포스페이트 2.7 g을 톨루엔(50 ml)에 녹인 후, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)[bis(triphenylphosphine)palladium(0)] 22 mg를 넣고 120℃에서 가열하고, 12시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하에서 증류제거하고 컬럼 크로마토그래피 (헥산/톨루엔)로 정제하여 화합물 3-7 3.1 g를 얻었다. (수율 63%, Mass [M+]=1148)
<화합물 3-8의 합성>
Figure pat00078
화합물 3-7의 합성에서 N-([1,1'-바이페닐]-4-일)-6-(터트부틸)디벤조[b,d]퓨란-2-아민 대신 비스-(4-(터트부틸)페닐)아민 2.4 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-7의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-8 2.5 g을 수득하였다. (수율 63 %, Mass [M+]=928)
<화합물 3-9의 합성>
화합물 3-9-b의 합성
Figure pat00079
화합물 3-1-a의 합성에서 2-브로모-5-클로로페닐-2-프로판올 대신 메틸-2-브로모-5-클로로벤조에이트 10 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-a의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-9-a 10 g을 합성하였다. (수율 80 %, Mass [M+]=313)
추가 정제없이 얻은 화합물 3-9-a 10 g, 진한황산(1mL), 아세트산 (150mL) 및 클로로포름(70mL)이 들어있는 플라스크를 80℃에서 4시간 동안 가열 교반하였다. 반응용액을 상온으로 냉각시켜준 다음, 용매를 감압제거하고 톨루엔에 다시 녹여주었다. aq.NaHCO3를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과한 용매를 감압제거하고 재결정(EtOAc/Hexane)으로 정제하여 화합물 3-9-b 6.8 g을 수득하였다. (수율 76 %, Mass [M+]=281)
화합물 3-9-e의 합성
Figure pat00080
-78℃로 냉각시킨 테트라하이드로퓨란 200 mL (THF anhydrous)에 녹아있는 2-브로모-1,1'-바이페닐 [2-bromo-1,1'-biphenyl] 8.5g이 담긴 플라스크에 n-부틸리튬[n-butyllithium](14.6mL, 2.5M in hexane)을 천천히 적가시켜준 다음 동일한 온도에서 한시간 동안 교반시켜 주었다. 리튬-할로겐 교환 반응의 완료를 확인한 후, 화합물 3-9-b 6.8 g을 첨가해 준 다음 서서히 상온으로 온도를 올리고 14시간 동안 상온 교반하였다. 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4 (무수) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하에서 증류제거하여 화합물 3-9-c 8.1 g을 얻었다.
화합물 3-1-b의 합성에서 3-1-a 대신 3-9-c 8 g을 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-b의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-9-d 5.8 g을 수득하였다. (수율 75 %, Mass [M+]=417)
화합물 3-1-c의 합성에서 화합물 3-1-b 대신 화합물 3-9-d를 사용한 것을 제외하고 화합물 3-1-c의 합성법과 동일한 방법으로 화합물 3-9-e를 수득하였다.
화합물 3-9의 합성
Figure pat00081
질소분위기 하에서 화합물 3-9-e 3 g, N-페닐디벤조퓨란-4-아민 2.2 g 및 포타슘 포스페이트 2.7 g을 톨루엔 (30 ml)에 녹인 후, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)[bis(triphenylphosphine)palladium(0)] 22 mg을 넣고 120℃에서 가열하고, 18시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하에서 증류제거하고 컬럼 크로마토그래피 (헥산/톨루엔)로 정제하여 화합물 3-9 2.1 g을 얻었다. (수율 57%, Mass [M+]=882)
<화합물 3-10의 합성>
Figure pat00082
반응물을 달리하여, 합성예 3-9 의 화합물 3-9-e까지의 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 3-10-e 6g을 합성하였다. (수율 75 %, Mass [M+]=699)
Figure pat00083
질소분위기 하에서 화합물 3-10-e 3 g, N-4-터트부틸페닐-3-플루오로아닐린 2.1 g 및 포타슘 포스페이트 2.7 g을 톨루엔(30 ml)에 녹인 후, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)[bis(triphenylphosphine)palladium(0)] 22 mg를 넣고 120℃에서 가열하고, 14시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 여과하였다. 여과한 용액을 감압하에서 증류제거하고 컬럼 크로마토그래피 (헥산/톨루엔)로 정제하여 화합물 3-5 2.5 g을 얻었다. (수율 69%, Mass [M+]=850)
<실시예 1>
ITO(indium tin oxide)가 150 nm의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(HAT)을 50 nm의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
Figure pat00084
(HAT)
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)을 진공 증착하여 40 nm 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
Figure pat00085
(NPB)
이어서, 상기 정공 수송층 위에 화합물 1-1과 화합물 2-1(중량비 50:50)을 30 nm의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층을 증착하면서 청색 발광 도판트로 화합물 3-1을 호스트(화합물 1-1 및 화합물 2-1) 총 중량 100 중량% 대비 4 중량% 사용하였다.
상기 발광층 위에 하기 Alq3(알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린))를 20 nm의 두께로 진공 증착하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
Figure pat00086
(Alq3)
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 1.2 nm 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 200 nm 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.04 nm/sec 내지 0.07 nm/sec를, 음극의 리튬플루오라이드의 증착 속도는 0.03 nm/sec, 알루미늄의 증착속도는 0.2 nm/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2Х10-7 torr 내지 5Х10-6 torr를 유지하였다.
<실시예 2 내지 23 및 비교예 1 내지 5>
화합물 1-1, 2-1 및 3-1 대신 하기 표 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1의 소자 제조 방법과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure pat00087
Figure pat00088
Figure pat00089
상기 실시예 및 비교예의 유기 발광 소자의 전압 및 효율을 10 mA/cm2의 전류 밀도 하에서 측정하고, 수명(LT97)을 10 mA/cm2의 전류 밀도 하에서 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, LT97은 초기 휘도 대비 휘도가 97%가 되는 시간을 의미한다.
제1 호스트 화합물 제2 호스트 화합물 도판트 화합물 전압
(V)		 효율
(cd/A)		 수명
(h)
실시예 1 1-1 2-1 3-1 5.18 7.32 145.4
실시예 2 1-3 2-1 3-1 5.20 7.53 196.2
실시예 3 1-5 2-1 3-1 5.18 7.95 204.6
실시예 4 1-6 2-1 3-1 5.12 7.66 186.2
실시예 5 1-7 2-1 3-1 5.11 7.81 198.6
실시예 6 1-7 2-2 3-1 5.19 7.62 168.8
실시예 7 1-7 2-5 3-1 5.20 7.21 162.2
실시예 8 1-7 2-6 3-1 5.20 7.70 170.7
실시예 9 1-7 2-7 3-1 5.21 7.43 165.8
실시예 10 1-7 2-1 3-2 5.13 7.75 186.7
실시예 11 1-7 2-1 3-3 5.18 7.24 170.6
실시예 12 1-7 2-1 3-4 5.20 6.94 145.4
실시예 13 1-7 2-1 3-5 5.23 6.82 148.6
실시예 14 1-7 2-1 3-6 5.20 6.96 177.8
실시예 15 1-7 2-1 3-7 5.18 7.84 198.4
실시예 16 1-7 2-1 3-8 5.15 7.78 182.0
실시예 17 1-7 2-1 3-9 5.15 7.51 160.6
실시예 18 1-7 2-1 3-10 5.18 7.46 148.6
실시예 19 1-5 2-2 3-7 5.10 7.86 188.8
실시예 20 1-2 2-1 3-2 5.13 7.77 170.0
실시예 21 1-5 2-3 3-2 5.12 7.82 166.4
실시예 22 1-4 2-6 3-2 5.16 7.71 162.5
실시예 23 1-2 2-2 3-8 5.20 7.80 144.6
비교예 1 - 2-3 3-2 5.36 6.58 128.4
비교예 2 1-4 - 3-2 5.38 6.44 126.5
비교예 3 1-2 2-2 - 5.40 6.08 106.6
비교예 4 1-1 1-3 3-1 5.32 6.21 96.4
비교예 5 2-1 2-6 3-1 5.42 6.11 124
상기 표 1로부터 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 발광층에 포함하는 소자는 전압, 효율 및/또는 수명 측면에서 우수한 것을 확인할 수 있다.
1: 기판
2: 양극
3: 유기물층
4: 음극
5: 정공 주입층
6: 정공 수송층
7: 정공 조절층
8: 발광층
9: 전자 수송층
10: 전자 주입층
11: 전자 주입 및 수송층

Claims (13)

  1. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00090

    [화학식 2]
    Figure pat00091

    [화학식 3]
    Figure pat00092

    상기 화학식 1 내지 3에 있어서,
    L1 내지 L7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; -SiRaRbRc; -P(=O)RaRb; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    Ra 내지 Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 또는 C6-C16의 아릴렌기인 것인 유기 발광 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, -SiRxRyRz, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, Rx 내지 Rz은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기인 것인 유기 발광 소자.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 A1 내지 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 피롤, 퓨란, 티오펜 또는 피리딘을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기인 것인 유기 발광 소자.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; R13으로 치환 또는 비치환된 알킬기; R14로 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; -SiRaRbRc; -P(=O)RaRb; R15로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 R16으로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    R13 내지 R16은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트로기; -SiRdReRf; 중수소로 치환 또는 비치환된 알킬기; 할로알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
    Ra 내지 Rf는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기인 것인 유기 발광 소자.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 치환기들 중에서 선택된 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00093

    상기 치환기들에 있어서,
    *는 N에 결합하는 위치이고,
    X는 O, S, N(M2) 또는 C(M3)(M4)이고,
    X1은 O, S 또는 N(M5)이고,
    X2는 N 또는 CH이고,
    M2 내지 M5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
    m은 1 또는 2이고,
    G는 중수소; 할로겐기; 니트로기; -SiRdReRf; 중수소로 치환 또는 비치환된 알킬기; 할로알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
    Rd 내지 Rf는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
    a1은 0 내지 11의 정수이고,
    a2는 0 내지 5의 정수이고,
    a3, a10, a14 및 a18은 각각 독립적으로 0 내지 7의 정수이고,
    a4, a5, a11 내지 a13, a15 내지 a17 및 a19 내지 a21은 각각 독립적으로 0 내지 9의 정수이고,
    a6 및 a9은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고,
    a7 및 a8은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고,
    a22는 0 내지 3의 정수이고,
    a1 내지 a22가 각각 2 이상인 경우, G는 서로 동일하거나 상이하다.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00094

    [화학식 3-2]
    Figure pat00095

    [화학식 3-3]
    Figure pat00096

    상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에 있어서,
    L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 동일하다.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 화학식 3-1은 하기 화학식 3-1-1 내지 화학식 3-1-6 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 3-1-1]
    Figure pat00097

    [화학식 3-1-2]
    Figure pat00098

    [화학식 3-1-3]
    Figure pat00099

    [화학식 3-1-4]
    Figure pat00100

    [화학식 3-1-5]
    Figure pat00101

    [화학식 3-1-6]
    Figure pat00102

    상기 화학식 3-1-1 내지 화학식 3-1-6에 있어서, L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3-1에서 정의한 바와 동일하다.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 화학식 3-2는 하기 화학식 3-2-1 내지 화학식 3-2-6 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 3-2-1]
    Figure pat00103

    [화학식 3-2-2]
    Figure pat00104

    [화학식 3-2-3]
    Figure pat00105

    [화학식 3-2-4]
    Figure pat00106

    [화학식 3-2-5]
    Figure pat00107

    [화학식 3-2-6]
    Figure pat00108

    상기 화학식 3-2-1 내지 3-2-6에 있어서,
    L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3-2에서 정의한 바와 동일하다.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 화학식 3-3은 하기 화학식 3-3-1 내지 화학식 3-3-6 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 3-3-1]
    Figure pat00109

    [화학식 3-3-2]
    Figure pat00110

    [화학식 3-3-3]
    Figure pat00111

    [화학식 3-3-4]
    Figure pat00112

    [화학식 3-3-5]
    Figure pat00113

    [화학식 3-3-6]
    Figure pat00114

    상기 화학식 3-3-1 내지 화학식 3-3-6에 있어서,
    L6, L7 및 R1 내지 R6의 정의는 화학식 3-3에서 정의한 바와 동일하다.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00115

    Figure pat00116

    Figure pat00117

    Figure pat00118
    .
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00119

    Figure pat00120

    Figure pat00121

    Figure pat00122

    Figure pat00123
    .
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00124

    Figure pat00125

    Figure pat00126

    Figure pat00127

    Figure pat00128
    .
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