KR101682765B1 - 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 {AMINE-BASED COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 명세서는 2013년 8월 27일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2013-0101620 호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
유기 발광 소자는 플랙서블 라이트(flexible lighting) 및 디스플레이(display) 소자의 응용 가능성으로 주목받고 있다. 일반적으로 유기 발광 소자를 형성할 때 효율과 수명(lifetime)을 향상하기 위한 기능성(functional) 유기물층을 도입한다.
예를 들면, 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층을 들 수 있다.
양극과 음극 사이에 유기물층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 음극과 양극으로부터 각각 전자와 정공이 유기물층으로 주입된다. 유기물층으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광 소자는 일반적으로 음극과 양극 및 그 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층을 포함하는 유기물층으로 구성될 수 있다.
여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질은 p-타입의 성질을 가지는 유기물질로 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질은 n-타입 성질을 가지는 유기 물질이며, 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되된다. 특히, 전자저지층, 또는 정공저지층은 발광층의 전자 또는 정공이 각각 정공수송층 또는 전자수송층으로 이동하는 것을 막아주는 장벽(barrier) 역할과 엑시톤-폴라론 퀀칭(exiton-polaron quenching)을 줄여 소자의 효율을 높이는데 기여한다.
전하는 유기물질 내에서 호핑(hoipping) 하면서 수송(transport)된다. 이를테면, p-타입 유기물질층에서 정공의 수송 과정은 다음과 같이 기술할 수 있다.
M + M+ → M+ + M, 여기서 M은 중성 분자이고, M+는 산화된 분자이다.
다만, Marcus 모델에 따르면, 전하 (전자 또는 정공)의 이동도(mobility)는 내부 재결합 에너지(internal reorganization energy: λ)에 의하여 결정된다.
작은 재결합 에너지를 갖는 물질은 전하가 호핑해 나가는데 유리하여, 높은 이동도를 가지게 된다.
Hutchison, G. R.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2339 Epstein, A. J.; Lee, W. P.; Prigodin, V. N. Synth. Met. 2001, 117, 9 Reedijk, J. A.; Martens, H. C. F.; van Bohemen, S. M. C.; Hilt, O.; Brom, H. B.; Michels, M. A. J. Synth. Met. 1999, 101 475 Marcus, R. A. Rev. Mod. Phys. 1993, 65, 599 Nelsen, S. F.; Trieber, D. A.; Ismagilov, R. F.; Teki, Y. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 5684
본 명세서의 목적은 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 데 있다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 아민계 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014081969417-pat00001
화학식 1에 있어서,
l은 치환기의 개수를 의미하며, 0 내지 4의 정수이고,
l이 2 이상인 경우, 2 이상의 R은 동일하거나 상이하며,
m은 3 내지 5의 정수이고,
L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
R은 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성하며,
A1 내지 A4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
A1 내지 A4 중 적어도 하나는 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3이고,
[화학식 2]
Figure 112014081969417-pat00002
[화학식 3]
Figure 112014081969417-pat00003
화학식 2 및 3에 있어서,
n은 치환기의 개수를 의미하며, 0 내지 8의 정수이고,
o는 치환기의 개수를 의미하며, 0 내지 7의 정수이며,
n이 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 서로 동일하거나 상이하고,
o가 2 이상인 경우, 2 이상의 R3는 서로 동일하거나 상이하며,
R1 내지 R3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성한다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상으로 이루어진 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 화합물은 유기 발광 소자에서 유기물층 특히 정공주입층 및/또는 정공수송층, 전자저지층으로 사용될 수 있으며, 이 화합물을 유기 발광 소자에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 명세서의 화합물은 전기화학적으로 안정한 카바졸을 포함하여, 내부 재결합 에너지(internal reorganization energy: λ)가 작다.
도 1 내지 5는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조를 예시한 단면도이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 아민계 화합물을 제공한다.
본 명세서에 있어서,
Figure 112014081969417-pat00004
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 괄호 안의
Figure 112014081969417-pat00005
구조에서 상기 m은 괄호 내의 페닐렌의 개수, 상기 l은 치환기 R의 개수를 의미한다.
m이 3 내지 5인 경우 내부 재결합 에너지(internal reorganization energy: λ)가 작아지고 이온화 포텐셜(ionization potential)이 커져서 소자의 효율과 수명을 향상시키는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 괄호 내의 구조는 하기의 구조 중 어느 하나이다.
Figure 112014081969417-pat00006
Figure 112014081969417-pat00007
Figure 112014081969417-pat00008
상기 구조는 추가로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 치환될 수 있다.
상기 치환된 기가 2 이상인 경우, 서로 인접하는 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성하거나 동일 탄소내의 치환기끼리 스피로 결합을 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 인접하는 치환기가 서로 결합하여, 플루오렌 구조의 화합물을 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 괄호 내의 구조는 하기의 구조이다.
Figure 112014081969417-pat00009
상기 R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 상기 R의 정의와 동일하다.
상기 구조는 추가로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민계 화합물은 상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3의 카바졸기로 치환된다.
본 명세서의 화학식 2 또는 화학식 3로 표시되는 카바졸기를 포함하는 아민계 화합물은 전기 화학적으로 안정하고 높은 트리플렛 에너지를 가져 소자의 효율과 수명을 증가시키는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접 결합; 또는 폴리 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접 결합; 또는 하기 화학식 4로 표시된다.
[화학식 4]
Figure 112014081969417-pat00010
화학식 4에 있어서,
p는 1 내지 3의 정수이고,
q는 0 내지 4의 정수이며,
p가 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호내의 구조는 서로 동일하거나 상이하고,
q가 2 이상인 경우, 2 이상의 R4는 서로 동일하거나 상이하며,
R4는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2가 화학식 4로 표시되는 페닐렌기인 경우, 소자의 수명이 향상되는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 상기 A1 내지 A4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, A1 내지 A4 중 상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3이 아닌 치환기는 하기 화학식 5로 표시된다.
[화학식 5]
Figure 112014081969417-pat00011
화학식 5에 있어서,
r 및 s는 각각 1 내지 5의 정수이고,
r이 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호내의 구조는 서로 동일하거나 상이하며,
s가 2 이상인 경우, 2 이상의 R5는 서로 동일하거나 상이하고,
R5는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성하거나, 동일 탄소내의 치환기끼리 결합을 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A4 중 화학식 2 또는 화학식 3이 아닌 치환기가 상기 화학식 5로 표시되는 페닐렌기인 경우, 소자의 수명이 향상되는 효과가 있다.
상기 치환기들의 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 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 티올기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 실릴기; 아릴알케닐기; 아릴기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 아릴아민기; 헤테로아릴기; 아릴알킬기; 및 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 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, 4-메틸-2-펜틸, 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 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있으며, 탄소수 1 내지 25의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환되는 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서 내에서의 아릴기는 방향족고리를 의미할 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 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, 안트릴기, 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 112014081969417-pat00012
,
Figure 112014081969417-pat00013
,
Figure 112014081969417-pat00014
및
Figure 112014081969417-pat00015
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
아릴 아민기의 구체적인 예로는 페닐아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 안트라세닐아민, 3-메틸-페닐아민, 4-메틸-나프틸아민, 2-메틸-비페닐아민, 9-메틸-안트라세닐아민, 디페닐 아민기, 페닐 나프틸 아민기, 디톨릴 아민기, 페닐 톨릴 아민기, 카바졸 및 트리페닐 아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴포스핀기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 디아릴포스핀기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴포스핀기가 있다. 상기 아릴포스핀기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴포스핀기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로 고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 헤테로 고리기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로 고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 헤테로고리는 지방족고리 또는 방향족고리일 수 있으며, 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기 및 아랄킬아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시, p-토릴옥시, m-토릴옥시, 3,5-디메틸-페녹시, 2,4,6-트리메틸페녹시, p-tert-부틸페녹시, 3-비페닐옥시, 4-비페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시, 4-메틸-1-나프틸옥시, 5-메틸-2-나프틸옥시, 1-안트릴옥시, 2-안트릴옥시, 9-안트릴옥시, 1-페난트릴옥시, 3-페난트릴옥시, 9-페난트릴옥시 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2－메틸페닐티옥시기, 4－tert－부틸페닐티옥시기 등이 있으며, 아릴술폭시기로는 벤젠술폭시기, p－톨루엔술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert－부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메실, 에틸술폭시기, 프로필술폭시기, 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, l, n, o, q 및 s 가 2이상인 경우, 각각 R, R1, R3, R4 및 R5는 서로 동일하거나 상이하다.
복수의 인접하는 R, R1, R3, R4 또는 R5끼리는 서로 결합하여 5원 내지 7원의 탄화수소 고리, 또는 5원 내지 7원의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 명세서에서 탄화수소고리는 시클로알킬기; 시클로알케닐기; 방향족고리기; 또는 지방족고리기를 모두 포함하며, 단환 또는 다환일 수 있으며, 이들이 1 또는 2 이상이 결합하여 축합된 고리를 모두 포함한다.
본 명세서에서 형성된 헤테로고리는 상기 탄화수소고리 중 적어도 하나의 탄소원자가 N, O, 또는 S 등의 이종 원자로 치환된 것을 의미하며, 지방족고리 또는 방향족고리일 수 있으며, 단환 또는 다환일 수 있다.
상기 탄화수소고리 또는 헤테로고리의 동일 탄소내의 치환기는 스피로 결합을 형성할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 스피로 결합은 2개의 고리 유기 화합물이 1개의 원자와 연결된 구조를 의미하고, 2개의 고리 유기화합물이 1개의 원자를 통하여 연결된 구조에서 한쪽 고리 화합물의 연결이 끊어진 상태의 구조를 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합위치가 두 개 있는 것 즉, 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는, 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 괄호 안의
Figure 112014081969417-pat00016
구조를 통하여, 두개의 아민기가 연결된다.
이 경우, 이온화 포텐셜이 커져서 소자의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 하나의 아민기를 포함하는 경우보다 열적 안정성이 크다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 및 A2는 서로 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 괄호 안의 구조를 기준으로 동일한 아민기가 연결된다.
이 경우 내부 재결합 에너지(internal reorganization energy: λ)가 작아지고, 이온화 포텐셜이 커져서 소자의 효율과 수명을 향상시키는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 4이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 5이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Lx는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Lx는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Lx는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Lx는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Lx는 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Lx는 상기 화학식 4이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 x는 1 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 x는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 x는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 x는 3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 x는 4이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4 는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 또는 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A4 중 화학식 2 또는 화학식 3이 아닌 치환기는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A4 중 화학식 2 또는 화학식 3이 아닌 치환기는 페닐기; 또는 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ay는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ay는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ay는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ay는 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ay는 화학식 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 y는 1 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 y는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 y는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 y는 3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 y는 4이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A4 중 적어도 하나는 화학식 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A4 중 어느 하나는 화학식 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A4 중 어느 2 은 화학식 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 아민계 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-12 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure 112014081969417-pat00017
[화학식 1-2]
Figure 112014081969417-pat00018
[화학식 1-3]
Figure 112014081969417-pat00019
[화학식 1-4]
Figure 112014081969417-pat00020
[화학식 1-5]
Figure 112014081969417-pat00021
[화학식 1-6]
Figure 112014081969417-pat00022
[화학식 1-7]
Figure 112014081969417-pat00023
[화학식 1-8]
Figure 112014081969417-pat00024
[화학식 1-9]
Figure 112014081969417-pat00025
[화학식 1-10]
Figure 112014081969417-pat00026
[화학식 1-11]
Figure 112014081969417-pat00027
[화학식 1-12]
Figure 112014081969417-pat00028
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상으로 이루어진 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공수송층을 포함하고, 상기 정공수송층은 상기 아민계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 정공주입층은 상기 아민계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층은 상기 아민계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 아민계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층을 포함하고, 상기 전자저지층은 상기 아민계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자주입층 또는 전자수송층이 상기 아민계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전하발생층을 포함하고, 상기 전하발생층은 상기 아민계 화합물을 포함한다. 상기 전하발생층은 추가로 금속 또는 금속 착화합물을 포함할 수 있다.
상기 금속은 알칼리금속, 알칼리토금속, 희토류금속 등을 포함한다. 상기 알칼리금속에는 리튬, 나트륨, 칼륨이 있다. 상기 알칼리토금속에는 마그네슘, 칼슘 등이 있다. 구체적인 예로서, 상기 전자수송층은 상기 아민계 화합물과 리튬, 칼슘과 같은 금속이나 금속 착화합물을 포함할 수 있다.
상기 전하발생층은 상기 유기물층이 2 이상의 발광유닛을 포함하는 경우, 발광유닛들 사이에 구비될 수 있다. 상기 발광유닛은 적어도 1층의 발광층을 포함하며, 필요에 따라 전하수송층과 같은 추가의 유기물층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전하발생층은 발광층과 어느 하나의 전극 사이에 구비될 수도 있다. 구체적으로, 상기 전하발생층은 양극과 발광층 사이에 구비될 수 있다. 상기 전하발생층은 음극에 가까운 면에 헥사아자트리페닐렌과 같은 n형 유기물층과, NPB와 같은 p형 유기물층이 순차적으로 구비될 수 있다. 구체적으로, 음극 측으로부터 p형 유기물층, n형 유기물층 및 전하발생층이 순차적으로 적층되어 구비될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 명세서의 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.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 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 발명에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 5에 예시되어 있다.
도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공수송층(4), 전자저지층(5), 발광층(6), 전자 수송층(7) 및 음극(8)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공 주입층(3), 정공수송층(4), 전자저지층(5), 발광층(6) 또는 전자 수송층(7)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 전자저지층(5), 발광층(6) 및 음극(8)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공 주입층(3), 전자저지층(5) 또는 발광층(6)에 포함될 수 있다.
도 3에는 기판(1) 위에 양극(2), 전자저지층(5), 발광층(6), 전자 수송층(7) 및 음극(8)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 전자저지층(4), 발광층(6) 또는 전자 수송층(7)에 포함될 수 있다.
도 4에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(6), 전자 수송층(7) 및 음극(8)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층(6) 또는 전자 수송층(7)에 포함될 수 있다.
도 5에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(6) 및 음극(8)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층(6)에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 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 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 헤테로환 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
상기 기판은 필요에 따라 광학적 성질 및 물리적 성질을 고려하여 선택될 수 있다. 예컨대, 상기 기판은 투명한 것이 바람직하다. 상기 기판은 단단한 재료가 사용될 수도 있으나, 플라스틱과 같은 유연한 재료로 이루어질 수도 있다.
상기 기판의 재료로는 유리 및 석영판 이외에 PET(polyethyleneterephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PP(polypropylene), PI(polyimide), PC(polycarbonate), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), AS 수지(acrylonitrile styrene copolymer), ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), TAC(Triacetyl cellulose) 및 PAR(polyarylate) 등을 들 수 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 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 명세서에서 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 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 전자저지층은 정공을 수송하면서 전자를 저지함으로써, 전자와 정공이 재결합할 확률을 향상시키는 역할을 하는 층으로, 정공을 수송하는 기능을 가지면서, 전자를 수송하는 능력이 현저하게 작은 재료가 적합하다. 전자저지층의 재료는 전술한 정공수송층의 재료를 필요에 따라 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 공지의 전자저지층을 사용할 수 있다.
상기 정공주입층은 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 물질은 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, 프탈로사이아닌 유도체, 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 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 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 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 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 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.
본 명세서에 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예 1. 화학식 1-1의 합성
Figure 112014081969417-pat00029
4-브로모디페닐아민 5g(20.24mmol)과 9-카바졸페닐-4-보론산 6g(20.24mmol)을 테트라하이드로퓨란 70ml에 녹인 용액과 물 70ml에 포타슘카보네이트 8.4g(60.7mmol)를 녹인 용액을 섞고 온도를 높여 교반하였다. 환류되기 시작하면 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.47g(0.41mmol)을 넣고 24시간 반응시켰다.
냉각 후, 물과 유기층을 분리하고 유기층만 받아내어 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후 셀라이트 여과시켰다. 이것을 감압 하에서 농축하여 컬럼 정제하였고 건조 후 7.9g의 1-A를 수득했다.
7.9g의 1-A를 4-브로모아이오도터페닐 8.4g(19.3mmol)과 함께 100ml의 자일렌에 녹인 후 포타슘하이드록시드 2.2g(38.6mmol), 커퍼아이오다이드 0.74g(3.86mmol)과 1,10-페난트롤리딘 0.7g(3.86mmol)을 함께 넣어주어 교반하며 울만 반응을 진행하였다. 환류될 때까지 승온시켜주고 24시간 반응 진행하였다.
냉각 후 셀라이트 여과하고 무수 황산마그네슘으로 건조한 후 감압 하에서 농축하여 컬럼 정제하였고 건조 후 12.6g의 1-B를 수득했다.
12.6g의 1-B를 디페닐아민 3g(17.6mmol) 그리고 t-뷰톡시나트륨 2.2g(22.9mmol)과 함께 톨루엔 100ml에 녹였다. 온도를 높여 교반시키다 환류되기 시작하면 비스(트리-t-뷰틸포스핀)팔라듐 92mg(0.18mmol)을 천천히 떨어뜨리며 첨가하였다. 환류조건에서 교반하며 24시간 반응 진행하였다. 냉각 후 셀라이트 여과하고 무수 황산마그네슘으로 건조한 후 감압 하에서 농축하여 컬럼 정제하였고, 건조 후 13.6g의 화학식 1-1의 화합물을 수득했다.
제조예 2. 화학식 1-2의 합성
Figure 112014081969417-pat00030
비스(4-브로모페닐)아민 5g(15.4mmol)을 페닐보론산 3.8g(30.8mmol)과 테트라하이드로퓨란 60ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 12.8g(92.4mmol)은 물 60ml에 녹인 후 두 용액을 섞어 교반하며 승온시켰다. 환류되기 시작하면 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.72mg(0.62mmol)를 넣고 24시간 반응 진행하였다. 냉각 후 1-1의 a와 동일한 방법으로 정제하여 4.45g의 2-A를 수득했다.
실시예 1-1의 c에서, 디페닐아민 대신 4.45g의 2-A를 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고, 정제하여 11.6g의 화학식 1-2의 화합물을 수득했다.
제조예 3. 화학식1-3의 합성
Figure 112014081969417-pat00031
아닐린 5ml을 4-브로모페닐-9-카바졸 17.2g(53.7mmol) 그리고 t-뷰톡시나트륨 6.7g(70mmol)과 함께 톨루엔 100ml에 넣고 교반하였다. 승온하여 환류되기 시작하면, 비스(트리-t-뷰틸포스핀)팔라듐 0.28g(0.54mmol)을 천천히 첨가하여 24시간 반응 진행하였다. 실시예 1-1의 c와 동일한 방법으로 정제하여 16.1g의 3-A를 수득했다.
실시예 1-1의 c에서, 디페닐아민 대신 16.1g의 3-A를 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 37g의 화학식 1-3의 화합물을 수득했다.
제조예 4. 화학식 1-4의 합성
Figure 112014081969417-pat00032
실시예 1-1의 b반응에서, 1-A 대신 디페닐아민 3g과 4-브로모아이오도터페닐 7.7g(17.7mmol)을 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 6.7g의 4-A를 수득했다.
실시예 1-1의 c에서, 디페닐아민 대신 4.7g의 3-A와 1-B 대신 6.7g의 4-A를 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 8.7g의 화학식 1-4의 화합물을 수득했다.
제조예 5. 화학식 1-5의 합성
Figure 112014081969417-pat00033
실시예 1-1의 b에서, 1-A 대신 5g의 2-A와 4-브로모아이오도터페닐 6.8g(15.6mmol)을 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 8.3g의 5-A를 수득했다.
실시예 1-1의 c에서, 1-B 대신 8.3g의 5-A 그리고 디페닐아민 대신 4.4g의 3-A를 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 9.9g의 화학식 1-5의 화합물을 수득했다.
제조예 6. 화학식 1-6의 합성
Figure 112014081969417-pat00034
실시예 1-1의 b에서, 1-A 대신 10g의 3-A와 4-브로모아이오도터페닐 6.5g(15mmol)을 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 11.4g의 화학식 1-6의 화합물을 수득했다.
제조예 7. 화학식 1-7의 합성
Figure 112014081969417-pat00035
실시예 1-1의 a에서, 4-브로모디페닐아민 대신 (4-(디페닐아미노)페닐)보론산 4g과 9-카바졸페닐-4-보론산 대신 4-브로모아이오도터페닐 6g(13.8mmol)을 이용한 것 외에는 동일한 스즈키 반응을 진행하고 정제하여 6.4g의 7-A를 수득했다.
실시예 1-1의 c에서, 1-B 대신 6.4g의 7-A 그리고 디페닐아민 대신 3.9g(11.6mmol)의 3-A를 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 8.4g의 화학식 1-7의 화합물을 수득했다.
제조예 8. 화학식 1-8의 합성
Figure 112014081969417-pat00036
실시예 1-1의 a에서, 4-브로모디페닐아민 대신 비스바이페닐아민 페닐보론산 6g과 9-카바졸페닐-4-보론산 대신 4-브로모아이오도터페닐 5.9g(13.6mmol)을 이용한 것 외에는 동일한 스즈키 반응을 진행하고 정제하여 8.1g의 8-A를 수득했다.
실시예 1-1의 c에서, 1-B 대신 8.1g의 8-A 그리고 디페닐아민 대신 3.8g(11.5mmol)의 3-A를 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 9.4g의 화학식 1-8의 화합물을 수득했다.
제조예 9. 화학식 1-9의 합성
Figure 112014081969417-pat00037
실시예 1-1의 c에서, 1-B 대신 7g의 7-A 그리고 디페닐아민 대신 5.2g(12.7mmol) 의 1-A를 이용한 것 외에는 동일한 반응을 진행하고 정제하여 10.1g의 화학식 1-9의 화합물을 수득했다.
<실험예 1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(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 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
[HAT]
Figure 112014081969417-pat00038
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(300Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
[NPB]
Figure 112014081969417-pat00039
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 100Å으로 전자를 저지하는 물질인 하기 화학식 EB1인 화합물 트리스(4-(9H-카바졸-일)페닐)아민 (TCTA: tris(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)amine) (100Å)를 진공 증착하여 전자 저지층을 형성하였다.
[EB1]
Figure 112014081969417-pat00040
이어서, 상기 전자 저지층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
[BH]
Figure 112014081969417-pat00041
[BD]
Figure 112014081969417-pat00042
[ET1]
Figure 112014081969417-pat00043
[LiQ]
Figure 112014081969417-pat00044
상기 발광층 위에 상기 화학식 ET1의 화합물과 상기 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 ⅹ10-7 ~5 ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 2>
상기 실험예 1에서 EB1 대신 상기 화학식 1-1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 4>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-3의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 5>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-4의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 6>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-5의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 7>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-6의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 8>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1대신 상기 화학식 1-7의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 9>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-8의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 10>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-9의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 11>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-10의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 12>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-11의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 13>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화학식 1-12의 화합물 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 1>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 하기 하기 HT1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[HT1]
Figure 112014081969417-pat00045
<비교예 2>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1대신 하기 하기 HT2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[HT2]
Figure 112014081969417-pat00046
<비교예 3>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 하기 하기 HT3의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[HT3]
Figure 112014081969417-pat00047
실험예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 표 1의 결과를 얻었다.
화학식 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실험예 1 화학식 EB1 4.31 5.13 (0.138, 0.117)
실험예 2 화학식 1-1 4.08 5.38 (0.139, 0.122)
실험예 3 화학식 1-2 4.02 5.42 (0.138, 0.126)
실험예 4 화학식 1-3 4.03 5.51 (0.138, 0.127)
실험예 5 화학식 1-4 4.07 5.22 (0.137, 0.125)
실험예 6 화학식 1-5 4.05 5.19 (0.136, 0.127)
실험예 7 화학식 1-6 4.12 5.28 (0.136, 0.127)
실험예 8 화학식 1-7 4.13 5.29 (0.136, 0.125)
실험예 9 화학식 1-8 4.02 5.27 (0.136, 0.125)
실험예 10 화학식 1-9 4.27 5.27 (0.137, 0.125)
실험예 11 화학식 1-10 4.12 5.34 (0.136, 0.124)
실험예 12 화학식 1-11 4.15 5.26 (0.139, 0.127)
실험예 13 화학식 1-12 4.16 5.31 (0.138, 0.125)
비교예 1 HT1 4.31 5.12 (0.138, 0.117)
비교예 2 HT2 4.53 3.12 (0.136, 0.126)
비교예 3 HT3 4.25 4.65 (0.135, 0.125)
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실험예 2 내지 13과 비교예 1의 경우를 비교하면, 아민기와 아민기 사이의 링커로서 페닐렌기의 개수가 3 내지 5인 경우, 페닐렌기의 개수가 2인 경우보다 낮은 구동 전압 및 높은 발광 효율의 유기 발광 소자를 제공하는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 명세서의 일 실시상태에 따라, 화학식 1 중 m이 3 내지 5인 경우 내부 재결합 에너지(internal reorganization energy: λ)가 작아지고 이온화 포텐셜(ionization potential)이 커져서 전자 저지 능력 및 정공 주입 능력이 우수해지기 때문이다.
또한, 실험예 2 내지 13과 비교예 2의 결과를 비교하면, A1 내지 A4 중 적어도 하나가 카바졸기인 경우가 A1 내지 A4 모두 화학식 2가 아닌 경우보다 낮은 구동 전압 및 높은 발광 효율을 제공하는 것을 확인할 수 있다. 이는 화학식 2 또는 화학식 3로 표시되는 카바졸기를 포함하는 아민계 화합물은 전기 화학적으로 안정하고 높은 트리플렛 에너지를 가져 소자의 효율과 수명을 증가시키는 효과가 있기 때문이다.
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실험예 1과 비교예 3를 비교하면, L1 내지 L4가 아릴렌기인 경우가 낮은 구동 전압 및 높은 발광효율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
상기 표 1의 결과와 같이, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1의 아민계 화합물은 전자 저지 및 정공 주입 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
1: 기판
2: 양극
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 전자저지층
6: 발광층
7: 전자수송층
8: 음극

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 아민계 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112016007351883-pat00048

    화학식 1에 있어서,
    l은 치환기의 개수를 의미하며, 0 내지 4의 정수이고,
    l이 2 이상인 경우, R은 동일하거나 상이하며,
    m은 3 내지 5의 정수이고,
    L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 아릴렌기이고,
    R은 수소; 또는 중수소이며,
    A1 내지 A4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기; 또는 헤테로고리기이며,
    A1 내지 A4 중 적어도 하나는 하기 화학식 2이고,
    [화학식 2]
    Figure 112016007351883-pat00049

    화학식 2에 있어서,
    n은 치환기의 개수를 의미하며, 0 내지 8의 정수이고,
    n이 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 서로 동일하거나 상이하고,
    R1은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 알케닐기; 실릴기; 붕소기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 아릴아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴포스핀기; 포스핀옥사이드기; 아릴기; 또는 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 하기 화학식 4로 표시되는 것인 아민계 화합물:
    [화학식 4]
    Figure 112016066866429-pat00051

    화학식 4에 있어서,
    p는 1 내지 3의 정수이고,
    q는 0 내지 4의 정수이며,
    q가 2 이상인 경우, 2 이상의 R4는 서로 동일하거나 상이하며,
    R4는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 알케닐기; 실릴기; 붕소기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 아릴아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴포스핀기; 포스핀옥사이드기; 아릴기; 또는 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 A1 내지 A4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 A1 내지 A4 중 상기 화학식 2가 아닌 치환기는 하기 화학식 5로 표시되는 것인 아민계 화합물:
    [화학식 5]
    Figure 112016066866429-pat00052

    화학식 5에 있어서,
    r 및 s는 각각 1 내지 5의 정수이고,
    s가 2 이상인 경우, 2 이상의 R5는 서로 동일하거나 상이하고,
    R5는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 알케닐기; 실릴기; 붕소기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 아릴아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴포스핀기; 포스핀옥사이드기; 아릴기; 또는 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 A1 내지 A4 중 상기 화학식 2가 아닌 치환기는 페닐기; 또는 비페닐기인 것인 아민계 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 또는 플루오레닐렌기인 것인 아민계 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아민계 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-12 중 어느 하나로 표시되는 것인 아민계 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure 112014081969417-pat00053

    [화학식 1-2]
    Figure 112014081969417-pat00054

    [화학식 1-3]
    Figure 112014081969417-pat00055

    [화학식 1-4]
    Figure 112014081969417-pat00056

    [화학식 1-5]
    Figure 112014081969417-pat00057

    [화학식 1-6]
    Figure 112014081969417-pat00058

    [화학식 1-7]
    Figure 112014081969417-pat00059

    [화학식 1-8]
    Figure 112014081969417-pat00060

    [화학식 1-9]
    Figure 112014081969417-pat00061

    [화학식 1-10]
    Figure 112014081969417-pat00062

    [화학식 1-11]
    Figure 112014081969417-pat00063

    [화학식 1-12]
    Figure 112014081969417-pat00064
    .
  7. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상으로 이루어진 유기물층을 포함하고,
    상기 유기물층 중 1층 이상이 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 정공수송층을 포함하고, 상기 정공수송층은 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 정공주입층은 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층은 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 발광층은 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 전자저지층을 포함하고, 상기 전자저지층은 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자주입층 또는 전자수송층이 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 전하발생층을 포함하고, 상기 전하발생층이 상기 아민계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 전하발생층은 금속 또는 금속착체를 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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