KR101980730B1 - 니트릴계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

니트릴계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 화학식 1 또는 화학식 2의 니트릴계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

니트릴계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 {NITRILE BASED COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 니트릴계 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 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
한국 특허공개공보 제2000-0051826호
본 명세서에는 니트릴계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112015112068389-pat00001
화학식 1에 있어서, R1a 내지 R4a는 서로 같거나 상이하고, 수소; 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성할 수 있고,
X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 할로겐기이며,
[화학식 2]
Figure 112015112068389-pat00002
상기 화학식 2에 있어서,
R1b 내지 R4b는 서로 같거나 상이하고, 수소; 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성할 수 있으며,
X3은 수소 또는 할로겐기이다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 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 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공주입과 정공수송, 발광, 전자수송, 전하생성 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 화합물은 바람직하게는 발광층, 전자수송 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 전하생성, 전자차단층의 재료로 사용하는 경우 저전압, 고효율 및/또는 장수명의 특성을 나타낸다.
도 1은 기판(100), 양극(110), 발광층(150), 음극(120)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (100), 양극(110), 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160) 및 음극(120)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 양극(110), 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160). 전자주입층(170) 및 음극(120)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 4는 양극(210); 제1 정공주입층(231), 제1 정공수송층(241), 제1 발광층(251). 제1 전자수송층(261) 및 제1 전자주입층(271)으로 이루어진 제1 스택(S-1); 제1 정공주입층(232), 제1 정공수송층(242), 제1 발광층(252). 제1 전자수송층(262) 및 제1 전자주입층(272)으로 이루어진 제2 스택(S-2); 제1 스택(S-1)과 제2 스택(S-2) 사이에 구비되고 N형 전하생성층(280N)과 P형 전하생성층(280P)을 포함하는 전하생성층(280); 음극(220)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 화합물의 1H NMR 스펙트럼이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제공한다.
상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 대칭적으로 배치된 4개 이상의 니트릴기를 갖는 아센(acene) 화합물 또는 그 유도체로서, 전자 친화도(electron affinity) 값이 높아 전자 수용시 안정성이 높다. 또한, 방향족 고리가 3개 이상 축합된 구조이므로 내열성이 우수하여 고순도 물질로 정제할 수 있으며, 적절한 증착 온도를 유지할 수 있으므로 증착 방법에 의하여 유기 발광 소자를 제작할 수 있다.상기와 같은 특징을 갖는 아센(acene) 화합물 또는 그 유도체를 유기 발광 소자용 재료로서 특히 정공 주입층 및 전하 발생층에 적용할 경우에, 유기 발광 소자의 구동 전압을 낮추고 장수명을 실현할 수 있다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 수소; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 할로알킬기; 알킬술포닐기; 아릴술포닐기; 아르알킬기; 알킬아릴기; 아릴기; 할로아릴기; 또는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, 2개의 치환기가 연결된 기는 할로알킬로 치환된 아릴기; 니트릴기로 치환된 아릴기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환된 아릴기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환된 헤테로고리기 등이 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로알킬기는 할로겐기로 치환된 알킬기이다. 할로알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 할로알킬기 중의 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 할로알킬기 중의 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 할로알킬기 중의 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 할로알킬기 중의 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐렌기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112015112068389-pat00003
,
Figure 112015112068389-pat00004
,
Figure 112015112068389-pat00005
,
Figure 112015112068389-pat00006
,
Figure 112015112068389-pat00007
,
Figure 112015112068389-pat00008
,
Figure 112015112068389-pat00009
및
Figure 112015112068389-pat00010
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 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, 카르볼린기, 아세나프토퀴녹살린기, 인데노퀴나졸린, 인데노이소퀴놀린기, 인데노퀴놀린기, 피리도인돌기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 디벤조퓨란기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페녹사지닐기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 헤테로고리기는 지방족 헤테로고리기와 방향족 헤테로고리기를 포함한다.
본 명세서에 있어서, 알킬술포닐기 및 아릴술포닐기는 -SO2R로 표시될 수 있으며, 여기서 R은 알킬기 또는 아릴기이다.
본 명세서에서 카보닐기는 -C(=O)R로 표시될 수 있으며, 여기서 R은 알킬기 또는 아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 -COOR로 표시될 수 있으며, 여기서 R은 알킬기 또는 아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 아릴술포닐기, 아르알킬기, 알킬아릴기, 할로아릴기, 카보닐기, 에스테르기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬술포닐기, 아르알킬기, 알킬아릴기, 카보닐기, 에스테르기 중 알킬기는 전술한 할로알킬기에 포함된 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 고리 또는 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성하는 것을 의미한다.구체적으로, 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소 고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로 고리; 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리; 또는 이들의 축합고리를 형성할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소 고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다.
구체적으로, 지방족 탄화수소 고리의 예로는 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로부텐, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 시클로헥산, 시클로헥센, 1,4-시클로헥사디엔, 시클로헵탄, 시클로헵텐, 시클로옥탄, 시클로옥텐 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소 고리란 탄소와 수소 원자로만 이루어진 방향족의 고리를 의미한다. 본 명세서에 있어서구체적으로, 방향족 탄화수소 고리의 예로는 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 페릴렌, 플루오란텐, 트리페닐렌, 페날렌, 피렌, 테트라센, 크라이센, 펜타센, 플루오렌, 인덴, 아세나프틸렌, 벤조플루오렌, 스피로플루오렌 등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로 고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족 고리를 의미한다. 구체적으로, 지방족 헤테로 고리의 예로는 옥시레인(oxirane), 테트라하이드로퓨란, 1,4-디옥세인(1,4-dioxane), 피롤리딘, 피페리딘, 모르폴린(morpholine), 옥세판, 아조케인, 티오케인 등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로 고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족 고리를 의미한다. 구체적으로, 방향족 헤테로 고리의 예로는 피리딘, 피롤, 피리미딘, 피리다진, 퓨란, 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 티아졸, 이소티아졸, 트리아졸, 옥사디아졸, 티아디아졸, 디티아졸, 테트라졸, 피란, 티오피란, 디아진, 옥사진, 티아진, 다이옥신, 트리아진, 테트라진, 이소퀴놀린, 퀴놀린, 퀴놀, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 디아자나프탈렌, 트리아자인덴, 인돌, 인돌리진, 벤조티아졸, 벤조옥사졸, 벤조이미다졸, 벤조티오펜, 벤조디티오펜, 벤조퓨란, 디벤조티오펜, 디벤조퓨란, 카바졸, 벤조카바졸, 디벤조카바졸, 페나진, 이미다조피리딘, 페녹사진, 페난트리딘, 페난트롤린, 인돌로카바졸, 인데노카바졸 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소 고리, 방향족 탄화수소 고리, 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
상기 방향족 고리 중 3환 이상인 것의 예로는 페난트렌, 아세나프틸렌, 페난트리딘, 페난트롤린, 피라지노퀴녹살린, 벤조디티오펜 등이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 중 R1a 내지 R4a는 서로 같거나 상이하고, R1a 내지 R4a 중 적어도 하나는 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 중 R1a 내지 R4a는 서로 같거나 상이하고, 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 중 R1a 내지 R4a는 서로 같거나 상이하고, R1a 내지 R4a 중 적어도 하나는 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 할로알킬기; 알킬술포닐기; 아릴술포닐기; 니트릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 할로아릴기; 또는 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 중 R1a 내지 R4a는 서로 같거나 상이하고, 플루오로기; 클로로기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 플루오로메틸기; 플루오로에틸기; 메틸술포닐기; 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 플루오로페닐기; 플루오로메틸페닐기; 티오펜기; 또는 피리딘기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페난트롤린 고리; 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 피라지노퀴녹살린 고리; 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌 고리; 또는 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 벤조디티오펜 고리 를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 중 R1a 및 R2a는 수소이며, R3a 및 R4a 중 적어도 하나는 플루오로기; 클로로기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 플루오로메틸기; 치환 또는 비치환된 플루오로알킬기; 치환 또는 비치환된 메틸술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 플루오로메틸페닐기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오로페닐기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 피리딘기이거나, R3a 및 R4a가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리; 치환 또는 비치환된 페난트롤린 고리; 치환 또는 비치환된 피라지노퀴녹살린 고리; 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌 고리; 또는 치환 또는 비치환된 벤조디티오펜 고리를 형성한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 중 R1a 및 R2a는 치환 또는 비치환된 할로아릴기이고, R3a 및 R4a가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 3환 이상의 고리를 형성한다. 구체적으로, 상기 화학식 1 중 R1a 및 R2a는 플루오로기로 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R3a 및 R4a가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리; 또는 치환 또는 비치환된 페난트롤린 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 중 R1a 및 R2a는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 3환 이상의 고리를 형성하고, R3a 및 R4a가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 3환 이상의 고리를 형성한다. 구체적으로, 상기 화학식 1 중 R1a 및 R2a는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트롤린 고리를 형성하고, R3a 및 R4a가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 중 R1a 내지 R4a가 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 3환 헤테로 고리를 형성하는 경우, 상기 화학식 1은 하기 화학식 11 내지 17로 표시될 수 있다.
[화학식 11]
Figure 112015112068389-pat00011
[화학식 12]
Figure 112015112068389-pat00012
[화학식 13]
Figure 112015112068389-pat00013
[화학식 14]
Figure 112015112068389-pat00014
[화학식 15]
Figure 112015112068389-pat00015
[화학식 16]
Figure 112015112068389-pat00016
[화학식 17]
Figure 112015112068389-pat00017
화학식 11 내지 17에 있어서, X1 및 X2의 정의는 화학식 1에서와 같고, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 수소; 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, p 및 q는 각각 0 내지 8의 정수이고, r, s, t 및 u는 0 내지 6의 정수이며, m 및 n은 각각 0 내지 4의 정수이고, p, q, r, s, t, u, m 및 n이 각각 2 이상인 경우 괄호내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 내지 R4b는 서로 같거나 상이하고, R1b 내지 R4b 중 적어도 하나는 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 내지 R4b는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 내지 R4b는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 할로알킬기; 알킬술포닐기; 아릴술포닐기; 니트릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 할로아릴기; 또는 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 내지 R4b는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 플루오로기; 클로로기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 플루오로메틸기; 플루오로에틸기; 메틸술포닐기; 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 플루오로페닐기; 플루오로메틸페닐기; 티오펜기; 또는 피리딘기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 벤젠 고리; 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리; 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페난트롤린 고리; 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 피라지노퀴녹살린 고리; 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌 고리; 또는 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 벤조디티오펜 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 내지 R4b가 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성하는 경우, 상기 화학식 2는 하기 화학식 21 내지 27로 표시될 수 있다.
[화학식 21]
Figure 112015112068389-pat00018
[화학식 22]
Figure 112015112068389-pat00019
[화학식 23]
Figure 112015112068389-pat00020
[화학식 24]
Figure 112015112068389-pat00021
[화학식 25]
Figure 112015112068389-pat00022
[화학식 26]
Figure 112015112068389-pat00023
[화학식 27]
Figure 112015112068389-pat00024
화학식 21 내지 27에 있어서, X3의 정의는 화학식 2에서와 같고, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 수소; 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, p 및 q는 각각 0 내지 8의 정수이고, r, s, t 및 u는 0 내지 6의 정수이며, m 및 n은 각각 0 내지 4의 정수이고, p, q, r, s, t, u, m 및 n이 각각 2 이상인 경우 괄호내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 수소이며, R3b 및 R4b 중 적어도 하나는 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 수소이며, R3b 및 R4b 중 적어도 하나는 플루오로기; 클로로기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 플루오로메틸기; 치환 또는 비치환된 플루오로알킬기; 치환 또는 비치환된 메틸술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 플루오로메틸페닐기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오로페닐기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 피리딘기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리; 치환 또는 비치환된 페난트롤린 고리; 치환 또는 비치환된 피라지노퀴녹살린 고리; 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌 고리; 또는 치환 또는 비치환된 벤조디티오펜 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 수소이며, R3b 및 R4b는 서로 같거나 상이하고, 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 수소이며, R3b 및 R4b는 서로 같거나 상이하고, 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 할로알킬기; 알킬술포닐기; 아릴술포닐기; 니트릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 할로아릴기; 또는 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 중 R1b 및 R2b는 치환 또는 비치환된 할로아릴기이고, R3b 및 R4b가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리 또는 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다. 구체적으로, 상기 화학식 1 중 R1b 및 R2b는 플루오로기로 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R3b 및 R4b가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리; 또는 치환 또는 비치환된 페난트롤린 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b가 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 서로 결합하여 벤젠 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 서로 결합하여 페난트렌 고리를 형성한다.본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b가 인접하는 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성하고, R3b 및 R4b 중 적어도 하나는 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b가 인접하는 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성하고, R3b 및 R4b는 서로 같거나 상이하고, 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬술포닐기; 치환 또는 비치환된 아릴술포닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 할로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b가 인접하는 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성하고, R3b 및 R4b는 서로 같거나 상이하고, 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 할로알킬기; 알킬술포닐기; 아릴술포닐기; 니트릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 할로아릴기; 또는 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 중 R1b 및 R2b는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성하고, R3b 및 R4b가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 고리를 형성한다. 구체적으로, 상기 화학식 1 중 R1b 및 R2b는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트롤린 고리를 형성하고, R3b 및 R4b가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리를 형성할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, R, R' 및 R”는 각각 수소; 할로겐기; 니트릴기; 카보닐기; 에스테르기; 할로알킬기; 알킬술포닐기; 아릴술포닐기; 니트릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 할로아릴기; 또는 헤테로고리기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, R, R' 및 R”는 각각 수소; 플루오로기; 클로로기; 니트릴기; 카보닐기; 플루오로메틸기; 플루오로에틸기; 또는 메틸술포닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, X1 및 X2는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, X1는 수소이고, X2는 플루오로기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, X1는 플루오로기이고, X2는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, X1 및 X2는 플루오로기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, X3은 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, X3은 플루오로기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure 112015112068389-pat00025
Figure 112015112068389-pat00026
Figure 112015112068389-pat00027
Figure 112015112068389-pat00028
Figure 112015112068389-pat00029
Figure 112015112068389-pat00030
Figure 112015112068389-pat00031
Figure 112015112068389-pat00032
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure 112015112068389-pat00033
Figure 112015112068389-pat00034
Figure 112015112068389-pat00035
Figure 112015112068389-pat00036
Figure 112015112068389-pat00037
일 실시상태에 따르면, 전술한 화학식 1 및 2의 화합물은 하기 반응식에 따라 제조될 수 있다.
본 발명의 벤젠테트라아세토나이트릴 유도체는, 예컨대 문헌 Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1 (1983 년) 1443 페이지, 또는 문헌 [Bulletin of the Chemical Society of Japan (2010 년) 83 권 969 페이지]에 기재된 합성법을 참고로 하여, 하기 반응식 1 에 의해 합성할 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112015112068389-pat00038
또한, <Inorganic Chemistry>(2005년) 44권 7970쪽 등을 참고로 하여, 하기 반응식 2에 의하여 제시된 유도체를 합성할 수 있다.
[반응식 2]
Figure 112015112068389-pat00039
또한, 본 명세서는 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 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 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유 기 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 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 억제층을 포함하고, 상기 전자 억제층은 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함한다.
또한, 상기 유기물층은 2층 이상의 발광층을 포함하고, 상기 2층의 발광층 사이에 구비된 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 전하생성층을 포함할 수 있고, 상기 전하생성층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 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 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함한다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 또는 2의 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 또는 2의 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 복수의 스택들을 포함하고, 상기 복수의 스택들은 적어도 제1 스택과 제2 스택을 포함하는 유기 발광 소자에 있어서, 상기 제1 스택은 제1 발광층을 포함하고, 상기 제2 스택은 제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 스택과 상기 제2 스택 사이에 구비된 전하생성층을 포함하고, 상기 전하생성층은 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 전하생성층은 N형 전하생성층 및 P형 전하생성층을 포함하고, 상기 P형 전하생성층이 상기 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 스택은 상기 양극과 상기 제1 발광층 사이에 위치하는 적어도 하나의 유기물층을 포함하되, 상기 유기물층은 제1 정공주입층 및 제1 정공 수송층 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 P형 전하생성층은 상기 유기 화합물로만 이루어지거나, 호스트 물질과 상기 유기 화합물로 이루어질 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 스택은 제1 정공수송층을 포함하고, 상기 P형 전생성층은 상기 화합물로만 이루어지거나, 호스트 물질과 상기 화합물로 이루어진다.
일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층이 제1 정공주입층을 포함하고, 상기 제1 정공주입층은 상기 화합물로만 이루어진다.
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 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 양극(110), 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160), 전자주입층(170) 및 음극(120)을 포함할 수 있다. 상기 양극(110)은 정공을 주입하는 전극으로 일함수가 높은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 양극(110)이 반사 전극일 경우에 양극(110)은 ITO, IZO 또는 ZnO 중 어느 하나로 이루어진 층 하부에 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 니켈(Ni) 중 어느 하나로 이루어 진 반사층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 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(110)은 정공을 주입하는 전극으로, 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. 또한, 상기 양극(110)이 반사 전극일 경우에 양극(110)은 ITO, IZO 또는 ZnO 중 어느 하나로 이루어진 층 하부에 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 니켈(Ni) 중 어느 하나로 이루어진 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 정공주입층(130)은 양극(110)으로부터 발광층(150)으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 본 실시예의 정공주입층(130)은 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물을 포함할 수 있다. 본 명세서의 청구항에 언급된 물질들은, 안트라센 또는 아크리딘 구조를 주요 골격으로 하고 니트릴기가 치환된 유도체로 전자 수용 능력이 뛰어나, 소비전력을 개선하고 구동 전압을 낮출 수 있다.
상기 정공주입층(130)의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 여기서, 상기 정공주입층(130)의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층(130)의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 정공 주입 물질로는 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. 상기 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층(140)은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, 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.
일 실시상태에 있어서, 상기 정공수송층은 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl -amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예컨대 트라이아졸 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알케인 유도체, 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체, 페닐렌다이아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스타이릴안트라센 유도체, 플루오렌온 유도체, 하이드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라제인 유도체, 폴리실레인계, 아닐린계 공중합체, 전도성 고분자 올리고머(특히 싸이오펜 올리고머) 등을 들 수 있다.
상기 발광층(150)은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 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 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 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 한정되지 않는다.상기 발광층(150)이 적색인 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 페릴렌을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 발광층(150)이 녹색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광층(150)이 청색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), P FO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층(160)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, 전자 수송 물질로는 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. 일 시상태에 있어서, 상기 전자수송층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층(160)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 여기서, 상기 전자수송층(160)의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층(160)의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
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 전자주입층(170)은 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. 일 실시상태에 있어서, 상기 전자주입층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 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.또한, 전자주입층(170)은 금속화합물로 이루어질 수 있으며, 금속화합물은 예를 들어 LiQ, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2 및 RaF2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 전자주입층(170)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 여기서, 상기 전자주입층(170)의 두께가 1nm 이상이면, 전자 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자주입층(170)의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 음극(120)은 전자 주입 전극으로, 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질로 이루어진 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. 여기서, 음극(120)은 유기 발광 소자가 전면 또는 양면발광구조일 경우, 빛을 투과할 수 있을 정도로 얇은 두께로 형성할 수 있으며, 유기 발광 소자가 배면발광구조일 경우, 빛을 반사시킬 수 있을 정도로 두껍게 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 양극(210)과 음극(220) 사이에 위치하는 스택들(S-1, S-2) 및 스택들(S-1, S-2) 사이에 위치하는 전하생성층(280)을 포함한다. 본 실시 예에서는 양극(210)과 음극(220) 사이에 2개의 스택들이 위치하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 양극(210)과 음극(220) 사이에 3개, 4개 또는 그 이상의 스택들을 포함할 수도 있다.
보다 자세하게, 제1 스택(S-1)은 하나의 발광소자 단위를 이루는 것으로, 제1 발광층(251)을 포함한다. 제1 발광층(251)은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색을 발광할 수 있으며, 본 실시예에서는 청색을 발광하는 청색 발광층일 수 있다. 상기 제1 스택(S-1)은 양극(210)과 제1 발광층(251) 사이에 정공주입층(231), 제1 정공수송층(241)을 더 포함한다. 상기 정공주입층(231)은 양극(210)으로부터 제1 발광층(251)으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 정공수송층(241)은 전술한 정공수송층 (140)과 동일한 구성으로 이루어진다. 그리고, 제1 스택(S-1)은 제1 발광층(251) 상에 제1 전자수송층(261)을 더 포함한다. 제1 전자수송층(261)은 전술한 전자수송층(261)과 동일한 구성으로 이루어진다. 따라서, 양극(210) 상에 정공주입층(220), 제1 정공수송층(241), 제1 발광층(251) 및 제1 전자수송층(261)을 포함하는 제1 스택(S-1)을 구성한다.
상기 제1 스택(S-1) 상에 전하생성층(Charge Generation Layer ; CGL)(280)이 위치한다. 전하생성층(280)은 N형 전하생성층(280N)과 P형 전하생성층(280P)이 접합된 PN접합 전하생성층일 수 있다. 이때, 상기 PN접합 전하생성층(280)은 전하를 생성하거나 정공 및 전자로 분리하여 상기 각 발광층에 전하를 주입한다. 즉, N형 전하생성층(280N)은 양극에 인접한 제1 발광층(251)에 전자를 공급하고, 상기 P형 전하생성층(280P)은 제2 스택(S-2)의 발광층에 정공을 공급함으로써, 다수의 발광층을 구 비하는 유기 발광 소자의 발광 효율을 더욱 증대시킬 수 있으며, 이와 더불어 구동 전압도 낮출수 있다.
여기서, P형 전하생성층(280P)은 전술한 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기 화합물로 이루어진다. P형 전하생성층(280P)에 사용되는 유기 화합물은 전자 수용 능력이 뛰어나 전력 효율의 상승을 유도하여 소비전력을 개선하고 구동 전압을 낮출 수 있는 유기 발광 소자를 제공할 수 있는 이점이 있다.
상기 N형 전하생성층(280N)은 금속 또는 N형이 도핑된 유기물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm, Eu, Tb, Dy 및 Yb로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다. 또한, 상기 N형이 도핑된 유기물질에 사용되는 N형 도펀트와 호스트의 물질은 통상적으로 사용되는 물질을 이용할 수 있다. 예를 들면, 상기 N형 도펀트는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 또는 알칼리 토금속 화합물일 수 있다. 자세하게는 상기 N형 도펀트는 Cs, K, Rb, Mg, Na, Ca, Sr, Eu 및 Yb로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다. 상기 호스트 물질은 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄, 트리아진, 하이드록시퀴놀린 유도체 및 벤즈아졸 유도체 및 실롤 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질일 수 있다.
한편, 상기 전하생성층(280) 상에 제2 발광층(252)을 포함하는 제2 스택(S-2)이 위치한다. 제2 발광층(252)은 적색, 녹색 및 청색 중 하나의 색을 발광할 수 있으며, 예를 들어 본 실시예에서는 노란색을 발광하는 노란색 발광층일 수 있다. 제2 발광층(252)은 옐로그린을 발광하는 발광층 또는 옐로그린 발광층과 그린을 발광하는 발광층의 다층 구조로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 옐로그린을 발광하는 노란색 발광층의 단층 구조를 예로 설명한다. 제2 발광층(290)은 CBP(4,4'-N,N'-dicarbazolebiphenyl) 또는 Balq(Bis(2-methyl-8-quinlinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminium) 중 선택된 적어도 하나의 호스트에 옐로그린을 발광하는 인광 옐로그린 도펀트로 이루어질 수 있다.
상기 제2 스택(S-2)은 전하생성층(280)과 상기 제2 발광층(252) 사이에 제2 정공수송층(242)을 더 포함한다. 제2 정공수송층(242)은 전술한 제1 정공수송층(242)과 동일한 구성으로 이루어진다. 일 실시상태에 있어서 상기 제2 스택(S-2)은 제2 정공수송층(242)과 제2 발광층(252) 사이에 전자차단층을 더 포함할 수 있다. 상기 전자차단층은 발광층에서 생성된 전자가 정공수송층으로 넘어오는 것을 방지하도록 정공수송층의 재료와 금속 또는 금속 화합물을 포함하여 이루어진다. 따라서, 전자차단층의 LUMO 레벨이 높아져 전자가 넘어올 수 없게 된다.
또한, 제2 스택(S-2)은 제2 발광층(252) 상에 제2 전자수송층(262)을 더 포함하며, 제2 전자수송층(262)은 전술한 제1 스택(S-1)의 제1 전자수송층(160)과 동일한 구성으로 이루어진다. 따라서, 전하생성층(280) 상에 제2 정공수송층(242), 제2 발광층(252) 및 제2 전자수송층(262)을 포함하는 제2 스택(S-2)을 구성하며, 제2 정공수송층(242)과 제2 발광층(252) 사이에 전자차단층을 더 포함할 수 있다. 제2 스택(S-2) 상에는 음극(220)이 구비되어 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자를 구성한다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1 또는 2의 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.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1 또는 2의 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 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 P VD(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 1 또는 2의 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 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<제조예 A>
중간체 A의 합성
Figure 112015112068389-pat00040
질소조건에서 1,2,4,5-테트라키스(브로모메틸)벤젠 18g과 테트라에틸암모늄브로마이드 3.5g을 다이메틸포름아마이드 600ml에 녹인후 -40 °C로 냉각하였다. 다음으로, 질소조건에서 소듐사이아나이드 (NaCN) 9.0g을 증류수 100 ml에 녹여 -40 °C에서 천천히 적하하였다. 2시간 교반후 천천히 -5 °C까지 승온하였다. 그 후, 증류수와 에틸아세테이트로 분리하고, 무수황산나트륨으로 건조 및 여과하였다. 그 후, 에틸아세테이트를 감압증류한 후, 알루미나로 분리 정제하여 8.0g의 중간체 A를 얻었다. 얻어진 고체의 DMSO-d6 NMR은 7.58ppm (s, 2H), 4.15ppm (s, 8H)에서 그 피크가 확인되었다.
화합물 A-1의 합성
Figure 112015112068389-pat00041
9,10-페난트렌다이온 (9,10-phenanthrene dione) 4g을 다이메틸포름아마이드에 녹인 후 중간체 A 1.1g을 투입하였다. 다음으로, 나트륨 메탄올산염 2.2g을 80ml의 메탄올에 녹여 적하하고, 50°C까지 승온한 후 24시간 교반하였다. 다음으로, 상온으로 냉각한 후, 생성된 고체를 여과하고 메탄올과 에틸아세테이트로 세정한 후, 건조하여 2.2g을 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=579에서 피크가 확인되었다.
화합물 A-2의 합성
Figure 112015112068389-pat00042
화합물 A-1의 합성에서 9,10-페난트렌다이온 (9,10-phenanthrene dione) 4g을 페난트롤린다이온 4.0g으로 변경한 것 이외에는 동일하게 반응, 정제를 행하여 고체 2.4g을 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=583에서 피크가 확인되었다.
화합물 A-3의 합성
Figure 112015112068389-pat00043
Figure 112015112068389-pat00044
화합물 A-1의 합성에서 9,10-페난트렌다이온 (9,10-phenanthrene dione) 4g을 다이브로모-페난트롤린다이온 7.0g으로 변경한 것 이외에는 동일하게 반응, 정제를 행하여 고체 4.4g을 얻었다. 다음으로 아르곤 조건에서 상기에서 얻은 분말 4.4g에 시안화 구리 (CuCN) 3.4g을 첨가하고 N-메틸-2-피롤리디논 (N-methyl-2-pyrrolidinone) (200 mL)을 투입하여 교반하였다. 그 후 180°C까지 가열하여 24시간 교반하였다. 실온으로 냉각한 후 암모니아수 200 mL를 첨가하여 교반을 행한 후 발생한 결정을 여과 채취하였다. 여과 채취된 결정을 물 100 mL으로 2회 리슬러리를 행하고, 그 후 에탄올 100 mL으로 리슬러리를 행하였다. 얻어진 결정을 진공 건조기로 감압 건조를 행하여 분말 4.2g을 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=679에서 피크가 확인되었다.
화합물 A-4의 합성
Figure 112015112068389-pat00045
Figure 112015112068389-pat00046
화합물 A-1의 합성에서 9,10-페난트렌다이온 (9,10-phenanthrene dione) 4g을 1,2-비스(4-브로모페닐)에탄-다이온 12.0g으로 변경한 것 이외에는 동일하게 반응, 정제를 행하여 고체 4.8g을 얻었다.
다음으로 아르곤 조건에서 상기에서 얻은 분말 4.8g에 시안화 구리 (CuCN) 4.0g을 첨가하고 N-메틸-2-피롤리디논 (N-methyl-2-pyrrolidinone) (200 mL)을 투입하여 교반하였다. 그 후 180°C까지 가열하여 24시간 교반하였다. 실온으로 냉각한 후 암모니아수 200 mL를 첨가하여 교반을 행한 후 발생한 결정을 여과 채취하였다. 여과 채취된 결정을 물 100 mL으로 2회 리슬러리를 행하고, 그 후에탄올 100 mL으로 리슬러리를 행하였다. 얻어진 결정을 진공 건조기로 감압 건조를 행하여 분말 4.8g을 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=683에서 피크가 확인되었다.
화합물 A-5의 합성
Figure 112015112068389-pat00047
화합물 A-5의 합성에서 9,10-페난트렌다이온 (9,10-phenanthrene dione) 4g을 1,2-비스(4-플루올페닐)에탄-다이온 8.4g으로 변경한 것 이외에는 동일하게 반응, 정제를 행하여 고체 6.8g을 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=655에서 피크가 확인되었다.
<제조예 B>
중간체 B의 합성
Figure 112015112068389-pat00048
질소조건에서 피리딘-2,3,5,6-테트라일테트라메탄올 6g을 클로로포름 600ml에 녹인후 트리브로모포스핀 68ml를 클로로포름 600ml에 희석하여 천천히 적하하였다. 다음으로, 24시간 환류상태에서 교반한후, 상온으로 냉각하였다. 다음으로 클로로포름과 포화된 탄산수소나트륨 수용액으로 추출하고, 얻어진 유기층을 무수 황산나트륨 (MgSO4)으로 건조하였다. 그 후, 여과 분별한 후 용매를 감압 증류 제거하였다. 다음으로, 실리카 겔 (silica gel) 컬럼 크로마토그래피 작업으로 2,3,5,6-테트라키스(브로모메틸)피리딘 3.06g을 얻었다.
질소조건에서 2,3,5,6-테트라키스(브로모메틸)피리딘 3.0g과 테트라에틸암모늄브로마이드 0.58g을 다이메틸포름아마이드 120ml에 녹인후 -40 °C로 냉각하였다. 다음으로, 질소조건에서 소듐사이아나이드 (NaCN) 1.46g을 증류수 12 ml에 녹여 -40 °C에서 천천히 적하하였다. 2시간 교반후 천천히 -5 °C까지 승온하였다. 그 후, 증류수와 에틸아세테이트로 분리하고, 무수황산나트륨으로 건조 및 여과하였다. 그 후, 에틸아세테이트를 감압증류한 후, 알루미나로 분리 정제하여 1.8g의 중간체 B를 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=236에서 피크가 확인되었다.
화합물 A-6의 합성
Figure 112015112068389-pat00049
9,10-페난트롤린다이온 (9,10-phenanthroline dione) 4g을 다이메틸포름아마이드에 녹인후 중간체 B 1.1g을 투입하였다. 다음으로, 나트륨 메탄올산염 2.2g을 80ml의 메탄올에 녹여 적하하고, 50°C까지 승온한 후 24시간 교반하였다. 다음으로, 상온으로 냉각한 후, 생성된 고체를 여과하고 메탄올과 에틸아세테이트로 세정한 후, 건조하여 1.8g을 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=580에서 피크가 확인되었다.
<실시예 1-1>
Figure 112015112068389-pat00050
Figure 112015112068389-pat00051
ITO glass의 발광 면적이 3mm × 3mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 기본 압력이 1x10-6 torr가 되도록 한 후 양극인 ITO 상에 정공주입층으로 α-NPD를 100Å의 두께로 형성하되 화합물 A-1을 25%의 도핑농도로 도핑하였고, 정공수송층으로 α-NPD를 600Å의 두께로 형성하고, 발광층으로 호스트인 MADN에 도펀트인 BD-A을 중량비가 40:2가 되도록 증착하고, 전자수송층으로 Alq3를 300Å의 두께로 형성하고 전자주입층으로 LiF를 10Å의 두께로 형성하고, 음극으로 Al을 800Å의 두께로 순차적으로 형성하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-2>
전술한 실시예 1-1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 A-2를 정공주입층에 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-3>
전술한 실시예 1-1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 A-3을 정공주입층에 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-4>
전술한 실시예 1-1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 A-4를 정공주입층에 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-5>
전술한 실시예 1-1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 A-5를 정공주입층에 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-6>
전술한 실시예 1-1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 A-6을 정공주입층에 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 1-1>
전술한 실시예 1-1과 동일한 공정 조건 하에, 정공주입층에 HAT-CN을 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112015112068389-pat00052
<비교예 1-2>
전술한 실시예 1-1과 동일한 공정 조건 하에, 어떠한 도핑없이 정공주입층을 형성한 것만을 달리 하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 1-3>
전술한 실시예 1-1과 동일한 공정 조건 하에, 정공주입층에 하기 화합물 HI 1을 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 하기 화합물은 <Journal of the Chemical Society, Perkin Transcation 1> (1983년) 1443쪽에 명시된 방법으로 합성하였다.
[HI 1]
Figure 112015112068389-pat00053
<비교예 1-4>
전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에, 정공주입층에 하기 화합물 HI 2를 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
[HI 2]
Figure 112015112068389-pat00054
실시예 1-1 내지 1-6과 비교예 1-1 내지 1-4에 따라 제조된 유기 발광 소자에 대하여, 미놀타제 CS1000을 사용하여, 휘도를 측정하고, 10mA/cm2에 있어서의 발광 효율을 산출하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
정공주입층 구동 전압 (V) 전류밀도 (mA/cm2) 전류효율
(cd/A)		 전력효율 (Im/W) 휘도
(cd/m2)
실시예 1-1 화합물 A-1 4.6 10 5.5 3.756 550
실시예 1-2 화합물 A-2 4.4 10 5.6 3.998 560
실시예 1-3 화합물 A-3 4.4 10 5.64 4.027 564
실시예 1-4 화합물 A-4 5 10 5.32 3.343 532
실시예 1-5 화합물 A-5 5.1 10 5.22 3.216 522
실시예 1-6 화합물 A-6 4.2 10 5.78 4.323 578
비교예 1-1 HAT-CN 5.8 10 4.6 2.492 460
비교예 1-2 도핑 없음 10 10 4.06 1.275 406
비교예 1-3 HI 1 9 10 4.1 1.431 410
비교예 1-4 HI 2 7.4 10 4.22 1.792 422
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본원 발명의 화합물을 정공주입층에 도핑하여 제조된 유기 발광 소자의 경우에 종래의 HAT-CN을 사용한 비교예 1-1 및 정공주입층이 도핑되지 않은 비교예 1-2보다 유기 발광 소자의 효율, 구동전압 및/또는 안정성 면에서 우수한 특성을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 화합물과 유사한 코어 구조를 갖는 비교예 1-3 및 1-4에 비하여서도 낮은 구동 전압과 높은 전류효율, 전력효율 및 휘도를 나타낸다.
상기 표 1의 결과와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 정공 주입 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
<실시예 2-1>
Figure 112015112068389-pat00055
ITO glass의 발광 면적이 3mm × 3mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 기본 압력이 1x10-6 torr가 되도록 한 후 유기물을 양극인 ITO 상에 정공주입층으로 화합물 A-1을 40Å의 두께로 형성하고, 정공수송층으로 α-NPD를 800Å의 두께로 형성하고, 노란색 발광층으로 호스트인 CBP에 도펀트인 Ir(ppy)3를 10%의 도핑농도로 도핑하여 300Å의 두께로 형성하고, 정공저지층으로 BCP를 50Å의 두께로 형성하고, 전자 수송층으로 Alq3를 150Å의 두께로 형성하고 전자주입층으로 LiF를 5Å의 두께로 형성하고, 음극으로 Al을 1000Å의 두께로 순차적으로 형성하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 2-2>
전술한 실시예 2-1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 A-2를 정공주입층에 사용한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 2-3>
전술한 실시예 2-1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 A-4를 정공주입층에 사용한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 2-4>
전술한 실시예 2-1과 동일한 공정 조건 하에, 화합물 A-6을 정공주입층에 사용한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 2-1>
전술한 실시예 2-1과 동일한 공정 조건 하에, 정공주입층에 HAT-CN을 사용한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 2-2>
전술한 실시예 2-1과 동일한 공정 조건 하에, 어떠한 도핑없이 정공주입층을 형성한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 2-3>
전술한 실시예 2-1과 동일한 공정 조건 하에, 정공주입층에 하기 화합물 HI 1을 사용한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 하기 화합물은 <Journal of the Chemical Society, Perkin Transcation 1> (1983년) 1443쪽에 명시된 방법으로 합성하였다.
[HI 1]
Figure 112015112068389-pat00056
<비교예 2-4>
전술한 실시예 2-1과 동일한 공정 조건 하에, 정공주입층에 하기 화합물 HI 2를 도핑한 것만을 달리하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112015112068389-pat00057
실시예 2-1 내지 2-4와 비교예 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 유기 발광 소자에 대하여, 미놀타제 CS1000을 사용하여, 휘도를 측정하고, 10mA/cm2에 있어서의 발광 효율을 산출하여 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
정공주입층 구동 전압 (V) 전류밀도 (mA/cm2) 전류효율
(cd/A)		 전력효율 (Im/W) 휘도
(cd/m2)
실시예 2-1 화합물 A-1 4.6 10 57.88 39.529 5788
실시예 2-2 화합물 A-2 4.3 10 60.98 44.552 6098
실시예 2-3 화합물 A-4 4.4 10 58.32 41.640 5832
실시예 2-4 화합물 A-6 4.2 10 62 46.376 6200
비교예 2-1 HAT-CN 6 10 50.38 26.379 5038
비교예 2-2 도핑 없음 8.6 10 43.34 15.832 4334
비교예 2-3 HI 1 8 10 44 17.279 4400
비교예 2-4 HI 2 7.8 10 44.88 18.076 4488
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본원 발명의 화합물을 정공주입층에 도핑하여 제조된 유기 발광 소자의 경우에 종래의 HAT-CN을 사용한 비교예 2-1 및 정공주입층이 도핑되지 않은 비교예 2-2보다 유기 발광 소자의 효율, 구동전압 및/또는 안정성 면에서 우수한 특성을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 화합물과 유사한 코어 구조를 갖는 비교예 2-3 및 2-4에 비하여서도 낮은 구동 전압과 높은 전류효율, 전력효율 및 휘도를 나타낸다.
상기 표 2의 결과와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 정공 주입 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
100: 기판
110: 양극
120: 음극
130: 정공주입층
140: 정공수송층
150: 발광층
160: 전자수송층
170: 전자주입층
210: 양극
220: 음극
231: 제1 정공주입층
232: 제2 정공주입층
241: 제1 정공수송층
242: 제2 정공수송층
251: 제1 발광층
252: 제2 발광층
261: 제1 전자수송층
262: 제2 전자수송층
271: 제1 전자주입층
272: 제2 전자주입층
280: 전하생성층
280N: N형 전하생성층
280P: P형 전하생성층
S-1: 제1 스택
S-2: 제2 스택

Claims (21)

  1. 하기 화학식 1 또는 2의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112019001238929-pat00058

    화학식 1에 있어서,
    R1a 내지 R4a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 니트릴기; 에스테르기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 탄소수 1 내지 5의 알킬술포닐기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 할로겐기, 니트릴기, 메틸기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성하고,
    X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 할로겐기이며,
    [화학식 2]
    Figure 112019001238929-pat00059

    상기 화학식 2에 있어서,
    R1b 내지 R4b는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 니트릴기; 에스테르기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 탄소수 1 내지 5의 알킬술포닐기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 할로겐기, 니트릴기, 메틸기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성하고,
    X3은 수소이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1 중 R1a 내지 R4a는 서로 같거나 상이하고, R1a 내지 R4a 중 적어도 하나는 할로겐기; 니트릴기; 에스테르기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 탄소수 1 내지 5의 알킬술포닐기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 할로겐기, 니트릴기, 메틸기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성하는 것인 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1 중 R1a 내지 R4a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; 니트릴기; 에스테르기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 탄소수 1 내지 5의 알킬술포닐기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 할로겐기, 니트릴기, 메틸기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성하는 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 서로 같거나 상이하고, R1b 및 R2b 중 적어도 하나는 할로겐기; 니트릴기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2 중 R3b 및 R4b 중 적어도 하나는 할로겐기; 니트릴기; 에스테르기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 탄소수 1 내지 5의 알킬술포닐기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 할로겐기, 니트릴기, 메틸기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성하는 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2 중 R3b 및 R4b는 할로겐기; 니트릴기; 에스테르기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 탄소수 1 내지 5의 알킬술포닐기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 할로겐기, 니트릴기, 메틸기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성하는 것인 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1 중 R1a 및 R2a는 수소이고, R3a 및 R4a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; 니트릴기; 에스테르기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 탄소수 1 내지 5의 알킬술포닐기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 방향족 고리; 또는 할로겐기, 니트릴기, 메틸기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 3환 이상의 헤테로 고리를 형성하는 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2 중 R1b 및 R2b는 수소이고, R3b 및 R4b는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; 니트릴기; 에스테르기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 탄소수 1 내지 5의 알킬술포닐기; 할로겐기, 니트릴기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 6 내지 20의 할로아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 할로겐기 또는 니트릴기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 또는 할로겐기, 니트릴기, 메틸기 또는 플루오로메틸기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리를 형성하는 것인 화합물.
  9. 하기 구조식들에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure 112019001238929-pat00060

    Figure 112019001238929-pat00061

    Figure 112019001238929-pat00062

    Figure 112019001238929-pat00063

    Figure 112019001238929-pat00064

    Figure 112019001238929-pat00065

    Figure 112019001238929-pat00066

    Figure 112019001238929-pat00067
    .
  10. 하기 구조식들에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure 112019001238929-pat00068

    Figure 112019001238929-pat00069

    Figure 112019001238929-pat00070

    Figure 112019001238929-pat00071

    Figure 112019001238929-pat00072
    .
  11. 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 내지 10 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층을 포함하고, 상기 정공 주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 전자 억제층을 포함하고, 상기 전자 억제층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  16. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 복수의 스택들을 포함하고, 상기 복수의 스택들은 적어도 제1 스택과 제2 스택을 포함하는 유기 발광 소자에 있어서,
    상기 제1 스택은 제1 발광층을 포함하고,
    상기 제2 스택은 제2 발광층을 포함하며,
    상기 제1 스택과 상기 제2 스택 사이에 구비된 전하생성층을 포함하고,
    상기 전하생성층은 청구항 1 내지 10 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 전하생성층은 N형 전하생성층 및 P형 전하생성층을 포함하고, 상기 P형 전하생성층이 상기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 제1 스택은 상기 양극과 상기 제1 발광층 사이에 위치하는 적어도 하나의 유기물층을 포함하되, 상기 유기물층은 제1 정공주입층 및 제1 정공 수송층 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 P형 전하생성층은 상기 유기 화합물로만 이루어지거나, 호스트 물질과 상기 유기 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  20. 청구항 16에 있어서, 상기 제1 스택은 제1 정공수송층을 포함하고, 상기 P형 전생성층은 상기 화합물로만 이루어지거나, 호스트 물질과 상기 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  21. 청구항 16에 있어서, 상기 유기물층이 제1 정공주입층을 포함하고, 상기 제1 정공주입층은 상기 화합물로만 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
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