KR102081280B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102081280B1
KR102081280B1 KR1020130010717A KR20130010717A KR102081280B1 KR 102081280 B1 KR102081280 B1 KR 102081280B1 KR 1020130010717 A KR1020130010717 A KR 1020130010717A KR 20130010717 A KR20130010717 A KR 20130010717A KR 102081280 B1 KR102081280 B1 KR 102081280B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
salt
formula
Prior art date
Application number
KR1020130010717A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140097936A (ko
Inventor
최종원
곽윤현
박범우
이선영
최화일
김소연
이지연
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020130010717A priority Critical patent/KR102081280B1/ko
Priority to US14/169,119 priority patent/US9691992B2/en
Publication of KR20140097936A publication Critical patent/KR20140097936A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102081280B1 publication Critical patent/KR102081280B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/346—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising platinum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System
    • C07F15/0006—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System compounds of the platinum group
    • C07F15/0086—Platinum compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H10K50/121—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants for assisting energy transfer, e.g. sensitization
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18—Metal complexes
    • C09K2211/185—Metal complexes of the platinum group, i.e. Os, Ir, Pt, Ru, Rh or Pd
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Abstract

유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자가 개시된다.

Description

유기 발광 소자{Organic light emitting diode comprising the same}
유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting diode)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
일반적인 유기 발광 소자는 기판 상부에 애노드가 형성되어 있고, 이 애노드 상부에 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 캐소드가 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 여기에서 정공수송층, 발광층 및 전자수송층은 유기화합물로 이루어진 유기 박막들이다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 유기 발광 소자의 구동 원리는 다음과 같다.
상기 애노드 및 캐소드간에 전압을 인가하면, 애노드로부터 주입된 정공은 정공수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자수송층을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
신규한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 기판; 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층;을 포함하고, 상기 발광층이 하기 화학식 1로 표시되는 제1화합물 및 하기 화학식 100으로 표시되는 제2화합물을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다:
<화학식 1> <화학식 100>
Figure 112013009164435-pat00001
Figure 112013009164435-pat00002
상기 화학식 1 중,
A 고리는, 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 적어도 하나의 5원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 또는 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환이고;
X1은 N 또는 C(R3)이고;
R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -C(=O)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기임) 및 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트 중에서 선택되고, R3 및 R4는 선택적으로, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 형성할 수 있고;
a는 0 내지 10의 정수이되, a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있고;
n은 1 또는 2이고;
상기 n이 2일 경우, 2개의
Figure 112013009164435-pat00003
는 서로 동일하거나 상이할 수 있고;
L은 유기 리간드이고;
m은 0 내지 2의 정수이고;
상기 화학식 100 중,
i) R56와 R57이 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C3-C60시클릭 모이어티(cyclic moiety), 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로시클릭 모이어티를 형성하고, R51 내지 R55 및 R58 내지 R60은 서로 독립적으로, -(Ar51)q-(Ar61)로 표시되는 치환기이거나; 또는 ii) R58과 R59가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C3-C60시클릭 모이어티(cyclic moiety), 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로시클릭 모이어티를 형성하고, R51 내지 R57 및 R60은 서로 독립적으로, -(Ar51)q-(Ar61)로 표시되는 치환기이고;
상기 Ar50 및 Ar51은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기 중에서 선택되고;
상기 Ar51 및 Ar61은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q21)(Q22) 및 -Si(Q23)(Q24)(Q25) (여기서, 상기 Q21 및 Q22는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택되고; 상기 Q23 내지 Q25는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택됨) 중에서 선택되고;
p 및 q는 서로 독립적으로 0 내지 5 중에서 선택된 정수이다.
상기 유기 발광 소자의 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나의 층을 더 포함하고, ii) 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나의 층을 더 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고색순도 및 장수명을 가질 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
상기 기판(11)으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상기 제1전극(13)은 기판 상부에 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(13)이 애노드일 경우, 정공 주입이 용이하도록 제1전극용 물질은 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(13)은 반사형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 이용하면, 상기 제1전극(13)을 반사형 전극으로 형성할 수도 있다.
상기 제1전극(13)은 단일층 또는 2 이상의 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(13)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(13) 상부로는 유기층(15)이 구비되어 있다.
상기 유기층(15)은 정공 주입층, 정공 수송층, 버퍼층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 상기 제1전극(13) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 증착온도 약 100 내지 약 500℃, 진공도 약 10-8 내지 약 10-3torr, 증착 속도 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 물질로는 공지된 정공 주입 물질을 사용할 수 있는데, 공지된 정공 주입 물질로는, 예를 들면, N,N′-디페닐-N,N′-비스-[4-(페닐-m-톨일-아미노)-페닐]-비페닐-4,4′-디아민(N,N′-diphenyl-N,N′-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4′-diamine: DNTPD), 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, m-MTDATA [4,4',4''-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine], NPB(N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)), TDATA, 2-TNATA, Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트))등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112013009164435-pat00004
Figure 112013009164435-pat00005
Figure 112013009164435-pat00006
상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승없이 만족스러운 정도의 정공 주입 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 상기 정공 주입층 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 정공 수송층(HTL)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 정공 수송층을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
공지된 정공 수송 재료로는, 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸 유도체, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), TCTA(4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine)), NPB(N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013009164435-pat00007
Figure 112013009164435-pat00008
상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 H-기능성(정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층)에는 상술한 바와 같은 정공 주입층 물질 및 정공 수송층 물질 중에서 1 이상의 물질이 포함될 수 있으며, 상기 H-기능층의 두께는 약 500Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 H-기능층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승없이 만족스러운 정도의 정공 주입 및 수성 특성을 얻을 수 있다.
한편, 상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 한 층은 하기 화학식 300으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 301으로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
<화학식 300>
Figure 112013009164435-pat00009
<화학식 301>
Figure 112013009164435-pat00010
상기 화학식 300 중, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기일 수 있다. 예를 들어, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트릴렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트릴렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기; 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 300 중, 상기 xa 및 xb는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수, 또는 0, 1 또는 2일 수 있다. 예를 들어, 상기 xa는 1이고, xb는 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 300 및 301 중, R101 내지 R108, R111 내지 R119 및 R121 내지 R124는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴싸이오기일 수 있다. 예를 들어, 상기 R101 내지 R108, R111 내지 R119 및 R121 내지 R124는 서로 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐 원자; 히드록실기; 시아노기; 니트로기; 아미노기; 아미디노기; 히드라진; 히드라존; 카르복실기나 이의 염; 술폰산기나 이의 염; 인산이나 이의 염; C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등); C1-C10알콕시기(예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기 등); 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 하나 이상으로 치환된 C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기; 페닐기; 나프틸기; 안트릴기; 플루오레닐기; 파이레닐기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중 하나 이상으로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기 및 파이레닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 300 중, R109는, 페닐기; 나프틸기; 안트릴기; 바이페닐기; 피리딜기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 및 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기 중 하나 이상으로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 바이페닐기 및 피리딜기; 중 하나일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 300으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 300A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 300A>
Figure 112013009164435-pat00011
상기 화학식 300A 중, R101, R110, R121 및 R109에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 한 층은 하기 화합물 301 내지 320 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112013009164435-pat00012
Figure 112013009164435-pat00013
상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 하나는, 상술한 바와 같은 공지된 정공 주입 물질, 공지된 정공 수송 물질 및/또는 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 물질 외에, 막의 도전성 등을 향상시키기 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 p-도펀트의 비제한적인 예로는, 테트라사이아노퀴논다이메테인(TCNQ) 및 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라사이아노-1,4-벤조퀴논다이메테인(F4-TCNQ) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물; 및 하기 화합물 200 등과 같은 시아노기-함유 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 200> <F4-TCNQ>
Figure 112013009164435-pat00014
Figure 112013009164435-pat00015
상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층 또는 상기 H-기능층이 상기 전하-생성 물질을 더 포함할 경우, 상기 전하-생성 물질은 정공 주입층, 상기 정공 수송층 또는 상기 H-기능층 중에 균일하게(homogeneous) 분산되거나, 또는 불균일하게 분포될 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 하나와 상기 발광층 사이에는 버퍼층이 개재될 수 있다. 상기 버퍼층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 효율을 증가시키는 역할을 수 있다. 상기 버퍼층은 공지된 정공 주입 재료, 정공 수송 재료를 포함할 수 있다. 또는, 상기 버퍼층은 버퍼층 하부에 형성된 상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층에 포함된 물질 중 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
이어서, 정공 수송층, H-기능층 또는 버퍼층 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(EML)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 제1화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 제2화합물을 포함한다. 상기 제1화합물은 도펀트의 역할을 하고, 상기 제2화합물은 호스트의 역할을 할 수 있다.
상기 도펀트는 하기 화학식 1로 표시되는 제1화합물을 포함한다.
<화학식 1>
Figure 112013009164435-pat00016
상기 화학식 1 중 A 고리는, 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 적어도 하나의 5원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 또는 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환일 수 있다. 상기 A 고리는 치환기로서, 상기 화학식 1에서 확인할 수 있는 R1 및/또는 R2를 포함할 수 있는데, 이에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
상기 화학식 1 중 A 고리는, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 퓨린(purine), 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 1,8-나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 페난쓰리딘, 1,7-페난쓰롤린 및 피롤로피리미딘 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 A 고리는, 피리딘, 피리미딘, 이소퀴놀린 및 퀴나졸린 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, X1은 N 또는 C(R3)일 수 있고, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -C(=O)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기임) 및 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트 중에서 선택될 수 있고, R3 및 R4는 선택적으로, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 형성할 수 있다.
상기 R1은 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C2-C60알킬기일 수 있다. 예를 들어, 상기 R1은 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C2-C10알킬기일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 R1은 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 a는 A 고리의 치환기인 R2의 개수를 나타낸 것이다. 상기 a는 0 내지 10의 정수일 수 있다. a가 0일 경우, 상기 화학식 1 중 A 고리는 치환기 R2를 갖지 않는다. 상기 a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1 중 a는 1 내지 10의 정수이고, a개의 R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C1-C60알킬기일 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1 중 a는 1 내지 10의 정수이고, a개의 R2 중 적어도 하나는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, X1은 C(R3)이고, R1 내지 R4이 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 중에서 선택되거나, 상기 R3 및 R4는, 선택적으로, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 R3 및 R4는, 선택적으로 결합하여, 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔, 비시클로-헵탄(bicyclo-heptane), 비시클로-옥탄, 벤젠, 펜탈렌(pentalene), 인덴(indene), 나프탈렌(naphtalene), 아줄렌(azulene), 헵탈렌(heptalene), 인다센(indacene), 아세나프틸렌(acenaphthylene), 플루오렌(fluorene), 스파이로-플루오렌, 페날렌(phenalene), 페난트렌(phenanthrene), 안트라센(anthracene), 플루오란텐(fluoranthene), 트리페닐렌(triphenylene), 파이렌(pyrene), 및 크라이센(chrysene); 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기, C2-C60헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12), 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15) (여기서, Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임) 중 적어도 하나로 치환된 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔, 비시클로-헵탄(bicyclo-heptane), 비시클로-옥탄, 벤젠, 펜탈렌, 인덴, 나프탈렌, 아줄렌, 헵탈렌, 인다센, 아세나프틸렌, 플루오렌, 스파이로-플루오렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 및 크라이센; 중 하나를 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 n은
Figure 112013009164435-pat00017
로 표시되는 리간드의 개수를 나타낸 것으로서, 1 또는 2일 수 있다. 상기 n이 2일 경우, 2개의
Figure 112013009164435-pat00018
는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 L은 유기 리간드로서, 상기
Figure 112013009164435-pat00019
로 표시되는 리간드에 대하여, 보조 리간드의 역할을 할 수 있다. 상기 m은 상기 L의 개수를 나타낸 것으로서, m은 0 내지 2의 정수일 수 있다.
상기 L은 하기 화학식 2A 내지 2F 중 하나로 표시되는 리간드를 포함할 수 있다:
Figure 112013009164435-pat00020
상기 화학식 2A 내지 2F 중, M1은 P 또는 As이고; X11a, X11b, X12, X13, X14, X15, X16a, X16b, X16c, X16d, X16e, X16f, X16g, X17a, X17b, X17c 및 X17d는 서로 독립적으로, C, N, O, N(R35), P(R36)(R37) 또는 As(R38)(R39)이고; R33" 및 R34"는 서로 독립적으로, 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1-C5알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C5알케닐렌기이고; R31, R32a, R32b, R32c, R33a, R33b, R34, R35, R36, R37, R38 및 R39은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택되고; C 고리, D 고리, E 고리, F 고리, G 고리 및 H 고리는 서로 독립적으로 5원(5-membered) 내지 20원의 포화 고리 또는 5원 내지 20원의 불포화 고리이고; *는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2A 내지 2F 중, R31, R32a, R32b, R32c, R33a, R33b, R34, R35, R36, R37, R38 및 R39은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 L은 상기 화학식 2B로 표시되는 리간드를 포함하되, 상기 화학식 2B 중 M1은 P이고, R32a, R32b 및 R32c는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있다.
또 다르 구현예에서, 상기 L은 상기 화학식 2C로 표시되는 리간드를 포함하되, 상기 화학식 2C 중 X11a 및 X11b는 P(R36)(R37)이고, R33"은 C1-C5알킬렌기 또는 C2-C5알케닐렌기이고, R36 및 R37은 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 L은 상기 화학식 2C로 표시되는 리간드를 포함하되, 상기 화학식 2C 중 X11a 및 X11b는 O이고, R33"은 C1-C5알킬렌기; C2-C5알케닐렌기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C5알킬렌기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중 적어도 하나로 치환된 C2-C5알케닐렌기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 n은 1 또는 2이고, m은 0, 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 화학식 1 중, n은 2이고, m은 0이거나, n은 1이고, m은 1일 수 있다.
상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 1(1)로 표시될 수 있다:
<화학식 1(1)>
Figure 112013009164435-pat00021
상기 화학식 1(1) 중 Ax 고리 및 Ay 고리에 대한 상세한 설명은 본 명세서 중 A 고리에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 1(1) 중 X1x는 N 또는 C(R3x)이고, X1y는 N 또는 C(R3y)일 수 있다.
상기 화학식 1(1) 중 R1x 내지 R4x 및 R1y 내지 R4y에 대한 설명은 본 명세서 중 R2에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 1(1) 중 R1x 및 R1y는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C2-C60알킬기일 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1(1) 중 상기 화학식 1(1) 중 R1x 및 R1y는 서로 독립적으로, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 1(1) 중 ax 및 ay는 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수이고, ax 개의 R2x 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C1-C60알킬기이고, ay 개의 R2y 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C1-C60알킬기일 수 있다.
상기 화학식 1(1) 중 ax 및 ay는 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수일 수 있다. 상기 ax 및 ay에 대한 상세한 설명은 본 명세서 중 a에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은, 하기 화학식 1A 내지 1R 중 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 1A> <화학식 1B>
Figure 112013009164435-pat00022
Figure 112013009164435-pat00023
<화학식 1C> <화학식 1D>
Figure 112013009164435-pat00024
Figure 112013009164435-pat00025
<화학식 1E> <화학식 1F>
Figure 112013009164435-pat00026
Figure 112013009164435-pat00027
<화학식 1G> <화학식 1H>
Figure 112013009164435-pat00028
Figure 112013009164435-pat00029
<화학식 1I> <화학식 1J>
Figure 112013009164435-pat00030
Figure 112013009164435-pat00031
<화학식 1K> <화학식 1L>
Figure 112013009164435-pat00032
Figure 112013009164435-pat00033
<화학식 1M> <화학식 1N>
Figure 112013009164435-pat00034
Figure 112013009164435-pat00035
<화학식 1O> <화학식 1P>
Figure 112013009164435-pat00036
Figure 112013009164435-pat00037
<화학식 1Q> <화학식 1R>
Figure 112013009164435-pat00038
Figure 112013009164435-pat00039
상기 화학식 1A 내지 1R 중, 치환기에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1A 내지 1R 중, X1x은 N 또는 C(R3x)이고, X1y은 N 또는 C(R3y)이고; 상기 R1x 및 R1y는 서로 독립적으로, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 중에서 선택될 수 있고, R2x 내지 R4x, R21x 내지 R28x, R2y 내지 R4y 및 R21y 내지 R28y는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 중에서 선택될 수 있고; ax 및 ay는 서로 독립적으로, 1 내지 3의 정수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1A 내지 1R 중, n은 2고, m은 0이거나, n은 1이고, m은 1일 수 있다.
한편, 상기 화학식 1 중 n은 2 이고,
Figure 112013009164435-pat00040
로 표시되는 2개의 리간드로 서로 동일하며, 상기 제1화합물은 트랜스(trans)-형태일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1(1) 중 2개의 리간드는 서로 동일할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1A 내지 1R 중, 각 화학식에 존재하는 2개의 리간드는 서로 동일할 수 있다.
예를 들어, 상기 유기금속 화합물은, 하기 화학식 1A(1), 1A(2), 1A(3), 1B(1), 1C(1), 1D(1), 1D(2), 1E(1), 1F(1), 1G(1), 1H(1), 1J(1), 1M(1), 1M(2), 1N(1), 1N(2), 1O(1), 1P(1) 또는 1S(1)로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 1A(1)> <화학식 1A(2)>
Figure 112013009164435-pat00041
Figure 112013009164435-pat00042
<화학식 1A(3)> <화학식 1B(1)>
Figure 112013009164435-pat00043
Figure 112013009164435-pat00044
<화학식 1C(1)> <화학식 1D(1)>
Figure 112013009164435-pat00045
Figure 112013009164435-pat00046
<화학식 1D(2)> <화학식 1E(1)>
Figure 112013009164435-pat00047
Figure 112013009164435-pat00048
<화학식 1F(1)> <화학식 1G(1)>
Figure 112013009164435-pat00049
Figure 112013009164435-pat00050
<화학식 1H(1)> <화학식 1J(1)>
Figure 112013009164435-pat00051
Figure 112013009164435-pat00052
<화학식 1M(1)> <화학식 1M(2)>
Figure 112013009164435-pat00053
Figure 112013009164435-pat00054
<화학식 1N(1)> <화학식 1N(2)>
Figure 112013009164435-pat00055
Figure 112013009164435-pat00056
<화학식 1O(1)> <화학식 1P(1)>
Figure 112013009164435-pat00057
Figure 112013009164435-pat00058
<화학식 1S(1)>
Figure 112013009164435-pat00059
상기 화학식 1A(1), 1A(2), 1A(3), 1B(1), 1C(1), 1D(1), 1D(2), 1E(1), 1F(1), 1G(1), 1H(1), 1J(1), 1M(1), 1M(2), 1N(1), 1N(2), 1O(1), 1P(1) 또는 1S(1) 중, R1, R3, R4, R21, R22, R27 및 R28에 대한 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1A(1), 1A(2), 1A(3), 1B(1), 1C(1), 1D(1), 1D(2), 1E(1), 1F(1), 1G(1), 1H(1), 1J(1), 1M(1), 1M(2), 1N(1), 1N(2), 1O(1), 1P(1) 또는 1S(1) 중, R1은 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 중에서 선택될 수 있고; R3, R4, R21, R22, R27 및 R28은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1화합물은 하기 화합물 D1 내지 D35 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112013009164435-pat00060
Figure 112013009164435-pat00061
상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물은 인광 발광 메커니즘에 의하여 높은 광발광 효율을 제공할 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물의 R1이 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C2-C60알킬기(즉, 탄소수가 "2" 이상인 알킬기)일 경우, 제1화합물의 분자 간 응집(aggregation)이 최소화 또는 실질적으로 방지될 수 있다. 따라서, 이러한 화학식 1로 표시되는 제1화합물을 도펀트로서 채용한 유기 발광 소자는 높은 발광 효율을 제공할 수 있다.
한편, 상기 제2화합물은 하기 화학식 100으로 표시된다.:
<화학식 100>
Figure 112013009164435-pat00062
상기 화학식 100 중,
상기 화학식 100 중, i) R56와 R57이 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C3-C60시클릭 모이어티(cyclic moiety), 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로시클릭 모이어티를 형성하고, R51 내지 R55 및 R58 내지 R60은 서로 독립적으로, -(Ar51)q-(Ar61)로 표시되는 치환기이거나; 또는 ii) R58과 R59가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C3-C60시클릭 모이어티(cyclic moiety), 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로시클릭 모이어티를 형성하고, R51 내지 R57 및 R60은 서로 독립적으로, -(Ar51)q-(Ar61)로 표시되는 치환기일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2화합물은 하기 화학식 100A 또는 100B로 표시될 수 있다:
<화학식 100A> <화학식 100B>
Figure 112013009164435-pat00063
Figure 112013009164435-pat00064
상기 화학식 100A 및 100B 중 R51 내지 R60에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하다.
상기 화학식 100A 및 100B 중, P 고리 및 Q 고리는 서로 독립적으로,
i) 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥산, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥센, 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔, 피롤, 피라졸, 벤젠, 푸란(furan), 티오펜, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 피롤리진, 인돌리진, 이소인돌, 인돌, 인다졸, 푸린(purine), 퀴놀리진, 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 카바졸, 페난트리딘, 아크리딘, 페나진, 벤조푸란, 벤조티오펜, 디벤조푸란 및 디벤조티오펜; 및
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기, 및 C1-C60알콕시기; C6-C20아릴기, C6-C20아릴옥시기, C6-C20아릴싸이오기 및 C2-C20헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C20아릴기, C6-C20아릴옥시기, C6-C20아릴싸이오기 및 C2-C20헤테로아릴기; -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13)(여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, C6-C20아릴기, 또는 C2-C20헤테로아릴기이고, Q13 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기, 또는 C2-C20헤테로아릴기임); 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥산, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥센, 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔, 피롤, 피라졸, 벤젠, 푸란(furan), 티오펜, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 피롤리진, 인돌리진, 이소인돌, 인돌, 인다졸, 푸린(purine), 퀴놀리진, 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 카바졸, 페난트리딘, 아크리딘, 페나진, 벤조푸란, 벤조티오펜, 디벤조푸란 및 디벤조티오펜; 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 P 고리 및 Q 고리는 서로 독립적으로,
i) 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 디벤조푸란, 및 디벤조티오펜; 및
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기, 및 C1-C60알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 및 -N(Q11)(Q12) (여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기); 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 디벤조푸란, 및 디벤조티오펜; 중에서 선택될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 100A 및 100B 중 R51 내지 R54는 모두 수소일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제2화합물은, 하기 화학식 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 100A-1> <화학식 100A-2>
Figure 112013009164435-pat00065
Figure 112013009164435-pat00066
<화학식 100A-3> <화학식 100A-4>
Figure 112013009164435-pat00067
Figure 112013009164435-pat00068
<화학식 100A-5> <화학식 100A-6>
Figure 112013009164435-pat00069
Figure 112013009164435-pat00070
<화학식 100A-7> <화학식 100A-8>
Figure 112013009164435-pat00071
Figure 112013009164435-pat00072
<화학식 100B-1> <화학식 100B-2>
Figure 112013009164435-pat00073
Figure 112013009164435-pat00074
<화학식 100B-3> <화학식 100B-4>
Figure 112013009164435-pat00075
Figure 112013009164435-pat00076
<화학식 100B-5> <화학식 100B-6>
Figure 112013009164435-pat00077
Figure 112013009164435-pat00078
<화학식 100B-7> <화학식 100B-8>
Figure 112013009164435-pat00079
Figure 112013009164435-pat00080
상기 화학식 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중, R51 내지 R60, Ar50, Ar60 및 p 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중, X12는 O, S, C(R71)(R72) 또는 N(R73)일 수 있다.
상기 화학식 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중 R61, R62 및 R71 내지 R73은 서로 독립적으로,
i) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
iii) C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기;
iv) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
v) -N(Q11)(Q12) 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) (여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기이고, Q13 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기임); 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중, 상기 r1은 1 내지 4의 정수이고; 상기 r2는 1 또는 2이고; 상기 r3는 1 내지 6의 정수일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중 R61, R62 및 R71 내지 R73은 서로 독립적으로,
i) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, 및 C1-C20알콕시기;
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기, 및 C1-C60알콕시기;
iii) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기;
iv) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 및
v) -N(Q11)(Q12) 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) (여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기이고, Q13 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기); 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2 중 Ar50 및 Ar51은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐렌기(phenylene), 치환 또는 비치환된 펜타레닐렌기(pentalenylene), 치환 또는 비치환된 인데닐렌기(indenylene), 치환 또는 비치환된 나프틸렌기(naphtylene), 치환 또는 비치환된 아줄레닐렌기(azulenylene), 치환 또는 비치환된 헵타레닐렌기(heptalenylene), 치환 또는 비치환된 인다세닐렌기(indacenylene), 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌기(acenaphtylene), 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기(fluorenylene), 치환 또는 비치환된 스파이로-플루오레닐렌기, 치환 또는 비치환된 페날레닐렌기(phenalenylene), 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기(phenanthrenylene), 치환 또는 비치환된 안트릴기(anthrylene), 치환 또는 비치환된 플루오란테닐렌기(fluoranthenylene), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기(pyrenylene), 치환 또는 비치환된 크라이세닐렌기(chrysenylene), 치환 또는 비치환된 나프타세닐렌기(naphthacenylene). 치환 또는 비치환된 피세닐렌기(picenylene), 치환 또는 비치환된 페릴레닐렌기(perylenylene), 치환 또는 비치환된 펜타페닐렌기(pentaphenylene), 치환 또는 비치환된 헥사세닐렌기(hexacenylene), 치환 또는 비치환된 피롤일렌기(pyrrolylene), 치환 또는 비치환된 이미다졸일렌기(imidazolylene), 치환 또는 비치환된 피라졸일렌기(pyrazolylene), 치환 또는 비치환된 피리디닐렌기(pyridinylene), 치환 또는 비치환된 피라지닐렌기(pyrazinylene), 치환 또는 비치환된 피리미디닐렌기(pyrimidinylene), 치환 또는 비치환된 피리다지닐렌기(pyridazinylene), 치환 또는 비치환된 이소인돌일렌기(isoindolylene), 치환 또는 비치환된 인돌일렌기(indolylene), 치환 또는 비치환된 인다졸일렌기(indazolylene), 치환 또는 비치환된 푸리닐렌기(purinylene), 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐렌기(quinolinylene), 치환 또는 비치환된 벤조퀴놀리닐렌기(benzoquinolinylene), 치환 또는 비치환된 프탈라지닐렌기(phthalazinylene), 치환 또는 비치환된 나프티리디닐렌기(naphthyridinylene), 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐렌기(quinoxalinylene), 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐렌기(quinazolinylene), 치환 또는 비치환된 시놀리닐렌기(cinnolinylene), 치환 또는 비치환된 카바졸일렌기(carbazolylene), 치환 또는 비치환된 페난트리디닐렌기(phenanthridinylene), 치환 또는 비치환된 아크리디닐렌기(acridinylene), 치환 또는 비치환된 페난트롤리닐렌기(phenanthrolinylene), 치환 또는 비치환된 페나지닐렌기(phenazinylene), 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 치환 또는 비치환된 벤조이미다졸일렌기(benzoimidazolylene), 치환 또는 비치환된 푸라닐렌기(furanylene), 치환 또는 비치환된 벤조푸라닐렌기(benzofuranylene), 치환 또는 비치환된 티오페닐렌기(thiophenylene), 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐렌기(benzothiophenylene), 치환 또는 비치환된 티아졸일렌기(thiazolylene), 치환 또는 비치환된 이소티아졸일렌기(isothiazolylene), 치환 또는 비치환된 벤조티아졸일렌기(benzothiazolylene), 치환 또는 비치환된 이소옥사졸일렌기(isoxazolylene), 치환 또는 비치환된 옥사졸일렌기(oxazolylene), 치환 또는 비치환된 트리아졸일렌기, 치환 또는 비치환된 테트라졸일렌기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일렌기(oxadiazolylene), 치환 또는 비치환된 트리아지닐렌기(triazinylene), 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐렌기(dibenzopuranylene), 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐렌기(dibenzothiophenylene) 또는 벤조카바졸일기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 2 중 Ar50 및 Ar51은 서로 독립적으로,
i) 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 카바졸일렌기, 트리아지닐렌기, 디벤조푸라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기; 및
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 카바졸일렌기, 트리아지닐렌기, 디벤조푸라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기; 중에서 선택될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 2 중 Ar50 및 Ar51은 서로 독립적으로 하기 화학식 102-1 내지 102-5 중에서 선택될 수 있다:
Figure 112013009164435-pat00081
상기 화학식 102-1 내지 102-5 중, Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고; d1은 1 내지 3 중에서 선택된 정수이고; d2는 1 내지 4 중에서 선택된 정수이고; *는 화학식 1의 코어와의 결합 사이트 또는 코어에 인접한 다른 Ar50 또는 Ar51과의 결합 사이트이고; *'은 화학식 1 중 코어와 이격된 다른 Ar50 또는 Ar51과의 결합 사이트 또는 Ar60 또는 Ar61과의 결합 사이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2 중 Ar60 및 Ar61은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기(phenyl), 치환 또는 비치환된 펜타레닐기(pentalenyl), 치환 또는 비치환된 인데닐기(indenyl), 치환 또는 비치환된 나프틸기(naphtyl), 치환 또는 비치환된 아줄레닐기(azulenyl), 치환 또는 비치환된 헵타레닐기(heptalenyl), 치환 또는 비치환된 인다세닐기(indacenyl), 치환 또는 비치환된 아세나프틸기(acenaphtyl), 치환 또는 비치환된 플루오레닐기(fluorenyl), 치환 또는 비치환된 스파이로-플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 페날레닐기(phenalenyl), 치환 또는 비치환된 페난트레닐기(phenanthrenyl), 치환 또는 비치환된 안트릴기(anthryl), 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 치환 또는 비치환된 파이레닐기(pyrenyl), 치환 또는 비치환된 크라이세닐기(chrysenyl), 치환 또는 비치환된 나프타세닐기(naphthacenyl). 치환 또는 비치환된 피세닐기(picenyl), 치환 또는 비치환된 페릴레닐기(perylenyl), 치환 또는 비치환된 펜타페닐기(pentaphenyl), 치환 또는 비치환된 헥사세닐기(hexacenyl), 치환 또는 비치환된 피롤일기(pyrrolyl), 치환 또는 비치환된 이미다졸일기(imidazolyl), 치환 또는 비치환된 피라졸일기(pyrazolyl), 치환 또는 비치환된 피리디닐기(pyridinyl), 치환 또는 비치환된 피라지닐기(pyrazinyl), 치환 또는 비치환된 피리미디닐기(pyrimidinyl), 치환 또는 비치환된 피리다지닐기(pyridazinyl), 치환 또는 비치환된 이소인돌일기(isoindolyl), 치환 또는 비치환된 인돌일기(indolyl), 치환 또는 비치환된 인다졸일기(indazolyl), 치환 또는 비치환된 푸리닐기(purinyl), 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기(quinolinyl), 치환 또는 비치환된 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 치환 또는 비치환된 프탈라지닐기(phthalazinyl), 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 치환 또는 비치환된 시놀리닐기(cinnolinyl), 치환 또는 비치환된 카바졸일기(carbazolyl), 치환 또는 비치환된 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 치환 또는 비치환된 아크리디닐기(acridinyl), 치환 또는 비치환된 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl), 치환 또는 비치환된 페나지닐기(phenazinyl), 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 치환 또는 비치환된 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 치환 또는 비치환된 푸라닐기(furanyl), 치환 또는 비치환된 벤조푸라닐기(benzofuranyl), 치환 또는 비치환된 티오페닐기(thiophenyl), 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 치환 또는 비치환된 티아졸일기(thiazolyl), 치환 또는 비치환된 이소티아졸일기(isothiazolyl), 치환 또는 비치환된 벤조티아졸일기(benzothiazolyl), 치환 또는 비치환된 이소옥사졸일기(isoxazolyl), 치환 또는 비치환된 옥사졸일기(oxazolyl), 치환 또는 비치환된 트리아졸일기, 치환 또는 비치환된 테트라졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일기(oxadiazolyl), 치환 또는 비치환된 트리아지닐기(triazinyl), 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐기(dibenzopuranyl), 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 치환 또는 비치환된 벤조카바졸일기 및 -N(Q21)(Q22)(여기서, Q21 및 Q22는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 또는 이소퀴놀일기임) 중에서 선택될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar11은 하기 화학식 103-1 내지 103-16 중에서 선택될 수 있다:
Figure 112013009164435-pat00082
Figure 112013009164435-pat00083
상기 화학식 103-1 내지 103-16 중, Y1은 O, S, C(Z21)(Z22) 또는 N(Z23)이고; Z11, Z12 및 Z21 내지 Z23은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고; Q21 및 Q22는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고; e1은 1 내지 5의 정수이고; e2는 1 내지 7의 정수이고; e3는 1 내지 3의 정수이고; e4는 1 내지 4의 정수이고; e5는 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2 중 -(Ar50)p-(Ar60) 중 p는 Ar50의 개수를 나타내며, 0 내지 5의 정수이다. p가 0일 경우, Ar50은 화학식 2의 질소에 직접 결합된다. p가 2 이상일 경우, 2 이상의 Ar50은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 화학식 2 중 -(Ar51)q-(Ar61) 중 q는 Ar51의 개수를 나타내며, 0 내지 5의 정수이다. q가 0일 경우, Ar51은 화학식 2의 코어에 직접 결합된다. q가 2 이상일 경우, 2 이상의 Ar51은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2화합물은, 하기 화학식 100A-1(1), 100A-6(1), 100A-7(1), 100A-8(1), 100B-1(1), 100B-6(1), 100B-7(1) 또는 100B-8(1)로 표시될 수 있다:
<화학식 100A-1(1)> <화학식 100A-6(1)>
Figure 112013009164435-pat00084
Figure 112013009164435-pat00085
<화학식 100A-7(1)> <화학식 100A-8(1)>
Figure 112013009164435-pat00086
Figure 112013009164435-pat00087
<화학식 100B-1(1)> <화학식 100B-6(1)>
Figure 112013009164435-pat00088
Figure 112013009164435-pat00089
<화학식 100B-7(1)> <화학식 100B-8(1)>
Figure 112013009164435-pat00090
Figure 112013009164435-pat00091
상기 화학식 100A-1(1), 100A-6(1), 100A-7(1), 100A-8(1), 100B-1(1), 100B-6(1), 100B-7(1) 또는 100B-8(1) 중, R56 내지 R59는 서로 독립적으로, -(Ar51)q-(Ar61)로 표시되는 치환기이되, Ar50, Ar51, Ar60, Ar61, p 및 q에 대한 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 100A-1(1), 100A-6(1), 100A-7(1), 100A-8(1), 100B-1(1), 100B-6(1), 100B-7(1) 또는 100B-8(1) 중, R56 내지 R59는 서로 독립적으로, -(Ar51)q-(Ar61)로 표시되는 치환기이되, Ar50 및 Ar51은 서로 독립적으로, 상기 화학식 102-1 내지 102-5 중에서 선택되고, p 및 q는 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, Ar60 및 Ar61은 서로 독립적으로, 상기 화학식 103-1 내지 103-16 중에서 선택될 수 있다.
상기 제2화합물은, 하기 화학식 100A-H1, 100A-H2, 100B-H1 또는 100B-H2로 표시될 수 있다:
<화학식 100A-H1> <화학식 100A-H1>
Figure 112013009164435-pat00092
Figure 112013009164435-pat00093
<화학식 100B-H1> <화학식 100B-H1>
Figure 112013009164435-pat00094
Figure 112013009164435-pat00095
상기 화학식 100A-H1, 100A-H2, 100B-H1 또는 100B-H2 중, P 고리, Q 고리, Ar50, Ar60, Z1, Ar61, Z2, d1, d2 및 Y1에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 100A-H1, 100A-H2, 100B-H1 또는 100B-H2 중,
P 고리 및 Q 고리는 독립적으로,
i) 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 디벤조푸란, 및 디벤조티오펜; 및
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기, 및 C1-C60알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 및 -N(Q11)(Q12) (여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기); 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 디벤조푸란, 및 디벤조티오펜 중에서 선택되고;
Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고;
d1은 1 내지 3 중에서 선택된 정수이고;
d2는 1 내지 4 중에서 선택된 정수이고;
Y1은 O 또는 S이고;
Ar61은 상기 화학식 103-1 내지 103-16 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2화합물은 하기 화합물 H1 내지 H64 중 하나일 수 있다:
Figure 112013009164435-pat00096
Figure 112013009164435-pat00097
Figure 112013009164435-pat00098
Figure 112013009164435-pat00099
상기 제2화합물은 높은 전하 수송 능력 및 발광 능력을 갖는다. 또한, 상기 제2화합물의 HOMO와 LUMO 간의 차, 즉, 에너지 갭이 커서, 상기 제2화합물을 이용하면 용이하게 에너지 레벨을 조절할 수 있다. 따라서, 상기 제2화합물을 상술한 바와 같은 제1화합물과 함께 발광층 재료로 사용할 경우, 효율 및 수명이 크게 향상될 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 발광층은 도펀트 및 호스트를 포함하되, 발광층은 상기 제1화합물을 포함하고, 상기 호스트는 상기 제2화합물을 포함할 수 있다. 상기 발광층의 도펀트에 포함되는 제1화합물 및 상기 발광층의 호스트에 포함되는 제2화합물의 조합은 본 명세서에 기재된 범위 내에서 임의로 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광층의 도펀트는 상기 화학식 1(1)로 표시되는 제1화합물을 포함하고, 상기 발광층의 호스트는 상기 화학식 100A 또는 100B로 표시되는 제2화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또는, 상기 발광층의 도펀트는 상기 화학식 1A 내지 1R 중 하나로 표시되는 제1화합물을 포함하고, 상기 발광층의 호스트는 상기 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중 하나로 표시되는 제2화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또는, 상기 발광층의 도펀트는 상기 화합물 D1 내지 D35 중 하나인 제1화합물을 포함하고, 상기 발광층의 호스트는 상기 화합물 H1 내지 H64 중 하나인 제2화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 도펀트는 상술한 바와 같은 제1화합물을 포함하므로, 상기 발광층은 인광 발광 메커니즘에 따라 광방출이 가능하다. 상기 발광층은 적색, 녹색 및/또는 청색 발광이 모두 가능하다. 예를 들어, 상기 발광층은 적색 또는 녹색광을 방출할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물 및 화학식 2로 표시되는 제2화합물은 공지의 유기 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있다. 상기 제1화합물 및 제2화합물의 합성 방법은 후술하는 실시예를 참조하여 당업자에게 용이하게 인식될 수 있다.
상기 발광층 중 도펀트는 상기 제1화합물 외에 공지의 도펀트를 더 포함할 수 있고, 상기 발광층 중 호스트는 상기 제2화합물 외에 공지의 호스트를 더 포함할 수 있다.
상기 발광층 중 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 15 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 발광층 상부에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여, 정공 저지층(HBL)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 정공 저지층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 될 수 있다. 공지의 정공 저지 재료도 사용할 수 있는데, 이의 예로는, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다. 예를 들면, 하기와 같은 BCP를 정공 저지층 재료로 사용할 수 있다.
Figure 112013009164435-pat00100
상기 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 정공 저지층 상부에 전자 수송층(ETL)을 진공증착법, 또는 스핀코팅법, 캐스트법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성한다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 전자 수송층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다. 상기 전자 수송층 재료로는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 공지의 전자 수송 물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자 수송 물질의 예로는, 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, Balq, 베릴륨 비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), ADN, 화합물 201, 화합물 202 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013009164435-pat00101
Figure 112013009164435-pat00102
<화합물 201> <화합물 202>
Figure 112013009164435-pat00103
Figure 112013009164435-pat00104
Figure 112013009164435-pat00105
BCP
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
또는, 상기 전자 수송층은 공지의 전자 수송성 유기 화합물 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 화합물은 상기 금속-함유 물질은 Li 화합물을 포함할 수 있다. 상기 Li 화합물의 비제한적인 예로는, 리튬 퀴놀레이트(LiQ) 또는 하기 화합물 203 등을 들 수 있다:
<화합물 203> <LiQ>
Figure 112013009164435-pat00106
Figure 112013009164435-pat00107
또한 전자 수송층 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자 주입층(EIL)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
또한 전자 수송층 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자 주입층(EIL)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
상기 전자 주입층 형성 재료로는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자주입층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
이와 같은 유기층(15) 상부로는 제2전극(17)이 구비되어 있다. 상기 제2전극은 전자 주입 전극인 캐소드(Cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 박막으로 형성하여 투과형 전극을 얻을 수 있다. 한편, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 이용한 투과형 전극을 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중, 비치환된 C1-C60알킬기(또는 C1-C60알킬기)의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등과 같은 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 알킬기를 들 수 있고, 치환된 C1-C60알킬기는 상기 비치환된 C1-C60알킬기 중 하나 이상의 수소 원자가 중수소, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C6-C60아릴기, C2-C60헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12), 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로 수소, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C5-C60아릴기, 및 C2-C60헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택됨)로 치환된 것이다.
본 명세서 중 비치환된 C1-C60알콕시기(또는 C1-C60알콕시기)는 -OA(단, A는 상술한 바와 같은 비치환된 C1-C60알킬기임)의 화학식을 가지며, 이의 구체적인 예로서, 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시, 등이 있고, 이들 알콕시기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알케닐기(또는 C2-C60알케닐기)는 상기 비치환된 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 이중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에테닐, 프로페닐, 부테닐 등이 있다. 이들 비치환된 C2-C60알케닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알키닐기(또는 C2-C60알키닐기)는 상기 정의된 바와 같은 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 삼중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에티닐(ethynyl), 프로피닐(propynyl), 등이 있다. 이들 알키닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C6-C60아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 비치환된 C5-C60아릴렌기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 아릴기 및 아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 아릴기 및 아릴렌기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기의 예로는 페닐기, C1-C10알킬페닐기(예를 들면, 에틸페닐기), C1-C10알킬비페닐기(예를 들면, 에틸비페닐기), 할로페닐기(예를 들면, o-, m- 및 p-플루오로페닐기, 디클로로페닐기), 디시아노페닐기, 트리플루오로메톡시페닐기, o-, m-, 및 p-토릴기, o-, m- 및 p-쿠메닐기, 메시틸기, 페녹시페닐기, (α,α-디메틸벤젠)페닐기, (N,N'-디메틸)아미노페닐기, (N,N'-디페닐)아미노페닐기, 펜타레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 할로나프틸기(예를 들면, 플루오로나프틸기), C1-C10알킬나프틸기(예를 들면, 메틸나프틸기), C1-C10알콕시나프틸기(예를 들면, 메톡시나프틸기), 안트라세닐기, 아즈레닐기, 헵타레닐기, 아세나프틸레닐기, 페나레닐기, 플루오레닐기, 안트라퀴놀일기, 메틸안트릴기, 페난트릴기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 에틸-크리세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 클로로페릴레닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 테트라페닐레닐기, 헥사페닐기, 헥사세닐기, 루비세닐기, 코로네릴기, 트리나프틸레닐기, 헵타페닐기, 헵타세닐기, 피란트레닐기, 오바레닐기 등을 들 수 있으며, 치환된 C5-C60아릴기의 예는 상술한 바와 같은 비치환된 C5-C60아릴기의 예와 상기 치환된 C1-C60알킬기의 치환기를 참조하여 용이하게 인식할 수 있다. 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 여기서, 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리는 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기 중 하나 이상의 수소원자는 상술한 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 비치환된 C2-C60헤테로아릴기의 예에는, 피라졸일기, 이미다졸일기, 옥사졸일기, 티아졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 피리디닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조이미다졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 등을 들 수 있다. 상기 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C2-C60아릴렌기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기는 -OA2(여기서, A2는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴싸이오기는 -SA3(여기서, A3는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기임)를 가리킨다.
[합성예]
합성예 1: 화합물 D5의 합성
하기 반응식 1에 따라, 화합물 D5를 합성하였다:
<반응식 1>
Figure 112013009164435-pat00108

중간체 5(3)의 합성
5-이소부틸-피리딘-2-카르복실산 25.7g (143.6 mmol)을 메탄올 100ml에 녹이고, 진한 황산 5ml를 가하여 80℃에서 18시간 동안 가열환류하였다. 반응이 완료되면, 반응혼합물을 감압농축시키고, 다이클로로메탄 100ml과 혼합한 후, 0℃에서 포화 탄산수소나트륨 수용액을 천천히 가하여 염기화시키고 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하여 감압증류하여 중간체 31(2) 26.0g (137.8 mmol, 수율 96%)을 수득하였다.
LC-MS m/z = 194(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.87(s, 1H), 8.31(d, 1H), 8.19(d, 1H), 3.92(s, 3H), 2.55(d, 2H), 2.01-1.99(m, 1H), 1.01(d, 6H).
중간체 5(2)의 합성
NaH 1.0g (43.4 mmol)을 무수 테트라하이드로 퓨란 80ml에 넣고, 0℃에서 3,3-디메틸-2-부타논(3,3-Dimethyl-2-butanone) 4.5ml (34.8 mmol)을 천천히 첨가하였다. 약 1시간 후, 중간체 5(3) 5.6g (29.0 mmol)을 천천히 가한 후, 약 80℃에서 16시간 동안 가열환류시켰다. 반응이 완료되면, 증류수 30ml를 넣고, 4N 묽은 염산 수용액을 천천히 가하여 중성화시킨 후, 다이클로로메탄 100ml로 5회 추출하엿다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하여, 감압증류시키고 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 5(2) 3.9g (15.1 mmol, 수율 52%)을 수득하였다.
LC-MS m/z = 262(M+H)+
중간체 5(1)의 합성
상온에서, 상기 중간체 5(2) 3.6g (13.9 mmol)을 에탄올 50ml에 녹인 후, 하이드라진 하이드레이트 4.0ml (140.0mmol)을 가하여, 80℃에서 약 18시간 가열환류한 다음, 감압농축하고, 증류수 80ml와 다이클로로메탄 100ml로 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하여, 감압증류하고, 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체5(1) 2.7g (10.4 mmol, 수율 75%)을 수득하였다.
LC-MS m/z = 258(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.67(s, 1H), 7.81(d, 1H), 7.36(d, 1H), 6.75(s, 1H), 2.52(d, 2H), 1.98-1.96(m, 1H), 1.31(s, 9H), 0.98(d, 6H).
화합물 D5 의 합성
상온에서, 중간체 5(1) 0.6g (2.5 mmol)을 에탄올 30ml와 증류수 10ml의 혼합용매에 녹인 후, K2PtCl4 0.5g (1.2 mmol)을 가하여 18시간 동안 가열환류시켰다. LCMS로 반응이 완결되었는지 확인하고, 여과하여 화합물 D5 0.7g (1.0 mmol, 수율 40%)를 수득하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 708(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 10.32(s, 1H), 8.31(d, 1H), 8.17(d, 1H), 6.73(s, 1H), 2.58(d, 2H), 1.97-1.95(m, 1H), 1.32(s, 9H), 1.00(d, 6H).
합성예 2: 화합물 D2의 합성
하기 반응식 2에 따라, 화합물 D2를 합성하였다:
<반응식 2>
Figure 112013009164435-pat00109

중간체 2(3)의 합성
5-이소부틸-피리딘-2-카르복실산 대신 5-이소프로필-피리딘-2-카르복실산(5-Isopropyl-pyridine-2-carboxylic acid)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(3)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 2(3) (수율 96%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 180(M+H)+
중간체 2(2)의 합성
3,3-디메틸-2-부타논(3,3-Dimethyl-2-butanone) 대신 4,4-디메틸-펜탄-2-온(4,4-Dimethyl-pentan-2-one)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(2)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 2(2) (수율 12%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 262(M+H)+
중간체 2(1)의 합성
중간체 5(2) 대신 중간체 2(2)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 2(1) (수율 70%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 258(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.58(s, 1H), 7.76(d, 1H), 7.23(d, 1H), 6.69(s, 1H), 3.24-3.22(m, 1H), 2.48(s, 2H), 1.28(d, 6H), 1.09(t, 9H).
화합물 D2 의 합성
중간체 5(1) 대신 중간체 2(1)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 D2 (수율 45%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 708(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 10.18(s, 1H), 8.21(d, 1H), 8.15(d, 1H), 6.76(s, 1H), 3.23-3.21(m, 1H), 2.45(s, 2H), 1.25(d, 6H), 1.08(t, 9H).
합성예 3: 화합물 D11의 합성
하기 반응식 3에 따라, 화합물 D11을 합성하였다:
<반응식 3>
Figure 112013009164435-pat00110

중간체 11(2)의 합성
3,3-디메틸-2-부타논(3,3-Dimethyl-2-butanone) 대신 4-메틸-펜탄-2-온(4-Methyl-pentan-2-one)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(2)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 11(2) (수율 16%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 262(M+H)+
중간체 11(1)의 합성
중간체 5(2) 대신 중간체 11(2)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 11(1) (수율 50%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 258(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.59(s, 1H), 7.72(d, 1H), 7.41(d, 1H), 6.54(s, 1H), 2.53(d, 2H), 2.49(d, 2H), 1.96-1.92(m, 2H), 1.03-0.98(m, 12H).
화합물 D11의 합성
중간체 5(1) 대신 중간체 11(1)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 D11 (수율 60%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 708(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 10.46(s, 1H), 8.31(d, 1H), 8.12(d, 1H), 6.77(s, 1H), 2.49(d, 2H), 2.47(d, 2H), 1.95-1.91(m, 2H), 1.04-1.00(m, 12H).
합성예 4: 화합물 D12의 합성
하기 반응식 4에 따라, 화합물 D12을 합성하였다:
<반응식 4>
Figure 112013009164435-pat00111

중간체 12(3)의 합성
5-이소부틸-피리딘-2-카르복실산 대신 4-이소프로필-피리딘-2-카르복실산(4-Isopropyl-pyridine-2-carboxylic acid)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(3)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 12(3) (수율 96%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 180(M+H)+
중간체 12(2)의 합성
중간체 12(3) 대신 중간체 5(3)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(2)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 12(2) (수율 46%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 248(M+H)+
중간체 12(1)의 합성
중간체 5(2) 대신 중간체 12(2)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 12(1) (수율 50%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 245(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.66(d, 1H), 7.63(s, 1H), 7.23(d, 1H), 6.71(s, 1H), 3.02-2.99(m, 1H), 1.31(s, 9H), 1.21(d, 6H)
화합물 D12 의 합성
중간체 5(1) 대신 중간체 12(1)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 D12 (수율 71%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 680(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 10.74(d, 1H), 8.45(s, 1H), 7.26-7.25(m, 1H), 6.82(s, 1H), 3.00-2.97(m, 1H), 1.34(s, 9H), 1.18(d, 6H)
합성예 5: 화합물 D13의 합성
하기 반응식 5에 따라, 화합물 D13을 합성하였다:
<반응식 5>
Figure 112013009164435-pat00112

중간체 13(3)의 합성
5-이소부틸-피리딘-2-카르복실산 대신 4-이소부틸-피리딘-2-카르복실산(4-Isobutyl-pyridine-2-carboxylic acid)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(3)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 13(3) (수율 95%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 194(M+H)+
중간체 13(2)의 합성
중간체 5(3) 대신 중간체 13(3)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(2)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 13(2) (수율 50%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 262(M+H)+
중간체 13(1)의 합성
중간체 5(2) 대신 중간체 13(2)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 13(1) (수율 50%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 258(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.48(d, 1H), 7.69(s, 1H), 7.34(d, 1H), 6.65(s, 1H), 2.45(d, 2H), 2.23-2.21(m, 1H), 1.27(s, 9H), 0.97(d, 6H)
화합물 D13 의 합성
중간체 5(1) 대신 중간체 13(1)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 D13 (수율 60%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 708(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 10.71(d, 1H), 8.84(s, 1H), 7.524(d, 1H), 6.78(s, 1H), 2.32(d, 2H), 2.21-2.20(m, 1H), 1.30(s, 9H), 1.01(d, 6H)
합성예 6: 화합물 D15의 합성
하기 반응식 6에 따라, 화합물 D15을 합성하였다:
<반응식 6>
Figure 112013009164435-pat00113
중간체 15(3)의 합성
6-클로로-피리미딘-4-카르복실산 메틸 에스테르(6-Chloro-pyrimidine-4-carboxylic acid methyl ester) 10g (57.9mmol)을 톨루엔과 물의 혼합용매 200ml에 녹이고, 이소프로필보론산(Isopropylboronic acid) (69.5mmol), Pd(OAc)2 2.0g (9.3mmol), 트리시클로헥실 포스핀(Tricyclohexyl phosphine) 4.2g (15.0mmol) 및 K3PO4 4.3g (202mmol)을 가하여 100℃에서 18시간 동안 가열환류하였다. 반응이 완료되면, 셀라이트(Celite)로 여과한 후, 감압증류하고, 증류수 100ml와 다이클로로메탄 300ml로 추출한 다음, 마그네슘설페이트로 건조하여, 감압증류하였다. 이로부터 수득한 결과물을 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 15(3) (수율 42%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 181(M+H)+
중간체 15(2)의 합성
중간체 5(3) 대신 중간체 15(3)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(2)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 15(2) (수율 46%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 249(M+H)+
중간체 15(1)의 합성
중간체 5(2) 대신 중간체 15(2)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 15(1) (수율 55%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 245(M+H)+
화합물 D15의 합성
중간체 5(1) 대신 중간체 15(1)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 D15 (수율 65%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 682(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 10.77(s, 1H), 8.43(s, 1H), 6.79(s, 1H), 3.12-3.08(m, 1H), 1.32(s, 9H), 1.24(d, 6H)
합성예 7: 화합물 D22의 합성
하기 반응식 7에 따라, 화합물 D22를 합성하였다:
<반응식 7>
Figure 112013009164435-pat00114

중간체 20(5)의 합성
5-브로모-2-클로로피리미딘(5-Bromo-2-chloropyrimidine) 5g (25.9mmol)과 (2-메틸프로필)보론산((2-methylpropyl)boronic acid) 3.1g (31.0mmol), Pd(OAc)2 0.9g (3.8mmol), 트피시클로헥실 포스핀(Tricyclohexyl phosphine) 1.4g (5.2mmol) 및 K3PO4 16.5g (78mmol)을 톨루엔/물(90ml/6ml)에 녹인 후, 80℃에서 18시간 동안 가열환류하였다. 반응 완료 후, 셀라이트(Celit)로 여과한 후, 감압증류하여 수득한 반응혼합물을 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 20(5) 2.2g (12.7 mmol, 수율 49%)을 수득하였다.
LC-MS m/z = 171(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.43(s, 2H), 2.47(d, 2H), 1.91-1.83(m, 1H), 0.94(d, 6H).
중간체 20(4)의 합성
상기 중간체 20(5) 2.2g (12.9mmol)를 DMSO 12ml와 물 12ml에 녹인 후, NaCN 0.7g (14.1mmol), DABCO 0.3g (2.6mmol)을 가하여, 실온에서 2시간 교반한 다음, 80℃에서 16시간 가열하였다. 반응 완료 후, 물과 EA를 이용하여 추출하고 마그네슘설페이트로 건조시켜 수득한 반응 혼합물을 감압증류하여 중간체 20(4) 2.0g (12.2mmol, 수율 95%)을 수득하였다.
LC-MS m/z = 162(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.64(s, 2H), 2.57(d, 2H), 1.96-1.91(m, 1H), 0.96(d, 6H).
중간체 20(3)의 합성
상기 중간체 20(4) 2.0g (12.2mmol)를 메탄올 40m에 녹인 후, 35% HCl 10ml 가하여, 80℃에서 약 18시간 가열환류하였다. 반응 완료 후, 감압증류하여 수득한 반응혼합물을 다이클로로메탄에 녹인 후, 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 중성화 시켜 추출하여 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시키고, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하여, 중간체 20(3) 1.0g (5.1mmol, 수율 42%)을 수득하였다.
LC-MS m/z = 195(M+H)+
중간체 22(2)의 합성
중간체 5(3) 대신 중간체 20(3)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 7의 중간체 7(2)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 22(2) (수율 46%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 275(M+H)+
중간체 22(1)의 합성
중간체 5(2) 대신 중간체 22(2)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 22(1) (수율 60%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 271(M+H)+
화합물 D22 의 합성
중간체 5(1) 대신 중간체 22(1)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 D22 (수율 53%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 734(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 10.71 (s, 1H), 8.57(s, 1H), 6.79(s, 1H), 2.25-2.23(m, 1H), 1.03(s, 6H)
합성예 8: 화합물 D30 의 합성
하기 반응식 8에 따라, 화합물 D30을 합성하였다:
<반응식 8>
Figure 112013009164435-pat00115

중간체 30(3)의 합성
5-이소부틸-피리딘-2-카르복실산 대신 7-이소프로필-이소퀴놀린-1-카르복실산(7-Isopropyl-isoquinoline-1-carboxylic acid)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(3)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 30(3) (수율 95%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 230(M+H)+
중간체 30(2)의 합성
중간체 5(3) 대신 중간체 30(3)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(2)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 30(2) (수율 41%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 298(M+H)+
중간체 30(1)의 합성
중간체 5(2) 대신 중간체 30(2)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 5(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 30(1) (수율 63%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 294(M+H)+
화합물 D30 의 합성
중간체 5(1) 대신 중간체 30(1)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 D30 (수율 46%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 780(M+H)+
1H NMR(500MHz, CDCl3) δ= 8.62(d, 1H), 7.72-7.43(m, 4H), 6.74(s, 1H), 3.16-3.14(m, 1H), 1.33(s, 9H), 1.27(s, 6H).
합성예 9: 화합물 H3의 합성
하기 반응식에 따라 화합물 H3를 합성하였다:
Figure 112013009164435-pat00116
중간체 3-a의 합성
플라스크에 중간체 SM3(3-Iodo-9-phenyl-9H-carbazol-2-ol) 13.6g(1.2eq), Pd(PPh3)4 1.36g(0.04eq), CuI 450mg(0.08eq) 를 넣고 진공환경 만들어준 뒤 N2 분위기를 만든 후, THF 200mL를 넣어 교반하였다. 트리에틸아민(Triethylamine) 2.2mL(1.2eq)와 중간체 L3 3g(1eq)을 천천히 적가한 후 N2, 실온조건에서 2시간 교반하였다. 용매를 회전증발기를 이용하여 제거하고, 반응액을 물 100mL를 가하고 에틸에테르 100mL로 3회 추출하여 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 3-a 7.74g(수율 62%)를 얻었다.
중간체 3-b의 합성
중간체 3-a 5g을 메틸렌 클로라이드(MC) 100mL에 녹이고 0℃로 낮춘 후 Tf2O 7.84g과 피리딘(pyridine) 2mL을 넣은 다음, 0℃에서 1시간 동안 교반하고 반응액의 온도를 실온까지 올린 후, 물 100mL와 MC 100 mL로 3회 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 3-b 5.48g(수율 91%)를 얻었다.
중간체 3-c의 합성
중간체 31-b 5g, 화합물 a 1.5g(1.2eq), Pd(PPh3)4 590mg(0.05eq), K2CO3 7.0g (5eq)를 THF 100mL와 증류수 30mL에 녹인 후, 120℃까지 온도를 높여 환류하면서 24시간 동안 교반하였다. 반응액을 실온으로 식힌 뒤, 물 200mL와 디에틸에테르로 200mL로 3회 추출하고, 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 3-c 3.24g(수율 76%)를 얻었다.
화합물 3H의 합성
중간체 3-c 3g을 MC 50mL에 녹이고 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid) 12.5mL(20eq)를 천천히 적가하고 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 반응 종료 후, 물 100mL와 디에틸에테르 100mL를 반응액에 첨가하여 3회 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔관 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 H3 (수율 93%)를 수득하였다. 생성된 화합물을 NMR로 확인하였다.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 8.93(d, 2H), 8.12(d, 2H), 7.93-7.88(m, 2H), 7.82(t, 1H), 7.77(s, 1H), 7.55(d, 2H), 7.46-7.40(m, 3H), 7.30-7.28(m, 11H), 7.08-7.00(m, 4H)
합성예 10: 화합물 H12의 합성
중간체 3-a의 합성 시, 중간체 SM3(3-Iodo-9-phenyl-9H-carbazol-2-ol) 대신, 중간체 SM12(3-iodo-9-(3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-9H-carbazol-2-ol)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 9와 동일한 방법을 이용하여 화합물 H12(수율: 94%)를 합성하였다. 생성된 화합물을 NMR로 확인하였다.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 8.93(d, 2H), 8.12(d, 2H), 7.93-7.88(m, 2H), 7.82-7.77(m, 2H), 7.55(d, 2H), 7.50-7.46(m, 7H), 7.40(d, 2H), 7.32-7.22(m, 14H), 7.08-7.00(m, 4H)
합성예 11: 화합물 H13의 합성
중간체 3-a의 합성 시, 중간체 SM3(3-Iodo-9-phenyl-9H-carbazol-2-ol) 대신, 중간체 SM13(3-iodo-9-(4-phenylquinazolin-2-yl)-9H-carbazol-2-ol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 9와 동일한 방법을 이용하여 화합물 H13(수율: 93%)를 합성하였다. 생성된 화합물을 NMR로 확인하였다.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 8.93(d, 2H), 8.12(d, 2H), 8.00(d, 1H), 7.93(s, 1H), 7.88-7.77(m, 5H), 7.60-7.55(m, 3H), 7.48-7.46(m, 3H), 7.40(d, 2H), 7.32-7.30(m, 3H), 7.30-7.22(m, 6H), 7.08-7.00(m, 4H)
합성예 12: 화합물 H30의 합성
하기 반응식에 따라 화합물 H30을 합성하였다:
Figure 112013009164435-pat00117
중간체 3-a의 합성 시, 중간체 L3 대신 상기 중간체 L20을 사용하고, 중간체 20-c 합성시 화합물 a 대신 상기 화합물 e를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 9와 동일한 방법을 이용하여 화합물 H30(수율: 94%)를 합성하였다. 생성된 화합물을 NMR로 확인하였다.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 8.93(d, 3H), 8.12(d, 2H), 7.93(s, 1H), 7.88-7.82(m, 3H), 7.64(s, 1H), 7.55(d, 2H), 7.49(d, 1H), 7.42-7.40(m, 2H), 7.35(d, 1H), 7.30(m, 5H), 7.19-7.00(m, 4H)
합성예 13: 화합물 H43의 합성
하기 반응식에 따라 화합물 H43을 합성하였다:
Figure 112013009164435-pat00118
중간체 43-a의 합성
중간체 SM12(3-iodo-9-(3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-9H-carbazol-2-ol) 10g, 화합물 a 3.8g(1.2eq), Pd(PPh3)4 1.5mg(0.05eq), K2CO3 18g(5eq)를 THF 200mL와 증류수 60mL에 녹인 후, 120℃로 온도를 높여 환류하면서 24시간 동안 교반하였다. 이로부터 수득한 반응액을 실온까지 냉각시킨 후, 물 200mL와 디에틸에테르로 200mL로 3회 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 43-a 8.2g(수율 73%)를 얻었다.
중간체 43-b의 합성
중간체 43-a 5g을 MC 100mL에 녹이고 0℃로 낮춘 후 Tf2O 8.4g과 pyridine 2mL을 넣는다. 0oC, 1시간 교반하고 반응액을 실온으로 올려 물 100mL와 MC 100 mL로 3회 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 43-b (수율 93%)을 얻었다.
중간체 43-c의 합성
중간체 43-b 5.67g(1.2eq), Pd(PPh3)4 470g(0.04eq), CuI 160mg(0.08eq) 를 넣고 진공환경 만들어준 뒤 N2 분위기를 만들어준 후, THF 200mL를 넣어 교반하였다. 트리에틸아민(Triethylamine) 0.9mL(1.2eq)와 중간체 L3 4g(1eq)를 천천히 적가한 후 N2 분위기 및 실온 조건에서 2시간 동안 교반하였다. 이로부터 용매를 회전증발기를 이용하여 제거하고, 반응액을 물 100mL를 가하고 에틸에테르 100mL로 3회 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 43-c (수율 67%)를 얻었다.
화합물 H43의 합성
중간체 43-c 3g을 MC 50mL에 녹이고 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid) 7.4mL(20eq)를 천천히 적가하고 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 반응 종료 후, 물 100mL와 디에틸에테르로 100mL를 반응액에 첨가하여 3회 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔관 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 H43 2.76g(수율 92%)를 얻었다. 생성된 화합물을 NMR로 확인하였다.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 8.93(s, 2H), 8.12(d, 2H), 7.93-7.77(m, 4H), 7.55-7.20(m, 25H), 7.08-7.00(m, 4H)
실시예 1
애노드로서 ITO/Ag/ITO가 70Å/1000Å/70Å의 두께로 증착된 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공 증착 장치에 설치하였다.
상기 애노드 상부에 2-TNATA를 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성한 후, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(이하, NPB)을 증착하여 1000Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상부에 화합물 H3(호스트) 및 화합물 D13(도펀트)를 91 : 9의 중량비로 공증착하여, 250Å 두께의 발광층을 형성한 다음, 상기 발광층 상부에 BCP를 증착하여 50Å 두께의 정공 저지층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 증착하여, 350Å 두께의 전자 수송층을 형성한 후, 상기 전자 수송층 상에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 MgAg를 중량비 90:10의 비율로 증착하여 120Å 두께의 캐소드를 형성함으로써, 유기 발광 소자(녹색광 방출)를 제작하였다.
실시예 2
발광층 형성시 도펀트로서 화합물 D13 대신 화합물 D5를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3
발광층 형성시 호스트로서 화합물 H3 대신 화합물 H12를 사용하고 도펀트로서 화합물 D13 대신 화합물 D12을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 4
발광층 형성시 호스트로서 화합물 H3 대신 화합물 H12를 사용하고 도펀트로서 화합물 D13 대신 화합물 D11을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 5
발광층 형성시 호스트로서 화합물 H3 대신 화합물 H30을 사용하고 도펀트로서 화합물 D13 대신 화합물 D2를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 6
발광층 형성시 호스트로서 화합물 H3 대신 화합물 H43을 사용하고 도펀트로서 화합물 D13 대신 화합물 D15를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 7
정공 수송층 두께를 1350Å의 두께로 변경하고, 발광층 형성시 화합물 H13(호스트) 및 화합물 D22(도펀트)를 94 : 6의 중량비로 공증착하여 400Å 두께의 발광층을 형성하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자(적색광 방출)를 제작하였다.
실시예 8
발광층 형성시 도펀트로서 화합물 D22 대신 화합물 D30을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 7과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
발광층 형성시 호스트로서 화합물 H3 대신 화합물 CBP를 사용하고 도펀트로서 화합물 D13 대신 Ir(ppy)3를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 2
발광층 형성시 호스트로서 화합물 H13 대신 화합물 CBP를 사용하고 도펀트로서 화합물 D22 대신 PtOEP를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 7과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112013009164435-pat00119
Figure 112013009164435-pat00120
Figure 112013009164435-pat00121
Ir(ppy) 3
평가예 1
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2의 유기 발광 소자의 구동 전압, 전류 밀도, 휘도, 효율 및 색순도를 PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(PhotoResearch사 제품임)을 이용하여 평가하였다. LT97은 전류밀도 10 mA/cm2 조건 하의 초기 휘도를 100%로 하였을 때, 휘도가 97%가 되는데 걸리는 시간을 측정한 수명 데이타이다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
호스트 도펀트 구동 전압
(V)		 전류
밀도
(mA
/cm2)		 휘도
(cd/m2)		 효율
(cd/A)		 발광색 색좌표 LT97
(HR)
실시예 1 H3 D13 5.8 10 6,315 63.2 녹색 0.25,
0.72		 76
실시예 2 H3 D5 5.7 10 6,674 66.7 녹색 0.28,
0.65		 87
실시예 3 H12 D12 5.9 10 6,542 65.4 녹색 0.24,
0.70		 78
실시예 4 H12 D11 5.8 10 6,732 67.3 녹색 0.27,
0.70		 72
실시예 5 H30 D2 6.0 10 6,214 62.1 녹색 0.26, 0.71 83
실시예 6 H43 D15 5.7 10 6,354 63.5 녹색 0.26,
0.71		 81
실시예 7 H13 D22 6.0 10 3,276 32.8 적색 0.65,
0.35		 101
실시예 8 H13 D30 6.0 10 3,221 32.2 적색 0.66,
0.33		 96
비교예 1 CBP Ir(ppy)3 6.8 10 4,766 47.7 녹색 0.27,
0.70		 61
비교예 2 CBP PtOEP 7.3 10 2,212 22.1 적색 0.67,
0.32		 89
상기 표 1로부터, 실시예 1 내지 6의 유기 발광 소자는 비교예 1의 유기 발광 소자에 비하여 우수한 구동 전압, 휘도, 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있고, 실시예 7 및 8의 유기 발광 소자는 비교예 2의 유기 발광 소자보다 우수한 구동 전압, 휘도, 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
10: 유기 발광 소자
11: 기판
13: 제1전극
15: 유기층
17: 제2전극

Claims (20)

  1. 기판; 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층;을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 제1화합물 및 하기 화학식 100으로 표시되는 제2화합물을 포함한, 유기 발광 소자:
    <화학식 1> <화학식 100>
    Figure 112019070761375-pat00122
    Figure 112019070761375-pat00123

    상기 화학식 1 중,
    A 고리는, 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 적어도 하나의 5원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 또는 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환이고;
    X1은 N 또는 C(R3)이고;
    R1은 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C2-C60알킬기이고;
    R2 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -C(=O)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기임), 및 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트 중에서 선택되고, R3 및 R4는 선택적으로, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 형성할 수 있고;
    a는 0 내지 10의 정수이되, a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있고;
    n은 1 또는 2이고;
    상기 n이 2일 경우, 2개의
    Figure 112019070761375-pat00124
    는 서로 동일하거나 상이할 수 있고;
    L은 유기 리간드이고;
    m은 0 내지 2의 정수이고;
    상기 화학식 100 중,
    i) R56와 R57이 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C3-C60시클릭 모이어티(cyclic moiety), 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로시클릭 모이어티를 형성하고, R51 내지 R55 및 R58 내지 R60은 서로 독립적으로, -(Ar51)q-(Ar61)로 표시되는 치환기이거나; 또는 ii) R58과 R59가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C3-C60시클릭 모이어티(cyclic moiety), 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로시클릭 모이어티를 형성하고, R51 내지 R57 및 R60은 서로 독립적으로, -(Ar51)q-(Ar61)로 표시되는 치환기이고;
    상기 Ar50 및 Ar51은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기 중에서 선택되고;
    상기 Ar60 및 Ar61은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q21)(Q22) 및 -Si(Q23)(Q24)(Q25) (여기서, 상기 Q21 및 Q22는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택되고; 상기 Q23 내지 Q25는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택됨) 중에서 선택되고;
    p 및 q는 서로 독립적으로 0 내지 5 중에서 선택된 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 A 고리가, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 퓨린(purine), 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 1,8-나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 페난쓰리딘, 1,7-페난쓰롤린 및 피롤로피리미딘 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 R1이 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 a는 1 내지 10의 정수이고, a개의 R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C1-C60알킬기인, 유기 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물이 하기 화학식 1(1)로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 1(1)>
    Figure 112020501287616-pat00125

    상기 화학식 1(1)에서,
    Ax 고리 및 Ay 고리는, 서로 독립적으로, 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 적어도 하나의 5원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 또는 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환이고;
    R1x 및 R1y는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C2-C60알킬기이고;
    X1x는 N 또는 C(R3x)이고, X1y는 N 또는 C(R3y)이고,
    R2x 내지 R4x 및 R2y 내지 R4y는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -C(=O)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기임), 및 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트 중에서 선택되고, R3x 과 R4x 및 R3y 과 R4y 중 적어도 하나 선택적으로, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 형성할 수 있고;
    ax 및 ay는 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수이다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화학식 1(1) 중 R1x 및 R1y는 서로 독립적으로, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물이 화학식 1A 내지 1R 중 하나로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 1A> <화학식 1B>
    Figure 112013009164435-pat00126
    Figure 112013009164435-pat00127

    <화학식 1C> <화학식 1D>
    Figure 112013009164435-pat00128
    Figure 112013009164435-pat00129

    <화학식 1E> <화학식 1F>
    Figure 112013009164435-pat00130
    Figure 112013009164435-pat00131

    <화학식 1G> <화학식 1H>
    Figure 112013009164435-pat00132
    Figure 112013009164435-pat00133

    <화학식 1I> <화학식 1J>
    Figure 112013009164435-pat00134
    Figure 112013009164435-pat00135

    <화학식 1K> <화학식 1L>
    Figure 112013009164435-pat00136
    Figure 112013009164435-pat00137

    <화학식 1M> <화학식 1N>
    Figure 112013009164435-pat00138
    Figure 112013009164435-pat00139

    <화학식 1O> <화학식 1P>
    Figure 112013009164435-pat00140
    Figure 112013009164435-pat00141

    <화학식 1Q> <화학식 1R>
    Figure 112013009164435-pat00142
    Figure 112013009164435-pat00143

    상기 화학식 1A 내지 1R 중,
    X1x은 N 또는 C(R3x)이고, X1y은 N 또는 C(R3y)이고;
    상기 R1x 및 R1y는 서로 독립적으로, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기; 중에서 선택되고,
    R2x 내지 R4x, R21x 내지 R28x, R2y 내지 R4y 및 R21y 내지 R28y는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 중에서 선택되고;
    ax 및 ay는 서로 독립적으로, 1 내지 3의 정수이다.
  9. 제1항에 있어서,
    n은 2이고,
    Figure 112013009164435-pat00144
    로 표시되는 2개의 리간드로 서로 동일하고, 트랜스(trans)-형태인, 유기 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물이 하기 도펀트 D1 내지 D35 중 하나인, 유기 발광 소자:
    Figure 112013009164435-pat00145

    Figure 112013009164435-pat00146
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2화합물이 하기 화학식 100A 또는 100B로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 100A> <화학식 100B>
    Figure 112013009164435-pat00147
    Figure 112013009164435-pat00148

    상기 화학식 100A 및 100B 중
    R51 내지 R60에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하고;
    P 고리 및 Q 고리는 서로 독립적으로,
    i) 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 디벤조푸란, 및 디벤조티오펜; 및
    ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기, 및 C1-C60알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 및 -N(Q11)(Q12) (여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기); 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 디벤조푸란, 및 디벤조티오펜;
    중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2화합물이 하기 화학식 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중 하나로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 100A-1> <화학식 100A-2>
    Figure 112019070761375-pat00149
    Figure 112019070761375-pat00150

    <화학식 100A-3> <화학식 100A-4>
    Figure 112019070761375-pat00151
    Figure 112019070761375-pat00152

    <화학식 100A-5> <화학식 100A-6>
    Figure 112019070761375-pat00153
    Figure 112019070761375-pat00154

    <화학식 100A-7> <화학식 100A-8>
    Figure 112019070761375-pat00155
    Figure 112019070761375-pat00156

    <화학식 100B-1> <화학식 100B-2>
    Figure 112019070761375-pat00157
    Figure 112019070761375-pat00158

    <화학식 100B-3> <화학식 100B-4>
    Figure 112019070761375-pat00159
    Figure 112019070761375-pat00160

    <화학식 100B-5> <화학식 100B-6>
    Figure 112019070761375-pat00161
    Figure 112019070761375-pat00162

    <화학식 100B-7> <화학식 100B-8>
    Figure 112019070761375-pat00163
    Figure 112019070761375-pat00164

    상기 화학식 100A-1 내지 100A-8 및 100B-1 내지 100B-8 중,
    R51 내지 R60, Ar50, Ar60 및 p에 대한 설명은 제1항에 정의된 바와 동일하고;
    X12는 O, S, C(R71)(R72) 또는 N(R73)이고;
    R61, R62 및 R71 내지 R73은 서로 독립적으로,
    i) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    iii) C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기;
    iv) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
    v) -N(Q11)(Q12) 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15) (여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기이고, Q13 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기임); 중에서 선택되고;
    상기 r1은 1 내지 4의 정수이고;
    상기 r2는 1 또는 2이고;
    상기 r3는 1 내지 6의 정수이다.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 100 중 Ar50 및 Ar51이, 서로 독립적으로,
    i) 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 카바졸일렌기, 트리아지닐렌기, 디벤조푸라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기; 및
    ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 카바졸일렌기, 트리아지닐렌기, 디벤조푸라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기; 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 100 중 Ar60 및 Ar61이 서로 독립적으로, 하기 화학식 103-1 내지 103-16 중에서 선택된, 유기 발광 소자:
    Figure 112019070761375-pat00165

    Figure 112019070761375-pat00166

    상기 화학식 103-1 내지 103-16 중,
    Y1은 O, S, C(Z21)(Z22) 또는 N(Z23)이고;
    Z11, Z12 및 Z21 내지 Z23은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고;
    Q21 및 Q22는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고;
    e1은 1 내지 5의 정수이고;
    e2는 1 내지 7의 정수이고;
    e3는 1 내지 3의 정수이고;
    e4는 1 내지 4의 정수이고;
    e5는 1 또는 2이다.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2화합물이 하기 화학식 100A-H1, 100A-H2, 100B-H1 또는 100B-H2로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 100A-H1> <화학식 100A-H1>
    Figure 112019070761375-pat00167
    Figure 112019070761375-pat00168

    <화학식 100B-H1> <화학식 100B-H1>
    Figure 112019070761375-pat00169
    Figure 112019070761375-pat00170

    상기 화학식 100A-H1, 100A-H2, 100B-H1 또는 100B-H2 중,
    P 고리 및 Q 고리는 독립적으로,
    i) 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 디벤조푸란, 및 디벤조티오펜; 및
    ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기, 및 C1-C60알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 및 -N(Q11)(Q12) (여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기); 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 디벤조푸란, 및 디벤조티오펜 중에서 선택되고;
    Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고;
    d1은 1 내지 3 중에서 선택된 정수이고;
    d2는 1 내지 4 중에서 선택된 정수이고;
    Y1은 O 또는 S이고;
    Ar61은 하기 화학식 103-1 내지 103-16 중에서 선택된다:
    Figure 112019070761375-pat00171

    Figure 112019070761375-pat00172

    상기 화학식 103-1 내지 103-16 중,
    Y1은 O 또는 S이고;
    Z11 및 Z12은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고;
    Q21 및 Q22는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기 및 이소퀴놀일기 중에서 선택되고;
    e1은 1 내지 5의 정수이고;
    e2는 1 내지 7의 정수이고;
    e3는 1 내지 3의 정수이고;
    e4는 1 내지 4의 정수이고;
    e5는 1 또는 2이다.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제2화합물이 하기 호스트 H1 내지 H64 중 하나인, 유기 발광 소자:
    Figure 112013009164435-pat00173

    Figure 112013009164435-pat00174

    Figure 112013009164435-pat00175

    Figure 112013009164435-pat00176
  17. 제1항에 있어서,
    상기 발광층 중 도펀트가 하기 화합물 D1 내지 D35 중 하나인 제1화합물을 포함하고, 상기 발광층 중 호스트가 하기 화합물 H1 내지 H64 중 하나인 제2화합물을 포함한, 유기 발광 소자:
    Figure 112013009164435-pat00177

    Figure 112013009164435-pat00178

    Figure 112013009164435-pat00179

    Figure 112013009164435-pat00180

    Figure 112013009164435-pat00181

    Figure 112013009164435-pat00182
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물이 도펀트의 역할을 하고, 상기 제2화합물이 호스트의 역할을 하는, 유기 발광 소자.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 유기층이, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나의 층을 더 포함하고, ii) 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나의 층을 더 포함한, 유기 발광 소자.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 유기층이, 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에, 전하 생성 물질을 더 포함한, 유기 발광 소자.
KR1020130010717A 2013-01-30 2013-01-30 유기 발광 소자 KR102081280B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130010717A KR102081280B1 (ko) 2013-01-30 2013-01-30 유기 발광 소자
US14/169,119 US9691992B2 (en) 2013-01-30 2014-01-30 Organic light-emitting diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130010717A KR102081280B1 (ko) 2013-01-30 2013-01-30 유기 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140097936A KR20140097936A (ko) 2014-08-07
KR102081280B1 true KR102081280B1 (ko) 2020-05-28

Family

ID=51221944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130010717A KR102081280B1 (ko) 2013-01-30 2013-01-30 유기 발광 소자

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9691992B2 (ko)
KR (1) KR102081280B1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102098737B1 (ko) * 2012-10-30 2020-04-09 삼성디스플레이 주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20150042387A (ko) * 2013-10-11 2015-04-21 에스에프씨 주식회사 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR102307370B1 (ko) * 2014-12-19 2021-10-05 솔루스첨단소재 주식회사 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102337550B1 (ko) * 2015-04-16 2021-12-13 에스에프씨주식회사 신규한 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102417039B1 (ko) * 2015-08-20 2022-07-05 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20170057825A (ko) * 2015-11-17 2017-05-25 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
CN107154466A (zh) * 2016-03-03 2017-09-12 上海和辉光电有限公司 一种基于苯并菲的有机发光主体材料及其制备方法和显示装置
KR20210068229A (ko) * 2019-11-29 2021-06-09 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 아민 화합물
CN113402508A (zh) * 2020-03-17 2021-09-17 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 有机电致发光化合物以及包含其的有机电致发光装置
CN115304495A (zh) * 2022-07-20 2022-11-08 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种菲衍生物及其应用

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1009043A3 (en) 1998-12-09 2002-07-03 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with polyphenyl hydrocarbon hole transport layer
US6465115B2 (en) 1998-12-09 2002-10-15 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with anthracene derivatives hole transport layer
US6821645B2 (en) 1999-12-27 2004-11-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light-emitting material comprising orthometalated iridium complex, light-emitting device, high efficiency red light-emitting device, and novel iridium complex
JP3812730B2 (ja) 2001-02-01 2006-08-23 富士写真フイルム株式会社 遷移金属錯体及び発光素子
JP4460952B2 (ja) 2003-06-02 2010-05-12 富士フイルム株式会社 有機電界発光素子及び錯体化合物
WO2004108857A1 (en) 2003-06-02 2004-12-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Organic electroluminescent devices and metal complex compounds
CA2448718A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-07 National Research Council Of Canada Phosphorescent osmium (ii) complexes and uses thereof
US7002013B1 (en) * 2004-09-23 2006-02-21 National Tsing Hua University Pt complexes as phosphorescent emitters in the fabrication of organic light emitting diodes
US7915414B2 (en) 2006-11-24 2011-03-29 Yun Chi Blue-emitting organometallic complexes and their application
US7868170B2 (en) 2007-12-28 2011-01-11 Yun Chi Platinum complex and organic light-emitting device using the same
KR101074193B1 (ko) 2008-08-22 2011-10-14 주식회사 엘지화학 유기 전자 소자 재료 및 이를 이용한 유기 전자 소자
KR101603070B1 (ko) 2009-03-31 2016-03-14 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계발광 소자
KR20120081539A (ko) * 2011-01-11 2012-07-19 (주)씨에스엘쏠라 유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자
KR101983991B1 (ko) * 2011-04-13 2019-05-30 에스에프씨 주식회사 축합아릴 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR102000211B1 (ko) * 2012-10-29 2019-09-30 삼성디스플레이 주식회사 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
US9691992B2 (en) 2017-06-27
US20140209880A1 (en) 2014-07-31
KR20140097936A (ko) 2014-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102120890B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102081280B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102194819B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102137472B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102250187B1 (ko) 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102184674B1 (ko) 안트라센계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102107106B1 (ko) 스티릴계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102086547B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102163721B1 (ko) 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102079254B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102090707B1 (ko) 파이렌계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102086551B1 (ko) 아민계 화합물 및 파이렌계 화합물을 포함하는 유기 발광 소자
US9520568B2 (en) Organic light-emitting diode
KR20120127683A (ko) 축합환 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 평판 표시 장치
KR102147840B1 (ko) 아민계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102023028B1 (ko) 포스핀 옥사이드계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR101885696B1 (ko) 헤테로고리 화합물, 이를 포함한 유기 전계 발광 소자 및 상기 유기 전계 발광 소자를 포함하는 평판 표시 장치
KR102052070B1 (ko) 아민계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102131961B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102083984B1 (ko) 실리콘계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20150110891A (ko) 유기 발광 소자
KR102162796B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102134843B1 (ko) 카바졸계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20140142088A (ko) 아릴 아민계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102314468B1 (ko) 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Legal Events

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