KR102191992B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR102191992B1 KR1020140007939A KR20140007939A KR102191992B1 KR 102191992 B1 KR102191992 B1 KR 102191992B1 KR 1020140007939 A KR1020140007939 A KR 1020140007939A KR 20140007939 A KR20140007939 A KR 20140007939A KR 102191992 B1 KR102191992 B1 KR 102191992B1
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Abstract

유기 발광 소자가 개시된다.

Description

유기 발광 소자{Organic light-emitting devices}
유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light-emitting device)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.
본 발명의 실시예들은 고품위 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층; 및 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 수송 대역을 포함하고; 상기 발광층이 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하고; 상기 정공 수송 대역이 하기 화학식 2로 표시되는 카바졸계 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자를 개시한다:
<화학식 1>
Figure 112014006835696-pat00001
<화학식 2>
Figure 112014006835696-pat00002
상기 화학식 1 및 2 중,
R1은 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-C30아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -C(=O)(Q3) 및 -Si(Q4)(Q5)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기임); 중에서 선택되고;
R2 내지 R6은 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-C30아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -C(=O)(Q3) 및 -Si(Q4)(Q5)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기임); 중에서 선택되고;
a는 1 내지 3의 정수이되, a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R4는 서로 동일하거나 상이할 수 있고;
b 및 c는 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수이되, b가 2 이상일 경우, 2 이상의 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, c가 2 이상일 경우, 2 이상의 R6는 서로 동일하거나 상이할 수 있고;
A 고리는 피롤, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 티아졸, 옥사졸, 이소티아졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 이소인돌, 인돌, 인다졸, 퓨린(purine), 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 페난트리딘(phenanthridine), 아크리딘, 페난트롤린(phenanthroline), 페나진, 페녹사진 및 페녹사진 중에서 선택되고;
상기 B 고리는 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), 크라이센(chrysene) 피롤, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 이소티아졸, 이속사졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 이소인돌, 인돌, 인다졸, 퓨린(purine), 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 페난트리딘(phenanthridine), 아크리딘, 페난트롤린(phenanthroline), 페나진, 페녹사진 및 페녹사진 중에서 선택되고;
X1 및 X2는 서로 독립적으로 N 또는 C이고;
n은 1 또는 2이고;
X는 붕소 원자(B), 질소 원자(N) 또는 인 원자(P)이고;
L1 내지 L3는 서로 독립적으로,
i) C6-C60아릴렌기; 및
ii) 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴렌기 중 선택되고;
n1 내지 n3는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수이고;
R71 내지 R78 및 R81 내지 R89는 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택되고;
Ar1은
i) C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기;
ii) 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택된다.
본 발명의 다른 실시예는 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층; 및 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 수송 대역을 포함하고; 상기 발광층이 하기 화학식 1B 및 1C 중 어느 하나로 표시되는 유기금속 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하고; 상기 정공 수송 대역이 하기 화학식 2A로 표시되는 카바졸계 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자를 개시한다:
<화학식 1B> <화학식 1C>
Figure 112014006835696-pat00003
Figure 112014006835696-pat00004
<화학식 2A>
Figure 112014006835696-pat00005
상기 화학식 1B, 1C 및 2A 중,
R1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐, tert-데카닐 및 -N(Q1)(Q2) 중에서 선택되고,
R2가, 수소, F, Cl, 시아노기, 니트로기; 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; 적어도 하나의 F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; F 및 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C20알킬기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 중에서 선택되고,
R4 내지 R6는 수소이고,
a, b 및 c는 서로 독립적으로, 1 내지 3의 정수이되, a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R4는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, b가 2 이상일 경우, 2 이상의 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, c가 2 이상일 경우, 2 이상의 R6는 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
n은 1 또는 2이고;
X는 붕소 원자(B), 질소 원자(N) 또는 인 원자(P)이고;
R71, R81 및 R82는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고;
Ar1은 i) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 및
ii) 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 중에서 선택된다.
본 발명의 실시예들은 고효율 및 고색순도를 갖는 유기 발광 소자를 제공한다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 명세서 중 “(유기층이) 유기금속 화합물을 1종 이상 포함한다”란, “(유기층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 유기금속 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 유기금속 화합물을 포함할 수 있다”로 해석될 수 있다.
예를 들어, 상기 유기층은 상기 유기금속 화합물로서, 상기 화합물 1만을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1은 상기 유기 발광 소자의 발광층에 존재할 수 있다. 또는, 상기 유기층은 상기 유기금속 화합물로서, 상기 화합물 1과 화합물 2를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1과 화합물 2는 동일한 층에 존재(예를 들면, 발광층에 존재)하거나 서로 다른 층에 존재(예를 들면, 제1발광층 및 제2발광층에 각각 존재)할 수 있다.
상기 유기층은 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층(이하, “H-기능층(H-functional layer)”이라 함), 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나의 층을 더 포함할 수 있고, 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나이 층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서 중 “유기층”은 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 층을 가리키는 용어이다.
상기 유기층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층에 상기 유기금속 화합물 중 1종 이상이 포함되어 있을 수 있다.
상기 발광층에 포함된 유기금속 화합물은 인광 도펀트의 역할을 하고, 상기 발광층은 호스트를 더 포함할 수 있다. 상기 호스트의 종류는 후술하기로 한다.
상술한 바와 같이 상기 유기금속 화합물을 포함한 유기 발광 소자는 녹색광, 예를 들면, 녹색 인광을 방출할 수 있다.
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.
유기 발광 소자(10)은 기판(11), 제1전극(13), 유기층(15) 및 제2전극(17)을 포함한다.
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 제1전극(13)과 제2전극(17) 사이에 위치한 발광층을 포함한다.
상기 유기층(15)은 제1전극(13)과 상기 발광층 사이에 위치한 정공 수송 대역을 더 포함한다. 상기 정공 수송 대역은 정공 주입층, 정공 수송층, H-기능층, 버퍼층 및 전자 저지층 중에서 선택된 1종 이상의 층을 포함한다.
상기 유기층(15)은 상기 발광층과 제2전극(17) 사이에 위치한 전자 수송 대역을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 수송 대역은 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중에서 선택된 1종 이상의 층을 포함한다.
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.
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.
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-기능층(정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층)의 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.
상기 정공 수송 대역은 하기 화학식 2로 표시되는 카바졸계 화합물을 1종 이상 포함한다:
<화학식 2>
Figure 112014006835696-pat00006
상기 화학식 2 중, X는 붕소 원자(B), 질소 원자(N) 또는 인 원자(P)일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, X는 질소 원자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2 중, L1 내지 L3는 서로 독립적으로,
i) C6-C60아릴렌기; 및
ii) 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴렌기 중 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, i) 페닐렌기, 나프틸레닐기 및 안트라세닐렌기; 및
ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸레닐기 및 안트라세닐렌기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2 중, n1은 L1의 개수를 의미하며, 0 내지 5의 정수일 수 있고, n1이 2 이상의 정수이면 n1개의 L1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 2 중, n2은 L2의 개수를 의미하며, 0 내지 5의 정수일 수 있고, n2가 2 이상의 정수이면 n2개의 L2은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 2 중, n4는 L3의 개수를 의미하며, 0 내지 5의 정수일 수 있고, n3가 2 이상의 정수이면 n3개의 L3는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, n1 내지 n3는 서로 독립적으로 0 또는 1의 정수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2 중, R71 내지 R78 및 R81 내지 R89는 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, R71 내지 R78 및 R81 내지 R89는 서로 독립적으로,
i) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기;
ii) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 시아노기 및 니트로기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기; 및
iii) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 및 C1-C60알킬기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, R71 내지 R78 및 R81 내지 R89는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2 중, Ar1은 i) C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기;
ii) 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, Ar1은
i) C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
ii) 중수소, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, Ar1은
i) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 및
ii) 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2로 표시되는 카바졸계 화합물은 하기 화학식 2A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 2A>
Figure 112014006835696-pat00007
상기 화학식 2A 중,
X는 붕소 원자(B), 질소 원자(N) 또는 인 원자(P)이고;
R71, R81 및 R82는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고;
Ar1은 i) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 및
ii) 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 화학식 2로 표시되는 카바졸계 화합물은 하기 화합물 21 내지 42 중 어느 하나로 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014006835696-pat00008
Figure 112014006835696-pat00009
Figure 112014006835696-pat00010
Figure 112014006835696-pat00011
상기 화학식 2를 갖는 카바졸계 화합물은 공지의 유기 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있다. 상기 카바졸계 화합물의 합성 방법은 후술하는 실시예를 참조하여 당업자에게 용이하게 인식될 수 있다.
상기 정공 주입층은 공지된 정공 주입 물질을 더 포함할 수 있다. 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))등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014006835696-pat00012
Figure 112014006835696-pat00013
Figure 112014006835696-pat00014
상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 한 층은, 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 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014006835696-pat00015
Figure 112014006835696-pat00016
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 112014006835696-pat00017
Figure 112014006835696-pat00018
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 수송 대역 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 호스트는 공지된 임의의 호스트 중에서 1종 이상 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트는, Alq3, CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), PVK(폴리(n-비닐카바졸)), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN), TCTA, TPBI(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene)), TBADN(3-tert-부틸-9,10-디(나프트-2-일) 안트라센), mCP, OXD-7 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014006835696-pat00019
또는 하기 화학식 10으로 표시되는 카바졸계 화합물을 호스트로 사용할 수도 있다:
<화학식 10>
Figure 112014006835696-pat00020
상기 화학식 10 중, Ar1은 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, -C(=O)-, -N(R100)- (여기서, R100은 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환되 C2-C60헤테로아릴기임), 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기이고; p는 0 내지 10의 정수이고; R91 내지 R96은 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, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기이고, 상기 R91 내지 R96 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 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 선택적으로 형성할 수 있고; q, r, s, t, u 및 v는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수일 수 있다.
상기 화학식 10 중 Ar1은 C1-C5알킬렌기, C2-C5알케닐렌기, -C(=O)- 또는 -N(R100)-일 수 있다. 여기서, R100은, 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; 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 10 중, R91 내지 R96은 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; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 10으로 표시되는 카바졸계 화합물은 하기 화합물들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014006835696-pat00021
Figure 112014006835696-pat00022
Figure 112014006835696-pat00023
Figure 112014006835696-pat00024
Figure 112014006835696-pat00025
Figure 112014006835696-pat00026
상기 발광층은 상기 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 발광층에 포함된 상기 유기금속 화합물은 도펀트(예를 들면, 녹색 인광 도펀트)의 역할을 할 수 있다. 이 때, 상기 발광층은 상기 유기금속 화합물 외에, 호스트를 더 포함할 수 있다.
상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다:
<화학식 1>
Figure 112014006835696-pat00027
상기 화학식 1 중, R1은 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-C30아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -C(=O)(Q3) 및 -Si(Q4)(Q5)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기임); 중에서 선택되고; R2 내지 R6은 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-C30아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -C(=O)(Q3) 및 -Si(Q4)(Q5)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기임); 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, R1은, 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-C20알콕시기; C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; -N(Q1)(Q2); 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되고, R2 내지 R6은 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, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; -N(Q1)(Q2); 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택될 수 있다. 이 때, 상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 수소, 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-C20알콕시기; C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C20알킬기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; 중에서 선택될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, R1은,
i) 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐;
ii) 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐;
iii) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기;
iv) 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기;
v) -N(Q1)(Q2); 및
vi) -C(=O)(Q3); 중에서 선택되고,
R2 내지 R6은 서로 독립적으로,
i) 수소, 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐;
ii) 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐;
iii) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기;
iv) 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기;
v) -N(Q1)(Q2); 및
vi) -C(=O)(Q3); 중에서 선택될 수 있다. 이 때, 상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
i) 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐;
ii) 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐;
iii) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 및
iv) 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C20알킬기(예를 들면, -CF3 등), C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, R1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐, tert-데카닐 및 -N(Q1)(Q2) 중에서 선택되되, 상기 Q1 및 Q2는 서로 독립적으로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기 및 플루오레닐기; 및 중수소, F, Cl, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기 및 플루오레닐기; 중에서 선택될 수 있다.
한편, 상기 화학식 1 중, R2는 수소, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기; 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C60알킬기; 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C6-C30아릴기 및 C2-C30헤테로아릴기; 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되되, 상기 Q3는 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C60알킬기; 할로겐 원자 및 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C20알킬기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C30아릴기 및 C2-C30헤테로아릴기; 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, R2는, 수소, F, Cl, 시아노기, 니트로기; 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; 적어도 하나의 F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되되, 상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; F 및 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C20알킬기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 1 중, R3는 수소일 수 있다.
상기 화학식 1 중, a는 R4의 개수를 나타내는 것으로서, a는 1 내지 3의 정수이되, a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R4는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1 중, b 및 c는 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수이되, b가 2 이상일 경우, 2 이상의 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, c가 2 이상일 경우, 2 이상의 R6는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. b는 R5의 개수를 나타낸 것이고, R5는 화학식 1 중 A 고리의 치환기이다. R5가 수소일 경우, 화학식 1 중 A 고리는 비치환된 고리이다. c는 R6의 개수를 나타낸 것이고, R6는 화학식 1 중 B 고리의 치환기이다. R6가 수소일 경우, 화학식 1 중 B 고리는 비치환된 고리이다.
상기 화학식 1 중, A 고리는 피롤, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 티아졸, 옥사졸, 이소티아졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 이소인돌, 인돌, 인다졸, 퓨린(purine), 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 페난트리딘(phenanthridine), 아크리딘, 페난트롤린(phenanthroline), 페나진, 페녹사진 및 페녹사진 중에서 선택될 수 있다.
한편, 상기 화학식 1 중, 상기 B 고리는 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), 크라이센(chrysene) 피롤, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 이소티아졸, 이속사졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 이소인돌, 인돌, 인다졸, 퓨린(purine), 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 페난트리딘(phenanthridine), 아크리딘, 페난트롤린(phenanthroline), 페나진, 페녹사진 및 페녹사진 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, A 고리는 피리딘, 피리미딘, 피라진 또는 피라졸일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, A 고리는 피리딘 또는 피라졸일 수 있다.
상기 화학식 1 중, B 고리는 벤젠 또는 나프탈렌일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구현예에 따르면, 상기 B 고리는 벤젠일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, X1 및 X2는 서로 독립적으로 N 또는 C일 수 있다. 일 구현예에 따르면, X1는 독립적으로 N 또는 C이고, X2는 C일 수 있다.
상기 유기금속 화합물은, 하기 화학식 1A로 표시될 수 있다:
<화학식 1A>
Figure 112014006835696-pat00028
상기 화학식 1A 중, R1 내지 R6, a, b, c, A 고리, B 고리, X1, X2 및 n의 정의는 본 명세서에 기재된 바와 동일하다.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기금속 화합물은, 하기 화학식 2A 또는 2B로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 2A> <화학식 2B>
Figure 112014006835696-pat00029
Figure 112014006835696-pat00030
상기 화학식 2A 및 2B 중, R1, R2, R4 내지 R6, a, b, c 및 n의 정의는 본 명세서에 기재된 바와 동일하다.
예를 들어서, 상기 화학식 2A 및 2B 중, R1는 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-C20알콕시기; C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; -N(Q1)(Q2); 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되고, R2 및 R4 내지 R6는 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, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; -N(Q1)(Q2); 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되고, 상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 수소, 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-C20알콕시기; C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C20알킬기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C14아릴기 및 C2-C14헤테로아릴기; 중에서 선택되고, a, b 및 c는 서로 독립적으로, 1 내지 3의 정수이되, a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R4는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, b가 2 이상일 경우, 2 이상의 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, c가 2 이상일 경우, 2 이상의 R6는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, n은 1 또는 2일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 2A 및 2B 중, R1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐, tert-데카닐 및 -N(Q1)(Q2) 중에서 선택되고, R2는, 수소, F, Cl, 시아노기, 니트로기; 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; 적어도 하나의 F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되고, 상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; F 및 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C20알킬기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 중에서 선택되고, R4 내지 R6는 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기금속 화합물은, 하기 화합물 1 내지 16 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014006835696-pat00031
Figure 112014006835696-pat00032
Figure 112014006835696-pat00033
Figure 112014006835696-pat00034
Figure 112014006835696-pat00035
Figure 112014006835696-pat00036
상기 화학식 1을 갖는 유기금속 화합물은 공지의 유기 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있다. 상기 유기금속 화합물의 합성 방법은 후술하는 실시예를 참조하여 당업자에게 용이하게 인식될 수 있다.
상기 발광층이 호스트 및 도펀트(즉, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물)를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 발광층 100중량% 당 약 0.01 내지 약 15 중량%의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 두께는 약 200Å 내지 약 700Å이다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
한편, 유기 발광 소자가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층은 적색 부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소에 따라 각각 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 이 때, 상기 청색 발광층에 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물이 도펀트로서 포함될 수 있다.
한편, 발광층은 백색광을 방출할 수 있도록 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 다층 구조를 갖거나, 적색 발광 물질, 녹색 발광 물질 및 청색 발광 물질을 함께 포함한 단일층 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 발광층을 구비한 유기 발광 소자는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 추가로 구비함으로써, 풀 컬러를 방출할 수 있다.
다음으로 발광층 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 101, 화합물 102, Bphen 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014006835696-pat00037
Figure 112014006835696-pat00038
<화합물 101> <화합물 102>
Figure 112014006835696-pat00039
Figure 112014006835696-pat00040
Figure 112014006835696-pat00041
Figure 112014006835696-pat00042
BCP Bphen
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 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체의 비제한적인 예로는, 리튬 퀴놀레이트(Liq) 또는 하기 화합물 203 등을 들 수 있다:
<화합물 203>
Figure 112014006835696-pat00043
Figure 112014006835696-pat00044
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.
또한, 발광층에 인광 도펀트를 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여, 상기 전자 수송층과 발광층 사이에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 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 112014006835696-pat00045
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.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화학식 1'에 표시된 바와 같은 제1불소 및 제2불소를 포함하므로, 전자 당김기인 제1불소 및 제2불소와 결합된 벤젠 고리의 전자 밀도가 낮아지게 된다. 그 결과, 상기 유기금속 화합물에 의하여 방출되는 광은 단파장 쉬프트, 즉, 청색 영역으로 쉬프트(blue shift)된 광일 수 있다. 또한, 상기 유기금속 화합물의 리간드는 쉽게 전자를 트랩핑할 수 있으므로, 발광층 내로 주입되는 정공과 함께 다량의 여기자 엑시톤을 형성할 수 있다. 이로써, 상기 유기금속 화합물를 채용한 유기 발광 소자는 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
한편, 리간드 중 피리딘 고리는, 알킬기 등일 수 있는 R1 치환기를 반드시 포함하므로, 피리딘 고리의 전자 밀도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 발광색을 단파장 또는 장파장 쪽으로 용이하게 이동시킬 수 있고, 전자 또는 정공을 트랩핑하는 양이 조절될 수 있어, 상기 유기금속 화합물를 채용한 유기 발광 소자는 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
또한, 상기 화학식 1' 중 R2가 전자 흡인기일 경우, R2와 결합된 벤젠 고리의 전자 밀도가 더욱 낮아질 수 있다. 그 결과, 상기 유기금속 화합물에 의하여 방출되는 광은 단파장 쉬프트, 즉, 청색 영역으로 쉬프트(blue shift)된 광일 수 있다. 또한, 상기 유기금속 화합물의 리간드는 쉽게 전자를 트랩핑할 수 있으므로, 발광층 내로 주입되는 정공과 함께 다량의 여기자 엑시톤을 형성할 수 있다. 이로써, 상기 유기금속 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물는 다양하게 튜닝된 컬러의 광을 방출할 수 있으며, 동시에 높은 발광 효율을 제공할 수 있다.
<화학식 1'>
Figure 112014006835696-pat00046
상기 화학식 2로 표시되는 카바졸계 화합물은 정공의 주입 및 수송을 안정적으로 하기 때문에 유기 발광 소자의 구동 전압을 낮출 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 카바졸계 화합물은 각각의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨이 정공 수송 대역에서 발광층으로 전하가 용이하게 이동하도록 조절될 수 있다. 따라서, 상기 유기 발광 소자의 정공 수송 대역에서 발광층으로 더 많은 전하가 이동할 수 있다. 따라서, 발광층에서 정공과 전자의 결합으로 엑시톤이 더 많이 형성됨으로써, 유기 발광 소자의 효율과 휘도가 높아질 수 있다.
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; -F; -Cl; -Br; -I; -CN; 히드록실기; -NO2; 아미노기; 아미디노기; 히드라진; 히드라존; 카르복실기나 이의 염; 술폰산기나 이의 염; 인산이나 이의 염; 트리(C6-C60아릴)실릴기; C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C2-C60알케닐기 및 C2-C60알키닐기; 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CN, 히드록실기, -NO2, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 하나 이상으로 치환된 C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C2-C60알케닐기 및 C2-C60알키닐기; C3-C60시클로알킬기, C3-C60시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C2-C60헤테로아릴기, C6-C60아랄킬기, C6-C60아릴옥시기 및 C6-C60아릴싸이오기; 및 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CN, 히드록실기, -NO2, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 하나 이상으로 치환된 C3-C60시클로알킬기, C3-C60시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C2-C60헤테로아릴기, C6-C60아랄킬기, C6-C60아릴옥시기 및 C6-C60아릴싸이오기; 중 하나로 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, 상기 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. 상기 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. 상기 알키닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C3-C60시클로아릴기는 탄소수 3 내지 60의 환형 포화 탄화수소 1가 그룹을 가리키는 것으로서, 이의 구체예로는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸 등을 들 수 있다. 상기 시클로알킬기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C3-C60시클로알케닐기는 하나 이상의 탄소 이중결합을 갖되, 방향족 고리는 아닌 고리형 불포화 탄화수소기를 가리키는 것으로서, 이의 구체예로는 시클로프로페닐(cyclopropenyl), 시클로부테닐(cyclobutenyl), 시클로펜테닐, 시클로헥세닐, 시클로헵테닐, 1,3-시클로헥사디에닐기, 1,4-시클로헥사디에닐기, 2,4-시클로헵타디에닐기, 1,5-히클로옥타디에닐기 등을 들 수 있다. 상기 시클로알케닐기의 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 C6-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-톨일기, 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 C6-C60아릴기의 예는 상술한 바와 같은 비치환된 C6-C60아릴기의 예와 상기 치환된 C1-C60알킬기의 치환기를 참조하여 용이하게 인식할 수 있다. 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 환-형성 원자로서 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 C6-C60아릴싸이오기는 -SA3(여기서, A3는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기임)를 가리킨다.
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.
[ 실시예 ]
합성예 1: 화합물 1의 합성
중간체 1(1)의 합성
하기 반응식 1(1)에 따라 중간체 1(1)를 합성하였다:
<반응식 1(1)>
Figure 112014006835696-pat00047
2-(2,4-디플루오로페닐)-4-메틸피리딘(2-(2,4-difluorophenyl)-4-methylpyridine) 3.6g(17.3mmol)을 2-에톡시에탄올 45mL에 녹이고 이리듐클로라이드 하이드레이트 2.4g(7.6mmol)과 증류수 15mL를 첨가한 후 130℃에서 20시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응 용액을 상온으로 식히고 침전물을 걸러낸 후 침전물을 메탄올로 씻어주고 진공 하에서 건조하여 중간체 1(1) (4.3g, 60%의 수율)을 수득하였다.
화합물 1의 합성
하기 반응식 1(2)에 따라 화합물 1을 합성하였다:
<반응식 1(2)>
Figure 112014006835696-pat00048
상기 중간체 1(1) 1.0g (1.03mmol), 페닐피리딘 0.38g(2.44mmol) 및 K2CO3 0.34g(2.46mmol)을 2-에톡시에탄올 30mL에 넣고 130℃에서 12시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응 용액을 상온으로 식히고 침전물을 걸러낸 후 메탄올로 세정하였다. 이로부터 수득한 침전물을 디클로로메탄으로 녹여 실리카 쇼트 패드(short pad)로 여과하고 여과된 디클로로메탄 용액을 다시 끓이다가 메탄올을 조금씩 첨가하여 상기 화합물 1 (0.60g, 53%의 수율)을 침전시켜 수득하였다.
1H-NMR : 8.56(3H), 8.30(1H),7.97(3H), 7.53(4H), 7.00(7H), 2.36(6H). APCI-MS (m/z) : 755[M+]
합성예 2 : 화합물 2의 합성
중간체 2(1)의 합성
하기 반응식 2(1)에 따라 중간체 2(1)를 합성하였다:
<반응식 2(1)>
Figure 112014006835696-pat00049
중간체 2(1)
2-페닐 피리딘(2-phenylpyridine), 2.7g(17.3mmol)을 2-에톡시에탄올 45mL에 녹이고 이리듐클로라이드 하이드레이트 2.4g(7.6mmol)과 증류수 15mL를 첨가한 후 130℃에서 20시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응 용액을 상온으로 식히고 침전물을 걸러낸 후 침전물을 메탄올로 씻어주고 진공 하에서 건조하여 중간체 1(1) (4.0g, 60%의 수율)을 수득하였다.
화합물 2의 합성
하기 반응식 2(2)에 따라 화합물 2를 합성하였다:
<반응식 2(2)>　
Figure 112014006835696-pat00050
　　　　　　　　　중간체 2(1) 화합물 2
상기 중간체 2(1) 0.84g (1.03mmol), 2-(2,4-디플루오로페닐)-4-메틸피리딘(2-(2,4-difluorophenyl)-4-methylpyridine) 0.5g(2.44mmol) 및 K2CO3 0.34g(2.46mmol)을 2-에톡시에탄올 30mL에 넣고 130℃에서 12시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응 용액을 상온으로 식히고 침전물을 걸러낸 후 메탄올로 세정하였다. 이로부터 수득한 침전물을 디클로로메탄으로 녹여 실리카 쇼트 패드(short pad)로 여과하고 여과된 디클로로메탄 용액을 다시 끓이다가 메탄올을 조금씩 첨가하여 상기 화합물 2 (0.57g, 50%의 수율)를 침전시켜 수득하였다.
1H-NMR : 8.57(3H), 8.29(3H),7.80(3H), 7.54( 8H), 6.98( 5H), 2.36( 6H). APCI-MS (m/z) : 705[M+]
합성예 3 : 화합물 32의 합성
Figure 112014006835696-pat00051
중간체 A의 합성
카바졸 3.344g(20mmol)을 DMPU 40mL에 넣은 후, 여기에 CuI 0.761g(4mmol), K2CO3 11.057g(80mmol), 18-크라운-6 0.1g(4mmol)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 170℃에서 20시간 교반한 후, 상온으로 냉각하고 용매를 감압증류하여 제거하였다. 얻어진 생성물을 디클로로메탄 100mL를 가하여 녹인 후 물을 가하여 여러 번 세척하였다. 세척된 디클로로메탄층을 마그네슘설페이트로 건조시킨 후 감압 건조하여 조생성물(crude product)을 얻었다. 상기 조생성물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리정제하고, 헥산으로 재결정하여 고체인 중간체 A 3.28g (수율 67%)를 얻었다.
중간체 B의 합성
중간체 A 2.433g(10mmol)을 80% 아세트산 100mL에 넣은 후, 요오드(I2) 1.357g(5.35mmol)과 오르토-페리오디닉산(H5IO6) 0.333g(1.46mmol)을 첨가한 후, 질소분위기하에서 80℃, 2시간 교반하였다. 반응 종료 후, 에틸에테르(50mL)으로 세번 추출한 다음, 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시킨 후 감압 건조하여 조생성물(crude product)을 얻었다. 상기 조생성물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 B 3.23g(수율 87%)을 얻었다.
Figure 112014006835696-pat00052
중간체 C의 합성
2-브로모플루오렌 13g(53mmol)을 아세트산 60mL에 녹이고 중크롬산 나트륨 60g (200mmol)을 0℃에서 천천히 첨가하였다. 12시간 동안 교반한 다음, 상기 혼합물에 증류수 200mL 첨가하고 충분히 교반하였다. 생성된 노란색 고체를 여과하고 건조하여 중간체 C 10g(수율 78%)을 얻었다
　
중간체 D의 합성
중간체 C 8g(31.6 mmol)을 THF 60mL에 녹이고 -78 oC에서 1M 페닐마그네슘 브로마이드 38mL(38 mmol)를 천천히 첨가한 다음 2시간 동안 교반하였다. 상온에서 다시 5시간 동안 교반하였다. 상기 혼합물에 암모늄클로라이드 수용액 50mL을 첨가하고, 에틸아세테이트(40mL)로 세번 추출하였다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 조생성물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 D 10g(수율 95%)을 얻었다. 중간체 D의 구조는 1H-NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 7.64 (d, 1H), 7.54-7.47 (m, 2H), 7.44 (d, 1H), 7.39-7.33 (m, 3H), 7.30-7.23(m, 5H), 2.46 (s, 1H)
중간체 E의 합성
중간체 D 10g(30mmol)을 벤젠 60mL에 녹이고 진한 황산 2.4mL(45 mmol) 을 소량의 　　벤젠에 희석하여 첨가하였다. 80℃에서 5시간 동안 교반한 후 벤젠을 증발시키고 남은 여액에 1N 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 pH를 약 7로 조절한 다음, 에틸아세테이트(40 mL)로 세번 추출하였다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 조생성물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 E를 6g(수율 50%) 얻었다.
Figure 112014006835696-pat00053
중간체 K의 합성
중간체 E 340mg(0.856mmol) 과 4-아미노벤조니트릴 142mg(1.2mmol)을 톨루엔 5mL에 녹인 후, 여기에 t-BuONa　0.144g(1.5mmol), Pd(dba)2 0.018g (0.02 mmol), (t-Bu)3P 0.004~0.006g(0.02~0.03mmol)을 가하고 80℃에서 5시간 교반하였다. 반응액을 에틸에테르 20mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 K를 0.27g(수율 73%) 얻었다.
화합물 32의 합성
중간체 K 267mg(0.614mmol) 과 중간체 B 0.332g(0.9mmol)을 톨루엔 10mL에 녹인 후, t-BuONa　0.144g(1.5mmol), Pd(dba)2 0.018g (0.02 mmol), (t-Bu)3P 0.004~0.006g(0.02~0.03mmol)을 가하고 90℃에서 6시간 교반하였다. 반응 혼합물을 에틸에테르 30mL로 3번 추출하여 유기층을 모았다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 32를 0.236g(수율 57%) 얻었다. 상기 화합물 32의 구조는 1H -NMR로 확인 하였다.
1H-NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 7.94 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.69 (d, 1H), 7.63 (d, 1H), 7.57 (d, 2H), 7.52 (dd,2H), 7.48 (m, 1H), 7.42 (d, 2H), 7.35 (m, 6H), 7.24 (m, 3H), 7.13 (m, 9H), 7.08 (dd, 1H), 6.92 (d, 2H)
합성예 4: 화합물 31의 합성
Figure 112014006835696-pat00054
중간체 L의 합성
4-아미노벤조니트릴 대신에 페닐아민 142mg(1.2mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는 중간체 K의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 L 0.30g(수율 79%)을 얻었다.
화합물 31의 합성
중간체 K 대신에 중간체 L 267mg(0.614mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는 화합물 32의 합성과 동일한 방법을 사용하여 화합물 31를 0.236g(수율 57%) 얻었다. 상기 화합물 31의 구조는 1H -NMR로 확인 하였다.
1H-NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 7.97 (d, 1H), 7.90 (d, 1H), 7.69 (d, 1H), 7.65 (d, 1H), 7.60 (d, 2H), 7.56 (dd, 2H), 7.48 (m, 1H), 7.40 (d, 2H), 7.35 (m, 6H), 7.24 (m, 3H), 7.16 (m, 10H), 7.11 (dd, 1H), 6.93 (d, 2H)
합성예 5: 화합물 33의 합성
Figure 112014006835696-pat00055
중간체 M의 합성
4-아미노벤조니트릴 대신에 피리딘-2-일아민 142mg(1.2mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는 중간체 K의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 M 0.32g(수율 82%)을 얻었다.
화합물 33의 합성
중간체 K 대신에 중간체 M 267mg(0.614mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는 화합물 32의 합성과 동일한 방법을 사용하여 화합물 33 0.236g(수율 57%)을 얻었다. 상기 화합물 33의 구조는 1H -NMR로 확인 하였다.
1H-NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 7.91 (d, 1H), 7.83 (d,1H), 7.69 (d, 1H), 7.62 (d, 1H), 7.60 (d, 2H), 7.53 (dd,2H), 7.49 (m, 1H), 7.40 (d, 2H), 7.35 (m, 6H), 7.21 (m, 2H), 7.17 (m, 10H), 7.13 (dd, 1H), 6.90 (d, 2H)
실시예 1
애노드로서 코닝 15Ω/cm2 (1200Å) ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.7mm크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공증착장치에 이 유리기판을 설치하였다.
상기 ITO층 상부에 2-TNATA를 진공 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층 상에 화합물 31을 진공 증착하여 300Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다. 상기 정공 수송층 상에 호스트로서 CBP 및 청색 인광 도펀트로서 화합물 1을 95:5의 중량비로 공증착하여 200Å 두께의 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 상에 화합물 201을 증착하여 300Å 두께의 전자 수송층을 형성하고, 상기 전자 수송층 상부에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상부에 Al을 증착하여 3000Å 두께의 제2전극(캐소드)을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 2
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 화합물 32를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 화합물 33를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 4
발광층 형성시 화합물 1 대신 화합물 2를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 5
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 화합물 32를 사용하고, 발광층 형성시 화합물 1 대신 화합물 2를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 6
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 화합물 33를 사용하고, 발광층 형성시 화합물 1 대신 화합물 2를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 TPD를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112014006835696-pat00056

비교예 2
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 NPB를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 3
발광층 형성시 화합물 1 대신 F2Irpic를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 4
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 하기 화합물 A를 사용하고, 발광층 형성시 화합물 1 대신 DPVBi를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<화합물 A>
Figure 112014006835696-pat00057

비교예 5
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 하기 화합물 B를 사용하고, 발광층 형성시 화합물 1 대신 DPVBi를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<화합물 B>
Figure 112014006835696-pat00058

비교예 6
정공 수송층 형성시 화합물 31 대신 NPB를 사용하고, 발광층 형성시 화합물 1 대신 화합물 C를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<화합물 C>
Figure 112014006835696-pat00059

평가예
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 6의 유기 발광 소자의 구동전압, 휘도 및 효율(전류밀도 10mA/cm2에서)을 PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(PhotoResearch사 제품임)을 이용하여 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
정공수송층 도펀트 구동전압
(V)		 휘도
(cd/m2)		 효율
(cd/A)
실시예1 화합물 31 화합물 1 5.2 4850 49.2
실시예2 화합물 32 화합물 1 5.3 4920 50.3
실시예3 화합물 33 화합물 1 5.4 4790 51.2
실시예4 화합물 31 화합물 2 5.1 4700 48.6
실시예5 화합물 32 화합물 2 5.3 4870 48.0
실시예6 화합물 33 화합물 2 5.2 4690 48.7
비교예1 TPD 화합물 1 5.9 3980 41.0
비교예2 NPB 화합물 1 6.0 3870 40.7
비교예3 화합물 31 F2Irpic 6.2 3840 41.2
비교예4 화합물 A DPVBi 5.6 4180 42.9
비교예5 화합물 B DPVBi 5.9 4330 38.9
비교예6 NPB 화합물 C 5.7 4060 41.5
상기 표 1에 따르면, 실시예 1 내지 6의 유기 발광 소자는 비교예 1 내지 6의 유기 발광 소자보다 구동전압이 낮아졌으며 효율이 향상된 우수한 I-V-L 특성을 나타낸 효과를 보였다.

Claims (20)

  1. 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층; 및 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 수송 대역을 포함하고; 상기 발광층이 하기 화학식 1A로 표시되는 유기금속 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하고; 상기 정공 수송 대역이 하기 화학식 2로 표시되는 카바졸계 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자:
    <화학식 1A>
    Figure 112020091176077-pat00078

    <화학식 2>
    Figure 112020091176077-pat00061

    상기 화학식 1 및 2 중,
    R1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐, tert-데카닐 및 -N(Q1)(Q2) 중에서 선택되고,
    R2가, 수소, F, Cl, 시아노기, 니트로기; 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; 적어도 하나의 F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되고,
    상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; F 및 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C10알킬기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 중에서 선택되고;
    R5 및 R6은 수소이고;
    a는 1 내지 3의 정수이되, a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R4는 서로 동일하거나 상이할 수 있고;
    b 및 c는 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수이고,
    A 고리는 피리딘, 피리미딘, 피라진 또는 피라졸이고;
    B 고리는 벤젠 또는 나프탈렌이고;
    X1 및 X2는 서로 독립적으로 N 또는 C이고;
    n은 1 또는 2이고;
    X는 붕소 원자(B), 질소 원자(N) 또는 인 원자(P)이고;
    L1 내지 L3는 서로 독립적으로, i) C6-C60아릴렌기; 및
    ii) 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴렌기 중 선택되고;
    n1 내지 n3는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수이고;
    R71 내지 R78 및 R81 내지 R89는 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택되고;
    Ar1은 i) C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기;
    ii) 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택된다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중, A 고리가 피리딘 또는 피라졸인, 유기 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중, B 고리가 벤젠인, 유기 발광 소자.
  9. 삭제
  10. 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층; 및 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 수송 대역을 포함하고; 상기 발광층이 하기 화합물 1 내지 16 중 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 정공 수송 대역이 하기 화학식 2로 표시되는 카바졸계 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는, 유기 발광 소자:
    Figure 112020091176077-pat00063

    Figure 112020091176077-pat00064

    Figure 112020091176077-pat00065

    Figure 112020091176077-pat00066

    Figure 112020091176077-pat00067

    Figure 112020091176077-pat00068

    <화학식 2>
    Figure 112020091176077-pat00079

    상기 화학식 2 중,
    X는 붕소 원자(B), 질소 원자(N) 또는 인 원자(P)이고;
    L1 내지 L3는 서로 독립적으로, i) C6-C60아릴렌기; 및
    ii) 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴렌기 중 선택되고;
    n1 내지 n3는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수이고;
    R71 내지 R78 및 R81 내지 R89는 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중에서 선택되고;
    Ar1은 i) C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기;
    ii) 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 및 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택된다.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 화학식 2 중, L1 내지 L3는 서로 독립적으로,
    i) 페닐렌기, 나프틸레닐기 및 안트라세닐렌기; 및
    ii) 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸레닐기 및 안트라세닐렌기; 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  12. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 화학식 2 중, n1 내지 n3는 서로 독립적으로 0 또는 1의 정수인, 유기 발광 소자.
  13. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 화학식 2 중, R71 내지 R78 및 R81 내지 R89는 서로 독립적으로,
    i) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기;
    ii) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 시아노기 및 니트로기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기; 및
    iii) 수소, 중수소, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 및 C1-C60알킬기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴기; 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  14. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 화학식 2 중, R71 내지 R78 및 R81 내지 R89는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  15. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 화학식 2 중, Ar1은
    i) C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및
    ii) 중수소, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C60아릴기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  16. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 화학식 2 중, Ar1은
    i) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 및
    ii) 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 중에서 선택된, 유기 발광 소자.
  17. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 화학식 2 중, X는 질소 원자인, 유기 발광 소자.
  18. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 카바졸계 화합물은 하기 화학식 2A로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 2A>
    Figure 112020091176077-pat00069

    상기 화학식 2A 중,
    X는 붕소 원자(B), 질소 원자(N) 또는 인 원자(P)이고;
    R71, R81 및 R82는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고;
    Ar1은 i) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 및
    ii) 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 중에서 선택된다.
  19. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 카바졸계 화합물은 하기 화합물 21 내지 42 중 어느 하나로 선택되는, 유기 발광 소자:
    Figure 112020091176077-pat00070

    Figure 112020091176077-pat00071

    Figure 112020091176077-pat00072

    Figure 112020091176077-pat00073
  20. 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층; 및 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 수송 대역을 포함하고; 상기 발광층이 하기 화학식 1B 및 1C 중 어느 하나로 표시되는 유기금속 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하고; 상기 정공 수송 대역이 하기 화학식 2A로 표시되는 카바졸계 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 유기 발광 소자:
    <화학식 1B> <화학식 1C>
    Figure 112014006835696-pat00074
    Figure 112014006835696-pat00075

    <화학식 2A>
    Figure 112014006835696-pat00076

    상기 화학식 1B, 1C 및 2A 중,
    R1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐, tert-데카닐 및 -N(Q1)(Q2) 중에서 선택되고,
    R2가, 수소, F, Cl, 시아노기, 니트로기; 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; 적어도 하나의 F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 및 -C(=O)(Q3); 중에서 선택되고,
    상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 F로 치환된 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노네닐기, 이소노네닐기, sec-노네닐기, tert-노네닐기, n-데카닐, 이소데카닐, sec-데카닐 및 tert-데카닐; F 및 적어도 하나의 F로 치환된 C1-C20알킬기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 페난쓰롤리닐기 및 카바졸일기; 중에서 선택되고,
    R4 내지 R6는 수소이고,
    a, b 및 c는 서로 독립적으로, 1 내지 3의 정수이되, a가 2 이상일 경우, 2 이상의 R4는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, b가 2 이상일 경우, 2 이상의 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, c가 2 이상일 경우, 2 이상의 R6는 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
    n은 1 또는 2이고;
    X는 붕소 원자(B), 질소 원자(N) 또는 인 원자(P)이고;
    R71, R81 및 R82는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고;
    Ar1은 i) 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 및
    ii) 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피라지닐기, 트리아지닐기 및 카르바졸기; 중에서 선택된다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102385228B1 (ko) * 2014-12-30 2022-04-12 삼성디스플레이 주식회사 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
DE112018000989T5 (de) * 2017-02-24 2019-11-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Material für ein Licht emittierendes Element, Licht emittierendes Element, Licht emittierende Vorrichtung, elektronisches Gerät, Beleuchtungsvorrichtung und metallorganischer Komplex
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KR20210068229A (ko) * 2019-11-29 2021-06-09 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 아민 화합물
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020024293A1 (en) * 2000-07-17 2002-02-28 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light-emitting element and iridium complex
WO2009022594A1 (ja) * 2007-08-10 2009-02-19 Showa Denko K.K. 青色発光性高分子化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子およびその用途

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1175128B1 (en) * 2000-07-17 2010-09-22 FUJIFILM Corporation Light emitting element and azole compound
US8188315B2 (en) * 2004-04-02 2012-05-29 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting device and flat panel display device comprising the same
KR100573137B1 (ko) * 2004-04-02 2006-04-24 삼성에스디아이 주식회사 플루오렌계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR100669716B1 (ko) * 2004-07-14 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 페닐카르바졸 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR101566436B1 (ko) 2008-12-02 2015-11-06 삼성디스플레이 주식회사 유기 화합물, 그것을 이용한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자를 포함하는 표시 장치
KR101105242B1 (ko) 2009-04-06 2012-01-13 (주)피앤유렘 용액공정이 가능한 피콜리닉산 또는 피콜리닉산-엔-옥사이드 유도체를 보조리간드로 갖는 이리듐계 청색 발광화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR101328978B1 (ko) 2010-10-26 2013-11-13 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
US8455867B2 (en) 2010-10-26 2013-06-04 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
KR101701246B1 (ko) 2011-08-05 2017-02-03 삼성디스플레이 주식회사 카바졸계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
US9403795B2 (en) 2011-08-05 2016-08-02 Samsung Display Co., Ltd. Carbazole-based compound and organic light-emitting diode comprising the same
KR102065586B1 (ko) 2013-01-30 2020-01-14 삼성디스플레이 주식회사 유기금속 착체 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020024293A1 (en) * 2000-07-17 2002-02-28 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light-emitting element and iridium complex
WO2009022594A1 (ja) * 2007-08-10 2009-02-19 Showa Denko K.K. 青色発光性高分子化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子およびその用途

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