KR102239995B1 - 유기발광 소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents

유기발광 소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 상기 [화학식 1] 내 치환기 R1 내지 R5, R11 내지 R18, R21 내지 R22, R31 내지 R40, 연결기 L1 내지 L3, m1, m2는 발명의 상세한 설명내 정의된 바와 같다.
[화학식 1]
Figure 112020051670757-pat00303

Description

유기발광 소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자{Organic Compound for organic light emitting diode and an organic light emitting diode including the same}
본 발명은 유기 발광 소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중수소 치환된 특정한 구조의 안트라센 유도체를 이용하여 고효율 및 장수명 특성의 유기발광소자를 제공할 수 있는 유기발광소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 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 빛을 발광하는 유기 발광층 및 유기 발광층을 사이에 두고 상호 대향하는 양극(애노드)과 음극(캐소드)을 포함하고 있다.
보다 구체적으로 상기 유기 발광 소자는 상기 양극상부에 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 음극이 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 양극 및 음극간에 전압을 인가하면, 양극으로부터 주입된 정공은 정공수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고, 음극으로부터 주입된 전자는 전자수송층을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
한편, 유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 상기 발광 재료는 발광 메커니즘에 따라 전자의 일중항 여기상태로부터 유래되는 형광 재료와 전자의 삼중항 여기상태로부터 유래되는 인광 재료로 분류될 수 있다.
또한, 발광 재료로서 하나의 물질만 사용하는 경우, 분자간 상호 작용에 의하여 최대 발광 파장이 장파장으로 이동하고 색순도가 떨어지거나 발광 감쇄 효과로 소자의 효율이 감소되는 문제가 발생하므로, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 재료로서 호스트-도판트 시스템을 사용할 수 있다. 그 원리는 발광층을 형성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작은 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 발광층에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때, 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
한편, 유기발광소자의 장수명 및 안정성을 개선시키기 위해 중수소 치환된 화합물을 발광층 등의 재료로서 도입하는 연구가 시도되고 있다.
일반적으로 중수소로 치환된 화합물은 수소와 결합된 화합물과 비교하여 열역학적 거동에서 차이를 보여주는 것으로 알려지고 있는 바, 중수소의 원자 질량이 수소보다 2배 커서 더 낮은 영점 에너지 및 더 낮은 진동 에너지 수준을 가져올 수 있기 때문이다.
또한, 중수소와 관련된 화학적 결합 길이 등의 물리화학적 특성은 수소와 상이하게 나타나며, 특히, C-H 결합에 비해 C-D 결합의 신장 진폭이 더 작아서, 중수소의 반데르발스 반경은 수소보다 작으며 일반적으로, C-D 결합이 C-H 결합보다 더 짧고 더 강함을 나타낼 수 있으며, 중수소로 치환된 경우에는 바닥상태의 에너지가 낮아지며, 중수소, 탄소의 결합길이가 짧아짐에 따라, 분자 중심 부피(Molecular hardcore volume)가 줄어들고, 이에 따라 전기적 극성화도(Electrical polarizability)를 줄일 수 있으며, 분자간 상호작용(Intermolecular interaction)을 약하게 함으로써, 박막 부피를 증가시킬 수 있음이 알려지고 있다.
이러한 특성은 박막의 결정화도를 낮추는 효과 즉, 비결정질(Amorphous) 상태를 만들 수 있으며, 일반적으로 OLED 수명 및 구동특성을 높이기 위해 효과적일 수 있으며, 내열성이 보다 향상될 수 있다.
상기 중수소를 포함하는 유기발광 화합물과 관련된 종래기술로서, 등록특허공보 제10-1111406호에서는 카바졸을 포함하는 아민계 화합물을 중수소로 치환하거나, 중수소로 치환된 화합물의 혼합을 통해 저전압 구동 및 장수명 소자를 제공하는 기술에 관해 기재되어 있고, 등록특허공보 제10-1068224호에서는 페닐기내의 수소가 중수소로 치환된 페닐기를 포함하는 안트라센 유도체를 호스트로 이용하는 기술에 관해 기재되어 있다.
그러나, 상기 선행문헌을 포함하는 종래기술에서의 장수명 특성을 가지는 유기발광소자를 제조하기 위한 다양한 종류의 방법이 시도되었음에도 불구하고 아직도, 장수명 특성을 가짐과 더불어 보다 개선된 고효율을 나타내는 유기발광소자내 발광층으로 사용할 수 있는 화합물에 대한 개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
등록특허공보 제10-1111406호(2012.04.12) 등록특허공보 제10-1068224호(2011.09.28)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 유기발광소자내 발광층의 호스트로서 사용되는 유기발광 화합물을 특정한 구조의 안트라센 유도체를 사용하며 또한, 상기 안트라센 유도체내 특정한 위치에 비치환된 페닐기 또는 중수소가 치환된 페닐기를 도입함으로써, 고효율과 더불어 보다 개선된 장수명 특성을 제공할 수 있는 유기발광 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 유기발광 화합물을 발광층에 호스트로서 포함하는 유기발광소자를 제공하는 것을 발명의 또 다른 목적으로 한다.
이에, 본 발명은 하기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112020051670757-pat00001
상기 화학식 1에서,
상기 치환기 R1 내지 R5, R11 내지 R18 은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 또는 중수소이며,
상기 치환기 R21 내지 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 m1은 0~3의 정수이되, m1이 2이상인 경우에 각각의 R21은 각각 동일하거나 상이하고,
상기 m2는 0~4의 정수이되, m2가 2이상인 경우에 각각의 R22은 각각 동일하거나 상이하고,
상기 디벤조퓨란기내 각각의 방향족고리의 탄소원자가 상기 R21 또는 R22와 결합되지 않는 경우에 이들은 각각 수소 또는 중수소가 결합되며,
상기 연결기 L1 내지 L3은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6내지 50의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 연결기이되,
상기 연결기 L1 내지 L3 중에서 선택되는 두 개의 연결기는 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 하기 구조식 1로 표시되는 연결기와 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기 이며,
[구조식 1]
Figure 112020051670757-pat00002
상기 구조식 1에서의 치환기 R31 내지 R40 중에서 두 개의 치환기는 각각 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기, 연결기 L1 내지 L3, 또는 디벤조퓨란기와 연결되는 단일결합이고
상기 치환기 R31 내지 R40 중에서 단일결합이 아닌 나머지 8개의 치환기는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
또한 본 발명은 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물을 1종 이상 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
본 발명에 따른 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물은 발광층내 호스트로서 사용되는 경우에, 기존 재료를 사용하는 소자에 비하여, 보다 장수명을 가지면서도 또한 고효율의 특성을 가지고 있어, 유기발광소자에 적용하는 경우에 개선된 특성을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 구현에 따른 유기발광소자의 구조를 도시한 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않으며, 또한 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 유기발광소자의 고효율 및 장수명, 특히 장수명의 특성을 개선시키기 위해 유기발광소자내 발광층의 호스트로서 사용되는 유기발광 화합물을 연결기로서 페난트렌 구조와 아릴렌 구조를 도입한 안트라센 유도체를 사용하며 또한, 상기 안트라센 유도체내 특정한 위치에 비치환된 페닐기 또는 중수소가 치환된 페닐기를 도입하며, 또한 안트라센기에 상기 페닐기 및 연결기를 제외하고는 수소 또는 중수소만이 치환되도록 함으로써, 장수명 특성과 더불어, 보다 개선된 효율을 제공할 수 있는 유기발광 화합물을 제공한다.
이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명은 하기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112020051670757-pat00003
상기 화학식 1에서,
상기 치환기 R1 내지 R5, R11 내지 R18 은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 또는 중수소이며,
상기 치환기 R21 내지 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 m1은 0~3의 정수이되, m1이 2이상인 경우에 각각의 R21은 각각 동일하거나 상이하고,
상기 m2는 0~4의 정수이되, m2가 2이상인 경우에 각각의 R22은 각각 동일하거나 상이하고,
상기 디벤조퓨란기내 각각의 방향족고리의 탄소원자가 상기 R21 또는 R22와 결합되지 않는 경우에 이들은 각각 수소 또는 중수소가 결합되며,
상기 연결기 L1 내지 L3은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6내지 50의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2내지 50의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 연결기이되,
상기 연결기 L1 내지 L3 중에서 선택되는 두 개의 연결기는 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 하기 구조식 1로 표시되는 연결기와 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기 이며,
[구조식 1]
Figure 112020051670757-pat00004
상기 구조식 1에서의 치환기 R31 내지 R40 중에서 두 개의 치환기는 각각 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기, 연결기 L1 내지 L3, 또는 디벤조퓨란기와 연결되는 단일결합이고
상기 치환기 R31 내지 R40 중에서 단일결합이 아닌 나머지 8개의 치환기는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
여기서, 상기 [화학식 1] 및 [구조식 1]에서의 상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 3 내지 24의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
한편, 본 발명의 명세서내의 상기 "치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기", "치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기" 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 범위를 고려하여 보면, 상기 탄소수 1 내지 30의 알킬기 및 탄소수 5 내지 50의 아릴기의 탄소수의 범위는 각각 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체탄소수를 의미하는 것이다. 예컨대, 파라위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 탄소수 4의 부틸기로 치환된 탄소수 6의 아릴기에 해당하는 것으로 보아야 한다.
또한, 본 발명의 명세서내 화합물에서 사용되는 아릴기는 하나의 수소제거에 의해서 방향족탄화수소로부터 유도된 유기라디칼로, 5 내지 7원, 바람직하게는 5 또는 6원을 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함하며, 또한 상기 아릴기에 치환기가 있는 경우 이웃하는 치환기와 서로 융합 (fused)되어 고리를 추가로 형성할 수 있다.
상기 아릴의 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 안트릴, 인데닐(indenyl), 플루오레닐, 페난트릴, 트라이페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
상기 아릴기중 하나 이상의 수소원자는 중수소원자, 할로겐원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 실릴기, 아미노기 (-NH2, -NH(R), -N(R')(R''), R'과 R"은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 이 경우 "알킬아미노기"라함), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알케닐기, 탄소수 1 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소 수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.
본 발명의 명세서내 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기는 상기 아릴기에서 각각의 고리내에 N, O, P, Se, Te, Si, Ge 또는 S 중에서 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함할 수 있는 탄소수 2 내지 24의 헤테로방향족 유기라디칼을 의미하며, 상기 고리들은 융합(fused)되어 고리를 형성할 수 있다. 그리고 상기 헤테로아릴기중 하나이상의 수소원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있고, 상기 실릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
또한, 본 발명에서 "적어도 일부가 중수소 치환된"이라는 용어는 탄소원자에 결합되는 다수의 수소원자가 존재하는 경우에 적어도 하나의 수소(H)가 중수소(D)로 대체되었음을 의미하는 것으로, 예컨대 '적어도 일부가 중수소 치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기'는 상기 아릴기내 탄소원자에 직접 결합된 적어도 하나의 수소(H)가 중수소(D)로 치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기를 의미한다.
본 발명에서의 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물은 비치환된 페닐기 또는 중수소 치환된 페닐기가 안트라센 고리의 10번 위치에 연결되고, 상기 안트라센기는 디벤조퓨란기 및 이하에서 설명되는 연결기들(L1, L2 및 L3) 을 제외하고는 수소 또는 중수소만이 치환되며, 또한 안트라센 고리의 9번 위치에는 순차적으로 연결기 L1, L2 및 L3가 결합되며, 여기서 연결기 L1 내지 L3 중에서 선택되는 두 개의 연결기는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 하기 구조식 1로 표시되는 치환 또는 비치환된 페난트렌 연결기;와 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기;이며, 나머지 하나의 연결기는 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6내지 50의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2내지 50의 헤테로아릴렌기에서 선택되되, 상기 연결기 L3는 디벤조퓨란의 방향족 고리내 탄소원자에 결합되는 구조를 기술적 특징으로 한다.
[구조식 1]
Figure 112020051670757-pat00005
이때, 디벤조퓨란에 결합되는 상기 치환기 R21 내지 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 m1은 0~3의 정수이되, m1이 2이상인 경우에 각각의 R21은 각각 동일하거나 상이하고, 상기 m2는 0~4의 정수이되, m2가 2이상인 경우에 각각의 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 상기 디벤조퓨란기내 각각의 방향족고리의 탄소원자가 상기 R21 또는 R22와 결합되지 않는 경우에 이들은 각각 수소 또는 중수소가 결합된다.
본 발명에서 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물을 유기발광소자내 발광층의 재료로서 사용하는 경우에 얻어지는 유기발광소자는 장수명을 가짐과 동시에 보다 효율을 향상시킬 수 있다.
일실시예로서, 본 발명에서의 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물에 있어, 상기 치환기 R1 내지 R5는 모두 중수소로서 중수소 치환된 페닐기가 안트라센 고리의 10번 위치에 연결되는 구조를 가질 수 있다.
또한 본 발명에서, 상기 연결기 L1 내지 L3 중 적어도 하나가 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기에 해당하는 경우에, 보다 바람직한 예로서 이는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기일 수 있고, 더욱 바람직하게는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 16의 아릴렌기일 수 있으며, 보다 바람직하게는 구체적인 치환기로서 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프탈렌기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기 등일 수 있다.
또한 본 발명에서, 상기 연결기 L1 내지 L3 중 하나가 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴렌기에 해당하는 경우에, 보다 바람직한 예로서 이는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있고, 더욱 바람직하게는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 16의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명에서의 일실시예로서, 본 발명에서의 상기 화학식 1로 표시되는 유기발광 화합물내 상기 연결기 L1 내지 L3 중에서 상기 구조식 1로 표시되는 연결기와 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기에 해당되지 않는 나머지 하나의 연결기는 단일결합일 수 있으며, 이 경우에 상기 연결기 L1 내지 L3 중 상기 구조식 1로 표시되는 연결기와 단일결합에 해당하지 않고, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기에 해당하는 연결기의 구체적인 예로서는 페닐렌기, 나프탈렌기, 페난트렌기 중에서 선택되는 연결기일 수 있다.
또한, 본 발명에서의 또 다른 실시예로서, 상기 화학식 1에서의 연결기 L1 내지 L3 중에서 선택되는 두 개의 연결기는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기; 이고, 상기 L1 내지 L3 중에서 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기가 아닌 나머지 하나의 연결기는 상기 구조식 1로 표시되는 연결기 일 수 있으며, 이 경우에, 상기 연결기 L1 내지 L3 중 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기에 해당하는 두 개의 연결기는 각각 동일하거나 상이하며 서로 독립적으로 페닐렌기, 나프탈렌기, 페난트렌기 중에서 선택되는 연결기일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물에 있어, 상기 구조식 1내 치환기 R31 내지 R40 중에서 단일결합이 아닌 나머지 8개의 치환기는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 또는 중수소일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물내 상기 치환기 R21 및 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 적어도 일부가 중수소 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기일 수 있으며, 바람직하게는 상기 치환기 R21 내지 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 중수소 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 중수소 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물내 상기 상기 m1은 0이고, 상기 m2는 1 또는 2 이거나, 또는 상기 m1은 1 또는 2 이고, 상기 m2는 0일 수 있고, 이러한 경우에 상기 치환기 R21 및 R22은 디벤조퓨란 기내 두 개의 방향족 고리중에서 어느 하나에만 상기 치환기 R21 또는 R22가 결합되며, 각각의 디벤조퓨란기내 방향족고리에 결합될 치환기의 개수는 1개 또는 2개일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 구조식 1과 인접한 안트라세닐기, 상기 구조식 1과 인접한 디벤조퓨란기 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기 중에서 선택되는 두 개의 치환기와 결합되는 구조식 1내 두 개의 단일결합은 각각 치환기 R31, R34, R36 및 R38 중에서 선택될 수 있고, 이 경우에, 더욱 바람직하게는 상기 구조식 1내 두 개의 단일결합은 각각 치환기 R31, R34 및 R38 중에서 선택;되거나 또는 치환기 R31 및 R36 중에서 선택;될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 구조식 1과 인접한 안트라세닐기, 상기 구조식 1과 인접한 디벤조퓨란기 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기 중에서 선택되는 두 개의 치환기와 결합되는 구조식 1내 두 개의 단일결합이 각각 치환기 R31, R34, R36 및 R38 중에서 선택되는 경우에, 상기 구조식 1내 치환기 R31는 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기와 결합되는 단일결합이거나, 또는 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합이고, 상기 치환기 R34 또는 치환기 R38 은 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합이거나; 또는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물내 디벤조퓨란기와 결합되는 단일결합일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 구조식 1과 인접한 안트라세닐기, 상기 구조식 1과 인접한 디벤조퓨란기 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기 중에서 선택되는 두 개의 치환기와 결합되는 구조식 1내 두 개의 단일결합이 각각 치환기 R31, R34, R36 및 R38 중에서 선택되는 경우에, 상기 구조식 1내 치환기 R31는 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기와 결합되는 단일결합 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합 중에서 선택되고, 상기 치환기 R36 은 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물내 디벤조퓨란기와 결합되는 단일결합 중에서 선택;될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 구조식 1과 인접한 안트라세닐기, 상기 구조식 1과 인접한 디벤조퓨란기 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기 중에서 선택되는 두 개의 치환기와 결합되는 구조식 1내 두 개의 단일결합이 각각 치환기 R31, R34, R36 및 R38 중에서 선택되는 경우에, 상기 구조식 1내 치환기 R38는 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기와 결합되는 단일결합 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합 중에서 선택되고, 상기 치환기 R31 은 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물내 디벤조퓨란기와 결합되는 단일결합 중에서 선택될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물에서의 상기 디벤조퓨란기와 연결기 L3와의 바람직한 결합구조에 따른 화합물로서, 이는 하기 [화학식 1-1] 또는 [화학식 1-2]로 표시되는 유기발광 화합물일 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-2]
Figure 112020051670757-pat00006
Figure 112020051670757-pat00007
이때, 상기 R1 내지 R5, R11 내지 R18, L1 내지 L3, R21, R22, m1 및 m2는 앞서 정의한 바와 동일하다.
보다 구체적으로, 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물은 하기 <화합물 1> 내지 <화합물 24>로 표시되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
Figure 112020051670757-pat00008
<화합물 1> <화합물 2> <화합물 3>
Figure 112020051670757-pat00009
Figure 112020051670757-pat00010
<화합물 4> <화합물 5> <화합물 6>
Figure 112020051670757-pat00011
Figure 112020051670757-pat00012
<화합물 7> <화합물 8> <화합물 9>
Figure 112020051670757-pat00013
<화합물 10> <화합물 11> <화합물 12>
Figure 112020051670757-pat00014
<화합물 13> <화합물 14> <화합물 15>
Figure 112020051670757-pat00015
Figure 112020051670757-pat00016
<화합물 16> <화합물 17> <화합물 18>
Figure 112020051670757-pat00017
Figure 112020051670757-pat00018
<화합물 19> <화합물 20> <화합물 21>
Figure 112020051670757-pat00019
<화합물 22> <화합물 23> <화합물 24>
한편, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 유기발광 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
이는 보다 바람직하게는 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층을 포함하고, 상기 유기층이 본 발명의 유기발광 화합물을 1종 이상 포함한 유기발광소자로 나타낼 수 있다.
이 경우에 상기 유기 발광 소자내 상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층이 발광층일 수 있고, 여기서 상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어지고, 본 발명에 따른 상기 유기발광 화합물은 호스트의 역할을 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광소자의 구조를 도시한 그림으로서, 본 발명에 따른 유기발광소자의 구조를 도시하였다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 양극(20), 정공수송층(40), 발광층(50), 전자수송층(60) 및 음극(80)을 포함하며, 필요에 따라 정공주입층(30)과 전자주입층(70)을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.
여기서 상기 [화학식 1]로 표시되는 유기발광 화합물은 발광층에 호스트로서 사용될 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 유기 발광 소자 및 그 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저 기판(10) 상부에 양극(애노드) 전극용 물질을 코팅하여 양극(20)을 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 양극 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.
상기 양극(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성한다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성한다.
상기 정공주입층 재료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어 2-TNATA [4,4',4"-tris(2-naphthylphenyl-phenylamino)-triphenylamine], NPD[N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)], TPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine], DNTPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine] 등을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는것인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐 -[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘(a-NPD) 등을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상기 정공수송층(40)의 상부에 호스트와 도펀트로 이루어지는 발광층(50)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 적층하며, 상기 발광층의 두께는 50 내지 2,000 Å인 것이 바람직하다. 여기서 선택적으로, 상기 유기발광층(50)의 상부에 전자밀도 조절층(미도시)를 추가로 형성할 수 있다.
한편 본 발명에서 상기 발광층에는 본 발명에 따른 유기발광 화합물을 포함하는 호스트 및 이와 더불어, 도펀트 재료가 사용될 수 있다. 상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로하여 약 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서 사용되는 상기 발광층내 호스트는 상기 화학식 1로 표시되는 유기발광 화합물을 단독으로 사용할 수도 있으며, 공지의 호스트와 혼합하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 호스트로서 공지의 호스트와 혼합하여 사용하는 경우에 사용될 수 있는 호스트의 일 예로서, 이는 하기 화학식 B 로 표시되는 화합물이 1종 이상 사용될 수 있다.
[화학식 B]
Figure 112020051670757-pat00020
상기 [화학식 B]에서,
상기 X11 내지 X20는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며, 서로 인접하는 기는 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 B로 표시되는 호스트 화합물은 하기 [화학식 1] 내지 [화학식 196]으로 표시되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4]
Figure 112020051670757-pat00021
[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8]
Figure 112020051670757-pat00022
[화학식9] [화학식10] [화학식11] [화학식12]
Figure 112020051670757-pat00023
[화학식13] [화학식14] [화학식15] [화학식16]
Figure 112020051670757-pat00024
[화학식17] [화학식18] [화학식19] [화학식20]
Figure 112020051670757-pat00025
[화학식21] [화학식22] [화학식23] [화학식24]
Figure 112020051670757-pat00026
[화학식25] [화학식26] [화학식27] [화학식28]
Figure 112020051670757-pat00027
[화학식29] [화학식30] [화학식31] [화학식32]
Figure 112020051670757-pat00028
[화학식33] [화학식34] [화학식35] [화학식36]
Figure 112020051670757-pat00029
[화학식37] [화학식38] [화학식39] [화학식40]
Figure 112020051670757-pat00030
[화학식41] [화학식42] [화학식43] [화학식44]
Figure 112020051670757-pat00031
[화학식45] [화학식46] [화학식47] [화학식48]
Figure 112020051670757-pat00032
[화학식49] [화학식50] [화학식51] [화학식52]
Figure 112020051670757-pat00033
[화학식53] [화학식54] [화학식55] [화학식56]
Figure 112020051670757-pat00034
[화학식57] [화학식58] [화학식59] [화학식60]
Figure 112020051670757-pat00035
[화학식61] [화학식62] [화학식63] [화학식64]
Figure 112020051670757-pat00036
[화학식65] [화학식66] [화학식67] [화학식68]
Figure 112020051670757-pat00037
[화학식69] [화학식70] [화학식71] [화학식72]
Figure 112020051670757-pat00038
[화학식73] [화학식74] [화학식75] [화학식76]
Figure 112020051670757-pat00039
[화학식77] [화학식78] [화학식79] [화학식80]
Figure 112020051670757-pat00040
[화학식81] [화학식82] [화학식83] [화학식84]
Figure 112020051670757-pat00041
[화학식85] [화학식86] [화학식87] [화학식88]
Figure 112020051670757-pat00042
[화학식89] [화학식90] [화학식91] [화학식92]
Figure 112020051670757-pat00043
[화학식93] [화학식94] [화학식95] [화학식96]
Figure 112020051670757-pat00044
[화학식97] [화학식98] [화학식99] [화학식100]
Figure 112020051670757-pat00045
[화학식101] [화학식102] [화학식103] [화학식104]
Figure 112020051670757-pat00046
[화학식105] [화학식106] [화학식107] [화학식108]
Figure 112020051670757-pat00047
[화학식109] [화학식110] [화학식111] [화학식112]
Figure 112020051670757-pat00048
[화학식113] [화학식114] [화학식115] [화학식116]
Figure 112020051670757-pat00049
[화학식117] [화학식118] [화학식119] [화학식120]
Figure 112020051670757-pat00050
[화학식121] [화학식122] [화학식123] [화학식124]
Figure 112020051670757-pat00051
[화학식125] [화학식126] [화학식127] [화학식128]
Figure 112020051670757-pat00052
[화학식129] [화학식130] [화학식131] [화학식132]
Figure 112020051670757-pat00053
[화학식133] [화학식134] [화학식135] [화학식136]
Figure 112020051670757-pat00054
[화학식137] [화학식138] [화학식139] [화학식140]
Figure 112020051670757-pat00055
[화학식141] [화학식142] [화학식143] [화학식144]
Figure 112020051670757-pat00056
[화학식145] [화학식146] [화학식147] [화학식148]
Figure 112020051670757-pat00057
[화학식149] [화학식150] [화학식151] [화학식152]
Figure 112020051670757-pat00058
[화학식153] [화학식154] [화학식155] [화학식156]
Figure 112020051670757-pat00059
[화학식157] [화학식158] [화학식159] [화학식160]
Figure 112020051670757-pat00060
[화학식161] [화학식162] [화학식163] [화학식164]
Figure 112020051670757-pat00061
[화학식165] [화학식166] [화학식167] [화학식168]
Figure 112020051670757-pat00062
[화학식169] [화학식170] [화학식171] [화학식172]
Figure 112020051670757-pat00063
[화학식173] [화학식174] [화학식175] [화학식176]
Figure 112020051670757-pat00064
[화학식177] [화학식178] [화학식179] [화학식180]
Figure 112020051670757-pat00065
[화학식181] [화학식182] [화학식183] [화학식184]
Figure 112020051670757-pat00066
[화학식185] [화학식186] [화학식187] [화학식188]
Figure 112020051670757-pat00067
[화학식189] [화학식190] [화학식191] [화학식192]
Figure 112020051670757-pat00068
[화학식193] [화학식194] [화학식195] [화학식196]
Figure 112020051670757-pat00069
또한, 본 발명에서 상기 발광층에 사용되는 도판트 화합물로서, 하기 [화학식 D1] 내지 [화학식 D7] 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 적어도 1종 포함할 수 있다.
[화학식 D1]
Figure 112020051670757-pat00070
[화학식 D2]
Figure 112020051670757-pat00071
상기 [화학식 D1] 및 [화학식 D2]에서, A31, A32, E1 및 F1은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 방향족 헤테로고리이고;
상기 A31의 방향족 고리내 서로 이웃한 두 개의 탄소원자와, 상기 A32의 방향족 고리내 서로 이웃한 두개의 탄소원자는 상기 치환기 R51 및 R52에 연결된 탄소원자와 5원환을 형성함으로써 각각 축합고리를 형성하며;
상기 연결기 L21 내지 L32는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되며;
상기 W는 N-R53, CR54R55, SiR56R57, GeR58R59, O, S, Se 중에서 선택되는 어느 하나이며;
상기 치환기 R51 내지 R59, Ar21 내지 Ar28은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬게르마늄기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30 의 아릴게르마늄기 시아노기, 니트로기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이되,
상기 R51 및 R52는 서로 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, O, P, Si, S, Ge, Se, Te 중에서 선택되는어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있으며;
상기 p11 내지 p14, r11 내지 r14 및 s11 내지 s14는 각각 1 내지 3의 정수이되, 이들 각각이 2 이상인 경우에 각각의 연결기 L21 내지 L32는 서로 동일하거나 상이하고,
상기 x1은 1 또는 2의 정수이고, y1 및 z1은 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수이며,
상기 Ar21 과 Ar22, Ar23과 Ar24, Ar25와 Ar26 및 Ar27과 Ar28은 각각 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
상기 화학식 D1에서 A32고리내 서로 이웃한 두개의 탄소원자는 상기 구조식 Q11의 *와 결합하여 축합고리를 형성하고,
상기 화학식 D2에서 상기 A31고리내 서로 이웃한 두개의 탄소원자는 상기 구조식 Q12의 *와 결합하여 축합고리를 형성하고, 상기 A32 고리내 서로 이웃한 두개의 탄소원자는 상기 구조식 Q11의 *와 결합하여 축합고리를 형성할 수 있다.
[화학식 D3]
Figure 112020051670757-pat00072
상기 [화학식 D3] 에서,
상기 X1는 B, P, P=O 중에서 선택되는 어느 하나이고
상기 T1 내지 T3은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 방향족 헤테로고리이고;
상기 Y1는 N-R61, CR62R63, O, S, SiR64R65 중에서 선택되는 어느 하나이며;
상기 Y2는 N-R66, CR66R68, O, S, SiR69R70 중에서 선택되는 어느 하나이며;
상기 R61 내지 R70은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소,중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 시아노기,할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며, 상기 R61 내지 R70은 각각 상기 T1 내지 T3중에서 선택되는 하나 이상의 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있다.
[화학식 D4] [화학식 D5]
Figure 112020051670757-pat00073
상기 [화학식 D4] 및 [화학식 D5]에서,
상기 X2는 B, P, P=O 중에서 선택되는 어느 하나이고
상기 T4 내지 T6는 [화학식 D3]에서 T1 내지 T3와 동일하며,
상기 Y4 내지 Y6는 [화학식 D3]에서 Y1 내지 Y2와 동일하며,
[화학식 D6] [화학식 D7]
Figure 112020051670757-pat00074
상기 X3는 B, P, P=O 중에서 선택되는 어느 하나이고
상기 T7 내지 T9는 [화학식 D3]에서 T1 내지 T3와 동일하며,
상기 Y6는 [화학식 D3]에서 Y1 내지 Y2와 동일하며,
상기 치환기 R71 내지 R72은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며, 상기 R71 및 R72는 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성하거나 또는 상기 Q1 고리 또는 Q3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있고.
여기서, 상기 [화학식 D1] 내지 [화학식 D7]에서의 상기'치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 도판트 화합물 중 상기 [화학식 D3] 내지 [화학식 D7] 중 어느 하나로 표시되는 보론 화합물의 경우에, 상기 T1 내지 T9 의 방향족 탄화수소 고리, 또는 방향족 헤테로고리에 치환가능한 치환기로서, 중수소, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기가 치환될 수 있고, 여기서, 상기 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기 및 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기에서의 각각의 알킬기 또는 아릴기는 서로 연결될 수 있으며, 더욱 바람직한 치환기로서는, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 탄소수 1 내지 12의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 18의 아릴아미노기가 치환될 수 있으며, 상기 탄소수 1 내지 12의 알킬아미노기 및 탄소수 6 내지 18의 아릴아미노기에서의 각각의 알킬기 또는 아릴기는 서로 연결될 수 있다.
또한, 상기 발광층에 사용되는 도판트 화합물 중 상기 [화학식 D1] 내지 [화학식 D2] 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서는 아래 화학식 d1 내지 화학식 d239 중 어느 하나일 수 있다.
<화학식 d1 > <화학식 d2 > <화학식 d3>
Figure 112020051670757-pat00075
<화학식 d4 > <화학식 d5 > <화학식 d6>
Figure 112020051670757-pat00076
<화학식 d7 > <화학식 d8 > <화학식 d9>
Figure 112020051670757-pat00077
<화학식 d10 > <화학식 d11 > <화학식 d12>
Figure 112020051670757-pat00078
<화학식 d13 > <화학식 d14 > <화학식 d15>
Figure 112020051670757-pat00079
<화학식 d16 > <화학식 d17 > <화학식 d18>
Figure 112020051670757-pat00080
<화학식 d19 > <화학식 d20 > <화학식 d21>
Figure 112020051670757-pat00081
<화학식 d22 > <화학식 d23 > <화학식 d24>
Figure 112020051670757-pat00082
<화학식 d25 > <화학식 d26 > <화학식 d27>
Figure 112020051670757-pat00083
<화학식 d28 > <화학식 d29 > <화학식 d30>
Figure 112020051670757-pat00084
<화학식 d31 > <화학식 d32 > <화학식 d33>
Figure 112020051670757-pat00085
<화학식 d34 > <화학식 d35 > <화학식 d36>
Figure 112020051670757-pat00086
<화학식 d37 > <화학식 d38 > <화학식 d39>
Figure 112020051670757-pat00087
<화학식 d40 > <화학식 d41 > <화학식 d42>
Figure 112020051670757-pat00088
<화학식 d43 > <화학식 d44 > <화학식 d45>
Figure 112020051670757-pat00089
<화학식 d46 > <화학식 d47 > <화학식 d48>
Figure 112020051670757-pat00090
<화학식 d49 > <화학식 d50 > <화학식 d51>
Figure 112020051670757-pat00091
<화학식 d52 > <화학식 d53 > <화학식 d54>
Figure 112020051670757-pat00092
<화학식 d55 > <화학식 d56 > <화학식 d57>
Figure 112020051670757-pat00093
<화학식 d58 > <화학식 d59 > <화학식 d60>
Figure 112020051670757-pat00094
<화학식 d61 > <화학식 d62 > <화학식 d63>
Figure 112020051670757-pat00095
<화학식 d64 > <화학식 d65 > <화학식 d66>
Figure 112020051670757-pat00096
<화학식 d67 > <화학식 d68 > <화학식 d69>
Figure 112020051670757-pat00097
<화학식 d70 > <화학식 d71 > <화학식 d72>
Figure 112020051670757-pat00098
<화학식 d73 > <화학식 d74 > <화학식 d75>
Figure 112020051670757-pat00099
<화학식 d76 > <화학식 d77 > <화학식 d78>
Figure 112020051670757-pat00100
<화학식 d79 > <화학식 d80 > <화학식 d81>
Figure 112020051670757-pat00101
<화학식 d82 > <화학식 d83 > <화학식 d84>
Figure 112020051670757-pat00102
<화학식 d85 > <화학식 d86 > <화학식 d87>
Figure 112020051670757-pat00103
<화학식 d88 > <화학식 d89 > <화학식 d90>
Figure 112020051670757-pat00104
<화학식 d91 > <화학식 d92 > <화학식 d93>
Figure 112020051670757-pat00105
<화학식 d94 > <화학식 d95 > <화학식 d96>
Figure 112020051670757-pat00106
<화학식 d97 > <화학식 d98 > <화학식 d99>
Figure 112020051670757-pat00107
<화학식 d100 > <화학식 d101 > <화학식 d102>
Figure 112020051670757-pat00108
<화학식 d103 > <화학식 d104 > <화학식 d105>
Figure 112020051670757-pat00109
<화학식 d106 > <화학식 d107 > <화학식 d108>
Figure 112020051670757-pat00110
<화학식 d109 > <화학식 d110 > <화학식 d111>
Figure 112020051670757-pat00111
<화학식 d112 > <화학식 d113 > <화학식 d114>
Figure 112020051670757-pat00112
<화학식 d115 > <화학식 d116 > <화학식 d117>
Figure 112020051670757-pat00113
<화학식 d118 > <화학식 d119 > <화학식 d120>
Figure 112020051670757-pat00114
<화학식 d121 > <화학식 d122 > <화학식 d123>
Figure 112020051670757-pat00115
<화학식 d124 > <화학식 d125 > <화학식 d126>
Figure 112020051670757-pat00116
<화학식 d127 > <화학식 d128 > <화학식 d129>
Figure 112020051670757-pat00117
<화학식 d130 > <화학식 d131 > <화학식 d132>
Figure 112020051670757-pat00118
<화학식 d133 > <화학식 d134 > <화학식 d135 >
Figure 112020051670757-pat00119
<화학식 d136 > <화학식 d137 > <화학식 d138>
Figure 112020051670757-pat00120
<화학식 d139 > <화학식 d140 > <화학식 d141 >
Figure 112020051670757-pat00121
<화학식 d142 > <화학식 d143 > <화학식 d144>
Figure 112020051670757-pat00122
<화학식 d145 > <화학식 d146 > <화학식 d147>
Figure 112020051670757-pat00123
<화학식 d148 > <화학식 d149 > <화학식 d150>
Figure 112020051670757-pat00124
<화학식 d151 > <화학식 d152 > <화학식 d153>
Figure 112020051670757-pat00125
<화학식 d154 > <화학식 d155 > <화학식 d156>
Figure 112020051670757-pat00126
<화학식 d157 > <화학식 d158 > <화학식 d159>
Figure 112020051670757-pat00127
<화학식 d160 > <화학식 d161 > <화학식 d162>
Figure 112020051670757-pat00128
<화학식 d163 > <화학식 d164 > <화학식 d165>
Figure 112020051670757-pat00129
<화학식 d166 > <화학식 d167 > <화학식 d168>
Figure 112020051670757-pat00130
<화학식 d169 > <화학식 d170 > <화학식 d171>
Figure 112020051670757-pat00131
<화학식 d172 > <화학식 d173 > <화학식 d174>
Figure 112020051670757-pat00132
<화학식 d175 > <화학식 d176 > <화학식 d177>
Figure 112020051670757-pat00133
<화학식 d178 > <화학식 d179 > <화학식 d180>
Figure 112020051670757-pat00134
<화학식 d181 > <화학식 d182 > <화학식 d183>
Figure 112020051670757-pat00135
<화학식 d184 > <화학식 d185 > <화학식 d186>
Figure 112020051670757-pat00136
<화학식 d187 > <화학식 d188 > <화학식 d189>
Figure 112020051670757-pat00137
<화학식 d190 > <화학식 d191 > <화학식 d192>
Figure 112020051670757-pat00138
<화학식 d193 > <화학식 d194 > <화학식 d195>
Figure 112020051670757-pat00139
<화학식 d196 > <화학식 d197 > <화학식 d198>
Figure 112020051670757-pat00140
<화학식 d199 > <화학식 d200 > <화학식 d201>
Figure 112020051670757-pat00141
<화학식 d202 > <화학식 d203 > <화학식 d204>
Figure 112020051670757-pat00142
<화학식 d205 > <화학식 d206 > <화학식 d207>
Figure 112020051670757-pat00143
<화학식 d208 > <화학식 d209 > <화학식 d210>
Figure 112020051670757-pat00144
<화학식 d211 > <화학식 d212 > <화학식 d213>
Figure 112020051670757-pat00145
<화학식 d214 > <화학식 d215 > <화학식 d216>
Figure 112020051670757-pat00146
<화학식 d217 > <화학식 d218 > <화학식 d219>
Figure 112020051670757-pat00147
<화학식 d220 > <화학식 d221 > 화학식 d222>
Figure 112020051670757-pat00148
<화학식 d223 > <화학식 d224 > <화학식 d225>
Figure 112020051670757-pat00149
<화학식 d226 > <화학식 d227 > <화학식 d228>
Figure 112020051670757-pat00150
<화학식 d229 > <화학식 d230 > <화학식 d231>
Figure 112020051670757-pat00151
<화학식 d232 > <화학식 d233 > <화학식 d234>
Figure 112020051670757-pat00152
<화학식 d235 > <화학식 d236 > <화학식 d237>
Figure 112020051670757-pat00153
<화학식 d238 > <화학식 d239 >
Figure 112020051670757-pat00154
또한, 본 발명에서, 상기 [화학식 D3]로 표시되는 화합물은 하기 <화학식 D 101> 내지 <화학식 D130> 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure 112020051670757-pat00155
<화학식 D 101> <화학식 D 102 > <화학식 D 103>
Figure 112020051670757-pat00156
<화학식 D 104 > <화학식 D 105 > <화학식 D 106>
Figure 112020051670757-pat00157
<화학식 D 107 > <화학식 D 108 > <화학식 D 109>
Figure 112020051670757-pat00158
<화학식 D 110 > <화학식 D 111 > <화학식 D 112>
Figure 112020051670757-pat00159
<화학식 D 113 > <화학식 D 114 > <화학식 D 115>
Figure 112020051670757-pat00160
<화학식 D 116> <화학식 D 117> <화학식 D 118>
Figure 112020051670757-pat00161
<화학식 D 119> <화학식 D 120> <화학식 D 121>
Figure 112020051670757-pat00162
<화학식 D 122> <화학식 D 123> <화학식 D 124>
Figure 112020051670757-pat00163
<화학식 D 125> <화학식 D 126> <화학식 D 127>
Figure 112020051670757-pat00164
<화학식 D 128> <화학식 D 129> <화학식 D 130>
또한, 본 발명에서, 상기 [화학식 D4] 및 [화학식 D5]중 어느 하나로 표시되는 화합물은 하기 <화학식 D201> 내지 <화학식 D280> 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure 112020051670757-pat00165
[화학식 D201] [화학식 D202] [화학식 D203] [화학식 D204]
Figure 112020051670757-pat00166
[화학식 D205] [화학식 D206] [화학식 D207] [화학식 D208]
Figure 112020051670757-pat00167
[화학식 D209] [화학식 D210] [화학식 D211] [화학식 D212]
Figure 112020051670757-pat00168
[화학식 D213] [화학식 D214] [화학식 D215] [화학식 D216]
Figure 112020051670757-pat00169
[화학식 D217] [화학식 D218] [화학식 D219] [화학식 D220]
Figure 112020051670757-pat00170
[화학식 D221] [화학식 D222] [화학식 D223] [화학식 D224]
Figure 112020051670757-pat00171
[화학식 D225] [화학식 D226] [화학식 D227] [화학식 D228]
Figure 112020051670757-pat00172
[화학식 D229] [화학식 D230] [화학식 D231] [화학식 D232]
Figure 112020051670757-pat00173
[화학식 D233] [화학식 D234] [화학식 D235] [화학식 D236]
Figure 112020051670757-pat00174
[화학식 D237] [화학식 D238] [화학식 D239] [화학식 D240]
Figure 112020051670757-pat00175
[화학식 D241] [화학식 D242] [화학식 D243] [화학식 D244]
Figure 112020051670757-pat00176
[화학식 D245] [화학식 D246] [화학식 D247] [화학식 D248]
Figure 112020051670757-pat00177
[화학식 D249] [화학식 D250] [화학식 D251] [화학식 D252]
Figure 112020051670757-pat00178
[화학식 D253] [화학식 D254] [화학식 D255] [화학식 D256]
Figure 112020051670757-pat00179
[화학식 D257] [화학식 D258] [화학식 D259] [화학식 D260]
Figure 112020051670757-pat00180
[화학식 D261] [화학식 D262] [화학식 D263] [화학식 D264]
Figure 112020051670757-pat00181
[화학식 D265] [화학식 D266] [화학식 D267] [화학식 D268]
Figure 112020051670757-pat00182
[화학식 D269] [화학식 D270] [화학식 D271] [화학식 D272]
Figure 112020051670757-pat00183
[화학식 D273] [화학식 D274] [화학식 D275] [화학식 D276]
Figure 112020051670757-pat00184
[화학식 D277] [화학식 D278] [화학식 D279] [화학식 D280]
또한, 본 발명에서, 상기 [화학식 D6] 및 [화학식 D7]중 어느 하나로 표시되는 화합물은 하기 <화학식 D301> 내지 <화학식 D387> 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure 112020051670757-pat00185
<화학식 D301> <화학식 D302> <화학식 D303>
Figure 112020051670757-pat00186
<화학식 D304> <화학식 D305> <화학식 D306>
Figure 112020051670757-pat00187
<화학식 D307> <화학식 D308> <화학식 D309>
Figure 112020051670757-pat00188
<화학식 D310> <화학식 D311> <화학식 D312>
Figure 112020051670757-pat00189
<화학식 D313> <화학식 D314> <화학식 D315>
Figure 112020051670757-pat00190
<화학식 D316> <화학식 D317> <화학식 D318>
Figure 112020051670757-pat00191
<화학식 D319> <화학식 D320> <화학식 D321>
Figure 112020051670757-pat00192
<화학식 D322> 화학식 D323> <화학식 D324>
Figure 112020051670757-pat00193
<화학식 D325> <화학식 D326> <화학식 D327>
Figure 112020051670757-pat00194
<화학식 D328> <화학식 D329> <화학식 D330>
Figure 112020051670757-pat00195
<화학식 D331> <화학식 D332> <화학식 D333>
Figure 112020051670757-pat00196
<화학식 D334> <화학식 D335> <화학식 D336>
Figure 112020051670757-pat00197
<화학식 D337> <화학식 D338> <화학식 D339>
Figure 112020051670757-pat00198
<화학식 D340> <화학식 D341> <화학식 D342>
Figure 112020051670757-pat00199
<화학식 D343> <화학식 D344> <화학식 D345>
Figure 112020051670757-pat00200
<화학식 D346> <화학식 D347> <화학식 D348>
Figure 112020051670757-pat00201
<화학식 D349> <화학식 D350> <화학식 D351>
Figure 112020051670757-pat00202
<화학식 D352> <화학식 D353> <화학식 D354>
Figure 112020051670757-pat00203
<화학식 D355> <화학식 D356> <화학식 D357>
Figure 112020051670757-pat00204
<화학식 D358> <화학식 D359> <화학식 D360>
Figure 112020051670757-pat00205
<화학식 D361> <화학식 D362> <화학식 D363>
Figure 112020051670757-pat00206
<화학식 D364> <화학식 D365> <화학식 D366>
Figure 112020051670757-pat00207
<화학식 D367> <화학식 D368> <화학식 D369>
Figure 112020051670757-pat00208
<화학식 D370> <화학식 D371> <화학식 D372>
Figure 112020051670757-pat00209
<화학식 D373> <화학식 D374> <화학식 D375>
Figure 112020051670757-pat00210
<화학식 D376> <화학식 D377> <화학식 D378>
Figure 112020051670757-pat00211
<화학식 D379> <화학식 D380> <화학식 D381>
Figure 112020051670757-pat00212
<화학식 D382> <화학식 D383> <화학식 D384>
Figure 112020051670757-pat00213
<화학식 D385> <화학식 D386> <화학식 D387>
한편, 상기 발광층 상에 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 전자수송층(60)을 증착한 후에 이의 상부에 전자주입층(70)을 형성하고 상기 전자주입층(70)의 상부에 음극 형성용 금속을 진공 열증착하여 음극(80) 전극을 형성함으로써 유기 발광 소자가 완성된다.
한편, 본 발명에서 상기 전자수송층재료로는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는것으로서 공지의 전자수송물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자수송물질의 예로는, 퀴놀린유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), Liq, TAZ, BAlq, 베릴륨비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), ADN, 화합물 201, 화합물 202, BCP, 옥사디아졸 유도체인 PBD, BMD, BND 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112020051670757-pat00214
TAZ BAlq
Figure 112020051670757-pat00215
<화합물 201> <화합물 202> BCP
Figure 112020051670757-pat00216
Figure 112020051670757-pat00217
Figure 112020051670757-pat00218
또한, 본 발명에서 사용되는 전자 수송층은 화학식 F로 표시되는 유기 금속 화합물이 단독 또는 상기 전자수송층 재료와 혼합으로 사용될 수 있다.
[화학식 F]
Figure 112020051670757-pat00219
상기 [화학식 F]에서,
Y는C, N, O 및 S에서 선택되는 어느 하나가 상기 M에 직접결합되어 단일결합을 이루는 부분과, C, N, O 및 S에서 선택되는 어느 하나가 상기 M에 배위결합을 이루는 부분을 포함하며, 상기 단일결합과 배위결합에 의해 킬레이트된 리간드이고,
상기 M은 알카리 금속, 알카리 토금속, 알루미늄(Al) 또는 붕소(B)원자이고, 상기 OA는 상기 M과 단일결합 또는 배위결합 가능한 1가의 리간드로서,
상기 O는 산소이며,
A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기 및 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 M이 알카리 금속에서 선택되는 하나의 금속인 경우에는 m11=1, n11=0이고,
상기 M이 알카리 토금속에서 선택되는 하나의 금속인 경우에는 m11=1, n11=1이거나, 또는 m11=2, n11=0이고,
상기 M이 붕소 또는 알루미늄인 경우에는 m11 = 1 내지 3중 어느 하나이며, n11은 0 내지 2 중 어느 하나로서 m11 + n11 = 3을 만족하며;
상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 헤테로 아릴아미노기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴옥시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 게르마늄, 인 및 보론으로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
본 발명에서 Y 는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로하기 [구조식C1] 내지 [구조식 C39]부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
[구조식C1][구조식C2][구조식C3]
Figure 112020051670757-pat00220
[구조식C4][구조식C5][구조식C6]
Figure 112020051670757-pat00221
[구조식C7][구조식C8][구조식C9][구조식C10]
Figure 112020051670757-pat00222
[구조식C11] [구조식C12] [구조식C13]
Figure 112020051670757-pat00223
[구조식C14][구조식C15][구조식C16]
Figure 112020051670757-pat00224
[구조식C17][구조식C18][구조식C19][구조식C20]
Figure 112020051670757-pat00225
[구조식C21] [구조식C22] [구조식C23]
Figure 112020051670757-pat00226
[구조식C24][구조식C25][구조식C26]
Figure 112020051670757-pat00227
[구조식C27][구조식C28][구조식C29][구조식C30]
Figure 112020051670757-pat00228
[구조식C31] [구조식C32] [구조식C33]
Figure 112020051670757-pat00229
[구조식C34][구조식C35][구조식C36]
Figure 112020051670757-pat00230
[구조식C37][구조식C38][구조식C39]
Figure 112020051670757-pat00231
상기 [구조식C1] 내지 [구조식 C39]에서,
R은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수3내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기중에서 선택되고, 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 스피로고리 또는 융합고리를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에서의 유기발광소자는 상기 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 CsF, NaF, LiF, NaCl, Li2O, BaO등과 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 1 Å 내지 약 100 Å, 약 3 Å 내지 약 90 Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 음극은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등의 음극 형성용 금속으로는 사용하거나, 또는 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 음극을 사용하여 형성할 수 있다.
또한 본 발명에서의 유기 발광 소자는 380 nm 내지 800 nm의 파장범위에서 발광하는 청색 발광재료, 녹색 발광재료 또는 적색 발광재료의 발광층을 추가적으로 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에서의 발광층은 복수의 발광층으로서, 상기 추가적으로 형성되는 발광층내 청색 발광재료, 녹색 발광재료 또는 적색 발광재료는 형광재료 또는 인광재료일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 증착공정 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있다.
여기서 상기 증착 공정은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 진공 또는 저압상태에서 가열 등을 통해 증발시켜 박막을 형성하는 방법을 의미하고, 상기 용액공정은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 용매와 혼합하고 이를 잉크젯 인쇄, 롤투롤 코팅, 스크린 인쇄, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅 등과 같은 방법을 통하여 박막을 형성하는 방법을 의미한다.
또한 본 발명에서의 상기 유기 발광 소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치; 및 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나의 장치에 사용될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통해 구체화된 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<호스트 제조>
합성예 1 : 화합물 1의 합성
합성예 1-(1) : 중간체 1-a의 합성
Figure 112020051670757-pat00232
[중간체 1-a]
건조된 반응기에 질소를 채운 후 3-클로로10-히드록시페난실렌 (30g, 131mmol)와 피리딘 (31.1g, 393mmol), 메틸렌클로라이드 300 ml 을 넣고 영도로 낮춰준다. 그 후 트리플로로메탄설포닉언하이드라이드 (44.42g, 157 mmol)을 천천히 적가한 후 1시간 동안 교반시킨다.
반응이 종료되면 5℃ 증류수 200 ml를 천천히 적가한 후 메틸렌클로라이드와 증류수를 사용하여 추출한 뒤 메틸렌클로라이드와 헥산으로 재결정하여 [중간체 1-a](33.0g, 70%)을 얻었다.
합성예 1-(2) : 중간체 1-b의 합성
Figure 112020051670757-pat00233
[중간체 1-a] [중간체 1-b]
250 ml 둥근바닥 플라스크에 [중간체 1-a] (33 g, 91 mmol), 2-디벤조퓨란보론산 (21.3 g, 101 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (2.11 g, 2 mmol), 포타슘카보네이트 (25.29 g, 183 mmol)을 넣고 톨루엔 270 ml, 에탄올 90 ml, 물 60 ml를 넣어 반응기의 온도를 80 ℃로 승온시키고 12 시간 교반한다. 반응 종료 후 반응물을 상온으로 낮추고 메탄올을 부어 교반한 후 유기층을 분리하였다. 유기층은 감압농축 후 컬럼크로마토그래피로 분리하여 [중간체 1-b] (24g, 69%)을 얻었다.
합성예 1-(3) : 중간체 1-c의 합성
Figure 112020051670757-pat00234
[중간체 1-b] [중간체 1-c]
[중간체1-b](24g, 63mmol), 비스피나콜라토디보론 (19 g, 75 mmol), 팔라듐(II) 염화-1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센 5.2 g (6mmol), 칼륨 아세테이트 18.7 g (170mmol), 톨루엔 240 ml를 넣고 10시간 동안 환류교반 시킨다. 반응종료 후 고체를 걸러낸 후 여액을 감압하여 농축한다. 메틸렌클로라이드와헵탄으로컬럼크로마토그래피를 하여 [중간체 1-c] (19g, 66%)를 얻었다.
합성예 1-(4) : 중간체 1-d의 합성
Figure 112020051670757-pat00235
[중간체 1-d]
250 ml 둥근바닥 플라스크에 1,4-디브로모벤젠 (30 g, 127 mmol), 10-페닐(d5)-안트라센-9-보론산 (42.3 g, 140 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (2.94 g, 3 mmol), 포타슘카보네이트 (35.15 g, 254 mmol)을 넣고 톨루엔 270 ml, 1,4-디옥산 90 ml, 물 60 ml를 넣어 반응기의 온도를 80 ℃로 승온시키고 12 시간 교반한다. 반응 종료 후 반응물을 상온으로 낮추고 메탄올을 부어 교반한 후 유기층을 분리하였다. 유기층은 감압농축 후 톨루엔과 아세톤으로 재결정하여 [중간체 1-d] (25g, 47%)을 얻었다.
합성예 1-(5) : 화합물 1의 합성
Figure 112020051670757-pat00236
[중간체 1-d] [중간체 1-c] [화합물1]
250 ml 둥근바닥 플라스크에 [중간체 1-d] (10 g, 24 mmol), [중간체 1-c]
(12.06 g, 27 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.56 g, 0.4 mmol), 포타슘카보네이트 (6.67 g, 48 mmol)을 넣고 톨루엔 70 ml, 에탄올 30 ml, 물 20 ml를 넣어 반응기의 온도를 80 ℃로 승온시키고 12 시간 교반한다. 반응 종료 후 반응물을 상온으로 낮추고 메탄올을 부어 교반한 후 유기층을 분리하였다. 유기층은 감압농축 후 톨루엔과 아세톤으로 재결정하여 [화합물 1] (7.5g, 46%)을 얻었다.
MS (MALDI-TOF) : m/z 677.28 [M+]
합성예 2 : 화합물 2의 합성
합성예 2-(1) : 중간체 2-a의 합성
Figure 112020051670757-pat00237
[중간체 1-a] [중간체 2-a]
상기 합성예 1-(3)에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 1-a]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-a]을 얻었다.
합성예 2-(2) : 중간체 2-b의 합성
Figure 112020051670757-pat00238
[중간체 2-a] [중간체 1-d] [중간체 2-b]
상기 합성예 1-(5)에서 사용한 [중간체 1-c] 대신 [중간체 2-a]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-b]을 얻었다.
합성예 2-(3) : 중간체 2-c의 합성
Figure 112020051670757-pat00239
[중간체 2-b] [중간체 2-c]
상기 합성예 1-(3)에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 2-b]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-c]을 얻었다.
합성예 2-(4) : 화합물 2의 합성
Figure 112020051670757-pat00240
[중간체 2-c] [화합물 2]
상기 합성예 1-(5)에서 사용한 [중간체 1-d] 대신 1-브로모디벤조퓨란, [중간체 1-c] 대신 [중간체 2-c]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 2]을 얻었다.
MS (MALDI-TOF) : m/z 677.28 [M+]
합성예 3 : 화합물 15의 합성
합성예 3-(1) : 중간체 3-a의 합성
Figure 112020051670757-pat00241
[중간체 3-a]
상기 합성예 1-(1)에서 사용한 2-클로로9-히드록시페난실렌 대신 3-클로로-10-히드록시페난실렌을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-a]을 얻었다. (수율 82%)
합성예 3-(2) : 중간체 3-b의 합성
Figure 112020051670757-pat00242
[중간체 3-a] [중간체 3-b]
상기 합성예 1-(5)에서 사용한 [중간체 1-d] 대신 [중간체 3-a], [중간체 1-c] 대신 10-페닐(d5)-안트라센-9-보론산 를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-b]을 얻었다.
합성예 3-(3) : 중간체 3-c의 합성
Figure 112020051670757-pat00243
[중간체 3-b] [중간체 3-c]
상기 합성예 1-(3)에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 3-b]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-c]을 얻었다.
합성예 3-(4) : 중간체 3-d의 합성
Figure 112020051670757-pat00244
[중간체 3-d]
상기 합성예 1-(2)에서 사용한 [중간체 1-a] 대신 4-요오드 디벤조퓨란을 2-디벤조퓨란보론산 대신 페닐-d5-보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-d]을 얻었다.
합성예 3-(5) : 중간체 3-e의 합성
Figure 112020051670757-pat00245
[중간체 3-d] [중간체 3-e]
1 L 둥근바닥 플라스크에 질소하에서 [중간체 3-d] (40 g, 160 mmol), 테트라하이드로퓨란 400ml를 넣고 녹인다. -78 ℃까지 온도를 낮추고, 노말부틸리튬 (105 ml, 176 mmol)을 적가한다. 실온온도에서 6 시간을 교반한 후 -78℃까지 온도를 내린 후 트리메틸보레이트 (20 g, 193 mmol)를 넣고 실온에서 밤새 교반하였다.
반응 완료 후 2 노말 염산을 천천히 적가하여 산성화한 후 물과 에틸아세테이트로 추출하여 유기층을 분리한 후 마그네슘설페이트로 수분을 제거하였다. 물질은 감압 농축한 후 헵탄과 톨루엔으로 재결정하여 [중간체 3-e] (36 g, 77%)를 얻었다.
합성예 3-(6) : 중간체 3-f의 합성
Figure 112020051670757-pat00246
[중간체 3-e] [중간체 3-f]
상기 합성예 1-(4)에서 사용한 10-페닐(d5)-안트라센-9-보론산 대신 [중간체 3-f]을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-f]을 얻었다. (수율 43%)
합성예 3-(7) : 중간체 3-g의 합성
Figure 112020051670757-pat00247
[중간체 3-f] [중간체 3-c] [화합물 15]
상기 합성예 1-(5)에서 사용한 [중간체 1-d] 대신 [중간체 3-f], [중간체 1-c] 대신 [중간체 3-c]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 15]을 얻었다.
MS (MALDI-TOF) : m/z 758.34 [M+]
합성예 4 : 화합물 22의 합성
합성예 4-(1) : 중간체 4-a의 합성
Figure 112020051670757-pat00248
[중간체 4-a]
상기 합성예 1-(4)에서 사용한 1,4-디브로모벤젠 대신 1,4-디브로모 나프탈렌을, 10-페닐(d5)-안트라센-9-보론산 대신 2디벤조퓨란 보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 4-a]을 얻었다.
합성예 4-(2) : 화합물 22의 합성
Figure 112020051670757-pat00249
[중간체 2-c] [중간체 4-a] [화합물 22]
상기 합성예 1-(5)에서 사용한 [중간체 1-d] 대신 [중간체 4-a], [중간체 1-c] 대신 [중간체 2-c]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 22]을 얻었다.
MS (MALDI-TOF) : m/z 803.32 [M+]
<도판트 제조>
[화학식 D1] 및 [화학식 D2] 중 어느 하나로 표시되는 화합물 : PCT/KR2015/004552에 기재된 실시예를 참조하여 도판트 물질을 합성하였다.
[화학식 D3] 내지 [화학식 D5] 중 어느 하나로 표시되는 화합물 : 아래 합성예 5 내지 7에 따라 제조하였다.
합성예5: BD 2의 합성
합성예5 -(1): 중간체 5-a의 합성
Figure 112020051670757-pat00250
<중간체 5-a>
1 L 반응기에 벤조퓨란 50 g (423 mmol), 디클로로메탄 500 mL를 넣고 교반한다. -10 ℃로 냉각한 후, 브로민 67.7 g (423 mmol)를 디클로로메탄 100 mL에 희석하여 적가한 후 0 ℃에서 2 시간 동안 교반한다. 반응 종료 후 소듐씨오설페이트 수용액을 넣고 교반 후 에틸아세테이트와H2O로 추출한다. 유기층을 감압농축한 후 에탄올로 재결정하여 <중간체 5-a> 100 g을 얻었다. (수율 93 %)
합성예5-(2): 중간체 5-b의 합성
Figure 112020051670757-pat00251
<중간체 5-a> <중간체 5-b>
1 L 반응기에 포타슘하이드록사이드 48.6 g (866 mmol)과 에탄올 400 mL을 넣고 녹인다. 0 ℃에서 <중간체 5-a> 120 g (433 mmol)을 에탄올에 녹여 적가한다. 적가 후 2시간 동안 환류 교반한다. 반응 종료 후 에탄올을 감압농축하고 에틸아세테이트와 물로 추출하여 유기층을 농축한다. 컬럼크로마토그래피로 분리하여 <중간체 5-b> 42 g 얻었다. (수율 50 %)
합성예5-(3): 중간체 5-c의 합성
Figure 112020051670757-pat00252
<중간체 5-c>
100 mL 반응기에 1-브로모-3-아이오도벤젠 4.5 g (16 mmol), 아닐린 5.8 g (16 mmol), 팔라듐 아세테이트 0.1 g (1 mmol), 소듐터셔리부톡사이드 3 g (32 mmol), 비스(디페닐포스피노)-1,1'-바이나프틸 0.2 g (1 mmol), 톨루엔 45 mL를 넣고 24 시간 동안 환류 교반한다. 반응종료 후 여과하여 여액을 농축하고 컬럼크로마토그래피로 분리하여 <중간체 5-c> 5.2 g을 얻었다. (수율82 %)
합성예5-(4): 중간체 5-d의 합성
Figure 112020051670757-pat00253
<중간체 5-c> <중간체 5-b> <중간체 5-d>
250 mL 반응기에 <중간체 5-c> 20 g (98 mmol), <중간체 5-b> 18.4 g (98 mmol), 팔라듐 아세테이트 0.5 g (2 mmol), 소듐터셔리부톡사이드 18.9 g (196 mmol), 트리 터셔리부틸포스핀 0.8 g (4 mmol), 톨루엔 200 mL를 넣고 5시간 동안 환류 교반한다. 반응종료 후 여과하여 여액을 농축하고 컬럼크로마토그래피로 분리하여 <중간체 5-d> 22 g을 얻었다. (수율 75 %)
합성예5-(5): 중간체 5-e의 합성
Figure 112020051670757-pat00254
<중간체 5-d> <중간체 5-e>
합성예 1-3에서 1-브로모-4-아이오도벤젠 대신 <중간체 5-d>을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 5-e> 18.5 g을 얻었다. (수율 74.1 %)
합성예5-(6): 중간체 5-f의 합성
Figure 112020051670757-pat00255
<중간체 5-e> <중간체 5-f>
합성예 5-4에서 <중간체 5-c>와 <중간체 5-b> 대신 <중간체 5-e>와 1-브로모-2-아이오도벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 5-f> 12 g을 얻었다. (수율 84.1 %)
합성예5-(7): BD 2의 합성
Figure 112020051670757-pat00256
<BD 2>
300 mL 반응기에 <중간체 5-f> 12 g (23 mmol), 터트-부틸벤젠 120 mL을 넣는다. -78 ℃에서 n-부틸리튬 42.5 mL (68 mmol) 적가한다. 적가 후 60 ℃에서 3시간 교반한다. 그 후 60 ℃에서 질소를 불어 헵탄을 제거한다. -78 ℃에서 보론 트리브로마이드 11.3 g (45 mmol)을 적가한다. 적가 후 상온에서 1시간 교반하고, 0 ℃에서 N,N-디아이소프로필에틸아민 5.9 g (45 mmol)을 적가한다. 적가 후 120 ℃에서 2시간 교반한다. 반응 종료 후 상온에서 소디움 아세테이트 수용을 넣고 교반한다. 에틸아세테이로 추출하고 유기층을 농축하고 컬럼크로마토그래피로 분리하여 <BD 2> 0.8 g을 얻었다. (수율 13 %)
MS (MALDI-TOF) : m/z 460.17 [M+]
합성예6: BD 3의 합성
합성예6-(1): 중간체6-a의 합성
Figure 112020051670757-pat00257
<중간체 6-a>
상기 합성예 5-(4)에서 사용한 <중간체 5-c> 대신 2,3-디메틸인돌을 사용하고, 3-브로모벤조티오펜 대신 1-브로모-2,3-디클로로벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 6-a>를 얻었다. (수율 47%)
합성예 6-(2): 중간체 6-b의 합성
Figure 112020051670757-pat00258
<중간체 6-a> <중간체 6-b>
상기 합성예 5-(4)에서 사용한 <중간체 5-c> 대신 디페닐아민을 사용하고, 3-브로모벤조티오펜 대신 <중간체 6-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 6-b>를 얻었다. (수율 72%)
합성예 6-(3): BD 3의 합성
Figure 112020051670757-pat00259
<중간체 6-b> <BD 3>
상기 합성예 5-(6)에서 사용한 <중간체 5-e> 대신 <중간체 6-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <BD 3>를 얻었다. (수율 72%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 369.18 [M+]
합성예7: BD 4의 합성
합성예7-(1): 중간체7-a의 합성
Figure 112020051670757-pat00260
<중간체 7-a>
상기 합성예 5-(3)에서 사용한 1-브로모-5-아이모도벤젠 대신 N-3-브로모페닐-N,N-디페닐아민을 사용하고, 4-터셔리부틸아닐린 대신 4-아미노바이페닐을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 7-a>를 얻었다. (수율 55%)
합성예7-(2): 중간체7-b의 합성
Figure 112020051670757-pat00261
<중간체 7-a> <중간체 7-b>
상기 합성예 5-(4)에서 사용한 <중간체 5-c> 대신 <중간체 7-a>를 사용하고, 3-브로모벤조티오펜 대신 1-브로모-2,3-디클로로벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 7-b>를 얻었다. (수율 53%)
합성예7-(3): 중간체7-c의 합성
Figure 112020051670757-pat00262
<중간체 7-b> <중간체 7-c>
상기 합성예 5-(4)에서 사용한 <중간체 5-c> 대신 4-페닐디페닐아민을 사용하고, 3-브로모벤조티오펜 대신 <중간체 7-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 7-c>를 얻었다. (수율 57%)
합성예7-(4): BD 4의 합성
Figure 112020051670757-pat00263
<중간체 7-c> <BD 4>
상기 합성예 5-(6)에서 사용한 <중간체 5-e> 대신 <중간체 7-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <BD 4>를 얻었다. (수율 61%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 739.32 [M+]
합성예8: BD 5의 합성
합성예8-(1): 중간체 8-a의 합성
Figure 112020051670757-pat00264
<중간체 8-a>
1 L 반응기에 벤조싸이오펜 50 g (373 mmol), 클로로포름 500 mL를 넣고 교반한다. -0 ℃로 냉각한 후, 브로민 59.5 g (373mmol) 를클로로포름 100 mL에 희석하여 적가한 후 상온에서 4 시간 동안 교반한다. 반응 종료 후 소듐씨오설페이트 수용액을 넣고 교반 후 에틸아세테이트와 H2O로 추출한다. 유기층을 감압농축한 후 컬럼크로마토그래피로 분리하여 <중간체 8-a> 70 g을 얻었다. (수율 91 %)
합성예8-(2): 중간체 8-b의 합성
Figure 112020051670757-pat00265
<중간체 8-a> <중간체 8-b>
합성예 5-4에서 <중간체 5-b> 대신 <중간체 8-a>을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 8-b> 32 g을 얻었다. (수율 75.4 %)
합성예8-(3): 중간체 8-c의 합성
Figure 112020051670757-pat00266
<중간체 8-b> <중간체 2-c>
합성예 5-3에서 1-브로모-4-아이오도벤젠 대신 <중간체 8-b>을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 8-c> 24.5 g을 얻었다. (수율 73.1 %)
합성예8-(4): 중간체 8-d의 합성
Figure 112020051670757-pat00267
<중간체 8-c> <중간체 8-d>
합성예 5-4에서 <중간체 5-c>와 <중간체 5-b> 대신 <중간체 8-c>와 1-브로모-2-아이오도벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 8-d> 21 g을 얻었다. (수율 77.5 %)
합성예8-(5): BD 5의 합성
Figure 112020051670757-pat00268
<BD 5>
합성예 5-7에서 <중간체 5-f> 대신 <중간체 8-d>을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <BD 5> 1.5 g을 얻었다. (수율 10.1 %)
MS (MALDI-TOF) : m/z 467.15 [M+]
실시예 1 ~ 12 : 유기발광소자의 제조
ITO 글래스의 발광면적이 2mm Х 2mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO 글래스를 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1 Х 10-7 torr가 되도록 한 후 상기 ITO 위에 2-TNATA(400 Å), HT(200 Å) 순으로 성막한다. 이어서, 발광층으로 하기 표 1에 기재된 호스트 화합물과 도판트 화합물 3 wt%를 혼합하여 성막(250 Å)한 다음, 전자 수송층으로 [화학식 E-1]을 (300 Å), 전자 주입층으로 Liq (10 Å)를 차례로 성막하고, 음극인 Al (1000 Å)을 성막하여 유기발광소자를 제작하였다. 상기 유기발광소자의 발광특성은 10 mA/cm2 에서 측정을 하였다.
[DNTPD] [HT]
Figure 112020051670757-pat00269
Figure 112020051670757-pat00270
[화학식 E-1] [BD 1]
Figure 112020051670757-pat00271
Figure 112020051670757-pat00272
[BD 2] [BD 3]
Figure 112020051670757-pat00273
Figure 112020051670757-pat00274
[BD 4] [BD 5] [BD 6]
Figure 112020051670757-pat00275
Figure 112020051670757-pat00276
Figure 112020051670757-pat00277
비교예 1 내지 비교예 11
상기 실시예 1 내지 12 에서 사용된 호스트 화합물 대신에 [BH 1] 내지 [BH 7] 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 유기발광소자를 제작하였으며, 상기 유기발광 소자의 발광 특성은 10 mA/cm2 에서 측정하였으며, 얻어진 유기발광소자의 평가결과를 아래 표 1에 나타내었다.
[BH 1] [BH 2] [BH 3]
Figure 112020051670757-pat00278
Figure 112020051670757-pat00279
Figure 112020051670757-pat00280
[BH 4] [BH 5] [BH 6] [BH 7]
Figure 112020051670757-pat00281
호스트 도판트 전압(V) EQE T97
실시예 1 화합물 1 BD 1 3.7 9.9 122
실시예 2 화합물 2 BD 2 3.6 10.1 116
실시예 3 화합물 11 BD 1 4.0 9.5 118
실시예 4 화합물 15 BD 2 4.2 10.3 125
실시예 5 화합물 16 BD 1 3.5 9.8 127
실시예 6 화합물 22 BD 3 3.8 9.7 122
실시예 7 화합물 11 BD 3 4.0 9.5 110
실시예 8 화합물 15 BD 4 4.3 9.6 105
실시예 9 화합물 16 BD 3 3.5 9.8 125
실시예 10 화합물 22 BD 4 3.9 9.7 108
실시예 11 화합물 1 BD 5 3.7 10.0 138
실시예 12 화합물 4 BD 5 3.5 10.1 131
비교예 1 BH 1 BD 1 4.3 8.4 88
비교예 2 BH 2 BD 2 4.1 8.9 88
비교예 3 BH 3 BD 1 4.1 8.3 83
비교예 4 BH 4 BD 2 4.4 8.2 75
비교예 5 BH 1 BD 3 4.3 8.5 93
비교예 6 BH 2 BD 4 4.0 7.8 79
비교예 7 BH 3 BD 3 4.1 8.8 92
비교예 8 BH 4 BD 4 4.4 7.9 75
비교예 9 BH 5 BD 1 4.1 8.5 85
비교예 10 BH 6 BD 2 4.0 8.6 90
비교예 11 BH 7 BD 6 4.1 8.5 62
상기 [표 1]에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 유기발광 화합물을 호스트 물질로서 포함하는 유기발광소자는 비교예 1 내지 11에 따른 비교 화합물을 호스트 물질로 사용하는 유기발광소자에 비하여 보다 장수명 및 고효율 특성을 가지는 것으로 나타남을 알 수 있어, 유기발광 소자로서 응용가능성 높은 것을 나타내고 있다.

Claims (22)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기발광 화합물.
    [화학식 1]
    Figure 112020120481293-pat00282

    상기 화학식 1에서,
    상기 치환기 R1 내지 R5, R11 내지 R18 은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 또는 중수소이며,
    상기 치환기 R21 내지 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이 고,
    상기 m1 은 0~3의 정수이되, m1이 2이상인 경우에 각각의 R21은 각각 동일하거나 상이하고,
    상기 m2는 0~4의 정수이되, m2가 2이상인 경우에 각각의 R22은 각각 동일하거나 상이하고,
    상기 디벤조퓨란기내 각각의 방향족고리의 탄소원자가 상기 R21 또는 R22와 결합되지 않는 경우에 이들은 각각 수소 또는 중수소가 결합되며,
    상기 연결기 L1 내지 L3 은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6내지 20의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2내지 20의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 연결기이되,
    상기 연결기 L1 내지 L3 중에서 선택되는 두 개의 연결기는 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 하기 구조식 1로 표시되는 연결기와 치환 또는 비치환된 탄 소수 6 내지 20의 아릴렌기 이며,
    [구조식 1]
    Figure 112020120481293-pat00283


    상기 구조식 1에서의 치환기 R31 내지 R40 중에서 두 개의 치환기는 각각 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기, 연결기 L1 내지 L3, 또는 디벤조퓨란기와 연결되는 단일결합이고
    상기 치환기 R31 내지 R40 중에서 단일결합이 아닌 나머지 8개의 치환기는 각 각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또 는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 치 환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
    여기서, 상기 [화학식 1] 및 [구조식 1]에서의 상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 3 내지 24의 시 클로알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 치환기 R1 내지 R5는 중수소인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결기 L1 내지 L3 중에서 상기 구조식 1로 표시되는 연결기와 치환 또 는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기에 해당되지 않는 나머지 하나의 연결기 는 단일결합인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결기 L1 내지 L3 중에서 선택되는 두 개의 연결기는 각각 동일하거나 상이하며 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 이고,
    상기 치환 또는 비 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기가 아닌 나머지 하나의 연결기는 상기 구조식 1로 표시되는 연결기 인 것을 특징으로 하는 유기발광 화 합물.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결기 L1 내지 L 3 중 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기에 해 당하는 연결기는 페닐렌기, 나프탈렌기, 페난트렌기 중에서 선택되는 연결기 인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결기 L1 내지 L 3 중 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기에 해 당하는 두 개의 연결기는 각각 동일하거나 상이하며 서로 독립적으로 페닐렌기, 나프탈렌기, 페난트렌기 중에서 선택되는 연결기인 것을 특징으로 하는 유기발 광 화합물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조식 1내 치환기 R31 내지 R40 중에서 단일결합이 아닌 나머지 8개의 치환기는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 또는 중수소인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 치환기 R21 및 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 적어도 일부가 중수소 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 치환기 R21 및 R22은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 중수소 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 m1은 0이고, 상기 m2는 1 또는 2 이거나,
    또는 상기 m1은 1 또는 2 이고, 상기 m2는 0 인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서,
    상기 구조식 1과 인접한 안트라세닐기, 상기 구조식 1과 인접한 디벤조퓨란기 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기 중에서 선택되는 두 개의 치환기와 결합되는 구조식 1내 두 개의 단일결합은 각각 치환기 R31, R34, R36 및 R38 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서,
    상기 구조식 1과 인접한 안트라세닐기, 상기 구조식 1과 인접한 디벤조퓨란기 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기 중에서 선택되는 두 개의 치환기와 결합되는 구조식 1내 두 개의 단일결합은 각각 치환기 R31, R34 및 R38 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서,
    상기 구조식 1과 인접한 안트라세닐기, 상기 구조식 1과 인접한 디벤조퓨란기 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기 중에서 선택되는 두 개의 치환기와 결합되는 구조식 1내 두 개의 단일결합은 각각 치환기 R31 및 R36 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 구조식 1내 치환기 R31는 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기와 결합되는 단일결합이거나, 또는 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합이고,
    상기 치환기 R34 또는 치환기 R38 은 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합이거나; 또는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물내 디벤조퓨란기와 결합되는 단일결합인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 구조식 1내 치환기 R31는 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기와 결합되는 단일결합 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합 중에서 선택되고, 상기 치환기 R36 은 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물내 디벤조퓨란기와 결합되는 단일결합 중에서 선택;되거나,
    또는, 상기 구조식 1내 치환기 R38는 화학식 1로 표시되는 화합물내 안트라세닐기와 결합되는 단일결합 및 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합 중에서 선택되고, 상기 치환기 R31 은 구조식 1을 제외한 나머지 L1 내지 L3 중 어느 하나의 연결기와 결합되는 단일결합 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물내 디벤조퓨란기와 결합되는 단일결합 중에서 선택;되는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 [화학식 1-1] 또는 [화학식 1-2]로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure 112020051670757-pat00284
    Figure 112020051670757-pat00285

    상기 R1 내지 R5, R11 내지 R18, L1 내지 L3, R21, R22, m1 및 m2는 제1항에서 정의한 바와 동일하다.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 유도체 화합물은 하기 <화합물 1> 내지 <화합물 24> 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
    Figure 112020051670757-pat00286

    <화합물 1> <화합물 2> <화합물 3>
    Figure 112020051670757-pat00287
    Figure 112020051670757-pat00288

    <화합물 4> <화합물 5> <화합물 6>
    Figure 112020051670757-pat00289
    Figure 112020051670757-pat00290

    <화합물 7> <화합물 8> <화합물 9>
    Figure 112020051670757-pat00291

    <화합물 10> <화합물 11> <화합물 12>
    Figure 112020051670757-pat00292

    <화합물 13> <화합물 14> <화합물 15>

    Figure 112020051670757-pat00293
    Figure 112020051670757-pat00294

    <화합물 16> <화합물 17> <화합물 18>

    Figure 112020051670757-pat00295
    Figure 112020051670757-pat00296

    <화합물 19> <화합물 20> <화합물 21>
    Figure 112020051670757-pat00297

    <화합물 22> <화합물 23> <화합물 24>
  18. 제1전극;
    상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 유기발광 화합물을 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 유기층이, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 유기발광소자내 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층이 발광층을 포함하며,
    상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어지고, 상기 유기발광 화합물이 호스트로서 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치; 및, 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나의 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 도판트는 하기 [화학식 D1] 내지 [화학식 D7] 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 적어도 1종 사용되는 것을 특징으로 하는유기 발광 소자.
    [화학식 D1]
    Figure 112020051670757-pat00298

    [화학식 D2]
    Figure 112020051670757-pat00299

    상기 [화학식 D1] 및 [화학식 D2]에서, A31, A32, E1 및 F1은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 방향족 헤테로고리이고;
    상기 A31의 방향족 고리내 서로 이웃한 두 개의 탄소원자와, 상기 A32의 방향족 고리내 서로 이웃한 두개의 탄소원자는 상기 치환기 R51 및 R52에 연결된 탄소원자와 5원환을 형성함으로써 각각 축합고리를 형성하며;
    상기 연결기 L21 내지 L32는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되며;
    상기 W는 N-R53, CR54R55, SiR56R57, GeR58R59, O, S, Se 중에서 선택되는 어느 하나이며;
    상기 치환기 R51 내지 R59, Ar21 내지 Ar28은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬게르마늄기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30 의 아릴게르마늄기 시아노기, 니트로기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이되,
    상기 R51 및 R52는 서로 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, O, P, Si, S, Ge, Se, Te 중에서 선택되는어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있으며;
    상기 p11 내지 p14, r11 내지 r14 및 s11 내지 s14는 각각 1 내지 3의 정수이되, 이들 각각이 2 이상인 경우에 각각의 연결기 L21 내지 L32는 서로 동일하거나 상이하고,
    상기 x1은 1 또는 2의 정수이고, y1 및 z1은 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수이며,
    상기 Ar21 과 Ar22, Ar23과 Ar24, Ar25와 Ar26 및 Ar27과 Ar28은 각각 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
    상기 화학식 D1에서 A32고리내 서로 이웃한 두개의 탄소원자는 상기 구조식 Q11의 *와 결합하여 축합고리를 형성하고,
    상기 화학식 D2에서 상기 A31고리내 서로 이웃한 두개의 탄소원자는 상기 구조식 Q12의 *와 결합하여 축합고리를 형성하고, 상기 A32 고리내 서로 이웃한 두개의 탄소원자는 상기 구조식 Q11의 *와 결합하여 축합고리를 형성할 수 있다.

    [화학식 D3]
    Figure 112020051670757-pat00300

    상기 [화학식 D3] 에서,
    상기 X1는 B, P, P=O 중에서 선택되는 어느 하나이고
    상기 T1 내지 T3은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 방향족 헤테로고리이고;
    상기 Y1는 N-R61, CR62R63, O, S, SiR64R65 중에서 선택되는 어느 하나이며;
    상기 Y2는 N-R66, CR66R68, O, S, SiR69R70 중에서 선택되는 어느 하나이며;
    상기 R61 내지 R70은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소,중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 시아노기,할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며, 상기 R61 내지 R70은 각각 상기 T1 내지 T3중에서 선택되는 하나 이상의 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있다.

    [화학식 D4] [화학식 D5]

    Figure 112020051670757-pat00301

    상기 [화학식 D4] 및 [화학식 D5]에서,
    상기 X2는 B, P, P=O 중에서 선택되는 어느 하나이고
    상기 T4 내지 T6는 [화학식 D3]에서 T1 내지 T3와 동일하며,
    상기 Y4 내지 Y6는 [화학식 D3]에서 Y1 내지 Y2와 동일하며,

    [화학식 D6] [화학식 D7]
    Figure 112020051670757-pat00302

    상기 X3는 B, P, P=O 중에서 선택되는 어느 하나이고
    상기 T7 내지 T9는 [화학식 D3]에서 T1 내지 T3와 동일하며,
    상기 Y6는 [화학식 D3]에서 Y1 내지 Y2와 동일하며,
    상기 치환기 R71 내지 R72은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며, 상기 R71 및 R72는 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성하거나 또는 상기 Q1 고리 또는 Q3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있고.
    여기서, 상기 [화학식 D1] 내지 [화학식 D7]에서의 상기'치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
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