KR102616374B1 - 조성물, 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

조성물, 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 유기 전계 발광 소자용 조성물 및 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

조성물, 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 및 이의 제조방법{COMPOSITION, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING SAME AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}
본 명세서는 조성물, 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 06월 01일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2020-0065920호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
유기 전계 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가지고, 유기물층의 유기 물질을 이용하여 전기 에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 유기 발광 현상을 이용한다. 유기 전계 발광 소자의 2개의 전극에 전압을 걸어주게 되면, 한쪽 전극에서는 정공이, 다른 쪽 전극에서는 전자가 발광층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 재결합하여 엑시톤(exciton)를 생성하며, 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 변하면서 발광하게 된다.
유기 전계 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기물층의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한국공개공보 제10-2013-117449호
본 명세서는 안정성이 높으며, 소자에 적용시 우수한 특성을 나타내는 유기 전계 발광 소자용 재료를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 0.5 D 이하의 쌍극자 모멘트를 갖는 제1 화합물 및 0.5 D 초과의 쌍극자 모멘트를 갖는 제2 화합물을 포함하는 혼합물; 및 하기 화학식 1로 표시되는 제3 화합물을 포함하는 것인 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
A1은 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 방향족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 방향족 헤테로고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리이고,
A2는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며,
R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
r1은 1 내지 3의 정수이며,
상기 r1이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 R1은 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 캐소드; 애노드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 조성물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
마지막으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 전술한 조성물을 준비하는 단계; 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 1층 이상의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 제공한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따른 조성물은 서로 다른 쌍극자 모멘트 값을 갖는 제1 화합물과 제2 화합물을 포함함으로써, 제1 화합물과 제2 화합물이 가지는 서로 다른 효과를 동시에 갖게 된다. 구체적으로. 1종의 화합물이 정공의 주입을 효과적으로 개선시키며, 나머지 1종의 화합물이 발광층 내로 이동하는 전자를 조절하므로 엑시톤의 생성 영역을 조절할 수 있어, 2종의 화합물을 동시에 포함하는 경우 소자의 성능이 개선된다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따라, 상기 화학식 1의 화합물을 도펀트로 사용하는 경우 삼중항 여기자가 도펀트 물질 내에 유지되지 않으므로, 엑시톤 소광에 의한 효율 및 수명 저하의 문제를 해결할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 전계 발광 소자를 도시한 것이다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 조성물은 0.5 D 이하의 쌍극자 모멘트를 갖는 제1 화합물 및 0.5 D 초과의 쌍극자 모멘트를 갖는 제2 화합물을 포함하는 혼합물; 및 상기 화학식 1로 표시되는 제3 화합물을 포함한다. 상기 조성물을 포함하는 유기물층이 형성된 유기 전계 발광 소자는 발광 효율이 우수하고 수명 특성이 큰 폭으로 개선된 소자를 갖는다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따라, 상기 제1 화합물 및 제2 화합물을 포함하는 혼합물을 증착하는 경우, 단일 물질을 증착하는 경우에 비해 엑시톤 재결합 영역이 발광층과 인접층의 계면으로부터 떨어진 곳에서 형성되므로, 인접층으로의 캐리어 유입을 억제할 수 있으며, 캐리어 밸런스를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 혼합물을 하나의 증착소스를 통하여 증착하는 경우, 각각의 증착소스에서 공증착하는 경우에 비해 더 균일한 혼합 상태로 증착필름의 형성이 가능해 두 화합물의 혼합 효과를 극대화할 수 있고, 상기 효과는 소자의 효율과 수명의 증대로 나타난다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, A층의 “상”에 B층이 형성된다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 A층과 인접하도록 B층이 형성되는 것과, A층과 B층 사이에 1층 이상의 추가의 층을 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 삼중항 에너지는 당업계에 알려진 방법을 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로 시판장치인 F-4500(히다치사 제조)을 이용하여 77K에서 측정하였다. 삼중항 에너지의 측정은 다음과 같이 수행된다. 우선 측정 대상이 되는 화합물을 적절한 용매 중에 용해한 용액을 석영 유리관 내에 봉입한 시료를 제작한다. 이 시료에 대해 저온(77K)에서 인광 스펙트럼(세로축: 인광 발광 강도, 횡축: 파장)을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장 측의 시작에 대해서 접선을 그어 그 접선과 횡축과의 교점의 파장값 λedge(nm)에 기반하여 하기의 환산식에 대입하여 삼중항 에너지를 산출 하였다.
환산식: ET1(eV) = 1239.85/λedge
본 명세서에 있어서, 일중항 에너지는 당업계에 알려진 방법을 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로 측정 대상이 되는 화합물의 1×10-5mol/L톨루엔 용액을 조제하고, 석영 셀에 넣어 상온(300K)에서 이 시료의 흡수 스펙트럼(세로축:흡수 강도, 횡축:파장)(을)를 측정한다. 이 흡수 스펙트럼의 장파장 측의 하강에 대해서 접선을 그어, 그 접선과 횡축과의 교점의 파장값 λedge(nm)를 하기 환산식에 대입해 일중항 에너지를 산출하였다.
환산식: ES1(eV)=1239.85/λedge
본 명세서에서, 여기 상태의 에너지와 쌍극자 모멘트는 양자 계산을 통해 구할 수 있으며, Schrodinger사의 Material Science Suite 프로그램 또는 미국 가우시안(Gaussian)사 제조의 양자 화학 계산 프로그램 가우시안 03을 이용하였다. 구체적으로, 여기 상태의 에너지는 밀도범함수이론(DFT) 계산을 통해 ground state의 구조 최적화를 진행한 후, 시간종속-밀도범함수이론(TD-DFT) 계산을 통해 일중항 여기 에너지와 삼중항 여기 에너지를 구하였다. 이 때 범함수는 PBE0를, 기저함수는 6-31G*를 사용하였다.
본 명세서에 있어서, “증발”은 고체 또는 액체 상의 물질이 기체 상으로 변화하는 것을 의미하는 것으로, 증착 또는 승화를 의미할 수 있다.
본 명세서에서, 증발온도(T)는 vacuum TGA 장비를 이용하여 측정된다. 구체적으로, 0.1 Pa 의 압력에서 물질을 가열하면서 초기 물질 양의 5% 가 증발되는 온도이다.
본 명세서에 있어서, "중수소화" 또는 "중수소화된"은 화합물의 치환 가능한 위치의 수소가 중수소로 치환되는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "X% 중수소화된", "중수소화도 X%", 또는 "중수소화율 X%"는 해당 구조에서 치환 가능한 위치의 수소 중 X%가 중수소로 치횐된 것을 의미한다. 예컨대, 해당 구조가 디벤조퓨란인 경우, 상기 디벤조퓨란이 "25% 중수소화된", 상기 디벤조퓨란의 "중수소화도 25%", 또는 상기 디벤조퓨간의 "중수소화율 25%"는 상기 디벤조퓨란의 치환 가능한 위치의 8개의 수소 중 2개가 중수소로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 중수소화도는 핵자기 공명 분광법(1H NMR), TLC/MS(Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry), 또는 MALDI-TOF MS(Matrix assisted laser desorption/ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry)등의 공지의 방법으로 확인할 수 있다.
구체적으로, 핵자기 공명 분광법(1H NMR)으로 "중수소화도" 또는 "중수소 치환율"을 분석하는 경우, Internal standard로 DMF(디메틸포름아마이드)를 첨가하여, 1H NMR 상의 적분(integration) 비율을 통하여, 총 peak의 적분량으로부터 중수소화도 또는 중수소 치환율을 계산 할 수 있다.
본 명세서 내에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알케닐기; 할로알킬기; 할로알콕시기; 아릴알킬기; 실릴기; 붕소기; 아민기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 치환기로 치환되었거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 비시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로알킬기는 상기 알킬기의 정의 중 알킬기의 수소 대신 적어도 하나의 할로겐기가 치환되는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로알콕시기는 상기 알콕시기의 정의 중 알콕시기의 수소 대신 적어도 하나의 할로겐기가 치환되는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 0 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐바이페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, N-바이페닐나프틸아민기, N-나프틸플루오레닐아민기, N-페닐페난트레닐아민기, N-바이페닐페난트레닐아민기, N-페닐플루오레닐아민기, N-페닐터페닐아민기, N-페난트레닐플루오레닐아민기, N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, N-알킬아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기, N-아릴알킬아민기, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, N-알킬헤테로아릴아민기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다.
상기 알킬티옥시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert－부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 알킬실릴기 또는 아릴실릴기일 수 있으며, 나아가 트리알킬실릴기 또는 트리아릴실릴기일 수 있으다. 상기 실릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하며, 알킬실릴기의 탄소수는 1 내지 30이고, 아릴실릴기의 탄소수는 5 내지 30일 수 있다. 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BR100R101일 수 있으며, 상기 R100 및 R101은 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트렌일기, 트리페닐렌일기, 파이레닐기, 페날레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 플루오란테닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우, , , , 등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기는 상기 알콕시기의 정의 중 알콕시기의 알킬기 대신 아릴기로 치환되는 것을 의미하며, 아릴옥시기로는 페녹시기, p-토릴옥시기, m-토릴옥시기, 3,5-디메틸-페녹시기, 2,4,6-트리메틸페녹시기, p-tert-부틸페녹시기, 3-바이페닐옥시기, 4-바이페닐옥시기, 1-나프틸옥시기, 2-나프틸옥시기, 4-메틸-1-나프틸옥시기, 5-메틸-2-나프틸옥시기, 1-안트릴옥시기, 2-안트릴옥시기, 9-안트릴옥시기, 1-페난트릴옥시기, 3-페난트릴옥시기, 9-페난트릴옥시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 디아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, S 및 P 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 50, 나아가 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 상기 헤테로고리기는 방향족 고리, 지방족 고리 및 이들이 축합된 고리일 수 있다. 상기 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀릴기, 퀴나졸릴기, 퀴녹살릴기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀릴기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 헤테로아릴기는 1가의 방향족 헤테로고리기를 의미하며, 헤테로아릴렌기는 2가의 방향족 헤테로고리기를 의미한다. 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기는 방향족 헤테로고리기인 점을 제외하고, 상술한 헤테로고리기의 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기가 있다. 상기 헤테로아릴기가 2 이상을 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테로아릴기, 다환식 헤테로아릴기, 또는 단환식 헤테로아릴기와 다환식 헤테로아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 전술한 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기 및 N-알킬헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기의 예시는 전술한 헤테로아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오르토(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 치환기 중 "인접한 2개는 서로 결합하여 고리를 형성한다"는 의미는 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리기는 방향족 탄화수소고리기, 지방족 탄화수소고리기, 또는 방향족 탄화수소고리와 지방족 탄화수소고리의 축합고리기일 수 있으며, 상기 시클로알킬기, 아릴기, 및 이들의 조합의 예시 중에서 선택될 수 있으며, 상기 탄화수소고리기는 페닐기, 시클로헥실기, 테트라하이드로나프탈렌기, 테트라하이드로안트라센기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리는 방향족 탄화수소고리, 지방족 탄화수소고리, 또는 방향족 탄화수소고리와 지방족 탄화수소고리의 축합고리일 수 있으며, 상기 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 시클로알킬기, 아릴기, 및 이들의 조합의 예시 중에서 선택될 수 있으며, 상기 탄화수소고리는 벤젠, 시클로헥산, 디하이드로인덴, 테트라하이드로나프탈렌, 테트라하이드로안트라센 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 상기 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있으며, 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 방향족 헤테로고리는 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 헤테로고리기 중 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족 고리를 의미한다. 지방족 헤테로고리의 예로는, 옥시레인(oxirane), 테트라하이드로퓨란, 1,4-디옥세인(1,4-dioxane), 피롤리딘, 피페리딘, 모르폴린(morpholine), 옥세판, 아조케인, 티오케인, 헥사하이드로카바졸, 테트라하이드로나프토티오펜, 테트라하이드로나프토퓨란, 테트라하이드로벤조티오펜, 및 테트라하이드로벤조퓨란 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 본 발명의 실시 형태의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 후술된다. 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 다른 참고 문헌은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되며, 상충되는 경우 특정 어구(passage)가 언급되지 않으면, 정의를 비롯한 본 명세서가 우선할 것이다. 게다가, 재료, 방법, 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합물은 0.5 D 이하의 쌍극자 모멘트를 갖는 제1 화합물 및 0.5 D 초과의 쌍극자 모멘트를 갖는 제2 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 화합물의 쌍극자 모멘트 값은 0 이상 0.5 D 이하이고, 상기 제2 화합물의 쌍극자 모멘트 값은 0.5 D 초과 2 D 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 화합물의 쌍극자 모멘트 값은 0.01 D 이상 0.3 D 이하이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 화합물의 쌍극자 모멘트 값은 0.6 D 이상 1.5 D 이하이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 화합물은 일중항 여기 에너지(ES1(D))와 삼중항 여기 에너지(ET1(D)-)의 차(ΔEST)가 0.3 eV를 초과한다. 상기와 같은 제3 화합물을 소자 내 유기물층에 적용하는 경우 소자의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 종래의 유기 전계 발광 소자의 발광층에 사용되는 호스트 재료 및 도펀트 재료는 호스트 재료에서 도펀트 재료로의 최저 여기 일중항 상태(S1)로 형광발광(forster) 전이에 의해 에너지가 이동할 경우, ΔEST가 상대적으로 낮기 때문에, 계간 및 역계간전이가 자유로워 TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence, 열 활성화 지연 형광) 기구가 작동할 수 있다. 이때, ΔEST가 상대적으로 낮은 재료를 발광층의 도펀트로 사용하기 때문에, 생성된 삼중항 여기자는 발광층 중에서 존재비가 매우 낮은 도펀트 재료상에 유지될 확률이 높다. 이 경우, 도펀트에서 축적된 전자의 삼중항 에너지 충돌과 같은 여기자 ?칭(exciton quenchin)이 발생하여 유기 전계 발광 소자의 고전류밀도에서의 효율 및 수명의 저하가 발생하게 된다.
그러나, 본 발명의 제3 화합물은 ΔEST가 0.3 eV를 초과하므로, 생성된 삼중항 여기자가 발광층 중에 존재비가 매우 낮은 도펀트 상에 유지되지 않아 여기자 ?칭(exciton quenchin)에 의한 소자의 효율 및 수명 성능 저하 문제를 해결할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 화합물의 일중항 여기 에너지와 상기 제2 화합물의 일중항 여기 에너지가 제3 화합물의 일중항 여기 에너지 보다 큰 값을 갖는다. 상기 제1 화합물과 제2 화합물의 일중항 여기 에너지가 제3 화합물의 일중항 여기 에너지보다 작을 경우, 소자에 적용 시 에너지 전이가 일어나지 않아 발광 효율이 급격히 저하된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 화합물의 삼중항 여기 에너지와 상기 제2 화합물의 삼중항 여기 에너지가 제3 화합물의 삼중항 여기 에너지 보다 0.4 eV 이상 작은 값을 갖는다. 상기 조건을 만족함에 따라, 제1 화합물 및 제2 화합물의 삼중항 여기자가 제3 화합물의 삼중항 준위로 에너지 이동하기 어려워져 삼중항 여기자가 열활성 상실(실활)되기 어렵게 된다. 따라서, 유기 전계 발광 소자 내의 발광층이 상기 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물을 포함하는 경우, 소자의 효율 및 수명이 증가되는 효과가 있다.
상기 제3 화합물은 하기 화학식 1로 표시되며, 아래에서 화학식 1에 대하여 설명한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
A1은 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 방향족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 방향족 헤테로고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리이고,
A2는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며,
R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
r1은 1 내지 3의 정수이며,
상기 r1이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 R1은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1의 정의 중 “인접한 기”는 상기 A1 및 상기 R1 중 1 이상을 의미하고, 상기 Ar2의 정의 중 “인접한 기”는 상기 A2 및 상기 R1 중 1 이상을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1의 정의 중 “인접한 기”는 상기 r1이 2 이상인 경우, ortho 위치로 결합된 2 이상의 R1을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시된다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
Ar1, Ar2, R1, r1 및 A2의 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
A'1는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리이고,
A3는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1-1 또는 1-1-2로 표시된다.
[화학식 1-1-1]
[화학식 1-1-2]
상기 화학식 1-1-1 및 1-1-2에 있어서,
A2, Ar1, Ar2, R1 및 r1의 정의는 상기 화학식 1-1에서 정의한 바와 동일하고,
A"1는 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리이며,
R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
r11은 1 내지 4의 정수이며, 상기 r11이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 R11은 서로 같거나 상이하고,
r12는 1 또는 2이며, 상기 r12가 2인 경우, 상기 2개의 R12는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1은 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 헤테로고리 및 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다. 상기 A1은 중수소를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1은 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 헤테로고리 및 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1은 중수소 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 헤테로고리; 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기, 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 디아릴아민기, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기, 및 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리; 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 헤테로고리 및 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리; 또는 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1은 중수소 및 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 헤테로고리; 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기, 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 디아릴아민기, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기, 및 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리; 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 헤테로고리 및 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리; 또는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1은 중수소, F, 시아노기, 메틸기, tert-부틸기, 메톡시기, 시클로헥실기, 트리메틸실릴기, 페닐기, 디페닐아민기, 카바졸기, 디벤조퓨란기, 디벤조티오펜기 및 디메틸플루오레닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 벤젠; 나프탈렌; 메틸기로 치환된 테트라하이드로나프탈렌; 메틸기로 치환된 디하이드로인덴; 메틸기, 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 벤조티오펜; 메틸기로 치환된 테트라하이드로나프토티오펜; 또는 메틸기로 치환된 디하이드로인데노티오펜이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다. 상기 A2는 중수소를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A2는 중수소 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리; 중수소 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리; 또는 중수소 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A2는 중수소 및 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리; 중수소 및 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리; 또는 중수소 및 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A2는 중수소, 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 벤젠; 중수소 및 메틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환된 테트라하이드로나프탈렌; 중수소 및 메틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환된 디하이드로인덴; 중수소 및 메틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 시클로헥산; 중수소 및 메틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 페난트렌; 중수소 및 메틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 비시클로옥탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 및 A2 중 하나 이상은 지방족 탄화수소고리를 포함한다. 이때, A1 또는 A2가 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리여도 되고, 지방족 탄화수소고리가 축합된 고리여도 된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다. 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 중수소를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기, 탄소수 2 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기, 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기, 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 중수소 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 중수소 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기, 탄소수 2 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기, 및 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기; 중수소 및 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리 및 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 중수소 및 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, F, 시아노기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기, 디메틸플루오렌기, 바이페닐기, 메톡시기, 비닐기, 트리메틸실릴기, 페닐기로 치환된 tert-부틸기, 페닐기로 치환된 이소프로필기, 및 페녹시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, tert-부틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 벤조퓨란기; 디벤조퓨란기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 디벤조티오펜기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프틸기; 또는 메틸기로 치환된 디하이드로인덴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 r1이 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 인접한 기와 결합하여, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 r1이 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 인접한 기와 결합하여, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 r1이 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 인접한 기와 결합하여, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 r1이 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 인접한 기와 결합하여, 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 r1이 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 인접한 기와 결합하여, 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 r1이 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 인접한 기와 결합하여, 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다. 상기 R1은 중수소를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴옥시기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아민기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 중수소 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴옥시기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아민기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 중수소 및 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1은 수소; 중수소; F; 시아노기; 중수소로 치환 또는 비치환된 메틸기; 페닐기로 치환된 tert-부틸기; tert-부틸기; 시클로헥실기; 페닐기; 트리메틸실릴기; 메톡시기; 페녹시기; 디페닐아민기; 카바졸기; 또는 중수소, 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 헥사하이드로카바졸이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나이다.
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본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 화합물은 형광 도펀트이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 화합물은 청색 형광 도펀트이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은 각각 안트라센계 화합물이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은 발광층의 호스트이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 화합물은 하기 화학식 2로 표시되며, 아래에서 화학식 2에 대하여 설명한다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에 있어서,
L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
X1 내지 X8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 2-1 또는 2-2로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서,
L1, L2, Cy1 및 Cy2는 화학식 2에서 정의한 바와 같고,
X1' 내지 X8'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이며,
L11은 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
Cy11은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1, L2 및 L11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1, L2 및 L11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1, L2 및 L11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1, L2 및 L11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy1, Cy2 및 Cy11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy1, Cy2 및 Cy11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy1, Cy2 및 Cy11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy1, Cy2 및 Cy11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기, 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1' 내지 X8'는 수소 또는 중수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1' 내지 X8'는 모두 수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1' 내지 X8'는 모두 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 하기 표 1 내지 15의 화합물들 중에서 선택되는 어느 하나이다.
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또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되며, 아래에서 화학식 3에 대하여 설명한다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에 있어서,
L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
Cy3 및 Cy4 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고, 나머지 하나는 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Y1 내지 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3은 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy3 및 Cy4 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고, 나머지 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy3 및 Cy4 중 어느 하나는 이종원소로 산소원자(O)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고, 나머지 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy3 및 Cy4 중 어느 하나는 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나이고, 나머지는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
상기 구조식들은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy3 및 Cy4 중 어느 하나는 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나이고, 나머지는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
상기 구조식들은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy3 및 Cy4 중 어느 하나는 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나이고, 나머지는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기, 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기, 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
상기 구조식들은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-A로 표시된다.
[화학식 3-A]
상기 화학식 3-A에 있어서,
L3, L4, Cy4 및 Y1 내지 Y8은 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
A1 및 B1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족고리 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 및 B1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 방향족 헤테로고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 및 B1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 방향족 헤테로고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 및 B1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리, 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 및 B1 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤젠고리, 또는 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 및 B1 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤젠고리이다.
상기 A1 및 B1의 정의에서 "치환 또는 비치환된"은 중수소 및 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기 중 1 이상의 치환기로 치환되거나, 치환되지 않는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 3-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[화학식 3-3]
[화학식 3-4]
상기 화학식 3-1 내지 3-4에 있어서,
L3, L4, Cy4 및 Y1 내지 Y8은 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
Sy1 내지 Sy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
n1은 0 내지 7의 정수이고,
n2 내지 n4는 각각 0 내지 9의 정수이며,
n1 내지 n4가 각각 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기, 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y7은 수소, 중수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고, 상기 Y1 내지 Y6 및 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1 내지 Y8은 모두 수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y8은 모두 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Sy1 내지 Sy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Sy1 내지 Sy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Sy1 내지 Sy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3은 하기 표 16 내지 21의 화합물들 중에서 선택되는 어느 하나이다.
Figure 112021061342092-pat00095
Figure 112021061342092-pat00096
Figure 112021061342092-pat00097
Figure 112021061342092-pat00098
Figure 112021061342092-pat00099
Figure 112021061342092-pat00100
Figure 112021061342092-pat00101
Figure 112021061342092-pat00102
Figure 112021061342092-pat00103
Figure 112021061342092-pat00104
Figure 112021061342092-pat00105
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물의 중량비(제1 화합물:제2 화합물)가 1:9 내지 9:1, 보다 바람직하게는 1:3 내지 3:1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물은 하기 식 1을 만족한다. 소자의 발광층 내에 하기 식 1을 만족하는 2종의 화합물을 포함하는 경우 안정성이 높고, 우수한 효율을 유지하면서 수명이 큰 폭으로 개선된 소자를 얻을 수 있다.
[식 1]
l DMhost1 - DMhost2 l > 0.2
상기 DMhost1은 상기 제1 화합물의 쌍극자 모멘트 값이고,
상기 DMhost2는 상기 제2 화합물의 쌍극자 모멘트 값이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 화합물의 쌍극자 모멘트 값은 0 내지 0.5 D 이하이고, 상기 제2 화합물의 쌍극자 모멘트 값은 0.5 D 초과 2.0 D 이하이다.
본 명세서에 있어서, 상기 혼합물은 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물을 포함하는 것으로, 상기 제1 화합물 및 제2 화합물의 화합물의 혼합형태, 혼합비 등은 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 캐소드; 애노드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 조성물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
상기 조성물을 포함하는 발광층을 형성하기 위하여, 상기 제1 화합물과 상기제2 화합물을 각각 다른 증착소스를 통하여 증착하는 공증착을 이용할 수 있으며, 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물을 미리 혼합(선혼합)하여 하나의 증착소스에 의하여 증착하는 방법을 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층의 재료로 제1 화합물 및 제2 화합물을 청색 형광 호스트로 포함하고, 제2 화합물을 도펀트 물질로 포함한다. 이러한 혼합 호스트 물질을 갖는 청생 형광 발광층을 제조하기 위하여 공증착을 이용하는 경우 일반적으로 3가지 증착소스가 필요하며, 이로 인하여 공정이 매우 복잡하고 비용이 많이 들게 된다. 따라서, 3종 이상의 화합물 중 2종 이상의 물질을 미리 혼합(선혼합)하여 하나의 증착소스로부터 증발시켜 유기물층을 형성함으로써, 제조 공정의 복잡성을 감소시키고 동시 증발로 인한 안정한 증착을 달성할 수 있다.
상기 2종의 호스트(제1 화합물 및 제2 화합물)는 안정한 혼합성을 나타내며, 혼합된 후에 조성의 변화가 일정범위 이하이므로 하나의 증착소스로부터 동시 증착될 수 있다. 2종의 호스트의 균일한 동시 증발은 제조된 유기 전계 발광 소자의 성능의 지속성에 중요한 요소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 제1 화합물 및 제2 화합물을 호스트로 포함하고, 제3 화합물을 도펀트 물질로 포함한다. 이때, 상기 도펀트 물질은 발광층 내에 상기 제1 화합물 및 제2 화합물의 질량 총합 대비 약 0.01 질량% 내지 20 질량%, 0.01 질량% 내지 10 질량%로 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 전계 발광 소자는 다중 스택형이고, 그 중 1 혹은 2개의 스택이 상기 조성물을 포함한다.
상기 다중 스택은 애노드와 캐소드 사이에 여러 색의 광을 발광하는 서로 다른 발광층을 구비하는 것으로, 각각의 발광층 사이에 전하 생성층이 구비되고, 각 발광층을 기본 구조로하여 스택을 구분한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물을 포함하는 발광층의 발광 스펙트럼이 400 nm 내지 470 nm 내에 λmax를 가진다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 조성물을 포함하는 발광층은 청색 발광한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 화합물은 100℃ 내지 400℃의 증발온도 T1을 갖고, 상기 제2 화합물은 100℃ 내지 400℃의 증발온도 T2를 가지며, 상기 T1-T2의 절댓값은 20℃ 미만이고, 상기 제1 화합물은 상기 혼합물에서 농도 C1을 갖고, 상기 혼합물을 1x10-6 Torr 내지 1x10-9 Torr의 챔버 기저 압력을 갖는 고진공 증착 기구 중에서, 혼합물이 증발되는 곳으로부터 표면 상에 2Å/s의 증착 속도로 증발시킴으로써 형성된 필름에서 농도 C2를 가지며, (C1-C2)/C1 × 100 의 절댓값은 10% 미만이다.
상기 표면은 혼합물이 증발되는 곳으로부터 정해진 거리로 떨어진 곳에 위치하고, "정해진 거리"는 증착 기구 내의 증발원과 증착되는 표면의 거리를 의미하며, 이는 챔버의 크기에 따라 정해진다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 화합물의 증발온도는 150℃ 내지 400℃이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 화합물의 증발온도는 150℃ 내지 400℃이다.
본 발명의 일 실시상태에 따라 제1 화합물과 제2 화합물이 증착 전 미리 혼합되는 경우, 하나의 증착소스에 의하여 동시 증발되므로 증발과정에서 안정적이여야 한다. 즉, 제조 공정동안 막의 조성은 일정하게 유지되어야 하고, 그러기 위하여 혼합된 물질은 조성의 변화가 일정범위 이하여야 한다. 조성의 변화가 높은 경우 제조된 소자의 성능에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 혼합되는 물질의 증발온도 값의 차가 작아야 한다. 상기 증발온도는 1x10-6 Torr 내지 1x10-9 Torr의 챔버 기저 압력을 갖는 고진공 증착 기구 중에서, 물질의 증발소스가 증발되는 곳, 예를 들어 VTE 기구 중의 증발 도가니로부터 정해진 거리로 떨어져 위치한 표면 상에 2Å/s의 증착 속도로 측정된다. 본 명세서에 개시된 온도, 압력, 증착 속도 등과 같은 다양한 측정된 값은, 당업자에게 이해되는 바와 같이 이러한 정량적인 값을 생성하는 측정 에서의 기대되는 오차로 인해, 명목 편차(nominal variation)를 가질 것으로 예상된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 농도 C1 및 C2는 상기 혼합물 내에서 상기 제1 화합물의 상대적 농도이다. 따라서, 상기 기술된 혼합물을 형성하는 두 화합물에 대한 종래의 요건은 증착된 대로의 필름 중 상기 제1 화합물의 상대적 농도(C2)가 증발원 혼합물 중 상기 제1 화합물의 원래의 상대적 농도(C1)와 가능한 한 가까워야한다는 것을 의미한다. 당업자는 각 성분의 농도가 상대적 백분율로 표현된다는 것을 이해할 것이다. 상기 혼합물 중 각 성분의 농도는 고압 액체 크로마토그래피(HPLC) 및 핵 자기 공명 분광법(NMR)과 같은 적합한 분석 방법에 의해 측정될 수 있다. 본 발명자들은 HPLC를 사용하였으며 각 성분의 HPLC 트레이스 하의 적분 면적을 총 적분 면적으로 나누어 백분율을 계산하였다. HPLC는 상이한 검출기들, 예컨대 UV-vis, 포토 다이오드 어레이 검출기, 굴절률 검출기, 형광 검출기, 및 광 산란 검출기를 사용할 수 있다. 상이한 물질 특성으로 인해, 혼합물 중의 각 성분은 상이하게 반응할 수 있다. 따라서, 측정된 농도는 혼합물 중 이의 실제 농도와 다를 수 있지만, (C1-C2)/C1의 상대적 비율 값은 실험 조건이 일정하게 계산되는 한, 예를 들어 모든 농도가 각 성분에 대한 정확히 동일한 HPLC 매개변수 하에 유지되어야 한다는 조건 하에 상기의 변수들로부터 독립적이다. 계산된 농도가 실제 농도에 가깝도록 측정 조건을 선택하는 것이 때때로 바람직하다. 그러나, 이는 필수적이지 않다. 각 성분을 정확하게 검출하는 검출 조건을 선택하는 것이 중요하다. 예를 들어, 형광 검출기는 성분 중 하나가 형광이지 않은 경우 사용해서는 안 된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물을 준비하는 단계; 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 1층 이상의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 혼합물을 1x10-6 Torr 내지 1x10-9 Torr의 챔버 기저 압력을 갖는 고진공 증착 기구 중에서, 혼합물이 증발되는 곳으로부터 정해진 거리로 떨어져 위치한 표면 상에 2Å/s의 증착 속도로 증발시키는 단계를 포함한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 전술한 제1 화합물 및 제2 화합물을 포함하는 혼합물을 하나의 증착소스를 통하여 증착시키고, 전술한 제3 화합물을 다른 증착소스를 통하여 증착하는 단계를 포함한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는, 전술한 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물을 각각 다른 증착소스를 통하여 증착하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 유기 전계 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 유기 전계 발광 소자는 유기물층으로서 1층의 발광층만을 포함할 수도 있지만, 발광층 이외에 정공주입층, 정공수송층, 정공주입 및 정공수송을 동시에 하는 층, 전자조절층, 정공조절층, 추가의 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 캐소드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조가 도 1에 예시되어 있다. 상기 도 1 및 도 2는 유기 전계 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(20), 애노드(30), 발광층(40) 및 캐소드(50)이 순차적으로 적층된 유기 전계 발광 소자(10)의 구조가 예시되어 있다.
도 2에는 기판(20), 애노드(30), 정공주입층(60), 정공수송층(70), 발광층(40), 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층(80) 및 캐소드(50)가 순차적으로 적층된 유기 전계 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
본 명세서의 유기 전계 발광 소자는 1층 이상의 발광층이 전술한 2종의 호스트 및 도펀트를 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 전계 발광 소자가 복수 개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 명세서에 따른 유기 전계 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 애노드를 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 정공주입 및 정공수송을 동시에 하는 층, 전자조절층, 정공조절층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 캐소드로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 캐소드 물질부터 유기물층, 애노드 물질을 차례로 증착시켜 유기 전계 발광 소자를 만들 수도 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 증착공정, 용매공정(solvent process) 등 당업계에 알려진 방법으로 형성할 수 있다. 상기 증착공정시, 유기물층이 2 이상의 물질을 포함하는 경우, 2 이상의 물질을 각각 다른 증착소스에 의하여 증착하는 공증착을 이용하거나, 2 이상의 물질을 미리 혼합하여 하나의 증착소스에 의하여 증착하는 방법을 이용할 수 있다. 상기 용매공정의 예로 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법을 들 수 있다.
상기 애노드는 정공을 주입하는 전극으로, 애노드 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 애노드 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 캐소드는 전자를 주입하는 전극으로, 캐소드 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 캐소드 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 애노드로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 애노드로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 애노드 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 수송 물질로는 애노드나 정공주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층과 발광층 사이에 정공조절층이 구비될 수 있다. 상기 정공조절층은 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송층과 발광층 사이에 전자조절층이 구비될 수 있다. 상기 전자조절층은 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 유기 전계 발광 소자가 추가의 발광층을 포함하는 경우, 추가의 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 상기 발광 물질로는 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다.
상기 추가의 발광층의 호스트 재료로는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 추가의 발광층이 적색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 녹색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), 안트라센계 화합물, 파이렌계 화합물, 보론계 화합물 등과 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자, 안트라센계 화합물, 파이렌계 화합물, 보론계 화합물 등과 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 다양한 전자 장치에 포함되어 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 전자 장치는 디스플레이 패널, 터치 패널, 태양광 모듈, 조명 장치 등일 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.
[제조예]
제조예 1. 제1 화합물 및 제2 화합물의 제조
상기 표 1 내지 15에 기재된 제1 화합물은 JP 4070676 B2, US 6465115 B2, JP 3148176 B2, JP 4025136 B2, JP 4188082 B2, JP 5015459 B2, KR 1979037 B1, KR 0826364 B1, KR 0749631 B1와 같은 선행문헌을 참고하여 합성하였다. 그리고 상기 표 16 내지 21에 기재된 제2 화합물은 JP 5003156 B2, KR 1964435, KR 2018-0102937, KR 2018-0103352, KR 1994238 B1, KR 1670193 B1, KR 1754445 B1, KR 1368164 B1와 같은 선행문헌을 참고하여 합성하였다. 합성한 화합물들의 구조와 분자량, 쌍극자모멘트, 증발온도는 아래 표 22와 같다.
쌍극자 모멘트(Dipole Moment) (Debye)의 계산은 미국 가우시안(Gaussian)사 제조의 양자 화학 계산 프로그램 가우시안 03을 이용하여 수행하였으며, 밀도 범함수 이론(DFT)을 이용하여, 범함수로서 B3LYP, 기저함수로서 6-31G*를 이용하여 최적화한 구조에 대해서 시간 의존 밀도 범함수 이론(TD-DFT)에 의해 쌍극자 모멘트의 계산치를 구하였다.
삼중항 에너지는 구체적으로 시판장치인 F-4500(히다치사 제조)을 이용하여 77K에서 측정하였다. 삼중항 에너지의 측정은 다음과 같이 수행된다. 우선 측정 대상이 되는 화합물을 톨루엔에 용해한 용액을 석영 유리관 내에 봉입한 시료를 제작한다. 이 시료에 대해 저온(77K)에서 인광 스펙트럼(세로축: 인광 발광 강도, 횡축: 파장)을 측정하고, 이 인광 스펙트럼의 단파장 측의 시작에 대해서 접선을 그어 그 접선과 횡축과의 교점의 파장값 λedge(nm)에 기반하여 하기의 환산식에 대입하여 삼중항 에너지를 산출 하였다.
환산식: ET1(eV) = 1239.85/λedge
일중항 에너지는 구체적으로 측정 대상이 되는 화합물의 1×10-5mol/L톨루엔 용액을 조제하고, 석영 셀에 넣어 상온(300K)에서 이 시료의 흡수 스펙트럼(세로축:흡수 강도, 횡축:파장)(을)를 측정한다. 이 흡수 스펙트럼의 장파장 측의 하강에 대해서 접선을 그어, 그 접선과 횡축과의 교점의 파장값 λedge(nm)를 하기 환산식에 대입해 일중항 에너지를 산출하였다.
환산식: ES1(eV)=1239.85/λedge
각 물질의 증발온도는 vacuum TGA 장비를 이용하여 0.1 Pa 의 압력에서 물질을 가열하면서 초기 물질 양의 5% 가 증발되는 온도로 설정하였다.
Figure 112021061342092-pat00106
Figure 112021061342092-pat00107
Figure 112021061342092-pat00108
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Figure 112021061342092-pat00116
Figure 112021061342092-pat00117
제조예 2. 제3 화합물의 제조
1. 화합물 3-1(BD-1)의 제조
BD-1a의 제조
3구 플라스크에 1,3-디브로모-5-메틸벤젠 (100 g)과 디페닐아민 (1 eq.)을 톨루엔 (0.2 M)에 녹이고 소듐 터부톡사이드 (1.5 eq.), 비스(트리-터부틸포스핀)팔라듐(0) (0.01 eq.)을 넣은 후, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, H2O를 넣고 반응액을 분액 깔대기에 옮겨 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 BD-1a를 수득하였다. (수율 92%, MS[M+H]+= 338)
BD-1b의 제조
BD-1a 와 동일한 방법으로 BD-1a 와 N-(4-(터부틸)페닐)벤조티오펜-3-아민을 사용하여 BD-1b를 수득하였다. (수율 75%, MS[M+H]+= 539)
BD-1의 제조
3구 플라스크에 화합물 BD-1b (25 g)을 1,2-디클로로벤젠 (0.1 M)에 녹이고 삼요오드화붕소 (1.6 eq.)를 넣은 후, 아르곤 분위기 140℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응물을 0℃까지 냉각하고 N,N-디이소프로필에틸아민 (9 eq.)을 첨가한 후 1시간 교반하였다. 톨루엔과 H2O를 이용해 분액 깔대기에서 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 BD-1을 수득하였다. (수율 23%, MS[M+H]+= 547)
2. 화합물 3-2(BD-2)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-2를 수득하였다. (최종반응 수율 19%, MS[M+H]+= 827)
3. 화합물 3-3(BD-3)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-3을 수득하였다. (최종반응 수율 19%, MS[M+H]+= 768)
4. 화합물 3-4(BD-4)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-4를 수득하였다. (최종반응 수율 36%, MS[M+H]+= 607)
5. 화합물 3-5(BD-5)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-5를 수득하였다. (최종반응 수율 35%, MS[M+H]+= 705)
6. 화합물 3-6(BD-6)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-6을 수득하였다. (최종반응 수율 27%, MS[M+H]+= 545)
7. 화합물 3-7(BD-7)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-7을 수득하였다. (최종반응 수율 36%, MS[M+H]+= 694)
8. 화합물 3-8(BD-8)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-8을 수득하였다. (최종반응 수율 19%, MS[M+H]+= 901)
9. 화합물 3-9(BD-9)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-9를 수득하였다. (최종반응 수율 28%, MS[M+H]+= 599)
10. 화합물 3-10(BD-10)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-10을 수득하였다. (최종반응 수율 17%, MS[M+H]+= 762)
11. 화합물 3-11(BD-11)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-11을 수득하였다. (최종반응 수율 31%, MS[M+H]+= 716)
12. 화합물 3-12(BD-12)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-12를 수득하였다. (최종반응 수율 21%, MS[M+H]+= 659)
13. 화합물 3-13(BD-13)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-13을 수득하였다. (최종반응 수율 28%, MS[M+H]+= 684)
14. 화합물 3-14(BD-14)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-14를 수득하였다. (최종반응 수율 28%, MS[M+H]+= 759)
15. 화합물 3-15(BD-15)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-15를 수득하였다. (최종반응 수율 21%, MS[M+H]+= 527)
16. 화합물 3-16(BD-16)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-16을 수득하였다. (최종반응 수율 34%, MS[M+H]+= 778)
17. 화합물 3-17(BD-17)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-17을 수득하였다. (최종반응 수율 35%, MS[M+H]+= 710)
18. 화합물 3-18(BD-18)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-18을 수득하였다. (최종반응 수율 26%, MS[M+H]+= 824)
19. 화합물 3-19(BD-19)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-19를 수득하였다. (최종반응 수율 28%, MS[M+H]+= 588)
20. 화합물 3-20(BD-20)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-20을 수득하였다. (최종반응 수율 28%, MS[M+H]+= 1033)
21. 화합물 3-21(BD-21)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-21을 수득하였다. (최종반응 수율 13%, MS[M+H]+= 806)
22. 화합물 3-22(BD-22)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-22를 수득하였다. (최종반응 수율 15%, MS[M+H]+= 713)
23. 화합물 3-23(BD-23)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-23을 수득하였다. (최종반응 수율 29%, MS[M+H]+= 607)
24. 화합물 3-24(BD-24)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-24를 수득하였다. (최종반응 수율 28%, MS[M+H]+= 840)
25. 화합물 3-25(BD-25)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-25를 수득하였다. (최종반응 수율 18%, MS[M+H]+= 883)
26. 화합물 3-26(BD-26)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-26을 수득하였다. (최종반응 수율 27%, MS[M+H]+= 702)
27. 화합물 3-27(BD-27)의 제조
BD-1a, BD-1b 그리고 BD-1의 제조방법과 동일한 방법으로 BD-27을 수득하였다. (최종반응 수율 13%, MS[M+H]+= 791)
상기 제1 화합물 및 제2 화합물의 일중항 에너지, 삼중항 에너지 계산방법과 동일하게, 제3 화합물의 일중항 여기 에너지 및 삼중항 여기 에너지를 계산하여 하기 표 23에 나타내었다.
물질 일중항 여기 에너지 (eV) 삼중항 여기 에너지 (eV) 일중항 여기 에너지 - 삼중항 여기 에너지 (eV)
화합물 3-1 3.021 2.421 0.6
화합물 3-2 2.972 2.356 0.616
화합물 3-3 3.016 2.434 0.582
화합물 3-4 2.889 2.244 0.645
화합물 3-5 2.936 2.364 0.572
화합물 3-6 3.007 2.240 0.767
화합물 3-7 3.016 2.361 0.655
화합물 3-8 2.902 2.449 0.453
화합물 3-9 2.985 2.380 0.605
화합물 3-10 2.952 2.444 0.508
화합물 3-11 3.000 2.357 0.643
화합물 3-12 2.891 2.421 0.47
화합물 3-13 3.022 2.383 0.639
화합물 3-14 2.963 2.319 0.644
화합물 3-15 3.052 2.427 0.625
화합물 3-16 2.985 2.296 0.689
화합물 3-17 2.952 2.321 0.631
화합물 3-18 3.034 2.307 0.727
화합물 3-19 2.925 2.365 0.56
화합물 3-20 2.956 2.412 0.544
화합물 3-21 3.048 2.458 0.59
화합물 3-22 2.898 2.442 0.456
화합물 3-23 2.896 2.288 0.608
화합물 3-24 2.972 2.385 0.587
화합물 3-25 2.980 2.329 0.651
화합물 3-26 3.036 2.365 0.671
화합물 3-27 3.030 2.252 0.778
상기 표 23으로부터, 본원 제3 화합물은 일중항 여기 에너지(ES1(D))와 삼중항 여기 에너지(ET1(D)-)의 차가 0.3 eV를 초과하는 것을 알 수 있다.
[실험예]
비교예 1-1의 제조
ITO(indium tin oxide)가 1,500Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다.
(HAT)
상기 정공주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화학식의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (NPB) (400Å)를 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다.
(NPB)
이어서, 상기 정공수송층 위에 발광층 호스트로 9-(페난트렌-9-일)-10-페닐안트라센 (화합물 1-1)을 300Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
(화합물 1-1)
상기 발광층을 증착하면서 청색 발광 도판트로 화합물 3-1 (BD-1)을 상기 화합물 1-1의 질량 대비 4 질량% 사용하였다.
(BD-1; 화합물 3-1)
상기 발광층 위에 하기 화학식의 Alq3(알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린))를 200Å의 두께로 진공 증착하여 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층을 형성하였다.
(Alq3)
상기 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 2,000Å두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2Х10-7~ 5Х10-8 torr를 유지하였다.
실시예 1-1 내지 1-82의 제조
상기 비교예 1-1에서 발광층 호스트로 화합물 1-1 대신 화학식 2의 제1 화합물 1 종과 화학식 3의 제2 화합물 1 종을 하기 표 24와 같이 선혼합(미리 혼합) 또는 공증착의 방식으로 혼합하여 증착시킨 것을 제외하고는 비교예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
제조한 비교예 1-1과 실시예 1-1 내지 1-82에서 사용한 발광층 호스트 물질과 혼합 비율, 그리고 각 소자의 20 mA/cm2 전류밀도에서의 실험 결과를 아래 표 24에 나타내었다.
또한, 하기 표 24의 쌍극자 모멘트 차이(DM 차이)는 제1 화합물 및 제2 화합물의 쌍극자 모멘트 차이값이며, 증발온도 차이는 제1 화합물 및 제2 화합물의 증발온도 차이값이다.
발광층 호스트 DM
차이
(D)		 증발온도
차이 (℃)		 전압 (V) 효율
(Cd/A)		 수명
(T97, h)
비교예 1-1 화합물 1-1 - - 3.90 6.05 36
실시예 1-1 화합물 1-1 : 화합물 2-1
(공증착, 1:1)		 0.64 0 3.74 6.20 46
실시예 1-2 화합물 1-1 : 화합물 2-5
(공증착, 1:1)		 0.53 10 3.70 6.16 56
실시예 1-3 화합물 1-2 : 화합물 2-1
(공증착, 1:1)		 0.65 0 3.68 6.07 59
실시예 1-4 화합물 1-2 : 화합물 2-5
(공증착, 1:1)		 0.54 10 3.66 6.02 49
실시예 1-5 화합물 1-1 : 화합물 2-1
(선혼합, 1:1)		 0.64 0 3.69 6.14 73
실시예 1-6 화합물 1-1 : 화합물 2-1
(선혼합, 3:1)		 0.64 0 3.72 6.27 82
실시예 1-7 화합물 1-1 : 화합물 2-5
(선혼합, 1:1)		 0.53 10 3.67 6.17 67
실시예 1-8 화합물 1-1 : 화합물 2-5
(선혼합, 3:1)		 0.53 10 3.72 6.29 76
실시예 1-9 화합물 1-2 : 화합물 2-1
(선혼합, 1:1)		 0.65 0 3.61 6.14 76
실시예 1-10 화합물 1-2 : 화합물 2-1
(선혼합, 3:1)		 0.65 0 3.66 6.33 79
실시예 1-11 화합물 1-2 : 화합물 2-5
(선혼합, 1:1)		 0.54 10 3.62 6.22 75
실시예 1-12 화합물 1-2 : 화합물 2-5
(선혼합, 3:1)		 0.54 10 3.69 6.31 80
실시예 1-13 화합물 1-3 : 화합물 2-1
(선혼합, 1:1)		 0.65 0 3.67 6.29 75
실시예 1-14 화합물 1-3 : 화합물 2-5
(선혼합, 1:1)		 0.54 10 3.73 6.20 69
실시예 1-15 화합물 1-4 : 화합물 2-2
(선혼합, 1:1)		 0.8 10 3.70 6.31 90
실시예 1-16 화합물 1-4 : 화합물 2-32
(선혼합, 1:1)		 0.65 0 3.65 6.19 78
실시예 1-17 화합물 1-5 : 화합물 2-9
(선혼합, 1:1)		 0.5 10 3.75 6.27 89
실시예 1-18 화합물 1-5 : 화합물 2-30
(선혼합, 1:1)		 0.49 0 3.67 6.18 70
실시예 1-19 화합물 1-6 : 화합물 2-18
(선혼합, 1:1)		 0.55 0 3.66 6.18 89
실시예 1-20 화합물 1-6 : 화합물 2-26
(선혼합, 1:1)		 0.73 0 3.66 6.22 77
실시예 1-21 화합물 1-7 : 화합물 2-8
(선혼합, 1:1)		 0.78 10 3.73 6.23 74
실시예 1-22 화합물 1-7 : 화합물 2-24
(선혼합, 1:1)		 0.78 10 3.75 6.25 87
실시예 1-23 화합물 1-8 : 화합물 2-26
(선혼합, 1:1)		 0.55 0 3.70 6.26 80
실시예 1-24 화합물 1-8 : 화합물 2-33
(선혼합, 1:1)		 0.61 0 3.66 6.29 66
실시예 1-25 화합물 1-9 : 화합물 2-2
(선혼합, 1:1)		 0.93 10 3.74 6.20 91
실시예 1-26 화합물 1-9 : 화합물 2-11
(선혼합, 1:1)		 0.81 10 3.67 6.14 86
실시예 1-27 화합물 1-10 : 화합물 2-3
(선혼합, 1:1)		 0.8 10 3.70 6.14 62
실시예 1-28 화합물 1-10 : 화합물 2-33
(선혼합, 1:1)		 0.81 0 3.71 6.20 70
실시예 1-29 화합물 1-11 : 화합물 2-11
(선혼합, 1:1)		 0.74 10 3.72 6.31 89
실시예 1-30 화합물 1-11 : 화합물 2-14
(선혼합, 1:1)		 0.9 10 3.72 6.31 82
실시예 1-31 화합물 1-12 : 화합물 2-3
(선혼합, 1:1)		 0.6 10 3.73 6.14 75
실시예 1-32 화합물 1-12 : 화합물 2-12
(선혼합, 1:1)		 0.6 10 3.75 6.22 79
실시예 1-33 화합물 1-13 : 화합물 2-9
(선혼합, 1:1)		 0.59 10 3.71 6.25 69
실시예 1-34 화합물 1-13 : 화합물 2-10
(선혼합, 1:1)		 0.73 10 3.74 6.23 79
실시예 1-35 화합물 1-14 : 화합물 2-1
(선혼합, 1:1)		 0.8 10 3.67 6.13 69
실시예 1-36 화합물 1-14 : 화합물 2-5
(선혼합, 1:1)		 0.69 20 3.67 6.15 75
실시예 1-37 화합물 1-15 : 화합물 2-1
(선혼합, 1:1)		 0.78 10 3.72 6.25 66
실시예 1-38 화합물 1-15 : 화합물 2-5
(선혼합, 1:1)		 0.67 20 3.70 6.13 90
실시예 1-39 화합물 1-16 : 화합물 2-12
(선혼합, 1:1)		 0.78 10 3.68 6.19 84
실시예 1-40 화합물 1-16 : 화합물 2-16
(선혼합, 1:1)		 0.71 10 3.67 6.14 84
실시예 1-41 화합물 1-17 : 화합물 2-24
(선혼합, 1:1)		 0.83 10 3.73 6.14 74
실시예 1-42 화합물 1-17 : 화합물 2-31
(선혼합, 1:1)		 0.8 10 3.73 6.18 86
실시예 1-43 화합물 1-18 : 화합물 2-14
(선혼합, 1:1)		 1 10 3.68 6.18 69
실시예 1-44 화합물 1-18 : 화합물 2-17
(선혼합, 1:1)		 0.91 10 3.67 6.31 68
실시예 1-45 화합물 1-19 : 화합물 2-23
(선혼합, 1:1)		 0.97 0 3.68 6.28 81
실시예 1-46 화합물 1-19 : 화합물 2-28
(선혼합, 1:1)		 0.6 0 3.70 6.31 88
실시예 1-47 화합물 1-20 : 화합물 2-16
(선혼합, 1:1)		 0.64 10 3.67 6.32 79
실시예 1-48 화합물 1-20 : 화합물 2-19
(선혼합, 1:1)		 0.62 10 3.74 6.23 71
실시예 1-49 화합물 1-21 : 화합물 2-10
(선혼합, 1:1)		 0.86 10 3.74 6.27 90
실시예 1-50 화합물 1-21 : 화합물 2-13
(선혼합, 1:1)		 0.74 10 3.71 6.14 70
실시예 1-51 화합물 1-22 : 화합물 2-4
(선혼합, 1:1)		 0.64 10 3.67 6.19 74
실시예 1-52 화합물 1-22 : 화합물 2-28
(선혼합, 1:1)		 0.64 0 3.66 6.16 65
실시예 1-53 화합물 1-23 : 화합물 2-13
(선혼합, 1:1)		 0.61 10 3.71 6.30 77
실시예 1-54 화합물 1-23 : 화합물 2-20
(선혼합, 1:1)		 0.88 10 3.70 6.17 78
실시예 1-55 화합물 1-24 : 화합물 2-19
(선혼합, 1:1)		 0.59 10 3.75 6.15 66
실시예 1-56 화합물 1-24 : 화합물 2-25
(선혼합, 1:1)		 0.51 10 3.73 6.28 70
실시예 1-57 화합물 1-25 : 화합물 2-4
(선혼합, 1:1)		 0.72 10 3.71 6.24 77
실시예 1-58 화합물 1-25 : 화합물 2-6
(선혼합, 1:1)		 1.01 10 3.72 6.21 68
실시예 1-59 화합물 1-26 : 화합물 2-20
(선혼합, 1:1)		 0.95 10 3.69 6.30 80
실시예 1-60 화합물 1-26 : 화합물 2-21
(선혼합, 1:1)		 0.8 10 3.75 6.31 79
실시예 1-61 화합물 1-27 : 화합물 2-6
(선혼합, 1:1)		 1.01 10 3.66 6.31 63
실시예 1-62 화합물 1-27 : 화합물 2-15
(선혼합, 1:1)		 0.89 10 3.69 6.22 91
실시예 1-63 화합물 1-28 : 화합물 2-6
(선혼합, 1:1)		 1 10 3.67 6.18 89
실시예 1-64 화합물 1-28 : 화합물 2-15
(선혼합, 1:1)		 0.88 10 3.74 6.28 73
실시예 1-65 화합물 1-29 : 화합물 2-5
(선혼합, 1:1)		 0.55 10 3.69 6.13 72
실시예 1-66 화합물 1-29 : 화합물 2-7
(선혼합, 1:1)		 0.74 20 3.72 6.30 88
실시예 1-67 화합물 1-30 : 화합물 2-25
(선혼합, 1:1)		 0.5 10 3.68 6.14 71
실시예 1-68 화합물 1-30 : 화합물 2-27
(선혼합, 1:1)		 0.57 10 3.68 6.24 71
실시예 1-69 화합물 1-31 : 화합물 2-27
(선혼합, 1:1)		 0.59 10 3.67 6.25 61
실시예 1-70 화합물 1-31 : 화합물 2-29
(선혼합, 1:1)		 0.7 10 3.70 6.23 62
실시예 1-71 화합물 1-32 : 화합물 2-7
(선혼합, 1:1)		 0.74 20 3.72 6.31 78
실시예 1-72 화합물 1-32 : 화합물 2-8
(선혼합, 1:1)		 0.74 20 3.73 6.22 67
실시예 1-73 화합물 1-33 : 화합물 2-17
(선혼합, 1:1)		 0.76 10 3.65 6.19 84
실시예 1-74 화합물 1-33 : 화합물 2-18
(선혼합, 1:1)		 0.45 10 3.73 6.19 84
실시예 1-75 화합물 1-34 : 화합물 2-31
(선혼합, 1:1)		 0.68 10 3.73 6.27 89
실시예 1-76 화합물 1-34 : 화합물 2-32
(선혼합, 1:1)		 0.68 10 3.71 6.17 69
실시예 1-77 화합물 1-35 : 화합물 2-21
(선혼합, 1:1)		 0.68 10 3.71 6.20 69
실시예 1-78 화합물 1-35 : 화합물 2-22
(선혼합, 1:1)		 0.68 10 3.74 6.23 78
실시예 1-79 화합물 1-36 : 화합물 2-29
(선혼합, 1:1)		 0.69 10 3.75 6.32 75
실시예 1-80 화합물 1-36 : 화합물 2-30
(선혼합, 1:1)		 0.57 10 3.67 6.32 82
실시예 1-81 화합물 1-37 : 화합물 2-22
(선혼합, 1:1)		 0.68 10 3.75 6.15 62
실시예 1-82 화합물 1-37 : 화합물 2-23
(선혼합, 1:1)		 0.93 10 3.68 6.20 63
상기 표 23로부터, 발광층의 호스트 재료로 제1 화합물만을 사용한 비교예 1-1의 소자보다, 본원 실시예의 소자가 우수한 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본원 실시예 내에서도 2종 호스트를 선혼합(미리 혼합)하여 하나의 증착소스로 발광층을 증착한 실시예가 2종의 호스트를 2개의 증착소스를 이용하여 공증착한 실시예보다 우수한 소자 성능을 갖는 것을 확인할 수 있다.
비교예 2-1 내지 2-3의 제조
상기 실시예 1-5에서 도판트로 화합물 3-1 대신 하기 BD-A, BD-B 또는 BD-C를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 2-1 내지 2-3의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
(BD-A) (BD-B)
(BD-C)
비교예 2-4 내지 2-6의 제조
상기 실시예 1-44에서 도판트로 화합물 3-1 대신 상기 BD-A, BD-B 또는 BD-C를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 2-4 내지 2-6의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
비교예 2-7 및 2-8의 제조
발광층 호스트로 화합물 1-1과 화합물 1-2를 1:1 비율(질량비)로 선혼합하여 증착하여 사용하고, 발광층 도판트로 화합물 3-1 또는 화합물 3-2를 각각 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 비교예 2-7 및 2-8의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
비교예 2-9 및 2-10의 제조
발광층 호스트로 화합물 2-7과 화합물 2-31을 1:1 비율(질량비)로 선혼합하여 증착하여 사용하고 발광층 도판트로 화합물 3-1 또는 화합물 3-2를 각각 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 비교예 2-9 및 2-10의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2-1 내지 2-27의 제조
상기 비교예 2-1에서 발광층 도판트로 BD-A 대신 화합물 3-1 내지 화합물 3-27을 사용한 것을 제외하고는 비교예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2-28 내지 2-54의 제조
상기 비교예 2-4에서 발광층 도판트로 BD-A 대신 화합물 3-1 내지 화합물 3-27을 사용한 것을 제외하고는 비교예 2-4와 동일한 방법으로 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
제조한 비교예 2-1 내지 2-10과 실시예 2-1 내지 2-54의 20 mA/cm2 전류밀도에서의 실험 결과를 아래 표 25에 나타내었으며, 각 실시예에서 사용된 화합물의 일중항 여기 에너지(ES1) 및 삼중항 여기 에너지(ET1)를 비교한 것을 표 26에 기재하였다.
발광층 호스트 발광층
도판트		 색좌표
(CIE_y)		 전압 (V) 효율
(Cd/A)		 수명
(T97, h)
비교예 2-1 화합물 1-1 : 화합물 2-1 BD-A 0.048 3.69 5.94 73
비교예 2-2 화합물 1-1 : 화합물 2-1 BD-B 0.62 3.82 1.27 12
비교예 2-3 화합물 1-1 : 화합물 2-1 BD-C 0.042 3.70 6.11 54
비교예 2-4 화합물 1-18 : 화합물 2-17 BD-A 0.049 3.67 6.11 68
비교예 2-5 화합물 1-18 : 화합물 2-17 BD-B 0.62 3.90 1.39 8
비교예 2-6 화합물 1-18 : 화합물 2-17 BD-C 0.042 3.64 6.20 49
비교예 2-7 화합물 1-1 : 화합물 1-2 화합물 3-1 0.041 3.81 6.12 80
비교예 2-8 화합물 1-1 : 화합물 1-2 화합물 3-2 0.042 3.83 6.20 72
비교예 2-9 화합물 2-7 : 화합물 2-31 화합물 3-1 0.041 3.60 5.81 71
비교예 2-10 화합물 2-7 : 화합물 2-31 화합물 3-2 0.042 3.62 5.76 83
실시예 2-1 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-1 0.041 3.60 6.24 90
실시예 2-2 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-2 0.042 3.57 6.27 112
실시예 2-3 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-3 0.042 3.61 6.31 94
실시예 2-4 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-4 0.041 3.61 6.29 107
실시예 2-5 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-5 0.041 3.61 6.24 93
실시예 2-6 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-6 0.042 3.62 6.25 95
실시예 2-7 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-7 0.041 3.62 6.23 91
실시예 2-8 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-8 0.041 3.62 6.31 108
실시예 2-9 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-9 0.042 3.57 6.26 91
실시예 2-10 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-10 0.042 3.60 6.29 110
실시예 2-11 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-11 0.042 3.57 6.24 87
실시예 2-12 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-12 0.042 3.57 6.30 115
실시예 2-13 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-13 0.041 3.59 6.26 97
실시예 2-14 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-14 0.042 3.57 6.29 107
실시예 2-15 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-15 0.041 3.60 6.24 104
실시예 2-16 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-16 0.041 3.61 6.25 95
실시예 2-17 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-17 0.041 3.60 6.24 108
실시예 2-18 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-18 0.042 3.57 6.29 102
실시예 2-19 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-19 0.042 3.59 6.24 116
실시예 2-20 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-20 0.041 3.58 6.25 104
실시예 2-21 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-21 0.041 3.62 6.25 111
실시예 2-22 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-22 0.042 3.61 6.26 101
실시예 2-23 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-23 0.041 3.60 6.29 116
실시예 2-24 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-24 0.042 3.60 6.28 116
실시예 2-25 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-25 0.041 3.60 6.29 91
실시예 2-26 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-26 0.042 3.57 6.29 115
실시예 2-27 화합물 1-1 : 화합물 2-1 화합물 3-27 0.041 3.60 6.28 90
실시예 2-28 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-1 0.041 3.62 6.30 87
실시예 2-29 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-2 0.042 3.60 6.38 100
실시예 2-30 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-3 0.041 3.65 6.39 96
실시예 2-31 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-4 0.042 3.64 6.29 108
실시예 2-32 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-5 0.041 3.63 6.36 83
실시예 2-33 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-6 0.042 3.64 6.27 93
실시예 2-34 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-7 0.042 3.64 6.35 94
실시예 2-35 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-8 0.042 3.66 6.37 97
실시예 2-36 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-9 0.042 3.60 6.25 82
실시예 2-37 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-10 0.042 3.64 6.41 97
실시예 2-38 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-11 0.042 3.61 6.37 83
실시예 2-39 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-12 0.041 3.61 6.36 118
실시예 2-40 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-13 0.042 3.62 6.31 88
실시예 2-41 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-14 0.042 3.60 6.30 104
실시예 2-42 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-15 0.042 3.63 6.30 96
실시예 2-43 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-16 0.040 3.64 6.37 101
실시예 2-44 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-17 0.041 3.63 6.27 99
실시예 2-45 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-18 0.041 3.60 6.37 102
실시예 2-46 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-19 0.043 3.63 6.35 118
실시예 2-47 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-20 0.042 3.62 6.32 95
실시예 2-48 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-21 0.041 3.66 6.37 101
실시예 2-49 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-22 0.041 3.65 6.31 91
실시예 2-50 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-23 0.040 3.64 6.32 105
실시예 2-51 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-24 0.043 3.62 6.31 109
실시예 2-52 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-25 0.040 3.63 6.39 82
실시예 2-53 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-26 0.042 3.61 6.34 113
실시예 2-54 화합물 1-18 : 화합물 2-17 화합물 3-27 0.040 3.63 6.39 92
제1 화합물 제2 화합물 제3 화합물 **1
(eV)		 **2
(eV)
ES1(eV) ET1(eV) ES1(eV) ET1(eV) ES1(eV) ET1(eV)
실시예 2-1 3.151 1.736 3.160 1.722 3.021 2.421 0.685 0.699
실시예 2-2 3.151 1.736 3.160 1.722 2.972 2.356 0.620 0.634
실시예 2-3 3.151 1.736 3.160 1.722 3.016 2.434 0.698 0.712
실시예 2-4 3.151 1.736 3.160 1.722 2.889 2.244 0.508 0.522
실시예 2-5 3.151 1.736 3.160 1.722 2.936 2.364 0.628 0.642
실시예 2-6 3.151 1.736 3.160 1.722 3.007 2.240 0.504 0.518
실시예 2-7 3.151 1.736 3.160 1.722 3.016 2.361 0.625 0.639
실시예 2-8 3.151 1.736 3.160 1.722 2.902 2.449 0.713 0.727
실시예 2-9 3.151 1.736 3.160 1.722 2.985 2.380 0.644 0.658
실시예 2-10 3.151 1.736 3.160 1.722 2.952 2.444 0.708 0.722
실시예 2-11 3.151 1.736 3.160 1.722 3.000 2.357 0.621 0.635
실시예 2-12 3.151 1.736 3.160 1.722 2.891 2.421 0.685 0.699
실시예 2-13 3.151 1.736 3.160 1.722 3.022 2.383 0.647 0.661
실시예 2-14 3.151 1.736 3.160 1.722 2.963 2.319 0.583 0.597
실시예 2-15 3.151 1.736 3.160 1.722 3.052 2.427 0.691 0.705
실시예 2-16 3.151 1.736 3.160 1.722 2.985 2.296 0.560 0.574
실시예 2-17 3.151 1.736 3.160 1.722 2.952 2.321 0.585 0.599
실시예 2-18 3.151 1.736 3.160 1.722 3.034 2.307 0.571 0.585
실시예 2-19 3.151 1.736 3.160 1.722 2.925 2.365 0.629 0.643
실시예 2-20 3.151 1.736 3.160 1.722 2.956 2.412 0.676 0.690
실시예 2-21 3.151 1.736 3.160 1.722 3.048 2.458 0.722 0.736
실시예 2-22 3.151 1.736 3.160 1.722 2.898 2.442 0.706 0.720
실시예 2-23 3.151 1.736 3.160 1.722 2.896 2.288 0.552 0.566
실시예 2-24 3.151 1.736 3.160 1.722 2.972 2.385 0.649 0.663
실시예 2-25 3.151 1.736 3.160 1.722 2.980 2.329 0.593 0.607
실시예 2-26 3.151 1.736 3.160 1.722 3.036 2.365 0.629 0.643
실시예 2-27 3.151 1.736 3.160 1.722 3.030 2.252 0.516 0.530
실시예 2-28 3.161 1.738 3.160 1.731 3.021 2.421 0.683 0.690
실시예 2-29 3.161 1.738 3.160 1.731 2.972 2.356 0.618 0.625
실시예 2-30 3.161 1.738 3.160 1.731 3.016 2.434 0.696 0.703
실시예 2-31 3.161 1.738 3.160 1.731 2.889 2.244 0.506 0.513
실시예 2-32 3.161 1.738 3.160 1.731 2.936 2.364 0.626 0.633
실시예 2-33 3.161 1.738 3.160 1.731 3.007 2.240 0.502 0.509
실시예 2-34 3.161 1.738 3.160 1.731 3.016 2.361 0.623 0.630
실시예 2-35 3.161 1.738 3.160 1.731 2.902 2.449 0.711 0.718
실시예 2-36 3.161 1.738 3.160 1.731 2.985 2.380 0.642 0.649
실시예 2-37 3.161 1.738 3.160 1.731 2.952 2.444 0.706 0.713
실시예 2-38 3.161 1.738 3.160 1.731 3.000 2.357 0.619 0.626
실시예 2-39 3.161 1.738 3.160 1.731 2.891 2.421 0.683 0.690
실시예 2-40 3.161 1.738 3.160 1.731 3.022 2.383 0.645 0.652
실시예 2-41 3.161 1.738 3.160 1.731 2.963 2.319 0.581 0.588
실시예 2-42 3.161 1.738 3.160 1.731 3.052 2.427 0.689 0.696
실시예 2-43 3.161 1.738 3.160 1.731 2.985 2.296 0.558 0.565
실시예 2-44 3.161 1.738 3.160 1.731 2.952 2.321 0.583 0.590
실시예 2-45 3.161 1.738 3.160 1.731 3.034 2.307 0.569 0.576
실시예 2-46 3.161 1.738 3.160 1.731 2.925 2.365 0.627 0.634
실시예 2-47 3.161 1.738 3.160 1.731 2.956 2.412 0.674 0.681
실시예 2-48 3.161 1.738 3.160 1.731 3.048 2.458 0.720 0.727
실시예 2-49 3.161 1.738 3.160 1.731 2.898 2.442 0.704 0.711
실시예 2-50 3.161 1.738 3.160 1.731 2.896 2.288 0.550 0.557
실시예 2-51 3.161 1.738 3.160 1.731 2.972 2.385 0.647 0.654
실시예 2-52 3.161 1.738 3.160 1.731 2.980 2.329 0.591 0.598
실시예 2-53 3.161 1.738 3.160 1.731 3.036 2.365 0.627 0.634
실시예 2-54 3.161 1.738 3.160 1.731 3.030 2.252 0.514 0.521
**1(eV): 제3 화합물의 삼중항 여기 에너지 - 제1 화합물의 삼중항 여기 에너지
**2(eV): 제3 화합물의 삼중항 여기 에너지 - 제2 화합물의 삼중항 여기 에너지
상기 표 25로부터, 본원 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물을 발광층의 재료로 사용한 실시예의 소자가 발광층의 도펀트 재료로 파이렌계 화합물, 인광 화합물 또는 본원 화학식 1과 구조가 상이한 보론계 화합물을 사용한 비교예의 소자보다 우수한 소자 성능을 갖는 것을 확인할 수 있다.
또한, 발광층의 호스트로 제1 화합물 및 제2 화합물을 사용한 본원의 실시예가 발광층의 호스트로 0.5 D 이하의 쌍극자 모멘트를 갖는 제1 화합물 2종을 사용한 비교예 2-7 및 2-8, 0.5 D 초과의 쌍극자 모멘트를 갖는 제2 화합물 2종을 사용한 비교예 2-9 및 2-10 보다 소자의 성능이 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 26으로부터 본원 제1 화합물의 일중항 여기 에너지와 제2 화합물의 일중항 여기 에너지가 제3 화합물의 일중항 여기 에너지 보다 큰 것을 알 수 있으며, 본원 제1 화합물의 삼중항 여기 에너지와 제2 화합물의 삼중항 여기 에너지가 제3 화합물의 삼중항 여기 에너지 보다 0.4 eV 이상 작은 것을 알 수 있다.
10: 유기 전계 발광 소자
20: 기판
30: 애노드
40: 발광층
50: 캐소드
60: 정공주입층
70: 정공수송층
80: 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층

Claims (13)

  1. 0.5 D 이하의 쌍극자 모멘트를 갖는 제1 화합물 및 0.5 D 초과의 쌍극자 모멘트를 갖는 제2 화합물을 포함하고, 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물의 중량비가 1:9 내지 9:1이며, 하기 식 1을 만족하는 혼합물; 및 하기 화학식 1로 표시되는 제3 화합물을 포함하는 것인 조성물:
    [식 1]
    l DMhost1 - DMhost2 l > 0.2
    상기 DMhost1은 상기 제1 화합물의 쌍극자 모멘트 값이고,
    상기 DMhost2는 상기 제2 화합물의 쌍극자 모멘트 값이다.

    [화학식 1]

    상기 화학식 1에 있어서,
    A1은 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 방향족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 방향족 헤테로고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리이고,
    A2는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리이며,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며,
    R1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
    r1은 1 내지 3의 정수이며,
    상기 r1이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 R1은 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 화합물은 일중항 여기 에너지(ES1(D))와 삼중항 여기 에너지(ET1(D)-)의 차가 0.3 eV를 초과하는 것인 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 화합물의 일중항 여기 에너지와 상기 제2 화합물의 일중항 여기 에너지가 제3 화합물의 일중항 여기 에너지 보다 큰 것인 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 화합물의 삼중항 여기 에너지와 상기 제2 화합물의 삼중항 여기 에너지가 제3 화합물의 삼중항 여기 에너지 보다 0.4 eV 이상 작은 것인 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 화합물은 100℃ 내지 400℃의 증발온도 T1을 갖고,
    상기 제2 화합물은 100℃ 내지 400℃의 증발온도 T2를 가지며,
    상기 T1-T2의 절댓값은 20℃ 미만이고,
    제1 화합물은 상기 혼합물에서 농도 C1을 갖고, 상기 혼합물을 1x10-6 Torr 내지 1x10-9 Torr의 챔버 기저 압력을 갖는 고진공 증착 기구 중에서, 혼합물이 증발되는 곳으로부터 위치한 표면 상에 2Å/s의 증착 속도로 증발시킴으로써 형성된 필름에서 농도 C2를 가지며,
    (C1-C2)/C1 × 100 의 절댓값은 10% 미만인 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은 각각 안트라센계 화합물인 것인 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 화합물은 하기 화학식 2로 표시되고, 상기 제2 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것인 조성물:
    [화학식 2]

    상기 화학식 2에 있어서,
    L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    X1 내지 X8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이며,
    [화학식 3]

    상기 화학식 3에 있어서,
    L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    Cy3 및 Cy4 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고, 나머지 하나는 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    Y1 내지 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
  8. 삭제
  9. 캐소드; 애노드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 청구항 1 내지 7 중 어느 하나의 조성물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기 전계 발광 소자는 다중 스택형이고, 그 중 1 또는 2개의 스택이 상기 발광층을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 발광층의 발광 스펙트럼이 400 nm 내지 470 nm 내에 λmax를 가지는 것인 유기 전계 발광 소자.
  12. 청구항 1 내지 7 중 어느 하나의 조성물을 준비하는 단계;
    기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
    상기 1층 이상의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 혼합물을 1x10-6 Torr 내지 1x10-9 Torr의 챔버 기저 압력을 갖는 고진공 증착 기구 중에서, 혼합물이 증발되는 곳으로부터 표면 상에 2Å/s의 증착 속도로 증발시키는 단계를 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
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KR102094830B1 (ko) * 2018-11-30 2020-03-30 에스에프씨 주식회사 다환 방향족 유도체 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자

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