KR102618829B1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102618829B1
KR102618829B1 KR1020200028257A KR20200028257A KR102618829B1 KR 102618829 B1 KR102618829 B1 KR 102618829B1 KR 1020200028257 A KR1020200028257 A KR 1020200028257A KR 20200028257 A KR20200028257 A KR 20200028257A KR 102618829 B1 KR102618829 B1 KR 102618829B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
layer
substituted
carbon atoms
unsubstituted
Prior art date
Application number
KR1020200028257A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200107854A (ko
Inventor
김영석
김공겸
윤정민
오중석
구기동
오상민
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20200107854A publication Critical patent/KR20200107854A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102618829B1 publication Critical patent/KR102618829B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C07C211/61—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton with at least one of the condensed ring systems formed by three or more rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/91—Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/12—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D409/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene

Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 2019년 3월 8일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2019-0026895호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 전공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 정공 및 전자가 발광층에서 재결합하여 생성되는 엑시톤(exciton)이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한국특허공개 제10-2014-103007호
본 명세서에는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
A 및 B는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리이며,
X는 단일결합; C(R1)(R2); Si(R3)(R4); N(R5); O; S; 또는 SO2이고,
R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, 인접한 기, A 또는 B와 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
L, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar은 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, 단, 디페닐플루오렌은 제외하며,
m1은 1 또는 2이고, m3는 0 내지 2의 정수이며,
m1이 1인 경우 m2는 2 또는 3이며, m1이 2인 경우 m2는 1이고, m2+m3는 3이며,
m1 내지 m3가 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
*는 A, B 및 R1 내지 R5 중 어느 하나와 결합한다.
또한, 본 명세서는 양극; 음극; 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자 내의 유기물층에 포함될 수 있으며, 상기 화합물을 유기 발광 소자의 유기물층에 포함함으로써, 낮은 구동전압을 가지고, 우수한 효율 및 우수한 수명 특성을 갖는 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
도 1은 기판 (1), 양극(2), 정공수송층(3), 전자차단층(4), 발광층(5), 전자수송층(6) 및 음극(7)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1) 위에 양극(2), 정공주입층(8), 정공수송층(3), 발광층(5), 전자 주입 및 수송층(9) 및 음극(7)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 아다만탄(adamantane)이 축합된 축합고리를 화합물 내에 2 이상 포함함으로써, 아다만탄이 축합된 축합고리를 포함하지 않거나 1개 만을 포함하는 화합물보다 입체적 크기가 크고 견고하며, 이로 인하여 우수한 승화성, 화학 구조적 안정성을 가지게 되어 높은 열적 안정성을 가진다는 이점이 있다.
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, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 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(-CN); 니트로기; 히드록시기; 알킬기; 알케닐기; 알키닐기; 알콕시기; 실릴기; 아릴옥시기; 시클로알킬기; 아릴기; 아민기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 요오드(-I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60, 1 내지 30, 또는 1 내지 20이다. 상기 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 등이 있으며, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며, 일 예에 따르면, 프로필기는 n-프로필기 및 이소프로필기를 포함하고, 부틸기는 n-부틸기, 이소부틸기 및 ter-부틸기를 포함한다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 3 내지 60, 3 내지 30, 또는 3 내지 20이다. 구체적으로 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiYaYbYc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ya, Yb 및 Yc는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 디메틸페닐실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기의 알킬기는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 6 내지 60, 6 내지 30이 또는 6 내지 20이다. 상기 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기의 9번 탄소원자(C)는 알킬기, 아릴기 등으로 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 시클로펜탄, 플루오렌 등의 스피로 구조를 형성할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NRaRb로 나타낼 수 있으며, 상기 Ra 및 Rb는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 아민기는 결합되는 치환기(Ra, Rb)의 종류에 따라, 알킬아민기, 알킬아릴아민기, 아릴아민기, 헤테로아릴아민기, 알킬헤테로아릴아민기, 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기는 알킬기로 치환된 아민기를 의미하며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 40, 1 내지 20일 수 있다. 상기 알킬아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴아민기의 구체적인 예로는 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기가 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, S, 및 Si중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 2 내지 60, 또는 2 내지 30이다. 상기 헤테로고리기의 예로는 예로는 피리딜기; 퀴놀린기; 티오펜기; 디벤조티오펜기; 퓨란기; 디벤조퓨란기; 나프토벤조퓨란기; 카바졸기; 벤조카바졸기; 나프토벤조티오펜기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 방향족 탄화수소고리는 1가가 아닌 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있고, 상기 지방족 탄화수소고리는 1가가 아닌 것을 제외하고는 전술한 시클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한 기, A 또는 B와 결합하여 형성된 고리"에서 "고리"는 탄화수소고리; 또는 헤테로고리를 의미한다.
상기 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 1가기가 아닌 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 1가기가 아닌 것을 제외하고는 상기 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
상기 헤테로고리는 1가기가 아닌 것을 제외하고는 상기 헤테로고리기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 *는 A, B 및 R1 내지 R5 중 어느 하나와 결합한다. 구체적으로, 상기 화학식 1에서 L은 A를 구성하는 원자, B를 구성하는 원자, 및 R1 내지 R5를 구성하는 원자 중 어느 하나와 결합한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1은 1 또는 2이고, m3는 0 내지 2의 정수이며, m1이 1인 경우 m2는 2 또는 3이며, m1이 2인 경우 m2는 1이고, m2+m3는 3이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1은 1이고, m2는 2이며, m3는 1이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 m1은 1이고, m2는 3이며, m3는 0이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1은 2이고, m2는 1이며, m3는 2이다.
상기 m1 내지 m3가 각각 2 또는 2 이상의 정수인 경우, 2 또는 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A 및 B는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 O, S 및 N으로 구성되는 군으로부터 선택되는 이종원소를 1개 이상 포함하는 탄소수 2 내지 60의 방향족 헤테로고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 A 및 B는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 O, S 및 N으로 구성되는 군으로부터 선택되는 이종원소를 1개 이상 포함하는 탄소수 2 내지 30의 방향족 헤테로고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 A 및 B는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠; 치환 또는 비치환된 나프탈렌; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 A 및 B는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 벤젠; 나프탈렌; 디벤조퓨란; 또는 디벤조티오펜이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 페닐렌기; 바이페닐릴렌기; 터페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 페닐렌기; 바이페닐릴렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이고, 단, 디페닐플루오렌은 제외한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 실릴기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기 이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 트리페닐실릴기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 트리페닐실릴기; 페닐기; 바이페닐기; 나프틸기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환된 플루오레닐기; 터페닐기; 페난트레닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환된 카바졸기; 또는 나프토벤조퓨란기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 트리페닐실릴기; 페닐기; 바이페닐기; 나프틸기; 메틸기로 치환된 플루오레닐기; 터페닐기; 페난트레닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 페닐기로 치환된 카바졸기; 또는 나프토벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
상기 화학식 2 내지 4에 있어서,
*, A, B 및 X의 정의는 화학식 1에서와 같고,
X1은 단일결합; C(R6)(R7); Si(R8)(R9); N(R10); O; S; 또는 SO2이며,
R6 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기, A 또는 B와 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며,
L11 내지 L15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, 단, 디페닐플루오렌은 제외하며,
2 개의 [ ] 내의 구조는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1은 단일결합; C(R6)(R7); Si(R8)(R9); N(R10); O; S; 또는 SO2이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R6 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L11 내지 L15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 전술한 L, L1 및 L2에 관한 내용이 적용된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 전술한 Ar에 관한 내용이 적용된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X는 단일결합; C(R1)(R2); Si(R3)(R4); N(R5); O; S; 또는 SO2이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이며, 인접한 기, A 또는 B와 결합하여 치환 또는 비치환된 3 내지 30의 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, 인접한 기, A 또는 B와 결합하여 가 하기 구조를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, A 또는 B와 결합하여 가 하기 구조를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기이거나, A 또는 B와 결합하여 가 하기 구조를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R5는 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, A 또는 B 와 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 잇다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고, A 또는 B와 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5는 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, A 또는 B와 결합하여 가 하기 구조를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5는 페닐기이거나, A 또는 B와 결합하여 가 하기 구조를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기이고, 서로 단일결합을 통하여 결합하여 플루오렌 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기이고, 서로 단일결합을 통하여 결합하여 플루오렌 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 페닐기이거나, 서로 단일결합을 통하여 결합하여 플루오렌 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1에서 ''는 하기 구조들 중 어느 하나로 표시된다.
상기 구조들에 있어서,
W1은 O 또는 S이고,
W2는 Si 또는 C이며,
Y는 O, S 또는 NR이고,
R은 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
상기 구조들은 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로고리기로 추가 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 구조들은 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기로 추가 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1에서 ''는 하기 구조들 중 어느 하나로 표시된다.
상기 구조들에 있어서, R5의 정의는 전술한 바와 같고,
상기 구조들은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기 및 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기로 이루어진 군으로 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않을 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-7 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
상기 화학식 1-1 내지 1-7에 있어서,
Y는 O, S 또는 NR이고,
R은 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
L12, L13, L15 및 L101 내지 L110은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, 단, 디페닐플루오렌은 제외하며,
2 또는 3개의 [ ] 내의 구조는 서로 같거나 상이하고,
상기 구조들은 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로고리기로 추가 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-1 내지 1-7에 있어서, 상기 L12, L13, L15 및 L101 내지 L101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 전술한 L, L1 및 L2에 관한 내용이 적용된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 화학식 1-1 내지 1-7에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 전술한 Ar에 관한 내용이 적용된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 화학식 1-1 내지 1-7의 구조들은 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기로 추가 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 O, S 또는 NR이며, 상기 R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시된다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 다양한 치환기를 도입함으로써, 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써, 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 양극; 음극; 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 전술한 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 유기 발광 소자의 제조시, 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 전자차단층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 양극과 상기 발광층 사이에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함한다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층 및 전자차단층으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층 및 전자차단층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 층 이상이다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공수송층에 포함된다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 음극과 상기 발광층 사이에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함한다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공차단층으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 발광층이다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함하며, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함하며, 이리듐계(Ir) 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함하고, 도펀트를 더 포함할 수 있다.
상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트의 함량은 호스트 100 중량부에 대하여, 1 중량부 내지 20 중량부로 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 1 중량부 내지 5 중량부로 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(5) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(7) 양극/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(8) 양극/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(10) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입 층/음극
(11) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(12) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(14) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입 층/음극
본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공수송층(3), 전자차단층(4), 발광층(5), 전자수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공수송층(3) 및/또는 전자차단층(4)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공주입층(8), 정공수송층(3), 발광층(5), 전자 주입 및 수송층(9) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공수송층(3)에 포함될 수 있다.
예컨대, 본 명세서에 따른 유기 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 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자차단층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 전자 소자를 만들 수도 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층, 전자차단층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층, 정공차단층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
상기 양극은 정공을 주입하는 전극으로, 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO, 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 음극은 전자를 주입하는 전극으로, 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 양극으로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 정공주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공주입 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. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 정공수송층 이외의 추가의 정공수송층을 포함하는 경우, 정공수송물질로는 양극이나 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 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층은 당 기술분야에 알려져 있는 정공수송층 재료 및/또는 정공주입층 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 당 기술분야에 알려져 있는 전자수송층 재료 및/또는 전자주입층 재료가 사용될 수 있다.
상기 정공수송층과 발광층 사이에 전자차단층이 구비될 수 있다. 상기 전자차단층은 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 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. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
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.
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)와 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 고분자와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
상기 전자수송층과 발광층 사이에 정공차단층이 구비될 수 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 한다. 전자수송 물질로는 음극으로부터 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 한다. 전자주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 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 명세서 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물의 제조방법 및 이들을 이용한 유기 발광 소자의 제조는 이하의 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 화합물 1의 제조
질소 분위기에서 sub1 (10 g, 28.3mmol), 화학식 A (17.3g, 31.2 mmol), sodium tert-butoxide (5.4 g, 56.7 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 1, 13.1g 을 얻었다. (수율 53%, MS: [M+H]+= 870)
제조예 2: 화합물 2의 제조
질소 분위기에서 sub2 (10 g, 24.4mmol), 화학식 B (18g, 26.8 mmol), sodium tert-butoxide (4.7 g, 48.8 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.5 mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 2, 14.2g 을 얻었다. (수율 56%, MS: [M+H]+= 1043)
제조예 3: 화합물 3의 제조
질소 분위기에서 sub3 (10 g, 23.8mmol), 화학식 C (19.2g, 26.1 mmol), sodium tert-butoxide (4.6 g, 47.5 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.5 mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 3, 15.7g 을 얻었다. (수율 59%, MS: [M+H]+= 1121)
제조예 4: 화합물 4의 제조
질소 분위기에서 sub4 (10 g, 24.3mmol), 화학식 D (10.1g, 26.8 mmol), sodium tert-butoxide (4.7 g, 48.7 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.5 mmol)을 투입했다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 4, 9.1g 을 얻었다. (수율 50%, MS: [M+H]+= 752)
제조예 5: 화합물 5의 제조
질소 분위기에서 sub5 (10 g, 21mmol), 화학식 E (14.8g, 23.1 mmol), sodium tert-butoxide (4 g, 41.9 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 5, 13.6g 을 얻었다. (수율 60%, MS: [M+H]+= 1084)
제조예 6: 화합물 6의 제조
질소 분위기에서 sub6 (10 g, 21.7mmol), 화학식 F (13g, 23.9 mmol), sodium tert-butoxide (4.2 g, 43.4 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 6, 13.6g 을 얻었다. (수율 65%, MS: [M+H]+= 968)
제조예 7: 화합물 7의 제조
질소 분위기에서 sub7 (10 g, 21mmol), 화학식 G (15.1g, 23.1 mmol), sodium tert-butoxide (4 g, 41.9 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 7, 15.8g 을 얻었다. (수율 69%, MS: [M+H]+= 1094)
제조예 8: 화합물 8의 제조
질소 분위기에서 sub8 (10 g, 21mmol), 화학식 H (15.2g, 23.1 mmol), sodium tert-butoxide (4 g, 41.9 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 8, 13.8g 을 얻었다. (수율 60%, MS: [M+H]+= 1100)
제조예 9: 화합물 9의 제조
질소 분위기에서 sub9 (10 g, 21mmol), 화학식 I (15.8g, 23.1 mmol), sodium tert-butoxide (4 g, 41.9 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 9, 14.6g 을 얻었다. (수율 62%, MS: [M+H]+= 1126)
제조예 10: 화합물 10의 제조
질소 분위기에서 sub10 (10 g, 21mmol), 화학식 J (13.9g, 23.1 mmol), sodium tert-butoxide (4 g, 41.9 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 10, 13.6g 을 얻었다. (수율 62%, MS: [M+H]+= 1044)
제조예 11: 화합물 11의 제조
질소 분위기에서 sub11 (10 g, 21.7mmol), 화학식 K (15.4g, 23.9 mmol), sodium tert-butoxide (4.2 g, 43.4 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 11, 13.4g 을 얻었다. (수율 58%, MS: [M+H]+= 1068)
제조예 12: 화합물 12의 제조
질소 분위기에서 sub12 (10 g, 21mmol), 화학식 L (12.2g, 23.1 mmol), sodium tert-butoxide (4 g, 41.9 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 12, 14g 을 얻었다. (수율 69%, MS: [M+H]+= 968)
제조예 13: 화합물 13의 제조
질소 분위기에서 sub13 (10 g, 21mmol), 화학식 M (14.4g, 23.1 mmol), sodium tert-butoxide (4 g, 41.9 mmol) 을 Xylene 200 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.2 g, 0.4 mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 13, 15.6g 을 얻었다. (수율 70%, MS: [M+H]+= 1064)
<실험예 1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(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 화합물 [HI-A]를 600Å의 두께로 열 진공증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층 위에 제조예 1에서 제조한 화합물 1을 진공증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 200Å으로 하기 화합물 [BH]와 [BD]를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 [ET] 및 하기 화합물 [LiQ](Lithiumquinolate)를 1:1 중량비로 진공증착하여 150Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 10Å 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 내지 0.9 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1 × 10-7 내지 5 × 10-8torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 2 내지 13>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<비교예 1 내지 6>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
하기 표 1의 HT-01 내지 HT-06은 하기와 같다.
상기 실험예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 6에서 정공수송층으로 각각의 화합물을 사용하여 제조한 유기 발광 소자를 10 mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20mA/cm2의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 98%가 되는 시간(LT98)을 측정하였다.
그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 정공수송층 전압
(V)		 전류효율
(cd/A)		 Life Time(hr) 98% at 20mA/cm2
실험예 1 화합물1 3.71 5.64 70
실험예 2 화합물2 3.89 5.68 72
실험예 3 화합물3 3.82 5.76 81
실험예 4 화합물4 3.66 5.71 89
실험예 5 화합물5 3.59 5.81 76
실험예 6 화합물6 3.72 5.69 69
실험예 7 화합물7 3.81 5.61 91
실험예 8 화합물8 3.72 5.78 86
실험예 9 화합물9 3.75 5.81 79
실험예 10 화합물10 3.92 5.92 75
실험예 11 화합물11 3.64 5.88 81
실험예 12 화합물12 3.59 5.63 90
실험예 13 화합물13 3.69 5.93 77
비교예 1 HT-01 4.70 4.40 28
비교예 2 HT-02 4.77 4.42 32
비교예 3 HT-03 4.85 4.45 30
비교예 4 HT-04 4.87 4.40 32
비교예 5 HT-05 4.93 4.47 29
비교예 6 HT-06 4.89 4.42 23
상기 표 1에 따르면, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1을 정공수송층에 포함하는 유기 발광 소자인 실험예 1 내지 13은 상기 비교예 1 내지 6의 유기 발광 소자 보다 구동 전압이 낮고, 효율 및 수명효과가 우수한 것을 알 수 있었다. 이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
1: 기판
2: 양극
3: 정공수송층
4: 전자차단층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 음극
8: 정공주입층
9: 전자 주입 및 수송층

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]

    상기 화학식 1에 있어서,
    A 및 B는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 벤젠, 나프탈렌, 디벤조퓨란, 또는 디벤조티오펜이며,
    X는 단일결합; C(R1)(R2); Si(R3)(R4); N(R5); O; 또는 S이고,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 페닐기이거나, 인접한 기는 서로 단일 결합을 통하여 플루오렌 고리를 형성하고,
    R5는 페닐기이거나, A 또는 B와 결합하여 가 하기 구조를 형성하고,
    L, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이며,
    Ar은 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이고, 단, 디페닐플루오렌은 제외하며,
    m1은 1 또는 2이고, m3는 0 내지 2의 정수이며,
    m1이 1인 경우 m2는 2 또는 3이며, m1이 2인 경우 m2는 1이고, m2+m3는 3이며,
    m1 내지 m3가 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
    *는 A, B 및 R1 내지 R5 중 어느 하나와 결합한다.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 2]

    [화학식 3]

    [화학식 4]

    상기 화학식 2 내지 4에 있어서,
    *, A, B 및 X의 정의는 화학식 1에서와 같고,
    X1은 단일결합; C(R6)(R7); Si(R8)(R9); N(R10); O; 또는 S이며,
    R6 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 페닐기이거나, 인접한 기는 서로 단일 결합을 통하여 플루오렌 고리를 형성하고,
    R10은 페닐기이거나, A 또는 B와 결합하여 가 하기 구조를 형성하고,
    L11 내지 L15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이며,
    Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이고, 단, 디페닐플루오렌은 제외하며,
    2 또는 3개의 [ ] 내의 구조는 서로 같거나 상이하다.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 ''는 하기 구조들 중 어느 하나로 표시되는 화합물:

    상기 구조들에 있어서,
    W1은 O 또는 S이고,
    W2는 Si 또는 C이며,
    Y는 O 또는 S이다.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-7 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 1-1]

    [화학식 1-2]

    [화학식 1-3]

    [화학식 1-4]

    [화학식 1-5]

    [화학식 1-6]

    [화학식 1-7]

    상기 화학식 1-1 내지 1-7에 있어서,
    Y는 O 또는 S이고,
    L12, L13, L15 및 L101 내지 L110은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이며,
    Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이고, 단, 디페닐플루오렌은 제외하며,
    2 또는 3개의 [ ] 내의 구조는 서로 같거나 상이하다.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물들 중 어느 하나인 화합물:



































    .
  8. 양극; 음극; 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1, 3 및 5 내지 7 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 양극과 상기 발광층 사이에 상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 및 전자차단층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 발광 소자.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 음극과 상기 발광층 사이에 상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층, 및 정공차단층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 발광 소자.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 발광층인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층, 및 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함하는 유기 발광 소자.
KR1020200028257A 2019-03-08 2020-03-06 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 KR102618829B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190026895 2019-03-08
KR20190026895 2019-03-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200107854A KR20200107854A (ko) 2020-09-16
KR102618829B1 true KR102618829B1 (ko) 2023-12-29

Family

ID=72669959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200028257A KR102618829B1 (ko) 2019-03-08 2020-03-06 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102618829B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112110825B (zh) * 2020-04-20 2022-02-11 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种芳胺化合物、使用其的电子元件及电子装置
KR20220047458A (ko) * 2020-10-08 2022-04-18 삼성디스플레이 주식회사 헤테로고리 화합물, 이를 포함한 발광 소자 및 상기 발광 소자를 포함한 전자 장치
CN113105420B (zh) * 2021-04-13 2023-06-16 浙江虹舞科技有限公司 一种稠环芳胺类化合物及其应用以及包含该化合物的有机电致发光器件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101551466B1 (ko) 2013-02-14 2015-09-09 주식회사 엠비케이 신규한 유기발광화합물 및 이를 포함하는 유기전기발광소자
KR102133241B1 (ko) * 2013-04-11 2020-07-13 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자용 아다만탄 화합물 및 유기 전계 발광 소자
KR102329807B1 (ko) * 2014-11-05 2021-11-22 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 조성물을 이용한 디스플레이 장치 및 유기전기소자
KR101917953B1 (ko) * 2016-06-02 2018-11-13 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
WO2020050623A1 (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200107854A (ko) 2020-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102141284B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102371108B1 (ko) 유기발광소자
KR102245935B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자
KR102430678B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20200087717A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102616387B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102618829B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102546867B1 (ko) 유기 발광 소자
KR20190139792A (ko) 유기발광소자
KR20190111687A (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102280868B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102264410B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR20190111688A (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102639498B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102594848B1 (ko) 유기발광소자
KR102209926B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230018103A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230152477A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230028916A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230013405A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210106362A (ko) 유기 발광 소자
KR20230028915A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230134993A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220114252A (ko) 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230147550A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Legal Events

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