KR102640485B1 - 신규한 보론 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기발광소자에 사용가능한 보론 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로, 보다 자세하게는 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로서, 상기 [화학식 A] 내지 [화학식 B]는 발명의 상세한 설명에 기재된 바와 동일하다.

Description

신규한 보론 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자{Novel boron compounds and Organic light emitting diode including the same}
본 발명은 유기 발광 소자에 사용될 수 있는 신규한 보론 화합물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유기 발광 소자내의 도판트 재료로 사용될 수 있으며, 이를 통해 높은 발광 효율 및 저전압구동 등의 소자 특성을 구현할 수 있는 신규한 보론 화합물 및 상기 보론 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)는 자기 발광 현상을 이용한 디스플레이로서, 시야각이 크고 액정 디스플레이에 비해 경박, 단소해질 수 있고, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있어 풀-컬러(full-color) 디스플레이 또는 조명으로의 응용이 기대되고 있다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이러한 유기 발광 소자는 자발광, 고휘도, 고효율, 낮은 구동전압, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트, 고속 응답성 등의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있고, 필요에 따라 전자차단층 또는 정공차단층등이 부가될 수 있다.
상기 발광 재료는 분자량에 따라 고분자형과 저분자형으로 분류될 수 있고, 발광 메커니즘에 따라 전자의 일중항 여기상태로부터 유래되는 형광 재료와 전자의 삼중항 여기상태로부터 유래되는 인광 재료로 분류될 수 있다.
한편, 발광 재료로서 하나의 물질만 사용하는 경우, 분자간 상호 작용에 의하여 최대 발광 파장이 장파장으로 이동하고 색순도가 떨어지거나 발광 감쇄 효과로 소자의 효율이 감소되는 문제가 발생하므로, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 재료로서 호스트-도판트 시스템을 사용할 수 있다.
그 원리는 발광층을 형성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작은 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 발광층에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때, 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
이러한 발광층 중 도판트 화합물로서 최근 보론 화합물에 대해 연구가 되고 있으며, 이와 관련된 종래기술로서 공개특허공보 제10-2016-0119683호(2016.10.14)호에는 붕소 원자와 산소 원자 등으로 복수의 방향족 고리를 연결한 다환 방향족 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자가 개시되어 있고, 국제특허공개공보 제2017-188111호(2017.11.02)에서는 복수의 축합 방향족 고리가 붕소 원자와 질소에 의해 연결된 구조의 화합물을 발광층내 도판트로서 사용하고, 또한 호스트로서 안트라센 유도체를 이용한 유기발광 소자가 기재되어 있다.
그러나, 상기 종래기술을 포함하여 유기발광소자의 발광층에 사용하기 위한 다양한 형태의 화합물이 제조되었음에도 불구하고 아직까지 유기 발광 소자용으로 응용가능하면서, 저전압구동이 가능하면서도 안정하고 고효율 특성을 가지는 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자의 개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
공개특허공보 제10-2016-0119683호(2016.10.14) 국제공개공보 제2017-188111호(2017.11.02)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 유기발광소자내 발광층의 도판트 물질로 사용가능한 신규한 구조의 보론 화합물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 보론 화합물을 유기 발광 소자내 도판트 물질에 적용함으로써, 높은 발광 효율 및 저전압 구동 등의 소자 특성이 우수한 유기발광소자(organic light emitting diode, OLED)를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물을 제공한다.
[화학식 A]
Figure 112018115782872-pat00001
[화학식 B]
상기 [화학식 A] 및 [화학식 B] 에서,
상기 Q1 내지 Q3은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 방향족 헤테로고리이고,
상기 연결기 Y는 N-R3, CR4R5, O, S, Se 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 X는 B, P, P=O 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 치환기 R1 내지 R5은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 R1 및 R2는 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성하거나 또는 상기 Q1 고리 또는 Q3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있고,
상기 R3 내지 R5은 각각 상기 Q2 고리 또는 Q3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있으며,
상기 R4 및 R5은 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 신규한 보론 화합물을 유기발광소자내 도판트 물질로 이용하는 경우에, 종래기술에 따른 유기발광소자에 비하여 저전압구동이 가능하면서도 보다 개선된 효율을 나타내는 유기발광소자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기 발광 소자의 개략도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않으며, 또한 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물을 제공한다.
[화학식 A]
[화학식 B]
상기 [화학식 A] 및 [화학식 B] 에서,
상기 Q1 내지 Q3은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 방향족 헤테로고리이고,
상기 연결기 Y는 N-R3, CR4R5, O, S, Se 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 X는 B, P, P=O 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 치환기 R1 내지 R5은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 R1 및 R2는 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성하거나 또는 상기 Q1 고리 또는 Q3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있고,
상기 R3 내지 R5은 각각 상기 Q2 고리 또는 Q3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있으며,
상기 R4 및 R5은 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있으며,
여기서, 상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]내 상기‘치환 또는 비치환된’에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 24의 알킬아릴기, 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
한편, 본 발명에서의 상기 "치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기", "치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기" 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 범위를 고려하여 보면, 상기 탄소수 1 내지 30의 알킬기 및 탄소수 5 내지 50의 아릴기의 탄소수의 범위는 각각 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체 탄소수를 의미하는 것이다. 예컨대, 파라위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 탄소수 4의 부틸기로 치환된 탄소수 6의 아릴기에 해당하는 것으로 보아야 한다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 아릴기는 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 상기 아릴기가 치환기가 있는 경우 서로 이웃하는 치환기와 서로 융합 (fused)되어 고리를 추가로 형성할 수 있다.
상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 인데닐, 플루오레닐기, 테트라히드로나프틸기, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있고, 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 중수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 실릴기, 아미노기 (-NH2, -NH(R), -N(R')(R''), R'과 R"은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 이 경우 "알킬아미노기"라 함), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알케닐기, 탄소수 1 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기는 N, O, P, Si, S, Ge, Se, Te 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 탄소인 탄소수 2 내지 24의 고리 방향족 시스템을 의미하며, 상기 고리들은 융합(fused)되어 고리를 형성할 수 있다. 그리고 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
또한 본 발명에서 상기 방향족 헤테로고리는 방향족 탄화수소 고리에서 방향족 탄소중 하나이상이 헤테로 원자로 치환된 것을 의미하며, 상기 방향족 헤테로 고리는 바람직하게는 방향족 탄화수소내 방향족 탄소 1 내지 3개가 N, O, P, Si, S, Ge, Se, Te 중에서 선택된 하나이상의 헤테로원자로 치환될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있고, 상기 실릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능 하다.
본 발명에 있어서 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 방향족 헤테로고리인 Q1 내지 Q3 고리가 중심 원자(X)에 각각 연결되는 구조적 특징을 가지며, Q1 및 Q3 고리는 질소(N) 원자에 의해 서로 연결되고, Q2 및 Q3 고리는 연결기 Y에 의해 서로 연결되되,
상기 질소원자는 R1 및 R2를 포함하는 비닐기가 결합되어 있고, 상기 비닐기의 말단이 Q1 또는 Q3내 탄소원자와 결합하여 추가의 5원환구조(2,3-디히드로피롤 그룹)를 통한 축합고리를 형성하는 구조적 특징을 가진다.
일 실시예로서, 상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서의 Q2 및 Q3 고리를 서로 연결시키는 연결기 Y는 N-R3 일 수 있고, 이경우에 상기 R3 은 앞서 정의된 바와 동일하다.
또한, 상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서의 연결기 Y가 N-R3 인 경우에, 바람직하게는, 상기 치환기 R3은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기일 수 있다.
또한, [화학식 A] 및 [화학식 B]에서의 상기 연결기 Y는 하기 [구조식 A]로 표시되는 연결기일 수 있다.
[구조식 A]
상기 [구조식 A]에서 "-*"는 상기 연결기 Y가 Q2 및 Q3 고리에서의 방향족 탄소와 각각 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하며,
여기서, 상기 [구조식 A]에서 상기 R41 내지 R45는 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
또한, 본 발명의 상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서의 연결기 Y는 산소(O) 원자일 수 있고, 또한, 본 발명의 상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서의 중심 원자(X)는 붕소(B) 원자일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 화합물에서의 중심 원자(X)에 각각 결합되는 Q1 내지 Q3 고리는 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리일 수 있다.
이경우에, 상기 화학식 A내 Q2의 방향족 탄화수소 고리는 하기 [구조식 10] 내지 [구조식 21] 중에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 화학식 B내 Q1 및 Q2의 방향족 탄화수소 고리는 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 하기 [구조식 10] 내지 [구조식 21] 중에서 선택되는 어느 하나인 일 수 있다.
[구조식 10] [구조식 11] [구조식 12]
[구조식 13] [구조식 14] [구조식 15]
[구조식 16] [구조식 17] [구조식 18]
[구조식 19] [구조식 20] [구조식 21]
Figure 112018115782872-pat00009
상기 [구조식 10] 내지 [구조식 21]에서 "-*"는 Q1 또는 Q2에서의 방향족 고리내 탄소가 X, 질소(N) 원자또는 연결기 Y와 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하며,
상기 [구조식 10] 내지 [구조식 21]에서 상기 R은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 m은 1 내지 8의 정수이며, m이 2이상인 경우 또는 R이 2이상인 경우에는 각각의 R은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 상기 Q1 내지 Q3 고리가 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리인 경우에, 상기 화학식 A내 Q1 및 Q3의 방향족 탄화수소 고리는 하기 [구조식 B]로 표시되는 고리일 수 있다.
[구조식 B]
상기 [구조식 B]에서 "-*"는 Q1 에서의 방향족 고리내 탄소가 R1과 결합된 탄소원자, 질소(N) 원자 및 X와 각각 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하거나, 상기 Q3에서의 방향족 고리내 탄소가 질소(N) 원자, X 및 연결기 Y와 각각 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하며,
상기 [구조식 B]에서 상기 R55 내지 R57은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 R55 내지 R57 는 각각 서로 이웃한 치환기와 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 Q1 내지 Q3 고리가 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리인 경우에, 상기 화학식 B내 Q3의 방향족 탄화수소 고리는 하기 [구조식 C]로 표시되는 고리일 수 있다.
[구조식 C]
상기 [구조식 C]에서 "-*"는 Q3에서의 방향족 고리내 탄소가 R2과 결합된 탄소원자, 질소(N) 원자, X 및 연결기 Y와 각각 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하며,
상기 [구조식 C]에서 상기 R58 및 R59은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 R58 및 R59은 각각 서로 이웃한 치환기와 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있다.
또한 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물은 하기 <화합물 1> 내지 <화합물 147> 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
<화합물 1> <화합물 2> <화합물 3>
<화합물 4> <화합물 5> <화합물 6>
<화합물 7> <화합물 8> <화합물 9>
<화합물 10> <화합물 11> <화합물 12>
<화합물 13> <화합물 14> <화합물 15>
<화합물 16> <화합물 17> <화합물 18>
<화합물 19> <화합물 20> <화합물 21>
<화합물 22> <화합물 23> <화합물 24>
<화합물 25> <화합물 26> <화합물 27>
<화합물 28> <화합물 29> <화합물 30>
<화합물 31> <화합물 32> <화합물 33>
<화합물 34> <화합물 35> <화합물 36>
<화합물 37> <화합물 38> <화합물 39>
<화합물 40> <화합물 41> <화합물 42>
<화합물 43> <화합물 44> <화합물 45>
<화합물 46> <화합물 47> <화합물 48>
<화합물 49> <화합물 50> <화합물 51>
<화합물 52> <화합물 53> <화합물 54>
<화합물 55> <화합물 56> <화합물 57>
<화합물 58> <화합물 59> <화합물 60>
<화합물 61> <화합물 62> <화합물 63>
<화합물 64> <화합물 65> <화합물 66>
<화합물 67> <화합물 68> <화합물 69>
<화합물 70> <화합물 71> <화합물 72>
<화합물 73> <화합물 74> <화합물 75>
<화합물 76> <화합물 77> <화합물 78>
<화합물 79> <화합물 80> <화합물 81>
<화합물 82> <화합물 83> <화합물 84>
<화합물 85> <화합물 86> <화합물 87>
<화합물 88> <화합물 89> <화합물 90>
<화합물 91> <화합물 92> <화합물 93>
<화합물 94> <화합물 95> <화합물 96>
<화합물 97> <화합물 98> <화합물 99>
<화합물 100> <화합물 101> <화합물 102>
<화합물 103> <화합물 104> <화합물 105>
<화합물 106> <화합물 107> <화합물 108>
<화합물 109> <화합물 110> <화합물 111>
<화합물 112> <화합물 113> <화합물 114>
<화합물 115> <화합물 116> <화합물 117>
<화합물 118> <화합물 119> <화합물 120>
<화합물 121> <화합물 122> <화합물 123>
<화합물 124> <화합물 125> <화합물 126>
<화합물 127> <화합물 128> <화합물 129>
<화합물 130> <화합물 131> <화합물 132>
<화합물 133> <화합물 134> <화합물 135>
<화합물 136> <화합물 137> <화합물 138>
<화합물 139> <화합물 140> <화합물 141>
<화합물 142> <화합물 143> <화합물 144>
<화합물 145> <화합물 146> <화합물 147>
보다 바람직한 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명은 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극사이에 개재되는 유기층;을 포함하고, 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물을 1종이상 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
한편, 본 발명에서 "(유기층이) 유기 화합물을 1종 이상 포함한다" 란, "(유기층이) 본 발명의 범주에 속하는 1종의 유기 화합물 또는 상기 유기 화합물의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
이때, 상기 본 발명의 유기발광소자는 발광층 이외에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보다 바람직한 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층이 발광층을 포함하며, 상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어지고, 본 발명에서의 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물 중 적어도 하나를 발광층내 도판트로서 포함할 수 있다.
일실시예로서, 본 발명에 따른 유기발광소자에서, 상기 호스트로서는 하기 화학식 C로 표시되는 안트라센 유도체를 사용할 수 있다.
[화학식 C]
상기 [화학식 C]에서
상기 치환기 R11 내지 R18은 동일하거나 상이하며, 각각 앞서 기재된 보론 화합물내에서 정의된 상기 R1 내지 R5과 동일하며;
상기 치환기 Ar9, 및 Ar10 은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느하나이며;
상기 연결기 L13은 단일결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 k는 1 내지 3의 정수이되, 상기 k가 2 이상인 경우에 각각의 L13은 서로 동일하거나 상이하다.
보다 구체적인 호스트화합물로서, 상기 화학식 C내 Ar9는 하기 화학식 C-1로 표시되는 치환기일 수 있다.
[화학식 C-1]
여기서, 상기 치환기 R21 내지 R25는 각각 동일하거나 상이하고, 앞서 기재된 R1 내지 R5에서 정의된 바와 동일하며; 서로 이웃하는 치환기와 결합하여 포화 혹은 불포화 고리를 형성할 수 있다.
이 경우에 상기 연결기 L13이 단일결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이며, 상기 k는 1 내지 2의 정수이되, 상기 k가 2 이상인 경우에 각각의 L13은 서로 동일하거나 상이하다.
일 실시예로서, 상기 안트라센 유도체는 하기 [화학식 C1] 내지 [화학식 C48] 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
<화학식 C1> <화학식 C2> <화학식 C3>
<화학식 C4> <화학식 C5> <화학식 C6>
<화학식 C7> <화학식 C8> <화학식 C9>
<화학식 C10> <화학식 C11> <화학식 C12>
<화학식 C13> <화학식 C14> <화학식 C15>
<화학식 C16> <화학식 C17> <화학식 C18>
<화학식 C19> <화학식 C20> <화학식 C21>
<화학식 C22> <화학식 C23> <화학식 C24>
<화학식 C25> <화학식 C26> <화학식 C27>
<화학식 C28> <화학식 C29> <화학식 C30>
<화학식 C31> <화학식 C32> <화학식 C33>
<화학식 C34> <화학식 C35> <화학식 C36>
<화학식 C37> <화학식 C38> <화학식 C39>
<화학식 C40> <화학식 C41> <화학식 C42>
<화학식 C43> <화학식 C44> <화학식 C45>
<화학식 C46> <화학식 C47> <화학식 C48>
보다 바람직한 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명은 제1전극으로서 양극, 제1전극에 대향된 제2전극으로서 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 발광층;을 포함하고, 본 발명에서의 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물 중 적어도 하나를 발광층내 도판트로서 포함하며, 또한 상기 [화학식 C]로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 발광층내 호스트로서 포함하는 유기발광소자일 수 있고 이러한 구조적 특징에 따라 본 발명에서 따른 유기발광 소자는 저전압 구동 및 고효율 특성을 가질 수 있다.
이때, 상기 발광층내 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 발광층은 상기 도판트와 호스트이외에도 다양한 호스트와 다양한 도펀트 물질을 추가로 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 도시한 그림이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 양극(20), 정공수송층(40), 호스트 및 도판트를 포함하는 발광층(50), 전자수송층(60) 및 음극(80) 을 순차적 순서로 포함하는 유기발광소자로서, 상기 양극을 제1 전극으로, 음극을 제2전극으로 하여, 상기 양극과 발광층 사이에 정공수송층을 포함하고, 발광층과 음극 사이에 전자수송층을 포함한 유기발광소자에 해당한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 상기 양극(20)과 정공수송층(40) 사이에 정공주입층(30)이 포함되며, 상기 전자수송층(60)과 음극(80) 사이에 전자주입층(70)이 포함될 수 있다.
상기 도 1을 참조하여 본 발명의 유기 발광 소자 및 그 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저 기판(10) 상부에 양극(애노드) 전극용 물질을 코팅하여 양극(20)을 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 양극 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.
상기 양극(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성한다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성한다.
상기 정공주입층 재료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어 2-TNATA [4,4',4"-tris(2-naphthylphenyl-phenylamino)-triphenylamine], NPD[N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)], TPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine], DNTPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine] 등을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는것인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐 -[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘(a-NPD) 등을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명은 상기 정공 수송층 상부에 전자 차단층을 추가적으로 형성할 수 있다. 상기 전자차단층은 전자주입층으로부터 주입된 전자가 발광층을 지나 정공수송층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시키기 위한 층으로서, 본 발명에 따른 화학식 E로 표시되는 화합물 또는 화학식 F로 표시되는 화합물을 사용하거나, 또는 공지의 재료를 사용하거나, 또는 필요한 경우에 이를 공지의 재료와 혼합하여 사용하여 발광층과 정공주입층의 사이에 적절한 부분에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 발광층과 정공수송층 사이에 형성될 수 있다.
이어서, 상기 정공수송층(40) 또는 전자차단층의 상부에 발광층(50)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 적층할 수 있다.
여기서, 상기 발광층은 호스트와 도펀트로 이루어질 수 있으며, 이들을 구성하는 재료에 대해서는 앞서 기재한 바와 같다.
또한, 본 발명의 구체적인 예에 의하면, 상기 발광층의 두께는 50 내지 2,000 Å인 것이 바람직하다.
한편, 상기 발광층 상에 전자수송층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한다.
한편 본 발명에서 상기 전자수송층 재료로는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 공지의 전자수송물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자수송물질의 예로는, 퀴놀린유도체, 특히트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), Liq, TAZ, BAlq, 베릴륨비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), 화합물 201, 화합물 202, BCP, 옥사디아졸유도체인 PBD, BMD, BND 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
TAZ BAlq
<화합물 201> <화합물 202> BCP
또한, 본 발명에서의 유기발광소자는 상기 전자수송층을 형성한 후에 전자 수송층 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자 주입층(EIL)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
상기 전자 주입층 형성 재료로는 CsF, NaF, LiF, Li2O, BaO등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자주입층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1 Å 내지 약 100 Å, 약 3 Å 내지 약 90 Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 음극은 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질을 이용할 수 있다. 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 이들의 합금 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 사용하거나, ITO, IZO를 사용한 투과형 음극을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 발광층 이외에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 전자차단층, 발광층, 전자 수송층 및 전자주입층 등의 다수의 층이 적층된 형태를 가지고 있으므로, 발광층내에서 생성된 광이 소자내 여러 층을 통과하는 과정에서, 전반사에 의하여, 유기발광소자의 외부로 추출되지 못하고 소자 내에서 소멸할 수 있다. 이와 같이 유기 발광 소자의 외부 발광효율이 낮은 경우 발광층내에서의 광변환 효율이 높더라도, 유기 발광 소자의 전체적인 광효율은 저하될 수 있다. 따라서, 이를 해결하기 위해서 굴절률이 높은 캡핑층을 전극 외면(예컨대, 음극의 외면)에 도입하는 경우 발광층에서 생성된 광이 전극을 통과하여 외부 공기로 진입할 시, 보강간섭에 의해 특정파장의 빛이 외부로 취출되는 효율을 증가시킬 수 있으므로, 유기 발광 소자의 광효율을 개선시킬 수 있다.
일 실시예로서, 상기 음극(80) 전극 상에 캡핑층을 증착방법 또는 용액공정에 따른 스핀 코팅 방법을 통해 증착함으로써 개선된 효율의 유기 발광소자(OLED)를 제공할 수 있다. 여기서, 상기 캡핑층의 두께는 300 내지 1200 Å인 것이 바람직하며, 400 내지 800 Å인 것이 더욱 바람직하다. 캡핑층의 두께는 유기발광소자에 있어서 사용된 발광층의 재료, 유기발광소자의 두께등에 따라서 적합하게 변경될 수 있다.
구체적으로 상기 제조된 캡핑층은 가시광선 영역(400 내지 750 nm)의 파장에서 1.70 이상인 것이 바람직하며, 1.80 이상이 더욱 바람직하고, 1.85 이상인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 제조된 유기발광소자는 투명 또는 반투명의 전극의 외측면에 전극보다 굴절률이 높은 캡핑층을 도입함으로써, 유기발광소자의 외면을 보호하는 것뿐만 아니라, 광추출 효율을 큰 폭으로 증대시킬 수 있다.
구체적으로 상기 발광층에서 발생한 광이 외부로 방출되는 동안 층간계면을 통과하거나 반사하게 된다. 이때 굴절률의 차이로 인하여 캡핑층과 외부공기의 계면에서 빛이 반사하는데, 반사된 빛은 다시 캡핑층과 전극의 계면에서 굴절률의 차이로 인하여 재반사될 수 있다. 이러한 각 층 사이의 계면에서 반사를 거듭할수록 특정 파장을 가진 빛은 공진하여, 공진된 파장의 빛은 증폭되어 외부로 방출되어 유기발광소자의 외부발광효율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 이하에서 설명될 화학식 E로 표시되는 화합물 또는 화학식 F로 표시되는 화합물을 각각 단독/ 또는 혼합하여 캡핑층의 재료로서 사용하거나, 또는 공지의 재료를 사용하거나, 또는 필요한 경우에 상기 화학식 E로 표시되는 화합물 또는 화학식 F로 표시되는 화합물 단독으로 공지의 재료와 혼합하여 사용하거나 또는 상기 화학식 E로 표시되는 화합물 또는 화학식 F로 표시되는 화합물을 혼합하여 공지의 재료와 다시 혼합 할 수 있고, 이러한 캡핑층을 제조하는 경우 400 ℃ 보다 낮은 온도에서 증착이 가능하여, 유기발광소자의 제작시 열적 손상을 일으키지 않는다.
본 발명에 따른 유기발광 소자의 보다 구체적인 예로서, 상기 유기발광소자내 정공수송층, 전자차단층, 캡핑층 중 적어도 하나는 하기 화학식 E로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 정공수송층, 전자차단층, 캡핑층 중 하나가 하기 화학식 E로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 캡핑층이 화학식 E로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 E]
상기 [화학식 E]에서,
치환기 R31 내지 R33은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느하나이고,
연결기 L31 내지 L34는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
Ar31 내지 Ar34는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 n은 0 내지 4의 정수이고, n이 2이상인 경우에 치환기 R33을 포함하는 각각의 방향족 고리는 서로 동일하거나 상이하고,
m1 내지 m3는 0 내지 4의 정수이고, 이들이 각각 2이상인 경우에 각각의 R31, R32, 또는 R33는 서로 동일하거나 상이하며,
상기 치환기 R31 내지 R33이 결합되지 않은 방향족고리의 탄소원자는 수소 또는 중수소와 결합한다.
이 경우에, 상기 Ar31 내지 Ar34 중 하나는 하기 [화학식 E-1]로 표시되는 치환기일 수 있다.
[화학식 E-1]
상기 [화학식 E-1]에서,
R41 내지 R44는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이고, 이들은 각각 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
Y는 탄소원자 또는 질소원자를 나타내고, Z는 탄소원자, 산소원자, 황원자 또는 질소원자를 나타내고,
Ar35 내지 Ar37은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
Z가 산소원자 또는 황원자일 경우 Ar37은 존재하지 않으며,
Y 및 Z가 질소원자일 경우 Ar35, Ar36, Ar37 중 하나만이 존재하며,
Y가 질소원자 및 Z가 탄소원자일 경우 Ar36은 존재하지 않으며,
단, R41 내지 R44, Ar35 내지 Ar37 중 하나는 상기 [화학식 E]에서의 연결기 L31 내지 L34중의 하나와 연결되는 단일결합이다.
본 발명에 따른 상기 화학식 E로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서, 이는 하기 [화학식 E1] 내지 [화학식 E79] 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
<화학식 E1> <화학식 E2> <화학식 E3>
<화학식 E4> <화학식 E5> <화학식 E6>
<화학식 E7> <화학식 E8> <화학식 E9>
<화학식 E10> <화학식 E11> <화학식 E12>
<화학식 E13> <화학식 E14> <화학식 E15>
<화학식 E16> <화학식 E17> <화학식 E18>
<화학식 E19> <화학식 E20> <화학식 E21>
Figure 112018115782872-pat00092
<화학식 E22> <화학식 E23> <화학식 E24>
<화학식 E25> <화학식 E26> <화학식 E27>
<화학식 E28> <화학식 E29> <화학식 E30>
<화학식 E31> <화학식 E32> <화학식 E33>
<화학식 E34> <화학식 E35> <화학식 E36>
<화학식 E37> <화학식 E38> <화학식 E39>
<화학식 E40> <화학식 E41> <화학식 E42>
<화학식 E43> <화학식 E44> <화학식 E45>
<화학식 E46> <화학식 E47> <화학식 E48>
<화학식 E49> <화학식 E50> <화학식 E51>
<화학식 E52> <화학식 E53> <화학식 E54>
<화학식 E55> <화학식 E56> <화학식 E57>
<화학식 E58> <화학식 E59> <화학식 E60>
<화학식 E61> <화학식 E62> <화학식 E63>
<화학식 E64> <화학식 E65> <화학식 E66>
<화학식 E67> <화학식 E68> <화학식 E69>
<화학식 E70> <화학식 E71> <화학식 E72>
<화학식 E73> <화학식 E74> <화학식 E75>
<화학식 E76> <화학식 E77> <화학식 E78>
<화학식 E79>
본 발명에 따른 상기 화학식 E로 표시되는 화합물의 또 다른 구체적인 예로서, 상기 화학식 E로 표시되는 화합물은 하기 [화학식 E101] 내지 [화학식 E145] 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
[화학식 E101] [화학식 E102] [화학식 E103]
[화학식 E104] [화학식 E105] [화학식 E106]
[화학식 E107] [화학식 E108] [화학식 E109]
[화학식 E110] [화학식 E111] [화학식 E112]
[화학식 E113] [화학식 E114] [화학식 E115]
[화학식 E116] [화학식 E117] [화학식 E118]
[화학식 E119] [화학식 E120] [화학식 E121]
[화학식 E122] [화학식 E123] [화학식 E124]
[화학식 E125] [화학식 E126] [화학식 E127]
[화학식 E128] [화학식 E129] [화학식 E130]
[화학식 E131] [화학식 E132] [화학식 E133]
[화학식 E134] [화학식 E135] [화학식 E136]
[화학식 E137] [화학식 E138] [화학식 E139]
[화학식 E140] [화학식 E141] [화학식 E142]
[화학식 E143] [화학식 E144] [화학식 E145]
본 발명에 따른 유기발광 소자의 또 다른 구체적인 예로서, 상기 유기발광소자내 정공수송층, 전자차단층, 캡핑층 중 적어도 하나는 하기 화학식 F로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 정공수송층, 전자차단층, 캡핑층 중 하나가 하기 화학식 F로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 F]
상기 [화학식 F]에서,
상기 치환기 R51 내지 R53은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30 의 알킬게르마늄기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30 의 아릴게르마늄기 시아노기, 니트로기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느하나이고,
상기 치환기 Ar51 내지 Ar54는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
여기서, 본 발명에 따른 상기 [화학식 D] 내지 [화학식 F]내 상기 ‘치환 또는 비치환된’에서의 '치환'은 앞서의 상기 [화학식 A] 내지 [화학식 C]에서 정의된 바와 동일하다.
한편, 본 발명에 따른 상기 화학식 F로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서, 이는 하기 [화학식 F1] 내지 [화학식 F33] 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
<화학식 F1> <화학식 F2> <화학식 F3>
<화학식 F4> <화학식 F5> <화학식 F6>
<화학식 F7> <화학식 F8> <화학식 F9>
<화학식 F10> <화학식 F11> <화학식 F12>
<화학식 F13> <화학식 F14> <화학식 F15>
<화학식 F16> <화학식 F17> <화학식 F18>
<화학식 F19> <화학식 F20> <화학식 F21>
<화학식 F22> <화학식 F23> <화학식 F24>
<화학식 F25> <화학식 F26> <화학식 F27>
<화학식 F28> <화학식 F29> <화학식 F30>
<화학식 F31> <화학식 F32> <화학식 F33>
또한 본 발명에서의 유기 발광 소자는 380 nm 내지 800 nm의 파장범위에서 발광하는 청색 발광재료, 녹색 발광재료 또는 적색 발광재료의 발광층을 추가적으로 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에서의 발광층은 복수의 발광층으로서, 상기 추가적으로 형성되는 발광층내 청색 발광재료, 녹색 발광재료 또는 적색 발광재료는 형광재료 또는 인광재료일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 각각의 층중에서 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착공정 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있다.
여기서 상기 증착 공정은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 진공 또는 저압상태에서 가열 등을 통해 증발시켜 박막을 형성하는 방법을 의미하고, 상기 용액공정은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 용매와 혼합하고 이를 잉크젯 인쇄, 롤투롤 코팅, 스크린 인쇄, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅 등과 같은 방법을 통하여 박막을 형성하는 방법을 의미한다.
또한 본 발명에서의 상기 유기 발광 소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치; 및 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나의 장치에 사용될 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
(실시예)
합성예 1
합성예 1-1. [중간체 1-a의 합성]
[중간체 1-a]
질소 분위기에서 둥근바닥 플라스크에 2,3-디메틸인돌 50 g (344mmol), 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 77.8 g (344mmol), 구리 65.6 g (1.03 mol), 18-crown-6 13.1 g (69mmol), 탄산칼륨 237.9 g (1.72 mol), 1,2-디클로로벤젠 700 ml를 투입하고 48 시간 동안 환류시켰다. 반응 종결 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼크로마토그래피로 분리하여 [중간체 1-a] 46.9 g 를 얻었다. (수율 47%)
합성예 1-2. [중간체 1-b의 합성]
[중간체 1-a] [중간체 1-b]
질소 분위기에서 둥근바닥 플라스크에 [중간체 1-a] 20 g (69mmol), 디페닐아민 11.7 g (69mmol), 트리스디벤질리덴아세톤디팔라듐 1.3 g (1.4mmol), 트리터셔리부틸포스핀 0.6 g (3mmol), 소듐터셔리뷰톡사이드 9.9 g (103mmol), 톨루엔 200 ml를 투입하고 6 시간 동안 환류시켰다. 반응 종결 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼크로마토그래피로 분리하여 [중간체 1-b] 20.9 g 를 얻었다. (수율 72%)
합성예 1-3. [화합물 1]의 합성
[중간체 1-b] [화합물 1]
질소 분위기 하에 tert-부틸벤젠 200 ml 가 들어있는 둥근 바닥 플라스크에 [중간체 1-b] 20 g (47mmol)을 넣고 -30 ℃로 냉각시킨 후 1.7M tert-부틸리튬펜탄 용액 55.6 mml (95mmol)을 천천히 적가하였다. 적가 종료 후, 60℃ 까지승온하고 3시간 교반한후, 펜탄을 증류 제거하였다. -50 ℃까지 냉각하고 삼브롬화붕소 23.8g (95mmol)를 적가하고, 실온까지 승온 후 1시간 교반하였다. 다시 0 ℃ 로 냉각하고 N,N-디이소프로필에틸아민 12.2 g (95mmol)을가한 후, 120℃ 에서 3시간 교반하였다. 반응 완료후감압증류하여tert-부틸벤젠을 제거하고 물과 에틸아세테이트를 이용하여 추출 후 농축하여 컬럼크로마토그래피로 분리하여 [화합물 1] 4.7 g 를 얻었다. (수율 25%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 369.18 [M+]
합성예 2
합성예 2-1. [중간체 2-a의 합성]
[중간체 2-a]
상기 합성예 1-1에서 2,3-디메틸인돌 대신 3-트리페닐메틸인돌을 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 1-브로모 2-클로로-3-플루오로벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [중간체 2-a]를 얻었다. (수율 52%)
합성예 2-2. [중간체 2-b의 합성]
[중간체 2-a] [중간체 2-b]
질소상태하에서 페놀(38g, 405mol), [중간체 2-a](197g, 405mol), 탄산칼륨 (80.7g, 583mmol)을 1-메틸-2-피롤리딘온 500 ml에 투입하고 150 ℃에서 12 시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼분리하여 [중간체 2-b]를 얻었다. (71.5g, 65%)
합성예 2-3. [화합물 9의 합성]
[중간체 2-b] [화합물 9]
상기 합성예 1-3에서 [중간체 1-b] 대신 [중간체 2-b]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [화합물 9]를 얻었다. (수율 52%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 535.21 [M+]
합성예 3
합성예 3-1. [중간체 3-a의 합성]
[중간체 3-a]
상기 합성예 1-1에서 2,3-디메틸인돌 대신 9H-카바졸을 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 6-브로모-벤조인돌을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [중간체 3-a]를 얻었다. (수율 44%)
합성예 3-2. [중간체 3-b의 합성]
[중간체 3-a] [중간체 3-b]
상기 합성예 1-1에서 2,3-디메틸인돌 대신 [중간체 3-a]를 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 1-브로모 2-클로로-3-플루오로벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [중간체 3-b]를 얻었다. (수율 39%)
합성예 3-3. [중간체 3-c의 합성]
[중간체 3-b] [중간체 3-c]
상기 합성예 2-2에서 사용한 페놀 대신 티오페놀을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-c]를 얻었다. (수율 63%)
합성예 3-4. [화합물 112의 합성]
[중간체 3-c] [화합물 112]
상기 합성예 1-3에서 [중간체 1-b] 대신 [중간체 3-c]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [화합물 112]를 얻었다. (수율 61%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 524.15 [M+]
합성예 4
합성예 4-1. [중간체 4-a의 합성]
[중간체 4-a]
상기 합성예 1-1에서 2,3-디메틸인돌 대신 6,7-디클로로인돌을 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 3-브로모디벤조퓨란을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [중간체 4-a]를 얻었다. (수율 52%)
합성예 4-2. [중간체 4-b의 합성]
[중간체 4-a] [중간체 4-b]
상기 합성예 1-2에서 [중간체 1-a] 대신 [중간체 4-a]를 사용하고 디페닐아민 대신 N,N,N-트리페닐벤젠-1,3,-디아민을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 4-b]를 얻었다. (수율 59%)
합성예 4-3. [화합물 145]의 합성
[중간체 4-b] [화합물 145]
상기 합성예 1-3에서 [중간체 1-b] 대신 [중간체 4-b]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [화합물 145]를 얻었다. (수율 52%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 625.23 [M+]
합성예 5
합성예 5-1. [중간체 5-a의 합성]
[중간체 5-a]
상기 합성예 1-1에서 2,3-디메틸인돌 대신 5,10-디하이드로-10,10-디메틸인데노<1,2-b>인돌을 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 1-브로모 2-클로로-3-플루오로벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [중간체 5-a]를 얻었다. (수율 55%)
합성예 5-2. [중간체 5-b의 합성]
[중간체 5-a] [중간체 5-b]
상기 합성예 2-2에서 사용한 페놀 대신 3-브로모페놀을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 5-b]를 얻었다. (수율 61%)
합성예 5-3 : [중간체 5-c]의 합성
[중간체 5-c]
상기 합성예 1-1 에서 사용한 2,3-디메틸인돌 대신 4-아미노바이페닐을 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 1-브로모디벤조퓨란을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 5-c]를 얻었다. (수율 61%)
합성예 5-4. [중간체 5-d의 합성]
[중간체 5-b] [중간체 5-c] [중간체 5-d]
상기 합성예 1-1 에서 사용한 2,3-디메틸인돌 대신 [중간체 5-c]를 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 [중간체 5-b]을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 5-d]를 얻었다. (수율 61%)
합성예 5-5. [화합물 142]의 합성
[중간체 5-d] [화합물 142]
상기 합성예 1-3에서 [중간체 1-b] 대신 [중간체 5-d]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 합성하여 [화합물 142]를 얻었다. (수율 52%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 742.28 [M+]
실시예 1 ~ 12: 유기발광소자의 제조
ITO 글래스의 발광면적이 2mm×2mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO 글래스를 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1×10-7 torr가 되도록 한 후 상기 ITO 위에 DNTPD(700 Å), 화학식 H (300 Å) 순으로 성막하였다. 발광층은 하기에 기재된 호스트(BH1)와 본 발명의 보론 화합물(3 wt%)을 혼합하여 성막(250Å)한 다음, 이후에 전자 수송층으로 [화학식 E-1]과 [화학식 E-2]을 1:1의 비로 300 Å, 전자 주입층으로 [화학식 E-1]을 5 Å, Al (1000 Å)의 순서로 성막하여 유기발광 소자를 제조하였다.
상기 유기발광 소자의 발광특성은 0.4 mA에서 측정하였다.
[DNTPD][화학식 H]
[화학식E-1] [화학식E-2] [BH1]
비교예 1 ~ 3
상기 실시예 1 내지 12에서 사용된 화합물 대신 [BD1], [BD2] 또는 [BD3]을 사용한 것 이외에는 동일하게 유기발광소자를 제작하였으며, 상기 유기발광소자의 발광특성은 0.4mA에서 측정하였다. 상기 [BD1] 내지 [BD3]의 구조는 다음과 같다.
[BD1] [BD2] [BD3]
실시예 1 내지 12와, 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 유기발광소자에 대하여, 전압, 및 외부 양자효율을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 전압과 외부양자효율은 전류밀도 10 mA/cm2에서 측정하였다.
도판트 전류밀도(mA/cm2) 전압(V) 외부양자효율(%) T90(hr)
실시예1 화합물 1 10 3.74 8.22 177
실시예2 화합물 9 10 3.85 8.35 181
실시예3 화합물 25 10 3.79 8.43 169
실시예4 화합물 33 10 3.87 8.05 191
실시예5 화합물 51 10 3.80 8.52 168
실시예6 화합물 78 10 3.78 8.37 175
실시예7 화합물 105 10 3.79 8.72 180
실시예8 화합물 112 10 3.84 8.65 185
실시예9 화합물 125 10 3.82 8.19 188
실시예10 화합물 142 10 3.83 8.51 185
실시예11 화합물 145 10 3.83 8.34 181
실시예12 화합물 146 10 3.78 8.27 182
비교예1 BD1 10 4.17 7.5 142
비교예2 BD2 10 4.22 7.1 137
비교예3 BD3 10 4.15 5.8 88
실시예 13 ~ 20: 유기발광소자의 제조
ITO 글래스의 발광면적이 2mm×2mm 크기가 되도록 패터닝한후 세정하였다. 상기 ITO 글래스를 진공챔버에 장착한 후 베이스압력이 1×10-7 torr가 되도록 한 후 상기 ITO 위에 2-TNATA (4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine) (700 Å), 정공수송층(600 Å) 순으로 성막하였다. 발광층은 하기 표 2에 기재된 호스트와 본 발명의 화합물(3wt%)을 혼합하여 성막(200Å)한 다음, 이후에 전자수송층으로 [화학식 E-2]을 (300 Å), 전자주입층으로 [화학식 E-1]을 (10Å), MgAg (120 Å)의 순서로 성막하고 마지막으로 캡핑층을 600 Å 두께로 성막하여 유기 발광 소자를 제조하였다. 상기 유기발광소자의 발광특성은 0.4 mA에서 측정하였다.
비교예 4 ~ 5
상기 실시예 13 내지 20 에서, 사용된 캡핑층으로서 Alq3를 사용한 것이외에는 동일하게 유기 발광 소자를 제작하였으며, 상기 유기 발광 소자의 발광특성은 10 mA/cm2 에서 측정하였다. 상기 [Alq3]의 구조는 다음과 같다.
[Alq3]
정공수송층 호스트 도판트 캡핑층 전류밀도 (mA/cm2) 전압(V) 외부양자효율(%)
실시예13 화학식 E31 BH1 화합물 1 화학식E103 10 4.07 16.5
실시예14 화학식 E37 화학식 C20 화합물 9 화학식E107 10 4.00 18.5
실시예15 화학식 H 화학식C38 화합물 112 화학식E112 10 4.03 17.5
실시예16 화학식 F15 화학식C38 화합물 142 화학식E113 10 3.95 18.7
실시예17 화학식 H BH1 화합물 145 화학식E103 10 4.03 16.1
실시예18 화학식 E31 BH1 BD1 화학식E107 10 4.05 14.9
실시예19 화학식 F15 화학식C38 BD2 화학식E103 10 4.01 15.8
실시예20 화학식 F15 화학식C38 화합물 1 화학식E107 10 3.89 18.7
비교예 4 화학식 H BH1 BD1 Alq3 10 4.1 14.3
비교예 5 화학식 H BH1 BD2 Alq3 10 4.3 13.7
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에서의 실시예 1 내지 실시예12에 따른 유기발광소자는 종래기술에 의한 비교예 1 내지 비교예 3의 화합물을 사용한 유기발광소자보다 발광 효율이 우수하며, 저전압 구동이 가능하고 장수명 특성을 보여주고 있으며, 또한, 상기 표 2에서는 본 발명에서의 실시예 13 내지 20의 경우에 캡핑층으로 화학식 E로 표시되는 화합물을 사용하는 경우에 보다 개선된 양자효율을 나타내고 있어, 유기발광소자로서의 응용가능성이 높음을 알 수 있다.

Claims (26)

  1. 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물.
    [화학식 A]

    [화학식 B]

    상기 [화학식 A] 및 [화학식 B] 에서,
    상기 Q1 내지 Q3은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리이고,
    상기 연결기 Y는 N-R3, CR4R5, O 및 S 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 X는 B 이고,
    상기 치환기 R1 내지 R5은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 , 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 R4 및 R5은 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있으며,
    여기서, 상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]내 상기‘치환 또는 비치환된 ’에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 니트로 기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소 수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 24의 알킬아릴기, 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서의 연결기Y 는 N-R3 인 것을 특징으로 하는 보론 화합물.
    여기서, 상기 R3은 청구항 1에서 정의된 바와 동일하다.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 치환기 R3는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 보론 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서의 연결기 Y는 하기 [구조식 A]로 표시되는 연결기인 것을 특징으로 하는 보론 화합물.
    [구조식 A]

    상기 [구조식 A]에서 "-*"는 상기 연결기 Y가 Q2 및 Q3 고리에서의 방향족 탄소와 각각 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하며,
    상기 [구조식 A]에서 상기 R41 내지 R45는 각각 서로 동일하거나 상이하 고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 할로겐기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 24의 알킬아릴기, 탄소수 2 내지 50의 헤 테로아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄 소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
  5. 제 1 항에 있어서,
    [화학식 A] 및 [화학식 B]에서의 연결기 Y는 산소(O) 원자인 것을 특징으로 하는 보론 화합물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 A내 Q2의 방향족 탄화수소 고리는 하기 [구조식 10] 내지 [구조식 21] 중에서 선택되는 어느 하나이고,
    상기 화학식 B내 Q1 및 Q2의 방향족 탄화수소 고리는 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 하기 [구조식 10] 내지 [구조식 21] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 보론 화합물.
    [구조식 10] [구조식 11] [구조식 12]

    [구조식 13] [구조식 14] [구조식 15]

    [구조식 16] [구조식 17] [구조식 18]

    [구조식 19] [구조식 20] [구조식 21]
    Figure 112024001382385-pat00168

    상기 [구조식 10] 내지 [구조식 21]에서 "-*"는 Q1 또는 Q2에서의 방향족 고리내 탄소가 X, 질소(N) 원자또는 연결기 Y와 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하며,
    상기 [구조식 10] 내지 [구조식 21]에서 상기 R은 각각 서로 동일하거나 상 이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 할로겐기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 24의 알킬아릴기, 탄소수 2 내지 50의 헤 테로아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄 소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 m은 1 내지 8의 정수이며, m이 2이상인 경우 또는 R이 2이상인 경우에는 각각의 R은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 A내 Q1 및 Q3의 방향족 탄화수소 고리는 하기 [구조식 B]로 표시되는 고리인 것을 특징으로 하는 보론 화합물.
    [구조식 B]

    상기 [구조식 B]에서 "-*"는 Q1 에서의 방향족 고리내 탄소가 R1과 결합된 탄소원자, 질소(N) 원자 및 X와 각각 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하거나, 상기 Q3에서의 방향족 고리내 탄소가 질소(N) 원자, X 및 연결기 Y와 각각 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하며,
    상기 [구조식 B]에서 상기 R55 내지 R57은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 할로겐기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 24의 알킬아릴기, 탄소수 2 내지 50의 헤 테로아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 R55 내지 R57 는 각각 서로 이웃한 치환기와 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 B내 Q3의 방향족 탄화수소 고리는 하기 [구조식 C]로 표시되는 고리인 것을 특징으로 하는 보론 화합물.
    [구조식 C]

    상기 [구조식 C]에서 "-*"는 Q3에서의 방향족 고리내 탄소가 R2과 결합된 탄소원자, 질소(N) 원자, X 및 연결기 Y와 각각 결합하기 위한 결합 사이트를 의미하며,
    상기 [구조식 C]에 서 상기 R58 및 R59은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서 로 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 할로겐기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 24의 알킬아릴기, 탄소수 2 내지 50의 헤 테로아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄 소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 R58 및 R59은 각각 서로 이웃한 치환기와 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보론 화합물은 하기 <화합물 1> 내지 <화합물 12>, <화합물 16> 내지 <화합물 19>, <화합물 22> 내지 <화합물 29>, <화합물 34> 내지 <화합물 37>, <화합물 39> 내지 <화합물 42>, <화합물 44> 내지 <화합물 51>, <화합물 53> 내지 <화합물 56>, <화합물 60> 내지 <화합물 64>, <화합물 67> 내지 <화합물 71>, <화합물 73> 내지 <화합물 78>, <화합물 83> 내지 <화합물 92>, <화합물 97> 내지 <화합물 100>, <화합물 102> 내지 <화합물 116>, <화합물 121> 내지 <화합물 124>, <화합물 126>, <화합물 128> 내지 <화합물 132>, <화합물 144>, <화합물146> 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 보론 화합물.
    <화합물 1> <화합물 2> <화합물 3>

    <화합물 4> <화합물 5> <화합물 6>

    <화합물 7> <화합물 8> <화합물 9>

    <화합물 10> <화합물 11> <화합물 12>

    <화합물 16> <화합물 17> <화합물 18>

    <화합물 19>

    <화합물 22> <화합물 23> <화합물 24>

    <화합물 25> <화합물 26> <화합물 27>

    <화합물 28> <화합물 29>

    <화합물 34> <화합물 35> <화합물 36>

    <화합물 37> <화합물 39>

    <화합물 40> <화합물 41> <화합물 42>

    <화합물 44> <화합물 45>

    <화합물 46> <화합물 47> <화합물 48>

    <화합물 49> <화합물 50> <화합물 51>

    <화합물 53> <화합물 54>

    <화합물 55> <화합물 56>

    <화합물 60>

    <화합물 61> <화합물 62> <화합물 63>

    <화합물 64>

    <화합물 67> <화합물 68> <화합물 69>

    <화합물 70> <화합물 71>

    <화합물 73> <화합물 74> <화합물 75>

    <화합물 76> <화합물 77> <화합물 78>

    <화합물 83> <화합물 84>

    <화합물 85> <화합물 86> <화합물 87>

    <화합물 88> <화합물 89> <화합물 90>

    <화합물 91> <화합물 92>

    <화합물 97> <화합물 98> <화합물 99>

    <화합물 100> <화합물 102>

    <화합물 103> <화합물 104> <화합물 105>

    <화합물 106> <화합물 107> <화합물 108>

    <화합물 109> <화합물 110> <화합물 111>

    <화합물 112> <화합물 113> <화합물 114>

    <화합물 115> <화합물 116>

    <화합물 121> <화합물 122> <화합물 123>

    <화합물 124> <화합물 126>

    <화합물 128> <화합물 129>

    <화합물 130> <화합물 131> <화합물 132>

    <화합물 144> <화합물 146>

  12. 제1전극;
    상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극사이에 개재되는 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 제1항 내지 제5항, 제8항 내지 제11항 중에서 선택되는 어느 한항의 보론 화합물을 1종이상 포함하는 유기발광소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자주입층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층이 발광층을 포함하며,
    상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어지고, 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 보론 화합물이 도판트로서 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 C로 표시되는 안트라센 유도체를 호스트로서 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
    [화학식 C]

    상기 [화학식 C]에서
    상기 치환기 R11 내지 R18은 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소 , 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알 킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 치환기 Ar9 및 Ar10은 각각 서로 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며;
    상기 연결기 L13은 단일결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고,
    상기 K는 1 내지 3의 정수이되, 상기 K가 2 이상인 경우에 각각의 L 13은 서로 동일하거나 상이하다.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 화학식 C 내 Ar9는 하기 화학식 C-1로 표시되는 치환기인 것을 특징으로 하는 유기발광 소자.
    [화학식 C-1]

    상기 치환기 R21 내지 R25는 각각 동일하거나 상이하고, 독립적으로 수소 , 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알 킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며, 서로 이웃하는 치환기와 결합하여 포화 혹은 불포화 고리를 형성할 수 있다.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 연결기 L13이 단일결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
    여기서, 상기 K는 1 내지 2의 정수이되, 상기 K가 2 이상인 경우에 각각의 L13은 서로 동일하거나 상이하다.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 안트라센 유도체는 하기 [화학식 C1] 내지 [화학식 C48] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광 소자.
    <화학식 C1> <화학식 C2> <화학식 C3>

    <화학식 C4> <화학식 C5> <화학식 C6>

    <화학식 C7> <화학식 C8> <화학식 C9>

    <화학식 C10> <화학식 C11> <화학식 C12>

    <화학식 C13> <화학식 C14> <화학식 C15>

    <화학식 C16> <화학식 C17> <화학식 C18>

    <화학식 C19> <화학식 C20> <화학식 C21>

    <화학식 C22> <화학식 C23> <화학식 C24>

    <화학식 C25> <화학식 C26> <화학식 C27>

    <화학식 C28> <화학식 C29> <화학식 C30>

    <화학식 C31> <화학식 C32> <화학식 C33>

    <화학식 C34> <화학식 C35> <화학식 C36>

    <화학식 C37> <화학식 C38> <화학식 C39>

    <화학식 C40> <화학식 C41> <화학식 C42>

    <화학식 C43> <화학식 C44> <화학식 C45>

    <화학식 C46> <화학식 C47> <화학식 C48>
  19. 제13항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 정공 수송층, 상기 정공 수송층 상부에 형성된 전자차단층 및 상기 제1전극의 외면 또는 상기 제2전극의 외면에 형성된 캡핑층을 포함하며,
    상기 정공수송층, 전자차단층, 캡핑층 중 적어도 하나는 하기 화학식 E로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
    [화학식 E]

    상기 [화학식 E]에서,
    치환기 R31 내지 R33은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느하나이고,
    연결기 L31 내지 L34는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    Ar31 내지 Ar34는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 n은 0 내지 4의 정수이고, n이 2이상인 경우에 치환기 R33을 포함하는 각각의 방향족 고리는 서로 동일하거나 상이하고,
    m1 내지 m3는 0 내지 4의 정수이고, 이들이 각각 2이상인 경우에 각각의 R31, R32, 또는 R33는 서로 동일하거나 상이하며,
    상기 치환기 R31 내지 R33이 결합되지 않은 방향족고리의 탄소원자는 수소 또는 중수소와 결합한다.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 Ar31 내지 Ar34 중하나는 하기 [화학식 E-1]로 표시되는 치환기인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
    [화학식 E-1]

    상기 [화학식 E-1]에서,
    R41 내지 R44는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내 지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시 클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이고, 이들은 각각 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
    Y는 탄소원자 또는 질소원자를 나타내고, Z는 탄소원자, 산소원자, 황원자 또는 질소원자를 나타내고,
    Ar35 내지 Ar37은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    Z가 산소원자 또는 황원자일 경우 Ar37은 존재하지 않으며,
    Y 및 Z가 질소원자일 경우 Ar35, Ar36, Ar37 중 하나만이 존재하며,
    Y가 질소원자 및 Z가 탄소원자일 경우 Ar36은 존재하지 않으며,
    단, R41 내지 R44, Ar35 내지 Ar37 중 하나는 상기 [화학식 E]에서의 연결기 L31 내지 L34중의 하나와 연결되는 단일결합이다.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 화학식 E로 표시되는 화합물은 하기 [화학식 E1] 내지 [화학식 E79] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광 소자.
    <화학식 E1> <화학식 E2> <화학식 E3>

    <화학식 E4> <화학식 E5> <화학식 E6>

    <화학식 E7> <화학식 E8> <화학식 E9>

    <화학식 E10> <화학식 E11> <화학식 E12>

    <화학식 E13> <화학식 E14> <화학식 E15>

    <화학식 E16> <화학식 E17> <화학식 E18>

    <화학식 E19> <화학식 E20> <화학식 E21>
    Figure 112018115782872-pat00246

    <화학식 E22> <화학식 E23> <화학식 E24>

    <화학식 E25> <화학식 E26> <화학식 E27>

    <화학식 E28> <화학식 E29> <화학식 E30>

    <화학식 E31> <화학식 E32> <화학식 E33>

    <화학식 E34> <화학식 E35> <화학식 E36>

    <화학식 E37> <화학식 E38> <화학식 E39>

    <화학식 E40> <화학식 E41> <화학식 E42>

    <화학식 E43> <화학식 E44> <화학식 E45>

    <화학식 E46> <화학식 E47> <화학식 E48>

    <화학식 E49> <화학식 E50> <화학식 E51>

    <화학식 E52> <화학식 E53> <화학식 E54>

    <화학식 E55> <화학식 E56> <화학식 E57>

    <화학식 E58> <화학식 E59> <화학식 E60>

    <화학식 E61> <화학식 E62> <화학식 E63>

    <화학식 E64> <화학식 E65> <화학식 E66>

    <화학식 E67> <화학식 E68> <화학식 E69>

    <화학식 E70> <화학식 E71> <화학식 E72>

    <화학식 E73> <화학식 E74> <화학식 E75>

    <화학식 E76> <화학식 E77> <화학식 E78>

    <화학식 E79>
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 화학식 E로 표시되는 화합물은 하기 [화학식 E101] 내지 [화학식 E145] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광 소자.

    [화학식 E101] [화학식 E102] [화학식 E103]

    [화학식 E104] [화학식 E105] [화학식 E106]

    [화학식 E107] [화학식 E108] [화학식 E109]

    [화학식 E110] [화학식 E111] [화학식 E112]

    [화학식 E113] [화학식 E114] [화학식 E115]

    [화학식 E116] [화학식 E117] [화학식 E118]

    [화학식 E119] [화학식 E120] [화학식 E121]

    [화학식 E122] [화학식 E123] [화학식 E124]

    [화학식 E125] [화학식 E126] [화학식 E127]

    [화학식 E128] [화학식 E129] [화학식 E130]

    [화학식 E131] [화학식 E132] [화학식 E133]

    [화학식 E134] [화학식 E135] [화학식 E136]

    [화학식 E137] [화학식 E138] [화학식 E139]

    [화학식 E140] [화학식 E141] [화학식 E142]

    [화학식 E143] [화학식 E144] [화학식 E145]
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 정공 수송층, 상기 정공 수송층 상부에 형성된 전자차단층 및 상기 제1전극의 외면 또는 상기 제2전극의 외면에 형성된 캡핑층을 포함하며,
    상기 정공수송층, 전자차단층, 캡핑층 중 적어도 하나는 하기 [화학식 F]로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
    [화학식 F]

    상기 [화학식 F]에서,
    상기 치환기 R51 내지 R53은 각각 동일 하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환또는비치환된탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30 의 알킬 게르마늄기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30 의 아릴게르마늄기 시아노기, 니트로기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느하나이고,
    상기 치환기 Ar51 내지 Ar54는 각각 동일하거나 상 이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 또는치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다 .
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 화학식 F로 표시되는 화합물은 하기 [화학식 F1] 내지 [화학식 F33] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광 소자.
    <화학식 F1> <화학식 F2> <화학식 F3>

    <화학식 F4> <화학식 F5> <화학식 F6>

    <화학식 F7> <화학식 F8> <화학식 F9>

    <화학식 F10> <화학식 F11> <화학식 F12>

    <화학식 F13> <화학식 F14> <화학식 F15>

    <화학식 F16> <화학식 F17> <화학식 F18>

    <화학식 F19> <화학식 F20> <화학식 F21>

    <화학식 F22> <화학식 F23> <화학식 F24>

    <화학식 F25> <화학식 F26> <화학식 F27>

    <화학식 F28> <화학식 F29> <화학식 F30>

    <화학식 F31> <화학식 F32> <화학식 F33>
  25. 제 13 항에 있어서,
    상기 각각의 층중에서 선택된 하나 이상의 층은 증착공정 또는 용액공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  26. 제12항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치; 및, 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
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