KR102651334B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR102651334B1
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Abstract

본 명세서는 애노드; 캐소드; 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 발광층; 및 상기 발광층과 상기 애노드 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하는 정공수송영역을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 발광층에 접하는 유기물층은 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 발광층은 화학식 2의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 출원은 2020년 1월 16일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10- 2020-0005670호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
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 이루어 질 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.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
한국 특허공개공보 제2000-0051826호
본 명세서는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 애노드; 캐소드; 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 발광층; 및 상기 발광층과 상기 애노드 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하는 정공수송영역을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 발광층에 접하는 유기물층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
R8 및 R9 중 어느 하나는 하기 화학식 a로 표시되는 기이고, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R6, R7, 및 R10 내지 R18 중 인접한 기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 탄화수소고리를 형성할 수 있으며,
[화학식 a]
상기 화학식 a에 있어서,
L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 히드록시기; 시아노기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
l1 내지 l3는 각각 1 내지 3의 정수이고,
상기 l1이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 L1은 서로 같거나 상이하며,
상기 l2가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 L2는 서로 같거나 상이하고,
상기 l3가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 L3는 서로 같거나 상이하며,
는 상기 화학식 1의 R8 또는 R9에 결합되는 부위를 의미하고,
[화학식 2]
상기 화학식 2에 있어서,
G1 내지 G10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표시되는 기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 히드록시기; 시아노기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
[화학식 b]
상기 화학식 b에 있어서,
L4는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
Ar3는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
l4는 1 내지 3의 정수이며,
상기 l4가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 L4는 서로 같거나 상이하고,
는 상기 화학식 2의 G1 내지 G10 중 적어도 하나에 결합되는 부위를 의미하며,
상기 화학식 2의 중수소 치환율은 40 % 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 발광층에 접하는 유기물층에 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 발광층에 상기 화학식 2의 화합물을 포함하므로 구동전압이 낮고, 광효율이 향상되며, 화합물의 열적안정성에 의하여 소자의 수명특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 4는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 5는 화합물 A의 MS 그래프를 나타낸 도이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서에 있어서, "중수소화" 또는 "중수소화된"은 화합물의 치환 가능한 위치의 수소가 중수소로 치환되는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "과중수소화된"은 분자 내 모든 수소가 중수소로 치환된 화합물 또는 기를 의미하고, "100% 중수소화된"과 동일한 의미를 가진다.
본 명세서에 있어서, "X% 중수소화된", "중수소화도 X%", 또는 "중수소 치환율 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 "중수소 치환율 25%"는 상기 디벤조퓨란의 치환 가능한 위치의 8개의 수소 중 2개가 중수소로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "중수소화도" 또는 "중수소 치환율"은 핵자기 공명 분광법(1H NMR), TLC/MS(Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry), 또는 GC/MS(Gas Chromatography/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.
또한, TLC/MS(Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry)를 통하여, "중수소화도" 또는 "중수소 치환율"을 분석하는 경우, 반응 종결 시점에서 분자량들이 이루는 분포의 최대값(중앙값)을 기준으로 치환율을 계산할 수 있다. 예컨대, 하기 화합물 A의 중수소화도를 분석하는 경우, 하기 출발 물질의 분자량이 506이고, 도 3의 MS 그래프에서 하기 화합물 A의 분자량 최대값(중앙값)을 527이라 할 때, 하기 출발 물질의 치환 가능한 위치의 수소(26개) 중 21개가 중수소로 치환되었으므로, 약 81%의 수소가 중수소화되었다고 계산할 수 있다.
본 명세서에 있어서, D는 중수소를 의미한다.
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 명세서에서 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 명세서에 있어서, 상기 '층'은 본 기술분야에 주로 사용되는 '필름'과 호환되는 의미이며, 목적하는 영역을 덮는 코팅을 의미한다. 상기 '층'의 크기는 한정되지 않으며, 각각의 '층'은 그 크기가 같거나 상이할 수 있다. 일 실시상태에 따르면, '층'의 크기는 전체 소자와 같을 수 있고, 특정 기능성 영역의 크기에 해당할 수 있으며, 단일 서브픽셀(sub-pixel)만큼 작을 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 특정한 A 물질이 B층에 포함된다는 의미는 i) 1종 이상의 A 물질이 하나의 B층에 포함되는 것과 ii) B층이 1층 이상으로 구성되고, A 물질이 다층의 B층 중 1층 이상에 포함되는 것을 모두 포함한다.
본 명세서에 있어서, 특정한 A 물질이 C층 또는 D층에 포함된다는 의미는 i) 1층 이상의 C층 중 1층 이상에 포함되거나, ii) 1층 이상의 D층 중 1층 이상에 포함되거나, iii) 1층 이상의 C층 및 1층 이상의 D층에 각각 포함되는 것을 모두 의미하는 것이다.
본 명세서에 있어서, "또는"은 포괄적인 '또는'을 말하며 배타적인 '또는'을 말하는 것은 아니다. 예컨대, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족된다: A는 참(또는 존재함)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B는 참(또는 존재함), A 및 B 모두가 참(또는 존재함).
본 명세서에 있어서, "이들의 혼합물" 또는 "혼합"은 2종 이상의 물질이 포함되는 것을 의미한다. 상기 "혼합물" 또는 "혼합"은 균일 및/또는 비균일하게 섞인 상태, 용해된 상태, 균일 및/또는 비균일하게 분산된 상태 등을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
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 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 는 연결되는 부위를 의미한다.
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 같거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 히드록시기; 시아노기; 니트로기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 알케닐기; 할로알킬기; 실릴기; 붕소기; 아민기; 아릴기; 및 헤테로아릴기로 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, 2 이상의 치환기가 연결된다는 것은 어느 하나의 치환기의 수소가 다른 치환기와 연결된 것을 말한다. 예컨대, 2개의 치환기가 연결되는 것은 페닐기와 나프틸기가 연결되어 또는 의 치환기가 될 수 있다. 또한, 3개의 치환기가 연결되는 것은 (치환기 1)-(치환기 2)-(치환기 3)이 연속하여 연결되는 것뿐만 아니라, (치환기 1)에 (치환기 2) 및 (치환기 3)이 연결되는 것도 포함한다. 예컨대, 페닐기, 나프틸기 및 이소프로필기가 연결되어, , 또는 의 치환기가 될 수 있다. 4 이상의 치환기가 연결되는 것에도 전술한 정의가 동일하게 적용된다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 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, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 아다만틸기 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, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 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, 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, 바이페닐기, 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, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 파이렌기, 페날렌기, 페릴렌기, 크라이센기, 플루오렌기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오렌기는 치환될 수 있으며, 인접한 기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오렌기가 치환되는 경우, 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
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, 헤테로아릴기는 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. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 피리딘기, 바이피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딘기, 피리다진기, 피라진기, 퀴놀린기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 프탈라진기, 피리도 피리미딘기, 피리도 피라진기, 피라지노 피라진기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 페난트리딘기(phenanthridine), 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸기, 티아디아졸기, 디벤조퓨란기, 디벤조실롤기, 페노크산틴기(phenoxathiine), 페녹사진기(phenoxazine), 페노티아진기(phenothiazine), 디하이드로인데노카바졸기, 스피로플루오렌잔텐기 및 스피로플루오렌티옥산텐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 있어서, 상기 실릴기는 알킬실릴기, 아릴실릴기, 헤테로아릴실릴기 등일 수 있다. 상기 알킬실릴기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있고, 상기 아릴실릴기 중 아릴기는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있으며, 상기 헤테로아릴실릴기 중 헤테로아릴기는 상기 헤테로아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
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. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2, 알킬아민기, N-알킬아릴아민기, 아릴아민기, N-아릴헤테로아릴아민기, N-알킬헤테로아릴아민기, 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 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. 상기 N-알킬아릴아민기 중의 알킬기와 아릴기는 전술한 알킬기 및 아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다. 상기 N-아릴헤테로아릴아민기 중의 아릴기와 헤테로아릴기는 전술한 아릴기 및 헤테로아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, N-알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다. 상기 N-알킬헤테로아릴아민기 중의 알킬기와 헤테로아릴기는 전술한 알킬기 및 헤테로아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노알킬아민기, 또는 치환 또는 비치환된 디알킬아민기가 있다. 상기 알킬아민기 중의 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다. 상기 알킬기를 2 이상 포함하는 알킬아민기는 직쇄의 알킬기, 분지쇄의 알킬기, 또는 직쇄의 알킬기와 분지쇄의 알킬기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 알킬아민기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
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, 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, 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, 탄화수소고리는 방향족 탄화수소 고리, 지방족 탄화수소고리, 또는 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소의 축합고리일 수 있으며, 상기 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
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 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 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 애노드; 캐소드; 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 발광층; 및 상기 발광층과 상기 애노드 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하는 정공수송영역을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 발광층에 접하는 유기물층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화학식 2의 화합물의 중수소 치환율은 10 % 내지 100%이다.
상기 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 애노드와 발광층 사이, 즉 정공 수송 영역에 화학식 1의 화합물을 포함하고, 발광층에 화학식 2의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 유기 발광 소자의 정공 수송 영역에 화학식 1의 화합물을 포함함으로써, 정공의 주입 및 수송을 빠르게하고 발광층 내부로의 캐리어 수송을 극대화하여 발광층의 효율을 높일 수 있으며, 발광층에 화학식 2의 화합물을 포함함으로써, 우수한 수명을 갖는 소자를 얻을 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 40 % 내지 100%이고, 바람직하게는 40% 내지 99%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 45 % 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 50% 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 65 % 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 70 % 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 80 % 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 90 % 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 100%이다.
상기 중수소 치환율을 전술한 방법으로 계산될 수 있다. 추가의 일 예에 따르면, 상기 화학식 2의 안트라센에 직접 적어도 하나의 중수소가 치환된다. 유기 발광 소자의 발광층은 발광을 하는 영역으로서 에너지에 의한 분자의 손실이 큰 구간이다. 탄소-중수소의 결합은 탄소-수소의 결합보다 강하고, 중수소는 수소보다 높은 질량값을 가짐으로서 탄소와의 영점에너지(Zero point energy)를 낮추어 결합의 에너지가 높으므로, 상기 화학식 2의 화합물의 분자 내에 포함된 탄소-수소 결합을 탄소-중수소 결합으로 대체하여 분자의 결합에너지를 높여 우수한 수명을 갖는 소자를 얻을 수 있다.
영점에너지 =
본 명세서의 일 실시상태에 따른 중수소 치환율을 가지는 화학식 2의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 소자는 수명이 개선되는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 중수소 치환율은 0% 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 중수소 치환율은 0.01% 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 중수소 치환율은 1% 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 치환 가능한 위치의 수소 중 적어도 하나는 중수소로 치환된다.
명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 어느 하나는 상기 화학식 a로 표시되는 기이고, 상기 R8 및 R9 중 상기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이거나, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R6, R7, 및 R10 내지 R18 중 인접한 기는 서로 결합하여, 탄소수 6 내지 20의 다환의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R6, R7, 및 R10 내지 R18 중 인접한 기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R6, R7, 및 R10 내지 R18 중 인접한 기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R6, R7, 및 R10 내지 R18 중 인접한 기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R6, R7, 및 R10 내지 R18 중 인접한 기는 서로 결합하여, 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R18은 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R18은 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 탄소수 13 내지 20의 다환의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R18은 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 플루오렌고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R18은 서로 결합하여, 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R18은 서로 결합하여, 탄소수 13 내지 20의 다환의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R18은 서로 결합하여, 플루오렌고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
R2 내지 R17, R101 및 R118은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
L1 내지 L3, l1 내지 l3, Ar1 및 Ar2의 정의는 상기 화학식 a에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; tert-부틸기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7, R11 및 R13 내지 R18은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R12는 수소; tert-부틸기; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R6 및 R12 내지 R18은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R7은 중수소로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 l1은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 l1은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 l2는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 l3은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소, 알킬기, 및 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 중수소, 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 중수소, 또는 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 중수소, 또는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 중수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환된 2가의 플루오렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 2가의 벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 중수소, 메틸기, 및 페닐기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환된 2가의 플루오렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 2가의 벤조퓨란기 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 바이페닐릴렌기; 터페닐릴렌기; 메틸기, 및 페닐기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환된 2가의 플루오렌기; 또는 2가의 벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 탄소수 2 내지 15의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 또는 2가의 벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 바이페닐릴렌기; 또는 2가의 벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 중수소, 알킬기, 및 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 중수소, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 또는 중수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환된 2가의 플루오렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 또는 중수소, 메틸기, 및 페닐기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환된 2가의 플루오렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 바이페닐릴렌기; 터페닐릴렌기; 또는 메틸기, 및 페닐기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환된 2가의 플루오렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
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; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 중수소로 치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기, 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1이상으로 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 중수소로 치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬실릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 및 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 쿼터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 트리페닐렌기; 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 중수소로 치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1이상으로 치환된 플루오렌기; 카바졸기; 디벤조퓨란기; 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, tert-부틸기, 트리메틸실릴기, 메틸기 및 페닐기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 및 tert-부틸기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 쿼터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 트리페닐렌기; 중수소, 트리튜테리움메틸기, 메틸기, 및 페닐기 중에서 선택되는 1이상으로 치환된 플루오렌기; 카바졸기; 디벤조퓨란기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101 및 R118은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 내지 G10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표시되는 기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 내지 G10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표시되는 기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 내지 G10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표시되는 기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 내지 G10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표시되는 기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1은 상기 화학식 b로 표시되는 기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G3은 상기 화학식 b로 표시되는 기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 및 G6은 서로 같거나 상이하고, 각각 상기 화학식 b로 표시되는 기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 l4는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L4는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L4는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L4는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L4는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L4는 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L4는 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L4는 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar4는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar4는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나이다.
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본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나이다.
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본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 및 2의 화합물은 당 기술분야에 알려져 있는 출발물질, 반응조건을 이용하여 제조될 수 있다. 치환기의 종류 및 개수는 당업자가 공지된 출발물질을 적절히 선택함에 따라 결정할 수 있다. 또한, 상기 화학식 1 및 2의 화합물은 시판되는 것으로부터 입수될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층 중 애노드에 접하는 유기물층은 카바졸계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 카바졸계 화합물은 하기 구조식으로 표시될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 구조식에 있어서,
T1 내지 T3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 히드록시기; 시아노기; 니트로기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 알케닐기; 할로알킬기; 실릴기; 붕소기; 아민기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이거나, 인접합 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
t1은 1 내지 4의 정수이며, 상기 t1이 2 이상인 경우, 2 이상의 상기 T1은 서로 같거나 상이하며,
t2는 1 내지 4의 정수이고, 상기 t2가 2 이상인 경우, 2 이상의 상기 T2는 서로 같거나 상이하고,
t3는 1 내지 10의 정수이며, 상기 t3가 2 이상인 경우, 2 이상의 상기 T3는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 카바졸계 화합물은 하기 화합물 중에서 선택될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 정공수송층 및 정공조절층을 포함하고, 상기 정공수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 정공수송층 및 정공조절층을 포함하고, 상기 정공조절층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 정공조절층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 화학식 1의 중수소 치환율은 0.01% 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 정공조절층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 화학식 1의 중수소 치환율은 1% 내지 100%이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 애노드와 상기 발광층 사이에 상기 정공수송층 및 정공조절층을 포함하는 정공수송영역을 포함하며, 상기 정공수송층과 상기 정공조절층은 접하여 구비된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 정공조절층은 상기 발광층에 접하여 구비된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 애노드와 상기 정공수송층 사이에 정공주입층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 예컨대, 도 1 내지 4에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 애노드(2), 정공수송영역(3), 발광층(4) 및 캐소드(5)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 애노드(2), 정공수송층(3-1) 및 정공조절층(3-2)를 포함하는 정공수송영역(3), 발광층(4) 및 캐소드(5)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 3에는 기판(1) 위에 애노드(2), 정공주입층(6), 정공수송영역(3), 발광층(4), 전자수송영역(7), 전자주입층(8) 및 캐소드(5)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 4에는 기판(1) 위에 애노드(2), 정공주입층(6), 정공수송층(3-1) 및 정공조절층(3-2)를 포함하는 정공수송영역(3), 발광층(4), 전자조절층(7-1) 및 전자수송층(7-2)를 포함하는 전자수송영역(7), 전자주입층(8) 및 캐소드(5)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 4은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 정공수송층의 두께는 50 nm 내지 200nm 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 정공조절층의 두깨는 10 nm 내지 150 nm 이다.
상기 정공수송영역은 정공수송층과 정공조절층이 포함되는 복수 혹은 단수의 층으로 구성되어 있으며 유기 발광 소자의 광학적 특성을 최적화하기 위하여 상기 두께 내의 최적점을 기준으로 정공수송영역의 두께를 결정할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 삼중항 에너지는 2.4eV 내지 2.8eV 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 정공 수송 영역 중 발광층에 접해있는 층 즉, 상기 화학식 1을 포함하는 층이 상기 삼중항 에너지 범위를 갖는 경우, 상대적으로 높은 일중항 에너지를 나타내는 것이 통상적이며 이에 따라 낮은 최고 점유 오비탈 에너지를 가지는 경우가 일반적이다. 따라서 발광층에서의 캐리어 및 엑시톤 이동 혹은 전이가 용이하지 않으므로 제작된 유기 발광 소자의 효율을 높이고 안정성을 이끌어 낼 수 있다.
본 명세서에 있어서, "에너지 준위"는 에너지 크기를 의미하는 것이다. 따라서 에너지 준위는 해당 에너지 값의 절대값을 의미하는 것으로 해석된다. 예컨대, 에너지 준위가 낮거나 깊다는 것은 진공 준위로부터 마이너스 방향으로 절대값이 커지는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, HOMO(highest occupied molecular orbital)란, 전자가 결합에 참여할 수 있는 영역에서 가장 에너지가 높은 영역에 있는 분자궤도함수(최고 점유 분자 오비탈)를 의미하고, LUMO(lowest unoccupied molecular orbital)란, 전자가 반결합영역 중 가장 에너지가 낮은 영역에 있는 분자궤도함수(최저 비점유 분자 오비탈)를 의미하고, HOMO 에너지 준위란 진공 준위로부터 HOMO까지의 거리를 의미한다. 또한, LUMO 에너지 준위란 진공 준위로부터 LUMO까지의 거리를 의미한다. 분자 내에서 전자의 분포를 파악하고 광학적인 물성을 파악하기 위해서는 결정된 구조가 필요하다. 또한 전자구조는 분자의 전하 상태에 따라 중성, 음이온, 양이온 상태에서 각기 다른 구조를 갖는다. 소자의 구동을 위해서는 중성 상태, 양이온, 음이온 상태의 에너지 레벨이 모두 중요하나, 대표적으로 중성 상태의 HOMO (highest occupied molecular orbital)과 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital)이 중요한 물성으로 인식된다. 화학물질의 분자구조를 결정하기 위해 범밀도 함수 방법 (density functional theory)를 사용하여 입력한 구조를 최적화한다. DFT 계산을 위해서 BPW91 계산법 (Becke exchange and Perdew correlation-correlation functional)과 DNP (double numerical basis set including polarization functional) 기저 집합(basis set)을 사용한다. BPW91 계산법은 논문 A. D. Becke, Phys. Rev. A, 38, 3098 (1988) '와 'J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B, 45, 13244 (1992) '에 게시되어 있고, DNP 기저 집합은 논문 'B. Delley, J. Chem. Phys., 92, 508 (1990)'에 게시되어 있다.
범밀도 함수 방법으로 계산을 수행하기 위해 Biovia사의 'DMol3' package를 사용할 수 있다. 상기 주어진 방법을 이용해서 최적 분자구조를 결정하게 되면 전자가 점유할 수 있는 에너지 레벨을 결과로 얻을 수 있다.
본 명세서에 있어서, 삼중항 에너지는 분자에서 스핀양자수가 1인 전자상태를 의미한다. 상기 삼중항 에너지는 전술한 방법으로 결정된 최적 분자 구조에 대하여 들뜬 상태의 물성을 구하기 위해 시간 의존 범밀도 함수 방법 (time dependent density functional theory: TD-DFT)을 이용하여 단일항과 삼중항의 에너지 레벨을 계산한다. 범밀도 함수 계산은 가우시안 (Gaussian)사에서 개발한 상용 계산 프로그램인 'Gaussian09' package를 사용하여 수행할 수 있다. 시간 의존 범밀도 함수 계산을 위해서 B3PW91 계산법 (Becke exchange and Perdew correlation-correlation functional)과 6-31G* 기저 집합 (basis set)을 사용한다. 6-31G* 기저 집합은 논문 'J. A. Pople et al., J. Chem. Phys. 56, 2257 (1972)'에 게시되어 있다. 범밀도 함수 방법을 사용하여 결정한 최적 분자구조에 대해 전자 배열이 단일항(single) 및 삼중항 (triplet)일 때 가지는 에너지를 시간 의존 범밀도 함수 방법 (TD-DFT)을 이용하여 계산한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 호스트는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 도펀트는 청색 도펀트이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 2 종 이상의 혼합 호스트를 포함하고, 상기 2 종 이상의 혼합 호스트 중 1종 이상은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 2 종 이상의 혼합 호스트를 포함하고, 상기 2 종 이상의 혼합 호스트는 중 적어도 1종은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 나머지는 중수소를 치환기로 포함하지 않는 안트라센계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 2 종 이상의 혼합 호스트를 포함하고, 상기 2 종 이상의 혼합 호스트는 중 적어도 1종은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 나머지는 중수소를 치환기로 포함하고 상기 화학식 2와 상이한 안트라센계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 2 종 이상의 혼합 호스트를 포함하고, 상기 2 종 이상의 혼합 호스트는 중 적어도 1종은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 나머지는 중수소를 치환기로 포함하지 않는 안트라센계 화합물, 및 중수소를 치환기로 포함하고 상기 화학식 2와 상이한 안트라센계 화합물 중에서 선택되는 1 이상을 포함한다.
상기 2 종 이상의 혼합 호스트는 중 적어도 1종은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 나머지는 상기 화학식 2와 상이하다면 당 기술분야에서 사용하는 안트라센계 호스트라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 2종 이상의 혼합 호스트를 사용하는 유기 발광 소자는 각각 호스트의 장점을 혼합하여, 소자의 성능을 향상시키고자 함이며, 예컨대, 2종의 호스트를 혼합하는 경우, 고효율 및 저전압의 효과를 갖는 호스트 1 종과 장수명의 효과를 갖는 호스트 1종을 혼합하여, 고효율, 저전압 및 장수명의 효과를 갖는 유기 발광 소자를 제작할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 발광 스펙트럼의 최대 발광 파장(λmax)이 400 nm 내지 470 nm이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트는 형광 도펀트이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트는 파이렌계 화합물 및 비파이렌계 화합물 중에서 선택되는 1 이상을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 비파이렌계 화합물은 보론계 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 호스트는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 도펀트는 도펀트는 파이렌계 화합물 및 비파이렌계 화합물 중에서 선택되는 1 이상을 포함한다.
상기 파이렌계 화합물 및 비파이렌계 화합물은 당 업계에서 사용되는 화합물이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 발광층은 호스트: 도펀트를 0.1:99.9 내지 20:80의 중량비로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 상기 캐소드와 상기 발광층 사이에 구비된 전자수송영역을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 상기 캐소드와 상기 발광층 사이에 구비된 전자수송영역을 포함하고, 상기 전자수송영역은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에 있어서,
X1은 N 또는 Q101이고, X2는 N 또는 Q102이고, X3는 N 또는 Q103이며,
상기 X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고,
Q101 내지 Q103 및 Q1 내지 Q3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 히드록시기; 시아노기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전자수송영역은 단환의 6원 헤테로고리 화합물 즉, 트리아진계 유도체, 피리미딘계 유도체 및 피리딘계 유도체라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전자수송영역은 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 유기 알칼리금속 착화합물, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이 때, 유기 알칼리 금속 착화합물로는 리튬퀴놀레이트, 알루미늄퀴놀레이트일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 유기 알칼리 금속 착화합물의 함량은 유기물층의 재료 대비 10 내지 90 wt%, 바람직하게는 30 내지 70 wt%로 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전자수송영역은 전자수송층 및 전자조절층을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 유기물층으로서 전술한 정공수송영역 및 전술한 발광층만을 포함할 수도 있으나, 추가의 유기물층을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 추가의 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 발광층, 정공차단층, 전자수송층, 전자주입층 등을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 추가의 유기물층을 더 포함할 수 있다. 상기 추가의 유기물층은 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 정공주입 및 수송층, 전자주입층, 전자수송층, 전자주입 및 수송층, 전자조절층, 전자차단층, 정공차단층 및 정공조절층 중 1 층 이상을 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층물을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 캐소드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 상기 유기물층 중 발광층에 인접하는 층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 발광층이 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술 분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 유기물층 및 음극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 물리 증착 방법(PVD: physical Vapor Deposition)을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 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 발광 소자를 만들 수 있다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 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), 인듐아연 산화물(IZO)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 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/Al, Mg/Ag과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 위에 추가로 전극의 보호를 위한 캡핑층(capping)층을 형성할 수 있으며, 상기 캡핑층 물질은 당 기술분야에 사용되는 재료를 적절하게 사용할 수 있다.
상기 정공주입층은 정공 주입 물질로는 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 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 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 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 전자차단층은 정공주입층으로부터 주입된 정공이 발광층을 지나 전자주입층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층으로, 공지의 재료를 사용하여 발광층과 전자주입층의 사이에 적절한 부분에 형성될 수 있다.
상기 발광층의 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 본 명세서의 유기 발광 소자가 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 발광층 이외에, 추가의 발광층을 포함하는 경우, 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, 벤조티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로 고리 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로 고리 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 발광층과 상기 전자수송층 사이에는 전자조절층이 추가로 구비될 수 있다. 전자조절층 물질은 당 기술분야에 사용되는 재료를 적절하게 사용할 수 있다.
상기 전자수송층의 전자 수송 물질로는 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로, 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 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.
상기 정공차단층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 구조는 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 (실시 BH 의 합성)
반응물(1eq), Trifluoromethanesulfonic acid (cat.)을 C6D6 (반응물 대비 질량비 10~50 배)에 넣고 70℃에서 10분 내지 100분 사이에서 교반하였다. 반응 종료 후 D2O (excess)를 넣고 30분 교반한 뒤 트리메틸아민(trimethylamine) (excess)를 적가하였다. 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 클로로포름으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 톨루엔으로 가열하여 재결정하여 하기 표 1의 생성물을 수득하였다.
실시
중수소
화합물		 반응물 생성물 반응물
m/z		 생성물
이론
max m/z		 반응
시간
(min)		 생성물
실제
max m/z		 전체
수소 개수		 D 치환
개수		 D 치환
비율 (%)		 합성
yield
(%)
화합물
1-1		 506 531 50 530 25 24 96% 70%
화합물
1-2		 430 452 50 452 22 22 100% 73%
화합물
1-3		 456 480 45 473 24 17 71% 74%
화합물
1-4		 430 452 30 443 22 13 59% 69%
화합물
1-5		 506 532 40 522 26 16 62% 65%
화합물
1-6		 430 452 40 448 22 18 82% 70%
화합물
1-7		 456 480 50 478 24 22 92% 73%
화합물
1-8		 456 480 25 468 24 12 50% 71%
화합물
1-9		 456 480 40 477 24 21 88% 68%
화합물
1-10		 456 480 50 477 24 21 88% 65%
화합물
1-11		 456 480 50 476 24 20 83% 70%
화합물
1-12		 506 532 50 529 26 23 88% 66%
화합물
1-13		 532 560 30 551 28 19 68% 72%
화합물
1-14		 532 560 40 556 28 24 86% 71%
화합물
1-15		 456 480 60 480 24 24 100% 73%
화합물
1-16		 482 507 35 500 25 18 72% 65%
화합물
1-17		 430 452 50 447 22 17 77% 66%
화합물
1-18		 506 532 60 530 26 24 92% 71%
화합물
1-19		 480 503 45 498 23 18 78% 70%
화합물
1-20		 530 555 45 549 25 19 76% 68%
화합물
1-21		 556 584 50 580 28 24 86% 64%
화합물
1-22		 556 584 60 582 28 26 93% 70%
화합물1-23 456 480 50 477 24 21 87% 66%
각 생성물은 반응시간에 따라 중수소치환의 정도가 다르며 최대 m/z (M+) 값에 따라 치환율을 결정하였다. 상기의 생성물에 대한 중수소 치환은 KR1538534 의 선행문헌을 참고하였다.
또한, 상기 선행문헌을 참고하여 치환율이 각각 45%, 54% 인 화합물 1-24 및 1-25를 합성하여 BH3 (중수소 치환율 21%) 및 BH4 (중수소 치환율 30%)을 합성하여 중수소 치환율이 다른 화합물과의 비교 실험도 실행하였다.
상기 표 1의 생성물, 및 화합물 1-24 및 1-25는은 JP 4070676 B2, KR 1477844 B1, US 6465115 B2, JP 3148176 B2, JP 4025136 B2, JP 4188082 B2, JP 5015459 B2, KR 1979037 B1, KR 1550351 B1, KR 1503766 B1, KR 0826364 B1, KR 0749631 B1, KR 1115255 B1 와 같은 선행문헌을 참고하여 합성하였다. 또한 상기의 생성물에 대한 중수소 치환은 KR1538534 의 선행문헌을 참고하였다.
상기 표 1에서 합성된 생성물에 결합된 중수소(-D)는 표시된 위치에 결합될 수 있는 것을 의미하며, 반드시 표시된 위치에 결합되어야 하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한 하기 정공수송영역에 포함되는 화학식 1로 표시되는 화합물인 하기 화합물 3-1 내지 3-18은 JP 2015-530364 A, US 5840217 A, WO2013-120577 A, KR 2016-0035610 A 를 참고하여 합성하였다.
<비교예 1-1> 유기 발광 소자의 제조
양극으로서 ITO/Ag/ITO가 70/1000/70Å증착된 기판을 50mm × 50mm × 0.5mm크기로 잘라서 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 양극 위에 HI-1을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하고, 그 위에 정공을 수송하는 물질인 HT1을 두께 1150Å로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 그 다음에 EB1 (150Å)를 이용하여 제 정공조절층을 형성하고 그 다음에 BH1 과 도판트 BD1 (2중량%) 을 360Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다. 그 후 HB1을 50Å증착하여 전자조절층을 형성하고, 화합물 ET1와 Liq를 5:5 (질량비) 로 혼합하여 두께 250Å의 전자수송층을 형성하였다. 순차적으로 50Å두께의 마그네슘과 리튬 플루오라이드(LiF)을 전자주입층<EIL>으로 성막한 후 음극으로 마그네슘과 은(1:4)로 200Å형성시킨 후 CP1을 600Å증착하여 소자를 완성하였다. 상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1Å/sec를 유지하였다.
<비교예 1-2 내지 1-19 및 실시예 1-1 내지 1-41>
상기 비교예 1-1 에서 발광층의 호스트로 BH1 대신 하기 표 2의 화합물을 각각 사용하고, 정공조절층으로 EB1 대신 하기 표 2의 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1-1과 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였고, 상기 비교예 1-1 내지 1-19 및 실시예 1-1 내지 1-41에서 제조된 유기 발광 소자의 구조를 하기 표 2에 나타내었고, 하기 표 3은 상기 비교예 1-1 내지 1-19 및 실시예 1-1 내지 1-41을 20mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압, 발광 효율, 및 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간(LT95)을 측정한 결과이다.
# 정공수송영역 발광층 전자수송영역
정공수송층 정공조절층 호스트 도판트 전자조절층 전자수송층
비교예1-1 HT1 EB1 BH1 BD1 HB1 ET1
비교예1-2 HT1 EB2 BH1 BD1 HB1 ET1
비교예1-3 HT1 EB3 BH1 BD1 HB1 ET1
비교예1-4 HT1 EB1 BH2 BD1 HB1 ET1
비교예1-5 HT1 EB2 BH2 BD1 HB1 ET2
비교예1-6 HT1 EB1 BH1:BH2
(1:1)		 BD1 HB1 ET1
비교예1-7 HT1 화합물3-1 BH1 BD1 HB1 ET1
비교예1-8 HT1 화합물3-10 BH2 BD1 HB1 ET1
비교예1-9 HT1 EB1 화합물1-1 BD1 HB1 ET1
비교예1-10 HT1 EB1 화합물1-13 BD1 HB1 ET1
비교예1-11 HT1 EB4 BH1 BD1 HB1 ET1
비교예1-12 HT1 EB5 BH1 BD1 HB1 ET1
비교예1-13 HT1 EB1 BH3 BD1 HB1 ET1
비교예1-14 HT1 EB5 BH3 BD1 HB1 ET1
비교예1-15 HT1 EB1 BH4 BD1 HB1 ET1
비교예1-16 HT1 화합물3-15 BH3 BD1 HB1 ET1
비교예1-17 HT1 화합물3-15 BH4 BD1 HB1 ET1
비교예1-18 HT1 EB4 화합물1-1 BD1 HB1 ET1
비교예1-19 HT1 EB5 화합물1-1 BD1 HB1 ET1
실시예1-1 HT1 화합물3-1 화합물1-1 BD1 HB1 ET1
실시예1-2 HT1 화합물3-1 화합물1-2 BD1 HB1 ET1
실시예1-3 HT1 화합물3-2 화합물1-3 BD1 HB1 ET1
실시예1-4 HT1 화합물3-2 화합물1-4 BD1 HB1 ET1
실시예1-5 HT1 화합물3-3 화합물1-5 BD1 HB1 ET1
실시예1-6 HT1 화합물3-3 화합물1-6 BD1 HB1 ET1
실시예1-7 HT1 화합물3-4 화합물1-7 BD1 HB1 ET1
실시예1-8 HT1 화합물3-4 화합물1-8 BD1 HB1 ET1
실시예1-9 HT1 화합물3-5 화합물1-9 BD1 HB1 ET1
실시예1-10 HT1 화합물3-5 화합물1-10 BD1 HB1 ET1
실시예1-11 HT1 화합물3-6 화합물1-11 BD1 HB1 ET1
실시예1-12 HT1 화합물3-6 화합물1-12 BD1 HB1 ET1
실시예1-13 HT1 화합물3-7 화합물1-13 BD1 HB1 ET1
실시예1-14 HT1 화합물3-7 화합물1-14 BD1 HB1 ET1
실시예1-15 HT1 화합물3-8 화합물1-15 BD1 HB1 ET1
실시예1-16 HT1 화합물3-8 화합물1-16 BD1 HB1 ET1
실시예1-17 HT1 화합물3-9 화합물1-17 BD1 HB1 ET1
실시예1-18 HT1 화합물3-9 화합물1-18 BD1 HB1 ET1
실시예1-19 HT1 화합물3-10 화합물1-19 BD1 HB1 ET1
실시예1-20 HT1 화합물3-10 화합물1-20 BD1 HB1 ET1
실시예1-21 HT1 화합물3-11 화합물1-21 BD1 HB1 ET1
실시예1-22 HT1 화합물3-11 화합물1-18 BD1 HB1 ET1
실시예1-23 HT1 화합물3-12 화합물1-1 BD1 HB1 ET1
실시예1-24 HT1 화합물3-12 화합물1-18 BD1 HB1 ET1
실시예1-25 HT1 화합물3-13 화합물1-3 BD1 HB1 ET1
실시예1-26 HT1 화합물3-13 화합물1-8 BD1 HB1 ET1
실시예1-27 HT1 화합물3-14 화합물1-17 BD1 HB1 ET1
실시예1-28 HT1 화합물3-14 화합물1-2 BD1 HB1 ET1
실시예1-29 HT1 화합물3-15 화합물1-5 BD1 HB1 ET1
실시예1-30 HT1 화합물3-15 화합물1-9 BD1 HB1 ET1
실시예1-31 HT1 화합물3-16 화합물1-16 BD1 HB1 ET1
실시예1-32 HT1 화합물3-16 화합물1-18 BD1 HB1 ET1
실시예1-33 HT1 화합물3-17 화합물1-22 BD1 HB1 ET1
실시예1-34 HT1 화합물3-17 화합물1-4 BD1 HB1 ET1
실시예1-35 HT1 화합물3-18 화합물1-16 BD1 HB1 ET1
실시예1-36 HT1 화합물3-18 화합물1-15 BD1 HB1 ET1
실시예1-37 HT1 화합물3-15 화합물1-1:화합물1-13 BD1 HB1 ET1
실시예1-38 HT1 화합물3-13 화합물1-4:화합물1-21 BD1 HB1 ET1
실시예1-39 HT1 화합물3-15 화합물1-24 BD1 HB1 ET1
실시예1-40 HT1 화합물3-7 화합물1-25 BD1 HB1 ET1
실시예1-41 HT1 화합물3-11 화합물1-23 BD1 HB1 ET1
#
20 mA/㎠		 소자 결과
전압(V)
(@20mA/cm2)		 Cd/A
(@20mA/cm2)		 색좌표
(x,y)		 수명
(T95, h)
(@20mA/cm2)
비교예1-1 4.38 4.23 (0.135, 0.138) 43.2
비교예1-2 4.32 4.68 (0.135, 0.138) 40.3
비교예1-3 4.28 4.55 (0.135, 0.136) 48.9
비교예1-4 4.50 4.60 (0.135, 0.135) 53.5
비교예1-5 4.81 4.50 (0.135, 0.136) 55.4
비교예1-6 4.30 4.90 (0.135, 0.138) 50.1
비교예1-7 4.20 4.70 (0.135, 0.138) 45.2
비교예1-8 4.25 4.83 (0.135, 0.138) 44.8
비교예1-9 4.38 4.78 (0.135, 0.138) 61.8
비교예1-10 4.40 4.88 (0.135, 0.138) 63.4
비교예1-11 4.12 4.92 (0.135, 0.138) 43.2
비교예1-12 4.09 5.04 (0.135, 0.139) 40.8
비교예1-13 4.31 4.94 (0.135, 0.138) 50.1
비교예1-14 4.13 4.98 (0.135, 0.138) 49.3
비교예1-15 4.30 4.50 (0.135, 0.138) 51.3
비교예1-16 4.23 5.12 (0.135, 0.138) 40.1
비교예1-17 4.30 5.02 (0.135, 0.138) 41.0
비교예1-18 4.19 4.80 (0.135, 0.138) 53.1
비교예1-19 4.18 4.90 (0.135, 0.138) 55.0
실시예1-1 3.68 5.71 (0.135, 0.138) 70.8
실시예1-2 3.77 5.80 (0.135, 0.138) 74.5
실시예1-3 3.60 5.88 (0.135, 0.138) 73.5
실시예1-4 3.80 5.80 (0.135, 0.138) 77.5
실시예1-5 3.68 5.74 (0.135, 0.138) 76.5
실시예1-6 3.70 5.90 (0.135, 0.138) 78.1
실시예1-7 3.66 5.88 (0.135, 0.138) 73.5
실시예1-8 3.79 5.61 (0.135, 0.138) 71.5
실시예1-9 3.6 5.59 (0.135, 0.138) 70.5
실시예1-10 3.75 5.9 (0.135, 0.145) 76.2
실시예1-11 3.64 5.93 (0.135, 0.141) 74.8
실시예1-12 3.67 5.71 (0.135, 0.138) 76.2
실시예1-13 3.59 5.91 (0.135, 0.140) 75.1
실시예1-14 3.81 5.78 (0.135, 0.137) 79.1
실시예1-15 3.65 5.80 (0.135, 0.138) 78.1
실시예1-16 3.78 5.80 (0.135, 0.140) 77.8
실시예1-17 3.60 5.88 (0.135, 0.138) 72.5
실시예1-18 3.51 5.74 (0.135, 0.138) 73.5
실시예1-19 3.55 5.77 (0.135, 0.138) 73.5
실시예1-20 3.60 5.73 (0.135, 0.138) 74.5
실시예1-21 3.59 5.64 (0.135, 0.138) 78.1
실시예1-22 3.68 5.70 (0.135, 0.144) 73.1
실시예1-23 3.75 5.72 (0.135, 0.145) 75.6
실시예1-24 3.64 5.94 (0.135, 0.144) 76.1
실시예1-25 3.71 5.80 (0.135, 0.139) 77.0
실시예1-26 3.68 5.76 (0.135, 0.136) 73.5
실시예1-27 3.56 5.80 (0.135, 0.139) 74.2
실시예1-28 3.64 5.78 (0.135, 0.138) 68.1
실시예1-29 3.66 5.77 (0.135, 0.138) 73.2
실시예1-30 3.70 5.79 (0.135, 0.139) 70.2
실시예1-31 3.65 5.86 (0.135, 0.139) 78.2
실시예1-32 3.59 5.97 (0.135, 0.144) 77.0
실시예1-33 3.63 5.70 (0.135, 0.143) 78.1
실시예1-34 3.70 5.68 (0.135, 0.138) 76.5
실시예1-35 3.64 5.66 (0.135, 0.139) 74.5
실시예1-36 3.68 5.89 (0.135, 0.139) 76.8
실시예1-37 3.50 6.01 (0.135, 0.140) 85.1
실시예1-38 3.51 6.08 (0.135, 0.139) 84.9
실시예1-39 3.64 5.94 (0.135, 0.138) 68.2
실시예1-40 3.65 6.01 (0.135, 0.139) 70.8
실시예1-41 3.64 6.04 (0.135, 0.139) 73.8
상기 표 2 및 3에 있어서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 청색 유기 전계 발광소자의 정공수송영역에 적용되는 화학식 1 및 발광층의 호스트로 적용되는 화학식 2의 화합물을 사용함으로써 발광층으로의 우수한 정공 주입 및 수송을 능력을 보였다. 또한, 화학적 구조에 따른 유기 발광 소자의 정공과 전자의 균형을 통하여 본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 화학식 1 또는 화학식 2를 각각 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 구동전압, 안정성 면에서 우수한 특성을 나타내었다.
상기 화학식 1의 R7 위치에 상기 화학식 a가 결합되는 화합물을 정공조절층에 도입한 비교예 1-11, 1-12 및 1-14의 결과를 보면 비교예 1-1 내지 1-10 대비 전압의 하강효과는 있지만 상기 화학식 1 및 2를 포함하는 실시예 1-1 내지 1-41 만큼의 소자성능을 보여주지 못하고 특히 캐리어 밸런스의 차이로 인하여 수명의 하락이 도드라지게 나타난다.
또한, 실시예 1-1 내지 1-36의 유기 발광 소자와 상기 화학식 1의 위치에 상기 화학식 1의 R7 위치에 상기 화학식 a가 결합되는 화합물을 정공조절층에 도입하고, 상기 화학식 2를 발광층의 호스트에 적용한 비교예 1-18 및 1-19를 비교하였을 때, 상기 화학식 1의 R8 또는 R9 위치가 화학식 a인 실시예 1-1 내지 1-36의 구동 전압, 효율 수명이 현저히 우수함을 알 수 있었다.
상기 화학식 2의 중수소 치환율에 따른 소자 특성에 대한 결과도 상기 표2 내지 표3의 결과를 보면 관찰할 수 있다. 상기 화학식 2의 중수소 치환율이 20% 내지 30%대인 비교예 1-13 및 1-15는 치환율이 40% 이상인 실시예 1-39 내지 1-41 대비 현저히 낮은 수명을 보여주고 있고, 중수소 치환에 따른 수명 증가효과가 미비함을 알 수 있다. 반면, 상기 화학식 2의 중수소 치환율이 45%, 54%, 87%인 실시예 1-39 내지 1-41은 비교예 1-13 및 1-15는 보다 수명이 크게 향상되었고, 상기 화학식 2의 중수소 치환율의 40% 이상이어야 소자의 수명이 크게 향상됨을 알 수있다.
또한, 상기 실시예 1-39 내지 1-41과 비교예 1-16 및 1-17을 비교하였을 때, 상기 화학식 2의 중수소 치환율이 40% 이상인 실시예 1-39 내지 1-41의 수명이 크게 향상되었고, 효율 및 구동 전압도 우수함을 알 수 있다.
<비교예 2-1> 유기 발광 소자의 제조
양극으로서 ITO/Ag/ITO가 70/1000/70Å증착된 기판을 50mm × 50mm × 0.5mm크기로 잘라서 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 양극 위에 HI-1을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하고, 그 위에 정공을 수송하는 물질인 HT1을 두께 1150Å로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 그 다음에 EB1 (150Å)를 이용하여 제 정공조절층을 형성하고 그 다음에 BH5 과 도판트 BD2 (2중량%) 을 360Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다. 그 후 HB1을 50Å증착하여 전자조절층을 형성하고, 화합물 ET1와 Liq를 5:5 (질량비) 로 혼합하여 두께 250Å의 전자수송층을 형성하였다. 순차적으로 50Å두께의 마그네슘과 리튬 플루오라이드(LiF)을 전자주입층<EIL>으로 성막한 후 음극으로 마그네슘과 은(1:4)로 200Å형성시킨 후 CP1을 600 Å증착하여 소자를 완성하였다. 상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1 Å/sec를 유지하였다.
<비교예 2-2 내지 2-10 및 실시예 2-1 내지 2-18>
상기 비교예 2-1에서 발광층의 호스트로 BH5 대신 하기 표 4의 화합물을 각각 사용하고, 정공조절층으로 EB1 대신 하기 표 4의 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 2-1과 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였고, 상기 비교예 2-1 내지 2-10 및 실시예 2-1 내지 2-18에서 제조된 유기 발광 소자의 구조를 하기 표 5에 나타내었고, 하기 표 5는 상기 비교예 2-1 내지 2-10 및 실시예 2-1 내지 2-18를 20mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압, 발광 효율, 및 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간(LT95)을 측정한 결과이다.
# 정공수송영역 발광층 전자수송영역
정공수송층 정공조절층 호스트 도판트 전자조절층 전자수송층
비교예2-1 HT1 EB1 BH5 BD2 HB1 ET1
비교예2-2 HT1 EB2 BH5 BD2 HB1 ET1
비교예2-3 HT1 EB3 BH5 BD2 HB1 ET1
비교예2-4 HT1 EB1 BH6 BD2 HB1 ET1
비교예2-5 HT1 EB2 BH6 BD2 HB1 ET2
비교예2-6 HT1 EB1 BH5:BH6
(1:1)		 BD2 HB1 ET1
비교예2-7 HT1 화합물3-1 BH5 BD2 HB1 ET1
비교예2-8 HT1 화합물3-10 BH6 BD2 HB1 ET1
비교예2-9 HT1 EB1 화합물1-1 BD2 HB1 ET1
비교예2-10 HT1 EB1 화합물1-13 BD2 HB1 ET1
실시예2-1 HT1 화합물3-1 화합물1-1 BD2 HB1 ET1
실시예2-2 HT1 화합물3-4 화합물1-7 BD2 HB1 ET1
실시예2-3 HT1 화합물3-4 화합물1-8 BD2 HB1 ET1
실시예2-4 HT1 화합물3-5 화합물1-9 BD2 HB1 ET1
실시예2-5 HT1 화합물3-6 화합물1-12 BD2 HB1 ET1
실시예2-6 HT1 화합물3-7 화합물1-13 BD2 HB1 ET1
실시예2-7 HT1 화합물3-7 화합물1-14 BD2 HB1 ET1
실시예2-8 HT1 화합물3-8 화합물1-15 BD2 HB1 ET1
실시예2-9 HT1 화합물3-8 화합물1-16 BD2 HB1 ET1
실시예2-10 HT1 화합물3-9 화합물1-17 BD2 HB1 ET1
실시예2-11 HT1 화합물3-9 화합물1-18 BD2 HB1 ET1
실시예2-12 HT1 화합물3-10 화합물1-19 BD2 HB1 ET1
실시예2-13 HT1 화합물3-11 화합물1-18 BD2 HB1 ET1
실시예2-14 HT1 화합물3-15 화합물1-5 BD2 HB1 ET1
실시예2-15 HT1 화합물3-15 화합물1-9 BD2 HB1 ET1
실시예2-16 HT1 화합물3-16 화합물1-16 BD2 HB1 ET1
실시예2-17 HT1 화합물3-11 화합물1-3:화합물1-20 BD2 HB1 ET1
실시예2-18 HT1 화합물3-1 화합물1-10:화합물1-11 BD2 HB1 ET1
#
20 mA/㎠		 소자 결과
전압(V)
(@20mA/cm2)		 Cd/A
(@20mA/cm2)		 색좌표
(x,y)		 수명
(T95, h)
(@20mA/cm2)
비교예2-1 4.46 5.31 (0.136, 0.120) 23.1
비교예2-2 4.45 5.08 (0.136, 0.120) 32.8
비교예2-3 4.43 5.00 (0.136, 0.120) 34.4
비교예2-4 4.50 5.18 (0.136, 0.120) 38.2
비교예2-5 4.77 5.23 (0.136, 0.120) 39.1
비교예2-6 4.38 5.37 (0.136, 0.120) 35.9
비교예2-7 4.30 5.13 (0.136, 0.120) 23.5
비교예2-8 4.33 5.11 (0.136, 0.120) 24.8
비교예2-9 4.31 5.20 (0.136, 0.120) 41.8
비교예2-10 4.48 5.18 (0.136, 0.121) 44.5
실시예2-1 3.70 6.13 (0.136, 0.120) 60.5
실시예2-2 3.65 6.23 (0.136, 0.120) 63.1
실시예2-3 3.66 6.28 (0.136, 0.120) 65.1
실시예2-4 3.6 6.11 (0.136, 0.120) 70.5
실시예2-5 3.58 6.08 (0.136, 0.120) 65.4
실시예2-6 3.48 6.23 (0.136, 0.120) 68.4
실시예2-7 3.50 6.15 (0.136, 0.120) 70.5
실시예2-8 3.70 6.20 (0.136, 0.120) 79.4
실시예2-9 3.68 6.18 (0.136, 0.120) 61.5
실시예2-10 3.50 6.20 (0.136, 0.120) 63.5
실시예2-11 3.55 6.21 (0.136, 0.120) 64.8
실시예2-12 3.58 6.09 (0.136, 0.120) 70.1
실시예2-13 3.40 6.31 (0.136, 0.123) 69.4
실시예2-14 3.44 6.20 (0.136, 0.120) 63.4
실시예2-15 3.63 6.10 (0.136, 0.120) 60.5
실시예2-16 3.48 6.23 (0.136, 0.120) 66.8
실시예2-17 3.58 6.40 (0.136, 0.120) 78.5
실시예2-18 3.46 6.38 (0.136, 0.120) 75.9
상기 표 2 내지 5에 있어서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 청색 유기 전계 발광소자의 정공수송영역에 적용되는 화학식 1 및 발광층의 호스트로 적용되는 화학식 2의 화합물을 사용함으로써 발광층으로의 우수한 정공 주입 및 수송을 능력을 보였다. 또한, 화학적 구조에 따른 유기 발광 소자의 정공과 전자의 균형을 통하여 본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 화학식 1 또는 화학식 2를 각각 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 구동전압, 안정성 면에서 우수한 특성을 나타내었다.
상기 실시예 1-1 내지 1-36, 1-39 내지 1-41 및 2-1 내지 2-16은 정공수송층으로 상기 화학식 1의 화합물과 발광층의 호스트로 상기 화학식 2의 화합물을 단일로 사용하여 소자를 제작하였다. 소자의 구성은 상기 화학식 1에 해당하는 다양한 정공조절층 및 상기 화학식2 에 해당하는 다양한 청색 호스트, 청색 형광 도판트 중 BD1 또는 BD2가 적용될 수 있음을 보여주고 있다. 또한 실시예 1-37, 1-38 및 2-17 및 2-18은 상기 화학식 2에 해당하는 호스트의 2종이 혼합 호스트로 사용되어 소자의 성능이 향상될 수 있음을 나타내고 있다.
상기 비교예 1-1 내지 1-6 및 1-11 내지 1-15는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 1 및 2의 조합이 아닌 화합물로 제작된 소자의 결과이며 그 중 비교예 1-1 내지 1-3 은 카바졸을 포함하는 헤테로아릴계열 안트라센이 사용되고, 비교예 1-11, 1-12, 및 1-14는 상기 화학식 1의 R7 위치가 화학식 a인 화합물로 제작된 소자의 결과이며, 비교예 1-4 및 1-5 는 중수소가 치환되지 않은 아릴계열 안트라센 호스트가 사용되으며, 비교예 1-13 내지 1-15는 상기 화학식 2의 중수소 치환율이 40% 미만인 화합물을 발광층의 호스트에 사용한 유기 발광 소자이다. 해당 경우 실시예 1-1 내지 1-41 및 2-1 내지 2-18 보다높은 전압, 낮은 효율, 낮은 수명을 나타내며 소자의 성능이 낮음을 나타낸다.
상기 비교예 1-7, 1-8, 1-16 및 1-17은 유기 발광 소자에 상기 화학식 1에 대응되는 정공조절층만을 적용한 결과로 상기 비교예 1-1 내지 1-6 및 1-11 내지 1-15 대비 소폭의 구동전압 하락 경향성을 관찰할 수 있지만 전반적인 소자 성능 개선은 이루어지지 않음을 볼 수 있다. 또한, 상기 비교예 1-9, 1-10, 1-18 및 1-19은 상기 화학식 2에 해당하는 청색 호스트만을 적용시킨 결과로써 비교예 1-1 내지 1-6 및 1-11 내지 1-15 대비 전반적인 수명의 상승을 관찰할 수 있다.
상기 비교예 1-1 내지 1-19 및 2-1 내지 2-10 대비 실시예 1-1 내지 1-341 및 2-1 내지 2-18은 본 명세서의 화학식 1 및 2의 조합으로 소자의 캐리어, 특히 정공이 호스트내로의 주입이 용이하여 소자의 밸런스를 잡아주는 역할을 하며 소자 성능의 전반적 개선이 가능함을 보여주고 있다.
상기 실시예 2-1 내지 실시예 2-18은 BD2 및 본 명세서의 화학식 1 및 2의 조합을 적용시킨 소자의 결과로써 다양한 타입의 청색도판트를 도입하였을 때도 해당 조합의 소자 밸런스의 우수함을 관찰할 수 있다.
1: 기판
2: 애노드
3: 정공수송영역
4: 발광층
5: 캐소드
3-1: 정공수송층
3-2: 정공조절층
6: 정공주입층
7: 전자수송영역
7-1: 전자조절층
7-2: 전자수송층
8: 전자주입층

Claims (23)

  1. 애노드;
    캐소드;
    상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 발광층; 및
    상기 발광층과 상기 애노드 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하는 정공수송영역을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 유기물층 중 발광층에 접하는 유기물층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
    상기 발광층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자:
    [화학식 1]

    상기 화학식 1에 있어서,
    R8 및 R9 중 어느 하나는 하기 화학식 a로 표시되는 기이고, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R7 및 R10 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 탄소수 1 내지 30의 직쇄의 알킬기; 탄소수 3 내지 30의 분지쇄의 알킬기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이거나, 상기 R8 및 R9 중 하기 화학식 a로 표시되는 기가 아닌 기, R1 내지 R6, R7, 및 R10 내지 R18 중 인접한 기는 서로 결합하여, 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며,
    [화학식 a]

    상기 화학식 a에 있어서,
    L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄의 알킬기, 탄소수 3 내지 30의 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 30의 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 중수소로 치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄의 알킬기, 중수소로 치환된 탄소수 3 내지 30의 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 직쇄의 알킬실릴기, 탄소수 3 내지 30의 분지쇄의 알킬실릴기, 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 중수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄의 알킬기, 탄소수 3 내지 30의 분지쇄의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기 중에서 선택되는 1이상으로 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기이며,
    l1 내지 l3는 각각 1 내지 3의 정수이고,
    상기 l1이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 L1은 서로 같거나 상이하며,
    상기 l2가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 L2는 서로 같거나 상이하고,
    상기 l3가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 L3는 서로 같거나 상이하며,
    는 상기 화학식 1의 R8 또는 R9에 결합되는 부위를 의미하고,
    [화학식 2]

    상기 화학식 2에 있어서,
    G1 내지 G10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표시되는 기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이며,
    [화학식 b]

    상기 화학식 b에 있어서,
    L4는 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기이고,
    Ar3는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이며,
    l4는 1 내지 3의 정수이며,
    상기 l4가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 L4는 서로 같거나 상이하고,
    는 상기 화학식 2의 G1 내지 G10 중 적어도 하나에 결합되는 부위를 의미하며,
    상기 화학식 2의 중수소 치환율은 40 % 내지 100%이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2의 중수소 치환율은 40 % 내지 99%인 것인 유기 발광 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 치환율은 1 % 내지 100%인 것인 유기 발광 소자.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
































    .
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:















    .
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 유기물층 중 애노드에 접하는 유기물층은 카바졸계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 유기물층은 정공수송층 및 정공조절층을 포함하고, 상기 정공수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 삼중항 에너지는 2.4eV 내지 2.8eV 인 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 호스트는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 발광층은 2 종 이상의 혼합 호스트를 포함하고, 상기 2 종 이상의 혼합 호스트 중 1종 이상은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 발광층은 2 종 이상의 혼합 호스트를 포함하고, 상기 2 종 이상의 혼합 호스트는 중 적어도 1종은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 나머지는 중수소를 치환기로 포함하지 않는 안트라센계 화합물, 및 중수소를 치환기로 포함하고 상기 화학식 2와 상이한 안트라센계 화합물 중에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 발광 스펙트럼의 최대 발광 파장(λmax)이 400 nm 내지 470 nm인 것인 유기 발광 소자.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트는 형광 도펀트인 것인 유기 발광 소자.
  20. 청구항 1에 있어서, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트는 파이렌계 화합물 및 비파이렌계 화합물 중에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 비파이렌계 화합물은 보론계 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  22. 청구항 1에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 캐소드와 상기 발광층 사이에 구비된 전자수송영역을 포함하고, 상기 전자수송영역은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 3]

    상기 화학식 3에 있어서,
    X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고, 나머지는 CH이며,
    Q1 내지 Q3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 시아노기, 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기, 및 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 치환기로 치환되었거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기이다.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 전자수송영역은 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 유기 알칼리금속 착화합물, 및 이들의 혼합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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