KR102703102B1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 본 출원은 2021년 2월 24일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2021-0024908호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 전공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 정공 및 전자가 발광층에서 재결합하여 생성되는 엑시톤(exciton)이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한국특허공개 제2016-0132822호
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022020587235-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 O 또는 S를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
단, 상기 Ar1 및 Ar2는 시클로알킬기로 치환되지 않으며, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이고,
a는 1 내지 4의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 각각 서로 같거나 상이하고,
b는 1 내지 4의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2 이상의 R2는 각각 서로 같거나 상이하며,
상기 화학식 1은 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 사용함으로써 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성의 향상이 가능하다.
특히, 본 발명의 화합물을 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층에 사용하는 경우 소자의 구동전압이 낮아지며, 소자의 효율이 증가하고, 또한 소자의 수명이 길어지는 효과를 얻을 수 있다.
도 1 내지 3는 본 명세서의 몇몇 실시상태에 따른 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022020587235-pat00002
상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 O 또는 S를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
단, 상기 Ar1 및 Ar2는 시클로알킬기로 치환되지 않으며, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이고,
a는 1 내지 4의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 각각 서로 같거나 상이하고,
b는 1 내지 4의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2 이상의 R2는 각각 서로 같거나 상이하며,
상기 화학식 1은 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기발광소자에 적용시 구동 전압의 감소, 효율의 상승 및/또는 수명이 상승되는 효과가 있다.
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 명세서에서 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.
이하, 본 명세서의 치환기를 이하에서 상세하게 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure 112022020587235-pat00003
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
본 명세서에서 상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 아민기; 알콕시기; 알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 도 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 요오드(-I)가 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, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 60, 예컨대 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, 안트라세닐기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 피렌기, 페날레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 플루오란텐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우, , , 및 등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 피렌기, 크라이세닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, S 및 P 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50, 나아가 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 상기 헤테로고리기는 방향족 고리, 지방족 고리 및 이들이 축합된 고리일 수 있다. 상기 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀릴기, 퀴나졸릴기, 퀴녹살릴기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀릴기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 방향족고리기로서, 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 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 30이다. 헤테로아릴기의 예시는 상기 헤테로고리기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
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 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 0 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐바이페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, N-바이페닐나프틸아민기, N-나프틸플루오레닐아민기, N-페닐페난트레닐아민기, N-바이페닐페난트레닐아민기, N-페닐플루오레닐아민기, N-페닐터페닐아민기, N-페난트레닐플루오레닐아민기, N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, N-알킬아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기, N-아릴알킬아민기, N-알킬헤테로아릴아민기 중의 알킬기 및 아릴기는 전술한 알킬기 및 아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 추가의 중수소로 치환될 수 있다는 것은 표시가 생략된 수소가 중수소로 치환될 수 있음을 의미한다.
예컨대, 상기 화학식 1의 화합물이 추가의 중수소로 치환될 수 있다는 것은 화학식 1의 페닐렌기 및 나프틸렌기가 추가의 중수소로 치환될 수 있음을 의미한다.
구체적으로, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-A로 표시될 수 있다.
[화학식 1-A]
Figure 112022020587235-pat00008
상기 화학식 1-A에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L3, Ar1, Ar2, a 및 b는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고, z1은 0 내지 4의 정수이며, z2는 0 내지 6의 정수이다.
상기 화학식 1 및 1-A의 L1 내지 L3, Ar1, Ar2, R1 및 R2도 중수소를 포함할 수 있으나, 각 치환기 정의에 중수소가 포함되므로 표시를 생략하였다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2이다.
[화학식 1-1]
Figure 112022020587235-pat00009
[화학식 1-2]
Figure 112022020587235-pat00010
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L3, Ar1, Ar2, a 및 b는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
상기 화학식 1-1 및 1-2는 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1-1 내지 1-1-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1-1]
Figure 112022020587235-pat00011
[화학식 1-1-2]
Figure 112022020587235-pat00012
[화학식 1-1-3]
Figure 112022020587235-pat00013
상기 화학식 1-1-1 내지 1-1-3에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L3, Ar1, Ar2, a 및 b는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
상기 화학식 1-1-1 내지 1-1-3은 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-2는 하기 화학식 1-2-1 내지 1-2-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-2-1]
Figure 112022020587235-pat00014
[화학식 1-2-2]
Figure 112022020587235-pat00015
[화학식 1-2-3]
Figure 112022020587235-pat00016
상기 화학식 1-2-1 내지 1-2-3에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L3, Ar1, Ar2, a 및 b는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
상기 화학식 1-2-1 내지 1-2-3은 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-1, 1-2, 1-1-1 내지 1-1-3 및 1-2-1 내지 1-2-3의 페닐렌기 및 나프틸렌기는 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 터페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합; 또는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 30의 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 O 또는 S를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 시클로알킬기로 치환되지 않으며, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환의 아릴기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이고, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이고, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 알킬기, 아릴기, 또는 O 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기, 또는 O 또는 S를 함유하는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이고, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 또는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 나프틸기, 페난트렌기, 디벤조퓨란기 또는 디벤조티오펜기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 나프틸기 또는 페난트렌기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이고, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 또는 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 하기 구조 중 어느 하나로 표시된다.
Figure 112022020587235-pat00017
또한, 상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 하기 구조 중 어느 하나이다.
Figure 112022020587235-pat00018
상기 구조에 있어서,
R10 및 R11은 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
상기 구조들은 추가의 중수소로 치환될 수 있으며,
Figure 112022020587235-pat00019
은 화학식 1에 결합되는 부분이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure 112022020587235-pat00020
Figure 112022020587235-pat00021
Figure 112022020587235-pat00022
Figure 112022020587235-pat00023
상기 화합물들은 추가로 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 화학식 1의 화합물은 하기 반응식과 같이 코어구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 및 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
<반응식>
Figure 112022020587235-pat00024
상기 반응식에 있어서, L1 내지 L3, R1, R2, a, b, Ar1 및 Ar2는 화학식 1에서 정의한 것과 같다.
본 명세서에서는 상기와 같이 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공주입 물질, 정공수송 물질, 전자차단 물질, 발광 물질 및 전자수송 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 전술한 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 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 제1 전극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 제2 전극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 제2 전극 물질부터 유기물층, 제1 전극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 예컨대, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층, 전자차단층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층 등을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극과 발광층 사이에 다층의 유기물층을 포함하고, 상기 발광층에 가까운 측의 유기물층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 호스트를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 더 포함하며, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 더 포함하며, 이리듐계(Ir) 도펀트도 함께 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 호스트로서 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 호스트로서 포함하고, 도펀트를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층을 포함하고, 상기 전자차단층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층과 제1 전극 사이에 단층의 유기물층을 더 포함하며, 상기 유기물층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층과 제1 전극 사이에 다층의 유기물층을 더 포함하며, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층과 제1 전극 사이에 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상을 더 포함하며, 상기 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 제1 전극과 발광층 사이에 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층을 포함하며, 상기 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 및 제2 전극이 순차적으로 구비된 구조이며, 상기 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다. 이때, 상기 각 층들 사이에는 추가의 유기물층이 더 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층과 제2 전극 사이에 추가의 유기물층이 더 포함될 수 있다. 예컨대, 상기 발광층과 제2 전극 사이에 정공차단층, 전자주입층, 전자수송층 및 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상이 더 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 정공차단층; 전자 주입 및 수송층; 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 정공주입층; 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 정공차단층; 전자 주입 및 수송층; 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 정공주입층; 정공수송층 또는 전자차단층이 상기 화합물을 포함한다
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 정공차단층; 전자 주입 및 수송층; 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 전자차단층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 3에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판(1), 제1 전극(2), 발광층(3) 및 제2 전극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 제2 전극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자차단층(9), 발광층(7), 정공차단층(10), 전자 주입 및 수송층(11) 및 제2 전극(4)으로 이어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
구체적으로, 상기 유기 발광 소자는 상기 도면에 명시된 구조 외에 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(5) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(7) 양극/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(8) 양극/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(10) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(11) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(12) 양극/정공수송층/발광층/ 정공차단층/전자수송층/전자주입층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(14) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/음극
(15) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/정공차단층/전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층/음극
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 '전자수송층/전자주입층'은 '전자 주입 및 수송층' 또는 '전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층'으로 대체될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 '정공주입층/정공수송층'은 '정공 주입 및 수송층' 또는 '정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층'으로 대체될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공수송층은 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 서로 상이한 물질을 포함하는 제1 정공수송층 및 제2 정공수송층으로 구성될 수 있다.
상기 양극은 정공을 주입하는 전극으로, 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 예컨대, 상기 양극 물질예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 및 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극은 전자를 주입하는 전극으로, 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금, LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 애노드로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 애노드로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 애노드 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 예컨대, 정공 주입 물질로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 화합물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 화합물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 화합물, 페릴렌(perylene) 계열의 화합물, 벤조니트릴 계열의 화합물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 정공주입층은 아릴아민 계열의 화합물 및 벤조니트릴계열의 화합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 할로겐기로 치환된 벤조니트릴계 화합물 및 카바졸기로 치환된 아릴아민계 화합물이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 정공주입층의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 수송 물질로는 애노드나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 예컨대, 정공 수송 물질로는 아릴아민 계열의 화합물, 카바졸 계열의 화합물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 정공수송층에는 아릴아민기로 치환된 카바졸계 화합물이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층과 정공수송층 사이에 추가로 정공버퍼층이 구비될 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 정공주입 또는 수송재료를 포함할 수 있다.
상기 정공수송층과 발광층 사이에 전자차단층이 구비될 수 있다. 상기 전자차단층에는 전술한 화합물 또는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 상기 발광 물질로는 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송 받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 예컨대, 상기 발광 물질로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌; 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
발광층의 호스트 재료로는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 예컨대, 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 발광층의 호스트로는 안트라센 유도체가 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
발광층이 적색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 발광층이 녹색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광물질이나, Alq3와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), 피렌계 화합물, PFO계 고분자, PPV계 고분자와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 도펀트로는 피렌계 화합물이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자수송층과 발광층 사이에 정공차단층이 구비될 수 있다. 상기 정공차단층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 정공차단층에 적용되는 물질로는 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 트리아진 유도체가 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 예컨대, 상기 전자 수송 물질로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물, Alq3를 포함한 착물, 유기 라디칼 화합물, 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자수송층의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 전자수송층의 두께가 1nm 이상이면 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면 전자수송층의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 예컨대, 상기 전자 주입 물질로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 트리아진, 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 전자수송층 및 전자주입층은 단층으로 형성될 수 있다. 예컨대, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질을 동시에 진공증착하여 전자 주입 및 수송층을 형성할 수 있다. 상기 전자 주입 및 수송층은 금속 착체를 더 포함할 수 있다. 상기 금속 착체의 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물(Alq3), LiQ, 금속 착체 화합물 등이 있으나, 이에만 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 전자 주입 및 수송층은 트리아진 유도체와 리튬퀴놀라이트(LiQ)가 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실험예를 들어 상세하기 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예 1.
Figure 112022020587235-pat00025
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 9-(3-(4-클로로나프탈렌-1-일)페닐)-9H-카바졸(9-(3-(4-chloronaphthalen-1-yl)phenyl)-9H-carbazole)(8.34 g, 20.64 mmol) 및 화합물 a3(8.20 g, 22.71 mmol)을 자일렌 260 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(Sodium tert-butoxide)(2.98g, 30.97 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.21 g, 0.42 mmol)을 넣은 후 5시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 필터하여 base를 제거한 후 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 270 mL으로 재결정하여 화합물 1(10.14 g, 수율: 67%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 729
제조예 2.
Figure 112022020587235-pat00026
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 9-(3-(4-클로로나프탈렌-1-일)페닐)-9H-카바졸(9-(3-(4-chloronaphthalen-1-yl)phenyl)-9H-carbazole)(7.46 g, 18.47 mmol) 및 화합물 a8(8.02 g, 20.31 mmol)을 자일렌 270 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(2.66 g, 27.70 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.19 g, 0.37 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 필터하여 base를 제거한 후 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL으로 재결정하여 화합물 2(11.05 g, 수율: 78%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 763
제조예 3.
Figure 112022020587235-pat00027
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 9-(3-(4-클로로나프탈렌-1-일)페닐)-9H-카바졸(9-(3-(4-chloronaphthalen-1-yl)phenyl)-9H-carbazole)(5.50 g, 13.61 mmol) 및 화합물 a1(7.26 g, 14.98 mmol)을 자일렌 260 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(1.70g, 17.70 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.21 g, 0.41 mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 필터하여 base를 제거한 후 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280 mL으로 재결정하여 화합물 3(8.53 g, 수율: 73%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 854
제조예 4.
Figure 112022020587235-pat00028
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 9-(3-(4-클로로나프탈렌-1-일)페닐)-9H-카바졸(9-(3-(4-chloronaphthalen-1-yl)phenyl)-9H-carbazole)(5.50 g, 13.61 mmol) 및 화합물 a4(6.66 g, 14.98 mmol)를 자일렌 260 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(1.70g, 17.70 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.21 g, 0.41 mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 필터하여 base를 제거한 후 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280 mL으로 재결정하여 화합물 4(7.22 g, 수율: 65%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 814
제조예 5.
Figure 112022020587235-pat00029
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 9-(3-(4-클로로나프탈렌-1-일)페닐)-9H-카바졸(9-(3-(4-chloronaphthalen-1-yl)phenyl)-9H-carbazole)(5.50 g, 13.61 mmol) 및 화합물 a5(6.29 g, 14.98 mmol)을 자일렌 260 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(1.70g, 17.70 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.21 g, 0.41 mmol)을 넣은 후 5시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 필터하여 base를 제거한 후 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL으로 재결정하여 화합물 5(6.97 g, 수율: 65%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 789
제조예 6.
Figure 112022020587235-pat00030
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 9-(3-(4-클로로나프탈렌-1-일)페닐)-9H-카바졸(9-(3-(4-chloronaphthalen-1-yl)phenyl)-9H-carbazole)(5.50 g, 13.61 mmol) 및 화합물 a6(6.75 g, 14.98 mmol)을 자일렌 260 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(1.70g, 17.70 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.21 g, 0.42 mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 필터하여 base를 제거한 후 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 240 mL으로 재결정하여 화합물 6(7.11 g, 수율: 64%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 820
제조예 7.
Figure 112022020587235-pat00031
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 9-(3-(4-클로로나프탈렌-1-일)페닐)-9H-카바졸(9-(3-(4-chloronaphthalen-1-yl)phenyl)-9H-carbazole)(5.50 g, 13.61 mmol) 및 화합물 a7(6.99 g, 14.98 mmol)을 자일렌 260 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(1.70g, 17.70 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.21 g, 0.41 mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 필터하여 base를 제거한 후 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL으로 재결정하여 화합물 7(7.86 g, 수율: 69%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 836
실시예 1.
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 양극인 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 HI1 및 하기 화합물 HI2의 화합물을 98:2(몰비)의 비가 되도록 100Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 위에 하기 화학식 HT1으로 표시되는 화합물(1150Å)을 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 50Å으로 제조예 1에서 제조된 화합물 1을 진공 증착하여 전자차단층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자차단층 위에 막 두께 200Å으로 하기 화합물 BH 및 하기 화합물 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 막 두께 50Å으로 하기 화합물 HB1을 진공 증착하여 정공차단층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공차단층 위에 하기 화합물 ET1과 하기 화합물 LiQ를 1:1의 중량비로 진공증착하여 310Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
Figure 112022020587235-pat00032
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4Å/sec 내지 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2ⅹ10-7 torr 내지 5ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2 내지 7.
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1 내지 18.
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 하기 표 1에서 사용한 EB2 내지 EB19의 화합물은 하기와 같다.
Figure 112022020587235-pat00033
Figure 112022020587235-pat00034
Figure 112022020587235-pat00035
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. T95은 휘도가 초기 휘도(1600 nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
화합물
(전자차단층)		 전압
(V@10mA
/cm2)		 효율
(cd/A@10mA
/cm2)		 색좌표
(x,y)		 T95
(hr)
실시예 1 1 4.68 6.43 (0.145, 0.145) 235
실시예 2 2 4.56 6.52 (0.146, 0.145) 255
실시예 3 3 4.62 6.46 (0.145, 0.146) 260
실시예 4 4 4.64 6.49 (0.146, 0.145) 245
실시예 5 5 4.63 6.48 (0.145, 0.147) 255
실시예 6 6 4.61 6.43 (0.145, 0.146) 235
실시예 7 7 4.59 6.47 (0.146, 0.145) 240
비교예 1 EB2 4.95 6.05 (0.145, 0.145) 140
비교예 2 EB3 4.83 6.16 (0.146, 0.144) 165
비교예 3 EB4 6.11 5.63 (0.145, 0.145) 50
비교예 4 EB5 5.16 5.79 (0.144, 0.146) 95
비교예 5 EB6 5.21 5.85 (0.145, 0.145) 90
비교예 6 EB7 5.37 5.81 (0.144, 0.146) 80
비교예 7 EB8 5.27 5.84 (0.145, 0.146) 120
비교예 8 EB9 5.45 5.53 (0.145, 0.144) 130
비교예 9 EB10 5.53 5.42 (0.145, 0.144) 100
비교예 10 EB11 5.58 5.37 (0.146, 0.145) 90
비교예 11 EB12 5.88 5.24 (0.145, 0.146) 60
비교예 12 EB13 6.01 4.88 (0.145, 0.145) 35
비교예 13 EB14 6.25 4.95 (0.146, 0.144) 15
비교예 14 EB15 4.78 6.21 (0.145, 0.145) 195
비교예 15 EB16 4.76 6.18 (0.144, 0.146) 170
비교예 16 EB17 4.71 6.28 (0.146, 0.144) 210
비교예 17 EB18 4.73 6.29 (0.145, 0.145) 225
비교예 18 EB19 4.76 6.25 (0.144, 0.146) 230
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 화합물을 전자차단층으로 사용한 유기 발광 소자는, 유기 발광 소자의 효율, 구동 전압 및 안정성 면에서 우수한 특성을 나타내었다.
반면에, 화학식 1이 아닌 화합물을 전자차단층으로 사용한 유기 발광 소자는 구동 전압이 상승하고, 효율 및 수명이 저하되는 특성을 보였다.
구체적으로, 화학식 1의 페닐렌기에 결합된 나프틸렌기의 치환 위치가 다른 화합물(EB2 내지 EB4, EB6 및 EB7), 화학식 1의 Ar1 또는 Ar2가 N 포함 헤테로고리기인 화합물(EB5), 화학식 1의 나프틸렌에서 페닐렌기와 아민기가 서로 다른 고리에 치환된 화합물(EB8 및 EB9), 화학식 1의 Ar1 또는 Ar2가 시클로알킬기로 치환된 화합물(EB10 및 EB11), 화학식 1에서 페닐렌기가 추가의 치환기(중수소 제외)로 더 치환된 화합물(EB12 내지 EB14), 화학식 1에서 나프틸렌기 대신 페닐렌기가 구비된 화합물(EB15 및 EB16), Ar1 및 Ar2가 모두 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기 및 치환 또는 비치환된 플루오레닐기가 아닌 화합물(EB17, EB18 및 EB19)을 적용한 비교예 1 내지 15는 실시예 1 및 2에 비하여 구동 전압이 상승하고, 효율 및 수명이 저하되는 특성을 보였다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(전자차단층)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
1: 기판
2: 제1 전극
3: 발광층
4: 제2 전극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자수송층
9: 전자차단층
10: 정공차단층
11: 전자 주입 및 수송층

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112024011096939-pat00036

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족고리 2개 이상이 축합된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 O 또는 S를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    단, 상기 Ar1 및 Ar2는 시클로알킬기로 치환되지 않으며, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이고,
    a는 1 내지 4의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 각각 서로 같거나 상이하고,
    b는 1 내지 4의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2 이상의 R2는 각각 서로 같거나 상이하며,
    상기 화학식 1은 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기인 것인 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이고,
    Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기인 것인 화합물.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 하기 구조 중 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure 112024011096939-pat00037

    상기 구조에 있어서,
    R10 및 R11은 아릴기이고,
    상기 구조들은 추가의 중수소로 치환될 수 있으며,
    Figure 112024011096939-pat00038
    은 화학식 1에 결합되는 부분이다.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2인 것인 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure 112022020587235-pat00039

    [화학식 1-2]
    Figure 112022020587235-pat00040

    상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
    R1, R2, L1 내지 L3, Ar1, Ar2, a 및 b는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
    상기 화학식 1-1 및 1-2는 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1-1 내지 1-1-3 중 어느 하나인 것인 화합물:
    [화학식 1-1-1]
    Figure 112022020587235-pat00041

    [화학식 1-1-2]
    Figure 112022020587235-pat00042

    [화학식 1-1-3]
    Figure 112022020587235-pat00043

    상기 화학식 1-1-1 내지 1-1-3에 있어서,
    R1, R2, L1 내지 L3, Ar1, Ar2, a 및 b는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
    상기 화학식 1-1-1 내지 1-1-3은 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 화학식 1-2는 하기 화학식 1-2-1 내지 1-2-3 중 어느 하나인 것인 화합물:
    [화학식 1-2-1]
    Figure 112022020587235-pat00044

    [화학식 1-2-2]
    Figure 112022020587235-pat00045

    [화학식 1-2-3]
    Figure 112022020587235-pat00046

    상기 화학식 1-2-1 내지 1-2-3에 있어서,
    R1, R2, L1 내지 L3, Ar1, Ar2, a 및 b는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
    상기 화학식 1-2-1 내지 1-2-3은 추가의 중수소로 치환될 수 있다.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조 중 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure 112024011096939-pat00047




    상기 구조들은 추가로 중수소로 치환될 수 있다.
  10. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 3 및 5 내지 9 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111875592A (zh) * 2020-08-04 2020-11-03 吉林奥来德光电材料股份有限公司 化合物其制备方法以及有机发光器件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102252370B1 (ko) * 2007-12-03 2021-05-14 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 카바졸 유도체, 및 카바졸 유도체를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기
JP6370568B2 (ja) 2014-03-14 2018-08-08 出光興産株式会社 インク組成物、インク組成物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
KR101931250B1 (ko) * 2014-05-13 2018-12-20 제일모직 주식회사 화합물, 이를 포함하는 유기 광전자 소자 및 표시장치
KR102212984B1 (ko) * 2014-07-28 2021-02-05 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101984244B1 (ko) * 2015-09-09 2019-05-30 삼성에스디아이 주식회사 유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR20220003532A (ko) * 2019-04-30 2022-01-10 베이징 이터널 머터리얼 테크놀로지 씨오., 엘티디 화합물, 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 및 그 응용

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111875592A (zh) * 2020-08-04 2020-11-03 吉林奥来德光电材料股份有限公司 化合物其制备方法以及有机发光器件

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