KR20130052485A - 유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 광소자 및 이에 사용되는 유기발광화합물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 발광효율, 발광 휘도, 색순도 및 발광 수명을 구현할 수 있는 유기 발광 소자와 이에 사용되는 유기 발광 화합물 또는 태양광 발전용 광소자 및 이에 사용되는 광화합물에 관한 것으로, 특히 카바졸 및 아크리딘을 포함하는 유도체 및 이를 이용한 유기 광소자를 개발하여 전자수송층(ETM), 발광층(EML), 정공수송층(HTM) 등, 제1전극과 상기 제2전극 사이의 각종 유기막과 같이 다각적으로 쓰일 수 있는 물질을 개발하고, 효율 증가와 구동 전압의 감소와 같은 성능의 개선 및 OLED 재료로서의 능력을 극대화시킬 수 있다.

Description

유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자{ORGANIC LIGHT COMPOUND AND ORGANIC LIGHT DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 발광효율, 발광 휘도, 색순도 및 발광 수명을 구현할 수 있는 유기 발광 소자와 이에 사용되는 유기 발광 화합물 또는 태양광 발전용 광소자 및 이에 사용되는 광화합물에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질에 전기에너지를 가했을 때 빛이 나타나는 현상을 말한다. 즉, 양극(anode)과 음극(cathode) 사이에 유기물층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되고, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
유기 EL 소자에 대한 연구는 1950년대 Bernanose가 유기 색소를 함유한 고분자 박막에 높은 교류 전압을 인가하여 유기 박막으로부터 발광을 관측하였으며, 1965년 안트라센 단결정에 전류를 인가하여 일중항 여기자를 발생시켜 청색 형광을 얻었다.
유기 발광 소자를 효율적으로 만들기 위한 한 방법으로서 소자내의 유기물층을 단층 대신 다층 구조로 제조하는 연구가 진행되어 왔다. 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 전계 발광 소자가 제시 되었으며, 현재 사용되는 대부분의 유기 발광 소자는 기판, 양극, 선택적으로 양극으로부터 정공을 받아들이는 정공 주입층, 선택적으로 정공을 전달하는 정공 전달층, 정공과 전자가 재 결합하여 빛을 내는 발광층, 선택적으로 전자를 전달하는 전자 전달층, 음극으로부터 전자를 받아들이는 전자 주입층 및 음극으로 이루어져 있다.
이렇게 EL 소자를 다층으로 제작하는 이유는 정공과 전자의 이동속도가 상이하며, 따라서 적절한 정공 주입층 및 전달층, 전자 전달층 및 전자 주입층을 만들어 주면 정공과 전자가 효과적으로 전달 될 수 있으며, 소자 내 정공과 전자의 균형이 이루어져 발광 효율을 높일 수 있기 때문이다.
전자 주입층에서 주입된 전자와 정공 주입층에서 전달된 정공은 발광층에서 재결합하여 엑시톤을 형성하게 되며 일중항 여기 상태에서 기저 상태로 떨어지며 발광하는 것을 형광이라고 하고, 삼중항 여기 상태에서 기저 상태로 떨어지는 발광을 인광이라고 한다. 이론적으로 캐리어가 발광층에서 재결합하여 엑시톤이 발생될 때 일중항과 삼중항 여기자의 비율이 1:3의 비율로 발생되게 되며, 인광 발광을 이용할 경우 내부 양자 효율을 100%까지 가능하다.
일반적으로 인광 발광 호스트 재료로는 CBP(4,4-dicarbazolybiphenyl)등의 카바졸 고리 화합물 등이 사용되며, 인광 발광 게스트 재료로는 Ir, Pt 등의 중원자가 포함된 금속 착체 화합물이 널리 사용되고 있다.
그러나 현재 사용되는 인광 발광 호스트 재료인 CBP의 경우 Tg가 110℃ 정도로 낮으며, 소자 내의 결정화가 쉽게 일어나 유기 전계 발광 소자의 수명이 150시간 정도로 매우 짧은 문제점이 있다
유기 발광 소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자내 유기물층을 이루는 물질, 즉 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 발광 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정하고 효율적인 유기 발광 소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이며, 따라서 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 유기 광소자, 특히 유기 전계 발광소자에 적용할 수 있는 새로운 유기발광화합물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 신규 화합물을 포함하여 구동전압이 낮고, 발광효율, 휘도, 색순도, 열적 안정성 및 수명이 향상된 유기 전계 발광 소자 및 태양광 발전을 위한 유기 광소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자는 하기 화학식 F의 유기발광화합물을 기초로 한다:
<화학식 F>
Figure pat00001

[상기 화학식 F에서, L은 하기 구조에서 선택되며;
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004

A고리는
Figure pat00005
또는
Figure pat00006
이고;
M1, M2, M3 및 M4는 서로 독립적으로 H, D, F 또는 C1~C40의 알킬기이고;
Y1은
Figure pat00007
이고;
Y2는 H, D 또는
Figure pat00008
이고;
B고리는
Figure pat00009
또는
Figure pat00010
이고;
X는 -N(R11)-, -S-, -O- 또는 -Si(R12)(R13)-이며;
R1, R11, R12 및 R13은 독립적으로 치환 또는 비치환된(C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬이 하나 이상 융합된 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴, 치
환 또는 비치환된(C3-C30)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알키닐이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C30)알킬렌 또는 (C3-C30)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리, 단일환 또는 다환의 헤테로방향족고리를 형성할 수 있다.]
또 본 발명에 따른 유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자는 하기 화학식 1 내지 345에 해당하는 유기발광화합물을 기초로 한다.
본 발명에 따른 유기 광소자는 높은 발광 효율, 높은 발광 휘도, 높은 색순도 및 현저히 향상된 발광 수명을 제공하며,
아울러 본 발명은 이를 유기 발광 소자 및 유기 발광 화합물, 또는 태양광 발전을 위한 유기 광소자 및 광화합물을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 특히 특히 카바졸 및 아크리딘을 포함하는 유도체를 개발하여 전자수송층(ETM), 발광층(EML), 정공수송층(HTM) 등, 제1전극과 상기 제2전극 사이의 각종 유기막과 같이 다각적으로 쓰일 수 있는 물질을 제시하고, 효율 증가와 구동 전압의 감소와 같은 성능의 개선 및 OLED 재료로서의 능력을 극대화시킨 물질을 개발하고자 한다.
본 명세서에서 유기발광화합물은 유기 광소자에 사용되는 화합물이라는 의미로서 반드시 발광이 가능한 화합물로 그 범위가 한정되지 않으며, 그 적용 범위도 유기 발광층에 한정되지 않고, 전하 주입층 및 전하 수송층 등 유기 광소자를 구성하는 어느 층에나 모두 사용될 수 있다.
또 본 명세서에서 '광화합물' 및 '광소자'라는 용어는 사전적인 또는 관습적인 정의와 무관하게 본 발명이 유기 발광 소자 및 태양광 발전을 위한 소자에 모두 적용되는 경우를 고려하여, 이를 포괄하고자 선정한 용어이다.
본 발명의 제 1태양에 따르는 유기 광소자는, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 적어도 한 층의 유기막을 포함하는 유기 광소자로서, 상기 유기막이 하기 화학식 F의 유기발광화합물을 포함한다.
<<화학식 F>
Figure pat00011

[상기 화학식 F에서, L은 하기 구조에서 선택되며;
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014

A고리는
Figure pat00015
또는
Figure pat00016
이고;
M1, M2, M3 및 M4는 서로 독립적으로 H, D, F 또는 C1~C40의 알킬기이고;
Y1은
Figure pat00017
이고;
Y2는 H, D 또는
Figure pat00018
이고;
B고리는
Figure pat00019
또는
Figure pat00020
이고;
X는 -N(R11)-, -S-, -O- 또는 -Si(R12)(R13)-이며;
R1, R11, R12 및 R13은 독립적으로 치환 또는 비치환된(C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬이 하나 이상 융합된 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴, 치
환 또는 비치환된(C3-C30)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알키닐이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C30)알킬렌 또는 (C3-C30)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리, 단일환 또는 다환의 헤테로방향족고리를 형성할 수 있다.]
본 발명의 발명자는 상기 화학식 F의 유기발광화합물에 기초한 다양한 유도체를 개발하여 전자수송층(ETM), 발광층(EML), 정공수송층(HTM) 등, 제1전극과 상기 제2전극 사이의 각종 유기막으로 사용될 수 있는 유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자를 개발하고,
유기발광소자로 활용될 경우 효율 증가와 구동 전압의 감소와 같은 성능의 개선 및 OLED 재료로서의 능력을 극대화시킬 수 있고, 특히 발광 수명이 현저히 향상됨을 발견하였으며,
이를 태양광 발전을 위한 광소자 및 광화합물 분야에 응용 적용할 경우 우수한 발전 효율을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
이하에서는 화학식 F의 유기발광화합물을 유기 발광 소자와 관련하여 설명할 것이나, 이에 의하여 본 발명이 제한 해석 되어서는 안 된다.
상기 화학식 F의 유기발광화합물은 유기 광소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 유기막을 이루는 물질로 적합하다. 상기 화학식 F의 유기발광화합물은 유기 발광 소자의 유기막, 특히 정공수송층, 정공주입층 또는 발광층에 사용되기 적합하며 호스트 재료뿐만 아니라 도판트 재료로서도 사용된다. 상기 화학식 F의 유기발광화합물은 청색 내지 녹색인 색상을 제공하며 백색 발광 소자에 사용하기에 적합하다.
Y2가
Figure pat00021
이고,
B고리가
Figure pat00022
이고, X가 -S-, -O- 또는 -Si(R12)(R13)-인 경우,
Y1의
B고리는
Figure pat00023
또는
Figure pat00024
이고, X는 -N(R11)-인 것을 특징으로 하는 유기발광화합물.
상기 R1, R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 D, F, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴기 및 C5~C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 치환되거나 비치환되는 것이 바람직하다.
또 상기 R1, R11, R12 및 R13에 도입되는 치환기는 서로 독립적으로 D, F, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴기 및 C5~C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 제2치환기로 추가적으로 치환되거나; 또는 인접하는 기와 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하거나 스피로 결합을 하는 것이 바람직하다.
나아가 상기 R1, R11, R12 및 R13의 치환기는
D, F, 페닐기, 톨일기, 비페닐기, 펜타레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 비페닐레닐기, 안트라세닐기, 벤조안트라세닐기, 아즈레닐기, 헵타레닐기, 아세나프틸레닐기, 페나레닐기, 메틸안트릴기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 클로로페릴레닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 테트라페닐레닐기, 헥사페닐기, 헥사세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 트리나프틸레닐기, 헵타페닐기, 헵타세닐기, 플루오레닐기, 피란트레닐기, 오바레닐기, 카르바졸릴기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 티오페닐기, 인돌일기, 푸리닐기, 벤즈이미다졸일기, 퀴놀리닐기, 벤조티오페닐기, 파라티아지닐기, 피롤일기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 이미다졸리닐기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 트리아졸릴기, 테트라졸일기, 옥사디아졸릴기, 피리디닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 티안트레닐기(thianthrenyl), 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 옥시라닐기, 피롤리디닐기, 피라졸리디닐기, 이미다졸리디닐기, 피페리디닐기, 피페라지닐기, 모르폴리닐기, 디(C6-C50아릴)아미노기, 실레인기 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 바람직하다.
상기 아릴기는 방향족 고리 시스템을 갖는 1가 그룹으로서, 2 이상의 고리시스템을 포함할 수 있으며, 상기 2이상의 고리 시스템은 서로 결합 또는 축합된 형태로 존재할 수 있다. 상기 헤테로아릴기는 상기 아릴기 중 하나 이상의 탄소가 N, O, S, P, Si 및 Se로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 치환된 그룹을 가리킨다.
한편, 사이클로알킬기는 고리 시스템을 갖는 알킬기를 가리키며, 상기 헤테로사이클로알킬기는 상기 사이클로알킬기 중 하나 이상의 탄소가 N, O, S, P, Si 및 Se로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 치환된 그룹을 가리킨다.
상기 아릴기 및 헤테로아릴기의 하나 이상의 수소가 치환될 경우, 이들의 치환기는 C1-C50알킬기; C1-C50알콕시기; 비치환 또는 C1-C50알킬기 또는 C1-C50알콕시기로 치환된 C6-C50아릴기; 비치환 또는 C1-C50알킬기 또는 C1-C50알콕시기로 치환된 C2-C50헤테로아릴기; 비치환 또는 C1-C50알킬기 또는 C1-C50알콕시기로 치환된 C5-C50사이클로알킬기및 비치환 또는 C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기로 치환된 C5-C50헤테로사이클로알킬기, 또는 실레인기로 표시되는 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 제 1태양에 따르는 유기 광소자는, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 적어도 한 층의 유기막을 포함하는 유기 광소자이다.
본 발명의 유기 광소자에 사용되는 유기발광화합물은 하기 화학식 1 내지 345의 구조(이하 화학식들에서 '화학식'은 생략하고 숫자만 기재함)를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00025

Figure pat00026

Figure pat00027

Figure pat00028

Figure pat00029

Figure pat00030

Figure pat00031

Figure pat00032

Figure pat00033

Figure pat00034

Figure pat00035

Figure pat00036

Figure pat00037

Figure pat00038

Figure pat00039

Figure pat00040

Figure pat00041

Figure pat00042

Figure pat00043

Figure pat00044

Figure pat00045

Figure pat00046

Figure pat00047

상기 화학식 F의 화합물로 표시되는 본 발명에 따른 유기발광화합물은 통상의 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있으며,상기 화합물의 보다 상세한 합성 경로는 하기 합성예의 반응식들을 참조한다. 상기 화학식 F의 화합물은 유기 광소자의 유기막, 특히 정공수송층, 정공주입층 또는 발광층에 사용되기 적합하다. 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 구조는 매우 다양하다. 상기 제1전극과 제2전극 사이에 정공주입층, 정공수송층, 정공저지층, 전자저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 구현예는
먼저, 유기 발광 소자는 제1전극/정공주입층/발광층/전자수송층/전자주입층/제2전극으로 이루어진 구조를 가질 수 있고,
또 유기 발광 소자는 제1전극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/제2전극으로 이루어진 구조를 가질 수 있으며,
나아가 유기 발광 소자는 제1전극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공저지층/전자수송층/전자주입층/제2전극의 구조를 가질 수 있다.
이때, 상기 정공수송층, 정공주입층 및 발광층 중 하나 이상은 본 발명을 따르는 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명을 따르는 유기 광소자의 발광층은 적색, 녹색, 청색 또는 백색을 포함하는 인광 또는 형광 도펀트를 포함할 수 있다. 이 중, 상기 인광 도펀트는 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb 및 Tm으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 유기금속화합물일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르는 화합물은 발광층에서 형광 도펀트로도 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 따르는 유기 광소자의 제조 방법을 유기 광소자를 참조하여, 살펴보기로 한다. 먼저 기판 상부에 높은 일함수를 갖는 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의해 형성하여 제1전극을 형성한다. 상기 제1전극은 애노드(Anode)일 수 있다. 여기에서 기판으로는 통상적인 유기 광소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 제1전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.
다음으로, 상기 제1전극 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 정공주입층(HIL)을 형성할 수 있다.
진공증착법에 의하여 정공주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 증착온도 100 내지 500℃, 진공도 10-5 내지 10-3 torr, 증착속도 0.01 내지 100Å/sec, 막 두께는 통상 100Å 내지 1㎛ 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
스핀코팅법에 의하여 정공주입층을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위 에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 정공주입층 물질은 전술한 바와 같은 화학식 a를 갖는 화합물일 수 있다.
또는, 예를 들어, 미국특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 Advanced Material, 6, p.677(1994)에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류인 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB, 2-TNATA(4,4',4" -tris(N-(2-naphtyl)-N-phenylamino)triphenylamine:4,4 ,4 -트리스(N-(나프틸)-N-페닐아미노)트리페닐아민), 용해성이 있는 전도성 고분자인 Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산) 또는 PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), PANI/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS
(Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)) 등과 같은 공지된 정공주입 물질을 사용할 수 있다.
상기 정공주입층의 두께는 약 100Å 내지 10000Å, 바람직하게는 100Å 내지 1000Å일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 100Å 미만인 경우, 정공주입 특성이 저하될 수 있으며, 상기 정공주입층의 두께가 10000Å를 초과하는 경우, 구동전압이 상승할 수 있기 때문이다.
다르게는, 상기 정공주입층은 진공기상증착법에 의해 형성할 수 있다. 구체적인 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적인 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다. 예를 들어 DNTPD(N,N-bis-[4-(di-m-tolylamino)phenyl]-N,N -diphenylbiphenyl-4,4 -diamine) 등이 사용될 수 있다.
다음으로 상기 정공주입층 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 정공수송층(HTL)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 정공수송층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 정공수송층 물질은 전술한 바와 같은 화학식 a의 화합물을 포함할 수 있다. 또는, 예를 들어, N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등의 카르바졸 유도체, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 등의 방향족 축합환을 가지는 통상적인 아민 유도체 등과 같은 공지된 정공수송 물질을 사용할 수 있다.상기 정공수송층의 두께는 약 50Å 내지 1000Å, 바람직하게는 100Å 내지 600Å일 수 있다. 상기 정공수송층의 두께가 50Å 미만인 경우, 정공수송 특성이 저하될 수 있으며, 상기 정공수송층의 두께가 1000Å를 초과하는 경우, 구동전압이 상승할 수 있기 때문이다.
다음으로 상기 정공수송층 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(EML)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 발광층은 전술한 바와 같이 본 발명을 따르는 화학식 a의 화합물을 포함할 수 있다. 이 때, 화학식 a의 화합물은 적합한 공지의 호스트 재료와 함께 사용될 수 있거나, 공지의 도펀트 재료와 함께 사용될 수 있다.
상기 화학식 a의 화합물을 단독으로 사용하는 것도 가능하다. 호스트 재료의 경우, 예를 들면, Alq3(tris(8-hydroxy-quinolatealuminium) 또는 CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), 또는 PVK(폴리(n-비닐카바졸)) 등을 사용할 수 있다.
도펀트 재료의 경우, 형광 도펀트로서는 이데미츠사(Idemitsu사)에서 구입 가능한 IDE102, IDE105 및 하야시바라사에서 구입 가능한 C545T 등을 사용할 수 있으며, 인광 도펀트로서는 적색 인광 도펀트 PtOEP, UDC사의 RD61, 녹색 인광 도판트 Ir(PPy)3(PPy=2-phenylpyridine), 청색 인광 도펀트인 F2Irpic, UDC사의 적색 인광 도펀트 RD 61 등을 사용할 수 있다. MQD(N-methylquinacridone), 쿠마린(Coumarine)유도체 등도 사용할 수 있다.
도핑 농도는 특별히 제한 되지 않으나 통상적으로 호스트100 중량부를 기준으로 하여 상기 도펀트의 함량은 0.01 ~ 15 중량부이다.상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 1000Å, 바람직하게는 200Å 내지 600Å일 수 있다.
상기 발광층의 두께가 100Å 미만인 경우, 발광 특성이 저하될 수 있으며, 상기 발광층의 두께가 1000Å를 초과하는 경우, 구동전압이 상승할 수 있기 때문이다.
발광층에 발광 화합물이 인광 도펀트와 함께 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여, 상기 발광층 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 정공저지층(HBL)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 정공저지층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다. 사용가능한 공지의 정공저지재료, 예를 들면 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP 등을 들 수 있다.
상기 정공저지층의 두께는 약 50Å 내지 1000Å, 바람직하게는 100Å 내지 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 50Å 미만인 경우, 정공저지 특성이 저하될 수 있으며, 상기 정공저지층의 두께가 1000Å를 초과하는 경우, 구동전압이 상승할 수 있기 때문이다.상기 정공저지층이 생략될 경우 도 1b에 도시된 구조를 가지는 유기발광 소자가 얻어진다.
다음으로 전자수송층(ETL)을 진공증착법, 또는 스핀코팅법, 캐스트법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성한다.
진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 전자수송층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다. 상기 전자수송층 재료는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, Balq, PBD등과 같은 공지의 재료를 사용할 수도 있다.
상기 전자수송층의 두께는 약 100Å 내지 1000Å, 바람직하게는 200Å 내지 500Å일 수 있다. 상기 전자수송층의 두께가 100Å 미만인 경우, 전자수송 특성이 저하될 수 있으며, 상기 전자수송층의 두께가 1000Å를 초과하는 경우, 구동전압이 상승할 수 있기 때문이다.
또한 전자수송층 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자주입층(EIL)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
전자 주입층으로서는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자주입층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 전자주입층의 두께는 약 1Å 내지 100Å, 바람직하게는 5Å 내지 50Å일 수 있다. 상기 전자주입층의 두께가 1Å 미만인 경우, 전자주입 특성이 저하될 수 있으며, 상기 전자주입층의 두께가 100Å를 초과하는 경우, 구동전압이 상승할 수 있기 때문이다.
마지막으로 전자주입층 상부에 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법을 이용하여 제2전극을 형성할 수 있다.
상기 제2전극은 캐소드(Cathode)로 사용될 수 있다. 상기 제2전극 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 들 수 있다. 또한 전면 발광소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수도 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르는 유기 전계 발광 화합물은 상기 화학식 a로 표현될 수 있으며, 보다 구체적으로는 상기 화학식 1 내지 345로 표현될 수 있다. 상기 화합물들에 대한 구체적인 내용은 상술한 유기 발과 소자에 대하여 설명한 부분과 동일하다.
이하에서, 본 발명의 반응예 및 비교예를 구체적으로 예시하지만, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 이하의 반응예에서 중간체 화합물은 최종 생성물의 번호에 일련번호를 추가하는 방식으로 표기한다. 예를 들어, 화합물 1은 화합물 [1] 로 상기 화합물의 중간체 화합물은 [1-1] 등으로 표기한다. 본 명세서에서 화학물의 번호는 화학식의 번호로서 표기한다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 화합물은 화합물 1로 표기한다.
[반응 예 1] 화합물 [1]의 제조
Figure pat00048

중간체 화합물 [1-1]의 제조
2L 반응플라스크에 2-브로모-7-요오도-9,9-디메틸-9-플로렌 50g(0.125mol), 2-니트로페닐보론산 20.9g(0.125mol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐1.44g(1.25mmol)와 탄산칼륨 25.9g(0.187mol)을 넣고 1,4-디옥산 1.2L와 증류수 200mL 넣고 질소분위기에서 24시간 동안 환류교반한다. 반응 종료 후 에틸아세테이트로 추출하여 무수황산 마그네슘으로 건조하여 여과한다. 여과액은 감압 농축하여 실리카겔크로마토그라프로분리정제하여 미색고체의 중간체 화합물 [1-1] 40.1g (81%)을제조하였다.
중간체 화합물 [1-2]와 [1-3]의 제조
1L 반응플라스크에 중간체 화합물 [1-1] 40g(0.101mol), 트리에틸포스파이트52.7mL (0.303mol)을 넣고 큐멘500mL 넣고 질소분위기에서 24시간 동안 환류교반한다. 반응 종료 후 고진공을 이용하여 감압 농축하여 실리카겔크로마토그라프로분리정제하여 흰색고체의 중간체 화합물 [1-2] 14g(38%) 와 [1-3] 15g(41%)을제조하였다.
중간체화합물 [1-4], [1-5]의 제조
중간체 화합물 [1-2] 또는 [1-3] 10g(27.6mmol), 요오도벤젠11.3g (55.2mmol), 팔라듐(II) 아세테이트 124mg(0.552mmol), 포타슘 t-부톡시드3.98g(41.4mmol), 트리-t-부틸포스핀0.53mL (1.10mmol)을 넣고 톨루엔 250mLl를 넣고 질소를 흘려주면서 24시간동안 환류교반시켰다. 반응 종료 후 메탄올 200 mL을 첨가하여 결정화 시킨후 감압여과 한 고체를 실리카겔크로마토그라프로분리정제하여 미색고체의 중간체화합물 [1-4] 8.8g(72%), [1-5] 8.0g (66%)을제조하였다.
중간체화합물 [1-6]의 제조
중간체 화합물 [1-1]의 제조와 동일한 방법으로 중간체 화합물 [1-4], 2-니트로페닐보론산, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐, 탄산칼륨, 1,4-디옥산, 증류수를 사용하여 중간체 화합물 [1-6]5.0g을 제조하였다.
중간체화합물 [1-7], [1-8]의 제조
중간체 화합물 [1-3] 의 제조와 동일한 방법으로 트리에틸포스파이트, 큐멘을 사용하여중간체 화합물 [1-7] 2.1g(45%) 와 [1-8] 2.0g (43%)을제조하였다.
화합물 [1]의 제조
Figure pat00049

중간체 화합물 [1-4]의 제조와 동일한 방법으로 2-브로모피리딘, 팔라듐(II) 아세테이트, 포타슘 t-부톡시드, 트리-t-부틸포스핀, 톨루엔을 사용하여 흰색 고체의 목적화합물 [1] 1.5g (64%)을 제조하였다.
[반응 예 2] 화합물 [295]의 제조
Figure pat00050

중간체화합물 [295-1]의 제조
반응플라스크에 2-브로모-9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디히드로안트라센100g(0.317mol), 구리분말20.1g(0.317mol), 탄산칼륨 45.2g(0.317mol), 페닐에테르1L를넣고 질소분위기 180℃ 에서 24시간동안 교반한다. 반응종결 후 반응액을규조토를 이용해 여과한다. 여과액에 메탄올 3L를 가해 고체화시킨다. 고체를 여과하고 컬럼크로마토그라프로분리정제하여 노란색고체의중간체화합물 [295-1] 75g(64%)을제조하였다.
중간체화합물[295-2]의 제조
반응플라스크에 중간체화합물 [295-1] 75g(0.203mol), 무수테트라히드로퓨란1L을 넣고 상온교반시킨다. 0℃, 질소분위기에서 메틸마그네슘브로마이드(3.0M) 203mL(0.608mol)를 천천히 적가시키고상온으로승온하여12시간 동안 교반시킨다. 반응이 종료되면 반응액을 1N 염산 수용액에 붓고 에틸아세테이트로 추출한다. 유기층 분리 후 컬럼크로마토그라프로분리정제하여흰색고체의중간체화합물 [295-2] 61g(78%)을 제조하였다.
중간체화합물[295-3]의 제조
반응플라스크에 중간체 화합물[295-2] 60g(0.155mol)을디클로로메탄700mL로 교반하여 녹인다. 질소분위기에서 메탄술폰산31.3mL(0.465mol)을 넣고 상온교반한다. 반응종결 후 상수에 반응액을 천천히 넣어 교반 후 디클로로메탄으로 추출한다. 유기층 분리 후 컬럼크로마토그라프로분리정제하여노란색고체의 중간체화합물 [295-3] 43g(75%)을제조하였다.
화합물 [295]의 제조
Figure pat00051

화합물 [1]의 제조 방법과 동일한 방법으로 중간체 화합물 [295-3] 5.0g(13.6mmol), 브로모벤젠, 팔라듐(II) 아세테이트, 포타슘 t-부톡시드, 50% 트리-t-부틸포스핀,톨루엔을 사용하여 흰색고체의 목적화합물 [295]4.5g(75%)을제조하였다.
상기 반응예 1과 2의 방법으로 화합물 1내지 345를 제조하였으며 그결과를 하기 [제1표군(群)]에 나타내었다.
[제1표군(群)]
Figure pat00052

Figure pat00053

Figure pat00054

Figure pat00055

Figure pat00056

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Figure pat00073

Figure pat00074

Figure pat00075

비교예 1
하기 화학식 a로 표시되는 화합물 a를 인광 녹색 호스트로 사용하고, 하기 화학식 c로 표시되는 화합물을 인광 녹색 도판트로 사용하고, 2-TNATA(4,4’,4”-tris(N-naphthalen-2-yl)-N-phenylamino)-triphenylamine)을 정공주입층 물질로 사용하고, α-NPD(N,N’-di(naphthalene-1-yl)-N,N’-diphenylbenzidine)을 정공수송층 물질로 사용하여, 다음과 같은 구조를 갖는 유기발광소자를 제작하였다:ITO/2-TNATA(80nm)/α-NPD(30nm)/화합물a+화합물c(30nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(60nm).
애노드는코닝(Corning)사의 15Ω/cm2 (1000Å) ITO 유리기판을 50mm x 50mm x 0.7mm크기로잘라서아세톤이소프로필알콜과순수물속에서각 15분동안초음파세정한후, 30분동안 UV 오존세정하여사용하였다. 상기기판상부에2-TANATA를 진공 증착하여 80nm 두께의정공주입층을형성하였다. 상기정공주입층상부에, α-NPD를 진공 증착하여 30nm 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 상부에 화학식 a로 표시되는 화합물 a 및 화학식 c로 표시되는 화합물 c(8% 도핑)를 진공 증착하여 30nm두께의발광층을형성하였다. 이후, 상기발광층상부에 Alq3 화합물을30nm의두께로진공증착하여전자수송층을형성하였다. 상기전자수송층상부에LiF0.5nm(전자주입층)과 Al 60nm(캐소드)를순차적으로진공증착하여, 표3에표시된바와같은유기발광소자를제조하였다. 이를 비교샘플 1이라고 한다.
비교예2
하기 화학식 b로 표시되는 화합물 b를 인광 녹색 호스트로 사용하고, 하기 화학식 c로 표시되는 화합물 c를 인광 녹색 도판트로 사용하고, 2-TNATA(4,4’,4”-tris(N-naphthalen-2-yl)-N-phenylamino)-triphenylamine)을 정공주입층 물질로 사용하고, α-NPD(N,N’-di(naphthalene-1-yl)-N,N’-diphenylbenzidine)을 정공수송층 물질로 사용하여, 다음과 같은 구조를 갖는 유기발광소자를 제작하였다:ITO/2-TNATA(80nm)/α-NPD(30nm)/화합물b+화합물c(30nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(60nm).
애노드는 코닝(Corning)사의 15Ω/cm2 (1000Å) ITO 유리기판을 50mm x 50mm x 0.7mm크기로 잘라서 아세톤, 이소프로필알콜과 순수 물속에서 각 15분동안 초음파 세정한후, 30분동안 UV 오존세정하여 사용하였다. 상기 기판 상부에2-TANATA를 진공 증착하여 80nm 두께의 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층상부에, α-NPD를 진공 증착하여 30nm 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 상부에 화학식 a로 표시되는 화합물 b 및 화학식 c로 표시되는 화합물 c(8% 도핑)를 진공 증착하여 30nm두께의 발광층을 형성하였다. 이후, 상기 발광층상부에 Alq3 화합물을 30nm의 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. 상기 전자수송층상부에 LiF 0.5nm(전자주입층)과 Al 60nm(캐소드)를 순차적으로진공증착하여, 표3에 표시된 바와 같은 유기발광소자를 제조하였다. 이를 비교샘플2이라고한다.
비교예3
하기 화학식 d로 표시되는 화합물 d를 인광 적색 호스트로 사용하고, 하기 화학식 e로 표시되는 화합물 e를 인광 적색 도판트로 사용하고, 2-TNATA(4,4’,4”-tris(N-naphthalen-2-yl)-N-phenylamino)-triphenylamine)을 정공주입층 물질로 사용하고, α-NPD(N,N’-di(naphthalene-1-yl)-N,N’-diphenylbenzidine)을 정공수송층 물질로 사용하여, 다음과 같은 구조를 갖는 유기발광소자를 제작하였다:ITO/2-TNATA(80nm)/α-NPD(30nm)/화합물d+화합물e(30nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(60nm).
애노드는코닝(Corning)사의 15Ω/cm2 (1000Å) ITO 유리기판을 50mm x 50mm x 0.7mm크기로잘라서아세톤이소프로필알콜과순수물속에서각 15분동안초음파세정한후, 30분동안 UV 오존세정하여사용하였다. 상기기판상부에2-TANATA를 진공 증착하여 80nm 두께의정공주입층을형성하였다. 상기정공주입층상부에, α-NPD를 진공 증착하여 30nm 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 상부에 화학식 d로 표시되는 화합물 d 및 화학식 e로 표시되는 화합물 e(8% 도핑)를 진공 증착하여 30nm두께의발광층을형성하였다. 이후, 상기발광층상부에 Alq3 화합물을30nm의두께로진공증착하여전자수송층을형성하였다. 상기전자수송층상부에LiF0.5nm(전자주입층)과 Al 60nm(캐소드)를순차적으로진공증착하여, 표4에표시된바와같은유기발광소자를제조하였다. 이를비교샘플3이라고한다.
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078

Figure pat00079

실시예1~345
상기비교예 1 중, 발광층 인광 호스트 화합물로서화합물a 대신 상기 합성예에 개시된 화학식 1~345로 표시되는 화합물 1~345를 발광층 인광 녹색 호스트 화합물로 각각이용한 것을 제외하고는상기비교예 1과동일한방법으로 ITO/2-TNATA(80nm)/α-NPD(30nm)/[인광 녹색 호스트 화합물 1~345 중 하나+화합물c(8%)](30nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(60nm)의구조를갖는유기발광소자를제조하였다. 이를각각 샘플1 내지 345라고한다.
평가예1: 비교샘플1, 2및샘플 1~345의발광 특성평가
비교샘플 1, 2 및 샘플 1~345에 대하여, Keithley SMU 235, PR650를 이용하여 발광휘도, 발광효율, 발광피크를 각각 평가하여, 그 결과를 하기 [제2표군(群)]에 나타내었다. 상기 샘플들은 513~524nm 범위에서 녹색 발광피크 값을 보여주었다.
[제2표군(群)]
Figure pat00080

Figure pat00081

Figure pat00082

Figure pat00083

Figure pat00084

Figure pat00085

Figure pat00086

Figure pat00087

Figure pat00088

Figure pat00089

Figure pat00090

Figure pat00091

Figure pat00092

상기 [제2표군(群)]에 보여지는 바와 같이 샘플 1 내지345는 비교샘플 1, 2에 비하여 향상된 발광 특성을 나타내었다.
실시예 346~355
상기 비교예3 중, 발광층 인광 호스트 화합물로서 화합물d 대신 상기 합성예에 개시된 화학식 15, 51, 94, 134, 145, 194, 245, 278, 302, 332으로 표시되는 화합물 15, 51, 94, 134, 145, 194, 245, 278, 302, 332를 발광층 인광호스트 화합물로 각각 이용한 것을 제외하고는 상기 비교예3과 동일한 방법으로 ITO/2-TNATA(80nm)/α-NPD(30nm)/[인광 호스트 화합물 15, 51, 94, 134, 145, 194, 245, 278, 302, 332중하나+화합물e(8%)] (30nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(60nm)의 구조를 갖는 유기 발광소자를 제조하였다. 이를 각각 샘플346 내지 355라고 한다.
평가예2: 비교샘플 3 및 샘플 346~355의 발광 특성 평가
비교샘플 3 및 샘플346~355에 대하여, Keithley SMU 235, PR650를 이용하여 발광휘도, 발광효율, 발광피크를 각각 평가하여, 그 결과를 하기 [제3표]에 나타내었다. 상기 샘플들은 610~616nm 범위에서 적색 발광 피크값을 보여주었다
[제3표]
`
Figure pat00093
상기 [제3표]에 보여지는 바와 같이 샘플 347, 348, 349, 351, 352, 353, 354, 355는 비교샘플 3에 비하여 향상된 발광 특성을 나타내었다.
평가예3: 비교샘플 1, 2,및샘플 10외 19종의 수명 특성평가
비교샘플 1, 2 및 샘플 10외 19종에대하여, ENC technology사의 LTS-1004AC 수명 측정 장치를 이용하여 3500 nit를 기준으로 수명이 97%에 도달하는 시간을 측정 각각 평가하여, 그 결과를 하기 [제4표]에 나타내었다.
[제4표]
Figure pat00094

상기 [제4표]에 보여지는 바와 같이 샘플10외 19 종은 비교샘플 1, 2 에 비하여 향상된 수명 특성을 나타내었다.
평가예4: 비교샘플3 및 샘플 346~355의 수명 특성평가
비교샘플 3 및 샘플346~355에 대하여, ENC technology사의 LTS-1004AC 수명측정장치를 이용하여 3500 nit를 기준으로 수명이 97%에 도달하는 시간을 측정 각각 평가하여, 그 결과를 하기 [제5표]에 나타내었다.
Figure pat00095

상기 [제5표]에 보여지는 바와 같이 샘플346 내지 355는 비교샘플 3 에 비하여 향상된 수명 특성을 나타내었다
이상의 설명에서 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 F로 표시되는 유기발광화합물:
    <화학식 F>
    Figure pat00096



    [상기 화학식 F에서, L은 하기 구조에서 선택되며;
    Figure pat00097
    Figure pat00098
    Figure pat00099



    A고리는
    Figure pat00100
    또는
    Figure pat00101
    이고;
    M1, M2, M3 및 M4는 서로 독립적으로 H, D, F 또는 C1~C40의 알킬기이고;


    Y1은
    Figure pat00102
    이고;
    Y2는 H, D 또는
    Figure pat00103
    이고;


    B고리는
    Figure pat00104
    또는
    Figure pat00105
    이고;


    X는 -N(R11)-, -S-, -O- 또는 -Si(R12)(R13)-이며;
    R1, R11, R12 및 R13은 독립적으로 치환 또는 비치환된(C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬이 하나 이상 융합된 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴, 치
    환 또는 비치환된(C3-C30)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알키닐이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C30)알킬렌 또는 (C3-C30)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리, 단일환 또는 다환의 헤테로방향족고리를 형성할 수 있다.]
  2. 제 1 항에 있어서,
    Y2가
    Figure pat00106
    이고,
    B고리가
    Figure pat00107
    이고, X가 -S-, -O- 또는 -Si(R12)(R13)-인 경우,


    Y1의


    B고리는
    Figure pat00108
    또는
    Figure pat00109
    이고, X는 -N(R11)-인 것을 특징으로 하는 유기발광화합물.


    상기 R1, R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 D, F, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴기 및 C5~C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 치환되거나 비치환된 것을 특징으로 하는 유기발광화합물.
  3. 제 1 항에 있어서,


    상기 R1, R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 D, F, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴기 및 C5~C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 치환된 것을 특징으로 하는 유기발광화합물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 화학식 1 내지 345로 표시되는 것을 특징으로 유기발광화합물;


    Figure pat00110



    Figure pat00111



    Figure pat00112



    Figure pat00113



    Figure pat00114



    Figure pat00115



    Figure pat00116



    Figure pat00117



    Figure pat00118



    Figure pat00119



    Figure pat00120



    Figure pat00121



    Figure pat00122



    Figure pat00123



    Figure pat00124



    Figure pat00125



    Figure pat00126



    Figure pat00127



    Figure pat00128



    Figure pat00129



    Figure pat00130



    Figure pat00131



    Figure pat00132
  5. 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 적어도 한 층의 유기막을 포함하는 유기 광소자로서, 상기 유기막이 하기 화학식 F의 유기발광화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 광소자:
    <화학식 F>
    Figure pat00133



    [상기 화학식 F에서, L은 하기 구조에서 선택되며;
    Figure pat00134
    Figure pat00135
    Figure pat00136



    A고리는
    Figure pat00137
    또는
    Figure pat00138
    이고;
    M1, M2, M3 및 M4는 서로 독립적으로 H, D, F 또는 C1~C40의 알킬기이고;


    Y1은
    Figure pat00139
    이고;
    Y2는 H, D 또는
    Figure pat00140
    이고;


    B고리는
    Figure pat00141
    또는
    Figure pat00142
    이고;


    X는 -N(R11)-, -S-, -O- 또는 -Si(R12)(R13)-이며;
    R1, R11, R12 및 R13은 독립적으로 치환 또는 비치환된(C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬이 하나 이상 융합된 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴, 치
    환 또는 비치환된(C3-C30)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알키닐이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C30)알킬렌 또는 (C3-C30)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리, 단일환 또는 다환의 헤테로방향족고리를 형성할 수 있다.]
  6. 제 5 항에 있어서,
    Y2가
    Figure pat00143
    이고,
    B고리가
    Figure pat00144
    이고, X가 -S-, -O- 또는 -Si(R12)(R13)-인 경우,


    Y1의


    B고리는
    Figure pat00145
    또는
    Figure pat00146
    이고, X는 -N(R11)-인 것을 특징으로 하는 유기발광화합물.


    상기 R1, R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 D, F, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴기 및 C5~C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 치환되거나 비치환된 것을 특징으로 하는 유기 광소자.
  7. 제 5 항에 있어서,


    상기 R1, R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 D, F, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴기 및 C5~C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 치환된 것을 특징으로 하는 유기 광소자.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 화학식 1 내지 345로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기 광소자:


    Figure pat00147



    Figure pat00148



    Figure pat00149



    Figure pat00150



    Figure pat00151



    Figure pat00152



    Figure pat00153



    Figure pat00154



    Figure pat00155



    Figure pat00156



    Figure pat00157



    Figure pat00158



    Figure pat00159



    Figure pat00160



    Figure pat00161



    Figure pat00162



    Figure pat00163



    Figure pat00164



    Figure pat00165



    Figure pat00166



    Figure pat00167



    Figure pat00168



    Figure pat00169
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