KR20170043439A - 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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KR20170043439A
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Abstract

본 발명은 유기 전계 발광 화합물, 및 이를 포함하는 호스트 재료, 전자 버퍼 재료, 전자 전달 재료 및 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 화합물을 사용함으로써, 유기 전계 발광 소자는 분자간 스태킹(intermolecular stacking) 및 상호작용(interaction)에 의하여 빠른 전자 전류 특성을 확보하고, 이에 따라 구동 전압이 낮고/낮거나 우수한 발광효율 및/또는 효율적인 수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.

Description

유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{Organic Electroluminescent Compounds and Organic Electroluminescent Devices Comprising the Same}
본 발명은 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
전계 발광 소자(electroluminescence device: EL 소자)는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. 1987년 이스트만 코닥(Eastman Kodak)사는 발광층 형성용 재료로서 저분자인 방향족 디아민과 알루미늄 착물을 이용하고 있는 유기 EL 소자를 처음으로 개발하였다[참조: Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987].
유기 전계 발광 소자(organic electroluminescence device)는 유기 발광 재료에 전기를 가해 전기 에너지를 빛으로 바꾸는 소자로서, 통상 양극(애노드), 음극(캐소드), 및 이들 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 유기 전계 발광 소자의 유기물층은 필요에 따라, 정공 주입층, 정공 전달층, 정공 보조층, 발광 보조층, 전자 차단층, 발광층(호스트 및 도판트 재료 포함), 전자 버퍼층, 정공 차단층, 전자 전달층, 전자 주입층 등을 포함할 수 있다. 상기 유기물층에 사용되는 재료는 기능에 따라 정공 주입 재료, 정공 전달 재료, 정공 보조 재료, 발광 보조 재료, 전자 차단 재료, 발광 재료, 전자 버퍼 재료, 정공 차단 재료, 전자 전달 재료, 전자 주입 재료 등으로 나뉠 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자에서는 전압 인가에 의해 양극에서 정공이, 음극에서 전자가 발광층에 주입되고, 정공과 전자의 재결합에 의해 에너지가 높은 엑시톤이 형성된다. 이 에너지에 의해 유기 발광 화합물이 여기 상태로 되며, 유기 발광 화합물의 여기 상태가 기저 상태로 돌아가면서 에너지를 빛으로 방출하여 발광하게 된다.
유기 전계 발광 소자의 발광 재료는 소자의 발광 효율을 결정하는 가장 중요한 요인으로서, 발광 재료는 양자 효율이 높고 전자와 정공의 이동도가 커야 하고, 형성된 발광 재료층은 균일하고 안정해야 한다. 이러한 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색 또는 적색 발광 재료로 나뉘고, 추가로 황색 또는 주황색 발광 재료도 있다. 또한, 발광 재료는 기능적인 측면에서 호스트 재료와 도판트 재료로 구분될 수 있다. 최근에 고효율 및 장수명의 유기 전계 발광 소자의 개발이 시급한 과제로 대두되고 있는데, 특히 중대형 OLED 패널에서 요구하고 있는 EL 특성 수준을 고려해 볼 때 기존의 발광 재료에 비해 매우 우수한 재료의 개발이 시급한 실정이다. 이를 위하여 고체 상태의 용매 및 에너지 전달자 역할을 하는 호스트 물질은 순도가 높고, 진공 증착이 가능하도록 적당한 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 또한 유리 전이 온도와 열 분해 온도가 높아 열적 안정성이 있고, 장수명화를 위해 높은 전기화학적 안정성을 가지며, 무정형 박막을 형성하기 용이하고, 인접한 다른 층의 재료들과는 접착력이 좋은 반면 층간 이동은 하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 전자 버퍼층은 패널 제작 공정에서 고온에 노출시 소자 내의 전류 특성이 변하여 발광 휘도의 저하가 발생할 수 있는 문제를 개선하기 위한 층으로서 전자 버퍼층에 포함되는 화합물의 특성이 중요하다. 뿐만 아니라 전자 버퍼층에 사용되는 화합물은 전자 끌어 당김(electron withdrawing) 특성 및 전자친화도LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 값에 의한 전자 주입 조절 역할을 하는 것이 바람직하며, 이를 통하여 유기 전계 발광 소자의 효율 및 수명을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
한편, 종래에는 Alq3와 같은 발광 기능을 가진 유기 금속 착체가 전자 이동 능력이 우수하여 유기 전계 발광 소자에서 전자 전달 재료로서 사용되었다. 그러나, Alq3은 다른 층으로 이동한다는 것이 문제가 되었고 청색 발광 소자에 사용되는 경우 색순도가 저하되는 문제점이 있었다. 따라서, 상기한 문제점이 없으면서도 전자 친화도가 높아 유기 전계 발광 소자에 사용되는 경우 빠른 전자 이동 특성을 보여 발광 소자가 높은 발광 효율을 나타낼 수 있는 새로운 전자 전달 재료가 요구되고 있다.
미국 등록특허공보 제8,968,887호는 페난트렌 화합물을 치환체로서 포함하는 호스트 재료를 개시하고 있으나, 상기 문헌에 개시된 호스트 화합물은 트리페닐렌을 모핵으로서 반드시 포함해야 한다.
한국 공개특허공보 제10-2013-42901호는 페난트로(4,3-b)티오펜, 페난트로(4,3-b)푸란 또는 페난트로(4,3-b)피롤을 기본 골격으로 하는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 개시하고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2014-57439호는 벤조나프토(2,3-d)푸란 또는 벤조나프토(2,3-d)티오펜 골격의 헤테로고리 화합물을 정공 전달 재료 또는 호스트로서 사용한 유기 발광 소자를 개시하고 있다.
미국 등록특허공보 제8,968,887호 (2015. 3. 3 발행) 한국 공개특허공보 제10-2013-42901호 (2013. 4. 29 발행) 한국 공개특허공보 제10-2014-57439호 (2014. 5. 13 발행)
본 발명의 목적은 구동전압이 낮고/낮거나 전류 효율 및 전력 효율이 우수하며/우수하거나, 구동 수명이 현저히 개선된 유기 전계 발광 소자를 제조하는데 효과적인 유기 전계 발광 화합물을 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 본 발명자들은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물이 상술한 목적을 달성함을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
X는 O, S, 또는 CR11R12이고,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이며,
여기서, R1 내지 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노이고; 단, R1 내지 R4 중 어느 하나가 트리페닐레닐인 경우는 제외하고,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이거나; 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 대체될 수 있으며,
a 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고, b 및 c는 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고,
상기 헤테로아릴은 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다.
상기 화합물은 이들 특유의 융합 위치 때문에 다양한 치환체와 결합함으로써, 정공 전달층 (HTL), 발광층 (EML), 전자 버퍼층 (증착된 소자에서 전자 전달층과 발광층 사이에 증착된 화합물), 및 전자 전달층에 사용될 수 있다. 이들 중에서, 본 발명자는 본원 화합물이 발광층, 전자 전달층, 전자 버퍼층, 또는 전자 전달층과 전자 버퍼층에 사용될 때 탁월한 소자 성능을 실현하는 것을 발견하였다.
한편, OLED에서 전하가 전달되는 동안, 전하 전달 재료의 화합물이 약한 결합을 갖는다면, 예측하지 못한 성능 저하의 가능성이 있다. 이러한 성능 저하를 극복하기 위한 해결책 중의 하나는 분자 구조를 견고하게 하는 것이다(Adv. Mater. 2013, 25, 2114-2129 참조). 본원에 따른 화합물의 코어 구조는 자유롭게 회전하지 않는 견고한 방향족 네트워크를 갖는 것이다. 본 발명자는 화학식 1의 코어 구조가 OLED에서 탁월한 성능을 나타내는 것으로 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본원에 따른 화합물을 호스트 재료, 전자 버퍼 재료 또는 전자 전달 재료로 사용함으로써, 유기 전계 발광 소자는 분자간 스태킹(intermolecular stacking) 및 상호작용(interaction)에 의하여 빠른 전자 전류 특성을 확보할 수 있다. 이에 따라 구동 전압이 낮고/낮거나 우수한 발광 효율 및/또는 효율적인 수명 특성을 확보할 수 있는 유기 전계 발광 소자를 구현하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 코어 구조 A에 대해 컴퓨터를 이용한 모델링의 결과를 나타낸 도면이다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 이는 설명을 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하는 방법으로 해석되어서는 안 된다.
본원에서 "유기 전계 발광 화합물"은 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있는 화합물을 의미하며, 필요에 따라 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 층에 포함될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 화학식 1에서, X는 O, S, 또는 CR11R12이다. 여기서, R11 및 R12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이거나; 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 대체될 수 있다. R11 및 R12는 바람직하게는, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬이고, 더욱 바람직하게는, 각각 독립적으로 비치환된 (C1-C10)알킬이며, 예를 들면 메틸일 수 있다.
상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이다. 여기서, R1 내지 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노이고, 단, R1 내지 R4 중 어느 하나가 트리페닐레닐인 경우는 제외한다. R1 내지 R4는, 바람직하게는, 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C25)아릴아미노이고, 더욱 바람직하게는, 수소, 치환된 (C6-C18)아릴, 치환된 (5-18원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 디- (C6-C18)아릴아미노이며, 예를 들면, 수소, 치환된 트리아진일, 치환된 페닐, 치환된 나프틸, 치환된 플루오레닐, 치환된 카바졸릴, 치환된 페녹사진일, 치환된 페노티아진일, 또는 치환 또는 비치환된 디(C6-C15)아릴아미노일 수 있다.
상기 화학식 1에서, a 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고, b 및 c는 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이다. a 내지 d는, 바람직하게는 각각 독립적으로 1이다.
또한, 상기 화학식 1에서, 헤테로아릴은 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 바람직하게는, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
상기 화학식 2 내지 4에서, X, R1 내지 R4, 및 a 내지 c는 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
상기 화학식 2 내지 4에서, L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이고, 바람직하게는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴렌이며, 더욱 바람직하게는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌, 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴렌이다. 예를 들면, L1은 단일 결합, 비치환된 페닐렌, 비치환된 나프틸렌, 또는 치환된 플루오레닐렌일 수 있고, L2는 단일 결합 또는 비치환된 페닐렌일 수 있으며, L3은 비치환된 카바졸릴렌일 수 있다.
상기 화학식 2에서, X1 내지 X3은 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, 단, X1 내지 X3 중 하나 이상은 N이며, 바람직하게는 X1 내지 X3 중 둘 이상이 N이다.
상기 화학식 2에서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고, 바람직하게는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴이며, 더욱 바람직하게는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴이며, 예를 들면 치환 또는 비치환된 페닐, 비치환된 비페닐, 비치환된 나프틸, 치환된 플루오레닐, 치환된 카바졸릴, 또는 비치환된 디벤조푸란일일 수 있다.
상기 화학식 3 및 4에서, W, Y 및 Z는 각각 독립적으로 단일 결합, O, S, NR13, 또는 CR14R15이고, 바람직하게는 단일 결합, O, S, 또는 NR13이다. 예를 들면, W는 NR13일 수 있고, Y는 단일 결합일 수 있으며, Z는 단일 결합, O, 또는 S일 수 있다.
여기서, R13 내지 R15는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이거나; R14 및 R15는 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 대체될 수 있고, 바람직하게는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴이고, 더욱 바람직하게는 비치환된 (C6-C12)아릴이고, 예를 들면 비치환된 페닐일 수 있다.
상기 화학식 3 및 4에서, n 및 m은 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수이다.
상기 화학식 2 내지 4에서, e는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 1이다.
상기 화학식 3 및 4에서, f, g, 및 h는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고, 바람직하게는 1 또는 2의 정수이다.
상기 화학식 3 및 4에서, R5 내지 R7은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나, 인접한 치환체와 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 대체될 수 있고, 바람직하게는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴이거나, 인접한 치환체와 서로 연결되어 치환된 (C3-C25)의 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-20원)헤테로아릴이거나, 인접한 치환체와 서로 연결되어 치환된 (C5-C18) 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있다. 예를 들면, R5 내지 R7은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 페닐, 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴이거나, 인접한 치환체 및 기본 골격과 융합하여 메틸로 치환된 플루오레닐을 형성할 수 있다.
본원에서 "(C1-C30)알킬"은 쇄를 구성하는 탄소수가 1 내지 30개인 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 의미하고, 여기에서 탄소수는 바람직하게는 1 내지 20개, 더 바람직하게는 1 내지 10개이다. 상기 알킬의 구체적인 예로서, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸 및 tert-부틸 등이 있다. 본원에서 "(C3-C30)시클로알킬"은 환 골격 탄소수가 3 내지 30개인 단일환 또는 다환 탄화수소를 의미하고, 상기 탄소수는 바람직하게는 3 내지 20개, 더 바람직하게는 3 내지 7개이다. 상기 시클로알킬의 예로서, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실 등이 있다. 본원에서 "(3-7원) 헤테로시클로알킬"은 환 골격 원자수가 3 내지 7개, 바람직하게는 5 내지 7개이고, B, N, O, S, Si 및 P로 이루어진 군, 바람직하게는 O, S 및 N로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 시클로알킬을 의미하고, 예를 들어, 테트라히드로푸란, 피롤리딘, 티올란, 테트라히드로피란 등이 있다. 본원에서 "(C6-C30)아릴(렌)"은 환 골격 탄소수가 6 내지 30개인 방향족 탄화수소에서 유래된 단일환 또는 융합환계 라디칼을 의미하고, 상기 탄소수는 바람직하게는 6 내지 20개, 더 바람직하게는 6 내지 15개이다. 상기 아릴은 스피로 구조를 가진 것을 포함한다. 상기 아릴의 예로서 페닐, 비페닐, 터페닐, 나프틸, 비나프틸, 페닐나프틸, 나프틸페닐, 플루오레닐, 페닐플루오레닐, 벤조플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 페난트레닐, 페닐페난트레닐, 안트라세닐, 인데닐, 트리페닐레닐, 피레닐, 테트라세닐, 페릴레닐, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란테닐, 스피로비플루오레닐 등이 있다. 본원에서 "(3-30원) 헤테로아릴(렌)"은 환 골격 원자수가 3 내지 30개이고, B, N, O, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 아릴기를 의미한다. 헤테로원자수는 바람직하게는 1 내지 4개이고, 단일 환계이거나 하나 이상의 벤젠환과 축합된 융합환계일 수 있으며, 부분적으로 포화될 수도 있다. 또한, 본원에서 상기 헤테로아릴(렌)은 하나 이상의 헤테로아릴 또는 아릴기가 단일 결합에 의해 헤테로아릴기와 연결된 형태도 포함하며, 스피로 구조를 가진 것도 포함한다. 상기 헤테로아릴의 예로서, 푸릴, 티오펜일, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아진일, 테트라진일, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 푸라잔일, 피리딜, 피라진일, 피리미딘일, 피리다진일 등의 단일 환계 헤테로아릴, 벤조푸란일, 벤조티오펜일, 이소벤조푸란일, 디벤조푸란일, 디벤조티오펜일, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 벤조인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 벤조카바졸릴, 디벤조카바졸릴, 페녹사진일, 페노티아진일, 페난트리딘일, 벤조디옥솔릴, 디하이드로아크리디닐 등의 융합 환계 헤테로아릴 등이 있다. 본원에서 "할로겐"은 F, Cl, Br 및 I 원자를 포함한다.
또한, 본원에 기재되어 있는 "치환 또는 비치환"이라는 기재에서 "치환"은 어떤 작용기에서 수소 원자가 다른 원자 또는 다른 작용기 (즉, 치환체)로 대체되는 것을 뜻한다. 본원의 R1 내지 R7, R11 내지 R15, Ar1, Ar2, 및 L1 내지 L3에서 치환된 알킬, 치환된 아릴(렌), 치환된 헤테로아릴(렌), 치환된 시클로알킬, 치환된 알콕시, 치환된 트리알킬실릴, 치환된 디알킬아릴실릴, 치환된 알킬디아릴실릴, 치환된 트리아릴실릴, 치환된 모노- 또는 디-알킬아미노, 치환된 모노- 또는 디-아릴아미노, 치환된 알킬아릴아미노, 및 치환된 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리의 치환체는 각각 독립적으로 중수소; 할로겐; 시아노; 카르복실; 니트로; 히드록시; (C1-C30)알킬; 할로(C1-C30)알킬; (C2-C30)알케닐; (C2-C30)알키닐; (C1-C30)알콕시; (C1-C30)알킬티오; (C3-C30)시클로알킬; (C3-C30)시클로알케닐; (3-7원)헤테로시클로알킬; (C6-C30)아릴옥시; (C6-C30)아릴티오; (C1-C30)알킬 및/또는 (C6-C30)아릴로 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴; (C6-C30)아릴, (5-30원)헤테로아릴, 및/또는 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴; 트리(C1-C30)알킬실릴; 트리(C6-C30)아릴실릴; 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴; (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴; 아미노; 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노; (C1-C30)알킬로 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬카보닐; (C1-C30)알콕시카보닐; (C6-C30)아릴카보닐; 디(C6-C30)아릴보로닐; 디(C1-C30)알킬보로닐; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴보로닐; (C6-C30)아르(C1-C30)알킬; 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이며, 바람직하게는, 각각 독립적으로 (C1-C20)알킬; (C1-C20)알킬 및/또는 (C6-C25)아릴로 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴; (C6-C30)아릴, (5-25원)헤테로아릴 및/또는 디(C6-C30)아릴아미노로 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴; (C1-C20)알킬로 치환 또는 비치환된 디(C6-C25)아릴아미노; 및 (C1-C20)알킬(C6-C25)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이며, 더욱 바람직하게는 각각 독립적으로 (C1-C10)알킬; (C1-C10)알킬 및/또는 (C6-C25)아릴로 치환 또는 비치환된 (6-25원)헤테로아릴; (C6-C25)아릴, (6-25원)헤테로아릴 및/또는 디(C6-C18)아릴아미노로 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴; (C1-C10)알킬로 치환 또는 비치환된 디(C6-C18)아릴아미노; 및 (C1-C10)알킬(C6-C20)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이며, 예를 들면, 메틸; 디페닐플루오레닐, 카바졸릴 및/또는 디페닐아미노로 치환 또는 비치환된 페닐; 비치환된 비페닐; 비치환된 나프틸; 메틸 및/또는 페닐로 치환된 플루오레닐; 페닐로 치환 또는 비치환된 카바졸릴; 비치환된 디벤조푸란일; (C6-C25)아릴 및/또는 (6-18원)헤테로아릴로 치환된 트리아진일; 나프틸로 치환된 피리미디닐; 및 메틸로 치환 또는 비치환된 디(C6-C18)아릴아미노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
또한, 본원은 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 화합물, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 개시한다.
상기 유기 전계 발광 화합물은 본원의 유기 전계 발광 화합물 단독으로 이루어질 수 있고, 유기 전계 발광 재료에 포함되는 통상의 물질들을 추가로 포함하는 혼합물 또는 조성물일 수 있다.
본원에 따른 유기 전계 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층을 갖고, 상기 유기물 층은 상기 화학식 1의 유기 전계 발광 화합물을 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 제1 전극과 제2 전극 중 하나는 애노드이고, 다른 하나는 캐소드일 수 있다. 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 정공 주입층, 정공 전달층, 정공 보조층, 발광 보조층, 전자 전달층, 전자 버퍼층, 전자 주입층, 계면층(interlayer), 정공 차단층 및 전자 차단층에서 선택되는 1층 이상을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 정공 보조층 또는 상기 발광 보조층은 정공 전달층과 발광층 사이에 위치할 수 있고, 이들은 정공의 전달 속도를 조절할 수 있는 층이다. 상기 정공 보조층 또는 상기 발광 보조층은 유기 전계 발광 소자의 효율 및/또는 수명의 개선 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본원의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 호스트 재료, 전자 버퍼 재료 및 전자 전달 재료 중 하나 이상으로서 유기 전계 발광 소자에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본원의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층에 호스트 재료로서 포함될 수 있다. 바람직하게는 상기 발광층은 하나 이상의 도판트를 포함할 수 있으며, 필요한 경우, 본원의 화학식 1의 유기 전계 발광 화합물 이외의 다른 화합물을 제2 호스트 재료로 추가로 포함할 수도 있다. 이 때 제1 호스트 재료와 제2 호스트 재료의 중량비는 1:99 내지 99:1 범위이다. 상기 발광층의 호스트 화합물에 대한 도판트 화합물의 도핑농도가 20 중량% 미만인 것이 바람직하다.
상기 제2 호스트 재료는 공지된 인광 호스트라면 어느 것이든 사용 가능하며, 바람직하게는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00014
상기 화학식 5에서,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이고, 단, A1 및 A2의 치환기는 질소 함유 헤테로아릴이 아니고;
L은 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌이고;
Y1 내지 Y16은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알키닐, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C60)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 또는 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노이거나; 인접한 치환기끼리 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있고, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자로 대체될 수 있다.
상기 화학식 5의 화합물은 하기 화학식 6 내지 9 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 6] [화학식 7]
Figure pat00015
[화학식 8] [화학식 9]
Figure pat00016
상기 화학식 6 내지 9에서, A1, A2, L 및 Y1 내지 Y16은 화학식 5에서 정의된 바와 같다.
화학식 5 내지 9에서, A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴인 것이 바람직하며, 각각 독립적으로 시아노, 할로겐, (C1-C6)알킬, (C6-C12)아릴 또는 트리(C6-C12)아릴실릴로 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴인 것이 더욱 바람직하다. 예를 들면, A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 비페닐, 치환 또는 비치환된 터페닐, 치환 또는 비치환된 나프틸, 치환 또는 비치환된 플루오레닐, 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐, 치환 또는 비치환된 페난트레닐, 치환 또는 비치환된 안트라세닐, 치환 또는 비치환된 인데닐, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐, 치환 또는 비치환된 피레닐, 치환 또는 비치환된 테트라세닐, 치환 또는 비치환된 페릴레닐, 치환 또는 비치환된 크라이세닐, 치환 또는 비치환된 페닐나프틸, 치환 또는 비치환된 나프틸페닐, 및 치환 또는 비치환된 플루오란테닐로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 여기서, 상기 치환된 페닐 등의 치환기는 시아노, 할로겐, (C1-C6)알킬, (C6-C12)아릴, 또는 트리(C6-C12)아릴실릴일 수 있다.
화학식 5 내지 9에서, Y1 내지 Y16은 각각 독립적으로 수소, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C10)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴, 치환 또는 비치환된 (5-20원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 트리(C6-C12)아릴실릴인 것이 바람직하고, 각각 독립적으로 수소; 시아노; (C1-C10)알킬; 시아노, (C1-C10)알킬 또는 트리(C6-C12)아릴실릴로 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴; (C1-C10)알킬, (C6-C15)아릴 또는 트리(C6-C12)아릴실릴로 치환 또는 비치환된 (5-20원)헤테로아릴; 또는 (C1-C10)알킬로 치환 또는 비치환된 트리(C6-C12)아릴실릴인 것이 더욱 바람직하다. 예를 들면, Y1 내지 Y16은 각각 독립적으로 수소; 시아노; (C1-C6)알킬; 시아노, (C1-C6)알킬 또는 트리페닐실릴로 치환 또는 비치환된, 페닐, 비페닐, 터페닐 또는 나프틸; (C1-C6)알킬, 페닐, 비페닐, 나프틸, 또는 트리페닐실릴로 치환 또는 비치환된, 디벤조티오펜일 또는 디벤조푸란일; 또는 (C1-C6)알킬로 치환 또는 비치환된 트리페닐실릴일 수 있다.
화학식 5 내지 9에서, L은 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌이고, 바람직하게는 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C15)아릴렌이고, 더욱 바람직하게는 단일 결합; 또는 시아노, (C1-C6)알킬 또는 트리(C6-C12)아릴실릴로 치환 또는 비치환된 (C6-C15)아릴렌이며, 예를 들면 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌, 치환 또는 비치환된 나프틸렌, 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌일 수 있다.
또한, L은 단일 결합이거나 하기 화학식 10 내지 22 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00017
[화학식 16] [화학식 17] [화학식 18] [화학식 19]
Figure pat00018
[화학식 20] [화학식 21] [화학식 22]
Figure pat00019
상기 화학식 10 내지 22에서, Xi 내지 Xp는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알키닐, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C60)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 또는 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노이거나; 인접한 치환기끼리 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소, 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자로 대체될 수 있고;
Figure pat00020
은 연결 위치를 나타낸다. 상기 Xi 내지 Xp는 바람직하게는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노, (C1-C10)알킬, (C3-C20)시클로알킬, (C6-C12)아릴, (C1-C6)알킬디(C6-C12)아릴실릴, 또는 트리(C6-C12)아릴실릴일 수 있고; 더 바람직하게는 각각 독립적으로 수소, 시아노, (C1-C6)알킬, 또는 트리(C6-C12)아릴실릴일 수 있다.
상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
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Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
본 발명의 화합물을 호스트로 사용했을때 도판트로는 하나 이상의 인광 도판트를 사용할 수 있다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 적용되는 인광 도판트 재료는 특별히 제한되지는 않으나, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 구리(Cu) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 착체 화합물이 바람직하고, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 구리(Cu) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오르토 메탈화 착체 화합물이 더욱 바람직하며, 오르토 메탈화 이리듐 착체 화합물이 더더욱 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 포함되는 인광 도판트로 하기 화학식 100 내지 102로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 100] [화학식 101] [화학식 102]
Figure pat00074
상기 화학식 100 내지 102에서,
Ld 는 하기 구조에서 선택되고;
Figure pat00075
R100은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬이며;
R101 내지 R109, 및 R111 내지 R123은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 시아노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이고; R106 내지 R109는 인접 치환기가 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 융합고리를 형성할 수 있는데, 예를 들어 치환 또는 비치환된 디벤조푸란 형성이 가능하며; R120 내지 R123은 인접 치환기가 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 융합 고리를 형성할 수 있는데, 예를 들어 치환 또는 비치환된 퀴놀린 형성이 가능하며;
R124 내지 R127은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이고; R124 내지 R127은 인접 치환기가 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 융합고리를 형성할 수 있는데, 예를 들어 치환 또는 비치환된 플루오렌, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조푸란 형성이 가능하며;
R201 내지 R211은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이고, R208 내지 R211은 인접 치환기가 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 융합 고리를 형성할 수 있는데, 예를 들어 치환 또는 비치환된 디벤조푸란, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜 형성이 가능하며;
r 및 s는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며; r 또는 s가 2 이상의 정수인 경우 각각의 R100은 서로 동일하거나 상이할 수 있고;
t는 1 내지 3의 정수이다.
상기 인광 도판트 재료의 구체적인 예로는 다음과 같다.
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
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본 발명에 따른 유기 전계 발광 화합물은 당업자에게 공지된 합성 방법으로 제조할 수 있으며, 예를 들면 하기 반응식 1에 따라 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00101
상기 반응식 1에서, X는 O, S, 또는 CR11R12이고, Het-La는 화학식 1에서의 R4의 정의와 동일하고, R1, R2, R3, R4, a, b, c 및 e는 화학식 1 내지 4에서의 정의와 동일하며, Hal는 할로겐으로, 예를 들면 Cl 또는 Br이다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따르면, 본원 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 전자 버퍼 재료를 제공한다. 상기 전자 버퍼 재료는 전하의 흐름 특성을 제어하는 재료를 가리킨다. 이에, 상기 전자 버퍼 재료는 예를 들어, 전자를 트랩(trap)하거나, 전자를 블로킹(blocking)하거나, 또는 전자 전달 대역과 발광층 사이의 에너지 장벽을 낮추는 것일 수 있다. 상기 전자 버퍼 재료는 구체적으로는, 유기 전계 발광 소자의 전자 버퍼 재료일 수 있다. 유기 전계 발광 소자에서 상기 전자 버퍼 재료는 전자 버퍼층에 사용되거나, 전자 전달 대역 또는 발광층과 같은 다른 영역에 혼입되어 사용될 수 있다. 상기 전자 버퍼 재료는 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 통상의 물질을 추가로 포함하는 혼합물 또는 조성물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 본원 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 전자 전달 재료를 제공한다. 상기 전자 전달 재료는 음극으로부터 전자를 발광층으로 원활히 전달하고 발광층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제하여 발광층 내의 정공과 전자의 재결합 기회를 증가시키는 역할을 하는 것으로, 전자 친화성이 우수한 재료를 가리킨다. 상기 전자 전달 재료는 구체적으로는, 유기 전계 발광 소자의 전자 전달 재료일 수 있다. 유기 전계 발광 소자에서 상기 전자 전달 재료는 전자 전달층에 사용되거나, 전자 주입층, 발광층, 또는 전자 버퍼층과 같은 다른 영역에 혼입되어 사용될 수 있다. 상기 전자 전달 재료는 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 통상의 물질을 추가로 포함하는 혼합물 또는 조성물일 수 있다.
본 발명은 또 다른 일 양태에 따르면, 본원의 유기 전계 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 유기 전계 발광 소자는 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 발광층; 및 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이의 전자 전달 대역을 포함할 수 있는데, 상기 전자 전달 대역에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함될 수 있다. 또한, 상기 유기 전계 발광 소자는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 전자 버퍼층을 추가로 포함할 수 있는데, 상기 전자 버퍼층에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함될 수 있다.
제1 전극, 제2 전극, 및 발광층을 포함하는 유기 전계 발광 소자에서 전자 버퍼층이 발광층과 제2 전극 사이에 삽입됨으로써 전자 버퍼층의 LUMO 에너지 값에 의한 전자 주입 조절에 따른 효율 및 수명 연관성 확보에 중점을 둘 수 있다.
전자 버퍼층 및 전자 전달 대역은 발광층과 제2 전극 사이에 삽입되는데, 전자 버퍼층은 발광층과 전자 전달 대역 사이에 설치될 수 있고, 전자 전달 대역과 제2 전극 사이에 설치될 수도 있다.
본 발명에서 전자 전달 대역이란 소자 내에서 제2 전극에서 발광층으로 전자를 전달하는 대역을 의미한다. 상기 전자 전달 대역은 전자 전달성 화합물, 환원성 도판트, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 상기 전자 전달성 화합물은 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아디아졸계 화합물, 페릴렌계 화합물, 안트라센계 화합물, 알루미늄 착물, 및 갈륨 착물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 환원성 도판트는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 이들의 할로겐화물, 이들의 산화물, 및 이들의 착체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 또한, 상기 전자 전달 대역은 전자 전달층, 전자 주입층 또는 이들 둘 다를 포함할 수 있다. 상기 전자 전달층 및 전자 주입층 각각은 2 이상의 층으로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 유기 전계 발광 소자의 모식적인 단면도를 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 유기 전계 발광 소자의 구성 및 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 유기 전계 발광 소자(100)는 기판(101), 상기 기판(101) 상에 형성된 제1 전극(110), 상기 제1 전극(110) 상에 형성된 유기층(120) 및 상기 제1 전극(110)과 대향하며 상기 유기층(120) 상에 형성된 제2 전극(130)을 포함한다.
상기 유기층(120)은 정공 주입층(122), 상기 정공 주입층(122) 상에 형성된 정공 전달층(123), 상기 정공 전달층(123) 상에 형성된 발광층(125), 상기 발광층(125) 상에 형성된 전자 버퍼층(126), 및 상기 전자 버퍼층(126) 상에 형성된 전자 전달 대역(129)을 포함하고, 상기 전자 전달 대역(129)은 상기 전자 버퍼층(126) 상에 형성된 전자 전달층(127) 및 상기 전자 전달층(127) 상에 형성된 전자 주입층(128)을 포함한다.
기판(101)은 통상적인 유기 전계 발광 소자에서 사용되는 유리 기판, 플라스틱 기판 또는 금속 기판일 수 있다.
상기 제1 전극(110)은 애노드(anode)일 수 있고, 높은 일 함수를 갖는 물질로 형성할 수 있다. 제1 전극(110)용 물질의 예로는 인듐주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 주석 산화물(Tin Oxide: TO), 인듐아연 산화물(Indium Zinc Oxide: IZO), 인듐주석아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide: ITZO) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 상기 제1 전극(110)은 공지된 다양한 방법, 예를 들어, 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 코어 구조 A 에 대해 컴퓨터를 이용한 모델링의 결과를 나타낸 것이다.
전자 버퍼층은 유기 전계 발광 소자에 삽입됨으로써 LUMO 에너지 값에 따른 발광층과 전자 전달 대역 간에 친화도 (affinity) 차이로 인해 전자의 주입 및 전달을 조절할 수 있다.
상기 전자 버퍼층(126)의 두께는 1 nm 이상일 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 전자 버퍼층(126)의 두께는 2 내지 100 nm일 수 있다. 상기 전자 버퍼층(126)은 발광층(125)의 상부에 진공 증착법, 습식 공정, 레이저 전사법 등과 같은 공지의 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 화합물을 전자 전달 재료 또는 전자 버퍼 재료로 사용했을 때, 유기 전계 발광 소자에 포함되는 발광층은 호스트와 도판트를 포함할 수 있다. 상기 호스트 화합물은 인광성 호스트 화합물 또는 형광성 호스트 화합물일 수 있고, 상기 도판트 화합물은 인광성 도판트 화합물 또는 형광성 도판트 화합물일 수 있다.
형광 호스트 재료로는 안트라센 유도체, 알루미늄 착체, 루브렌 유도체, 아릴아민 유도체 등을 사용할 수 있고, 안트라센 유도체를 사용하는 것이 바람직하다.
본원 발명의 형광 호스트 재료로는 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
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형광 도판트 재료로는 파이렌 계열, 아미노플루오렌 계열, 아미노안트라센 계열, 아미노크리센 계열 등의 유도체를 사용할 수 있고, 파이렌 유도체를 사용하는 것이 바람직하다.
본원 발명의 형광 도판트 재료로는 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
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발광층(125)이 호스트 및 도판트를 포함할 경우, 도판트는 발광층의 도판트와 호스트 전체에 대하여 약 25 중량% 미만, 바람직하게는 17 중량% 미만으로 도핑될 수 있다. 상기 발광층(125)의 두께는 약 5 nm 내지 약 100 nm, 바람직하게는 약 10 nm 내지 약 60 nm일 수 있다. 상기 발광층(125)은 발광이 이루어지는 층이고, 단일층이거나 2층 이상의 층으로 할 수 있다. 상기 발광층(125)을 2 층 이상의 층으로 할 경우, 각 발광층들은 서로 다른 색을 발광하도록 할 수 있다. 예를 들어, 청색, 적색, 녹색을 각각 발광하는 3개의 발광층(125)을 형성함으로써 백색 발광 소자를 제작할 수 있다. 상기 발광층(125)은 정공 전달층(123) 상부에 진공 증착법, 습식 공정, 레이저 전사법 등과 같은 공지의 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 정공 주입층 또는 정공 전달층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 정공 주입층(122)에 사용되는 물질로는 공지된 정공 주입 재료를 사용할 수 있다. 그 예로는, 구리프탈로시아닌 등과 같은 프탈로시아닌 화합물, MTDATA (4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트리페닐아민), 2-TNATA (4,4',4"-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민), N1,N1'-([1,1'-비페닐]-4,4'-디일)비스(N1-(나프탈렌-1-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민), Pani/DBSA (폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 Pani/PSS (폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 정공 주입층(122)은 하기 화학식 200의 화합물을 사용하여 형성될 수 있다.
[화학식 200]
Figure pat00111
상기 화학식 200에서, R은 시아노(-CN), 니트로(-NO2), 페닐술포닐(-SO2(C6H5)), 시아노 또는 니트로 치환된 (C2-C5) 알케닐, 및 시아노 또는 니트로로 치환된 페닐로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 화학식 200의 화합물은 결정화되는 특성이 있고, 이에, 상기 화합물을 사용하면 정공 주입층(122)이 강도를 가질 수 있다.
상기 정공 주입층(122)은 단일층으로 하거나 2층 이상의 층으로 할 수 있다. 2층 이상의 층으로 할 경우, 그 중 하나의 층에 상기 화학식 200의 화합물을 사용할 수 있다. 상기 정공 주입층(122)의 두께는 약 1 nm 내지 약 1,000 nm, 바람직하게는 약 5 내지 100 nm일 수 있다. 상기 정공 주입층(122)은 제1 전극(110) 상부에 진공 증착법, 습식 공정, 레이저 전사법 등과 같은 공지의 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 정공 주입층에 포함되는 정공 주입 재료로는 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00112
상기 정공 전달층(123)에 사용되는 물질로는 공지된 정공 전달 재료를 사용할 수 있다. 그 예로는 방향족 아민계 유도체, 특히 TPD(N,N'-비스-(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐벤지딘), N4,N4,N4',N4'-테트라([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민과 같은 비페닐디아민계 유도체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 전달층에 포함되는 정공 전달 재료로는 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00113
상기 정공 전달층(123)은 단일층으로 하거나 2층 이상의 층으로 할 수 있다. 상기 정공 전달층(123)의 두께는 약 1 nm 내지 약 100 nm, 바람직하게는 약 5 내지 80 nm일 수 있다. 상기 정공 전달층(123)은 정공 주입층(122) 상부에 진공 증착법, 습식 공정, 레이저 전사법 등과 같은 공지의 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
정공 전달 재료로서 HOMO 특성 및 음이온 안정성(anion stability)이 향상된 재료를 사용하는 경우, 수명이 상대적으로 떨어지는 전자 버퍼층이 포함된 유기 전계 발광 소자에서도 정공 전달층이 안정됨에 따라 소자의 수명 특성이 함께 개선되는 효과를 보인다. 즉, 정공 전달층의 정공 전달 재료로서 HOMO 특성 및 음이온 안정성이 향상된 재료와 HOMO 특성 및 음이온 안정성이 취약한 재료를 사용한 경우를 비교하였을 때, HOMO 특성 및 음이온 안정성이 향상된 재료를 사용한 경우 전자 버퍼층을 구성하는 재료군에 따른 수명 편차가 상대적으로 적어 수명이 상대적으로 떨어지는 전자 버퍼층을 사용한 경우에도 수명 특성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
전자 전달층(127)에는 본원의 화합물 이외에, 공지된 전자 전달 재료를 포함할 수 있다. 그 예로는 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아디아졸계 화합물, 페릴렌계 화합물, 안트라센계 화합물, 알루미늄 착물, 갈륨 착물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 전달층에 포함되는 전자 전달 재료로는 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00114
Figure pat00115
바람직하게는, 상기 전자 전달층(127)은 전자 전달성 화합물과 환원성 도판트를 포함하는 혼합층으로 할 수 있다. 상기와 같이 혼합층으로 할 경우, 전자 전달성 화합물이 음이온으로 환원되므로 발광 매체에 전자를 주입 및 전달하기 용이해진다.
상기 전자 전달층(127)을 혼합층으로 할 경우, 상기 전자 전달성 화합물은 특별히 제한되지 않으며, 전술한 공지의 전자 전달 재료를 사용할 수 있다.
상기 환원성 도판트는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 이들의 할로겐화물, 이들의 산화물, 이들의 착체 등일 수 있다. 상기 환원성 도판트의 구체적인 예로는, 리튬 퀴놀레이트, 소듐 퀴놀레이트, 세슘 퀴놀레이트, 칼륨 퀴놀레이트, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, BaF2가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 전달층(127)의 두께는 약 5 nm 내지 약 100 nm, 바람직하게는 약 10 nm 내지 약 60 nm일 수 있다. 상기 전자 전달층(127)은 전자 버퍼층(126) 상부에 진공 증착법, 습식 공정, 레이저 전사법 등과 같은 공지의 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 전자 주입층(128)에 사용되는 물질로는 공지된 전자 주입 재료를 사용할 수 있다. 그 예로는 리튬 퀴놀레이트, 소듐 퀴놀레이트, 세슘 퀴놀레이트, 칼륨 퀴놀레이트, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, BaF2가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입층(128)의 두께는 약 0.1 nm 내지 약 10 nm, 바람직하게는 약 0.3 nm 내지 약 9 nm일 수 있다. 상기 전자 주입층(128)은 전자 전달층(127) 상부에 진공 증착법, 습식 공정, 레이저 전사법 등과 같은 공지의 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 전자 주입층에 포함되는 전자 주입 재료로는 리튬 퀴놀린 착체 금속을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00116
상기 제2 전극(130)은 캐소드(cathode)일 수 있고, 낮은 일 함수를 갖는 물질로 형성할 수 있다. 제2 전극(130)용 물질의 예로는 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 세슘(Cs), 리튬(Li) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 상기 제2 전극(130)은 공지된 다양한 방법, 예를 들어, 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 형성될 수 있다.
상기 도 1의 유기 전계 발광 소자는 본원의 내용이 당업자에게 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 일 구현예일 뿐, 본 발명이 해당 구현예에 한정되어서는 안되며, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1의 유기 전계 발광 소자에서 발광층 및 전자 버퍼층을 제외한, 정공 주입층과 같은 일 임의 구성 요소가 생략될 수 있다. 또한, 일 임의 구성 요소가 추가될 수 있다. 상기 추가될 수 있는 일 구성 요소의 예로는 n-도핑층 및 p-도핑층과 같은 불순물층을 들 수 있다. 또한, 상기 불순물층을 사이에 두고, 양쪽에 하나씩 발광층을 두어 유기 전계 발광 소자를 양면 발광형으로 할 수 있고, 이 때, 양쪽의 발광층이 서로 다른 색을 발광하도록 할 수도 있다. 또한, 상기 제1 전극을 투명 전극으로 하고, 상기 제2 전극을 반사 전극으로 하여 배면 발광형 유기 전계 발광 소자로 하거나, 상기 제1 전극을 반사 전극으로 하고 상기 제2 전극을 투과 전극으로 하여 전면 발광형 유기 전계 발광 소자로 할 수도 있다. 또한, 기판 위에, 캐소드, 전자 전달층, 발광층, 정공 전달층, 정공 주입층, 애노드의 순서로 적층하여 인버티드(inverted) 형태의 유기 전계 발광 소자로 할 수도 있다.
본래 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 및 HOMO (highest occupied molecular orbital) 에너지 값은 음수의 값을 가지나, 본원에서 LUMO 에너지 값 및 HOMO 에너지 값은 편의상 그 절대값으로 나타낸다. 또한, LUMO 에너지 값의 크기를 비교함에 있어서도 그 절대값을 기준으로 비교한다.
본원 발명에서 LUMO 에너지 값은 다양한 공지의 방법에 의해 용이하게 측정될 수 있다. 통상적으로, cyclic voltammetry 또는 자외선 광전자 분광학(UPS)을 이용하여 LUMO 에너지 값을 측정한다. 따라서, 당업자라면 본 발명의 LUMO 에너지 값의 관계를 만족하는 전자 버퍼층, 호스트 물질, 및 전자 전달 대역을 용이하게 파악하여 본 발명을 구현할 수 있다. HOMO 에너지 값도 LUMO 에너지 값과 동일한 방식으로 용이하게 측정될 수 있다.
전자 버퍼층의 LUMO 에너지 값은 밀도 함수 이론 (Density Functional Theory, DFT) 계산에 의한 값에 의한다. 상기 전자 버퍼층의 LUMO 에너지 값(Ab)과 호스트의 LUMO 에너지 값(Ah)의 관계에 따른 결과는 전자 버퍼층의 전체적인 LUMO 에너지 군에 따른 대체적인 소자의 경향성을 설명하기 위한 것이며, 특정 유도체의 고유 특성 및 재료의 안정성에 따라 상기 결과와 다른 결과가 나타날 수 있다.
상기 전자 버퍼층은 청색, 적색, 녹색 등 모든 색을 발광하는 유기 전계 발광 소자에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 청색 발광(즉, 주 피크 파장이 430 내지 470 nm, 바람직하게는 450 nm 대)을 하는 유기 전계 발광 소자에 포함될 수 있다.
이하에서, 본 발명의 상세한 이해를 위하여 본 발명의 대표 화합물을 들어 본 발명에 따른 화합물의 제조 방법 및 이의 물성을 나타내었다. 그러나, 본 발명은 하기의 예들에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 화합물 C-1의 제조
Figure pat00117
1) 화합물 1-1의 제조
반응용기에 1-브로모다이벤조티오펜 (CAS: 65642-94-6, 19.4 g, 73.7 mmol), 4-클로로-2-포밀벤젠보론산 (15 g, 81.7 mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐 (3.4 g, 3.0 mmol), 탄산나트륨 (19.5 g, 184 mmol), 톨루엔 400 mL, 에탄올 100 mL 및 증류수 100 mL를 첨가한 후 140℃에서 3 시간 동안 교반하였다. 반응 용액에 증류수를 넣어 반응을 종료하고, 에틸아세테이트로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 클로로포름에 생성물을 녹인 후 실리카겔에 여과하여 얻어진 화합물 1-1을 다음 반응에 추가 정제 없이 사용하였다.
2) 화합물 1-2의 제조
반응용기에 화합물 1-1 (24 g, 74 mmol), (메톡시메틸)트라이페닐포스포늄 클로라이드 (38 g, 111 mmol) 및 테트라하이드로푸란 500 mL을 넣고, 반응 혼합물을 5분간 교반한 후 포타슘 t-부톡사이드 (1M in THF, 111mL)를 0℃ 조건 하에서 천천히 적가하였다. 천천히 온도를 올려 3 시간 동안 상온에서 교반하였다. 반응 용액에 증류수를 넣어 반응을 종료하고, 에틸아세테이트로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 클로로포름에 생성물을 녹인 후 실리카겔에 여과하여 얻어진 화합물 1-2를 다음 반응에 추가 정제 없이 사용하였다.
3) 화합물 1-3의 제조
반응용기에 화합물 1-2 (26 g, 74 mmol), Eaton's reagent (4 mL) 및 염화벤젠 400 mL을 넣고 2시간 동안 환류하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 메틸렌클로라이드(MC)로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-3 (16.3 g, 66 %)를 얻었다.
4) 화합물 1-4의 제조
반응용기에 화합물 1-3 (10.5 g, 33 mmol), 비스(피나콜레이토)다이보란 (10 g, 39.6 mmol), 트리스(다이벤질리딘아세톤)다이팔라듐 (1.3 g, 1.65 mmol), 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐(s-phos) (1.4 g, 3.3 mmol), 아세트산 칼륨 (9.7 g, 99 mmol) 및 1,4-다이옥산 150 mL를 첨가한 후 140℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 상온으로 냉각하고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-4 (14.3 g, 99 %)를 얻었다.
5) 화합물 C-1의 제조
반응용기에 화합물 1-4 (7.2 g, 17.6 mmol), 2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 (CAS: 3842-55-5, 4.7 g, 17.6 mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐 (1.0 g, 0.88 mmol), 탄산칼륨 (6 g, 44 mmol), 톨루엔 60 mL, 에탄올 20 mL 및 증류수 20 mL를 첨가한 후 140℃에서 3 시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 혼합물을 메탄올에 적가하여 생성된 고체를 여과하였다. 생성된 고체는 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 화합물 C-1 (7 g, 77 %)를 얻었다.
[실시예 2] 화합물 C-21의 제조
Figure pat00118
반응용기에 화합물1-4 (6.0 g, 14.6 mmol), 2-(4-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 (CAS: 23449-08-3, 5.2 g, 13.3 mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐 (0.77 g, 0.67 mmol), 탄산칼륨 (4.6 g, 36.5 mmol), 톨루엔 60 mL, 에탄올 20 mL 및 증류수 20 mL를 첨가한 후 140℃에서 3 시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 석출된 고체를 증류수와 메탄올로 세척하였다. 얻어진 화합물은 생성된 고체는 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 화합물 C-21 (4.4 g, 56%)를 얻었다.
[실시예 3] 화합물 C-31의 제조
Figure pat00119
반응용기에 화합물 1-3 (4 g, 12.5 mmol), 9-페닐-9H,9'H-[3,3']바이카바졸릴 (CAS: 1060735-14-9, 5.1 g, 23 mmol), 트리스(다이벤질리딘아세톤)다이팔라듐 (0.46 g, 0.50 mmol), 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐(s-phos) (0.41 g, 1.00 mmol), 소듐 t-부톡사이드 (2.4 g, 25.1 mmol) 및 o-자일렌 70 mL를 첨가한 후 170℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 혼합물을 메탄올에 적가하여 생성된 고체를 여과하였다. 생성된 고체는 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 화합물 C-31 (6.9 g, 80 %)를 얻었다.
[실시예 4] 화합물 C-42의 제조
Figure pat00120
반응용기에 화합물 1-4 (7.2 g, 17.6 mmol), 2-(3-브로모페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진 (CAS: 864377-31-1, 4.7 g, 17.6 mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐 (1.0 g, 0.88 mmol), 탄산칼륨 (6.0 g, 44 mmol), 톨루엔 60 mL, 에탄올 20 mL 및 증류수 20 mL를 첨가한 후 140℃에서 3 시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 석출된 고체를 증류수와 메탄올로 세척하였다. 얻어진 화합물은 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 화합물 C-42 (5.7 g, 84 %)를 얻었다.
상기 합성된 화합물 C-1, C-21, C-31 및 C-42의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00121
이하에서, 본 발명의 상세한 이해를 위하여 본 발명의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 발광 특성을 설명한다.
[비교예 1] 전자 버퍼층을 포함하지 않는 청색 발광 유기 전계 발광 소자의 제조
OLED 소자를 다음과 같이 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 상의 투명전극 ITO 박막(10Ω/□)을, 아세톤, 에탄올 및 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 화합물 HI-1을 넣고 챔버 내의 진공도가 10-7 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 ITO 기판 위에 60 nm 두께의 제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HI-2을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 주입층 위에 5 nm 두께의 제2 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HT-1을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제2 정공 주입층 위에 20 nm 두께의 제1 정공 전달층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HT-2를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 5 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층 및 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 호스트로서 화합물 BH-1을 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 화합물 BD-1을 각각 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트와 도판트의 합계량에 대해 도판트를 2중량%로 도핑함으로써 상기 제2 정공 전달층 위에 20 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 상기 발광층 위에 전자 전달층으로서 한쪽 셀에 화합물 ETL-1을 넣고, 또 다른 셀에는 화합물 EIL-1를 각각 넣은 후, 두 물질을 같은 속도로 증발시켜 50 중량%로 도핑함으로써 상기 발광층 위에 35 nm의 전자 전달층을 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로서 화합물 EIL-1를 상기 전자 전달층 위에 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED 소자를 제조하였다. 재료 별로 각 화합물은 10-6 torr 하에서 진공 승화 정제하여 사용하였다.
이상과 같이 제조된 유기 전계 발광 소자의 1,000 nits 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, CIE 색좌표, 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency) 및 2,000 nits 휘도 기준 정전류에서 휘도가 100%부터 90%까지 도달하는데 걸린 시간(수명; T90)의 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
[소자 제조예 1] 본 발명에 따른 화합물을 전자 버퍼 재료로 포함하는 청색 발광 유기 전계 발광 소자의 제조
소자 제조예 1에서는, 전자 전달층의 두께를 25 nm로 줄이고 발광층과 전자 전달층 사이에 전자 버퍼층 5 nm를 삽입한 것 외에는 비교예 1과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하고 평가하였다. 소자 제조예 1에서 제조된 유기 전계 발광 소자의 평가 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
[표 2]
Figure pat00122
상기 표 2로부터, 소자 제조예 1은 본 발명의 전자 버퍼 재료의 빠른 전자 전류 특성으로 인하여, 전자 버퍼 재료가 없는 비교예 1에 비해, 높은 효율 및 우수한 수명 특성을 가짐을 알 수 있다.
[비교예 2] 종래의 전자 전달 재료를 포함하는 청색 발광 유기 전계 발광 소자의 제조
비교예 2에서는, 전자 전달층과 전자 주입층을 다음과 같이 변경한 것 이외에는 비교예 1과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하였다. 전자 전달 재료로서 한쪽 셀에 화합물 ETL-2를 넣고 증발시켜 33 nm 두께의 전자 전달층을 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EIL-1를 4 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 80 nm의 두께로 증착하여 OLED 소자를 제조하였다. 재료 별로 각 화합물은 10-6 torr 하에서 진공 승화 정제하여 사용하였다.
이상과 같이 제조된 유기 전계 발광 소자의 1,000 nits 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, CIE 색좌표 및 외부 양자 효율의 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다.
[소자 제조예 2] 본 발명에 따른 화합물을 전자 전달 재료로 포함하는 청색 발광 유기 전계 발광 소자의 제조
소자 제조예 2에서는, 전자 전달 재료를 하기 [표 3]에 나타낸 바와 같이 변경한 것 외에는 비교예 2와 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하고 평가하였다. 소자 제조예 2의 유기 전계 발광 소자의 평가 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다.
[표 3]
Figure pat00123
[비교예 3] 종래의 전자 전달 재료를 포함하는 청색 발광 유기 전계 발광 소자의 제조
비교예 3에서는, 전자 전달층과 전자 주입층을 다음과 같이 변경한 것 외에는 비교예 2와 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하였다. 전자 전달 재료로서 한쪽 셀에 화합물 ETL-2을 넣고, 또 다른 셀에는 화합물 EIL-1를 각각 넣은 후, 두 물질을 같은 속도로 증발시켜 50중량%로 도핑함으로써 35 nm의 전자 전달층을 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EIL-1를 2 nm 두께로 증착하였다.
이상과 같이 제조된 유기 전계 발광 소자의 1,000 nits 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, CIE 색좌표 및 외부 양자 효율의 결과를 하기 [표 4]에 나타내었다.
[소자 제조예 3] 본 발명에 따른 화합물을 전자 전달 재료로 포함하는 청색 발광 유기 전계 발광 소자의 제조
소자 제조예 3에서는, 전자 전달 재료를 하기 [표 4]에 나타낸 바와 같이 변경한 것 외에는 비교예 3과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하고 평가하였다. 소자 제조예 3의 유기 전계 발광 소자의 평가 결과를 하기 [표 4]에 나타내었다.
[표 4]
Figure pat00124
상기 표 3 및 4로부터, 소자 제조예 2 및 3은 본 발명의 전자 전달 재료의 빠른 전자 전류 특성으로 인하여, 비교예 2 및 3 에 비해, 높은 효율을 가짐을 알 수 있다.
[소자 제조예 4] 본 발명에 따른 화합물을 전자 전달 재료로 포함하고, 전자 버퍼층을 포함하지 않은 청색 발광 유기 전계 발광 소자의 제조
소자 제조예 4에서는, 전자 전달 재료를 화합물 C-42 변경한 것 외에는 비교예 1과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 유기 전계 발광 소자의 1,000 nits 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, CIE 색좌표, 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency) 및 2,000 nits 휘도 기준 정전류에서 휘도가 100%부터 90%까지 도달하는데 걸린 시간(수명; T90)의 결과를 하기 [표 5]에 나타내었다.
[소자 제조예 5 내지 7] 본 발명에 따른 화합물을 전자 전달 재료로 포함하고, 전자 버퍼층을 포함하는 청색 발광 유기 전계 발광 소자의 제조
소자 제조예 5 내지 7에서는, 전자 전달층의 두께를 25 nm로 줄이고 발광층과 전자 전달층 사이에 전자 버퍼층 5 nm를 삽입한 것 외에는 소자 제조예 4와 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하고 평가하였다. 소자 제조예 5 내지 7에서 제조된 유기 전계 발광 소자의 평가 결과를 하기 [표 5]에 나타내었다.
[표 5]
Figure pat00125
소자 제조예 5 내지 7에서는, 전자 전달 재료를 화합물 C-42로 고정한 채, 상이한 전자 버퍼 재료에 따른 소자 특성을 평가하였다. 표 5에서 확인되는 바와 같이, 전자 버퍼층이 없어도 본원 화합물을 전자 전달 재료로 사용하면 우수한 특성을 갖는 OLED 소자(소자 제조예 4)가 얻어졌다. 더 나아가, 본원의 화합물을 전자 전달 재료로 사용하면서 추가로 전자 버퍼 재료를 포함하는 OLED 소자(소자 제조예 5 내지 7)는 본원의 화합물을 전자 전달 재료로 사용하면서 전자 버퍼층을 포함하지 않는 OLED 소자(소자 제조예 4)에 비하여, 효율 및 수명 특성이 개선되었다. 소자 제조예 5 내지 7에서 사용된 전자 버퍼 재료의 상이한 HOMO 오비탈 특성 변화로 인한 효율 및 성능의 차이에 대해서 구체적으로 살펴보면, 소자 제조예 5와 같이, 전자 버퍼층이 다이페닐플루오렌이고 전자 전달층이 벤조페난트로티오펜 재료일 경우, 소자 제조예 4에 비하여 적절한 수명을 유지하면서 상대적으로 높은 효율 특성이 나타남을 알 수 있고, 소자 제조예 6 및 7과 같이, 전자 버퍼층이 각각 다이페닐인데노카바졸 및 벤조페난트로티오펜이고, 전자 전달층이 벤조페난트로티오펜 재료일 경우, 소자 제조예 4에 비하여 적절한 효율 특성을 유지한 채 개선된 수명 특성이 나타남을 알 수 있다. 상기 표 5로부터, 본원의 화합물은 전자 전달 재료에 단독으로 사용하는 경우뿐만 아니라 종래 또는 본원의 전자 버퍼 재료와 함께 사용함으로써, 소자의 효율 및 수명 특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
[소자 제조예 8] 호스트로서 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조
본 발명의 유기 전계 발광 화합물을 이용하여 OLED 소자를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 상의 투명전극 ITO 박막(10Ω/□)을 아세톤, 에탄올 및 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 화합물 HI-1을 넣고 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 ITO 기판 위에 80 nm 두께의 제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HI-2을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 주입층 위에 5 nm 두께의 제2 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 셀에 화합물 HT-1을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제2 정공 주입층 위에 10 nm 두께의 제1 정공 전달층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HT-3을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 60 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층, 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀에 호스트로서 화합물 C-42을 넣고, 또 다른 셀에는 도판트 물질 D-71을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트와 도판트의 합계량에 대해 도판트를 3 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제2 정공 전달층 위에 40 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서, 또 다른 셀 두 군데에 화합물 ETL-3과 화합물 EIL-1을 1:1의 속도로 증발시켜 발광층 위에 30 nm 두께의 전자 전달층을 증착하였다. 이어서, 전자 주입층으로 화합물 EIL-1 를 상기 전자 전달층 위에 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 80 nm의 두께로 증착하여 OLED 소자를 제조하였다.
그 결과, 4.1V의 구동 전압에서 28.2 cd/A의 효율을 보였으며, 1000 nit의 적색 발광이 확인되었다.
[소자 제조예 9] 호스트로서 본 발명에 따른 화합물 및 제2 호스트 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조
소자 제조예 9에서는 호스트로서 화합물 C-42와 화합물 H1-12를 공증착한 것 외에는 소자 제조예 8과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하였다.
그 결과, 3.6V의 구동 전압에서 27.7 cd/A의 효율을 보였으며, 1000 nit의 적색 발광이 확인되었다.
[비교예 4] 호스트로서 종래의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조
호스트로서 compound X를 사용한 것 외에는 소자 제조예 8과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하였다.
Figure pat00126
그 결과, 10V의 구동 전압에서 14.3 cd/A의 효율을 보였으며, 1000 nit의 적색 발광이 확인되었다.
[표 6] 비교예 및 소자 제조예에서 사용된 화합물
Figure pat00127

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물.
    [화학식 1]
    Figure pat00128

    상기 화학식 1에서,
    X는 O, S, 또는 CR11R12이고,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이며,
    여기서, R1 내지 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노이고; 단, R1 내지 R4 중 어느 하나가 트리페닐레닐인 경우는 제외하며,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이거나; 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 대체될 수 있으며,
    a 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고, b 및 c는 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이며,
    상기 헤테로아릴은 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시되는, 유기 전계 발광 화합물.
    [화학식 2]
    Figure pat00129

    [화학식 3]
    Figure pat00130

    [화학식 4]
    Figure pat00131

    상기 화학식 2 내지 4에서,
    X, R1 내지 R4, 및 a 내지 c는 제1항에서 정의된 바와 같고,
    L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며,
    X1 내지 X3은 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, 단 이들 중 하나 이상은 N이고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이며,
    W, Y 및 Z는 각각 독립적으로 단일 결합, O, S, NR13 또는 CR14R15이고,
    n 및 m은 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수이며,
    e는 1 내지 3의 정수이고, f, g 및 h는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고,
    R5 내지 R7은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나, 인접한 치환체와 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 대체될 수 있으며,
    R13 내지 R15는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이거나; R14 및 R15는 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 대체될 수 있다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 R1 내지 R7, R11 내지 R15, Ar1, Ar2, 및 L1 내지 L3에서, 치환된 알킬, 치환된 아릴(렌), 치환된 헤테로아릴(렌), 치환된 시클로알킬, 치환된 알콕시, 치환된 트리알킬실릴, 치환된 디알킬아릴실릴, 치환된 알킬디아릴실릴, 치환된 트리아릴실릴, 치환된 모노- 또는 디-알킬아미노, 치환된 모노- 또는 디-아릴아미노, 치환된 알킬아릴아미노, 및 치환된 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리의 치환체는 각각 독립적으로 중수소; 할로겐; 시아노; 카르복실; 니트로; 히드록시; (C1-C30)알킬; 할로(C1-C30)알킬; (C2-C30)알케닐; (C2-C30)알키닐; (C1-C30)알콕시; (C1-C30)알킬티오; (C3-C30)시클로알킬; (C3-C30)시클로알케닐; (3-7원)헤테로시클로알킬; (C6-C30)아릴옥시; (C6-C30)아릴티오; (C1-C30)알킬 또는 (C6-C30)아릴로 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴; (C6-C30)아릴, (5-30원)헤테로아릴, 또는 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴; 트리(C1-C30)알킬실릴; 트리(C6-C30)아릴실릴; 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴; (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴; 아미노; 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노; (C1-C30)알킬로 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬카보닐; (C1-C30)알콕시카보닐; (C6-C30)아릴카보닐; 디(C6-C30)아릴보로닐; 디(C1-C30)알킬보로닐; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴보로닐; (C6-C30)아르(C1-C30)알킬; 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인, 유기 전계 발광 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 화합물로부터 선택되는 것인, 유기 전계 발광 화합물.
    Figure pat00132

    Figure pat00133

    Figure pat00134

    Figure pat00135

    Figure pat00136

    Figure pat00137

    Figure pat00138

    Figure pat00139

    Figure pat00140
  5. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 화합물을 포함하는 호스트 재료.
  6. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 화합물을 포함하는 전자 버퍼 재료.
  7. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 화합물을 포함하는 전자 전달 재료.
  8. 제1항에 기재된 유기 전계 발광 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유기 전계 발광 화합물을 전자 전달 재료로 포함하고, 전자 버퍼 재료를 추가로 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
  10. 제8항에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 적어도 1층의 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트와 인광 도판트를 포함하고, 상기 호스트는 복수종의 호스트 화합물을 포함하고, 상기 복수종의 호스트 화합물 중 적어도 제1 호스트 화합물은 상기 유기 전계 발광 화합물이고, 적어도 제2 호스트 화합물은 하기 화학식 5로 표시되는 것인, 유기 전계 발광 소자.
    [화학식 5]
    Figure pat00141

    상기 화학식 5에서,
    A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이고, 단, A1 및 A2의 치환기는 질소 함유 헤테로아릴이 아니고;
    L은 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌이고;
    Y1 내지 Y16은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알키닐, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C60)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 또는 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노이거나; 인접한 치환기끼리 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 단일환 또는 다환의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있고, 상기 형성된 지환족 또는 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 대체될 수 있다.
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