KR20170049391A - 스피로형 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 스피로형 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

스피로형 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 {COMPOUND HAVING SPIRO STRUCTURE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 2015년 10월 28일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2015-0150335호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 스피로형 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
한국 특허공개공보 2000-0051826
본 명세서에는 스피로형 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
L은 직접결합, 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
HAr은 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이며,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
a는 0 내지 7 정수이며, b는 0 내지 7의 정수이고, c는 0 내지 5의 정수이며, d는 0 내지 4의 정수이고, n은 0 내지 10의 정수이며, a, b, c, d 및 n이 각각 2 이상인 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공주입과 정공수송, 발광, 전자수송, 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 화합물은 바람직하게는 발광층, 전자수송 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 전자억제층의 재료로 사용하는 경우 저전압, 고효율 및/또는 장수명의 특성을 나타낸다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, “2 이상의 치환기가 연결된 치환기”는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 "치환 또는 비치환된"이라는 표현은 바람직하게는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 알킬기; 트리메틸실릴기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, “인접한” 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00002
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00003
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00004
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiRR'R''의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 R, R' 및 R''는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BRR'의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 R 및 R'는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸부틸, 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, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 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, 알콕시기는 특별히 한정되지는 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알콕시기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알콕시기의 탄소수는 1 내지 6이다. 상기 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 2 이상의 아릴기를 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
아릴 아민기의 구체적인 예로는 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 3-메틸페닐아민기, 4-메틸나프틸아민기, 2-메틸비페닐아민기, 9-메틸안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 카바졸 및 트리페닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리헤테로아릴아민기가 있다. 상기 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 단환식 헤테로고리기일 수 있고, 다환식 헤테로고리기일 수 있다. 상기 2 이상의 헤테로고리기를 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테로고리기, 다환식 헤테로고리기, 또는 단환식 헤테로고리기와 다환식 헤테로고리기를 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴헤테로아릴아민기는 아릴기 및 헤테로고리기로 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 아릴포스핀기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 디아릴포스핀기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴포스핀기가 있다. 상기 아릴포스핀기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴포스핀기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐렌기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
및
Figure pat00012
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페녹사지닐기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기, 아릴포스핀기, 아르알킬기, 아랄킬아민기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, 아르알킬기, 아랄킬아민기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기, 헤테로아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 중 헤테로아릴기는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리; 또는 이들의 축합고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리의 예로는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 5 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00013
[화학식 3]
Figure pat00014
[화학식 4]
Figure pat00015
[화학식 5]
Figure pat00016
상기 화학식 2 내지 5에 있어서 치환기의 정의는 화학식 1에서와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 5에 있어서, HAr은 치환 또는 비치환된 피리딜기; 치환 또는 비치환된 피리미딜기; 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 치환 또는 비치환된 퓨란기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 옥사다이아졸기; 치환 또는 비치환된 티아디아졸기; 치환 또는 비치환된 페난쓰롤린기; 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기; 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 페녹사진기; 치환 또는 비치환된 페노티아진기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 치환 또는 비치환된 디아릴포스핀옥사이드기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 5에 있어서, HAr은 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 5에 있어서, HAr은 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 5에 있어서, HAr은 치환 또는 비치환된 아릴기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 5에 있어서, HAr은 아릴기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 5에 있어서, HAr은 페닐기, 또는 바이페닐릴기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 5에 있어서, (L)n-HAr은 하기 구조식들로 표시될 수 있다.
Figure pat00017
상기 구조식들에 있어서,
Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기이고,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
상기 구조식들은 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴헤테로아릴아민기; 아릴포스핀기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 (L)n-HAr로 예시된 구조식들은 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 1환 내지 5환의 아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 1환 내지 4환의 아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 터페닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 쿼터페닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 나프틸기; 치환 또는 비치환된 2가의 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 페난트릴기; 치환 또는 비치환된 2가의 파이레닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 크라이세닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 2가의 바이페닐기; 2가의 터페닐기; 2가의 쿼터페닐기; 2가의 나프틸기; 2가의 안트라세닐기; 2가의 플루오레닐기; 2가의 페난트릴기; 2가의 파이레닐기; 2가의 크라이세닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, N 또는 S를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, N 또는 S를 포함하는 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 하기의 구조들 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00018
상기 구조식에 있어서,
A1 및 A2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
상기 구조들은 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 하기의 구조들 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00019
상기 구조식에 있어서,
A1 및 A2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
상기 구조들은 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 하기의 구조들 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00020
Figure pat00021
상기 구조식에 있어서,
A1 및 A2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
상기 구조들은 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐릴렌기; 또는 플루오레닐렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L 및 L1은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 페닐렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 구조식들에서, Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 구조식들에서, Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 구조식들에서, Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐릴기; 또는 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 하기 반응식 1-1과 1-2의 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
[반응식 1-1] (화합물 A, A-1, B, B-1, C, C-1, D, D-1)
Figure pat00031
[반응식 1-2]
Figure pat00032
상기 반응식들에 있어서, L1 및 HAr의 정의는 전술한 바와 같다.
당업자는 당 기술분야에 알려져 있는 기술을 이용하여 전술한 반응식에 기재된 반응조건, 시약, 출발물질을 변경하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 치환기를 더 도입할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다. 일 예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 발광층의 호스트로서 역할을 하고, 이 경우, 상기 발광층은 추가로 도펀트를 더 포함할 수 있다. 도펀트로는 당 기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 인광 도펀트, 구체적으로 이리듐계 도펀트가 함께 사용될 수 있다. 이리듐계 도펀트로는 Ir(ppy)3, [(piq)2Ir(acac)] 등이 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자억제층을 포함하고, 상기 전자억제층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
상기 전자수송층은 필요에 따라 n형 도펀트를 더 포함할 수 있다. n형 도펀트는 당 기술분야에 알려진 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 Li 착체, 구체적으로 LiQrk 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1-A로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-A]
Figure pat00033
상기 화학식 1-A에 있어서,
z1은 1 이상의 정수이고, z1이 2 이상인 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하고,
Ar100은 치환 또는 비치환된 1가 이상의 벤조플루오렌기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 파이렌기; 또는 치환 또는 비치환된 1가 이상의 크라이센기이고,
L100은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 상기 화학식 1-A로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L100은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 z1은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar100은 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기; 또는 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 크라이센기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar100은 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar100은 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 각각 독립적으로 중수소, 알킬기, 니트릴기, 아릴기, 알킬실릴기, 또는 알킬게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 중수소, 알킬기, 니트릴기, 아릴기, 알킬실릴기 또는 알킬게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 각각 독립적으로 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 각각 독립적으로 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 또는 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100은 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101은 트리메틸게르마늄기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-A는 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있다.
Figure pat00034
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1-B로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-B]
Figure pat00035
상기 화학식 1-B에 있어서,
Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
L101 및 L102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
R102는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
z2 및 z3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고, z4는 0 내지 8의 정수이고, z2 내지 z4가 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
m은 1 이상의 정수이고, m이 2 이상의 정수인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 상기 화학식 1-B로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 또는 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 페난트렌기; 또는 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101은 2-나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar102는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L101 및 L102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L101은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L102는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 z2는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 z3은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R102는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-B는 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있다.
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1-A로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하며, 상기 화학식 1-B로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 스피로형 화합물을 포함한다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 스피로형 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 스피로형 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 스피로형 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 스피로형 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
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 PVD(Physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
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.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤즈옥사졸, 벤조티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 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, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 피렌, 안트라센, 크라이센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아민기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로, 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 제조예 1>
하기 화합물 1 의 화합물 합성
[화합물 1]
Figure pat00040
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (5.31g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 230ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 270ml로 재결정하여 화합물 1 (10.36g, 88%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 712
< 제조예 2>
하기 화합물 2 의 화합물 합성
[화합물 2]
Figure pat00041
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘 (5.31g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 250ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 230ml로 재결정하여 화합물 2 (9.78g, 83%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 711
< 제조예 3>
하기 화합물 3 의 화합물 합성
[화합물 3]
Figure pat00042
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 4-클로로-2,6-디페닐피리미딘 (5.31g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 260ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 240ml로 재결정하여 화합물 3 (8.65g, 74%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 711
< 제조예 4>
하기 화합물 4 의 화합물 합성
[화합물 4]
Figure pat00043
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 2-클로로-4,6-디페닐피리딘 (31g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 280ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 2 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280ml로 재결정하여 화합물 4 (7.74g, 66%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 710
< 제조예 5>
하기 화합물 5 의 화합물 합성
[화합물 5]
Figure pat00044
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 2-(4-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (6.51g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 250ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 300ml로 재결정하여 화합물 5 (10.36g, 88%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 788
< 제조예 6>
하기 화합물 6의 화합물 합성
[화합물 6]
Figure pat00045
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 (4.57g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 250ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 230ml로 재결정하여 화합물 6 (9.95g, 74%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 685
< 제조예 7>
하기 화합물 7 의 화합물 합성
[화합물 7]
Figure pat00046
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 3-브로모-9-페닐-9H-카바졸 (6.09g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 250ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 230ml로 재결정하여 화합물 7 (12.05g, 85%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 722
< 제조예 8>
하기 화합물 8 의 화합물 합성
[화합물 8]
Figure pat00047
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), (4-브로모페닐)디페닐포스핀 옥사이드 (7.71g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 250ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 310ml로 재결정하여 화합물 8 (13.97g, 94%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 757
< 제조예 9>
하기 화합물 9 의 화합물 합성
[화합물 9]
Figure pat00048
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 2-(4-브로모페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸 (7.71g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 250ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 310ml로 재결정하여 화합물 9 (12.24g, 83%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 749
< 제조예 10>
하기 화합물 10 의 화합물 합성
[화합물 10]
Figure pat00049
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 2-브로모디벤조 [b,d]퓨란 (4.69g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 290ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 230ml로 재결정하여 화합물 10 (7.53g, 59%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 647
< 제조예 11>
하기 화합물 11 의 화합물 합성
[화합물 11]
Figure pat00050
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10g, 16.50mmol), 2-브로모디벤조[b,d]티오펜 (4.99g, 18.98mmol)을 테트라하이드로퓨란 290ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(125ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.19g, 0.17mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 230ml로 재결정하여 화합물 11 (7.53g, 59%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 663
< 제조예 12> 내지 < 제조예 22>
Figure pat00051
제조예 1 내지 11 에서 출발물질을 화합물 B-1 대신 화합물 C-1 인 물질을 사용한 것을 제외하고 제조예 1 내지 11과 동일한 방법으로 상기 화합물 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 및 22 를 제조하였다.
화합물 MS[M+H]+ 화합물 MS[M+H]+
12 712 18 722
13 711 19 757
14 711 20 749
15 710 21 647
16 788 22 663
17 685
< 제조예 23> 내지 < 제조예 33>
Figure pat00052
제조예 1 내지 11 에서 출발물질을 화합물 B-1 대신 화합물 D-1 인 물질을 사용한 것을 제외하고 제조예 1 내지 11과 동일한 방법으로 상기 화합물 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 및 33을 제조하였다.
화합물 MS[M+H]+ 화합물 MS[M+H]+
23 712 29 722
24 711 30 757
25 711 31 749
26 710 32 647
27 788 33 663
28 685
< 제조예 34> 내지 < 제조예 44>
Figure pat00053
제조예 1 내지 11 에서 출발물질을 화합물 B-1 대신 화합물 A-1 인 물질을 사용한 것을 제외하고 상기 제조예 1 내지 11과 동일한 방법으로 상기 화합물 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 및 44를 제조하였다.
화합물 MS[M+H]+ 화합물 MS[M+H]+
34 712 40 722
35 711 41 757
36 711 42 749
37 710 43 647
38 788 44 663
39 685
< 실험예 1>
합성예에서 합성된 화합물들을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같은 방법으로 녹색 유기 발광 소자를 제조하였다.
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 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, 이소프로필알코올, 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 ITO 투명 전극 위에 CBP을 호스트로 이용하여, m-MTDATA(60nm) / TCTA(80 nm) / CBP + 10 % Ir(ppy)3(300nm)/ BCP(10 nm) / Alq3(30 nm) / LiF(1 nm) / Al (200nm) 순으로 발광 소자를 구성하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 각각 하기와 같다.
Figure pat00054
< 실험예 1-1>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 1을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-2>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-3>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-4>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-5>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-6>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 12를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-7>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 13을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-8>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 14를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-9>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 15를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-10>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 16을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-11>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 23을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-12>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 24를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-13>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 25를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-14>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 26을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-15>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 27을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-16>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 34를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-17>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 35를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-18>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 36을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-19>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 37을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-20>
상기 실험예 1에서 CBP 대신 상기 화합물 38을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실험예 1, 실험예 1-1 내지 1-20에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 표 4의 결과를 얻었다.
화합물
(호스트)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 EL 피크
(nm)
실험예 1 CBP 7.45 38.12 516
실험예 1-1 화합물 1 6.30 43.53 517
실험예 1-2 화합물 2 6.32 43.14 517
실험예 1-3 화합물 3 6.31 43.32 517
실험예 1-4 화합물 4 6.22 44.45 518
실험예 1-5 화합물 5 6.30 43.31 517
실험예 1-6 화합물 12 6.23 44.63 517
실험예 1-7 화합물 13 6.31 43.02 516
실험예 1-8 화합물 14 6.32 43.24 513
실험예 1-9 화합물 15 6.22 44.38 516
실험예 1-10 화합물 16 6.31 43.82 516
실험예 1-11 화합물 23 6.32 43.50 517
실험예 1-12 화합물 24 6.31 43.16 516
실험예 1-13 화합물 25 6.32 43.23 516
실험예 1-14 화합물 26 6.26 44.44 516
실험예 1-15 화합물 27 6.31 43.62 516
실험예 1-16 화합물 34 6.29 44.75 516
실험예 1-17 화합물 35 6.38 43.91 516
실험예 1-18 화합물 36 6.23 44.83 517
실험예 1-19 화합물 37 6.24 44.42 516
실험예 1-20 화합물 38 6.27 44.54 517
실험 결과, 본 발명에 따른 화합물을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 실험예 1-1 내지 1-20 의 녹색 유기 발광 소자는 종래 CBP를 사용하는 실험예 1 의 녹색 유기 발광 소자보다 전류효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 트리아진, 피리미딘 또는 피리딘을 치환기로 가지는 상기 화합물들은 녹색 유기 발광 소자로 적합하다는 것을 알 수 있었다.
< 실험예 2>
합성예에서 합성된 화합물들을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같은 방법으로 적색 유기 발광 소자를 제조하였다.
ITO 글래스의 발광 면적이 2 mm × 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1 × 10-6 torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO위에 DNTPD층(700 Å) 및 α-NPB층(300 Å)을 형성한 후, CBP를 호스트로서(90 wt%) 사용하고, 도판트로서 하기 (piq)2Ir(acac) (10 wt%)를 공증착(300 Å)하여 발광층을 제조하였다. 이어서, Alq3층(350 Å), LiF층(5 Å) 및 Al층(1,000 Å)의 순서로 성막하였으며, 0.4 mA에서 소자 특성을 측정을 하였다.
상기 DNTPD, α-NPB, (piq)2Ir(acac) 및 Alq3의 구조는 다음과 같다.
Figure pat00055
< 실험예 2-1> 내지 < 실험예 2-4>
상기 실험예 2에서 CBP 대신 전술한 제조예에서 제조된 화합물 7, 18, 29 및 40을 각각 사용한 것을 제외하고는 실험예 2와 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
하기 실험예 2-1 내지 2-4, 및 실험예 2 에 따라 제조된 유기 발광 소자에 대하여, 전압, 전류밀도, 휘도, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. T95은 휘도가 초기휘도(5000nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
구분 화합물
(호스트)		 도펀트 전압 휘도
(V)		 CIEx
(cd/m2)		 CIEy
(cd/m2)		 T95
(hr)
실험예 2-1 화합물 7 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1760 0.670 0.329 465
실험예 2-2 화합물 18 [(piq)2Ir(acac)] 4.2 1850 0.674 0.325 415
실험예 2-3 화합물 29 [(piq)2Ir(acac)] 4.1 1900 0.672 0.327 390
실험예 2-4 화합물 40 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1740 0.673 0.335 475
실험예 2 CBP [(piq)2Ir(acac)] 7.5 1220 0.679 0.339 285
실험 결과, 본 발명에 따라 제조된 화합물 7, 18, 29 및 40으로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 실험예 2-1 내지 2-4의 적색 유기 발광 소자는 종래 CBP를 사용하는 실험예 2의 적색 유기 발광 소자보다 전류효율, 구동전압 및 수명 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 카바졸을 치환기로 가지는 상기 화합물들은 적색 유기 발광 소자로 적합하다는 것을 알 수 있었다.
< 실험예 3-1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 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, 이소프로필알코올, 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 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다.
[HAT]
Figure pat00056
상기 정공주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(400Å)를 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다.
[NPB]
Figure pat00057
이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
[BH]
Figure pat00058
[BD]
Figure pat00059
[LiQ]
Figure pat00060
상기 발광층 위에 제조예 1 에서 제조한 화합물 1 과 상기 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 ~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10-7 ~ 5 × 10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 3-2>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-3>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 8을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-4>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 9를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-5>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 12를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-6>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 16을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-7>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 19를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-8>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 20을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-9>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 23을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-10>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 27을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-11>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 30을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-12>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 31을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-13>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 34를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-14>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 38을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-15>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 41을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3-16>
상기 실험예 3-1 에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 화합물 42를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실험예 3>
상기 실험예 3-1에서 전자수송층으로 화합물 1 대신 하기 화합물 ET 1을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
[ET 1]
Figure pat00061
실험예 3-1 내지 3-16, 실험예 3 에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 표 6의 결과를 얻었다.
구분 화합물
(전자수송층)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 EL 피크
(nm)
실험예 3-1 화합물 1 6.28 46.93 517
실험예 3-2 화합물 5 6.36 45.24 516
실험예 3-3 화합물 8 6.35 45.79 518
실험예 3-4 화합물 9 6.29 46.15 517
실험예 3-5 화합물 12 6.38 45.31 515
실험예 3-6 화합물 16 6.33 45.63 516
실험예 3-7 화합물 19 6.39 45.62 516
실험예 3-8 화합물 20 6.37 45.64 517
실험예 3-9 화합물 23 6.24 46.68 518
실험예 3-10 화합물 27 6.38 45.83 517
실험예 3-11 화합물 30 6.36 45.24 516
실험예 3-12 화합물 31 6.44 44.94 518
실험예 3-13 화합물 34 6.35 45.22 517
실험예 3-14 화합물 38 6.33 45.75 515
실험예 3-15 화합물 41 6.15 47.16 516
실험예 3-16 화합물 42 6.24 46.34 516
실험예 3 ET 1 7.45 35.52 517
상기 표 6에서 보는 바와 같이, 실험예 3-1 내지 3-16, 그리고 실험예 3을 비교하면 전자 수송 및 주입 능력이 우수함을 확인할 수 있었다. 특히, 치환기로 트리아진, 벤즈이미다졸 또는 아릴포스핀 옥사이드를 치환기로 가지는 상기 화합물들은 유기 발광 소자 재료로 적합하다는 것을 알 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(녹색발광층, 적색발광층, 전자수송층)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: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자수송층

Claims (17)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00062

    상기 화학식 1에 있어서,
    L은 직접결합, 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    HAr은 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이며,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
    a는 0 내지 7 정수이며, b는 0 내지 7의 정수이고, c는 0 내지 5의 정수이며, d는 0 내지 4의 정수이고, n은 0 내지 10의 정수이며, a, b, c, d 및 n이 각각 2 이상인 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 5 중 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pat00063

    [화학식 3]
    Figure pat00064

    [화학식 4]
    Figure pat00065

    [화학식 5]
    Figure pat00066

    상기 화학식 2 내지 5에 있어서 치환기의 정의는 화학식 1에서와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 HAr은 치환 또는 비치환된 피리딜기; 치환 또는 비치환된 피리미딜기; 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 치환 또는 비치환된 퓨란기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 옥사다이아졸기; 치환 또는 비치환된 티아디아졸기; 치환 또는 비치환된 페난쓰롤린기; 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기; 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 페녹사진기; 치환 또는 비치환된 페노티아진기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 치환 또는 비치환된 디아릴포스핀옥사이드기인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 (L)n-HAr은 하기 구조식들로 표시되는 것인 화합물:
    Figure pat00067

    상기 구조식들에 있어서,
    Ar1 내지 Ar3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기이고,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    상기 구조들은 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 L은 직접결합; 또는 하기의 구조들 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00068

    상기 구조식에 있어서,
    A1 및 A2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
    상기 구조들은 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택된 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure pat00069

    Figure pat00070

    Figure pat00071

    Figure pat00072

    Figure pat00073

    Figure pat00074

    Figure pat00075

    Figure pat00076

    Figure pat00077
  7. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 발광층은 발광 도펀트를 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 전자수송층은 n형 도펀트를 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층 또는 전자억제층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층 또는 전자억제층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1-A로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1-A]
    Figure pat00078

    상기 화학식 1-A에 있어서,
    z1은 1 이상의 정수이고, z1이 2 이상인 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하고,
    Ar100은 치환 또는 비치환된 1가 이상의 벤조플루오렌기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 파이렌기; 또는 치환 또는 비치환된 1가 이상의 크라이센기이고,
    L100은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 z1은 2이고, Ar100은 2가의 파이렌기이며, L100은 직접결합이고, R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 알킬게르마늄기로 치환 또는 비치환된 아릴기인 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1-B로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1-B]
    Figure pat00079

    상기 화학식 1-B에 있어서,
    Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    L101 및 L102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    R102는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    z2 및 z3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고, z4는 0 내지 8의 정수이고, z2 내지 z4가 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    m은 1 이상의 정수이고, m이 2 이상의 정수인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 Ar101은 2-나프틸기이고, Ar102는 페닐기이고, L101은 페닐렌기이고, L102는 직접결합이고, z2는 1이고, R102는 수소이고, m은 1인 것인 유기 발광 소자.
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 1-B로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1-B]
    Figure pat00080

    상기 화학식 1-B에 있어서,
    Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    L101 및 L102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    R102는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    z2 및 z3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고, z4는 0 내지 8의 정수이고, z2 내지 z4가 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    m은 1 이상의 정수이고, m이 2 이상의 정수인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
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