KR20190078541A - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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    • H10K85/322—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron

Abstract

본 명세서는 화학식 1의 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 명세서는 2017년 12월 26일에 한국특허청에 제출된 한국특허출원 제10-2017-0179556호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
유기발광소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기발광소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기박막의 재료로서, 정공주입, 정공수송, 전자블록킹, 정공블록킹, 전자수송 또는 전자주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기발광소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
국제 특허 출원 공개 제2003-012890호
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
X는 S, O 또는 NAr이고,
상기 Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 상기 Ar은 R2와 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하거나, O, S 또는 NRa으로 연결될 수 있으며,
Ra은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
m 은 0 내지 6의 정수이고, m이 2 이상인 경우, R1은 서로 같거나 상이하고, n은 0 내지 7의 정수이고, n이 2 이상인 경우, R2는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 출원은 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 1 층 이상은 전술한 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 전극 사이의 유기층의 재료로 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따른 화합물은 전자 수용 능력이 높은 구조를 가지고 있으며, 내열성이 우수하여 유기 발광 소자 제작시 적절한 증착 온도를 유지할 수 있다. 또한, 승화 온도가 높아 승화 정제 방법으로 고순도화가 가능하며, 유기 발광 소자 제조시 증착용 성막 장치 또는 유기 발광 소자에 오염을 일으키지 않는다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 양극(2) 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자저지층(8), 발광층(3), 전자 주입 및 수송층(9) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 발명에서는 상기와 같이 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 통상 에너지 밴드갭이 큰 코어 구조에 치환기를 도입하여 에너지 밴드갭을 조절하는 것은 용이하나, 코어 구조가 에너지 밴드갭이 작은 경우에는 치환기를 도입하여 에너지 밴드갭을 크게 조절하기 어렵다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공주입층 물질, 정공수송용 물질, 발광층 물질 및 전자수송층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
따라서, 본 발명자들은 이와 같은특징을 갖는 상기 화합물은 유기 발광 소자용 재료, 특히 발광층에 적용시, 구동 전압의 저전압화나 장수명화를 실현할 수 있다는 것을 밝혀내었다. 또한, 분자량이 작고 승화성이 높은 재료에 비하여 증착이 용이하고, 전극 또는 인접 유기물층과 안정적인 계면을 형성할 수 있다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 알킬기; 시클로알킬기; 실릴기; 아민기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 모노알킬아민기; 디알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 모노아릴아민기; 디아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기, 모노헤테로아릴아민기 및 디헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐바이페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; N-바이페닐나프틸아민기; N-나프틸플루오레닐아민기; N-페닐페난트레닐아민기; N-바이페닐페난트레닐아민기; N-페닐플루오레닐아민기; N-페닐터페닐아민기; N-페난트레닐플루오레닐아민기; N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 24인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라센기, 페난트렌기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이센기, 플루오렌기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se, Si 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 헤테로고리기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60 또는 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 피라지노피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 디벤조퓨란기, 벤조실롤기, 디벤조실롤기, 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl group), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기, 페녹사진기 (
Figure pat00002
), 디하이드로디벤조아제핀기(
Figure pat00003
)및 이들의 축합구조 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오르토(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 치환기 중 "인접한 기는 서로 결합하여 고리를 형성한다"는 의미는 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2로 표시된다.
[화학식 2]
Figure pat00004
상기 화학식 2에 있어서,
상기 X, R1 및 m의 정의는 화학식 1에서와 같고,
R3은 수소; 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
R4의 정의는 상기 화학식 1의 R2의 정의와 같고,
o는 0 내지 4의 정수이고, o가 2 이상인 경우 R4는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3은 수소, 니트릴기, 메틸기,에틸기, 프로필기 또는 부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3은 수소, 니트릴기, 메틸기, 또는 tert-부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3의 위치가 상기 화학식 2에서와 같은 경우, 화합물을 제조하는 과정이 단순해져 공정에서 용이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 6 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3]
Figure pat00005
[화학식 4]
Figure pat00006
[화학식 5]
Figure pat00007
[화학식 6]
Figure pat00008
상기 화학식 3 내지 6에 있어서,
상기 X, R1 및 m의 정의는 화학식 1에서와 같고,
R5 내지 R7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
p는 0 내지 3의 정수이고, p가 2 이상인 경우 R5는 서로 같거나 상이하고,
q는 0 내지 6의 정수이고, q가 2이상인 경우 R6는 서로 같거나 상이하고,
r은 0 내지 8의 정수이고, r이 2이상인 경우 R7은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 상기 화학식 2의 R3의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7은 수소 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 r은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 6는 하기 화학식 6-1로 표시된다.
[화학식 6-1]
Figure pat00009
상기 화학식 6-1에 있어서, 상기 X, R1, R5, m 및 p의 정의는 화학식 6에서와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7 내지 18 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 7]
Figure pat00010
[화학식 8]
Figure pat00011
[화학식 9]
Figure pat00012
[화학식 10]
Figure pat00013
[화학식 11]
Figure pat00014
[화학식 12]
Figure pat00015
[화학식 13]
Figure pat00016
[화학식 14]
Figure pat00017
[화학식 15]
Figure pat00018
[화학식 16]
Figure pat00019
[화학식 17]
Figure pat00020
[화학식 18]
Figure pat00021
상기 화학식 7 내지 18에 있어서,
상기 X, R2, 및 n의 정의는 화학식 1에서와 같고,
Y는 CRR', NR", O, 또는 S이며,
R, R', R" 및 R10 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
a 및 b는 0 내지 4의 정수이며,
c는 0 내지 6의 정수이고,
d는 0 내지 8의 정수이며,
e는 0 내지 3의 정수이고,
f는 0 내지 5의 정수이며,
a 내지 f가 2 이상인 경우, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 내지 R12, R14 및 R15는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 11에 있어서, R13은 수소 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 11에 있어서, R13은 수소 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 11에 있어서, R13은 수소 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 11는 하기 화학식 11-1로 표시된다.
[화학식 11-1]
Figure pat00022
상기 화학식 11-1에 있어서, 상기 X, R2 및 n의 정의는 화학식 1에서와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 CRR'이고, 상기 R 및 R'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 CRR'이고, 상기 R 및 R'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 CRR'이고, 상기 R 및 R'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 CRR'이고, 상기 R 및 R'은 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 NR"이고, 상기 R"은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 NR"이고, 상기 R"은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 NR"이고, 상기 R"은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 NAr이며, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 36의 헤테로고리기이고, 상기 Ar은 인접한기와 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다. 상기 Ar과 인접한기는 화학식 1에서는 R2, 화학식 2에서는 R4이고, 화학식 3 내지 5에 있어서는 R5 또는 R6, 화학식 6에 있어서는 R5 또는 R7이며, 화학식 7 내지 18에서는 R2를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 나프틸기이고, 인접한기와 결합하여 알킬기로 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 메틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 나프틸기이고, 인접한기와 결합하여 알킬기로 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 20으로 표시될 수 있다.
[화학식 20]
Figure pat00023
상기 화학식 20에 있어서, R1, 및 m 은 화학식 1에서의 정의와 같고,
R21 및 R22는 상기 화학식 1의 R2의 정의와 같고,
n1은 0 내지 3의 정수이고, n2는 0 내지 7의 정수이며,
n1 및 n2가 각각 2이상인 경우, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트릴기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 알킬기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기, 디하이드로디벤조아제핀기, 페녹사진기, 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 트리메틸실릴기, 카바졸기, 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하거나, O, S 또는 NRa으로 연결될 수 있으며, 상기 Ra는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트릴기, 메틸기, tert-부틸기, 메틸기; 에틸기; 프로필기; 또는 부틸기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기, 디하이드로디벤조아제핀기, 페녹사진기, 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 트리메틸실릴기, 카바졸기, 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하거나, O, S 또는 NRa으로 연결될 수 있으며, 상기 Ra는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2가 O, S 또는 NRa으로 연결되는 경우, 상기 화학식 1은 하기 화학식 21 내지 23 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 21]
Figure pat00024
[화학식 22]
Figure pat00025
[화학식 23]
Figure pat00026
상기 화학식 21 내지 23에 있어서, X 및 Ra의 정의는 화학식 1에서의 정의와 같고,
R23 및 R24는 화학식 1의 R1 및 R2의 정의와 같고,
n3은 0 내지 6의 정수이고, n4는 0 내지 5의 정수이고,
상기 n3 및 n4가 2이상인 경우, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R23 및 R24는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R23 및 R24는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트릴기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 알킬기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기, 디하이드로디벤조아제핀기, 페녹사진기, 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 트리메틸실릴기, 카바졸기, 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R23 및 R24는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트릴기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, tert-부틸기, 메틸기; 에틸기; 프로필기; 또는 부틸기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기, 디하이드로디벤조아제핀기, 페녹사진기, 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 트리메틸실릴기, 카바졸기, 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2가 O, S 또는 NRa으로 연결되는 경우, 상기 화학식 1은 하기 화학식 21-1, 22-2 및 23-1 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 21-1]
Figure pat00027
[화학식 22-1]
Figure pat00028
[화학식 23-1]
Figure pat00029
상기 화학식 21-1, 22-1 및 23-1에 있어서
R21, R22, 및 R24는 화학식 1의 R1 및 R2의 정의와 같고,
n1은 0 내지 3의 정수이고, n2 및 n4는 각각 0 내지 5의 정수이고,
상기 n1, n2 및 n4가 2이상인 경우, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21, R22 및 R24는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21, R22 및 R24는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트릴기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 알킬기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기, 디하이드로디벤조아제핀기, 페녹사진기, 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 트리메틸실릴기, 카바졸기, 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21, R22 및 R24는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트릴기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, tert-부틸기, 메틸기; 에틸기; 프로필기; 또는 부틸기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기, 디하이드로디벤조아제핀기, 페녹사진기, 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 트리메틸실릴기, 카바졸기, 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택된다.
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또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 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 1 층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 출원의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자의 대표 적인 예로서, 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 유기층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 청색 발광층이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 녹색 발광층이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 도펀트로 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물 및 호스트 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물 및 호스트 화합물을 1: 1 내지 1: 99의 중량비로 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물 및 호스트 화합물을 1: 1 내지 1: 50의 중량비로 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물 및 서로 다른 2종의 호스트 화합물을 포함한다.
상기와 같이, 발광층의 호스트로 서로 다른 2종이 호스트를 사용되는 경우, 소자의 수명 및 효율이 향상된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 서로 다른 2종의 호스트 화합물 중 어느 하나는 보조 도펀트 또는 증감제이다.
이때, 상기 보조 도펀트(assistant dopant), 또는 증감제(sensitizer)로 역할을 하는 화합물은 호스트로부터 정공(hole)과 전자(electron)을 전달받아 엑시톤(exciton)을 형성하며, 생성된 엑시톤을 형광 도펀트로 전달해주는 역할을 하게 된다.
일반적인 유기발광소자에서 일중항과 삼중항에서 생성되는 엑시톤의 수가 25:75(일중항:삼중항)의 비율로 생성되며, 엑시톤 이동에 따른 발광 형태에 따라 형광 발광, 인광 발광 및 열활성화 지연형광 발광으로 나눌 수 있다. 상기 인광 발광의 경우 삼중항 여기 상태(excited state)의 엑시톤이 바닥 상태(ground state)로 이동하여 발광하는 것을 의미하고, 상기 형광 발광의 경우 일중항 여기 상태(excited state)의 엑시톤이 바닥 상태(ground state)로 이동하여 발광하게 되는 것을 의미하며, 상기 열활성화 지연형광 발광은 삼중항 여기 상태(excited state)로부터 일중항 여기 상태(excited state)로 역계간전이가 유도되고, 일중항 여기 상태의 엑시톤이 바닥 상태(Ground State)로 이동하여 형광 발광을 일으키는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 도펀트(assistant dopant), 또는 증감제(sensitizer)로 역할을 하는 화합물의 삼중항(triplet) 에너지 준위는 2.1 eV 이상이고, 바람직하게는 2.1 eV 이상 3.0 eV 이하, 2.2 eV 이상 3.0 eV 이하, 2.4 eV 이상 2.9 eV 이하일 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 삼중항(triplet) 에너지 준위가 상기 범위를 만족하는 경우, 전자 주입이 용이하게되어 엑시톤의 형성 비율이 높아지게 되므로, 발광 효율이 상승하는 이점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 도펀트(assistant dopant), 또는 증감제(sensitizer)로 역할을 하는 화합물의 일중항(singlet) 에너지 준위와 삼중항(triplet) 에너지 준위의 차는 0 eV 이상 0.3 eV 이하이고, 바람직하게는 0 eV 이상 0.2 eV 이하이다. 상기 보조 도펀트(assistant dopant), 또는 증감제(sensitizer)로 역할을 하는 화합물의 일중항(singlet) 에너지 준위와 삼중항(triplet) 에너지 준위의 차가 상기 범위를 만족하는 경우, 삼중항에서 생성된 엑시톤이 역계간전이(RISC)에 의해 일중항으로 이동하는 비율 및 속도가 증가하여 삼중항에 엑시톤이 머무는 시간이 줄어들게 되므로 유기발광소자의 효율 및 수명이 증가하는 이점이 있다.
본 명세서에 있어서, 삼중항 에너지는 형광과 인광 측정이 가능한 분광 기기를 이용하여 측정 가능하고, 측정 조건의 경우 액화질소를 이용한 극저온 상태에서 톨루엔이나 티에치에프를 용매로 하여 10-6M 농도로 용액을 제조하고 용액에 물질의 흡수 파장대의 광원을 조사하여 발광하는 스펙트럼으로부터 일중항 발광을 제외하고, 삼중항에서 발광하는 스펙트럼을 분석하여 확인한다. 광원으로부터 전자가 역이되면 전자가 삼중항에 머물게되는 시간이 일중항에 머물게되는 시간보다 훨씬 길기 때문에 극저온 상태에서 두 성분의 분리가 가능하다.
본 명세서에 있어서, 일중항 에너지의 경우 형광기기를 이용하여 측정하며, 전술한 삼중항 에너지 측정방법과 달리 상온에서 광원을 조사한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 호스트 화합물 중 보조 도펀트가 아닌 화합물은 하기 구조식에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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Figure pat00136
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본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층 또는 정공저지층을 포함하고, 상기 전자저지층 또는 정공저지층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 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 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸릴기 또는 벤조카바졸릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
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 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서 상기 화합물은 상기 정공주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(3) 및 전자 수송층(7) 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
도 3은 기판(1), 양극(2) 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자저지층(8), 발광층(3), 전자 주입 및 수송층(9) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서 상기 화합물은 발광층(3)에 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 출원의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 출원의 화합물, 즉 상기 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.
예컨대, 본 출원의 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 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
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 출원의 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. 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 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 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 화합물, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로서, 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 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 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공저지층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
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>
본 발명의 물질을 제조하는 방법은 하기와 같이 치환 또는 비치환된 아닐린을 이용하여 할라이드를 도입한 중간체 합성으로부터 시작하였다. 비대칭으로 한쪽 할라이드에 아미네이션을 통해 아민 또는 카바졸을 도입하고, 반대편 할라이드에 스즈키 반응을 통해 아릴기를 도입한 후, 아미노기(-NH2)를 샌드마이어 반응을 통해 브로마이드(-Br)로 치환하였다. 그 후 뷰틸리튬과 트라이브로모보레인을 이용하면 최종적으로 보론을 도입할 수 있었다. 제조예 1-1에 나와있는 아닐린 종류 외에도 다양한 치환기가 도입된 아닐린을 이용하여 하기와 같은 반응을 통해 구체예의 화합물들을 합성하였다.
제조예 1-1: 화합물 1-A의 합성
[반응식 1-1]
Figure pat00139
질소 분위기에서 상기 화합물 2-아이오도아닐린 (30 g, 0.14 mol)을 클로로포름 300mL에 완전히 녹인 후 0℃에서 브롬 (21.9 g, 0.14 mol)을 첨가하고 2시간 동안 교반하였다. 소듐사이오설페이트 1몰 솔루션 300mL로 유기층을 추출한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 1-A (38.8 g, 수율: 95%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 297
제조예 1-2: 화합물 1-B의 합성
[반응식 1-2]
Figure pat00140
질소 분위기에서 상기 화합물 2-아이오도-4-메틸-아닐린 (32.6 g, 0.14 mol)을 클로로포름 300mL에 완전히 녹인 후 0℃에서 브롬 (21.9 g, 0.14 mol)을 첨가하고 2시간 동안 교반하였다. 소듐사이오설페이트 1몰 솔루션 300mL로 유기층을 추출한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 1-B (40.2 g, 수율: 92%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 311
제조예 1-3: 화합물 1-C의 합성
[반응식 1-3]
Figure pat00141
질소 분위기에서 상기 화합물 2-아이오도-4-메틸(D3)아닐린 (33 g, 0.14 mol)을 클로로포름 300mL에 완전히 녹인 후 0℃에서 브롬 (21.9 g, 0.14 mol)을 첨가하고 2시간 동안 교반하였다. 소듐사이오설페이트 1몰 솔루션 300mL로 유기층을 추출한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 1-C (41.9 g, 수율: 95%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 314
제조예 1-4: 화합물 1-D의 합성
[반응식 1-4]
Figure pat00142
질소 분위기에서 상기 화합물 2-아이오도-4-클로로아닐린 (35.5 g, 0.14 mol)을 클로로포름 300mL에 완전히 녹인 후 0℃에서 브롬 (21.9 g, 0.14 mol)을 첨가하고 2시간 동안 교반하였다. 소듐사이오설페이트 1몰 솔루션 300mL로 유기층을 추출한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 1-D (43.7 g, 수율: 94%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 332
상기 화합물 외에도 본 발명의 물질에 해당하는 치환기가 도입된 2-아이오도아닐린을 상기 브로미네이션 반응을 통해 구체예에 포함되어 있는 다양한 종류의 중간체를 합성하였다.
제조예 2-1: 화합물 2-A의 합성
[반응식 2-1]
Figure pat00143
질소 분위기에서 다이(나프탈렌-2-일)아민 (32.3 g, 0.12 mol)을 톨루엔 240 mL에 완전히 용해시킨 후 소듐터트뷰톡사이드 (23.1 g, 0.24 mol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (5.5 g, 4.8 mmol)을 첨가하고 1시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 리플럭스 도중 화합물 1-A (35.7 g, 0.12 mol)을 톨루엔 120 mL에 용해시켜 천천히 드랍와이즈 시키고 2시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물을 이용하여 유기층을 추출한 후, 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 2-A (43.2 g, 수율: 82%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 439
제조예 2-2: 화합물 2-B의 합성
[반응식 2-2]
Figure pat00144
질소 분위기에서 다이(나프탈렌-2-일)아민 (32.3 g, 0.12 mol)을 톨루엔 240 mL에 완전히 용해시킨 후 소듐터트뷰톡사이드 (23.1 g, 0.24 mol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (5.5 g, 4.8 mmol)을 첨가하고 1시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 리플럭스 도중 화합물 1-B (37.4 g, 0.12 mol)을 톨루엔 120 mL에 용해시켜 천천히 드랍와이즈 시키고 2시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물을 이용하여 유기층을 추출한 후, 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 2-B (43.5 g, 수율: 80%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 453
제조예 2-3: 화합물 2-C의 합성
[반응식 2-3]
Figure pat00145
질소 분위기에서 다이(나프탈렌-2-일)아민 (32.3 g, 0.12 mol)을 톨루엔 240 mL에 완전히 용해시킨 후 소듐터트뷰톡사이드 (23.1 g, 0.24 mol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (5.5 g, 4.8 mmol)을 첨가하고 1시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 리플럭스 도중 화합물 1-C (37.8 g, 0.12 mol)을 톨루엔 120 mL에 용해시켜 천천히 드랍와이즈 시키고 2시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물을 이용하여 유기층을 추출한 후, 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 2-C (45.4 g, 수율: 83%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 456
제조예 2-4: 화합물 2-D의 합성
[반응식 2-4]
Figure pat00146
질소 분위기에서 다이(나프탈렌-2-일)아민 (32.3 g, 0.12 mol)을 톨루엔 240 mL에 완전히 용해시킨 후 소듐터트뷰톡사이드 (23.1 g, 0.24 mol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (5.5 g, 4.8 mmol)을 첨가하고 1시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 리플럭스 도중 화합물 1-D (39.9 g, 0.12 mol)을 톨루엔 120 mL에 용해시켜 천천히 드랍와이즈 시키고 2시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물을 이용하여 유기층을 추출한 후, 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 2-D (46.1 g, 수율: 81%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 473
상기 화합물 외에도 본 발명의 물질에 해당하는 치환기가 도입된 아민을 제조예 1-1 내지 1-4의 화합물 (브로미네이션 반응을 통해 생성된 본 발명의 구체예에 해당하는 아닐린)과 아미네이션 반응을 통해 구체예에 포함되어 있는 다양한 종류의 중간체를 합성하였다. 상기 반응과 동일하게 합성한 중간체의 일부는 하기와 같다.
Figure pat00147
제조예 3-1: 화합물 3-A의 합성
[반응식 3-1]
Figure pat00148
질소 분위기에서 상기 화합물 2-A (39.5 g, 0.09mol)을 테트라하이드로퓨란 300mL에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 수용액(10M) 130mL을 첨가하고 1-나프틸보로닉액시드 (17.2 g, 0.10mol)을 첨가하였다. 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (2.1g, 1.8mmol)을 첨가하고 3시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물층을 제거한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 3-A (39.4g, 수율: 90%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 487
제조예 3-2: 화합물 3-B의 합성
[반응식 3-2]
Figure pat00149
질소 분위기에서 상기 화합물 2-B (40.8 g, 0.09mol)을 테트라하이드로퓨란 300mL에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 수용액(10M) 130mL을 첨가하고 1-나프틸보로닉액시드 (17.2 g, 0.10mol)을 첨가하였다. 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (2.1g, 1.8mmol)을 첨가하고 3시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물층을 제거한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 3-B (41.4g, 수율: 92%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 501
제조예 3-3: 화합물 3-C의 합성
[반응식 3-3]
Figure pat00150
질소 분위기에서 상기 화합물 2-C (41.1g, 0.09mol)을 테트라하이드로퓨란 300mL에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 수용액(10M) 130mL을 첨가하고 1-나프틸보로닉액시드 (17.2 g, 0.10mol)을 첨가하였다. 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (2.1g, 1.8mmol)을 첨가하고 3시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물층을 제거한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 3-C (40.8g, 수율: 90%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 504
제조예 3-4: 화합물 3-D의 합성
[반응식 3-4]
Figure pat00151
질소 분위기에서 상기 화합물 2-D (42.6g, 0.09mol)을 테트라하이드로퓨란 300mL에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 수용액(10M) 130mL을 첨가하고 1-나프틸보로닉액시드 (17.2 g, 0.10mol)을 첨가하였다. 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (2.1g, 1.8mmol)을 첨가하고 3시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물층을 제거한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 3-D (42.7g, 수율: 91%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 521
상기 화합물 외에도 본 발명의 물질에 해당하는 치환기가 도입된 아릴보로닉액시드를 제조예 1-1 내지 1-4 및 제조예 2-1 내지 2-3의 화합물과 스즈키 반응을 통해 구체예에 포함되어 있는 다양한 종류의 중간체를 합성하였다. 상기 반응과 동일하게 합성한 중간체의 일부는 하기와 같다.
Figure pat00152
제조예 4-1: 화합물 4-A의 합성
[반응식 4-1]
Figure pat00153
질소 분위기에서 상기 화합물 3-A (34.1 g, 0.07mol)에 아세토나이트릴 0.7 L를 첨가하고 0℃에서 12M 염산 15mL를 첨가하였다. 소듐나이트라이트 (6.9 g, 0.10mol)을 0℃에서 첨가한 후 10분동안 교반하고 커퍼브로마이드(II) (22.3 g, 0.10mol)을 첨가하여 50℃로 가열하였다. 1시간동안 가열한 후 증류수 1.5L에 역침전하여 고체를 획득하였다. 획득한 고체를 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 4-A (28.9 g, 수율: 75%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 550
제조예 4-2: 화합물 4-B의 합성
[반응식 4-2]
Figure pat00154
질소 분위기에서 상기 화합물 3-B (35g, 0.07mol)에 아세토나이트릴 0.7 L를 첨가하고 0℃에서 12M 염산 15mL를 첨가하였다. 소듐나이트라이트 (6.9 g, 0.10mol)을 0℃에서 첨가한 후 10분동안 교반하고 커퍼브로마이드(II) (22.3 g, 0.10mol)을 첨가하여 50℃로 가열하였다. 1시간동안 가열한 후 증류수 1.5L에 역침전하여 고체를 획득하였다. 획득한 고체를 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 4-B (30.4 g, 수율: 77%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 564
제조예 4-3: 화합물 4-C의 합성
[반응식 4-3]
Figure pat00155
질소 분위기에서 상기 화합물 3-C (35.2 g, 0.07mol)에 아세토나이트릴 0.7 L를 첨가하고 0℃에서 12M 염산 15mL를 첨가하였다. 소듐나이트라이트 (6.9 g, 0.10mol)을 0℃에서 첨가한 후 10분동안 교반하고 커퍼브로마이드(II) (22.3 g, 0.10mol)을 첨가하여 50℃로 가열하였다. 1시간동안 가열한 후 증류수 1.5L에 역침전하여 고체를 획득하였다. 획득한 고체를 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 4-C (30.2g, 수율: 76%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 567
제조예 4-4: 화합물 4-D의 합성
[반응식 4-4]
Figure pat00156
질소 분위기에서 상기 화합물 3-D (36.5 g, 0.07mol)에 아세토나이트릴 0.7 L를 첨가하고 0℃에서 12M 염산 15mL를 첨가하였다. 소듐나이트라이트 (6.9 g, 0.10mol)을 0℃에서 첨가한 후 10분동안 교반하고 커퍼브로마이드(II) (22.3 g, 0.10mol)을 첨가하여 50℃로 가열하였다. 1시간동안 가열한 후 증류수 1.5L에 역침전하여 고체를 획득하였다. 획득한 고체를 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 4-D (30.7g, 수율: 75%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 584
제조예 5-1: 화합물 1의 합성
[반응식 5-1]
Figure pat00157
질소 분위기에서 상기 화합물 4-A (27.5g, 0.05mol)에 톨루엔 200ml를 첨가하고 -78℃에서 2.5M n-뷰틸리튬 20mL를 첨가하였다. -78℃에서 2시간 교반한 후 트라이브로모보레인 (25.0g, 0.1mol)을 -78℃에서 첨가하여 30분 교반한다. 온도를 상온으로 올려 30분 교반한 후 50℃에서 한시간 교반한다. 0℃로 냉각한 후 다이아이소프로필에틸아민 (12.9g, 0.1mol)을 첨가한 후 20시간 환류하였다. 상온에서 다이아이소프로필에틸아민 (6.5g, 0.05ml)를 추가로 첨가한 후 용매를 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 1 (15.1g, 수율: 63%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 480
제조예 5-2: 화합물 15의 합성
[반응식 5-2]
Figure pat00158
질소 분위기에서 상기 화합물 4-B (28.2g, 0.05mol)에 톨루엔 200ml를 첨가하고 -78℃에서 2.5M n-뷰틸리튬 20mL를 첨가하였다. -78℃에서 2시간 교반한 후 트라이브로모보레인 (25.0g, 0.1mol)을 -78℃에서 첨가하여 30분 교반한다. 온도를 상온으로 올려 30분 교반한 후 50℃에서 한시간 교반한다. 0℃로 냉각한 후 다이아이소프로필에틸아민 (12.9g, 0.1mol)을 첨가한 후 20시간 환류하였다. 상온에서 다이아이소프로필에틸아민 (6.5g, 0.05ml)를 추가로 첨가한 후 용매를 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 15 (16.0g, 수율: 65%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 494
제조예 5-3: 화합물 82의 합성
[반응식 5-3]
Figure pat00159
질소 분위기에서 상기 합성 방법으로 합성한 출발 화합물 (29g, 0.05mol)에 톨루엔 200ml를 첨가하고 -78℃에서 2.5M n-뷰틸리튬 20mL를 첨가하였다. -78℃에서 2시간 교반한 후 트라이브로모보레인 (25.0g, 0.1mol)을 -78℃에서 첨가하여 30분 교반한다. 온도를 상온으로 올려 30분 교반한 후 50℃에서 한시간 교반한다. 0℃로 냉각한 후 다이아이소프로필에틸아민 (12.9g, 0.1mol)을 첨가한 후 20시간 환류하였다. 상온에서 다이아이소프로필에틸아민 (6.5g, 0.05ml)를 추가로 첨가한 후 용매를 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 82 (18.1g, 수율: 62%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 583
제조예 5-4: 화합물 5-D의 합성
[반응식 5-4]
Figure pat00160
질소 분위기에서 상기 화합물 4-D (29.2g, 0.05mol)에 톨루엔 200ml를 첨가하고 -78℃에서 2.5M n-뷰틸리튬 20mL를 첨가하였다. -78℃에서 2시간 교반한 후 트라이브로모보레인 (25.0g, 0.1mol)을 -78℃에서 첨가하여 30분 교반한다. 온도를 상온으로 올려 30분 교반한 후 50℃에서 한시간 교반한다. 0℃로 냉각한 후 다이아이소프로필에틸아민 (12.9g, 0.1mol)을 첨가한 후 20시간 환류하였다. 상온에서 다이아이소프로필에틸아민 (6.5g, 0.05ml)를 추가로 첨가한 후 용매를 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 5-D (17.0g, 수율: 66%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 514
Figure pat00161
질소 분위기에서 상기 합성 과정을 통해 합성한 출발 물질 화합물 (5.3g, 0.01mol)에 톨루엔 30ml를 첨가하고 다이페닐아민 (1.7g, 0.01mol)과 소듐터트뷰톡사이드 (1.9g, 0.02mol)을 첨가하였다. 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (58mg, 0.05mmol)을 첨가하여 2시간동안 환류하여 교반한다. 유기층을 물로 추출한 후 용매를 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 83 (6.1g, 수율: 93%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 659
제조예 6-2: 화합물 6-D의 합성
[반응식 6-2]
Figure pat00162
질소 분위기에서 상기 합성 과정을 통해 합성한 출발 화합물 (20.6g, 0.04mol)에 1,4-다이옥산 140ml를 첨가하고 포타슘아세테이트 (7.9g, 0.08mol)와 비스-피나코락토다이보론(10.2g, 0.04mol)을 첨가하였다. 추가로 팔라듐아세테이트 (90mg, 0.4mmol)을 넣고 12시간 환류하였다. 반응이 종결된 후 유기층을 물로 추출한 후 용매를 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 6-D (22.5g, 수율: 93%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 606
제조예 6-3: 화합물 70의 합성
[반응식 6-3]
Figure pat00163
질소 분위기에서 상기 화합물 6-D (18.2g, 0.03mol)에 테트라하이드로퓨란 30mL에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 수용액(10M) 10mL을 첨가하고 브로모벤젠 (4.8g, 0.03mol)을 첨가하였다. 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 (0.35g, 0.3mmol)을 첨가하고 3시간 동안 리플럭스하여 교반하였다. 반응이 종료된 후 물층을 제거한 후 유기층을 완전히 증류하여 컬럼 크로마토크래피(클로로포름/헥산)으로 정제하여 상기 화합물 70 (15.8g, 수율: 95%)를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 556
상기 화합물 외에도 본 발명의 물질에 해당하는 치환기가 도입된 화합물을 이용하여 상기 반응과 동일한 과정을 통해 실시예 화합물 1 내지 45 및 47 내지 96의 화합물을 합성하였다.
Figure pat00164
Figure pat00165
Figure pat00166
Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169
< 실시예 >
본 실시예에 있어서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1의 화합물을 발광층에 포함하여 유기 포토 루미네선스 소자를 제조하고, 특성을 평가하였다.
본 실험예에 있어서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1의 화합물과 함께 삼중항 값이 2.5eV 이상인 호스트 재료(m-CBP), EST(일중항 에너지와 삼중항 에너지의 차이)가 0.2eV 미만인 TADF(지연형광) 특성을 갖는 Sensitizer(4CzIPN)를 발광층에 포함하여 녹색 유기 포토 루미네선스 소자를 제조하고, 특성을 평가하였다.
<비교예 1-1>
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, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 각 박막을 진공 증착법 으로 진공도 5.0 Х 10-4㎩ 로 적층하였다. 먼저, ITO 상에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(300Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 위에 막 두께 100Å으로 하기 화합물 N-([1,1'-비스페닐]-4-yl)-N-(4-(11-([1,1'-비페닐]-4-yl)-11H-벤조[a]카바졸-5-yl)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민(EB1)(100Å)를 진공 증착하여 전자 저지층을 형성하였다.
이어서, 상기 전자 저지층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 m-CBP와 4CzIPN, GD1을 68:30:2의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 화합물 ET1과 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 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 발광소자를 제작하였다.
Figure pat00170
Figure pat00171
Figure pat00172
실험예 1-1 내지 1-81
상기 실험예 1에서 화합물 GD1 대신 하기 표 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1-2
상기 비교예 1-1에서 화합물 GD1 대신 하기 GD2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure pat00173
실험예 1-1 내지 1-81 및 비교예 1-1 및 1-2에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 발광파장을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 화합물
(발광층)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 발광파장
(nm)
비교예 1-1 화합물 GD1 4.86 4.73 524
실험예 1-1 화합물 1 3.85 18.6 535
실험예 1-2 화합물 2 3.92 18.7 531
실험예 1-3 화합물 3 3.91 18.3 537
실험예 1-4 화합물 4 3.89 18.5 532
실험예 1-5 화합물 5 3.91 18.3 530
실험예 1-6 화합물 6 3.91 18.8 533
실험예 1-7 화합물 7 3.96 18.1 537
실험예 1-8 화합물 8 3.89 18.5 540
실험예 1-9 화합물 9 3.88 18.6 538
실험예 1-10 화합물 10 3.90 18.9 537
실험예 1-11 화합물 11 3.87 18.8 539
실험예 1-12 화합물 12 3.90 18.7 535
실험예 1-13 화합물 13 3.88 18.3 536
실험예 1-14 화합물 14 3.90 18.7 533
실험예 1-15 화합물 15 3.92 18.8 531
실험예 1-16 화합물 16 3.91 18.1 534
실험예 1-17 화합물 17 3.93 18.1 533
실험예 1-18 화합물 18 3.94 18.5 537
실험예 1-19 화합물 19 3.90 18.7 538
실험예 1-20 화합물 20 3.91 18.3 539
실험예 1-21 화합물 21 3.91 18.7 540
실험예 1-22 화합물 22 3.94 18.2 538
실험예 1-23 화합물 23 3.96 18.1 537
실험예 1-24 화합물 24 3.97 18.0 537
실험예 1-25 화합물 25 3.97 18.4 538
실험예 1-26 화합물 26 3.88 18.1 535
실험예 1-27 화합물 27 3.88 18.4 539
실험예 1-28 화합물 28 3.89 18.3 532
실험예 1-29 화합물 29 3.89 18.1 534
실험예 1-30 화합물 30 3.87 18.2 535
실험예 1-31 화합물 31 3.88 18.1 532
실험예 1-32 화합물 32 3.85 18.5 536
실험예 1-33 화합물 33 3.84 18.4 547
실험예 1-34 화합물 34 3.85 18.3 542
실험예 1-35 화합물 35 3.91 18.3 545
실험예 1-36 화합물 36 3.92 18.1 544
실험예 1-37 화합물 37 3.93 18.1 544
실험예 1-38 화합물 38 3.94 18.2 528
실험예 1-39 화합물 39 3.91 18.1 527
실험예 1-40 화합물 40 3.92 18.2 526
실험예 1-41 화합물 41 3.90 18.5 520
실험예 1-42 화합물 42 3.88 18.6 529
실험예 1-43 화합물 50 3.91 18.0 532
실험예 1-44 화합물 51 3.92 18.4 534
실험예 1-45 화합물 52 3.94 18.3 537
실험예 1-46 화합물 53 3.91 18.1 540
실험예 1-47 화합물 54 3.88 18.2 540
실험예 1-48 화합물 55 3.89 18.6 537
실험예 1-49 화합물 56 3.90 18.7 538
실험예 1-50 화합물 57 3.91 18.7 538
실험예 1-51 화합물 58 3.91 18.3 536
실험예 1-52 화합물 59 3.92 18.2 535
실험예 1-53 화합물 60 3.94 18.1 531
실험예 1-54 화합물 61 3.90 18.1 533
실험예 1-55 화합물 62 3.89 18.4 539
실험예 1-56 화합물 63 3.89 18.4 538
실험예 1-57 화합물 64 3.88 18.6 539
실험예 1-58 화합물 65 3.88 18.1 540
실험예 1-59 화합물 66 3.90 18.2 531
실험예 1-60 화합물 67 3.91 18.1 532
실험예 1-61 화합물 68 3.92 18.1 538
실험예 1-62 화합물 69 3.91 18.3 539
실험예 1-63 화합물 70 3.89 18.4 540
실험예 1-64 화합물 71 3.88 18.7 538
실험예 1-65 화합물 72 3.91 18.6 542
실험예 1-66 화합물 73 3.92 18.5 533
실험예 1-67 화합물 74 3.89 18.5 535
실험예 1-68 화합물 75 3.92 18.0 538
실험예 1-69 화합물 76 3.90 18.1 537
실험예 1-70 화합물 77 3.88 18.2 531
실험예 1-71 화합물 78 3.91 18.3 538
실험예 1-72 화합물 79 3.94 18.1 537
실험예 1-73 화합물 80 3.92 18.1 536
실험예 1-74 화합물 81 3.89 18.3 538
실험예 1-75 화합물 82 3.89 18.4 539
실험예 1-76 화합물 83 3.90 18.6 540
실험예 1-77 화합물 84 3.92 18.4 535
실험예 1-78 화합물 85 3.91 18.1 534
실험예 1-79 화합물 86 3.90 18.1 538
실험예 1-80 화합물 87 3.91 18.3 537
실험예 1-81 화합물 88 3.90 18.0 535
비교예 1-2 화합물 GD2 4.41 13.5 501
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 화학식 1의 구조를 코어로 하는 화합물을 사용한 실험예 1-1 내지 1-81 의 소자 모두 비교예 1-1에서 화합물 GD1의 물질을 사용한 소자보다 전압이 낮고, 효율이 올라가는 결과를 얻었다.
또한, 비교예 1-2의 소자와 비교를 해보면 비대칭 형태의 본 화학식 1의 구조가 전압, 효율 면에서 특성이 모두 향상됨을 알 수 있었다.
상기 표 1의 결과와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 발광 능력이 우수하고 발광 파장 튜닝이 가능하여 높은 색순도의 유기 발광 소자 구현이 가능함을 확인할 수 있었다.
<실험예 2>
본 실험예에 있어서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1과 함께 호스트 재료(BH)를 발광층에 포함하여 청색 유기 포토 루미네선스 소자를 제조하고, 특성을 평가하였다.
<비교예 2-1>
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, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(300Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 위에 막 두께 100Å으로 하기 화합물 N-([1,1'-비스페닐]-4-yl)-N-(4-(11-([1,1'-비페닐]-4-yl)-11H-벤조[a]카바졸-5-yl)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민(EB1)(100Å)를 진공 증착하여 전자 저지층을 형성하였다.
이어서, 상기 전자 저지층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 상기 화합물 ET1과 상기 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 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 ⅹ10-7 ~ 5 ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기 발광소자를 제작하였다.
Figure pat00174
Figure pat00175
Figure pat00176
< 실험예 2-1 내지 2-15>
상기 비교예 2-1에서 화합물 BD 대신 하기 표 2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 비교예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-2>
상기 비교예 2-1에서 화합물 BD 대신 하기 화합물 BD-1을 사용한 것을 제외하고는 비교예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure pat00177
실험예 2-1 내지 2-14 및 비교예 2-1 및 비교예 2-2에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 발광파장을 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 화합물
발광층		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 발광파장
(nm)
비교예 2-1 화합물 BD 4.75 3.73 460
실험예 2-1 화합물 43 3.90 8.1 450
실험예 2-2 화합물 44 3.92 8.2 451
실험예 2-3 화합물 45 3.91 8.1 452
실험예 2-4 화합물 47 3.90 8.1 450
실험예 2-5 화합물 48 3.89 8.3 451
실험예 2-6 화합물 49 3.88 8.1 453
실험예 2-7 화합물 89 3.80 8.5 455
실험예 2-8 화합물 90 3.81 8.7 454
실험예 2-9 화합물 91 3.85 8.3 456
실험예 2-10 화합물 92 3.80 8.7 455
실험예 2-11 화합물 93 3.80 8.3 457
실험예 2-12 화합물 94 3.84 8.9 455
실험예 2-13 화합물 95 3.87 8.2 454
실험예 2-14 화합물 96 3.88 8.5 455
비교예 2-2 화합물 BD-1 4.35 5.5 465
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 화학식 1의 구조를 코어로 하는 화합물을 사용한 실험예 2-1 내지 2-14 의 소자 모두 비교예 2-1에서 화합물 BD의 물질을 사용한 소자보다 전압이 낮고, 효율이 올라가는 결과를 얻었다.
또한, 비교예 2-2의 소자와 비교를 해보면 비대칭 형태의 본 화학식 1의 구조가 전압, 효율면에서 특성이 모두 향상됨을 알 수 있었다.
상기 표 2의 결과와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 발광 능력이 우수하고 발광 파장 튜닝이 가능하여 높은 색순도의 유기 발광 소자 구현이 가능함을 확인할 수 있었다.
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자수송층
8: 전자저지층
9: 전자 주입 및 수송층

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00178

    상기 화학식 1에 있어서,
    X는 S, O 또는 NAr이고,
    상기 Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 상기 Ar은 R2와 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하거나, O, S, 또는 NRa으로 연결될 수 있으며
    Ra은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    m 은 0 내지 6의 정수이고, m이 2 이상인 경우, R1은 서로 같거나 상이하고, n은 0 내지 7의 정수이고, n이 2 이상인 경우, R2는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pat00179

    상기 화학식 2에 있어서, X, R1 및 m의 정의는 화학식 1에서와 같고,
    R3은 수소; 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    R4의 정의는 화학식 1의 R2의 정의와 같고,
    o는 0 내지 4의 정수이고, o가 2 이상인 경우 R4는 서로 같거나 상이하다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 6 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00180

    [화학식 4]
    Figure pat00181

    [화학식 5]
    Figure pat00182

    [화학식 6]
    Figure pat00183

    상기 화학식 3 내지 6에 있어서,
    상기 X, R1 및 m의 정의는 화학식 1에서와 같고,
    R5 내지 R7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    p는 0 내지 3의 정수이고, p가 2 이상인 경우 R5는 서로 같거나 상이하고,
    q는 0 내지 6의 정수이고, q가 2이상인 경우 R6는 서로 같거나 상이하고,
    r은 0 내지 8의 정수이고, r이 2이상인 경우 R7은 서로 같거나 상이하다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7 내지 18 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 7]
    Figure pat00184

    [화학식 8]
    Figure pat00185

    [화학식 9]
    Figure pat00186

    [화학식 10]
    Figure pat00187

    [화학식 11]
    Figure pat00188

    [화학식 12]
    Figure pat00189

    [화학식 13]
    Figure pat00190

    [화학식 14]
    Figure pat00191

    [화학식 15]
    Figure pat00192

    [화학식 16]
    Figure pat00193

    [화학식 17]
    Figure pat00194

    [화학식 18]
    Figure pat00195

    상기 화학식 7 내지 18에 있어서,
    상기 X, R2, 및 n의 정의는 화학식 1에서와 같고,
    Y는 CRR', NR", O, 또는 S이며,
    R, R', R" 및 R10 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 니트릴기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    a 및 b는 0 내지 4의 정수이며,
    c는 0 내지 6의 정수이고,
    d는 0 내지 8의 정수이며,
    e는 0 내지 3의 정수이고,
    f는 0 내지 5의 정수이며,
    a 내지 f가 2 이상인 경우, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 20으로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 20]
    Figure pat00196

    상기 화학식 20에 있어서, R1, 및 m 은 화학식 1에서의 정의와 같고,
    R21 및 R22는 상기 화학식 1의 R2의 정의와 같고,
    n1은 0 내지 3의 정수이고, n2는 0 내지 7의 정수이며,
    n1 및 n2가 각각 2이상인 경우, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 21 내지 23 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 21]
    Figure pat00197

    [화학식 22]
    Figure pat00198

    [화학식 23]
    Figure pat00199

    상기 화학식 21 내지 23에 있어서, X 및 Ra의 정의는 화학식 1에서의 정의와 같고,
    R23 및 R24는 화학식 1의 R1 및 R2의 정의와 같고,
    n3은 0 내지 6의 정수이고, n4는 0 내지 5의 정수이고,
    상기 n3 및 n4가 2이상인 경우, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트릴기, 메틸기, 부틸기, 알킬기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기, 디하이드로디벤조아제핀기, 페녹사진기, 니트릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 트리메틸실릴기, 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이거나, 인접하는 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하는 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00200

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  9. 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 적어도 하나는 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.

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