KR20190119016A - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 출원은 화학식 1의 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다. 본 출원은 2015년 10월 27일에 한국특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2015-0149714호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 명세서에 포함된다.
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 이루어 질 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.
국제 특허 출원 공개 제2003-012890호
본 출원은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 출원은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에 있어서,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
L1은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되고,
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
[화학식 5]
Figure pat00005
상기 화학식 2 내지 5에 있어서,
점선 "
Figure pat00006
"는 각각 화학식 1의 트리아진기 또는 L2에 결합되는 부위이고,
S1 내지 S4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
p 및 q는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고,
r은 0 내지 8의 정수이며,
y는 0 내지 4의 정수이고,
p, q, r 및 y가 각각 2 이상의 정수일 때, 복수의 S1 내지 S4 각각은 서로 동일하거나 상이하며,
L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
Ar3는 L1이 화학식 2 내지 4인 경우에, 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 S 또는 O를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 하기 화학식 6 내지 10 중 어느 하나로 표시되며,
Ar3은 L1이 화학식 5인 경우에, 치환 또는 비치환된 아릴기; S 또는 O를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 하기 화학식 6 내지 10 중 어느하나로 표시되고,
[화학식 6]
Figure pat00007
[화학식 7]
Figure pat00008
[화학식 8]
Figure pat00009
[화학식 9]
Figure pat00010
[화학식 10]
Figure pat00011
상기 화학식 6 내지 10에 있어서,
X1은 O, S 또는 NR이며,
X2 내지 X6 중 적어도 둘은 N이고, 나머지는 각각 독립적으로 CR'이며,
상기 R 및 R'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
R1 내지 R6, R9 및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Y1 내지 Y4 중 적어도 하나는 N 이고, 나머지는 CR"이며
상기 R"은 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이고,
R7 및 R8은 직접 결합하거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
m, n ,t, u, v 및 x 는 각각 0 내지 4의 정수이고, w는 0 내지 3의 정수이고, m, n ,t, u, v, w, x 가 각각 2 이상의 정수일 때, 복수의 R1 내지 R6, R9 및 R10 각각은 서로 동일하거나 상이하며,
s는 0 내지 2의 정수이고, s가 2일 때 2개의 R3는 서로 동일하거나 상이하며,
"
Figure pat00012
"는 상기 화학식 1의 L2와 결합하는 부분을 의미하고, 상기 화학식 10의 결합하는 부분은 R6, R9, R10 또는 R7 및 R8 가 결합하여 형성되는 고리와 결합된다.
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 출원의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자를 비롯한 유기 전기 소자에 사용되어, 유기 전기 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
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.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
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; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 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-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 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 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 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 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 25인 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, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00013
,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
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 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 헤테로고리기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오페닐기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 아크리딜기, 하이드로아크리딜기(예컨대,
Figure pat00019
), 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 피라지노피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기; 벤조실롤기; 디벤조실롤기; 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl group), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기, 페노옥사지닐기, 및 이들의 축합구조 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 이외에도 헤테로고리기의 예로서, 술포닐기를 포함하는 헤테로고리 구조, 예컨대,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
등이 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 축합구조는 해당 치환기에 방향족 탄소수소 고리가 축합된 구조일 수 있다. 예컨대, 벤즈이미다졸의 축합고리로서
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 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, 인접한 기가 서로 결합하여 고리를 형성하는 것의 의미는 전술한 바와 같이 인접한 기가 서로 결합하여, 5원 내지 8원의 탄화수소 고리 또는 5원 내지 8원의 헤테로고리를 형성하는 것을 의미하며, 단환 또는 다환일 수 있으며, 지방족, 방향족 또는 이들의 축합된 형태일 수 있으며 이를 한정하지 않는다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2는 직접결합이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 L1이 화학식 2 내지 4인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 비스피로플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; S 또는 O를 포함하는 탄소수는 C4 내지 C20의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 상기 화학식 6 내지 10 중 어느 하나로 표시되고,
상기 Ar3는 L1이 화학식 5인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 비스피로플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; S 또는 O를 포함하는 C4 내지 C20의 헤테로고리기; 또는 상기 화학식 6 내지 10중 어느 하나로 표시된다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 S 또는 O를 포함하는 치환 또는 비치환된 C4 내지 C20의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 S 또는 O를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기는 치환 또는 비치환된 퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 S 또는 O를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 L1이 화학식 2 내지 4인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 피리미딜기; 치환 또는 비치환된 피리다지닐기; 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이고,
상기 Ar3는 L1이 화학식 5인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 피리미딜기; 치환 또는 비치환된 피리다지닐기; 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이고,
상기 "치환 또는 비치환된"은 중수소; 할로겐기; 시아노기; C1 내지 C10의 알킬기; 및 C6 내지 C10의 아릴기 중에서 선택되는 적어도 하나로 치환 또는 비치환되는 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 L1이 화학식 2 내지 4인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 피리미딜기; 치환 또는 비치환된 피리다지닐기; 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이고,
상기 Ar3는 L1이 화학식 5인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 피리미딜기; 치환 또는 비치환된 피리다지닐기; 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이며,
상기 "치환 또는 비치환된"은 시아노기; 메틸기; 에틸기; 페닐기; 및 바이페닐기로 치환 또는 비치환되는 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 L1이 화학식 2 내지 4인 경우에, 시아노기로 치환된 페닐기; 시아노기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 스피로비플루오레닐기; 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 트리페닐렌기; 카바졸기; 피리미딜기; 피리다지닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 벤조카바졸릴기; 벤즈이미다졸기; 벤즈옥사졸기; 벤조티아졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 벤조나프토퓨란기; 또는 벤조나프토티오펜기이고,
상기 Ar3는 L1이 화학식 5인 경우에, 시아노기로 치환된 페닐기; 시아노기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 스피로비플루오레닐기; 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 트리페닐렌기; 피리미딜기; 피리다지닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 벤조카바졸릴기; 벤즈이미다졸기; 벤즈옥사졸기; 벤조티아졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 벤조나프토퓨란기; 또는 벤조나프토티오펜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 시아노기로 치환된 또는 비치환된 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 플루오레닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 시아노기로 치환된 플루오레닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 아릴기로 치환된 벤조플루오레닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 페닐기로 치환된 벤조플루오레닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 디메틸플루오레닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 스피로비플루오레닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 스피로플루오렌인데노페난트렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 시아노기로 치환된 디메틸플루오레닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 트리페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 피리미딜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 아릴기로 치환된 피리미딜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 페닐기, 바이페닐기, 페난트렌기 또는 플루오레닐기으로 치환된 피리미딜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 피리다지닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 아릴기로 치환된 피리다지닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 페닐기로 치환된 피리다지닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 트리아지닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 벤즈이미다졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 알킬기 또는 아릴기로 치환된 벤즈이미다졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 메틸기로 치환된 벤즈이미다졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 페닐기로 치환된 벤즈이미다졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 벤즈옥사졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 벤조티아졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 벤조카바졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 디벤조티오펜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 디벤조퓨란기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 벤조나프토티오펜기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 벤조나프토퓨란기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 6은 하기 화학식 6-1-1 내지 6-1-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 6-1-1]
Figure pat00026
[화학식 6-1-2]
Figure pat00027
[화학식 6-1-3]
Figure pat00028
상기 화학식 6-1-1 내지 6-1-3에 있어서, R1 및 m은 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 6은 하기 화학식 6-2-1 내지 6-2-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 6-2-1]
Figure pat00029
[화학식 6-2-2]
Figure pat00030
[화학식 6-2-3]
Figure pat00031
상기 화학식 6-2-1 내지 6-2-3에 있어서, X1, R1 및 m은 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 7은 하기 화학식 7-1 내지 7-6 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 7-1]
Figure pat00032
[화학식 7-2]
Figure pat00033
[화학식 7-3]
Figure pat00034
[화학식 7-4]
Figure pat00035
[화학식 7-5]
Figure pat00036
[화학식 7-6]
Figure pat00037
상기 화학식 7-1내지 7-6에 있어서, X2 내지 X6은 상기 전술한 CR'와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 8은 하기 화학식 8-1 내지 8-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 8-1]
Figure pat00038
[화학식 8-2]
Figure pat00039
[화학식 8-3]
Figure pat00040
상기 화학식 8-1 내지 8-3에 있어서, R2 내지 R4, n, s 및 t는 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 9은 하기 화학식 9-1 내지 9-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 9-1]
Figure pat00041
[화학식 9-2]
Figure pat00042
[화학식 9-3]
Figure pat00043
[화학식 9-4]
Figure pat00044
상기 화학식 9-1 내지 9-4에 있어서, R5 및 u는 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 10은 하기 화학식 10-1 또는 10-2 로 표시된다.
[화학식10-1]
Figure pat00045
[화학식10-2]
Figure pat00046
상기 화학식 10-1 내지 10-2에 있어서, R6, R9, R10, v, w 및 x는 전술한 바와 동일하고,
"
Figure pat00047
"는 상기 화학식 1의 L2와 결합하는 부분을 의미하고, 상기 화학식 10-1 결합하는 부분은 R6, R9 또는 R10 이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 S1 내지 S4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; C1 내지 C10의 알킬기; C6 내지 C10의 아릴기; 또는 C2 내지 C10의 헤테로 고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 S1 내지 S4는 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R4는 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R6 및 R9 내지 R10은 수소이다
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나이다.
Figure pat00048
Figure pat00049
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Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
예컨대, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 일반식 1와 같이 코어 구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
[일반식 1]
Figure pat00072
상기 일반식 1에서, 화학식 A로 나타낸 알데하이드 구조 화합물과 화학식 B로 나타내는 아미딘 구조 화합물이 염기(base)를 이용한 커플링 반응을 통해 화학식 1-A의 코어 구조가 제조될 수 있다.
Figure pat00073
또는, 아릴 시아닌(aryl cyanide) 화합물과 아세토니트릴(acetonitrile)의 염기(base)를 매개로 한 커플링 반응을 통해 화학식 C의 구조를 얻을 수 있으며, 화학식 C과 D의 구조 및 POCl₃의 환류 반응을 통해 화학식 1-B의 코어 구조가 제조될 수 있다.
상기 일반식 1은 상기 화학식 1의 코어를 합성하는 방법의 한 예를 기재한 것일 뿐, 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 치환기의 종류 및 위치를 변경할 수 있다. 구체적인 제조방법은 후술하기로 한다.
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 유기물층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 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 전자저지층 또는 정공저지층을 포함하고, 상기 전자저지층 또는 정공저지층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층이고, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 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.
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.
본 출원의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 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 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 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 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. 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 알루미늄 층 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.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 제조예 >
<제조예 1> 화합물 1-1의 합성
Figure pat00074
질소 기류 하에서 2-브로모-1-나프트알데하이드(naphthaldehyde)(10g, 42.54mmol), 벤즈이미다마이드 하이드로클로라이드 (benzimidamide hydrochloride)(20g, 127.6mmol), 포타슘 포스페이트 (potassium phosphate)(36g, 170.2mmol)를 디메틸아세타마이드(Dimethylacetamide(DMAc)) 용매 150mL에 넣고, 18시간 가열 교반 하였다. 반응 용액을 식힌 뒤 여과 후, EtOH 슬러리 정제를 통해 화합물 1-1-A(16g, 수율 86%)를 얻었다.
Figure pat00075
질소 기류 하에서 화합물 1-1-A(16g, 36.5mmol)와 (4-(6-페닐피리다진 -3-일)페닐)보론산 (10.6g, 38.3mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (1.3g, 1.1mmol) 및 포타슘 카보네이트(10.1g, 73mmol)를 넣고 6시간 가열 교반 하였다. 반응 종료 후 상온으로 온도를 낮춘 후, 1차로 여과하여 불순물을 제거하였다. 여과물을 물에 넣고 클로로 포름으로 추출하여 유기층을 얻은 뒤, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 감압 증류 후 에탄올로 세정하여 화합물 1-1(20g, 수율 93%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 589
<제조예 2> 화합물 1-3의 합성
Figure pat00076
질소 기류 하에서 화합물 1-1-A(15g, 34.2mmol)와 (4'-시아노-[1,1'-비페닐]-4-일)보론산 (8g, 35.9mmol) 및 포타슘 카보네이트(9.5g, 68.4mmol)를 넣고 가열 교반 하였다. 환류 후, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (1.2g, 1.0mmol)를 넣고 추가로 5시간 가열 교반 하였다. 반응 종료 후 상온으로 온도를 낮춘 후, 1차로 여과하여 불순물을 제거하였다. 여과물을 물에 넣고 클로로포름으로 추출하여 유기층을 얻은 뒤, 무수 황산 마스네슘으로 건조하였다. 감압 증류 후 에탄올로 세정하여 화합물 1-3(16g, 수율 87%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 536
<제조예 3> 화합물 1-4의 합성
Figure pat00077
(4-(6-페닐피리다진 -3-일)페닐)보론산 대신 (4-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-4를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 627
<제조예 4> 화합물 1-6의 합성
Figure pat00078
(4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(9-페닐-9H-카바졸-2-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-6을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 676
<제조예 5> 화합물 1-16의 합성
Figure pat00079
(4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(7H-벤조[c]카바졸-7-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-16을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 650
<제조예 6> 화합물 1-19의 합성
Figure pat00080
(4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-19을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 751
<제조예 7> 화합물 1-27의 합성
Figure pat00081
(4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(2-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-페닐피리미딘-4-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-27을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 741
<제조예 8> 화합물 1-36의 합성
Figure pat00082
(4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(나프토[2,1-b]벤조퓨란-9-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-36을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 651
<제조예 9> 화합물 1-38의 합성
Figure pat00083
(4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 스피로[플루오렌-9,8'-인돌로[3,2,1-데]아크리딘]-2-일보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-38을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 762
<제조예 10> 화합물 1-39의 합성
Figure pat00084
(4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-일)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-39을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 675
<제조예 11> 화합물 2-31의 합성
Figure pat00085
2-브로모-1-나프트알데하이드 대신 3-브로모-2-나프트알데하이드를 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1-A의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 2-1-A를 얻었다.
Figure pat00086
화합물 1-1-A] 대신 [화합물 2-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4'-(7-페닐-7H-벤조[c]플루오렌-7-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 2-31을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 801
<제조예 12> 화합물 2-33의 합성
Figure pat00087
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 2-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 트리페닐렌-2-일 보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 2-33을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 585
<제조예 13> 화합물 2-35의 합성
Figure pat00088
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 2-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 스피로[플루오렌-9,13'-인데노[1,2-일]페난트렌]-2-일]보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 2-35을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 773
<제조예 14> 화합물 3-16의 합성
Figure pat00089
2-브로모-1-나프트알데하이드 대신 1-브로모-2-나프트알데하이드를 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1-A의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-1-A를 얻었다.
Figure pat00090
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(7H-벤조[c]카바졸-7-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-16을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 650
<제조예 15> 화합물 3-22의 합성
Figure pat00091
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(2-(나프탈렌-2-일)-6-페닐피리미딘-4-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-22을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 715
<제조예 16> 화합물 3-33의 합성
Figure pat00092
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 스피로[플루오렌-9,8'-인돌로[3,2,1-de]아크리딘]-2-일 보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-33을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 762
<제조예 17> 화합물 3-34의 합성
Figure pat00093
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-일)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-34을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 675
<제조예 18> 화합물 3-35의 합성
Figure pat00094
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (9,9-디페닐-9H-플루오렌-4-일)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-35을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 675
<제조예 19> 화합물 3-36의 합성
Figure pat00095
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 9,9'-스피로비[플루오렌]-2-일 보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-36을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 673
<제조예 20> 화합물 3-38의 합성
Figure pat00096
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 트레페닐렌-2-일 보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-38을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 585
<제조예 21> 화합물 3-39의 합성
Figure pat00097
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(7-페닐-7H-벤조[c]플루오렌-7-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-39를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 725
<제조예 22> 화합물 3-47의 합성
Figure pat00098
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(인돌로[3,2,1-jk]카바졸-10-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-47를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 674
<제조예 23> 화합물 4-4의 합성
Figure pat00099
2-브로모-1-나프트알데하이드 대신 10-브로모페난트렌-9-카르발데하이드를 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1-A의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 4-1-A를 얻었다.
Figure pat00100
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 4-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 4-4를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 677
<제조예 24> 화합물 4-12의 합성
Figure pat00101
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 4-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 4-12를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 677
<제조예 25> 화합물 4-37의 합성
Figure pat00102
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 4-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 9,9'-스피로비[플루오렌]-4-일 보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 4-37를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 723
<제조예 26> 화합물 4-51의 합성
Figure pat00103
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 4-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 스피로[플루오렌-9,9'-인데노[2,1-l]페난트렌]-2-일 보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 4-51를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 823
<제조예 27> 화합물 5-10의 합성
Figure pat00104
2-브로모-1-나프트알데하이드 대신 2-브로모벤즈알데하이드를 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1-A의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 5-1-A를 얻었다.
Figure pat00105
화합물 1-1-A] 대신 [화합물 5-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (6-(1-메틸-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)나프탈렌-2-일)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 5-10을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 565
<제조예 28> 화합물 5-28의 합성
Figure pat00106
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 5-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(2-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-페닐피리미딘-4-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 5-28을 얻었다.
MS: [M+H]+ = 691
<제조예 29> 화합물 5-52의 합성
Figure pat00107
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 5-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 디스피로[플루오렌-9,9'-안트라센-10',9''-플루오렌]-2'-일 보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 5-52를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 787
<제조예 30> 화합물 3-48의 합성
Figure pat00108
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]을 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(11H-벤조[a]카바졸-11-일)페닐 보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-48를 얻었다.
MS: [M+H]+ = 650
<제조예 31> 화합물 3-50의 합성
Figure pat00109
[화합물 1-1-A] 대신 [화합물 3-1-A]를 사용하고, (4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (9-페닐-9H-카바졸-3-일)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 3-50을 얻었다.
MS: [M+H]+=600
<제조예 32> 화합물 1-17의 합성
Figure pat00110
(4-(6-페닐피리다진-3-일)페닐)보론산 대신 (4-(2,6-디페닐피리미딘-4-일)페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 1-17을 얻었다.
MS: [M+H]+=665
실시예 1
ITO(인듐주석산화물)가 1000Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판 (corning 7059
glass)을, 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30 분간 세척한 후, 증류수로 2 회 반복하여 초음파 세척을 10 분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤,메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexanitrile hexaazatriphenylene)를 500 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 정공을 수송하는 물질인 HT1(400 Å)을 진공증착한 후 발광층으로 호스트 H1과 도판트 D1 화합물을 300 Å의 두께로 진공 증착하였다. 상기 발광층 위에 제조예 1에서 제조한 화합물 1-3과 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 350Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와
2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다. 유기발광소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 ~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극
의리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며,
증착 시 진공도는 2 ⅹ10-7~ 5 ⅹ10- 6torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure pat00111
실시예 2
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 1-4를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 1-16을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 2-31를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 3-33을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 3-34를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 7
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 3-36을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 8
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 3-38을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 9
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 3-39를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 10
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 3-47을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 11
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 4-12를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 12
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 5-28을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 13
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 3-48을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 14
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 3-50을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실시예 15
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 화합물 1-17을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 하기 화합물 ET1을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
Figure pat00112
비교예 2
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 하기 화합물 ET2을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
Figure pat00113
비교예 3
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 하기 화합물 ET3을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
Figure pat00114
비교예 4
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 하기 화합물 ET4를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
Figure pat00115
비교예 5
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 하기 화합물 ET5를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
Figure pat00116
비교예 6
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 하기 화합물 ET6를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
Figure pat00117
비교예 7
상기 실시예 1에서 전자수송층으로 화합물 1-3 대신 하기 화합물 ET7을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
Figure pat00118
상기 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 비교예 7의 유기 발광 소자를 10mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20mA/cm2의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 98%가 되는 시간(LT98)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 10mA/cm2 화합물 전압 (V) 전류효율 (cd/A) 색좌표 (x,y) Life Time (98 at 20mA/cm2)
실시예 1 1-3 3.84 5.19 (0.137, 0.127) 41
실시예 2 1-4 3.76 5.30 (0.137, 0.127) 39
실시예 3 1-16 3.81 5.27 (0.138, 0.127) 42
실시예 4 2-31 3.79 5.41 (0.137, 0.126) 40
실시예 5 3-33 3.83 5.42 (0.136, 0.127) 44
실시예 6 3-34 3.81 5.45 (0.136, 0.126) 46
실시예 7 3-36 3.83 5.42 (0.136, 0.126) 45
실시예 8 3-38 3.81 5.46 (0.136, 0.127) 48
실시예 9 3-39 3.82 5.45 (0.136, 0.126) 41
실시예 10 3-47 3.84 5.27 (0.137, 0.127) 39
실시예 11 4-12 3.91 5.19 (0.137, 0.127) 40
실시예 12 5-28 3.90 5.21 (0.136, 0.127) 39
실시예 13 3-48 3.89 5.19 (0.137, 0.126) 43
실시예 14 3-50 3.85 5.25 (0.137, 0.127) 42
실시예 15 1-17 3.90 5.24 (0.136, 0.127) 40
비교예 1 ET 1 4.13 4.89 (0.140, 0.129) 26
비교예 2 ET 2 4.07 5.11 (0.139, 0.130) 20
비교예 3 ET 3 4.02 5.18 (0.139, 0.130) 21
비교예 4 ET 4 3.96 5.02 (0.140, 0.130) 19
비교예 5 ET 5 4.05 4.99 (0.139, 0.130) 22
비교예 6 ET 6 4.01 4.98 (0.139, 0.130) 23
비교예 7 ET 7 4.02 4.90 (0.139, 0.130) 21
상기 표 1에 있어서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1의 화합물을 유기 발광 소자의 전자 수송층으로 사용한 실시예 1 내지 15의 화합물은 비교예 1 내지 7의 화합물에 비하여, 구동 전압이 낮고, 전류 효율이 높고, 장 수명인 것을 알 수 있었다. 특히, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1에서 Ar3가 축합된 아릴기 (fused Ar) 또는 피리딘, 퀴놀린등을 제외한 헤테로고리기(Har)로 제조된 실시예 1 내지 15는 비교예 2 및 3의 ET2 및 ET3와 같이 트리아진이 Ar3에 피리딘과 퀴놀린으로 연결된 화합물 보다 구동 전압이 낮고, 전류 효율이 높고, 수명이 긴 것을 알 수 있었다.
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자수송층

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00119

    화학식 1에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    L1은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되고,
    [화학식 2]
    Figure pat00120

    [화학식 3]
    Figure pat00121

    [화학식 4]
    Figure pat00122

    [화학식 5]
    Figure pat00123

    상기 화학식 2 내지 5에 있어서,
    점선"
    Figure pat00124
    "는 각각 화학식 1의 트리아진기 또는 L2에 결합되는 부위이고,
    S1 내지 S4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    p 및 q는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고,
    r은 0 내지 8의 정수이며,
    y는 0 내지 4의 정수이고,
    p, q, r 및 y가 각각 2 이상의 정수일 때, 복수의 S1 내지 S4 각각은 서로 동일하거나 상이하며,
    L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
    Ar3는 L1이 화학식 2 내지 4인 경우에, 치환 또는 비치환된 아릴기; S 또는 O를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 하기 화학식 6 내지 10 중 어느 하나로 표시되며,
    Ar3은 L1이 화학식 5인 경우에, 치환 또는 비치환된 아릴기; S 또는 O를 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 하기 화학식 6 내지 10 중 어느하나로 표시되고,
    [화학식 6]
    Figure pat00125

    [화학식 7]
    Figure pat00126

    [화학식 8]
    Figure pat00127

    [화학식 9]
    Figure pat00128

    [화학식 10]

    Figure pat00129

    상기 화학식 6 내지 10에 있어서,
    X1은 O, S 또는 NR이며,
    X2 내지 X6 중 적어도 둘은 N이고, 나머지는 각각 독립적으로 CR'이며,
    상기 R 및 R'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    R1 내지 R6, R9 및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    Y1 내지 Y4 중 적어도 하나는 N 이고, 나머지는 CR"이며,
    상기 R"은 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이고,
    R7 및 R8은 직접 결합하거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
    m, n ,t, u, v 및 x 는 각각 0 내지 4의 정수이고, w는 0 내지 3의 정수이고, m, n ,t, u, v, w 및 x 가 각각 2 이상의 정수일 때, 복수의 R1 내지 R6, R9 및 R10 의 각각은 서로 동일하거나 상이하며,
    s는 0 내지 2의 정수이고, s가 2일 때 2개의 R3는 서로 동일하거나 상이하며,
    "
    Figure pat00130
    "는 상기 화학식 1의 L2와 결합하는 부분을 의미하고, 상기 화학식 10의 결합하는 부분은 R6, R9, R10 또는 R7 및 R8 가 결합하여 형성되는 고리와 결합된다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기인 것인 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar3는 L1이 화학식 2 내지 4인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 비스피로플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; S 또는 O를 포함하는 C4 내지 C20의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 상기 화학식 6 내지 10중 어느 하나로 표시되고,
    상기 Ar3는 L1이 화학식 5인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 비스피로플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; S 또는 O를 포함하는 C4 내지 C20의 헤테로고리기; 또는 상기 화학식 6 내지 10중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar3는 L1이 화학식 2 내지 4인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 피리미딜기; 치환 또는 비치환된 피리다지닐기; 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이고,
    Ar3는 L1이 화학식 5인 경우에, 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로플루오렌인데노페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디스피로플루오렌안트라센플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 피리미딜기; 치환 또는 비치환된 피리다지닐기; 치환 또는 비치환된 트리아지닐기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 S1 내지 S4는 수소인 것인 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 R1 내지 R6 및 R9 내지 R10는 수소인 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
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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 1 층 이상은 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고,
    상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고,
    상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층이고, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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