KR20190132261A - 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 화학식 1의 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
Description
본 출원은 2018년 5월 17일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0056455호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 명세서에서, 유기 발광 소자란 유기 반도체 물질을 이용한 발광 소자로서, 전극과 유기 반도체 물질 사이에서의 정공 및/또는 전자의 교류를 필요로 한다. 유기 발광 소자는 동작 원리에 따라 하기와 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 외부의 광원으로부터 소자로 유입된 광자에 의하여 유기물층에서 엑시톤(exiton)이 형성되고, 이 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되고, 이 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되어 전류원(전압원)으로 사용되는 형태의 발광 소자이다. 둘째는 2개 이상의 전극에 전압 또는 전류를 가하여 전극과 계면을 이루는 유기 반도체 물질층에 정공 및/또는 전자를 주입하고, 주입된 전자와 정공에 의하여 작동하는 형태의 발광 소자이다.
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, 전자억제층, 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. 이러한 유기 발광 소자는 자발광, 고휘도, 고효율, 낮은 구동 전압, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트 등의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하 수송 재료, 예컨대 정공 주입 재료, 정공 수송 재료, 전자 억제 물질, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료가 있다.
또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 재료로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다. 그 원리는 발광층을 주로 구성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작고 발광 효율이 우수한 도펀트를 발광층에 소량 혼합하면, 호스트에서 발생한 엑시톤이 도펀트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이 때 호스트의 파장이 도펀트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도펀트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
전술한 유기 발광 소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 발광 물질, 전자 억제 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되므로 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서에는 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
Ar1은 하기 화학식 2이고,
[화학식 2]
Ar2는 하기 화학식 3이며,
[화학식 3]
X1 및 X2는 서로 상이하고, 각각 O, S, P(Ra), N(Rb), Si(Rc)(Rd) 또는 SO2이며,
Ra, Rb, Rc, Rd 및 R3 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기이고,
n1 내지 n3은 각각 1 내지 4의 정수이며, n1 내지 n3이 각각 2 이상인 경우 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
*는 화학식 1에 연결되는 부위를 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 전술한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 본 발명의 화합물을 포함하여 유기 발광 소자를 제조하는 경우, 고효율, 저전압 및 장수명 특성을 갖는 유기 발광 소자를 얻을 수 있으며, 본 발명의 화합물을 유기 발광 소자의 발광층에 포함하는 경우, 높은 색재현율을 가지는 유기 발광 소자를 제조할 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 정공수송층 또는 정공주입층(5), 발광층(3), 전자수송층(6), 전자주입층(7) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 발광 소자의 유기물층에 사용하는 경우, 유기 발광 소자의 효율 및 수명 특성이 향상된다. 또한, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물은 분자 내에 약한 정공 특성과 전자 특성을 가지고 있어, 물질 자체의 HOMO와 LUMO(광학 밴드갭)를 줄여 정공과 전자를 좀더 쉽게 받아들일 수 있고, 트랩의 역할을 하지 않아 소자의 수명 특성이 향상된다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
Ar1은 하기 화학식 2이고,
[화학식 2]
Ar2는 하기 화학식 3이며,
[화학식 3]
X1 및 X2는 서로 상이하고, 각각 O, S, P(Ra), N(Rb), Si(Rc)(Rd) 또는 SO2이며,
Ra, Rb, Rc, Rd 및 R3 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기이고,
n1 내지 n3은 각각 1 내지 4의 정수이며, n1 내지 n3이 각각 2 이상인 경우 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
*는 화학식 1에 연결되는 부위를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 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 명세서에 있어서, 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 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(-CN); 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 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 도 있다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiY1Y2Y3의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Y1, Y2 및 Y3는 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 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BY4Y5의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Y4 및Y5는 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 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
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 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; 아릴알킬아민기; 아릴아민기; 아릴헤테로아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 상기 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 40일 수 있고, 일 실시예에 따르면 1 내지 20일 수 있다. 알킬아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
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 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
아릴아민기의 구체적인 예로는 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 바이페닐페닐아민기, 디바이페닐아민기, 플루오레닐페닐아민기 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 헤테로아릴기일 수 있고, 다환식 헤테로아릴기일 수 있다. 상기 2 이상의 헤테로아릴기를 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테아릴기, 다환식 헤테로아릴기, 또는 단환식 헤테로아릴기와 다환식 헤테로아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴헤테로아릴아민기는 아릴기 및 헤테로아릴기로 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 아릴알킬아민기는 아릴기 및 알킬기로 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬헤테로아릴아민기는 알킬기 및 헤테로아릴기로 치환된 아민기를 의미한다.
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 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 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, 
, 
등의 스피로플루오레닐기, 
(9,9-디메틸플루오레닐기), 및 
(9,9-디페닐플루오레닐기) 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, P, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 30이다. 헤테로 고리기의 예로는 예로는 피리딘기, 피롤기, 피리미딘기, 피리다지닐기, 퓨란기, 티오펜기, 이미다졸기, 피라졸기, 디벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 카바졸기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 탄화수소 고리; 또는 헤테로 고리를 의미한다.
상기 탄화수소 고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 2가기인 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 2가인 것을 제외하고는 상기 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
상기 헤테로 고리는 2가인 것을 제외하고는 상기 헤테로고리기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 나타낼 수 있다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
R1 내지 R4, Ar2, X1, n1 및 n2의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1-1 또는 1-1-2로 나타낼 수 있다.
[화학식 1-1-1]
[화학식 1-1-2]
상기 화학식 1-1-1 및 1-1-2에 있어서,
R1 내지 R5, X1, X2 및 n1 내지 n3의 정의는 상기 화학식 1-1에서의 정의와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-2는 하기 화학식 1-2-1 또는 1-2-2로 나타낼 수 있다.
[화학식 1-2-1]
[화학식 1-2-2]
상기 화학식 1-2-1 및 1-2-2에 있어서,
R1 내지 R5, X1, X2 및 n1 내지 n3의 정의는 상기 화학식 1-2에서의 정의와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n1은 1 내지 4의 정수이며, n1이 2 이상인 경우 2 이상의 R3는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n2는 1 내지 4의 정수이며, n2가 2 이상인 경우 2 이상의 R4는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n3는 1 내지 4의 정수이며, n3가 2 이상인 경우 2 이상의 R5는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기이다.
본원의 화학식 1로 표시되는 화합물은 분자 내에 아민기가 도입됨으로써, HOMO 오비탈이 아민쪽으로 쏠리게 되고, 다른 부분에 LUMO 오비탈이 존재하여, HOMO와 LUMO의 겹침을 억제해, 일중항 에너지를 낮추고(Blue에 적합하게), 삼중항 에너지 또한 낮출 수 있어, 물질 자체의 안정성을 높일 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이며, R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 프로필기; 또는 치환 또는 비치환된 부틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소; 중수소; 메틸기; 에틸기; 프로필기; 또는 부틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5는 수소; 또는 tert-부틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 n1 및 n2는 각각 1이고, R3 및 R4 는 서로 같거나 상이하며, R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기이고, 나머지는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
상기 치환 또는 비치환된 아민기는 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기일 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 치환 또는 비치환된 아민기는 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기일 수 있으며, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60일 수 있으며, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60일 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 및 R4 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 디페닐아민기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐페닐아민기; 치환 또는 비치환된 디플루오레닐아민기; 치환 또는 비치환된 바이페닐페닐아민기; 치환 또는 비치환된 페닐디벤조퓨라닐아민기; 또는 치환 또는 비치환된 디바이페닐아민기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R4 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐페닐아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디플루오레닐아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 바이페닐페닐아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조플루오레닐아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐디벤조퓨라닐아민기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디바이페닐아민기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, n1 및 n2는 각각 1이고, R3 및 R4는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아민기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1-A로 나타낼 수 있다.
[화학식 1-1-A]
상기 화학식 1-1-A에 있어서,
R1, R2, X1 및 Ar2의 정의는 상기 화학식 1-1에서의 정의와 같고,
R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
n11 및 n12는 각각 1 내지 3의 정수이고, n11 및 n12가 각각 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
m1 및 m2는 각각 0 또는 1이며, m1+m2 ≥ 1이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-2는 하기 화학식 1-2-A로 나타낼 수 있다.
[화학식 1-2-A]
상기 화학식 1-2-A에 있어서,
R1, R2, X1 및 Ar2의 정의는 상기 화학식 1-2에서의 정의와 같고,
R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar5 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
n13 및 n14는 각각 1 내지 3의 정수이고, n13 및 n14가 각각 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며, m3 및 m4는 각각 0 또는 1이며, m3+m4 ≥ 1이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다. 상기 R1 및 R2가 아릴기인 경우, 알킬기인 경우보다 열적 안정성이 높으며, 분자간 뭉침(aggregation)을 억제하여 엑시톤이 소멸(quenching)되는 것을 막을 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 tert-부틸기 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 tert-부틸기 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; tert-부틸기 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 tert-부틸기 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 플루오렌을 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오렌을 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 플루오렌을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 및 X2는 서로 상이하고, 각각 O, S, P(Ra), N(Rb), Si(Rc)(Rd) 또는 SO2이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 및 X2 중 어느 하나는 O이고, 나머지 하나는 S이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 및 X2 중 어느 하나는 N(Rb)이고, 나머지 하나는 S이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 및 X2 중 어느 하나는 N(Rb)이고, 나머지 하나는 O이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 및 X2 중 어느 하나는 Si(Rc)(Rd) 이고, 나머지 하나는 O이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 같거나 사이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 같거나 사이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rb는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rb는 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rb는 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rc 및 Rd는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 Rd는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rc 및 Rd는 메틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R11 내지 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R11 내지 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R14는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n11은 1 내지 3의 정수이고, n11이 2 이상인 경우, 2 이상의 R11은 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n12는 1 내지 3의 정수이고, n12가 2 이상인 경우, 2 이상의 R12는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n13은 1 내지 3의 정수이고, n13이 2 이상인 경우, 2 이상의 R13은 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n14는 1 내지 3의 정수이고, n14가 2 이상인 경우, 2 이상의 R14는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기, 이소프로필기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 메틸기, 이소프로필기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 메틸기, 이소프로필기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 메틸기, 이소프로필기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 메틸기, 이소프로필기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 메틸기, 이소프로필기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1은 1이고, m2는 0이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m2는 1이고, m1은 0이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 m1 및 m2는 각각 1이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 m3은 1이고, m4는 0이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m4는 1이고, m3은 0이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 m3 및 m4는 각각 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조들 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1의 코어구조는 하기 반응식과 같이 제조될 수 있고, 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
<반응식>
상기 반응식과 같이 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1의 코어 구조는 Suzuki, n-Buli, Ring closing 및 Sadmeyer 반응을 이용한다.
상기 화합물의 컨쥬게이션 길이와 에너지 밴드갭은 밀접한 관계가 있다. 구체적으로, 화합물의 컨쥬게이션 길이가 길수록 에너지 밴드갭이 작아진다.
본 발명에서는 상기와 같이 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 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 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질 및 전자 수송층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 전술한 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 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, 정공주입 및 정공수송을 동시에 하는 층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층 및 전자주입과 전자수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함할 수 있고, 상기 층들 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함할 수 있고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 및 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함할 수 있고, 상기 층들 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함할 수 있고, 상기 정공수송층 또는 정공주입층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시 상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층의 도펀트로서 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함하는 녹색 유기 발광 소자이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함하는 적색 유기 발광 소자이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함하는 청색 유기 발광 소자이다.
또 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함하고, 안트라센계 화합물 등의 유기화합물을 호스트로 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함하며, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함하며, 이리듐계(Ir) 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
본 발명의 유기 발광 소자는 하기 예시와 같은 구조로 적층될 수 있다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(5) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(7) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(8) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층 /음극
(10) 양극/ 정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/음극
(11) 양극/ 정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(12) 양극/정공주입층/정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/전자주입 층/음극
(14) 양극/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/음극
(15) 양극/정공수송층/발광층/ 정공억제층/전자수송층/전자주입층/음극
(16) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/음극
(17) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/전자주입 층/음극
(18) 양극/정공주입층/정공수송층/전자억제층/발광층/정공저지층/전자주입 및 수송층/음극
본 발명의 유기 발광 소자의 구조는 도 1에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1), 양극(2) 위에 정공수송층 또는 정공주입층 (5), 발광층(3), 전자수송층(6), 전자주입층(7) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공수송층 또는 정공주입층(5), 발광층(3) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(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, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 및 전자수송 및 전자주입을 동시에하는 층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1층 이상을 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 수도 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
상기 양극은 정공을 주입하는 전극으로, 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, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 및 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 음극은 전자를 주입하는 전극으로, 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 양극으로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 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(porphyrine), 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 한정되는 것은 아니다. 정공주입층의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 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.
정공주입층과 정공수송층 사이에 추가로 정공버퍼층이 구비될 수 있으며, 정공버퍼층에는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
정공수송층과 발광층 사이에 전자억제층이 구비될 수 있다. 상기 전자억제층은 전술한 다환 화합물 또는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 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.
발광층의 호스트 재료로는 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.
발광층이 적색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 녹색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
전자수송층과 발광층 사이에 정공억제층이 구비될 수 있으며, 정공억제층에는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자수송층의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 전자수송층의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 주입 물질로는 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 정공차단층은 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 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하기 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러가지 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
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합성예
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합성예
1. 화합물 1의 합성
1) 중간체 1의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 [5-bromo-9-chloro-7,7-diphenyl-7H-fluoreno[4,3-b]benzofuran] (10g, 19.2mmol), 나이트로벤젠 보론산[Nitrobenzene boronicacid] (4.15g, 24.9mmol), 테트라키스 트리페닐 포스핀 팔라듐(0)[Tetrakis triphenyl phosphine palladium(0)] (0.66g, 0.57mmol), 포타슘 카보네이트[Potassium carbonate, K2CO3] (7.9g) 수용액, 테트라하이드로퓨란[Tetrahydrofuran, THF]을 함께 넣은 후, 8시간 환류하여 중간체 1 (10g)을 합성하였다. [수율: 93%, Mass(M+1): 564]
2) 중간체 2의 합성
중간체 1 (10g, 17.7mmol), 트리페닐 포스핀[Triphenyl phosphine] (13.4g, 53.3mmol)을 1,2-다이클로로벤젠[1,2-Dichlorobenzene, DCB]에 넣은 후, 10시간 환류한 후, 컬럼 정제(에틸아세테이트 : 헥산 = EA : HEX)를 통하여 중간체 2 (8g)를 합성하였다. [수율: 85%, Mass(M+1): 533]
3) 중간체 3의 합성
중간체 2 (8g, 15.0mmol), 브로모벤젠[Bromobenzene] (2.6g, 16.5mmol), 테트라키스 트리페닐 포스핀 팔라듐(0)[Tetrakis triphenyl phosphine palladium(0), Pd(0)] (0.52g, 0.5mmol), 포타슘 카보네이트[Potassium carbonate] (6.2g, 45.1mmol)을 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]에 녹인 후, 10시간 환류한 후, 컬럼 정제(EA : HEX)를 통하여 중간체 3 (7.8g)을 합성하였다. [수율: 85%. Mass(M+1): 609]
4) 화합물 1의 합성
중간체 3 (1g, 1.64mmol), 비스(4-(tert-부틸)페닐)아민[Bis(4-(tert-butyl)phenyl)amine] (0.51g, 1.81mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0)[Bis(tri-tert-butylphosphine)Palladium (0), BTP] (0.003g), 포타슘 카보네이트[potassium carbonate] (0.68g, 5.93mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 1 (1.2g)을 수득하였다. [수율: 82%, Mass(M+1): 854.1]
합성예
2. 화합물 2의 합성
1) 화합물 2의 합성
중간체 3 (1g, 1.64mmol), 다이 페닐 아민 (0.27g, 1.81mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.003g), 포타슘 카보네이트 (0.68g, 4.93mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 8시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 2 (0.9g)를 수득하였다. [수율: 74%, Mass(M+1): 741]
합성예
3. 화합물 3의 합성
1) 중간체 4의 합성
5'-브로모-9'-클로로스파이로[플로렌-9,7'-플로레노[4,3-b]벤조퓨란 (10g, 19.2mmol), 나이트로벤젠 보론산 (4.17g, 25.0mmol), 테트라키스 트리페닐 포스핀 팔라듐(0) (0.66g, 0.58mmol), 포타슘 카보네이트 (7.9g) 수용액, 테트라하이드로퓨란을 함께 넣은 후, 8시간 환류하여 중간체 4 (9g)을 합성하였다. [수율: 83%, Mass(M+1): 563]
2) 중간체 5의 합성
중간체 4 (9g, 16.0mmol), 트리페닐 포스핀 (12.6, 48.0mmol)을 1,2-다이클로로벤젠에 넣은 후, 10시간 환류한 후, 컬럼 정제(에틸아세테이트 : 헥산 = EA : HEX)를 통하여 중간체 5 (7.3g)를 합성하였다. [수율: 86%, Mass(M+1): 531]
3) 중간체 6의 합성
중간체 5 (7g, 15.0mmol), 브로모벤젠 (2.28g, 14.5mmol), 테트라키스 트리페닐 포스핀 팔라듐(0) (0.45g, 0.4mmol), 포타슘 카보네이트 (5.5g, 39.6mmol)을 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]에 녹인 후, 10시간 환류한 후, 컬럼 정제(EA : HEX)를 통하여 중간체 6 (5.1g)을 합성하였다. [수율: 64%. Mass(M+1): 607]
4) 화합물 3의 합성
중간체 6 (1g, 1.65mmol), 비스(4-(tert-부틸)페닐)아민 (0.51g, 1.81mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.003g), 포타슘 카보네이트 (0.68g, 5.93mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 3 (1.1g)을 수득하였다. [수율: 78%, Mass(M+1): 852]
합성예
4. 화합물 4의 합성
1) 중간체 7의 합성
6-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플로레노[4,3-b]벤조퓨란 (10g, 19.2mmol), (4-나이트로-[1,1’-바이페닐]-3-yl)보론산 (5.6g, 32.7mmol), 테트라키스 트리페닐 포스핀 팔라듐(0) (0.66g, 0.6mmol), 포타슘 카보네이트 (7.9g) 수용액, 테트라하이드로퓨란을 함께 넣은 후, 8시간 환류하여 중간체 7 (10g)을 합성하였다. [수율: 82%, Mass(M+1): 641]
2) 중간체 8의 합성
중간체 7 (9g, 14.1mmol), 트리페닐 포스핀 (11.1g, 42.2mmol)을 1,2-다이클로로벤젠에 넣은 후, 10시간 환류한 후, 컬럼 정제(에틸아세테이트 : 헥산 = EA : HEX)를 통하여 중간체 8 (5.1g)를 합성하였다. [수율: 60%, Mass(M+1): 609]
3) 중간체 9의 합성
중간체 8 (5g, 8.2mmol), 브로모벤젠 (1.68g, 10.7mmol), 테트라키스 트리페닐 포스핀 팔라듐(0) (0.29g, 0.3mmol), 포타슘 카보네이트 (3.4g, 24.7mmol)을 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]에 녹인 후, 10시간 환류한 후, 컬럼 정제(EA : HEX)를 통하여 중간체 9 (3.0g)을 합성하였다. [수율: 53%. Mass(M+1): 685]
4) 화합물 4의 합성
중간체 9 (1g, 1.5mmol), N-(o-톨릴)-[1,1’-바이페닐]-4-아민 (0.45g, 1.8mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 포타슘 카보네이트 (0.61g, 4.4mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 4 (1.0g)를 수득하였다. [수율: 75%, Mass(M+1): 908]
합성예
5. 화합물 5의 합성
1) 중간체 10의 합성
6-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-벤조[b]플로레노[3,4-d]싸이오펜 (10g, 18.6mmol)을 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 10 (7.8g)을 합성하였다. [수율: 72%, Mass(M+1): 581]
2) 중간체 11의 합성
중간체 1 대신 중간체 10 (7g, 12.1mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 2의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 11 (4.3g)을 합성하였다. [수율: 65%, Mass(M+1): 549]
3) 중간체 12의 합성
중간체 2 대신 중간체 11 (4g, 7.3mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 3의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 12 (2.7g)을 합성하였다. [수율: 59%. Mass(M+1): 625]
4) 화합물 5의 합성
중간체 12 (1g, 1.6mmol), 다이페닐아민 (0.33g, 1.9mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 포타슘 카보네이트 (0.66g, 4.8mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 5 (0.8g)를 수득하였다. [수율: 66%, Mass(M+1): 757]
합성예
6. 화합물 6의 합성
1) 중간체 13의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 6-브로모-10-클로로-8,8-다이페닐-8H-벤조[b]플로레노[4,3-d]싸이오펜 (10g, 18.6mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 13 (7.6g)을 합성하였다. [수율: 70%, Mass(M+1): 581]
2) 중간체 14의 합성
중간체 1 대신 중간체 13 (7g, 12.1mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 2의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 14 (4.1g)을 합성하였다. [수율: 62%, Mass(M+1): 549]
3) 중간체 15의 합성
중간체 2 대신 중간체 14 (4g, 9.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는 중간체 3의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 15 (2.6g)을 합성하였다. [수율: 57%. Mass(M+1): 625]
4) 화합물 6의 합성
중간체 15 (1g, 1.6mmol), 다이페닐아민 (0.33g, 1.9mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 포타슘 카보네이트 (0.66g, 4.8mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 6 (0.7g)을 수득하였다. [수율: 58%, Mass(M+1): 757]
합성예
7. 화합물 7의 합성
1) 중간체 16의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 5-브로모-2-클로로-12,12-다이페닐-12H-플로레노[1,2-b]벤조퓨란 (10g, 19.2mmol)을, 나이트로벤젠 보론산 대신 (2-(메틸설파닐)페닐)보로닉 엑시드 (4.2g, 23.0mmol)를 사용한 것을 제외하고는 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 16 (7.7g)을 합성하였다. [수율: 69%, Mass(M+1): 582]
2) 중간체 17의 합성
중간체 16 (7g, 12.1mmol)을 트리플릭 엑시드[Triflic acid, CF3SO3H] 30ml에 넣고 상온에서 24시간 교반한뒤 피리딘[Pyridine] 수용액 300ml(피리딘:물 = 1:5)을 천천히 적가 후 환류 교반 후 컬럼 정제(에틸아세테이트 : 헥산 = EA : HEX)하여 중간체 17 (2.3g)을 합성하였다. [수율: 35%, Mass(M+1): 550]
3) 화합물 7의 합성
중간체 17 (1g, 1.8mmol), 다이페닐아민 (0.44g, 2.2mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 포타슘 카보네이트 (0.75g, 5.5mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 7 (0.8g)을 수득하였다. [수율: 64%, Mass(M+1): 682]
합성예
8. 화합물 8의 합성
1) 중간체 18의 합성
5-브로모-2-클로로-12,12-다이페닐-12H-플로레노[1,2-b]벤조퓨란 대신 6-브로모-2-클로로-12,12-다이페닐-12H-플로레노[1,2-b]벤조퓨란 (10g, 19.2mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 16의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 18 (7.6g)을 합성하였다. [수율: 68%, Mass(M+1): 582]
2) 중간체 19의 합성
중간체 18 (7g, 12.1mmol)을 트리플릭 엑시드 30ml에 넣고 상온에서 24시간 교반한뒤 피리딘 수용액 300ml(피리딘:물 = 1:5)을 천천히 적가 후 환류 교반 후 컬럼 정제(에틸아세테이트 : 헥산 = EA : HEX)하여 중간체 19 (2.2g)을 합성하였다. [수율: 33%, Mass(M+1): 550]
3) 화합물 8의 합성
중간체 19 (1g, 1.8mmol), 다이페닐아민 (0.37g, 2.2mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 포타슘 카보네이트 (0.76g, 5.5mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 8 (0.9g)을 수득하였다. [수율: 72%, Mass(M+1): 682]
합성예
9. 화합물 9의 합성
1) 중간체 20의 합성
9-클로로-7,7,12-트리페닐-7,12-다이하이드로인데노[1,2-a]카바졸-5-ol (30g, 56.2mmol)을 NMP에 녹인후 포타슘카보네이트 (23.3g, 168.5mmol)을 넣었다, 그 후, 1,1,2,2,3,3,4,4,4-노나플로로부탄-1-설포닐 플로라이드 (15.1ml, 84.3mmol)을 넣고 60℃로 환류 반응 후 용매 제거 후 중간체 20 (40g)을 합성하였다. [수율: 87%, Mass(M+1): 817]
2) 중간체 21의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 중간체 20 (10g, 12.3mmol)을, 나이트로벤젠 보론산 대신 (2-(메틸설파닐)페닐)보로닉 엑시드(2.71g, 14.7mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 21 (5.5g)을 합성하였다. [수율: 68%, Mass(M+1): 657]
3) 중간체 22의 합성
중간체 16 대신 중간체 21 (7g, 10.7mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 17의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 22 (2.1g)을 합성하였다. [수율: 32%, Mass(M+1): 625]
4) 화합물 9의 합성
중간체 22 (1g, 1.6mmol), 다이페닐아민 (0.33g, 1.9mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 포타슘 카보네이트 (0.66g, 4.81mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 9 (0.7g)를 수득하였다. [수율: 58%, Mass(M+1): 757]
합성예
10. 화합물 10의 합성
1) 중간체 23의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 중간체 20 (10g, 12.3mmol)을, 나이트로벤젠 보론산 대신 (2-하이드록시페닐)보로닉 엑시드(2.03g, 14.7mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 23 (5.1g)을 합성하였다. [수율: 68%, Mass(M+1): 611]
2) 중간체 24의 합성
중간체 23 (5g, 8.2mmol)을 3-나이트로피리딘[3-Nitropyridine] (0.10g, 0.8mmol), Pd(OAc)2 (0.18g, 0.8mmol), C6F6 (30ml), DMI (20ml)을 넣고 녹인후, tert-부틸 펄옥시벤조에이트[BzOOt-Bu] (3.18g, 16.4mmol) 을 넣은후 90℃로 환류후 재결정을 통하여 중간체 24 (1.5g)을 합성하였다. [수율: 30%, Mass(M+1): 609]
3) 화합물 10의 합성
중간체 24 (1g, 1.6mmol), 다이페닐아민 (0.34g, 2.0mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 포타슘 카보네이트 (0.68g, 4.9mmol) 와 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 10 (0.8g)을 수득하였다. [수율: 66%, Mass(M+1): 741]
합성예
11. 화합물 11의 합성
1) 중간체 25의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 (10g, 19.2mmol), (4-클로로-2-나이트로페닐) 보로닉 엑시드 (5.02g, 24.9mmol), 테트라키스 트리페닐 포스핀 팔라듐(0) (0.66g, 0.57mmol), 포타슘 카보네이트 (7.9g) 수용액, 테트라하이드로퓨란을 함께 넣은 후, 8시간 환류하여 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 중간체 25 (10.2g)을 합성하였다. [수율: 89%, Mass(M+1): 599]
2) 중간체 26의 합성
중간체 25 (7g, 11.7mmol), 트리페닐 포스핀 (9.2g, 35.1mmol)을 1,2-다이클로로벤젠[DCB]에 넣은 후, 10시간 환류한 후, 컬럼 정제(에틸아세테이트 : 헥산 = EA : HEX)를 통하여 중간체 26 (5.5g)를 합성하였다. [수율: 83%, Mass(M+1): 567]
3) 중간체 27의 합성
중간체 26 (5g, 8.8mmol), 브로모벤젠 (1.80g, 11.5mmol), 테트라키스 트리페닐 포스핀 팔라듐(0) (0.31g, 0.3mmol), 포타슘 카보네이트 (3.66g, 26.5mmol)을 1,4-다이옥산[1,4-Dioxane]에 녹인 후, 10시간 환류한 후, 컬럼 정제(EA : HEX)를 통하여 중간체 27 (4.0g)을 합성하였다. [수율: 71%. Mass(M+1): 643]
4) 화합물 11의 합성
중간체 27 (1g, 1.56mmol), 비스(4-(tert-부틸)페닐)아민 (0.92g, 3.27mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.003g), 소듐-tert-부톡사이드[NatBuO] (0.45g, 4.67mmol) 와 톨루엔에 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 11 (1.3g)을 수득하였다. [수율: 74%, Mass(M+1): 1133]
합성예
12. 화합물 12의 합성
1) 화합물 12의 합성
중간체 27 (1g, 1.56mmol), N-(o-톨릴)다이벤조[b,d]퓨란-1-아민 (1.04g, 3.27mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.003g), 소듐-tert-부톡사이드 (0.45g, 4.67mmol) 와 톨루엔에 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 12 (1.2g)를 수득하였다. [수율: 69%, Mass(M+1): 1117]
합성예
13. 화합물 13의 합성
1) 중간체 28의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 6-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-벤조[b]플로레노[3,4-d]싸이오펜 (10g, 18.6mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 25의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 28 (8.2g)을 합성하였다. [수율: 72%, Mass(M+1): 615]
2) 중간체 29의 합성
중간체 25 대신 중간체 28 (7g, 11.4mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 26의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 29 (5.1g)을 합성하였다. [수율: 77%, Mass(M+1): 583]
3) 중간체 30의 합성
중간체 26 대신 중간체 29 (5g, 8.6mmol)를 사용한 것을 제외하고는 중간체 27의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 30 (2.9g)을 합성하였다. [수율: 51%. Mass(M+1): 659]
4) 화합물 13의 합성
중간체 30 (1g, 1.52mmol), N-(4-(tert-부틸)페닐)-[1,1’-바이페닐]-4-아민 (0.96g, 3.19mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 소듐-tert-부톡사이드 (0.59g, 6.1mmol) 와 톨루엔에 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 13 (1.1g)을 수득하였다. [수율: 61%, Mass(M+1): 1189]
합성예
14. 화합물 14의 합성
1) 중간체 31의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 6-브로모-10-클로로-8,8-다이페닐-8H-벤조[b]플로레노[4,3-d]싸이오펜 (10g, 18.6mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 25의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 31 (7.5g)을 합성하였다. [수율: 66%, Mass(M+1): 615]
2) 중간체 32의 합성
중간체 25 대신 중간체 31 (7g, 11.4mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 26의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 32 (5.1g)을 합성하였다. [수율: 77%, Mass(M+1): 583]
3) 중간체 33의 합성
중간체 26 대신 중간체 32 (5g, 8.6mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 27의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 33 (2.8g)을 합성하였다. [수율: 50%. Mass(M+1): 659]
4) 화합물 14의 합성
중간체 33 (1g, 1.5mmol), 2-메틸-N-페닐아닐린 (0.58g, 3.2mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 소듐-tert-부톡사이드 (0.58g, 6.1mmol) 와 톨루엔에 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 14 (1.0g)를 수득하였다. [수율: 69%, Mass(M+1): 953]
합성예
15. 화합물 15의 합성
1) 중간체 34의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 5-브로모-2,9-다이클로로-12,12-다이페닐-12H-플로레노[1,2-b]벤조퓨란 (10g, 18.0mmol)을, 나이트로벤젠 보론산 대신 (2-(메틸설파닐)페닐)보로닉 엑시드(3.97g, 21.6mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 34 (7.6g)을 합성하였다. [수율: 69%, Mass(M+1): 616]
2) 중간체 35의 합성
중간체 34 (7g, 11.4mmol)을 트리플릭 엑시드 30ml에 넣고 상온에서 24시간 교반한뒤 피리딘 수용액 300ml(피리딘:물 = 1:5)을 천천히 적가 후 환류 교반 후 컬럼 정제(에틸아세테이트 : 헥산 = EA : HEX)하여 중간체 35 (2.2g)을 합성하였다. [수율: 33%, Mass(M+1): 584]
3) 화합물 15의 합성
중간체 35 (1g, 1.7mmol), 비스(4-(tert-부틸)페닐)아민 (1.01g, 3.6mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 소듐-tert-부톡사이드 (0.66g, 6.9mmol) 와 톨루엔을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 15 (1.3g)를 수득하였다. [수율: 71%, Mass(M+1): 1074]
합성예
16. 화합물 16의 합성
1) 중간체 36의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 6-브로모-2,9-다이클로로-12,12-다이페닐-12H-플로레노[1,2-b]벤조퓨란 (10g, 18.0mmol)을, 나이트로벤젠 보론산 대신 (2-(메틸설파닐)페닐)보로닉 엑시드(3.97g, 21.6mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 36 (7.5g)을 합성하였다. [수율: 68%, Mass(M+1): 616]
2) 중간체 37의 합성
중간체 36 (7g, 11.4mmol)을 트리플릭 엑시드 30ml에 넣고 상온에서 24시간 교반한뒤 피리딘 수용액 300ml(피리딘:물 = 1:5)을 천천히 적가 후 환류 교반 후 컬럼 정제(에틸아세테이트 : 헥산 = EA : HEX)하여 중간체 37 (2.3g)을 합성하였다. [수율: 35%, Mass(M+1): 584]
3) 화합물 16의 합성
중간체 37 (1g, 1.7mmol), 비스(4-(tert-부틸)페닐)아민 (1.01g, 3.6mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 소듐-tert-부톡사이드 (0.65g, 6.9mmol) 와 톨루엔을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 16 (1.4g)을 수득하였다. [수율: 76%, Mass(M+1): 1074]
합성예
17. 화합물 17의 합성
1) 중간체 38의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 9-클로로-7,7,12-트리페닐-7,12-다이하이드로인데노[1,2,-a]카바졸-5yl-1,1,2,2,3,3,4,4,4-노나플로로부탄-1-설포네이트 (10g, 12.3mmol)을, 나이트로벤젠 보론산 대신 (4-클로로-2(메틸설파닐)페닐)보로닉 엑시드(3.2g, 14.7mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 38 (6.4g)을 합성하였다. [수율: 76%, Mass(M+1): 691]
2) 중간체 39의 합성
중간체 16 대신 중간체 38 (7g, 10.1mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 17의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 39 (2.5g)을 합성하였다. [수율: 37%, Mass(M+1): 659]
3) 화합물 17의 합성
중간체 39 (1g, 1.5mmol), 비스(4-(tert-부틸)페닐)아민 (0.9g, 3.2mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 소듐-tert-부톡사이드 (0.58g, 6.1mmol) 와 톨루엔을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 17 (1.2g)을 수득하였다. [수율: 69%, Mass(M+1): 1149]
합성예
18. 화합물 18의 합성
1) 중간체 40의 합성
5-브로모-9-클로로-7,7-다이페닐-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란 대신 9-클로로-7,7,12-트리페닐-7,12-다이하이드로인데노[1,2,-a]카바졸-5yl-1,1,2,2,3,3,4,4,4-노나플로로부탄-1-설포네이트 (10g, 12.3mmol)를, 나이트로벤젠 보론산 대신 (4-클로로-2-하이드록시페닐)보로닉 엑시드(2.53g, 14.7mmol)을 사용한 것을 제외하고는 중간체 1의 합성법과 동일한 방법을 사용하여 중간체 40 (6.1g)을 합성하였다. [수율: 77%, Mass(M+1): 645]
2) 중간체 41의 합성
중간체 40 (5g, 7.8mmol)을 3-나이트로피리딘 (0.10g, 0.8mmol), Pd(OAc)2 (0.17g, 0.8mmol), C6F6 (30ml), DMI (20ml)을 넣고 녹인후, tert-부틸 펄옥시벤조에이트 (3.01g, 15.5mmol) 을 넣은후 90도로 환류후 재결정을 통하여 중간체 41 (1.5g)을 합성하였다. [수율: 30%, Mass(M+1): 643]
3) 화합물 18의 합성
중간체 41 (1g, 1.6mmol), 다이-o-톨릴아민 (0.65g, 3.3mmol), 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐 (0) (0.03g), 소듐-tert-부톡사이드 (0.60g, 6.2mmol) 와 톨루엔을 함께 넣은 후, 100℃에서 12시간 교반 후, 컬럼 정제(EA: HEX)를 통하여 화합물 18 (1.0g)을 수득하였다. [수율: 67%, Mass(M+1): 965]
<
실험예
>
실시예
1.
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 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 정공 주입층으로 하기 HI-1 화합물을 1150Å의 두께로 형성하되 하기 A-1 화합물을 1.5 wt% 농도로 p-도핑 하였다. 상기 정공 주입층 위에 하기 HT-1 화합물을 진공 증착하여 막 두께 800Å 의 정공 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 150Å으로 하기 EB-1 화합물을 진공 증착하여 전자억제층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자억제층 위에 호스트로 BH-1 화합물을, 도펀트로 상기 화합물 1을 98:2 (호스트:도펀트)의 중량비로 진공 증착하여 200Å 두께의 청색 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 막 두께 30Å으로 하기 HB-1 화합물을 진공 증착하여 정공 저지층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 저지층 위에 하기 ET-1 화합물과 하기 LiQ 화합물을 2:1의 중량비로 진공 증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4Å/sec 내지 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2ⅹ10-7 torr 내지 5ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예
2 내지 18.
상기 실시예 1의 유기 발광 소자에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예
1.
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 하기 비교 화합물 1을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
[비교 화합물 1]
비교예
2.
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 하기 비교 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
[비교 화합물 2]
비교예
3.
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 하기 비교 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
[비교 화합물 3]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 유기 발광 소자에 대하여 10mA/cm2의 전류 밀도에서 발광 효율을 측정하였고, 10mA/cm2의 전류 밀도에서 휘도가 초기 휘도 대비 97%가 되는 시간(T97)을 측정하였다. 상기 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 실시예 | 도펀트 | 효율(cd/A) | 색좌표 | 수명 T97(hr) |
|
| CIE (x) | CIE (y) | ||||
| 실시예 1 | 화합물 1 | 5.29 | 0.14 | 0.11 | 97 |
| 실시예 2 | 화합물 2 | 5.29 | 0.14 | 0.11 | 97 |
| 실시예 3 | 화합물 3 | 5.33 | 0.14 | 0.11 | 96 |
| 실시예 4 | 화합물 4 | 5.34 | 0.14 | 0.12 | 96 |
| 실시예 5 | 화합물 5 | 5.31 | 0.14 | 0.10 | 94 |
| 실시예 6 | 화합물 6 | 5.33 | 0.14 | 0.11 | 95 |
| 실시예 7 | 화합물 7 | 5.32 | 0.14 | 0.10 | 94 |
| 실시예 8 | 화합물 8 | 5.31 | 0.14 | 0.09 | 93 |
| 실시예 9 | 화합물 9 | 5.35 | 0.14 | 0.10 | 95 |
| 실시예 10 | 화합물 10 | 5.36 | 0.14 | 0.09 | 95 |
| 실시예 11 | 화합물 11 | 7.36 | 0.14 | 0.12 | 109 |
| 실시예 12 | 화합물 12 | 7.37 | 0.15 | 0.13 | 110 |
| 실시예 13 | 화합물 13 | 7.34 | 0.15 | 0.12 | 109 |
| 실시예 14 | 화합물 14 | 7.33 | 0.15 | 0.12 | 108 |
| 실시예 15 | 화합물 15 | 7.31 | 0.15 | 0.11 | 105 |
| 실시예 16 | 화합물 16 | 7.30 | 0.15 | 0.11 | 105 |
| 실시예 17 | 화합물 17 | 7.43 | 0.15 | 0.12 | 108 |
| 실시예 18 | 화합물 18 | 7.54 | 0.15 | 0.13 | 110 |
| 비교예 1 | 비교 화합물 1 | 3.11 | 0.21 | 0.45 | 85 |
| 비교예 2 | 비교 화합물 2 | 2.45 | 0.14 | 0.25 | 73 |
| 비교예 3 | 비교 화합물 3 | 2.22 | 0.14 | 0.23 | 72 |
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 발광층에 사용될 수 있으며, 본 발명에 따른 소자는 효율, 수명면에서 우수한 특성을 나타낸다. 특히, 화학식 1에서 R3 및 R4 중 적어도 하나에 아민기가 도입됨으로써 높은 소자의 성능을 이끌어낼 수 있다.
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공수송층 또는 정공주입층
6: 전자수송층
7: 전자주입층
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공수송층 또는 정공주입층
6: 전자수송층
7: 전자주입층
Claims (11)
- 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
Ar1은 하기 화학식 2이고,
[화학식 2]
Ar2는 하기 화학식 3이며,
[화학식 3]
X1 및 X2는 서로 상이하고, 각각 O, S, P(Ra), N(Rb), Si(Rc)(Rd) 또는 SO2이며,
Ra, Rb, Rc, Rd 및 R3 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, R3 및 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기이고,
n1 내지 n3은 각각 1 내지 4의 정수이며, n1 내지 n3이 각각 2 이상인 경우 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
*는 화학식 1에 연결되는 부위를 의미한다. - 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 화합물:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
R1 내지 R4, Ar2, X1, n1 및 n2의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다. - 청구항 2에 있어서,
상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1-1 또는 1-1-2로 표시되는 화합물:
[화학식 1-1-1]
[화학식 1-1-2]
상기 화학식 1-1-1 및 1-1-2에 있어서,
R1 내지 R5, X1, X2 및 n1 내지 n3의 정의는 상기 화학식 1-1에서의 정의와 같다. - 청구항 2에 있어서,
상기 화학식 1-2는 하기 화학식 1-2-1 또는 1-2-2로 표시되는 화합물:
[화학식 1-2-1]
[화학식 1-2-2]
상기 화학식 1-2-1 및 1-2-2에 있어서,
R1 내지 R5, X1, X2 및 n1 내지 n3의 정의는 상기 화학식 1-2에서의 정의와 같다. - 청구항 2에 있어서,
상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1-A로 표시되는 화합물:
[화학식 1-1-A]
상기 화학식 1-1-A에 있어서,
R1, R2, X1 및 Ar2의 정의는 상기 화학식 1-1에서의 정의와 같고,
R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
n11 및 n12는 각각 1 내지 3의 정수이고, n11 및 n12가 각각 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
m1 및 m2는 각각 0 또는 1이며, m1+m2 ≥ 1이다. - 청구항 2에 있어서,
상기 화학식 1-2는 하기 화학식 1-2-A로 표시되는 화합물:
[화학식 1-2-A]
상기 화학식 1-2-A에 있어서,
R1, R2, X1 및 Ar2의 정의는 상기 화학식 1-2에서의 정의와 같고,
R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar5 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
n13 및 n14는 각각 1 내지 3의 정수이고, n13 및 n14가 각각 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
m3 및 m4는 각각 0 또는 1이며, m3+m4 ≥ 1이다. - 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1은 하기 구조들 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
.
- 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
- 청구항 8에 있어서,
상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자. - 청구항 8에 있어서,
상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자. - 청구항 8에 있어서,
상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
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