KR20190139792A - 유기발광소자 - Google Patents

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KR20190139792A
KR20190139792A KR1020190068004A KR20190068004A KR20190139792A KR 20190139792 A KR20190139792 A KR 20190139792A KR 1020190068004 A KR1020190068004 A KR 1020190068004A KR 20190068004 A KR20190068004 A KR 20190068004A KR 20190139792 A KR20190139792 A KR 20190139792A
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금수정
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이형진
김동헌
서상덕
이우철
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 명세서는 유기발광소자를 제공한다.

Description

유기발광소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 명세서는 유기발광소자에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 06월 08일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0066180호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
유기발광소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기발광소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 전공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기발광소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 정공 및 전자가 발광층에서 재결합하여 생성되는 엑시톤(exciton)이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
유기발광소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한국특허공개 제10-2017-058618호
본 명세서에는 낮은 구동 전압 및 장수명 특성을 갖는 유기발광소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기물층을 포함하는 유기발광소자에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 A로 표시되는 화합물; 하기 화학식 B-1로 표시되는 화합물; 및 하기 화학식 B-2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자를 제공한다.
[화학식 A]
Figure pat00001
[화학식 B-1]
Figure pat00002
[화학식 B-2]
Figure pat00003
상기 화학식 A, B-1 및 B-2에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
L1 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
R3 내지 R8, Ar3 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar4는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
n1은 0 내지 3의 정수이고, n1이 2 이상인 경우 2 이상의 R7은 서로 같거나 상이하며,
n2는 0 내지 5의 정수이고, n2가 2 이상인 경우 2 이상의 R8은 서로 같거나 상이하며,
m1 및 m2는 각각 0 내지 8의 정수이고, m1 및 m2가 각각 2 이상인 경우 괄호내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 유기발광소자는 발광층에 화학식 A로 표시되는 화합물; 화학식 B-1로 표시되는 화합물; 및 화학식 B-2로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명을 갖는 유기발광소자를 얻을 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)으로 이루어진 유기발광소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자주입 및 수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기발광소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 유기발광소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기물층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A로 표시되는 화합물; 하기 화학식 B-1로 표시되는 화합물; 및 하기 화학식 B-2로 표시되는 화합물을 포함한다.
상기 유기발광소자의 발광층 내에 하기 화학식 A로 표시되는 화합물; 하기 화학식 B-1로 표시되는 화합물; 및 하기 화학식 B-2로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 유기발광소자가 낮은 구동 전압을 가지며, 소자의 수명이 개선되는 효과를 갖는다.
[화학식 A]
Figure pat00004
[화학식 B-1]
Figure pat00005
[화학식 B-2]
Figure pat00006
상기 화학식 A, B-1 및 B-2에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
L1 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
R3 내지 R8, Ar3 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar4는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
n1은 0 내지 3의 정수이고, n1이 2 이상인 경우 2 이상의 R7은 서로 같거나 상이하며,
n2는 0 내지 5의 정수이고, n2가 2 이상인 경우 2 이상의 R8은 서로 같거나 상이하며,
m1 및 m2는 각각 0 내지 8의 정수이고, m1 및 m2가 각각 2 이상인 경우 괄호내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 유기발광소자는 벤조플루오렌에 아릴아민이 연결된 화합물(화학식 A)을 도펀트로 사용하고, 안트라센 화합물 2종을 혼합한 호스트를 사용한다. 상기 호스트는 헤테로고리기가 연결된 화합물(화학식 B-2)을 포함하고 있다. 혼합 호스트를 사용하여, 손실 없이 도펀트로 에너지 전달이 가능하여 소자의 안정성이 향상된다.
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(-D); 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 아미노기; 아민기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 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 도 있다.
본 명세서에 있어서, 2 이상의 치환기가 연결된다는 것은 어느 하나의 치환기의 수소가 다른 치환기와 연결된 것을 말한다. 예를 들어, 이소프로필기와 페닐기가 연결되어
Figure pat00007
또는
Figure pat00008
의 치환기가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 3개의 치환기가 연결되는 것은 (치환기 1)-(치환기 2)-(치환기 3)이 연속하여 연결되는 것뿐만 아니라, (치환기 1)에 (치환기 2) 및 (치환기 3)이 연결되는 것도 포함한다. 예를 들어, 2개의 페닐기 및 이소프로필기가 연결되어
Figure pat00009
또는
Figure pat00010
의 치환기가 될 수 있다. 4 이상의 치환기가 연결되는 것에도 전술한 것과 동일하게 적용된다.
본 명세서에 있어서,
Figure pat00011
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
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 -SiYaYbYc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ya, Yb 및 Yc는 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 -BYdYe의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Yd 및 Ye는 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, 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, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 헵틸기, n-헵틸기, 옥틸기, n-옥틸기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NYfYg의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Yf 및 Yg는 각각 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기일 수 있다. 상기 아민기는 알킬아민기; 아릴알킬아민기; 아릴아민기; 아릴헤테로아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 보다 구체적으로 디메틸아민기; 디페닐아민기; 등일 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 기재된 알킬기 및 그 외 알킬기 부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
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, 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, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00012
,
Figure pat00013
등의 스피로플루오레닐기,
Figure pat00014
(9,9-디메틸플루오레닐기), 및
Figure pat00015
(9,9-디페닐플루오레닐기) 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O 및 S 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, 퀴놀린기, 피리다지닐기, 퓨란기, 티오펜기, 이미다졸기, 피라졸기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 나프토벤조퓨라닐기, 벤조나프토티오페닐기, 인데노카바졸기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기와 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 헤테로고리는 2가인 것을 제외하고는 상기 헤테로고리기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가인 것을 제외하고는 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가인 것을 제외하고는 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이거나, 서로 결합하여 탄소수 3 내지 30의 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 플루오렌고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 플루오렌고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 스피로벤조플루오렌고리를 이룬다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오렌고리를 형성하여, 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 스피로벤조플루오렌고리를 이룬다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 메틸기로 치환 또는 비치환된 플루오렌고리를 형성하여, 메틸기로 치환 또는 비치환된 스피로벤조플루오렌고리(
Figure pat00016
)를 이룬다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1은 메틸기 또는 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R2는 메틸기 또는 페닐기이다.
상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 플루오렌고리를 형성하여, 스피로벤조플루오렌고리를 이룬다는 것은 화학식 A의 코어구조가 스피로벤조플루오렌고리를 포함하는 것을 의미한다.
상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 플루오렌고리를 형성하는 경우, 상기 화학식 A는 하기와 같은 구조를 갖는다.
Figure pat00017
상기 구조에 있어서, R3 내지 R8, L1, L2, n1, 및 n2의 정의는 상기 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
R101은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
s1은 0 내지 8의 정수이고, s1이 2 이상인 경우 복수 개의 R101은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101은 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101은 수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 프로필기; 또는 치환 또는 비치환된 부틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101은 수소 또는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 s1은 0 내지 2의 정수이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 또는 A-2로 나타낼 수 있다.
[화학식 A-1]
Figure pat00018
[화학식 A-2]
Figure pat00019
상기 화학식 A-1 및 A-2에 있어서,
R1 내지 R8, L1, L2, n1 및 n2의 정의는 화학식 A에서와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-3 또는 A-4로 나타낼 수 있다.
[화학식 A-3]
Figure pat00020
[화학식 A-4]
Figure pat00021
상기 화학식 A-3 및 A-4에 있어서,
R1 내지 R6, L1 및 L2의 정의는 화학식 A에서와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-5 또는 A-6로 나타낼 수 있다.
[화학식 A-5]
Figure pat00022
[화학식 A-6]
Figure pat00023
상기 화학식 A-5 및 A-6에 있어서,
R1 내지 R6, L1 및 L2의 정의는 화학식 A에서와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 및 L2는 직접결합이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R7 및 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R7 및 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R8은 수소 또는 중수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R8은 수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 n1 및 n2는 각각 0 내지 2의 정수이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 n1 및 n2는 각각 0 또는 1이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 시클로헥실기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 파이렌기; 치환 또는 비치환된 크라이세닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨라닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐기, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 실릴기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조들 중 어느 하나로 표시된다.
Figure pat00024
상기 구조들에 있어서,
X1 내지 X5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S, N(Ra) 또는 C(Rb)(Rc)이며,
Ra, Rb, Rc 및 R10 내지 R43은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
r1은 0 내지 11의 정수이고,
r2, r7, r8, r27, r28, r30, r32 및 r33은 각각 0 내지 5의 정수이며,
r3는 0 내지 7의 정수이고,
r4 및 r5는 각각 0 내지 9의 정수이며.
r9, r11, r12, r13, r15, r16, r17, r21, r23 및 r25는 각각 0 내지 6의 정수이고,
r6, r10, r14, r19, r26, r29 및 r34는 각각 0 내지 4의 정수이며,
r18, r20, r22 및 r24는 각각 0 내지 8의 정수이고,
r31은 0 내지 3의 정수이고,
r1 내지 r33가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
p1 내지 p4는 각각 1 또는 2이다.
상기 구조들에서, 복수 개의 "
Figure pat00025
"는 결합되는 위치를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소. 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기 및 탄소수 3 내지 30의 트리알킬실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 중수소. 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기 및 탄소수 3 내지 30의 트리알킬실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소. 할로겐기, 시아노기, 중수소로 치환 또는 비치환된 메틸기, 부틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 부틸기로 치환된 페닐기, 중수소로 치환된 페닐기, 벤조퓨란기, 트리메틸실릴기 및 트리에틸실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 중수소로 치환 또는 비치환된 메틸기, 부틸기, 시클로헥실기, 부틸기로 치환된 페닐기, 중수소로 치환된 페닐기, 벤조퓨란기, 트리메틸실릴기 및 트리에틸실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 중수소로 치환 또는 비치환된 메틸기, 부틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 부틸기로 치환된 페닐기, 중수소로 치환된 페닐기, 벤조퓨란기, 트리메틸실릴기 및 트리에틸실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 중수소로 치환 또는 비치환된 메틸기, 부틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 부틸기로 치환된 페닐기, 중수소로 치환된 페닐기, 벤조퓨란기, 트리메틸실릴기 및 트리에틸실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 또는 중수소, 할로겐기, 시아노기, 중수소로 치환 또는 비치환된 메틸기, 부틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 부틸기로 치환된 페닐기, 중수소로 치환된 페닐기, 벤조퓨란기, 트리메틸실릴기 및 트리에틸실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 불소, 시아노기, -CD3, 메틸기, tert-부틸기, 시클로헥실기, 페닐기, tert-부틸페닐기, 페닐-d5기, 벤조퓨란기, 트리메틸실릴기 및 트리에틸실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 또는 디벤조티오페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, -CD3, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기, 페닐-d5기, 벤조퓨란기 및 트리메틸실릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 또는 디벤조티오페닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 내지 X5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S 또는 C(Rb)(Rc)이다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 X1 내지 X4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O. S 또는 C(Rb)(Rc)이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 X5는 O 또는 S이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra, Rb, Rc 및 R10 내지 R43은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 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 R10 내지 R43은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra, Rb, Rc 및 R10 내지 R43은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기 또는 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 내지 R43은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 부틸기; 치환 또는 비치환된 시클로헥실기; 트리메틸실릴기; 트리에틸실릴기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조퓨란이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R10 내지 R43은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; -CD3; 메틸기; tert-부틸기; 시클로헥실기; 트리메틸실릴기; 트리에틸실릴기; 페닐기; tert-부틸기 또는 중수소로 치환된 페닐기; 또는 벤조퓨란이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R10 내지 R43은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CD3; 메틸기; tert-부틸기; 트리메틸실릴기; 또는 중수소로 치환된 페닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A의 -L1-N(R5)(R6) 및 -L2-N(R3)(R4)는 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A의 -L1-N(R5)(R6) 및 -L2-N(R3)(R4)는 서로 동일하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A의 -N(R5)(R6) 및 -N(R3)(R4)는 서로 동일하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A는 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시된다.
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar6는 수소 또는 중수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar6은 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 L3 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L3 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L3 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L3 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L3은 직접결합이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L5는 직접결합이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸기; 치환 또는 비치환된 티오페닐기; 치환 또는 비치환된 이소퀴놀린기; 또는 치환 또는 비치환된 하기 구조이다.
Figure pat00033
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨라닐기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오페닐기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 티오페닐기; 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 이소퀴놀린기; 또는 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 하기 구조이다.
Figure pat00034
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오페닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨라닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 티오페닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 이소퀴놀린기; 또는 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 하기 구조이다.
Figure pat00035
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 페닐기; 바이페닐기; 나프틸기; 디벤조퓨라닐기; 나프토벤조퓨라닐기; 나프토벤조티오페닐기; 인돌로카바졸기; 티오페닐기; 이소퀴놀린기; 또는 하기 구조이다.
Figure pat00036
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 이종원소로 N, O 및 S 중 1 이상을 포함하는 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar4는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸기; 치환 또는 비치환된 티오페닐기; 치환 또는 비치환된 이소퀴놀린기; 또는 치환 또는 비치환된 하기 구조이다.
Figure pat00037
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4는 디벤조퓨라닐기; 디벤조퓨라닐기; 나프토벤조퓨라닐기; 인돌로카바졸기; 페닐기로 치환된 티오페닐기; 이소퀴놀린기; 또는 하기 구조이다.
Figure pat00038
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4는 디벤조퓨라닐기; 디벤조퓨라닐기; 나프토벤조퓨라닐기; 또는 인돌로카바졸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar5는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5는 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 불소(-F), 시아노기, 트리메틸실릴기, 사이클로헥실기, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 나프틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1 및 m2는 각각 0 내지 2의 정수이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1 및 m2는 각각 0 또는 1이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 B-1은 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 B-2는 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00043
Figure pat00044
본 발명의 화학식 A의 화합물은 하기 반응식 1과 같이, B-1 및 B-2의 화합물은 하기 반응식 2과 같이 코어구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 및 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
<반응식 1>
Figure pat00045
일반적인 스즈키 짝지움 반응(Suzuki Coupling)으로 중간체 1(IM-1)을 만들 수 있고, 그리나드 시약(Grignard reagent)를 이용하여 에스테르 기를 3차 알코올기로 바꾼 다음, 이어서 산을 이용한 고리 닫기(ring-closing) 반응으로 중간체 2(IM-2)를 만들 수 있다. 중간체2(IM-2)의 X가 OMe일 경우, 탈메틸화(demethylation) 및 -OTf기로 치환한 다음 부크왈드 아민화(Buckwald amination)반응으로 상기 화학식 A의 코어 구조를 제조할 수 있다.
<반응식 2>
Figure pat00046
일반적인 스즈키 짝지움 반응(Suzuki Coupling)을 통하여, 안트라센의 9번 및 10번 탄소에 각각 아릴기(Aryl) 또는 헤테로고리기(HetCy)를 도입하여, 상기 화학식 B-1 및 B-2의 코어 구조를 제조할 수 있다. (상기 반응식 1에서 L은 상기 화학식 B-1 및 B-2에서 L3 내지 L6의 정의와 같다.)
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.
본 발명의 유기발광소자는 전술한 화학식 A, B-1 및 B-2의 화합물을 이용하여 발광층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기발광소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화합물 A, B-1 및 B-2를 포함하는 발광층이 형성된 유기발광소자의 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 유기발광소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기발광소자는 유기물층으로서 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 정공수송 및 주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층, 및 전자수송 및 주입층 중 1층 이상을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기발광소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기발광소자는 발광층을 포함하는 유기물층을 포함하고, 상기 발광층은 화학식 A로 표시되는 화합물; 화학식 B-2로 표시되는 화합물; 및 화학식 B-2로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 발명의 유기발광소자는 상기 화학식 A로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로 포함하고, 상기 화학식 B-1로 표시되는 화합물 및 화학식 B-2로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로 포함한다. 이때, 상기 도펀트의 함량은 호스트 총합 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 10 중량부로 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 도펀트의 함량은 호스트 총합 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 발광층 내에 도펀트를 상기 함량 범위로 포함하는 경우, 제조된 유기발광소자의 구동전압이 낮고, 장수명을 가지며, 발광 효율이 우수한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 발광층 내에, 상기 화학식 B-1로 표시되는 화합물과 화학식 B-2로 표시되는 화합물의 혼합 중량비(B-1:B-2)는 95:5 내지 5:95일 수 있으며, 보다 바람직한 범위는 30:70 내지 70:30이다. 상기 범위 내인 경우, 혼합 호스트의 에너지가 손실없이 도펀트로 전달될 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 A로 표시되는 화합물; 화학식 B-1로 표시되는 화합물; 및 화학식 B-2로 표시되는 화합물 외에 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 유기발광소자에서, 상기 유기물층은 전자차단층을 포함할 수 있으며, 상기 전자차단층은 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 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.
상기 유기발광소자는 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(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/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(11) 양극/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(12) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입 층/음극
(14) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(15) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/음극
(16) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(17) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입 층/음극
본 발명의 유기발광소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기발광소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(7), 전자주입 및 수송층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기발광소자의 구조가 예시되어 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기발광소자는 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, 발광층, 전자차단층, 전자수송층 및 전자주입층을 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 유기발광소자를 만들 수도 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는층, 전자차단층, 발광층 및 전자수송층, 전자주입층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층 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; 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.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 정공 주입 물질은 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물이다.
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.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 정공 수송 물질은 아릴아민 계열의 유기물이다. 더욱 바람직하게는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (NPB)이나 이에 한정되는 것은 아니다.
정공주입층과 정공수송층 사이에 추가로 정공버퍼층이 구비될 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 정공주입 또는 수송재료를 포함할 수 있다.
정공수송층과 발광층 사이에 전자차단층이 구비될 수 있다. 상기 전자차단층은 전술한 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 정공차단층이 구비될 수 있으며, 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.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 전자 주입 및 수송 물질은 알루미늄 착물이다. 더욱 바람직하게는 Alq3이나 이에 한정되는 것은 아니다.
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 유기발광소자는 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.
<합성예 1.> 화합물 A-1-4의 합성
Figure pat00047
중간체 A-1-1 (20g), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)[tetrakis-(triphenylphosphine)palladium(0)] (1.1g), K2CO3 (37g), 중간체 A-1-2 (33.4g) 및 테트라하이드로퓨란(THF) (240 ml)와 증류수(80mL)이 들어간 플라스크를 90℃에서 가열하고, 6시간 동안 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 필터하였다. 필터한 용액을 감압하에서 증류제거하고 화합물 A-1-3을 얻었다.
추가정제 없이 얻은 화합물 A-1-3와 클로로포름(300mL)이 들어간 플라스크를 0℃로 냉각시킨 다음 메탄 술폰산(13.5mL)를 천천히 적가하였다. 플라스크를 40℃에서 가열하고, 5시간 동안 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물을 가하여 분액한 후 유기층만을 모아서 aq.NaHCO3를 이용하여 중화시킨다. 유기용액을 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 필터하였다. 필터한 용매를 감압제거하고 재결정(클로로포름/헥산)으로 정제하여 화합물 A-1-4 (24g)를 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=419에서 피크가 확인되었다.
<합성예 2.> 화합물 A-1-5의 합성
Figure pat00048
중간체 A-1-4(23g), 포타슘 카보네이트[potassium carbonate](11.4g), 퍼플루오로부탄설포닐 플로라이드[perfluorobutanesulfonyl fluoride](21.6 g) 및 디메틸포름아마이드(DMF) (200mL)이 들어있는 플라스크를 상온에서 2시간 동안 교반하였다. 증류수(200mL)를 추가하여 추가로 상온에서 1시간 동안 교반한 다음 고체를 감압 필터하였다. 필터한 고체를 톨루엔에 녹인 다음 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 필터하였다. 필터한 용매를 감압제거하고 재결정(에틸아세테이트/헥산)으로 정제하여 화합물 A-1-5 (29.2g)를 얻었다.
<합성예 3.> 화합물 A-1의 합성
Figure pat00049
중간체 A-1-5 (5g), 중간체 A-1-6 (4g), 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)[bis(triphenylphosphine)palladium(0)](70mg), 포타슘 포스페이트[potassium phosphate](4.5g) 및 톨루엔 (50 ml)이 들어간 플라스크를 120℃에서 가열하고, 12시간 동안 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각시키고, 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 필터하였다. 필터한 용액을 감압하에서 증류제거하고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (전개액: 헥산/톨루엔 = 10/1(부피비))로 정제하여, 화합물 A-1 (3.7g)를 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=927에서 피크가 확인되었다.
<합성예 4.> 화합물 A-2의 합성
Figure pat00050
합성예 3.의 화합물 A-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 A-2 (3.3g)를 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=977에서 피크가 확인되었다.
<합성예 5.> 화합물 A-3의 합성
Figure pat00051
합성예 3.의 화합물 A-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 A-3 (3.1g)를 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=860에서 피크가 확인되었다.
<합성예 6.> 화합물 B-1-3의 합성
Figure pat00052
합성예 1.의 화합물 A-1-4를 합성하는 방법과 동일한 방법으로, 중간체 A-1-1 (25g), 중간체 B-1-1(26.4g)을 이용하고 컬럼크로마토그래피(에틸아세테이트/헥산) 정제법을 이용하여 화합물 B-1-3(15.9g)을 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=295에서 피크가 확인되었다.
<합성예 7.> 화합물 B-1-4의 합성
Figure pat00053
합성예 2.의 화합물 A-1-5를 합성하는 방법과 동일한 방법으로, 중간체 B-1-3 (15g)을 이용하여 화합물 B-1-4 (22.6g)을 얻었다.
<합성예 8.> 화합물 B-1의 합성
Figure pat00054
합성예 3.의 화합물 A-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 B-1-4 (5g), 중간체 B-1-5 (7.2g)를 이용하여 화합물 B-1 (3.7g)얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=927에서 피크가 확인되었다.
<합성예 9.> 화합물 B-2의 합성
Figure pat00055
합성예 8.의 화합물 B-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 B-2 (4.3g) 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=867에서 피크가 확인되었다.
<합성예 10.> 화합물 B-3의 합성
Figure pat00056
합성예 8.의 화합물 B-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 B-3 (4.4g)얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=923에서 피크가 확인되었다.
<합성예 11.> 화합물 C-1-3의 합성
Figure pat00057
합성예 1.의 화합물 A-1-3을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 중간체 A-1-1 및 C-1-1을 사용하여 화합물 C-1-2를 합성하였다.
추가 정제없이 얻은 화합물 C-1-2, 진한황산(1mL), 아세트산 (300mL) 및 클로로포름(70mL)이 들어있는 플라스크를 80℃에서 5시간 동안 가열 교반하였다. 반응용액을 상온으로 냉각시켜준 다음, 용매를 감압제거하고 톨루엔에 다시 녹여주었다. aq.NaHCO3를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 필터하였다. 필터한 용매를 감압제거하고 재결정(클로로포름/헥산)으로 정제하여 화합물 C-1-3 (12g)를 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=281에서 피크가 확인되었다.
<합성예 12.> 화합물 C-1-5의 합성
Figure pat00058
-78℃로 냉각시킨 테트라하이드로퓨란(THF)(200 mL, 무수)에 녹아있는 2-브로모-1,1'-바이페닐[2-bromo-1,1'-biphenyl] (19.1g)이 담긴 플라스크에 n-부틸리튬[n-butyllithium](33.6mL, 2.5M in hexane)을 천천히 적가 시켜준 다음 동일한 온도에서 30분 동안 교반시켜 주었다. 이어서 중간체 C-1-3 (11.5g)을 첨가해 준 다음 서서히 상온으로 온도를 올리고 12시간 동안 상온 교반하였다. 물 및 aq.NH4Cl를 가하여 분액한 후 MgSO4(무수) 처리하여 필터하였다. 필터한 용액을 감압하에서 증류제거하여 화합물 C-1-4를 얻었다.
합성예 1.의 화합물 A-1-4를 합성하는 방법과 동일한 방법으로 추가 정제없이 얻은 화합물 C-1-4를 이용하여 화합물 C-1-5 (7.6g)를 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=417에서 피크가 확인되었다
<합성예 13.> 화합물 C-1-6의 합성
Figure pat00059
합성예 2.의 화합물 A-1-5를 합성하는 방법과 동일한 방법으로, 중간체 C-1-5 (7.6g)을 이용하여 화합물 C-1-6 (9.9g)을 얻었다
<합성예 14.> 화합물 C-1의 합성
Figure pat00060
합성예 3.의 화합물 A-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 C-1-6 (3g), 중간체 C-1-7 (2.5g)를 이용하여 화합물 C-1 (2.4g)얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=915에서 피크가 확인되었다.
<합성예 15.> 화합물 D-1-4의 합성
Figure pat00061
합성예 6.의 화합물 B-1-3를 합성하는 방법과 동일한 방법으로, 중간체 D-1-1 (30g), 중간체 D-1-2(29.3g)을 이용하여 화합물 D-1-4 (17.5g)을 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=313에서 피크가 확인되었다.
<합성예 16.> 화합물 D-1의 합성
Figure pat00062
합성예 3.의 화합물 A-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 D-1-4 (5g), 중간체 D-1-5 (10g)를 이용하여 화합물 D-1 (7.3g)얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=835에서 피크가 확인되었다.
<합성예 17.> 화합물 D-2의 합성
Figure pat00063
합성예 3.의 화합물 A-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 D-1-4 (4g), 중간체 D-1-6 (7.1g)를 이용하여 화합물 D-2 (4.7g)얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=769에서 피크가 확인되었다.
<합성예 18.> 화합물 E-1-3의 합성
Figure pat00064
합성예 15.의 화합물 D-1-4를 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 E-1-3 (17.5g)을 얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=313에서 피크가 확인되었다
<합성예 19.> 화합물 E-1의 합성
Figure pat00065
합성예 3.의 화합물 A-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 E-1-3 (5g), 중간체 E-1-4 (7.6g)를 이용하여 화합물 E-1 (4.2g)얻었다. 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=996에서 피크가 확인되었다.
<합성예 20.> 화합물 H1-1의 합성
Figure pat00066
9-브로모안트라센 (100 g) 과 페닐보론산 (51.2 g,) 을 둥근 바닥플라스크에 넣고 디옥산 1500 mL 에 녹였다. 인산칼륨 (206.4 g) 을 순수 300 mL에 녹여 첨가하고 비스(트리t-부틸포스핀)팔라듐(0) (398 mg) 을 첨가하였다. 2시간동안 환류하고 냉각 후 여과하였다. 여과된 고체를 톨루엔으로 재결정하여 9-페닐안트라센 (H1-1-1)을 얻었다 (86.7 g).
9-페닐안트라센 (H1-1-1) (80 g)을 건조된 디메틸포름아미드 (DMF) 1000 mL에 녹이고 0 ℃ 로 냉각하였다. N-브로모숙신이미드 (NBS; 58.8 g) 를 천천히 투입하고 2시간 교반하였다. 반응용액을 과량의 물 (2.5 L) 에 투입하고 석출된 고체를 여과하였다. 여과한 고체를 톨루엔으로 재결정하여 9-브로모-10-페닐안트라센 (H1-1-2)을 얻었다 (96.2 g).
9-브로모-10-페닐안트라센 (H1-1-2) (20.0 g) 과 (4-페닐나프탈렌-1-일) 보론산 (16.8 g) 을 둥근 바닥플라스크에 넣고 디옥산 400 mL 에 녹였다. 인산칼륨 (31.8 g) 을 순수 100 mL에 녹여 첨가하고 비스(트리t-부틸포스핀)팔라듐(0) (61 mg) 을 첨가하였다. 2시간동안 환류하고 냉각 후 여과하였다. 여과된 고체를 톨루엔으로 재결정하여 화합물 H1-1을 얻었다 (19.3 g). 얻어진 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=457에서 피크가 확인되었다.
<합성예 21 내지 24.> 화합물 H1-2, H1-3, H2-1 및 H2-1의 합성.
합성예 20.의 화합물 H1-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 H1-1-2 (15g)와 하기 중간체 H1-1-3 내지 H1-1-6을 각각 사용하여 화합물 H1-2 (11.7 g), H1-3 (12 g), H2-1 (15.4 g), H2-2 (14.3 g)을 얻었다. H1-1-3은 9.8g, H1-1-4는 12.6g, H1-1-5는 13g, H1-1-6은 14.3g 사용하였다. 얻어진 H1-2, H1-3, H2-1 및 H2-2의 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=407, 463, 471, 436에서 피크가 확인되었다.
Figure pat00067
Figure pat00068
<합성예 25 내지 26.> 화합물 H1-4 및 H2-3의 합성.
합성예 20.의 화합물 H1-1-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 9-브로모안트라센과 하기의 중간체 H1-1-7 및 H1-1-8을 각각 이용하여 각각의 화합물 H1-4-1 및 화합물 H2-3-1을 만들고, 합성예 20.의 화합물 H1-1-2을 합성하는 방법과 동일하게 각각의 화합물 H1-4-2 및 화합물 H2-3-2를 얻었다.
합성예 20.의 화합물 H1-1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 화합물 H1-4-2, 화합물 H2-3-2와 하기의 중간체 H1-1-9 및 H1-1-10을 각각 이용하여 화합물 H1-4(11.1g) 및 화합물 H2-3 (8.1g)을 얻었다. 얻어진 각각의 고체의 질량스펙트럼 측정결과 [M+H+]=457,499에서 피크가 확인되었다.
Figure pat00069
Figure pat00070
<실시예>
실시예 1
ITO(indium tin oxide)가 1,500Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(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 (HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
Figure pat00071
(HAT)
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화학식의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (NPB) (400Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
Figure pat00072
(NPB)
이어서, 상기 정공 수송층 위에 발광층 호스트로 화합물 H1-1과 화합물 H2-1(중량비 50:50)을 300Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층을 증착하면서 청색 발광 도펀트로 화합물 A-1을 호스트(화합물 H1-1 및 화합물 H2-1) 총 중량 100% 대비 4중량% 사용하였다.
상기 발광층 위에 하기 화학식의 Alq3(알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린))를 200Å의 두께로 진공 증착하여 전자주입 및 수송층을 형성하였다.
Figure pat00073
(Alq3)
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2×10-7 ~ 5×10-8 torr를 유지하였다.
실시예 2 내지 6 및 비교예 1
상기 실시예 1 에서 발광층의 도펀트 화합물을 하기 표 1의 물질을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 7 내지 11 및 비교예 2
상기 실시예 1 과 동일한 방법으로 제조하되, 발광층의 호스트 및 도펀트 화합물을 하기 표 1의 물질을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 3 내지 7
상기 실시예 1 에서 발광층 호스트로 사용한 화합물 H1-1과 화합물 H2-1을 하기 표 1의 물질과 같이 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다.
Figure pat00074
Figure pat00075
제 1 호스트
(발광층)		 제 2 호스트
(발광층)		 도펀트
(발광층)
실시예 1 H1-1 H2-1 A-1
실시예 2 H1-1 H2-1 A-2
실시예 3 H1-1 H2-1 B-2
실시예 4 H1-1 H2-1 C-1
실시예 5 H1-1 H2-1 D-1
실시예 6 H1-1 H2-1 E-1
비교예 1 H1-1 H2-1 F-1
실시예 7 H1-1 H2-2 B-2
실시예 8 H1-2 H2-2 A-2
실시예 9 H1-2 H2-3 C-1
실시예 10 H1-3 H2-3 E-1
실시예 11 H1-4 H2-1 A-1
비교예 2 H1-1 H1-3 A-1
비교예 3 H1-1 - F-1
비교예 4 H1-1 - A-1
비교예 5 H1-4 - A-2
비교예 6 H2-1 - D-1
비교예 7 H2-2 - E-1
상기 비교예 1 내지 7 및 실시예 1 내지 11 과 같이 각각의 화합물을 청색 호스트 및 도펀트 물질로 사용하여 제조한 유기발광소자를 20 mA/cm2의 전류 밀도에서 실험한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 수명은 초기 휘도 대비 97%가 되는 시간(T97)을 측정하였다
구동전압
(V)		 발광효율
(Cd/A)		 수명, T97
(시간)
실시예 1 5.2 7.24 149.5
실시예 2 5.21 7.71 304.2
실시예 3 5.21 7.98 144.3
실시예 4 5.13 7.17 175.5
실시예 5 5.19 6.90 131.3
실시예 6 5.11 6.97 140.4
비교예 1 5.26 6.77 130.0
실시예 7 5.13 7.34 145.7
실시예 8 5.13 7.02 273.7
실시예 9 5.12 7.89 173.7
실시예 10 5.11 7.11 144.6
실시예 11 5.21 7.53 150.0
비교예 2 5.35 6.51 149.5
비교예 3 5.41 6.16 127.4
비교예 4 5.27 6.51 142.0
비교예 5 5.29 6.79 1
비교예 6 5.18 6.49 123.4
비교예 7 5.08 4.53 42.1
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 2종의 호스트 및 도펀트를 포함하는 실시예 1 내지 11의 소자는 저전압, 고효율 및 장수명의 특성이 있음을 알 수 있다.
비교예 1의 소자는 도펀트를 제외하고 실시예 1 내지 6과 동일한 소자 구성을 가지고 있다. 상기 표 2을 보면, 본 발명의 화학식 A의 도펀트를 포함하는 실시예 1 내지 6는 비교예 6에 비하여 유기발광소자의 효율 및 수명 면에서 우수하다. 특히, 상기 화학식 A-1의 화합물을 포함하는 실시예 1 내지 4의 소자는 장수명의 특성이 현저히 우수하다.
비교예 2의 소자는 본원 발명과 달리 호스트로서, 상기 화학식 B-1로 표시되는 화합물 2종을 포함하고, 상기 화학식 B-2로 표시되는 화합물을 포함하고 있지 않다. 상기 표 2을 보면, 본 발명의 화학식 B-1 및 B-2의 호스트를 포함하는 실시예는 비교예 2에 비하여 유기발광소자의 효율 및 수명 면에서 우수하다.
비교예 3 내지 7의 소자는 본원 발명과 달리 1종의 호스트을 포함하고 있다. 상기 표 2을 보면, 본 발명의 화학식 B-1 및 B-2의 2종 호스트를 포함하는 실시예는 비교예 3 내지 7에 비하여 유기발광소자의 효율 및 수명 면에서 우수하다.
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자주입 및 수송층

Claims (9)

  1. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기물층을 포함하는 유기발광소자에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 A로 표시되는 화합물; 하기 화학식 B-1로 표시되는 화합물; 및 하기 화학식 B-2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자:
    [화학식 A]
    Figure pat00076

    [화학식 B-1]
    Figure pat00077

    [화학식 B-2]
    Figure pat00078

    상기 화학식 A, B-1 및 B-2에 있어서,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    L1 내지 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    R3 내지 R8, Ar3 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    Ar1, Ar2 및 Ar5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    Ar4는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    n1은 0 내지 3의 정수이고, n1이 2 이상인 경우 2 이상의 R7은 서로 같거나 상이하며,
    n2는 0 내지 5의 정수이고, n2가 2 이상인 경우 2 이상의 R8은 서로 같거나 상이하며,
    m1 및 m2는 각각 0 내지 8의 정수이고, m1 및 m2가 각각 2 이상인 경우 괄호내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 또는 A-2로 표시되는 유기발광소자:
    [화학식 A-1]
    Figure pat00079

    [화학식 A-2]
    Figure pat00080

    상기 화학식 A-1 및 A-2에 있어서,
    R1 내지 R8, L1, L2, n1 및 n2의 정의는 화학식 A에서와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-3 또는 A-4로 표시되는 유기발광소자:
    [화학식 A-3]
    Figure pat00081

    [화학식 A-4]
    Figure pat00082

    상기 화학식 A-3 및 A-4에 있어서,
    R1 내지 R6, L1 및 L2의 정의는 화학식 A에서와 같다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 R3 내지 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조들 중 어느 하나로 표시되는 유기발광소자:
    Figure pat00083

    상기 구조들에 있어서,
    X1 내지 X5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S, N(Ra) 또는 C(Rb)(Rc)이며,
    Ra, Rb, Rc 및 R10 내지 R43은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    r1은 0 내지 11의 정수이고,
    r2, r7, r8, r27, r28, r30, r32 및 r33은 각각 0 내지 5의 정수이며,
    r3는 0 내지 7의 정수이고,
    r4 및 r5는 각각 0 내지 9의 정수이며.
    r9, r11, r12, r13, r15, r16, r17, r21, r23 및 r25는 각각 0 내지 6의 정수이고,
    r6, r10, r14, r19, r26, r29 및 r34는 각각 0 내지 4의 정수이며,
    r18, r20, r22 및 r24는 각각 0 내지 8의 정수이고,
    r31은 0 내지 3의 정수이고,
    r1 내지 r33가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
    p1 내지 p4는 각각 1 또는 2이다.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 B-1로 표시되는 화합물과 화학식 B-2로 표시되는 화합물의 혼합 중량비(B-1:B-2)는 95:5 내지 5:95인 것인 유기발광소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 A는 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 유기발광소자:
    Figure pat00084

    Figure pat00085

    Figure pat00086

    Figure pat00087

    Figure pat00088

    Figure pat00089

    Figure pat00090
    .
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 B-1는 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 유기발광소자:
    Figure pat00091

    Figure pat00092

    Figure pat00093

    Figure pat00094
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 B-2는 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 유기발광소자:
    Figure pat00095

    Figure pat00096
    .
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 정공수송 및 주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층, 및 전자수송 및 주입층 중 1 층 이상을 포함하는 유기발광소자.
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