KR20200105444A - 유기 발광 소자 - Google Patents

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이상우
이성재
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Abstract

본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 화학식 1의 화합물을 포함하는 층과, 화학식 2의 화합물을 포함하는 층을 포함하는 것인 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 출원은 2019년 2월 28일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2019-0024130호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 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.
미국 특허 출원 공개 제2004-0251816호
본 명세서는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명은 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
상기 유기물층은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 층과, 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 층을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 니트릴기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기끼리 결합하여 고리를 형성하고,
R1 내지 R4 중 인접한 어느 2개의 치환기는 반드시 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성하고,
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 2에서,
Ar2 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 -L2-Z이고,
L2는 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기이며,
Z는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 낮은 구동 전압, 높은 효율 및 수명이 개선될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 층과, 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 층을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 있어서 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; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 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 아릴기로 치환된 아릴기, 헤테로아릴기로 치환된 아릴기, 아릴기로 치환된 헤테로고리기, 알킬기로 치환된 아릴기 등일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 더 구체적으로는 탄소수 1 내지 10인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸기; 에틸기; 프로필기; n-프로필기; 이소프로필기; 부틸기; n-부틸기; 이소부틸기; tert-부틸기; sec-부틸기; 1-메틸부틸기; 1-에틸부틸기; 펜틸기; n-펜틸기; 이소펜틸기; 네오펜틸기; tert-펜틸기; 헥실기; n-헥실기; 1-메틸펜틸기; 2-메틸펜틸기; 4-메틸-2-펜틸기; 3,3-디메틸부틸기; 2-에틸부틸기; 헵틸기; n-헵틸기; 1-메틸헥실기; 시클로펜틸메틸기; 시클로헥실메틸기; 옥틸기; n-옥틸기; tert-옥틸기; 1-메틸헵틸기; 2-에틸헥실기; 2-프로필펜틸기; n-노닐기; 2,2-디메틸헵틸기; 1-에틸프로필기; 1,1-디메틸프로필기; 이소헥실기; 2-메틸펜틸기; 4-메틸헥실기; 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 탄소수 3 내지 20인 것이 더 바람직하다. 구체적으로 시클로프로필기; 시클로부틸기; 시클로펜틸기; 3-메틸시클로펜틸기; 2,3-디메틸시클로펜틸기; 시클로헥실기; 3-메틸시클로헥실기; 4-메틸시클로헥실기; 2,3-디메틸시클로헥실기; 3,4,5-트리메틸시클로헥실기; 4-tert-부틸시클로헥실기; 시클로헵틸기; 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 더 구체적으로 탄소수 1 내지 10인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시기; 에톡시기; n-프로폭시기; 이소프로폭시기; i-프로필옥시기; n-부톡시기; 이소부톡시기; tert-부톡시기; sec-부톡시기; n-펜틸옥시기; 네오펜틸옥시기; 이소펜틸옥시기; n-헥실옥시기; 3,3-디메틸부틸옥시기; 2-에틸부틸옥시기; n-옥틸옥시기; n-노닐옥시기; n-데실옥시기; 벤질옥시기; p-메틸벤질옥시기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기; 디메틸아민기; 에틸아민기; 디에틸아민기; 페닐아민기; 나프틸아민기; 바이페닐아민기; 안트라세닐아민기; 9-메틸안트라세닐아민기; 디페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; 디톨릴아민기; N-페닐톨릴아민기; 트리페닐아민기; N-페닐바이페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; N-바이페닐나프틸아민기; N-나프틸플루오레닐아민기; N-페닐페난트레닐아민기; N-바이페닐페난트레닐아민기; N-페닐플루오레닐아민기; N-페닐터페닐아민기; N-페난트레닐플루오레닐아민기; N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiRaRbRc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기; 트리에틸실릴기; t-부틸디메틸실릴기; 비닐디메틸실릴기; 프로필디메틸실릴기; 트리페닐실릴기; 디페닐실릴기; 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 20인 것이 바람직하다. 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 상기 단환식 아릴기로는 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기; 안트라세닐기; 페난트릴기; 트리페닐기; 파이레닐기; 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오르토(ortho) 위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 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 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 즉 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 탄소수 2 내지 20인 것이 더 바람직하고, 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기; 퓨라닐기; 피롤기; 이미다졸릴기; 티아졸릴기; 옥사졸릴기; 옥사디아졸릴기; 피리딜기; 바이피리딜기; 피리미딜기; 트리아지닐기; 트리아졸릴기; 아크리딜기; 피리다지닐기; 피라지닐기; 퀴놀리닐기; 퀴나졸리닐기; 퀴녹살리닐기; 프탈라지닐기; 피리도 피리미딜기; 피리도 피라지닐기; 피라지노 피라지닐기; 이소퀴놀리닐기; 인돌릴기; 카바졸릴기; 벤즈옥사졸릴기; 벤즈이미다졸릴기; 벤조티아졸릴기; 벤조카바졸릴기; 벤조티오펜기; 디벤조티오펜기; 벤조퓨라닐기; 페난쓰롤리닐기(phenanthroline); 이소옥사졸릴기; 티아디아졸릴기; 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00003
[화학식 1-2]
Figure pat00004
상기 화학식 1-1 및 1-2에서,
L1, Ar1, 및 R5 내지 R12는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-3]
Figure pat00005
[화학식 1-4]
Figure pat00006
[화학식 1-5]
Figure pat00007
[화학식 1-6]
Figure pat00008
상기 화학식 1-3 내지 화학식 1-6에서,
Ar1, 및 R5 내지 R12는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 N, O, 또는 S 중 어느 하나이상을 포함하는 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 디메틸플루오렌기; 쿼터페닐기; 나프틸기; 안트라센기; 페난트렌기; 파이렌기; 또는 트리페닐렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 디벤조퓨란, 디벤조티오펜, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페닐렌기, 알킬기로 치환된 플루오렌기, 디벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 또는 카바졸기이다. 또한, 이들은 중수소로 추가로 치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 다환의 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 다환의 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar4는 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2에서 포함될 수 있는 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이므로, 상기 화학식 2는 스피로비플루오렌기 등은 포함하지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나이다.
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본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나이다.
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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) 위에 제1 전극(2), 유기물층(3), 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
상기 도 1은 유기 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되지 않는다.
도 2에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 정공 수송 보조층(7), 전자 저지층(8), 발광층(9), 정공 저지층(10), 전자주입 및 수송층(11) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 본 발명의 화학식 1의 화합물은 바람직하게는 발광층(9)에 포함될 수 있고, 화학식 2의 화합물은 바람직하게는 전자 저지층(8)에 포함될 수 있다.
상기 도 1 및 도 2에서 사용된 적층구조 외에 추가의 층을 더 포함할 수도 있고, 일부 층을 제외하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 상기 발광층의 호스트로 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 전자 수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 전자 수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 저지층, 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층, 또는 정공 저지층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 화학식 2의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 전자 수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 전자 수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 화학식 2의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 저지층, 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층, 또는 정공 저지층은 상기 화학식 2의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층은 상기 화학식 2의 화합물을 포함한다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물을 이용하여 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
본 명세서는 또한, 상기 화합물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
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 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층과 상기 화학식 2의 화합물을 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 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](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입물질로는 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 폴리화합물의 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송물질로는 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, 루브렌등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
도펀트 재료로는 방향족 화합물, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 호스트와 도펀트를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트와 도펀트를 99:1 내지 70:30의 질량비로 포함한다. 상기 호스트는 본 발명의 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 도펀트는 하기 구조식의 화합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 적색 호스트로 포함한다.
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Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
상기 전자 수송층은 전자 주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3을 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 전자 주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자 주입 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 정공 저지층은 정공의 캐소드 도달을 차단하는 층으로, 일반적으로 정공 주입층과 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.
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.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.
<실시예>
본 발명의 화합물은 대표적인 반응으로 Buchwald-Hartwig coupling reaction, Heck coupling reaction, Suzuki coupling reaction 등을 이용하여 제조되었다.
<제조예 1>
Figure pat00043
1) 화학식 a-1의 제조
질소 분위기에서 naphthalen-1-ylboronic acid(100g, 581.2mmol)와 1-bromo-4-chloro-2-nitrobenzene(150.2g, 639.3mmol)를 THF 2,000ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(321.3g, 2324.6mmol)를 물 964ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(3g, 5.8mmol)을 투입하였다. 2시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화학식 a-1를 111.9g 제조하였다(수율 68%, MS: [M+H]+= 284).
2) 화학식 a의 제조
화학식 a-1 111.9g(1.0 eq) 을 P(OEt)3 500mL에 넣고 환류하여 교반하였다. 3시간 후 반응물을 물에 부어서 결정을 떨어트리고 여과하였다. 여과한 고체를 클로로포름에 완전히 녹인 후 물로 씻어주고 생성물이 녹아있는 용액을 감압 농축하여 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화학식 a 50.6g(수율 51 %)을 얻었다. [M+H]=252
<제조예 2>
Figure pat00044
제조예 1에서 사용한 1-bromo-4-chloro-2-nitrobenzene 대신 2-bromo-4-chloro-1-nitrobenzene을 사용해서 화학식 b-1을 합성하고 화학식 b를 이어서 합성했다.
<합성예 1> 화합물 1의 합성
Figure pat00045
1) 중간체 1의 합성
질소 분위기에서 화학식a(20g, 79.7mmol), 2-chloro-3-phenylquinoxaline(19.1g, 79.7mmol), tripotassium phosphate(15.3g, 159.3mmol)을 Toluene 400ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.8 g, 1.6 mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 중간체 1 21.8g을 얻었다(수율 60%, MS: [M+H]+= 456).
2) 화합물 1의 합성
질소 분위기에서 중간체 1(20g, 43.9mmol), 9H-carbazole(7.3g, 43.9mmol), sodium tert-butoxide(8.4g, 87.9mmol)을 Xylene 400ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4g, 0.9mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물1 15.2g을 얻었다(수율 59%, MS: [M+H]+= 587).
<합성예 2> 화합물 2의 합성
Figure pat00046
질소 분위기에서 중간체 2(10g, 19.8mmol), 9H-carbazole(3.5g, 20.8mmol), sodium tert-butoxide (3.8g, 39.6mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물2 8.2g을 얻었다(수율 65%, MS: [M+H]+= 637).
<합성예 3> 화합물 3의 합성
Figure pat00047
질소 분위기에서 중간체 3(10g, 18.3mmol), 5H-benzo[b]carbazole(4.2g, 19.3mmol), sodium tert-butoxide (3.5g, 36.7mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물3 7.3g을 얻었다(수율 55%, MS: [M+H]+= 727).
<합성예 4> 화합물 4의 합성
Figure pat00048
질소 분위기에서 중간체4(10g, 17.8mmol), 11H-benzo[a]carbazole(4.1g, 18.7mmol), sodium tert-butoxide(3.4g, 35.6mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물4 8.9g을 얻었다(수율 67%, MS: [M+H]+= 743).
<합성예 5> 화합물 5의 합성
Figure pat00049
질소 분위기에서 중간체5(10g, 18.3mmol), 11H-benzo[a]carbazole(4.2g, 19.3mmol), sodium tert-butoxide(3.5g, 36.7mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물5 9.3g을 얻었다(수율 70%, MS: [M+H]+= 727).
<합성예 6> 화합물 6의 합성
Figure pat00050
질소 분위기에서 중간체6(10g, 16.1mmol), 5H-benzo[b]carbazole(3.7g, 16.9mmol), sodium tert-butoxide (3.1g, 32.2mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.3mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물6 8.1g을 얻었다(수율 63%, MS: [M+H]+= 802).
<합성예 7> 화합물 7의 합성
Figure pat00051
질소 분위기에서 중간체 7(10g, 17.5mmol), 7H-benzo[c]carbazole(4g, 18.4mmol), sodium tert-butoxide(3.4g, 35mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 7 7.6g을 얻었다(수율 58%, MS: [M+H]+= 753).
<합성예 8> 화합물 8의 합성
Figure pat00052
질소 분위기에서 중간체 8(10g, 18.8mmol), 9H-carbazole(3.3g, 19.8mmol), sodium tert-butoxide(3.6g, 37.7mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 8 6.5g을 얻었다(수율 52%, MS: [M+H]+= 663).
<합성예 9> 화합물 9의 합성
Figure pat00053
질소 분위기에서 중간체 9(10g, 16.5mmol), 9H-carbazole(2.9g, 17.3mmol), sodium tert-butoxide (3.2g, 32.9mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.3mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 9 6.9g을 얻었다(수율 57%, MS: [M+H]+= 739).
<합성예 10> 화합물 10의 합성
Figure pat00054
질소 분위기에서 중간체 10(10g, 18mmol), 11H-benzo[a]carbazole(4.1g, 18.9mmol), sodium tert-butoxide(3.5g, 36mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물10 8.2g을 얻었다(수율 62%, MS: [M+H]+= 737).
<합성예 11> 화합물 11의 합성
Figure pat00055
질소 분위기에서 중간체 11(10g, 17.2mmol), 5H-benzo[b]carbazole(3.9g, 18.1mmol), sodium tert-butoxide(3.3g, 34.4mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.3mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 11 8.3g을 얻었다(수율 63%, MS: [M+H]+= 763).
<합성예 12> 화합물 12의 합성
Figure pat00056
질소 분위기에서 중간체 12(10g, 17.2mmol), 7H-benzo[c]carbazole(3.9g, 18.1 mmol), sodium tert-butoxide(3.3g, 34.4mmol) 을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.3mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물12 8g을 얻었다(수율 61%, MS: [M+H]+= 763).
<합성예 13> 화합물 13의 합성
Figure pat00057
질소 분위기에서 중간체 13(10g, 18.8mmol), 9H-carbazole(3.3g, 19.8mmol), sodium tert-butoxide(3.6g, 37.7mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물13 7.9g을 얻었다(수율 63%, MS: [M+H]+= 663).
<합성예 14> 화합물 14의 합성
Figure pat00058
질소 분위기에서 중간체 14(10g, 17.8mmol), 9H-carbazole(3.1g, 18.7mmol), sodium tert-butoxide(3.4g, 35.6mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 14 7.3g을 얻었다(수율 59%, MS: [M+H]+= 693).
<합성예 15> 화합물 15의 합성
Figure pat00059
질소 분위기에서 중간체 15(10g, 16.1mmol), 9H-carbazole(2.8g, 16.9mmol), sodium tert-butoxide(3.1g, 32.2mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.3mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 15 7.1g을 얻었다(수율 59%, MS: [M+H]+= 752).
<합성예 16> 화합물 16의 합성
Figure pat00060
질소 분위기에서 중간체 16(10g, 18mmol), 7H-benzo[c]carbazole(4.1g, 18.9mmol), sodium tert-butoxide(3.5g, 36mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입했다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물16 8.9g을 얻었다(수율 67%, MS: [M+H]+= 737).
<합성예 17> 화합물 17의 합성
Figure pat00061
질소 분위기에서 중간체 17(10g, 17.8mmol), 5H-benzo[b]carbazole(4.1g, 18.7mmol), sodium tert-butoxide(3.4g, 35.6mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 17 7g을 얻었다(수율 53%, MS: [M+H]+= 743).
<합성예 18> 화합물 18의 합성
Figure pat00062
질소 분위기에서 중간체 18(10g, 16.5mmol), 11H-benzo[a]carbazole(3.8g, 17.3mmol), sodium tert-butoxide(3.2g, 32.9mmol)을 Xylene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.3mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 18 7.5g을 얻었다(수율 58%, MS: [M+H]+= 789).
<합성예 19> 화합물 19의 합성
Figure pat00063
질소 분위기에서 중간체 19(10g, 22.5mmol), 2-bromonaphthalene(4.6g, 22.5mmol), sodium tert-butoxide(4.3g, 44.9mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 19 8.5g을 얻었다(수율 66%, MS: [M+H]+= 572).
<합성예 20> 화합물 20의 합성
Figure pat00064
질소 분위기에서 중간체 20(10g, 22.5mmol), 2-bromo-9,9-dimethyl-9H-fluorene(6.1g, 22.5mmol), sodium tert-butoxide(4.3g, 44.9mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 20 9g을 얻었다(수율 63%, MS: [M+H]+= 638).
<합성예 21> 화합물 21의 합성
Figure pat00065
질소 분위기에서 중간체 21(10g, 22.5mmol), 3-(4-bromophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole(8.9g, 22.5mmol), sodium tert-butoxide(4.3g, 44.9mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 21 11.3g을 얻었다(수율 66%, MS: [M+H]+= 763).
<합성예 22> 화합물 22의 합성
Figure pat00066
질소 분위기에서 중간체 22(10g, 22.5mmol), 3-bromo-1,1'-biphenyl(5.2g, 22.5 mmol), sodium tert-butoxide(4.3g, 44.9mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 22 8.3g을 얻었다(수율 62%, MS: [M+H]+= 598).
<합성예 23> 화합물 23의 합성
Figure pat00067
질소 분위기에서 중간체 23(10g, 22.5mmol), 2-(4-bromophenyl)naphthalene(6.3g, 22.5mmol), sodium tert-butoxide(4.3g, 44.9mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 23 10g을 얻었다(수율 69%, MS: [M+H]+= 648).
<합성예 24> 화합물 24의 합성
Figure pat00068
질소 분위기에서 중간체 24(10g, 22.5mmol), 4-(4-bromophenyl)dibenzo[b,d]furan(7.2g, 22.5mmol), sodium tert-butoxide(4.3g, 44.9mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 24 10g을 얻었다(수율 65%, MS: [M+H]+= 688).
<합성예 25> 화합물 25의 합성
Figure pat00069
질소 분위기에서 중간체 25(10g, 19.2mmol), 4-bromo-1,1':2',1''-terphenyl(5.9g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 25 8.8g을 얻었다(수율 61%, MS: [M+H]+= 750).
<합성예 26> 화합물 26의 합성
Figure pat00070
질소 분위기에서 중간체 26(10g, 22.5mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-carbazole(7.2g, 22.5mmol), sodium tert-butoxide(4.3g, 44.9mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 26 9.6g을 얻었다(수율 62%, MS: [M+H]+= 687).
<합성예 27> 화합물 27의 합성
Figure pat00071
질소 분위기에서 중간체 27(10g, 19.2mmol), 2-bromophenanthrene(4.9g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol) 을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 27 8.4g을 얻었다(수율 63%, MS: [M+H]+= 698).
<합성예 28> 화합물 28의 합성
Figure pat00072
질소 분위기에서 중간체 28(10g, 19.2mmol), 4-bromodibenzo[b,d]furan(4.7g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4 mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 28 9g을 얻었다(수율 68%, MS: [M+H]+= 688).
<합성예 29> 화합물 29의 합성
Figure pat00073
질소 분위기에서 중간체 29(10g, 19.2mmol), 4-(4-bromophenyl)-6-phenyldibenzo[b,d]furan(7.6g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 29 11.1g을 얻었다(수율 69%, MS: [M+H]+= 840).
<합성예 30> 화합물 30의 합성
Figure pat00074
질소 분위기에서 중간체 30(10g, 19.2mmol), 4'-bromo-1,1':3',1''-terphenyl(5.9g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 30 10.1g을 얻었다(수율 70%, MS: [M+H]+= 750).
<합성예 31> 화합물 31의 합성
Figure pat00075
질소 분위기에서 중간체 31(10g, 19.2mmol), bromobenzene(3g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 31 7.8g을 얻었다(수율 68%, MS: [M+H]+= 598)
<합성예 32> 화합물 32의 합성
Figure pat00076
질소 분위기에서 중간체 32(10g, 19.2mmol), 4-bromo-1,1'-biphenyl(4.5g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 32 8.9g을 얻었다(수율 69%, MS: [M+H]+= 674).
<합성예 33> 화합물 33의 합성
Figure pat00077
질소 분위기에서 중간체 33(10g, 19.2mmol), 2-bromotriphenylene(5.9g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 3시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 33 9g을 얻었다(수율 63%, MS: [M+H]+= 748).
<합성예 34> 화합물 34의 합성
Figure pat00078
질소 분위기에서 중간체 34(10g, 19.2mmol), 4-bromodibenzo[b,d]thiophene(5g, 19.2mmol), sodium tert-butoxide(3.7g, 38.4mmol)을 Toluene 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.2g, 0.4mmol)을 투입하였다. 2시간 후 반응이 종결 되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 34 8.4g을 얻었다(수율 62%, MS: [M+H]+= 704).
<비교예 1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 정공 주입층으로 하기 HI-1 화합물을 1,150Å의 두께로 형성하되 하기 A-1 화합물을 1.5% 농도로 p-doping 하였다. 상기 정공 주입층 위에 하기 HT-1 화합물을 진공 증착하여 막 두께 1,000Å 의 정공 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 500Å으로 하기 HT-2 화합물을 진공 증착하여 정공 수송 보조층을 형성하였다. 정공 수송 보조층 위에 막 두께 150Å으로 하기 EB-1 화합물을 진공 증착하여 전자 저지층을 형성하였다. 이어서, 상기 EB-1 증착막 위에 하기 RH-1 화합물과 하기 Dp-8 화합물을 98:2의 중량비로 진공 증착하여 400Å 두께의 적색 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 0.4~0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10-7 ~ 5 × 10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure pat00079
<실시예 1 ~ 36>
비교예 1의 유기 발광 소자에서 RH-1 및/또는 EB-1 대신에 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<비교예 2 ~ 21>
비교예 1의 유기 발광 소자에서 RH-1 및/또는 EB-1 대신에 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 유기 발광 소자에 10 mA/cm2의 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. T95은 휘도가 초기 휘도(5,000 nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
[표 1]
Figure pat00080
Figure pat00081
Figure pat00082
상기 실험들의 결과를 나타낸 표 1을 검토하면, 본 발명의 화합물 조합으로 적색 유기 발광 소자를 구동하는데 있어서, 발광 효율, 구동전압, 수명 특성을 개선할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 발광층과 전자 저지층의 조합 실험결과는 비교예 화합물들간의 조합 실험결과보다 우수한 결과를 나타냈다. 구동전압, 효율이 상승했으며 특히 수명 결과에 있어서 매우 우수한 결과를 확인 할 수 있었다. 이것을 통해 본 발명의 발광층과 전자 저지층간의 정공 이동이 수월 하고 전자 저지층의 전자 차단 능력이 발광층 안에서 생성되는 엑시톤이 적색 도판트로 에너지 전달이 잘 이루워 지게 만들어서 구동전압, 효율, 수명 특성 모두 개선시켰다고 판단할 수 있다.
1: 기판
2: 제1 전극
3: 유기물층
4: 제2 전극
5: 정공 주입층
6: 정공 수송층
7: 정공 수송 보조층
8: 전자 저지층
9: 발광층
10: 정공 저지층
11: 전자주입 및 수송층

Claims (7)

  1. 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 유기물층은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 층과, 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 층을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00083

    상기 화학식 1에서,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 니트릴기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기끼리 결합하여 고리를 형성하고,
    R1 내지 R4 중 인접한 어느 2개의 치환기는 반드시 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성하고,
    [화학식 2]
    Figure pat00084

    화학식 2에서,
    Ar2 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 -L2-Z이고,
    L2는 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기이며,
    Z는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00085

    [화학식 1-2]
    Figure pat00086

    상기 화학식 1-1 및 화학식 1-2에서,
    L1, Ar1, 및 R5 내지 R12는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1-3]
    Figure pat00087

    [화학식 1-4]
    Figure pat00088

    [화학식 1-5]
    Figure pat00089

    [화학식 1-6]
    Figure pat00090

    상기 화학식 1-3 내지 화학식 1-6에서,
    Ar1, 및 R5 내지 R12는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00091

    Figure pat00092

    Figure pat00093

    Figure pat00094

    Figure pat00095

    Figure pat00096

    Figure pat00097

    Figure pat00098

    Figure pat00099

    Figure pat00100

    Figure pat00101

    Figure pat00102

    Figure pat00103

    Figure pat00104

    Figure pat00105
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00106

    Figure pat00107

    Figure pat00108

    Figure pat00109

    Figure pat00110

    Figure pat00111

    Figure pat00112

    Figure pat00113

    Figure pat00114

    Figure pat00115

    Figure pat00116

    Figure pat00117

    Figure pat00118

    Figure pat00119

    Figure pat00120
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 유기물층은 전자 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층은 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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