KR20210034444A - 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR20210034444A
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Abstract

본원은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 유기 발광 소자에 적용되어 유기 발광 소자의 고효율, 장수명, 낮은 구동전압 및 구동 안정성을 확보할 수 있다.

Description

신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{NOVEL COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 크게 기능에 따라, 발광 재료, 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 그리고 상기 발광 재료는 분자량에 따라 고분자와 저분자로 분류될 수 있고, 발광 메커니즘에 따라 전자의 일중항 여기상태로부터 유래되는 형광 재료와 전자의 삼중항 여기상태로부터 유래되는 인광 재료로 분류될 수 있으며, 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다. 그 원리는 발광층을 주로 구성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작고 발광 효율이 우수한 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 호스트에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트와 호스트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
현재까지 이러한 유기 발광 소자에 사용되는 물질로서 다양한 화합물들이 알려져 있으나, 이제까지 알려진 물질을 이용한 유기 발광 소자의 경우 높은 구동전압, 낮은 효율 및 짧은 수명으로 인해 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 따라서, 우수한 특성을 갖는 물질을 이용하여 저전압 구동, 고휘도 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 개발하려는 노력이 지속되어 왔다.
한국 공개특허공보 제10-2004-0098238호
본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
그러나 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
X는 O, S 또는 CRR'이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴기이며, 여기서 단, 플루오렌기는 제외하고,
R, R', R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 니트로기, 니트릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 설파이드기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 헤테로아릴기이고, 여기서 인접한 R과 R', 복수의 R1 끼리 또는 복수의 R2끼리는 서로 고리를 형성하거나 형성하지 않을 수 있으며,
L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 헤테로아릴렌기이고,
l은 0 또는 1 내지 4의 정수이고,
m은 0 또는 1 내지 3의 정수이다.
본 발명의 제2 측면은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 본 발명에 따른 화합물을 함유하는 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 3환 화합물과 아릴아민 화합물 사이에서 이들을 연결하는 4개 이상의 선형 연결기를 포함하는 구조를 통해 발광 보조층에 적합한 깊은 HOMO 에너지 레벨을 가짐에 따라 발광층으로의 정공의 주입이 보다 원할하게 이루어지게 함으로써, 보다 고효율을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 3환 화합물과 아릴아민 화합물 사이에서 이들을 연결하는 4개 이상의 선형 연결기를 포함하는 구조를 통해 파이컨쥬게이션을 향상시키고, 분자의 박막 배열이 우수하여 빠른 홀 모빌리티를 가질 수 있어, 롤오프 현상이 억제되어 낮은 구동 전압 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 전자 내성이 우수한 3환 화합물이 도입되어 높은 LUMO를 유지하고, 전자 차단이 용이하여 고효율 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 3환 화합물과 아릴아민 화합물 사이에서 이들을 연결하는 4개 이상의 선형 연결기를 포함하는 구조를 통해 높은 유리전이온도를 가질 수 있어 박막의 재결정화를 방지하고, 이를 통해 구동 안정성을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 유기 발광 소자의 개략도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐만 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 발명 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본 발명 명세서 전체에서, 용어 "아릴" 또는 "아릴렌"은 C6-50의 방향족 탄화수소 고리기, 예를 들어, 페닐, 벤질, 나프틸, 바이페닐, 터페닐, 플루오레닐, 페난트레닐, 트리페닐레닐, 페릴레닐, 크리세닐, 플루오란테닐, 벤조플루오레닐, 벤조트리페닐레닐, 벤조크리세닐, 안트라세닐, 스틸베닐, 파이레닐 등의 방향족 고리를 포함하는 것을 의미하며, "헤테로아릴" 또는 "헤테로아릴렌"은 적어도 1 개의 헤테로 원소를 포함하는 C2-50의 방향족 고리로서, 예를 들어, 피롤릴, 피라지닐, 피리디닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 푸릴, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 다이벤조퓨라닐, 벤조티오페닐, 다이벤조티오페닐, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 페난트리디닐, 아크리디닐, 페난트롤리닐, 티에닐, 및 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 인돌 고리, 퀴놀린 고리, 아크리딘고리, 피롤리딘 고리, 디옥산 고리, 피페리딘 고리, 모르폴린 고리, 피페라진 고리, 카바졸 고리, 퓨란 고리, 티오펜 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 트리아졸 고리, 이미다졸 고리, 벤조이미다졸 고리, 피란 고리, 다이벤조퓨란 고리, 다이벤조티오펜 고리로부터 형성되는 헤테로고리기를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
본 발명 명세서 전체에서 용어 "치환 또는 비치환"은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기 또는 C1~C20의 알킬기, C2~C20의 알케닐기, C1~C20의 알콕시기, C3~C20의 시클로알킬기, C3~C20의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기 및 C3~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환되거나 치환되지 않는 것을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명 명세서 전체에서 동일한 기호는 특별히 언급하지 않는 한 같은 의미를 가질 수 있다.
본 발명 명세서 전체에서 용어"플루오렌"은 9번 위치의 탄소에 결합된 수소가 치환 또는 비치환된 C1-20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C3-30의 헤테로아릴기로 치환된 경우를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 측면은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서,
X는 O, S, 또는 CRR'이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴기이며, 여기서 단, 플루오렌기는 제외하고,
R, R', R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 니트로기, 니트릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 설파이드기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 헤테로아릴기이고, 여기서 인접한 R과 R', 복수의 R1 끼리 또는 복수의 R2 끼리는 서로 고리를 형성하거나 형성하지 않을 수 있으며,
L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 헤테로아릴렌기이고,
l은 0 또는 1 내지 4의 정수이고,
m은 0 또는 1 내지 3의 정수이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 3환 화합물과 아릴아민 화합물 사이에서 이들을 연결하는 4개 이상의 선형 연결기를 포함하는 구조를 통해 발광 보조층에 적합한 깊은 HOMO 에너지 레벨을 가짐에 따라 발광층으로의 정공의 주입이 보다 원할하게 이루어지게 함으로써, 보다 고효율을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 3환 화합물과 아릴아민 화합물 사이에서 이들을 연결하는 4개 이상의 선형 연결기를 포함하는 구조를 통해 파이컨쥬게이션을 향상시키고, 박막 형성 시에 분자 배열이 우수하여 빠른 홀 모빌리티를 가질 수 있어, 롤오프 현상이 억제되어 낮은 구동 전압 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 전자 내성이 우수한 3환 화합물이 도입되어 높은 LUMO를 유지하고, 전자 차단이 용이하여 고효율 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따른 신규 화합물은 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 3환 화합물과 아릴아민 화합물 사이에서 이들을 연결하는 4개 이상의 선형 연결기를 포함하는 구조를 통해 높은 유리전이온도를 가질 수 있어 박막의 재결정화를 방지하고, 이를 통해 구동 안정성을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 2에서,
X, Ar1, Ar2, R1, R2, l 및 m은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같고,
R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 니트로기, 니트릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 설파이드기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 헤테로아릴기이며,
n은 4 내지 8의 정수이고, 구체적으로 4일 수 있으며, n이 4인 경우 더욱 낮은 증착온도를 가질 수 있어 열안정성 개선에 효과적일 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1에서, L1 내지 L4가 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 비페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 쿼터페닐렌기인 경우로서 선형으로 연결된 이들의 페닐렌기의 총 개수가 4개 내지 8개인 경우일 수 있다. 구체적으로 선형으로 연결된 이들 페닐렌기의 총 개수가 4개 미만일 경우 (상기 화학식 2에서 n이 4 미만인 경우), 박막 형성 시에 분자 배열이 열악해져 빠른 홀 모빌리티를 가질 수 없고, 이들 페닐렌기의 총 개수가 8개를 초과할 경우 (상기 화학식 2에서 n이 8 초과인 경우), 증착 공정 시 높은 증착온도로 인해 화합물의 열분해를 초래할 수 있는 문제가 있을 수 있다.
구체적으로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1에서, i) L1 내지 L4 모두가 치환 또는 비치환된 페닐렌기이거나, ii) L1 내지 L4 중 3개가 치환 또는 비치환된 페닐렌기이고, 나머지 1개가 치환 또는 비치환된 비페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 쿼터페닐렌기이거나, iii) L1 내지 L4 중 2개가 치환 또는 비치환된 페닐렌기이고, 나머지 2개가 치환 또는 비치환된 비페닐렌기 2개, 치환 또는 비치환된 비페닐렌기와 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 비페닐렌기와 치환 또는 비치환된 쿼터페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 터페닐렌기 2개이거나, iv) L1 내지 L4 중 1개가 치환 또는 비치환된 페닐렌기이고, 나머지 3개는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기 3개, 치환 또는 비치환된 비페닐렌기 2개와 치환 또는 비치환된 터페닐렌기 1개, 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기 2개와 치환 또는 비치환된 쿼터페닐렌기 1개일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00004
상기 화학식 3에서,
X, Ar1, Ar2, R1, R2, l 및 m은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같고,
o는 3 또는 4의 정수이고, 구체적으로 3일 수 있으며, n이 3인 경우 더욱 낮은 증착온도를 가질 수 있어 열안정성 개선에 효과적일 수 있다.
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1에서, L4가 1,4-페닐렌기이고, L1 내지 L3이 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 비페닐렌기인 경우로서, L1 내지 L3의 페닐렌기의 총 개수가 3 또는 4인 경우이다. 이러한 경우, 더욱 낮은 증착온도를 가질 수 있어 열안정성 개선에 효과적일 수 있다.
구체적으로 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1에서, L4가 1,4- 페닐렌기이고, i) L1 내지 L3 모두가 페닐렌기이거나, ii) L1 내지 L3중 2개가 페닐렌기이고, 나머지 1개가 비페닐렌기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, 상기 R, R', R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 메틸기 또는 페닐기일 수 있고, 구체적으로는 이들 모두 수소일수 있으며, 이러한 경우 벌키특성을 최소화하여 모빌리티 개선에 효과적인 특징이 있다. 상기 화학식 2에서, 상기 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 메틸기 또는 페닐기일 수 있고, 구체적으로는 수소일 수 있으며, 이러한 경우 벌키특성을 최소화하여 모빌리티 개선에 효과적인 특징이 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, X는 O 또는 S일 수 있으며, 이러한 경우 깊은 HOMO를 가짐과 동시에 빠른 모빌리티를 가질 수 있어 효율 및 구동 개선에 효과적인 특징이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1에서, 상기 L1 내지 L4 중 적어도 하나는 메타 결합의 페닐렌기를 포함할 수 있고 상기 화학식 2에서, 상기 n개의 페닐렌기 중에서 적어도 하나는 메타 결합의 페닐렌기를 포함할 수 있으며, 상기 화학식 3에서, 상기 o개의 페닐렌기 중 적어도 하나는 메타 결합의 페닐렌기를 포함할 수 있다. 이와 같이 메타 결합의 페닐렌기를 적어도 하나 포함하는 경우, 높은 LUMO를 가져 전자차단에 효과적이므로 효율 개선에 유리한 효과가 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 나프틸, 치환 또는 비치환된 비페닐, 치환 또는 비치환된 터페닐, 치환 또는 비치환된 페난트레닐, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐, 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨라닐, 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조티오페닐일 수 있으며, 이러한 경우 높은 LUMO를 가짐과 동시에 높은 T1을 유지할 수 있어 엑시톤 형성에 효과적이므로 효율 개선에 유리한 효과가 있다.
보다 구체적으로 상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 비페닐, 치환 또는 비치환된 터페닐, 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨라닐, 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조티오페닐일 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 페닐, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 페난트레닐, 트리페닐레닐, 나프틸기로 치환된 페닐, 다이벤조퓨라닐기로 치환된 페닐, 또는 다이벤조티오페닐기로 치환된 페닐일 수 있다.
더욱 더 구체적으로 상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, 상기 Ar1 및 Ar2 는 모두 비페닐일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기의 화합물 중 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되지 않을 수 있다.
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본 발명의 제2 측면은 상술한 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 유기 발광 소자는 제1 전극 및 제2 전극 사이에 본 발명에 따른 화합물을 함유하는 유기물층을 1층 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광 보조층 중에서 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 또한 본 발명의 화합물을 사용하여 유기물층을 형성할 때 단독으로 사용되거나 공지의 화합물과 함께 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 발광 보조층이란 정공 수송층과 발광층 사이에 형성되는 층으로, 정공 수송층의 개수에 따라 제2 정공 수송층 또는 제3 정공 수송층 등으로도 지칭될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유기물층에 함유되는 본 발명에 따른 화합물은 상술한 바와 같이, 화학식 1 내지 화학식 3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 발광 보조층은 본 발명에 따른 화합물을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 제1 전극(애노드, anode)와 제2 전극(캐소드, cathode) 사이에 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중에서 선택되는 유기물층을 1층 이상 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 유기 발광 소자는 도 1에 기재된 구조와 같이 제조될 수 있다. 유기 발광 소자는 아래에서부터 제1 전극(정공주입전극, 1000), 정공 주입층(200), 정공 수송층(300), 발광층(400), 전자 수송층(500), 전자 주입층(600), 제2 전극(전자주입전극, 2000) 순으로 적층된 구조로 제조될 수 있다.
도 1에서 기판(100)은 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있으며, 특히 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면평활성, 취급용이성, 및 방수성이 우수한 투명한 유리 기판 또는 플렉시블이 가능한 플라스틱 기판일 수 있다.
제1 전극(1000)은 유기 발광 소자의 정공 주입을 위한 정공주입전극으로 사용된다. 정공의 주입이 가능하도록 낮은 일함수를 갖는 물질을 이용하며, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 그래핀(graphene)과 같은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(1000)의 상부에 정공 주입층 물질을 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB(Langmuir-Blodgett)법 등과 같은 방법에 의해 증착하여 정공 주입층(200)을 형성할 수 있다. 상기 진공 증착법에 의해 정공 주입층(200)을 형성하는 경우 그 증착 조건은 정공 주입층(200)의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 정공 주입층(200)의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 50-500℃의 증착 온도, 10-8 내지 10-3 torr의 진공도, 0.01 내지 100 Å/sec의 증착 속도, 10 Å 내지 5 ㎛의 층 두께 범위에서 적절히 선택할 수 있다.
다음으로 상기 정공 주입층(200)의 상부에 정공 수송층 물질을 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 증착하여 정공 수송층(300)을 형성할 수 있다. 상기 진공 증착법에 의해 정공 수송층(300)을 형성하는 경우 그 증착 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공 주입층(200)의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.
상기 정공 수송층(300)은 본 발명에 따른 화합물을 사용할 수 있으며, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 단독으로 사용하거나 공지의 화합물을 함께 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면 정공 수송층(300)은 1층 이상일 수 있으며, 공지의 물질로만 형성된 정공 수송층을 함께 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 정공 수송층(300) 상에 발광 보조층을 형성할 수 있다.
상기 정공 수송층(300)의 상부(발광 보조층이 형성된 경우에는 발광 보조층의 상부)에 발광층 물질을 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 증착하여 발광층(400)을 형성할 수 있다. 상기 진공 증착법에 의해 발광층(400)을 형성하는 경우 그 증착 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공 주입층(200)의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다. 또한, 상기 발광층(400) 재료는 공지의 화합물을 호스트 또는 도펀트로 사용할 수 있다.
또한, 발광층(400)에 인광 도펀트와 함께 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층(500)으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공억제 재료(HBL)를 추가로 진공 증착법 또는 스핀 코팅법에 의해 적층시킬 수 있다. 이때 사용할 수 있는 정공억제 물질은 특별히 제한되지는 않으나, 정공억제 재료로 사용되고 있는 공지의 것에서 임의의 것을 선택해서 이용할 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 또는 일본특개평 11-329734(A1)에 기재되어 있는 정공억제 재료 등을 들 수 있으며, 대표적으로 Balq(비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀리놀나토)-알루미늄 비페녹사이드), 페난트롤린(phenanthrolines)계 화합물(예: UDC사 BCP(바쏘쿠프로인)) 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 형성된 발광층(400)의 상부에는 전자 수송층(500)이 형성되는데, 이때 상기 전자 수송층(500)은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 전자 수송층(500)의 증착 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(200)의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.
그 뒤, 상기 전자 수송층(500)의 상부에 전자 주입층 물질을 증착하여 전자 주입층(600)을 형성할 수 있으며, 이때 상기 전자 주입층(600)은 통상의 전자 주입층 물질을 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 정공 주입층(200), 정공 수송층(300), 발광층(400) 및 전자 수송층(500)은 본 발명에 따른 화합물을 사용하거나 아래 표 1과 같은 물질을 사용할 수 있으며, 또는 본 발명에 따른 화합물과 공지의 물질을 함께 사용할 수 있다.
HI01 HATCN HT01

Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
BH01 BD01 ET01


Figure pat00054

Figure pat00055
Figure pat00056
Liq

Figure pat00057
전자 주입층(600)의 위에 전자 주입을 위한 전자주입전극인 제2 전극(2000)을 진공 증착법이나 스퍼터링법 등의 방법에 의해 형성한다. 제2 전극(2000)으로는 다양한 금속이 사용될 수 있다. 구체적인 예로 알루미늄, 금, 은 등의 물질이 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 제1 전극(1000), 정공 주입층(200), 정공 수송층(300), 발광 보조층, 발광층(400), 전자 수송층(500), 전자 주입층(600) 및 제2 전극(2000) 구조의 유기 발광 소자뿐만 아니라, 다양한 구조의 유기 발광 소자의 구조가 가능하며, 필요에 따라 1층 또는 2층의 중간층을 더 포함하는 것도 가능하다.
상기와 같이 본 발명에 따라 형성되는 각 유기물층의 두께는 요구되는 정도에 따라 조절할 수 있으며, 구체적으로는 1 내지 1,000 ㎚이며, 더욱 구체적으로는 5 내지 200 ㎚일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 유기물층의 두께를 분자 단위로 조절할 수 있기 때문에 표면이 균일하며, 형태 안정성이 뛰어난 장점이 있다.
본 측면에 따른 유기 발광 화합물에 대하여 본원의 제1 측면에 대하여 기재된 내용이 모두 적용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 본원의 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 하기 실시예에 의하여 본원의 범위가 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
화학식 1로 표시되는 화합물의 합성
화학식 1로 표시되는 화합물은 중간체 IM을 합성한 후, 중간체 IM과 아릴아민 화합물을 반응시킴으로써 합성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
Figure pat00058
중간체 IM 1의 합성
Figure pat00059
둥근바닥 플라스크에서 (4'-(dibenzo[b,d]furan-4-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-yl)boronic acid 5.6g 및 4-bromo-4'-iodo-1,1'-biphenyl 5.0g을 1,4-dioxan 200ml에 녹이고, K2CO3(2M) 20ml와 Pd(PPh3)4 7.7g을 넣은 후 환류 교반하였다. TLC(Thin Layer Chromatography)로 반응을 확인하고 물을 첨가 후 반응을 종결시켰다. 유기층을 MC(Methylene chloride)로 추출하고 감압 여과한 후 재결정하여 중간체 IM 1을 4.0g (수율 52%) 얻었다.
중간체 IM 2 내지 IM 10의 합성
반응 출발 물질을 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는, 중간체 IM 1과 동일한 방법으로 수행하여 중간체 IM 2 내지 IM 10을 합성하였다.
Figure pat00060
상기 중간체 IM 2 내지 IM 10의 구체적인 화학 구조식은 하기 표 3과 같다.
Figure pat00061
목적 화합물의 합성
앞서 합성한 중간체 IM 1 내지 IM 10을 사용하여 하기와 같이 목적 화합물을 합성하였다.
실시예 1: 화합물 10의 합성
Figure pat00062
둥근바닥 플라스크에서 상기 중간체 IM 1 4.0g, di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amine 2.6g, t-BuONa(Sodium tert-butoxide) 1.1g, Pd2(dba)3 (Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium) 0.3g 및 (t-Bu)3P (Tri-tert-butylphosphine) 0.3ml를 톨루엔 120ml에 녹인 후 환류 교반하였다. TLC로 반응을 확인하고 물을 첨가 후 반응을 종결하였다. 유기층을 MC로 추출하고 감압 여과한 후 컬럼 정제 및 재결정하여 화합물10을 3.0g (수율 67%) 얻었다.
m/z: 791.32 (100.0%), 792.32 (65.3%), 793.33 (21.0%), 794.33 (4.6%)
실시예 2: 화합물 26의 합성
Figure pat00063
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 2를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 26 (수율 61%)을 얻었다.
m/z: 791.32 (100.0%), 792.32 (65.3%), 793.33 (21.0%), 794.33 (4.6%)
실시예 3: 화합물 38의 합성
Figure pat00064
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 3을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 38(수율 63%)을 얻었다.
m/z: 791.32 (100.0%), 792.32 (65.3%), 793.33 (21.0%), 794.33 (4.6%)
실시예 4: 화합물 68의 합성
Figure pat00065
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 4를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 68(수율 60%)을 얻었다.
m/z: 791.32 (100.0%), 792.32 (65.3%), 793.33 (21.0%), 794.33 (4.6%)
실시예 5: 화합물 44의 합성
Figure pat00066
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 5를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 44 (수율 63%)를 얻었다.
m/z: 791.32 (100.0%), 792.32 (65.3%), 793.33 (21.0%), 794.33 (4.6%)
실시예 6: 화합물 83의 합성
Figure pat00067
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 6을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 83(수율 58%)를 얻었다.
m/z: 791.32 (100.0%), 792.32 (65.3%), 793.33 (21.0%), 794.33 (4.6%)
실시예 7: 화합물 255의 합성
Figure pat00068
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 7을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 255(수율 61%)를 얻었다.
m/z: 791.32 (100.0%), 792.32 (65.3%), 793.33 (21.0%), 794.33 (4.6%)
실시예 8: 화합물 257의 합성
Figure pat00069
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 8을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 257(수율 60%)을 얻었다.
m/z: 791.32 (100.0%), 792.32 (65.3%), 793.33 (21.0%), 794.33 (4.6%)
실시예 9: 화합물 363의 합성
Figure pat00070
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 9를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 363(수율 64%)을 얻었다.
m/z: 807.30 (100.0%), 808.30 (66.2%), 809.30 (21.5%), 809.29 (4.5%), 810.31 (4.4%), 810.30 (3.2%)
실시예 10: 화합물 399의 합성
Figure pat00071
중간체 IM 1 대신 중간체 IM 10을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 399(수율 59%)을 얻었다.
유기 발광 소자 제조
실시예 11: 유기 발광 소자의 제조
인듐틴옥사이드(ITO)가 1,500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송 시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정 한 후 ITO 기판 상부에 열 진공 증착기(thermal evaporator)를 이용하여 정공 주입층으로 HI01 600Å 및 HATCN 50Å, 정공 수송층으로 HT01 250 Å를 제막한 후, 발광 보조층으로 실시예 1에서 제조된 화합물 100 Å을 제막하였다. 그 후, 발광층으로 BH01:BD01 3%로 도핑하여 250 Å을 제막하였다. 그 후, 전자 수송층으로 ET01:Liq(1:1) 300 Å을 제막한 후, LiF 10 Å, 알루미늄(Al) 1,000 Å을 제막하고, 이 소자를 글로브 박스에서 밀봉(Encapsulation)함으로써 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 12 내지 실시예 20: 유기 발광 소자의 제조
발광 보조층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 대신하여 각각 실시예 2 내지 10에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 실시예 12 내지 20의 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1 내지 비교예 5: 유기 발광 소자의 제조
발광 보조층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 대신하여 각각 Ref.1 내지 Ref.5를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 비교예 1 내지 5의 유기 발광 소자를 제작하였다.
상기 유기 발광 소자의 제조에 사용된 HI01, HATCN, HT01, BH01, BD01, ET01 및 Liq의 물질들은 하기 표 4와 같고, 비교예 1 내지 비교예 5에서 사용한 Ref.1 내지 Ref.5의 물질들은 하기 표 5와 같다.
HI01 HATCN HT01

Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
BH01 BD01 ET01

Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
Liq

Figure pat00078
Ref.1 Ref.2 Ref.3

Figure pat00079
Figure pat00080

Figure pat00081
Ref.4 Ref.5

Figure pat00082
Figure pat00083
유기 발광 소자의 성능평가
키슬리 2400 소스 메져먼트유닛(Kiethley 2400 source measurement unit) 으로 전압을 인가하여 전자 및 정공을 주입하고 코니카미놀타(Konica Minolta) 분광복사계(CS-2000)를 이용하여 빛이 방출될 때의 휘도를 측정함으로써, 실시예 및 비교예의 유기 발광 소자의 성능을 인가 전압에 대한 전류 밀도 및 휘도를 대기압 조건하에 측정하여 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
구분 구동 전압
(Op. V)		 전류 밀도
(mA/cm2)		 전류 효율
(Cd/A)		 QE(%) 색좌표
(CIEx)		 색좌표
(CIEy)		 LT95
(@1000nit)
실시예 11 3.6 10 7.2 6.1 0.140 0.109 158
12 3.6 10 7.6 6.6 0.139 0.110 163
13 3.6 10 7.8 6.7 0.140 0.109 168
14 3.7 10 8.0 6.9 0.140 0.110 170
15 3.7 10 8.2 7.0 0.142 0.110 165
16 3.8 10 8.2 7.1 0.140 0.109 165
17 3.7 10 7.7 6.8 0.141 0.110 160
18 3.6 10 7.8 6.7 0.140 0.109 161
19 3.7 10 8.5 7.4 0.141 0.110 152
20 3.7 10 8.4 7.2 0.140 0.110 150
비교예 1 3.9 10 6.3 5.2 0.140 0.111 113
2 4.0 10 6.5 5.4 0.141 0.110 120
3 4.2 10 6.7 5.5 0.140 0.110 94
4 4.0 10 5.9 5.0 0.142 0.111 86
5 4.1 10 6.1 5.1 0.140 0.112 90
상기 표 6에 나타난 바와 같이, 발광 보조층으로 본 발명에 따른 화합물을 사용한 실시예 11 내지 20은 비교예 1 내지 비교예 5와 비교하여 낮은 구동 전압과 높은 효율을 보여주며, 특히 수명이 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 실시예 11 내지 20에서 사용된 본 발명에 따른 화합물은 비교예 1 내지 3에서 사용된 Ref.1 내지 Ref.3 (3개 이하의 선형 연결기를 갖는 화합물)과 비교하여, 다이벤조퓨란, 다이벤조티오펜 또는 플루오렌으로부터 선택되는 3환 화합물과 아릴아민 화합물 사이에서 이들을 연결하는 4개 이상의 선형 연결기 확장을 통해 박막 형성 시 분자 배열이 우수하고 빠른 홀 모빌리티를 가질 수 있다.
또한 실시예 11 내지 20에서 사용된 본 발명에 따른 화합물은 비교예 4 및 5에서 사용된 Ref.4 (아릴아민 화합물이 플로오렌기를 갖는 경우) 및 Ref.5 (전주 주개 역할의 카바졸 3환을 갖는 화합물)와 비교하여, 깊은 HOMO를 형성할 수 있어, 발광층 내 전하 밸런스가 우수하고, 롤오프 현상이 억제되어 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
상기와 같은 평가 결과를 볼 때, 본 발명에 따른 화합물은 유기 발광 소자의 구동 전압을 낮추고, 효율 및 수명 개선에 효과가 있는 것으로 판단된다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 기판
200: 정공 주입층
300: 정공 수송층
400: 발광층
500: 전자 수송층
600: 전자 주입층
1000: 제1 전극
2000: 제2 전극

Claims (17)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00084

    상기 화학식 1에서,
    X는 O, S; 또는 CRR'이고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴기이며, 여기서 단, 플루오렌기는 제외하고,
    R, R', R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 니트로기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2~C30의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1~C30의 설파이드기; 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 헤테로아릴기이고, 여기서 인접한 R과 R', 복수의 R1 끼리 또는 복수의 R2끼리는 서로 고리를 형성하거나 형성하지 않을 수 있으며,
    L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 헤테로아릴렌기이고,
    l은 0 또는 1 내지 4의 정수이고,
    m은 0 또는 1 내지 3의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pat00085

    상기 화학식 2에서,
    X, Ar1, Ar2, R1, R2, l 및 m은 제1항에서 정의된 바와 같고,
    R3은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 니트로기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2~C30의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1~C30의 설파이드기; 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 헤테로아릴기이며,
    n은 4 내지 8의 정수이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00086

    상기 화학식 3에서,
    X, Ar1, Ar2, R1, R2, l 및 m은 제1항에서 정의된 바와 같고,
    o는 3 또는 4의 정수이다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 R, R', R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 메틸기 또는 페닐기인, 화합물.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X는 O인, 화합물.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X는 S인, 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 L1 내지 L4 중 적어도 하나는 메타 결합의 페닐렌기를 포함하는, 화합물.
  8. 제2항에 있어서,
    n개의 페닐렌기 중 적어도 하나는 메타 결합의 페닐렌기인, 화합물.
  9. 제3항에 있어서,
    o개의 페닐렌기 중 적어도 하나는 메타 결합의 페닐렌기인, 화합물.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐; 치환 또는 비치환된 나프틸; 치환 또는 비치환된 비페닐; 치환 또는 비치환된 터페닐; 치환 또는 비치환된 페난트레닐; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐; 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨라닐; 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조티오페닐인, 화합물.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐; 치환 또는 비치환된 비페닐; 치환 또는 비치환된 터페닐; 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨라닐; 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조티오페닐인, 화합물.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 페닐; 나프틸; 비페닐; 터페닐; 페난트레닐; 트리페닐레닐; 나프틸기로 치환된 페닐; 다이벤조퓨라닐기로 치환된 페닐; 또는 다이벤조티오페닐기로 치환된 페닐인, 화합물.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2 는 모두 비페닐인, 화합물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기의 화합물 중 어느 하나인 화합물:

    Figure pat00087

    Figure pat00088

    Figure pat00089

    Figure pat00090

    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
    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

    Figure pat00121
    Figure pat00122
    Figure pat00123
    Figure pat00124
    Figure pat00125
    Figure pat00126
    Figure pat00127
    Figure pat00128
    Figure pat00129
    Figure pat00130
    Figure pat00131
    Figure pat00132
    .
  15. 제1 전극 및 제2 전극 사이에 제1항 내지 제3항, 제7항 내지 제9항 및 제14항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 함유하는 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광 보조층 중 1층 이상인 유기 발광 소자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 수송층과 발광층 사이에 위치한 발광 보조층인 유기 발광 소자.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040098238A (ko) 2003-05-14 2004-11-20 주식회사 대우일렉트로닉스 산소발생장치용 필터조립체

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016124792A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
KR102635702B1 (ko) * 2016-01-11 2024-02-15 덕산네오룩스 주식회사 유기발광소자, 유기발광 표시장치 및 유기발광소자용 화합물
KR102583853B1 (ko) * 2017-09-27 2023-10-06 주식회사 동진쎄미켐 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040098238A (ko) 2003-05-14 2004-11-20 주식회사 대우일렉트로닉스 산소발생장치용 필터조립체

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