KR20210066045A - 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기발광소자 내의 정공수송 재료로 또는 전자수송 재료로, 그리고 p-doping과 정공수송 기능을 함께 거둘 수 있는 융합된 구조의 다기능 HTL (Multi functional HTL) 화합물로서 다기능 HTL (Multi functional Hole Transportation Layer)의 단일 정공층을 구성할 수 있는 유기발광 화합물 및 이를 채용하여 보다 향상된 저전압 구동이 가능하고, 발광 효율이 향상된 유기발광소자에 관한 것이다.

Description

유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 {An electroluminescent compound and an electroluminescent device comprising the same}
본 발명은 유기발광소자의 정공수송 재료 또는 전자수송 재료로 채용되는 유기발광 화합물로서, 더욱 상세하게는 전자수송층에 채용되는 화합물, 또는 정공수송 소재에 대한 p-doping 화합물 또는, p-doping과 정공수송 기능을 함께 거둘 수 있는 융합된 구조의 다기능 HTL (Multi functional HTL) 화합물로서 다기능 HTL (Multi functional Hole Transportation Layer)의 단일 정공층을 구성할 수 있는 유기발광 화합물 및 이를 채용하여 저전압 구동이 가능하고, 발광 효율이 향상된 유기발광소자에 관한 것이다.
최근 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기발광소자는 평판 표시 소자의 주류인 액정디스플레이에 비해, 시야각, 대조비 등이 우수하고 백라이트가 불필요하며 경량 및 박형이 가능하고 소비전력 측면에서도 유리하며 색 재현 범위가 넓어 차세대 표시소자로서 주목받고 있다.
유기발광소자는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자로서, 플라스틱과 같이 휠 수 있는 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널이나 무기발광 디스플레이에 비해 10 V 이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다. 또한, 유기발광소자는 녹색, 청색, 적색의 3 가지 색을 나타낼 수가 있어 차세대 풍부한 색 디스플레이 소자로 많은 관심의 대상이 되고 있다.
유기발광소자는 빛을 내기 위한 과정, 즉 전하 주입, 전하 수송, 광 여기자 형성 및 빛의 발생들을 각각 다른 유기층을 이용하여 역할 분담을 시키고 있다. 이에 따라서 양극과 음극 사이에 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하며 또는 그 이상의 층으로 세분화된 구조의 유기발광소자가 사용되고 있으며, 유기발광소자가 전술한 특징을 발휘하기 위해서는 소자 내 유기층을 이루는 물질인 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질, 전자저지 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지는 안정하고 효율적인 유기발광소자용 유기층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다.
따라서, 더욱 안정적인 유기발광소자를 구현하고, 소자의 고효율, 장수명, 대형화 등을 위해서는 효율 및 수명 특성 측면에서 추가적인 개선이 요구되고 있는 상황이고, 이와 관련하여 최근에는 상기 유기발광소자의 구조 중 정공수송층 소재에 대하여는 기존 유기 소재의 도전율(mobility)을 향상시키기 위하여 p-type의 물질을 도핑하거나, 층을 세분화하여 전극과 해당 정공수송층 사이에 p-type 물질을 포함하는 층을 더 구비하는 연구가 이루어지고 있다.
특히, 유기물을 도핑하면 음성 전도도가 형성되어 두꺼운 수송층이라 할 지라도 수송층에서의 전압 강하를 낮출 수 있고, 도핑 준위를 높임으로 인해 형성된 얇은 공간 전하층은 터널링에 의한 전하 주입을 효과적으로 할 수 있도록 해준다. 정공 수송층에 도핑을 함으로써 정공 수송층의 높은 전도도와 전하 운반자의 전하 밀도를 제어할 수 있고, 결국 유기층의 전도도가 향상되어 소자의 특성이 향상되어 낮은 구동 전압과 고효율의 소자를 구현할 수 있다.
그러나, 추가적인 유기소재 및 유기층의 적용에 따른 공정 효율성이 떨어지고, 유기층의 두께 문제 등으로 저전압 구동의 구현이 어려워지는 등의 문제점이 여전히 존재한다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 전자수송 재료 또는 정공수송 소재에 대한 p-type의 도핑 물질 (p-dopant), 또는 정공수송층에 인접하여 p-type의 도핑 물질을 포함하는 층의 소재, 나아가서는 p-doping을 별도로 하지 않고, p-doping과 정공수송을 함께 거둘 수 있는 융합된 물질 구조의 다기능 HTL (Multi functional HTL) 화합물로서 다기능 HTL (Multi functional Hole Transportation Layer)의 단일 정공층을 구성할 수 있는 화합물을 각각 제공하고, 이를 도입하여 향상된 발광효율과 장수명 등의 특성을 안정적으로 구현하면서 종래 소자와 동등 또는 그 이상의 수준으로 저전압 구동을 구현할 수 있는 유기발광소자를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 하기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 전자수송 재료 화합물이거나, 또는 p-type의 도핑 물질 (p-dopant), 그리고 p-doping 기능과 정공수송 특성을 갖는 각각의 모이어티(moiety)를 하나의 구조에 도입한 즉, 정공수송 모이어티(Hole Transportation Unit)와 p-도핑 모이어티(p-Dopant Unit)를 융합하여 포함하는 다기능 HTL (Multi functional HTL) 화합물의 정공수송 재료 화합물 및 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 1종 이상의 화합물을 유기층 내에 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
[화학식 Ⅰ] [화학식 Ⅱ]
Figure pat00001
Figure pat00002
상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]의 구체적인 구조 및 이에 도입되는 다양한 치환기에 대해서는 후술하기로 한다.
또한, 본 발명은 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 접촉하여 게재되는 복수의 유기층을 포함하고, 상기 복수의 유기층에 본 발명에 따른 유기발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 제공한다.
특히, 상기 복수의 유기층은 전자층, 발광층 및 정공층 등 다양한 특성을 갖는 복수의 층으로 구성되며, 본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 정공층은 다기능 HTL (Multi functional Hole Transportation Layer)로서, 정공수송 모이어티(Hole Transportation Unit)와 p-도핑 모이어티(p-Dopant Unit)를 포함하는 본 발명에 따른 다기능 HTL (Multi functional HTL) 화합물을 채용한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기발광 화합물은 전자수송 소재, 그리고 정공수송 소재에 대한 p-도핑(doping) 소재로서, 이를 통하여 정공수송층의 높은 전도도와 전하 운반자의 전하 밀도를 제어할 수 있고, 결국 유기층의 전도도가 향상되어 소자의 특성이 향상되어 낮은 구동 전압과 고효율의 소자를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광 화합물은 p-도핑(doping) 기능과 정공수송 특성을 하나로 융합한 다기능 HTL (Multi functional HTL) 화합물로서 단일의 정공층 (다기능 HTL)로 구성할 수 있는 것을 특징으로 하여, 이를 도입한 소자는 종래 소자에 비하여 별도의 p-도핑을 하지 않고도 정공수송도를 향상시키고 그에 따라 향상된 발광효율과 종래 소자 대비 동등한 수준 이상의 저전압 구동을 구현할 수 있어 다양한 디스플레이 소자에 유용하게 활용할 수 있으며, 종래 소자 대비 별도의 p-type 층을 구비하는 공정이나, p-doping 공정이 요구되지 않아 소자 제조 공정 효율성도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광 화합물의 구조를 나타낸 대표도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 전자수송 소재, 또는 정공수송 소재에 대한 p-도핑(doping) 소재, 나아가서 p-도핑(doping) 기능과 정공수송 특성을 갖는 각각의 모이어티(moiety)를 하나의 구조에 도입하여 별도의 p-도핑을 하지 않고도 소자의 저전압 구동 특성을 구현하고 정공수송도가 우수하여 소자의 향상된 발광효율을 거둘 수 있는 하기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물에 관한 것이다.
[화학식 Ⅰ] [화학식 Ⅱ]
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 [화학식 Ⅰ]과 [화학식 Ⅱ]에서,
X1 내지 X10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CR이고, 상기 복수 개의 R은 서로 동일하거나 상이하다.
Y는 단일결합이거나, O, S 또는 CR'R"이고, 상기 R' 및 R"는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
R1 내지 R2 및 상기 R은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내기 24의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 24의 아릴아민기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
또한, 상기 R1 내지 R2 및 R은 서로 결합하거나 인접한 치환기와 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있고, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, S 및 O 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]에서, X3 내지 X10 중 적어도 하나 이상은 CR이고, 복수 개의 R은 모두 수소가 아닌 적어도 하나 이상은 중수소, 할로겐기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내기 24의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 24의 아릴아민기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]에서, X3 내지 X10 중 적어도 하나 이상은 CR이고, 복수 개의 R중 적어도 하나 이상은 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 24의 아릴아민기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
보다 구체적으로 상기 X3 내지 X10 중 적어도 하나 이상은 CR이고, 상기 복수개의 R 중 적어도 하나 이상은 하기 [구조식 1] 내지 [구조식 2]로 표시되는 구조식 중에서 선택될 수 있다.
[구조식 1] [구조식 2]
Figure pat00005
상기 [구조식 1]과 [구조식 2]에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합이거나, 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기이고, n과 m은 각각 0 내지 3의 정수이다.
Ar1, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴아민기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴아민기 중에서 선택되며, o, p 및 q는 각각 1 내지 3의 정수이다.
한편, 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]에서, '치환 또는 비치횐된'이라 함은, 상기 R, R', R" 및 R1 내지 R2가 각각 1종 이상의 치환기로 더 치환될 수 있는 것을 의미하는 것으로서, 상기 1종 이상의 치환기는 중수소, 시아노기, 할로겐기, 아미노기, 싸이올기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내기 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명에 있어서, 상기 치환기들의 예시들에 대해서 구체적으로 설명하면 아래와 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 할로겐화된 알킬기는 알킬기가 할로겐 원자에 의해서 치환되어 형성된 기이다.
본 발명에 있어서, 알콕시기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 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 발명에 있어서, 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있고, 단환식 아릴기의 예로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 스틸벤기 등이 있고, 다환식 아릴기의 예로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 테트라세닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 아세나프타센닐기, 트리페닐렌기, 플루오안트렌(fluoranthrene)기 등이 있으나, 본 발명의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자로 O, N 또는 S를 포함하는 헤테로고리기로서, 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 페난트롤린기, 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기, 페녹사진기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 발명에 있어서, 아릴실릴기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같으며, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하고, 또한, 할로겐화된 알콕시기는 알콕시기가 할로겐 원자에 의해서 치환되어 형성된 기이다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 할로겐기의 구체적인 예로는 플루오르(F), 클로린(Cl), 브롬(Br) 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물은 유기발광소자 내의 다양한 유기층에 채용될 수 있으나, 바람직한 구현예 의하면, 단독으로 유기발광소자 내의 전자수송층 또는 정공수송층에 채용되는 소재로 활용될 수 있으며, 또한 정공수송 기능을 갖는 화합물을 도핑하는 p형 도판트로도 활용될 수 있다.
p형이란 p형 반도체 특성을 의미하는 것으로서, p형은 HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위를 통하여 정공을 주입받거나 수송하는 특성이며, 이는 정공의 이동도가 전자의 이동도보다 큰 물질의 특성으로 정의된다. P형 도핑은 이러한 p형 특성을 갖도록 도핑되었다는 것을 의미한다.
특히, 종래에는 ITO 기판 위에 형성되는 정공수송층의 높은 전도도와 전하 운반자의 전하 밀도를 제어하기 위하여 p-형 도판트를 이용하여 도핑하거나, 또는 ITO 기판과 정공수송층 사이에 p-형 도판트로 이루어진 층을 더 삽입하였으나, 본 발명의 일 실시예에서는 별도의 p-형 도판트 공정이나 삽입이 없이 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 화합물로 이루어진 단일 정공수송층을 적용할 수 있다.
즉, 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 화합물은 다기능 HTL (Multi functional HTL) 화합물로서, 정공수송 구조체와 p-도핑 구조체를 모두 포함하여 정공수송 기능과 정공주입 기능을 하는 모이어티를 모두 갖는 것을 의미하고, 이를 이용하여 정공주입 기능과 정공수송 기능을 융합하여, 정공수송층과 정공주입층을 각각 형성하지 않고, 다기능 HTL (Multi functional Hole Transportation Layer)의 단일 정공층으로 구성된 유기발광소자를 구현할 수 있으며, 유기발광소자가 갖는 저전압 구동 및 고효율 특성을 만족할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물의 바람직한 구체예로는 하기 화합물들이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
이와 같이, [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 본 발명에 따른 유기발광 화합물은 그 구조적 특이성으로 인하여 유기발광소자의 유기층으로 사용될 수 있고, 보다 구체적으로 유기층 내의 전자수송, 또는 정공수송층 내지 정공주입층에 p형 도핑 재료 등으로 사용될 수 있으며, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 화합물은 종래 정공수송층의 정공수송 화합물의 도핑 재료로 사용되어 소자의 우수한 발광특성을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광 화합물은 p-도핑(doping) 기능과 정공수송 특성을 갖는 각각의 모이어티(moiety)를 하나의 구조에 도입하여 각각 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 다기능 HTL (Multi functional HTL) 화합물로서, 그 결과 다기능 HTL (Multi functional Hole Transportation Layer)의 단일 정공층을 구현할 수 있어 저전압 구동 특성, 발광효율 및 수명 특성이 더욱 향상된 우수한 발광특성을 갖는 유기발광소자를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물은 일반적인 유기발광소자 제조방법에 따라 소자에 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자는 제1 전극과 제2 전극 및 이 사이에 배치된 유기층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있으며, 본 발명에 따른 유기발광 화합물을 소자의 유기층에 사용한다는 것을 제외하고는 통상의 소자의 제조 방법 및 재료를 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자의 유기층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 유기발광소자에서, 상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 다기능 HTL층 (Multi functional Hole Transportation Layer), 전자 주입 및 전자수송을 동시에 하는 층 및 발광층 중 1층 이상을 포함할 수 있고, 상기 층들 중 1층 이상이 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광소자는 제1 전극과 제2 전극 및 이 사이에 배치된 전자층, 발광층 및 정공층 등을 포함하는 복수의 유기층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있으며, 정공주입 기능과 정공수송 기능을 융합하여, 정공수송층과 정공주입층을 각각 형성하지 않고, 다기능 다기능 HTL층 (Multi functional Hole Transportation Layer)을 단일층으로 구성하여 형성하고, 별도의 p-type 층을 구성하지 않고 형성한 것을 제외하고는 통상의 소자 제조방법 및 재료를 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자의 유기층은 정공주입층과 정공수송층을 다기능 HTL 단일층으로 구성한 것을 제외하고는 2층 이상의 유기층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않고 더 적은 수, 더 많은 수의 유기층을 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 바람직한 유기발광소자의 유기층 구조 등에 대해서는 후술하는 실시예에서 보다 상세하게 설명한다.
또한, 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 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 포함하는 유기층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기발광소자를 만들 수도 있다. 상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 솔벤트 프로세스(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 양극 물질로는 통상 유기층으로 정공주입이 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, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 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 유기층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 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.
정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송 받아 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, 본 발명에 따른 유기발광 화합물을 이용하여 소자의 저전압 구동 특성, 발광효율 및 수명 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자효율이 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.
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.
본 발명에 따른 유기발광소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기발광소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않고, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
합성예 1 : 화합물 1의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 1-1의 합성
Figure pat00016
4,5-dimethylbenzene-1,2-diamine (10 g, 0.073 mol), 1,1'-carbonyldiimidazole (14.29 g, 0.088 mol), DMF 250 mL를 넣고 상온에서 24시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 재결정하여 <중간체 1-1>을 7.9 g (수율 66.3%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 중간체 1-2의 합성
Figure pat00017
중간체 1-1 (10 g, 0.062 mol), potassium hydroxide (17.3 g, 0.308 mol), H2O 20 mL, 1,4-dioxane 400 mL를 넣고 K3[Fe(CN)6] (60.9 g, 0.183 mol) solution (H2O 620 mL)을 적가한 후 100 ℃에서 12시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 1-2>를 4.2 g (수율 42.5%) 수득하였다.
(3) 제조예 3 : 중간체 1-3의 합성
Figure pat00018
1-benzyl-3-bromobenzene (10 g, 0.041 mol), 2-(5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)biphenyl-3-yl)pyridine (17.35 g, 0.049 mol), potassium carbonate (16.8 g, 0.121 mol), Pd(PPh3)4 (2.34 g, 0.002 mol), toluene 270 mL, ethanol 60 mL, H2O 60 mL를 넣고 8시간 동안 환류 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출하고 컬럼 정제하여 <중간체 1-3>를 12.1 g (수율 75.2%) 수득하였다.
(4) 제조예 4 : 화합물 1의 합성
Figure pat00019
중간체 1-2 (10 g, 0.062 mol), 중간체 1-3 (34.75 g, 0.087 mol), chloroform 450 mL를 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (16.58 g, 0.087 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (14.8 g, 0.187 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 24시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 1>을 21.3 g (수율 63.2%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(7.95/s, 7.72/s, 7.46/m, 7.41/m, 7.34/d, 7.33/m, 7.26/d, 7.00/m), 2H(8.17/s, 7.52/d, 7.38/d, 5.0/s), 3H(7.51/m, 7.40/m)
LC/MS: m/z=539[(M+1)+]
합성예 2 : 화합물 5의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 5-1의 합성
Figure pat00020
5,6-bis(trifluoromethyl)pyrazine-2,3-diamine (10 g, 0.041 mol), 1,1'-carbonyldiimidazole (7.91 g, 0.049 mol), DMF 200 mL를 넣고 상온에서 24시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 재결정하여 <중간체 5-1>을 7.1 g (수율 64.2%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 중간체 5-2의 합성
Figure pat00021
중간체 5-1 (10 g, 0.037 mol), potassium hydroxide (10.3 g, 0.184 mol), H2O 20 mL, 1,4-dioxane 200 mL를 넣고 K3[Fe(CN)6] (36.3 g, 0.110 mol) solution(H2O 370 mL)을 적가한 후 100 ℃에서 12시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 5-2>를 3.7 g (수율 37.3%) 수득하였다.
(3) 제조예 3 : 중간체 5-3의 합성
Figure pat00022
1-benzyl-4-bromobenzene (10 g, 0.041 mol), 3-biphenylboronic acid (9.62 g, 0.049 mol) potassium carbonate (16.8 g, 0.121 mol), Pd(PPh3)4 (2.34 g, 0.002 mol), toluene 200 mL, ethanol 50 mL, H2O 50 mL를 넣고 7시간 동안 환류 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출하고 컬럼 정제하여 <중간체 5-3>을 10.9 g (수율 84.1%) 수득하였다.
(4) 제조예 4 : 화합물 5의 합성
Figure pat00023
중간체 5-2 (10 g, 0.037 mol), 중간체 5-3 (16.6 g, 0.052 mol), chloroform 300 mL를 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (9.83 g, 0.052 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (8.79 g, 0.111 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 21시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 5>를 14.2 g (수율 67.2%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(7.70/s, 7.57/m, 7.33/m), 2H(7.59/d, 7.52/d, 7.51/m, 7.48/d, 7.44/d, 7.40/m, 7.38/d, 5.8/s)
LC/MS: m/z=570[(M+1)+]
합성예 3 : 화합물 11의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 11-1의 합성
Figure pat00024
1,2-Benzene-d4-diamine (10 g, 0.089 mol), 1,1'-carbonyldiimidazole (17.35 g, 0.107 mol), DMF 270 mL를 넣고 상온에서 22시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 재결정하여 <중간체 11-1>을 8.9 g (수율 72.3%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 중간체 11-2의 합성
Figure pat00025
중간체 11-1 (10 g, 0.072 mol), potassium hydroxide (20.3 g, 0.362 mol), H2O 30 mL, 1,4-dioxane 600 mL를 넣고 K3[Fe(CN)6] (71.5 g, 0.217 mol) solution (H2O 720 mL)을 적가한 후 100 ℃에서 12시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 11-2>를 3.9 g (수율 39.6%) 수득하였다.
(3) 제조예 3 : 중간체 11-3의 합성
Figure pat00026
1-benzyl-3-bromobenzene (10 g, 0.041 mol), 2,3'-bipyridin-5-ylboronic acid (9.71 g, 0.049 mol) potassium carbonate (16.8 g, 0.121 mol), Pd(PPh3)4 (2.34 g, 0.002 mol), toluene 200 mL, ethanol 50 mL, H2O 50 mL를 넣고 7시간 동안 환류 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출하고 컬럼 정제하여 <중간체 11-3>을 10.1 g (수율 77.4%) 수득하였다.
(4) 제조예 4 : 화합물 11의 합성
Figure pat00027
중간체 11-2 (10 g, 0.074 mol), 중간체 11-3 (33.2 g, 0.103 mol), chloroform 400 mL를 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (19.5 g, 0.103 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (17.4 g, 0.220 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 22시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 11>을 20.5 g (수율 63.4%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(9.75/s, 8.93/d, 8.87/s, 8.76/d, 8.09/d, 8.03/d, 7.95/s, 7.60/m, 7.46/m, 7.33/m), 2H(7.38/d), 3H(7.40/d)
LC/MS: m/z=440[(M+1)+]
합성예 4 : 화합물 19의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 19-1의 합성
Figure pat00028
4,5-diaminophthalonitrile (10 g, 0.063 mol), 1,1'-carbonyldiimidazole (12.3 g, 0.076 mol), DMF 400 mL를 넣고 상온에서 23시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 재결정하여 <중간체 19-1>을 9.1 g (수율 78.2%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 중간체 19-2의 합성
Figure pat00029
중간체 19-1 (10 g, 0.054 mol), potassium hydroxide (15.23 g, 0.272 mol), H2O 25 mL, 1,4-dioxane 500 mL를 넣고 K3[Fe(CN)6] (53.6 g, 0.163 mol) solution (H2O 540 mL)을 적가한 후 100 ℃에서 11시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 19-2>를 4.7 g (수율 40.4%) 수득하였다.
(3) 제조예 3 : 중간체 19-3의 합성
Figure pat00030
중간체 19-2 (10 g, 0.055 mol), 4-biphenylacetonitrile (12.3 g, 0.059 mol), chloroform 200 mL를 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (14.9 g, 0.077 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (14.6 g, 0.077 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 19시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <중간체 19-3>을 15.1 g (수율 77.0%) 수득하였다.
(4) 제조예 4 : 중간체 19-4의 합성
Figure pat00031
중간체 19-3 (10 g, 0.033 mol)을 benzene 300 mL에 녹인 후에 potassium t-butoxide (13.1 g, 0.147 mol), acetonitrile (4.10 g, 0.100 mol)을 넣고 20 ℃에서 1시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 ether와 2% NaHCO3를 넣고 농축 후 컬럼 정제하여 <중간체 19-4>를 8.1 g (수율 61.0%) 수득하였다.
(5) 제조예 5 : 중간체 19-5의 합성
Figure pat00032
중간체 19-4 (10.0 g, 0.025 mol)와 N,N-dimethylbenzamide (16.5 g, 0.110 mol), POCl3 200 mL를 상온에서 넣고 100 ℃에서 3시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 반응물을 얼음물에 넣고 ammonium hydroxide를 첨가하였다. 추출하여 유기층을 농축 후 컬럼 정제하여 <중간체 19-5>를 10.1 g (수율 77.2%) 수득하였다.
(6) 제조예 6 : 화합물 19의 합성
Figure pat00033
중간체 19-5 (10 g, 0.019 mol), 4-cyanophenylboronic acid (3.38 g, 0.023 mol), potassium carbonate (7.96 g, 0.058 mol), 촉매 Pd(OAc)2 (1.11 g, 0.001 mol), 리간드 X-Phos (0.9 g, 0.002 mol), THF 200 mL와 H2O 50 mL와 ethanol 50 mL를 넣고 95 ℃에서 6시간 동안 환류 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <화합물 19>를 8.2 g (수율 72.7%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(7.23/s), 2H(8.28/d, 7.97/d, 7.82/d, 7.59/d, 7.52/d, 7.44/d, 7.41/m, 6.0/s), 4H(7.51/m)
LC/MS: m/z=587[(M+1)+]
합성예 6 : 화합물 38의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 38-1의 합성
Figure pat00034
pyrazine-2,3-diamine (10 g, 0.091 mol), 1,1'-carbonyldiimidazole (17.67 g, 0.109 mol), DMF 300 mL를 넣고 상온에서 20시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 재결정하여 <중간체 38-1>을 8.6 g (수율 69.6%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 중간체 38-2의 합성
Figure pat00035
중간체 38-1 (10 g, 0.074 mol), potassium hydroxide (20.6 g, 0.367 mol), H2O 30 mL, 1,4-dioxane 600 mL를 넣고 K3[Fe(CN)6] (72.6 g, 0.220 mol) solution (H2O 730 mL)을 적가한 후 100 ℃에서 12시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 38-2>을 4.1 g (수율 41.6%) 수득하였다.
(3) 제조예 3 : 중간체 38-3의 합성
Figure pat00036
3-bromo-9H-fluorene (10 g, 0.041 mol), 4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenylboronic acid (17.29 g, 0.049 mol) potassium carbonate (16.9 g, 0.122 mol), Pd(PPh3)4 (2.36 g, 0.002 mol), toluene 270 mL, ethanol 60 mL, H2O 60 mL를 넣고 8시간 동안 환류 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출하고 컬럼 정제하여 <중간체 38-3>을 15.4 g (수율 79.7%) 수득하였다.
(4) 제조예 4 : 화합물 38의 합성
Figure pat00037
중간체 38-2 (10 g, 0.075 mol), 중간체 38-3 (49.44 g, 0.104 mol), chloroform 400 mL 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (19.8 g, 0.104 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (17.7 g, 0.224 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 21시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 38>을 10.9 g (수율 60.5%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(8.68/d, 8.29/d, 7.65/s, 7.55/d, 7.44/d, 7.39/m, 7.36/m), 2H(7.85/d 7.50/d, 7.41/m, 7.25/d), 4H(8.28/d, 7.51/m)
LC/MS: m/z=589[(M+1)+]
합성예 6 : 화합물 43의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 43-1의 합성
Figure pat00038
4,5-difluorobenzene-1,2-diamine (10 g, 0.069 mol), 1,1'-carbonyldiimidazole (13.5 g, 0.083 mol), DMF 200 mL를 넣고 상온에서 19시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 재결정하여 <중간체 43-1>을 7.9 g (수율 66.9%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 중간체 43-2의 합성
Figure pat00039
중간체 43-1 (10 g, 0.059 mol), potassium hydroxide (16.49 g, 0.294 mol), H2O 20 mL, 1,4-dioxane 500 mL를 넣고 K3[Fe(CN)6] (58.06 g, 0.176 mol) solution (H2O 580 mL)을 적가한 후 100 ℃에서 11시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 43-2>를 3.4 g (수율 34.4%) 수득하였다.
(3) 제조예 3 : 중간체 43-3의 합성
Figure pat00040
3-chloro-9H-indeno[2,1-c]pyridazine (10 g, 0.049 mol), 4-(quinolin-2-yl)phenylboronic acid (14.75 g, 0.059 mol), potassium carbonate (20.5 g, 0.148 mol), 촉매 Pd(OAc)2 (2.85 g, 0.003 mol), 리간드 X-Phos (2.35 g, 0.005 mol), THF 250 mL와 H2O 60 mL와 ethanol 60 mL를 넣고 95 ℃에서 10시간 동안 환류 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 43-3>을 10.4 g (수율 56.7%) 수득하였다.
(4) 제조예 4 : 화합물 43의 합성
Figure pat00041
중간체 43-2 (10 g, 0.060 mol), 중간체 43-3 (30.93 g, 0.083 mol), chloroform 400 mL를 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (15.8 g, 0.083 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (14.12 g, 0.179 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 20시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 43>을 20.9 g (수율 67.4%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(8.29/d, 8.10/d, 8.06/d, 7.98/d, 7.60/m, 7.44/d, 7.39/m, 7.36/m, 7.35/d), 2H(8.81/d, 8.33/d, 4.8/d)
LC/MS: m/z=521[(M+1)+]
합성예 7 : 화합물 51의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 51-1의 합성
Figure pat00042
4,5-diethylbenzene-1,2-diamine (10 g, 0.061 mol), 1,1'-carbonyldiimidazole (11.85 g, 0.073 mol), DMF 200 mL를 넣고 상온에서 23시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 재결정하여 <중간체 51-1>을 8.9 g (수율 76.8%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 중간체 51-2의 합성
Figure pat00043
중간체 51-1 (10 g, 0.053 mol), potassium hydroxide (14.75 g, 0.263 mol), H2O 20 mL, 1,4-dioxane 400 mL를 넣고 K3[Fe(CN)6] (51.92 g, 0.158mol) solution (H2O 520 mL)을 적가한 후 100 ℃에서 12시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 51-2>를 3.7 g (수율 37.4%) 수득하였다.
(3) 제조예 3 : 중간체 51-3의 합성
Figure pat00044
2-bromo-9H-fluorene (10 g, 0.041 mol), n-phenylquinolin-6-amine (13.5 g, 0.061 mol), sodium tert-butoxide (7.84 g, 0.082 mol), 촉매 Pd(dba)2 (1.17 g, 0.002 mol), tri-tert-Bu-phosphine (0.83 g, 0.004 mol)에 toluene 260 mL를 넣고 100 ℃에서 5시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 51-3>을 10.4 g (수율 66.3%) 수득하였다.
(4) 제조예 4 : 화합물 51의 합성
Figure pat00045
중간체 51-2 (10 g, 0.053 mol), 중간체 51-3 (28.60 g, 0.074 mol), chloroform 400 mL 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (14.1 g, 0.074 mol)를 적가하고, pyridine (12.6 g, 0.159 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 24시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 51>을 18.9 g (수율 64.1%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(8.89/d, 8.60/d, 8.29/d, 8.25/d, 7.82/d, 7.49/m, 7.44/d, 7.39/m, 7.36/m, 7.33/d, 6.81/m, 6.80/s, 6.57/d, 6.50/s), 2H(7.20/m, 6.63/d, 5.0/s, 2.44/m, 1.06/m)
LC/MS: m/z=554[(M+1)+]
합성예 8 : 화합물 81의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 81-1의 합성
Figure pat00046
2-chloro-9H-xanthene (10 g, 0.046 mol), biphenyl-3-ylboronic acid (11.0 g, 0.055 mol), potassium carbonate (19.1 g, 0.139 mol), 촉매 Pd(OAc)2 (2.67 g, 0.002 mol), 리간드 X-Phos (2.2 g, 0.005mol), THF 200 mL와 H2O 50 mL와 ethanol 50 mL를 넣고 100 ℃에서 14시간 동안 환류 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 81-1>을 9.2 g (수율 59.6%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 화합물 81의 합성
Figure pat00047
중간체 11-2 (10 g, 0.074 mol), 중간체 81-1 (34.4 g, 0.103 mol), chloroform 400 mL 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (19.5 g, 0.103 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (17.43 g, 0.220 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 24시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 81>을 18.4 g (수율 55.4%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(7.91/s, 7.70/s, 7.63/d, 7.57/m, 7.41/m, 7.34/d, 7.29/m, 7.27/d, 7.15/d, 7.12/m), 2H(7.52/d, 7.51/m, 7.48/d)
LC/MS: m/z=452[(M+1)+]
합성예 9 : 화합물 85의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 85-1의 합성
Figure pat00048
2-chloro-9H-xanthene (10 g, 0.046 mol), 9,9-diphenyl-9H-fluoren-3-ylboronic acid (20.1 g, 0.055 mol), potassium carbonate (19.1 g, 0.139 mol), 촉매 Pd(OAc)2 (2.67 g, 0.002 mol), 리간드 X-Phos (2.2 g, 0.005 mol), THF 200 mL와 H2O 50 mL와 ethanol 50 mL를 넣고 100 ℃에서 17시간 동안 환류 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 85-1>을 15.1 g (수율65.6%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 화합물 85의 합성
Figure pat00049
중간체 5-2 (10 g, 0.037 mol), 중간체 85-1 (25.85 g, 0.052 mol), chloroform 300 mL 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (9.83 g, 0.052 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (8.79 g, 0.111 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 23시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 85>를 17.9 g (수율 64.4%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(8.06/s, 7.91/s, 7.87/d, 7.63/d, 7.61/d, 7.55/d, 7.53/d, 7.38/m, 7.34/d, 7.29/m, 7.28/m, 7.27/d, 7.15/d, 7.12/m), 2H(7.26/m,), 4H(7.33/m, 7.11/d)
LC/MS: m/z=750[(M+1)+]
합성예 10 : 화합물 116의 합성
(1) 제조예 1 : 중간체 116-1의 합성
Figure pat00050
4,5-bis(trifluoromethoxy)benzene-1,2-diamine (10 g, 0.036 mol), 1,1'-carbonyldiimidazole (7.05 g, 0.044 mol), DMF 200 mL를 넣고 상온에서 18시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 재결정하여 <중간체 116-1>을 7.2 g (수율 65.8%) 수득하였다.
(2) 제조예 2 : 중간체 116-2의 합성
Figure pat00051
중간체 116-1 (10 g, 0.033 mol), potassium hydroxide (9.29 g, 0.166 mol), H2O 20 mL, 1,4-dioxane 400 mL를 넣고 K3[Fe(CN)6] (32.69 g, 0.093 mol) solution (H2O 330 mL)를 적가한 후 100 ℃에서 13시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 116-2>를 4.7 g (수율 47.3%) 수득하였다.
(3) 제조예 3 : 중간체 116-3의 합성
Figure pat00052
2-bromo-9H-thioxanthene (10 g, 0.036 mol), n-phenylnaphthalen-2-amine (11.9 g, 0.054 mol), sodium tert-butoxide (6.93 g, 0.072 mol), 촉매 Pd(dba)2 (1.04 g, 0.002 mol), tri-tert-Bu-phosphine (0.73 g, 0.004 mol)에 toluene 200 mL를 넣고 100 ℃에서 7시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 추출한 후 컬럼 정제하여 <중간체 116-3>을 10.7 g (수율 77.1%) 수득하였다.
(4) 제조예4 : 화합물 116의 합성
Figure pat00053
중간체 116-2 (10 g, 0.033 mol), 중간체 116-3 (19.4 g, 0.047 mol), chloroform 300 mL 넣고 ice-bath에서 냉각시킨 후 TiCl4 (8.85 g, 0.047 mol)를 천천히 적가하고, pyridine (7.91 g, 0.047 mol)을 매우 천천히 적가하였다. 1시간 후 ice bath를 제거하고 21시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 염산 수용액으로 추출 후 컬럼 정제하여 <화합물 116>을 16.2 g (수율 69.7%) 수득하였다.
H-NMR (200MHz, CDCl3):δppm, 1H(7.88,d, 7.84/d, 7.77/d, 7.74/s, 7.50/m, 7.49/d, 7.18/d, 7.14/m, 7.13/m, 7.11/d, 6.81/m, 6.63/d, 6.31/d, 6.24/s), 2H(7.36/d, 7.20/m)
LC/MS: m/z=697[(M+1)+]
<소자 실시예>
본 발명에 따른 실시예에서, ITO 투명 전극은 25 mm × 25 mm × 0.7 mm의 유리 기판 위에, ITO 투명 전극이 부착된 ITO 유리 기판을 이용하여, 발광 면적이 2 mm × 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1 × 10-6 torr 이상 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO 위에 하기 구조로 유기물과 금속을 증착하였다.
소자 실시예 1 내지 8
본 발명에 따른 화합물을 정공수송물질의 도핑 화합물로 사용하였으며, 하기와 같은 소자 구조를 갖는 청색 발광 유기발광소자를 제작하여, 전류 효율을 포함한 발광 특성을 측정하였다.
ITO / 정공수송층+dopant (본 발명에 따른 화합물) (5%, 5 nm) / 정공수송층 (α-NPB, 100 nm) / 전자저지층 (EBL1, 10 nm) / 발광층 (20 nm) / 전자수송층 (201:Liq 30 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
ITO 투명 전극에 정공수송층 물질에 본 발명에 따른 화합물 5, 19, 43, 51, 54, 70, 85, 92를 도핑하여 5 nm 두께로 성막하고 정공수송층은 [α-NPB]를 사용하여 100 nm 두께로 성막하였다. 정공저지층은 [EBL1]을 사용하여 10 nm의 두께로 성막하였다. 또한, 발광층에는 호스트 화합물로는 [BH1]을 사용하고, 도판트 화합물로 [BD1]을 사용하여 두께가 20 nm 정도가 되도록 성막하였다. 추가로 전자 수송층 (하기 [201] 화합물 Liq 50% 도핑) 30 nm 및 LiF 1 nm 및 Al 100 nm를 성막하여 유기발광소자를 제작하였다.
소자 비교예 1
소자 비교예 1을 위한 유기전계발광소자는 상기 실시예 1의 소자구조에서 정공수송층에 도펀트를 도핑하지 않는 것을 제외하고 동일하게 제작하였다.
실험예 1 : 소자 실시예 1 내지 8의 발광 특성
상기 실시예에 따라 제조된 유기발광소자는 Source meter (Model 237, Keithley)와 휘도계 (PR-650, Photo Research)를 이용하여 구동 전압, 전류 효율 및 색좌표를 측정하였고, 1,000 nit 기준의 결과값은 하기 [표 1]와 같다.
실시예 P-dopant V cd/A CIEx CIEy
1 화학식 5 4.8 7.9 0.1348 0.1167
2 화학식 19 4.9 8.0 0.1347 0.1172
3 화학식 43 4.5 7.7 0.1347 0.1171
4 화학식 51 4.7 7.8 0.1351 0.1169
5 화학식 54 4.6 7.8 0.1358 0.1162
6 화학식 70 4.8 8.1 0.1346 0.1175
7 화학식 85 4.5 7.7 0.1352 0.1168
8 화학식 92 4.7 7.9 0.1353 0.1176
비교예 1 사용 안함 5.5 7.4 0.1352 0.1251
상기 [표 1]에 나타낸 결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 화합물을 정공수송 물질의 p-도핑물질로 하여 소자에 적용한 경우에 종래 소자 (비교예 1)에 비하여 구동 전압이 감소되는 것을 확인할 수 있다.
Figure pat00054
[α-NPB] [EBL1] [BH1] [BD1] [201]
<소자 실시예>
본 발명에 따른 실시예에서, ITO 투명 전극은 25 mm × 25 mm × 0.7 mm의 유리 기판 위에, ITO 투명 전극이 부착된 ITO 유리 기판을 이용하여, 발광 면적이 2 mm × 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착하여 공정 압력이 1 × 10-6 torr 이상 되도록 한 후 ITO 기판 위에 각 기능층과 금속을 증착하였다.
소자 실시예 8 내지 15
본 발명에 따른 화합물을 전자수송층에 사용하였으며, 하기와 같은 소자 구조를 갖는 청색 발광 유기발광소자를 제작하여, 발광 효율을 포함한 발광 특성을 측정하였다.
ITO / 정공주입층 (HAT-CN 5 nm) / 정공수송층 (α-NPB 100 nm) / 전자저지층 (EBL1 10 nm) / 발광층 (BH1:BD1 20 nm) / 전자수송층 (본 발명에 따른 화합물:Liq 30 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
ITO 투명 전극에 정공주입층을 형성하기 위해 [HAT-CN]을 5 nm의 두께로 성막하고, 정공수송층으로 α-NPB를 100 nm, 전자저지층은 [EBL1]을 사용하여 10 nm의 두께로 성막하였다. 또한, 발광층에는 호스트 화합물로는 [BH1]을 사용하고, 도판트 화합물로 [BD1]을 사용하여 두께가 20 nm가 되도록 성막하였으며, 전자수송층은 본 발명에 따른 화합물 1, 11, 22, 38, 42, 64, 81을 사용하여 30 nm (Liq 50% 도핑) 두께로 성막하였다. 마지막으로, LiF 1 nm 및 Al 100 nm로 성막하여 유기발광소자를 제작하였다.
소자 비교예 2
소자 비교예 2를 위한 유기발광소자는 상기 실시예 8 내지 15의 소자구조에서 전자수송층을 본 발명으로 구현되는 화학식 대신 [201]을 사용한 것을 제외하고 동일하게 제작하였다.
실험예 2 : 소자 실시예 8 내지 15의 발광 특성
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 유기발광소자는 Source meter (Model 237, Keithley)와 휘도계 (PR-650, Photo Research)를 이용하여 구동 전압, 전류 효율을 측정하였다. 1,000 nit 기준의 결과값은 하기 [표 2]와 같다.
실시예 전자수송층 V cd/A CIEx CIEy
9 화학식 1 4.7 8.5 0.1321 0.1178
10 화학식 11 4.9 8.2 0.1337 0.1149
11 화학식 22 4.7 8.4 0.1354 0.1170
12 화학식 38 4.7 8.5 0.1325 0.1161
13 화학식 42 4.9 8.2 0.1332 0.1142
14 화학식 64 4.6 8.7 0.1354 0.1154
15 화학식 81 4.5 8.6 0.1348 0.1166
비교예 2 201 5.1 7.7 0.1332 0.1243
상기 [표 2]에 나타낸 결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 화합물을 전자수송층으로 소자에 적용한 경우에 종래 소자 (비교예 2)에 비해 구동 전압이 감소하고, 전류 효율이 현저히 향상되는 것을 확인할 수 있다.
Figure pat00055
[HAT-CN] [α-NPB] [EBL1] [BH1] [BD1]
Figure pat00056
[201]
<소자 실시예>
본 발명에 따른 실시예에서 ITO 투명 전극은 25 mm × 25 mm × 0.7 mm의 유리 기판 위에, ITO 투명 전극이 부착된 ITO 유리 기판을 이용하여, 발광 면적이 2 mm × 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착하여 공정 압력이 1 × 10-6 torr 이상 되도록 한 후 ITO 기판 위에 각 기능층과 금속을 증착하였다.
소자 실시예 16 내지 20
본 발명에 따른 다기능 HTL (Multi Functional HTL) 화합물을 다기능 HTL 정공층에 채용하여, 하기와 같은 소자 구조를 갖는 청색 발광 유기발광소자를 제작하였으며 발광 특성을 측정하였다.
ITO / 다기능 HTL 정공층 (100 nm) / 전자저지층 (EBL1 10 nm) / 발광층 (BH1:BD1 20 nm) / 전자수송층 (201:Liq 30 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
ITO 투명 전극에 본 발명에 따른 다기능 HTL 화합물 20, 23, 25, 96, 119를 사용하여 정공층을 성막하였다. 정공저지층은 [EBL1]을 사용하여 10 nm의 두께로 성막하였다. 또한, 발광층에는 호스트 화합물로는 [BH1]을 사용하고, 도판트 화합물로 [BD1]을 사용하여 두께가 20 nm가 되도록 성막하였으며, 추가로 전자 수송층(하기 [201] 화합물 Liq 50% 도핑) 30 nm 및 LiF 1 nm 및 Al 100 nm를 성막하여 유기발광소자를 제작하였다.
소자 비교예 3
소자 비교예 3을 위한 유기발광소자는 상기 실시예 16 내지 20의 소자구조에서 정공층에 본 발명에 따른 화합물을 사용한 것 대신, 즉 다기능 HTL 화합물이 아닌 α-NPB에 F4TCNQ를 5% 도핑한 것으로 사용한 것으로 제외하고는 동일하게 제작하였다.
소자 비교예 4
소자 비교예 4를 위한 유기발광소자는 상기 실시예 16 내지 20의 소자구조에서 정공층에 본 발명에 따른 화합물 대신 α-NPB를 사용한 것을 제외하고 동일하게 제작하였다.
실험예 3 : 소자 실시예 16 내지 20의 발광 특성
상기 실시예에 따라 제조된 유기발광소자는 Source meter (Model 237, Keithley)와 휘도계 (PR-650, Photo Research)를 이용하여 전압, 전류 및 발광 효율을 측정하였고, 휘도 1000 nit가 되는 전압을 "구동 전압"으로 정의하여 비교하였다. 결과는 하기 [표 3]과 같다.
실시예 다기능 HTL V cd/A CIEx CIEy
16 화학식 20 4.3 8.5 0.1325 0.1173
17 화학식 23 4.5 8.3 0.1332 0.1152
18 화학식 25 4.3 8.4 0.1338 0.1168
19 화학식 96 4.5 8.3 0.1329 0.1151
20 화학식 119 4.4 8.4 0.1331 0.1159
비교예 3 α-NPB:F4TCNQ 4.9 7.9 0.1350 0.1231
비교예 4 α-NPB 5.1 7.7 0.1332 0.1243
상기 [표 3]에 나타낸 결과를 살펴보면 본 발명에 따른 화합물을 소자 내 정공수송재료로서 단독으로 채용하여 적용한 경우, 종래 소자 (비교예 3 및 4)에 비하여 구동 전압, 발광 효율 등 발광 특성이 현저히 우수함을 확인할 수 있다.
Figure pat00057
[α-NPB] [EBL1] [BH1] [BD1]
Figure pat00058
[201] [F4TCNQ]

Claims (10)

  1. 하기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물:
    [화학식 Ⅰ] [화학식 Ⅱ]
    Figure pat00059
    Figure pat00060

    상기 [화학식 Ⅰ]과 [화학식 Ⅱ]에서,
    X1 내지 X10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CR이고, 상기 복수 개의 R은 서로 동일하거나 상이하며,
    Y는 단일결합이거나, O, S 또는 CR'R"이고,
    상기 R' 및 R"는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    R1 내지 R2 및 상기 R은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내기 24의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 24의 아릴아민기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 R1 내지 R2 및 R은 서로 결합하거나 인접한 치환기와 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있고, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, S 및 O 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 R, R', R" 및 R1 내지 R2는 각각 1종 이상의 치환기로 더 치환될 수 있고, 상기 1종 이상의 치환기는 중수소, 시아노기, 할로겐기, 아미노기, 싸이올기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내기 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]는 하기 [화합물 1] 내지 [화합물 121] 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물:
    Figure pat00061

    Figure pat00062

    Figure pat00063

    Figure pat00064

    Figure pat00065

    Figure pat00066

    Figure pat00067

    Figure pat00068

    Figure pat00069

    Figure pat00070
  4. 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기층을 포함하는 유기발광소자로서,
    상기 유기층 중 1 층 이상은 제1항에 따른 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]의 유기발광 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입과 정공 수송 기능을 동시에 하는 층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 수송과 전자 주입 기능을 동시에 하는 층, 다기능 HTL층 (Multi functional Hole Transportation Layer) 및 발광층 중에서 선택되는 1층 이상을 포함하고,
    상기 층들 중 1층 이상이 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정공 수송층, 정공 주입층 및 정공 주입과 정공 수송 기능을 동시에 하는 층 중에서 선택되는 어느 한 층에 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 정공 수송층, 정공 주입층, 또는 정공 주입과 정공 수송 기능을 동시에 하는 층에 인접하여 형성되는 p-도판트층을 더 포함하고, 상기 p-도판트층에 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 다기능 HTL층 (Multi functional Hole Transportation Layer)이 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 화합물 중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 포함하고,
    상기 화합물은 정공수송 모이어티(Hole Transportation Unit)와 p-도핑 모이어티(p-Dopant Unit)를 포함하여 정공주입 및 정공수송 기능을 융합한 화합물인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다기능 HTL층 (Multi functional Hole Transportation Layer)은 단일층으로 구성되는 것을 특징으로 하고, p-도펀트 도핑 공정없이 형성되며, 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 전자 수송층 및 전자 수송과 전자 주입 기능을 동시에 하는 층 중에서 선택되는 어느 한 층에 상기 [화학식 Ⅰ] 또는 [화학식 Ⅱ]로 표시되는 유기발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
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