KR20210154570A - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20210154570A
KR20210154570A KR1020200071716A KR20200071716A KR20210154570A KR 20210154570 A KR20210154570 A KR 20210154570A KR 1020200071716 A KR1020200071716 A KR 1020200071716A KR 20200071716 A KR20200071716 A KR 20200071716A KR 20210154570 A KR20210154570 A KR 20210154570A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
layer
formula
substituted
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020200071716A
Other languages
English (en)
Inventor
허동욱
홍성길
차용범
한미연
윤정민
윤희경
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020200071716A priority Critical patent/KR20210154570A/ko
Publication of KR20210154570A publication Critical patent/KR20210154570A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/04—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/10—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/14—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • H01L51/0067—
    • H01L51/0071—
    • H01L51/0073—
    • H01L51/5072—
    • H01L51/5092—
    • H01L51/5096—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 {HETERO-CYCLIC COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 전공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 정공 및 전자가 발광층에서 재결합하여 생성되는 엑시톤(exciton)이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한국특허공개 제2016-132822호
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
b 는 1 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,
Z는 O 또는 S이고,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
R3 내지 R6는 각각 독립적으로 수소이거나, 서로 결합하여 탄화수소고리를 형성하고,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 단환의 2가의 헤테로고리기이고;
a는 1 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우 2 이상의 L은 서로 같거나 상이하며,
X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR7 또는 N이고, 단 X1 내지 X3 중 2 이상이 N이며,
R7은 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 사용함으로써 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성의 향상이 가능하다.
도 1 내지 도 4는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에 있어서,
b 는 1 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,
Z는 O 또는 S이고,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
R3 내지 R6는 각각 독립적으로 수소이거나, 서로 결합하여 탄화수소고리를 형성하고,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 단환의 2가의 헤테로고리기이고;
a는 1 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우 2 이상의 L은 서로 같거나 상이하며,
X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR7 또는 N이고, 단 X1 내지 X3 중 2 이상이 N이며,
R7은 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
유기 발광 소자에 있어서, 유기물의 쌍극자 모멘트(dipole moment)가 커지면 소자의 수명이 향상되는 효과를 나타낸다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 Z가 O 또는 S인 잔텐기, 싸이오잔텐기, 벤조잔텐기 또는 벤조싸이오잔텐기에서 한쪽만 치환기를 포함함으로써 분극화가 이루어지고 이에 따라 쌍극자 모멘트가 향상되는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 R1 및 R2로 다환의 아릴기; 또는 헤테로고리기를 포함하여 분극화를 향상시킨다. 또한, 상기 화합물은 잔텐기의 한쪽에 트라이진기 또는 피리미딘기를을 포함하여 전자이동 특성을 향상시키며, 이에 따라 유기 발광 소자의 효율이 향상되는 효과를 나타낸다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 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; 할로겐기; 시아노기(-CN); 에스테르기; 이미드기; 아민기; 알콕시기; 알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 도 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 50, 예컨대 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 피렌기, 페날레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 플루오란텐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
및
Figure pat00006
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴렌기는 2가인 것을 제외하고 상술한 아릴기의 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 단환의 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고 상술한 단환의 아릴기의 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 2환의 아릴렌기는 나프틸렌기일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, S 및 P 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50, 나아가 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 상기 헤테로고리기는 방향족 고리, 지방족 고리 및 이들이 축합된 고리일 수 있다. 상기 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀릴기, 퀴나졸릴기, 퀴녹살릴기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀릴기, 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, 상기 2가의 헤테로고리기는 2가인 것을 제외하고 상술한 헤테로고리기의 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시 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, 0 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 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, N-알킬아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기, N-아릴알킬아민기, N-알킬헤테로아릴아민기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 O 또는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 탄소수 2 내지 30의 단환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 나프틸렌기; 2가의 티오펜기; 2가의 퓨란기; 또는 2가의 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR7 또는 N이고, 단 X1 내지 X3 중 2 이상이 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X3는 각각 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 및 X2는 N이고, X3는 CR7이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 및 X3는 N이고, X2는 C R7이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2 및 X3는 N이고, X1은 C R7이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7은 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7은 수소; 알킬기; 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7은 수소; 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7은 수소; 메틸기; 에틸기; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 30의 다환의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 2환의 아릴기; 또는 N 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 나프탈렌기; 피리딘기; 피리미딘기; 트리아진기; 또는 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 나프탈렌기; 피리딘기; 또는 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 각각 독립적으로 수소이거나, 서로 결합하여 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 내지 R6는 각각 독립적으로 수소이거나, 서로 결합하여 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 N, O 및 S 중 하나 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 시아노기, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 시아노기, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 시아노기, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 시아노기, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 시아노기, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 페날렌기; 페난트렌기; 플루오란텐기; 트리페닐렌기; 터페닐기; 피리딘기; 피리미딘기; 트리아진기; 퀴놀린기; 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 카바졸기; 벤조카바졸기; 페녹사진기; 페노티아진기; 및 페나진기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 연결된 기이고, 상기 G1 및 G2는 시아노기; 알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 페날렌기; 페난트렌기; 플루오란텐기; 트리페닐렌기; 터페닐기; 피리딘기; 피리미딘기; 트리아진기; 퀴놀린기; 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 카바졸기; 벤조카바졸기; 페녹사진기; 페노티아진기; 및 페나진기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 연결된 기이고, 상기 G1 및 G2는 시아노기; 메틸기; 페닐기; 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 카바졸기; 및 퀴놀린기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 페날렌기; 페난트렌기; 플루오란텐기; 트리페닐렌기; 터페닐기; 피리딘기; 피리미딘기; 트리아진기; 퀴놀린기; 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 카바졸기; 벤조카바졸기; 페녹사진기; 페노티아진기; 및 페나진기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 연결된 기이고, 상기 G1 및 G2는 시아노기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조 중 어느 하나 또는 둘 이상이 연결된 기이다.
Figure pat00007
상기 구조에 있어서,
X10은 NR10; CR10R11; S; 또는 O이고,
R10 및 R11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
상기 구조는 시아노기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 및 R11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 및 R11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-5 내지 1-7 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-5]
Figure pat00008
[화학식 1-6]
Figure pat00009
[화학식 1-7]
Figure pat00010
상기 화학식 1-5 내지 1-7에 있어서,
Z, R1 내지 R6, L, a, b, X1 내지 X3, G1 및 G2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, b는 1 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, b는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-A로 표시된다.
[화학식 1-A]
Figure pat00011
상기 화학식 1-A에 있어서,
Z, R1 내지 R6, L, a, X1 내지 X3, G1 및 G2는 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure pat00012
[화학식 1-2]
Figure pat00013
[화학식 1-3]
Figure pat00014
[화학식 1-4]
Figure pat00015
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
Z, R1 내지 R6, L, a, X1 내지 X3, G1 및 G2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 상기 화학식 1-1로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 상기 화학식 1-2로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 상기 화학식 1-3으로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 상기 화학식 1-4로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 구조 중 어느 하나이다.
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1의 코어구조는 하기 반응식과 같이 제조될 수 있고, 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
<반응식>
Figure pat00066
상기 반응식에 있어서,
Z, L, a, R1 내지 R6, G1, G2 및 b는 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
A는 Cl 또는 Br이다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 전술한 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 헤테로고리 화합물, 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 물리 증착 방법(PVD: physical Vapor Deposition)을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 제1 전극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 제2 전극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 제2 전극 물질부터 유기물층, 제1 전극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는층, 전자억제층, 발광층 및 전자수송층, 전자주입층, 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공차단층을 포함하고, 상기 정공차단층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1층 이상을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 4에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 발광층(3) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자(10)의 구조가 예시 되어 있다. 상기 도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7), 전자주입층(8) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 2는 본 명세서의 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 3에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 정공주입층(5), 제1 정공수송층(6-1), 제2 정공수송층(6-2), 발광층(3), 전자 주입 및 수송층(9) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 3은 본 명세서의 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 4에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 정공주입층(5), 제1 정공수송층(6-1), 제2 정공수송층(6-2), 발광층(3), 정공차단층(10). 전자 주입 및 수송층(9) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 3은 본 명세서의 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 유기 발광 소자는 상기 도면에 명시된 구조 외에 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(5) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(7) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(8) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층 /음극
(10) 양극/ 정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/음극
(11) 양극/ 정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(12) 양극/정공주입층/정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/전자주입 층/음극
(14) 양극/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/음극
(15) 양극/정공수송층/발광층/ 정공억제층/전자수송층/전자주입층/음극
(16) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/음극
(17) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/전자주입 층/음극
(18) 양극/정공주입층/정공수송층/전자억제층/발광층/정공억제층/전자수송층/전자주입층/음극
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공수송층은 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 서로 상이한 물질을 포함하는 제1 정공수송층 및 제2 정고수송층으로 구성될 수 있다.
상기 양극은 정공을 주입하는 전극으로, 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 및 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극은 전자를 주입하는 전극으로, 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 양극으로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 카바졸 계열의 유기물, 플루오렌 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 정공 주입 물질로는 치환 또는 비치환된 카바졸과 치환 또는 비치환된 플루오렌을 포함하는 화합물이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공주입층의 두께는 1nm 내지 150nm일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 수송 물질로는 양극이나 정공주입층으로부터 정공을 수송 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 정공 수송 물질의 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 카바졸 계열의 유기물, 퀴녹살린 계열의 유기물, 플루오렌 계열의 유기물, 전도성 고분자 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 정공 수송 물질로는 퀴녹사졸린계 화합물 및 아릴아민계 화합물 등이 있으나, 이에만 한정되지 않는다.
정공주입층과 정공수송층 사이에 추가로 정공버퍼층이 구비될 수 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 정공주입 또는 수송재료를 포함할 수 있다.
정공수송층과 발광층 사이에 전자억제층이 구비될 수 있다. 상기 전자억제층은 전술한 화합물 또는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 상기 발광 물질로는 정공수송층과 전자수송층으로부터 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 계열의 화합물, 벤즈티아졸 계열의 화합물, 벤즈이미다졸 계열의 화합물, 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자, 스피로(spiro) 화합물, 폴리플루오렌 및 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함한다. 상기 호스트로는 전술한 화합물, 축합 방향족환 유도체 및 헤테로고리 함유 화합물 등을 포함할 수 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로고리 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 녹색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계, 피렌계, 아릴아민계 화합물 등이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층과 발광층 사이에 정공억제층이 구비될 수 있으며, 정공억제층에는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물, Alq3를 포함한 착물, 유기 라디칼 화합물, 안트라센계 화합물, 이미다졸계 화합물, 히드록시플라본-금속 착체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자수송층의 두께는 1nm 내지 50nm일 수 있다. 전자수송층의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층으로의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론, 안트라센, 이미다졸 등과 그들의 유도체; 금속 착체 화합물; 함질소 5원환 유도체; 및 리튬퀴놀레이트(LiQ) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층이고, 상기 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 금속 착체를 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속 착체의 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물(Alq3), LiQ, 금속 착체 화합물 등이 잇으나, 이에만 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 및 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층 내에 화학식 1의 헤테로고리 화합물과 금속 착체는 0.5:1.5 내지 1.5:0.5의 질량비로 포함될 수 있다.
상기 정공차단층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP 및 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물; 및 금속 착체를 포함하는 조성물을 제공한다.
상기 조성물에 포함되는 금속 착체에 대한 설명은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층에서 전술한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 조성물 내 화학식 1의 헤테로고리 화합물과 금속 착체는 0.5:1.5 내지 1.5:0.5의 질량비로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예 1-1: 화합물 E1의 제조
Figure pat00067
질소 분위기에서 E1-A(20 g, 35.7 mmol)와 E1-B(9.6 g, 35.7mmol)를 테트라하이드로 퓨란 400ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘카보네이트(14.8 g, 107mmol)를 물15 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(1.2 g, 1.1mmol)을 투입하였다. 3시간 반응 후 상온으로 식인 후 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시클로로포름 20배 475 mL에 투입하여 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 클로로포름과 에틸아세테이트재결정을 통해 흰색의 고체 화합물 E1(12.8g, 54%, MS: [M+H]+ = 666)을 제조하였다.
제조예 1-2: 화합물 E2의 제조
Figure pat00068
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E2을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 742
제조예 1-3: 화합물 E3의 제조
Figure pat00069
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E3을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 792
제조예 1-4: 화합물 E4의 제조
Figure pat00070
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E4을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 720
제조예 1-5: 화합물 E5의 제조
Figure pat00071
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E5을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 645
제조예 1-6: 화합물 E6의 제조
Figure pat00072
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E6을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 831
제조예 1-7: 화합물 E7의 제조
Figure pat00073
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E7을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 768
제조예 1-8: 화합물 E8의 제조
Figure pat00074
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E8을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 644
제조예 1-9: 화합물 E9의 제조
Figure pat00075
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E9을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-10: 화합물 E10의 제조
Figure pat00076
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E10을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 808
제조예 1-11: 화합물 E11의 제조
Figure pat00077
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E11을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 736
제조예 1-12: 화합물 E12의 제조
Figure pat00078
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E12을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 759
제조예 1-13: 화합물 E13의 제조
Figure pat00079
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E13을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 711
제조예 1-14: 화합물 E14의 제조
Figure pat00080
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E14을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 748
제조예 1-15: 화합물 E15의 제조
Figure pat00081
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E15을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 757
제조예 1-16: 화합물 E16의 제조
Figure pat00082
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E16을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 809
제조예 1-17: 화합물 E17의 제조
Figure pat00083
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E17을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 748
제조예 1-18: 화합물 E18의 제조
Figure pat00084
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E18을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 609
실시예 1-1.
ITO(indium tin oxide)가 1000 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HI-A 화합물을 600Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 상에 하기 HAT 화합물 50Å 및 하기 HT-A 화합물 60Å를 순차적으로 진공 증착하여 제1 정공수송층 및 제2 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 제2 정공수송층 상에 막 두께 20nm로 하기 BH 화합물 및 BD 화합물을 25:1의 중량비로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 상기 제조예 1-1에서 제조된 화합물 E1과 하기 LiQ 화합물을 1:1의 중량비로 진공 증착하여 350Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 순차적으로 10Å의 두께로 리튬 플루오라이드(LiF)와 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 Å/sec 내지 0.9 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬 플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1×10-7 torr 내지 5×10-5 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure pat00085
실시예 1-2 내지 1-18
상기 실시예 1-1의 화합물 E1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물 E2 내지 E18을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1-1 내지 1-12
상기 실시예 1-1의 화합물 E1 대신 하기의 표 1에 화합물 ET-A 내지 ET-L을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure pat00086
상기 실시예 1-1 내지 1-18 및 비교예 1-1 내지 1-12에서 제조한 유기 발광 소자에 대하여 10mA/cm2의 전류 밀도에서 구동 전압과 발광 효율을 측정하였고, 20mA/cm2의 전류 밀도에서 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간(T90)을 측정하였다. 상기 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 화합물 전압
(V
@10 mA/cm2)		 효율
(cd/A
@10 mA/cm2)		 색좌표
(x, y)		 수명(h)
T90 at 20 mA/cm2)
실시예 1-1 E1 4.16 4.89 (0.140, 0.092) 145
실시예 1-2 E2 4.28 5.09 (0.140, 0.093) 122
실시예 1-3 E3 4.45 5.28 (0.140, 0.093) 103
실시예 1-4 E4 4.11 4.94 (0.141, 0.092) 151
실시예 1-5 E5 4.33 4.69 (0.140, 0.092) 177
실시예 1-6 E6 4.12 4.84 (0.140, 0.093) 138
실시예 1-7 E7 3.99 4.99 (0.140, 0.093) 118
실시예 1-8 E8 4.24 4.94 (0.141, 0.092) 151
실시예 1-9 E9 4.25 4.91 (0.140, 0.092) 210
실시예 1-10 E10 4.08 5.07 (0.140, 0.093) 111
실시예 1-11 E11 4.20 5.04 (0.140, 0.093) 134
실시예 1-12 E12 4.17 5.02 (0.140, 0.092) 122
실시예 1-13 E13 4.35 4.60 (0.140, 0.093) 100
실시예 1-14 E14 4.20 4.82 (0.140, 0.093) 162
실시예 1-15 E15 4.04 5.11 (0.140, 0.092) 101
실시예 1-16 E16 4.24 4.82 (0.140, 0.093) 156
실시예 1-17 E17 4.12 4.84 (0.140, 0.093) 158
실시예 1-18 E18 4.26 4.92 (0.141, 0.092) 235
비교예 1-1 ET-A 4.78 2.98 (0.140, 0.093) 65
비교예 1-2 ET-B 4.76 3.46 (0.141, 0.092) 41
비교예 1-3 ET-C 4.49 3.52 (0.140, 0.092) 69
비교예 1-4 ET-D 5.18 4.29 (0.140, 0.093) 29
비교예 1-5 ET-E 4.21 3.96 (0.140, 0.093) 87
비교예 1-6 ET-F 4.33 4.12 (0.141, 0.092) 80
비교예 1-7 ET-G 4.62 3.72 (0.140, 0.092) 67
비교예 1-8 ET-H 4.26 3.72 (0.140, 0.093) 84
비교예 1-9 ET-I 4.58 3.87 (0.140, 0.093) 46
비교예 1-10 ET-J 4.45 3.72 (0.141, 0.092) 45
비교예 1-11 ET-K 4.47 3.52 (0.141, 0.092) 44
비교예 1-12 ET-L 4.62 2.64 (0.141, 0.092) 27
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 본 명세서에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 전자 주입과 수송을 동시에 하는 유기물층에 사용될 수 있다.
상기 표 1의 실시예 1-1 내지 1-18과 비교예 1-1 및 1-2를 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 L이 카바졸기인 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 1의 실시예 1-1 내지 1-18과 비교예 1-4를 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 잔텐기의 양측이 모두 치환기를 포함하는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 1의 실시예 1-1 내지 1-18과 비교예 1-12를 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 Z가 N인 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 1의 실시예 1-1 내지 1-18과 비교예 1-3 및 1-5 내지 1-8를 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 R1 및 R2가 페닐기이거나, 서로 결합하여 환을 형성한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 1의 실시예 1-1 내지 1-18과 비교예 1-9 내지 1-11을 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 포함하는 유기 발광 소자는 플루오렌기에 트리아진 또는 피리미딘이 치환된 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
실시예 2-1.
ITO(indium tin oxide)가 1000 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HI-A 화합물을 600Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 상에 하기 HAT 화합물 50Å 및 하기 HT-A 화합물 60Å를 순차적으로 진공 증착하여 제1 정공수송층 및 제2 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 제2 정공수송층 상에 막 두께 20nm로 하기 BH 화합물 및 BD 화합물을 25:1의 중량비로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 상기 제조예 1-1에서 제조된 화합물 E1을 50Å 두께로 진공 증착하여 정공차단층을 형성하였고, ET-M과 하기 LiQ 화합물을 1:1의 중량비로 진공 증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 순차적으로 10Å의 두께로 리튬 플루오라이드(LiF)와 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 Å/sec 내지 0.9 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬 플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1×10-7 torr 내지 5×10-5 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure pat00087
실시예 2-2 내지 2-16
상기 실시예 2-1의 화합물 E1 대신 하기 표 2에 기재된 화합물 E2 내지 E8 및 E10 내지 E17을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 2-1 내지 2-12
상기 실시예 2-1의 화합물 E1 대신 하기의 표 2에 화합물 ET-A 내지 ET-L을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure pat00088
상기 실시예 2-1 내지 2-16 및 비교예 2-1 내지 2-12에서 제조한 유기 발광 소자에 대하여 10mA/cm2의 전류 밀도에서 구동 전압과 발광 효율을 측정하였고, 20mA/cm2의 전류 밀도에서 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간(T90)을 측정하였다. 상기 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 화합물 전압
(V
@10 mA/cm2)		 효율
(cd/A
@10 mA/cm2)		 색좌표
(x, y)		 수명(h)
T90 at 20 mA/cm2)
실시예 2-1 E1 4.02 5.06 (0.140, 0.092) 133
실시예 2-2 E2 3.94 5.36 (0.140, 0.093) 114
실시예 2-3 E3 3.96 5.66 (0.140, 0.093) 90
실시예 2-4 E4 4.10 5.01 (0.141, 0.092) 148
실시예 2-5 E5 4.14 4.96 (0.140, 0.092) 156
실시예 2-6 E6 3.98 5.11 (0.140, 0.093) 119
실시예 2-7 E7 4.12 4.90 (0.140, 0.093) 158
실시예 2-8 E8 3.90 5.31 (0.141, 0.092) 117
실시예 2-9 E10 3.98 5.23 (0.140, 0.093) 115
실시예 2-10 E11 3.98 5.13 (0.140, 0.093) 121
실시예 2-11 E12 3.94 5.22 (0.140, 0.092) 117
실시예 2-12 E13 3.97 5.01 (0.140, 0.093) 130
실시예 2-13 E14 4.14 4.80 (0.140, 0.093) 90
실시예 2-14 E15 3.98 5.31 (0.140, 0.092) 107
실시예 2-15 E16 4.14 4.98 (0.140, 0.093) 151
실시예 2-16 E17 3.98 4.99 (0.140, 0.093) 147
비교예 2-1 ET-A 4.63 3.08 (0.140, 0.093) 60
비교예 2-2 ET-B 4.38 3.64 (0.141, 0.092) 39
비교예 2-3 ET-C 4.34 3.64 (0.140, 0.092) 66
비교예 2-4 ET-D 5.36 4.43 (0.140, 0.093) 27
비교예 2-5 ET-E 4.07 4.10 (0.140, 0.093) 80
비교예 2-6 ET-F 3.99 4.34 (0.141, 0.092) 75
비교예 2-7 ET-G 4.47 3.84 (0.140, 0.092) 61
비교예 2-8 ET-H 4.12 3.84 (0.140, 0.093) 77
비교예 2-9 ET-I 4.22 4.07 (0.140, 0.093) 43
비교예 2-10 ET-J 4.30 3.84 (0.141, 0.092) 41
비교예 2-11 ET-K 4.32 3.64 (0.140, 0.093) 40
비교예 2-12 ET-L 4.47 2.73 (0.141, 0.092) 25
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 본 명세서에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 정공차단을 하는 유기물층에 사용될 수 있다.
상기 표 2의 실시예 2-1 내지 2-18과 비교예 2-1 및 2-2를 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 L이 카바졸기인 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 2의 실시예 2-1 내지 2-18과 비교예 2-4를 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 잔텐기의 양측이 모두 치환기를 포함하는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 2의 실시예 2-1 내지 2-18과 비교예 2-12를 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 Z가 N인 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 2의 실시예 2-1 내지 2-18과 비교예 2-3 및 2-5 내지 2-8를 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 R1 및 R2가 페닐기이거나, 서로 결합하여 환을 형성한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 2의 실시예 2-1 내지 2-18과 비교예 2-9 내지 2-11을 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 포함하는 유기 발광 소자는 플루오렌기에 트리아진 또는 피리미딘이 치환된 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
1: 기판
2: 제1 전극
3: 발광층
4: 제2 전극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
6-1: 제1 정공수송층
6-2: 제2 정공수송층
7: 전자수송층
8: 전자주입층
10: 정공차단층

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1의 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00089

    상기 화학식 1에 있어서,
    b 는 1 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,
    Z는 O 또는 S이고,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    R3 내지 R6는 각각 독립적으로 수소이거나, 서로 결합하여 탄화수소고리를 형성하고,
    L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 단환의 2가의 헤테로고리기이고;
    a는 1 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우 2 이상의 L은 서로 같거나 상이하며,
    X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR7 또는 N이고, 단 X1 내지 X3 중 2 이상이 N이며,
    R7은 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
    G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 2환의 아릴기; 또는 N 함유 헤테로고리기인 것인 헤테로고리 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 L은 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 나프틸렌기; 2가의 티오펜기; 또는 2가의 퓨란기; 또는 2가의 피리딘기인 것인 헤테로고리 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00090

    [화학식 1-2]
    Figure pat00091

    [화학식 1-3]
    Figure pat00092

    [화학식 1-4]
    Figure pat00093

    상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
    Z, R1 내지 R6, L, a, X1 내지 X3, G1 및 G2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-5 내지 1-7 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1-5]
    Figure pat00094

    [화학식 1-6]
    Figure pat00095

    [화학식 1-7]
    Figure pat00096

    상기 화학식 1-5 내지 1-7에 있어서,
    Z, R1 내지 R6, L, a, b, X1 내지 X3, G1 및 G2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 구조 중 어느 하나인 것인 헤테로고리 화합물:
    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

    Figure pat00133

    Figure pat00134

    Figure pat00135

    Figure pat00136

    Figure pat00137

    Figure pat00138

    Figure pat00139

    Figure pat00140

    Figure pat00141

    Figure pat00142

    Figure pat00143

    Figure pat00144

    Figure pat00145

    Figure pat00146
    .
  7. 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 금속 착체을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 정공차단층을 포함하고, 상기 정공차단층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
KR1020200071716A 2020-06-12 2020-06-12 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 KR20210154570A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200071716A KR20210154570A (ko) 2020-06-12 2020-06-12 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200071716A KR20210154570A (ko) 2020-06-12 2020-06-12 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210154570A true KR20210154570A (ko) 2021-12-21

Family

ID=79165545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200071716A KR20210154570A (ko) 2020-06-12 2020-06-12 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210154570A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220008129A (ko) * 2020-07-13 2022-01-20 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160132822A (ko) 2014-03-14 2016-11-21 소니 주식회사 잉크 조성물, 유기 일렉트로루미네선스 소자, 및 전자 기기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160132822A (ko) 2014-03-14 2016-11-21 소니 주식회사 잉크 조성물, 유기 일렉트로루미네선스 소자, 및 전자 기기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220008129A (ko) * 2020-07-13 2022-01-20 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201725196A (zh) 化合物及含有該化合物的有機電子裝置
KR20190105838A (ko) 다중고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210010356A (ko) 유기 발광 소자
KR20190100882A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102395356B1 (ko) 다중고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220102317A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102087473B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102233654B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102280866B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102605828B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210036097A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20200018321A (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20210154570A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102436480B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102200026B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102209931B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102560362B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20200006022A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190141582A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190098438A (ko) 아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210155035A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102500431B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102218349B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102254303B1 (ko) 유기 발광 소자
KR20220121209A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination