KR20220029520A - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR20220029520A
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김훈준
하재승
최지영
이우철
김주호
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 명세서는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 출원은 2020년 9월 1일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2020-0111073호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 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 유기물층에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기물층은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
고성능의 유기 발광 소자를 얻기 위하여, 각 유기물층에 대한 재료의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 발광층의 재료로 안트라센계 화합물에 대한 개발이 이루어지고 있으나, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 동시에 갖는 소자를 개발하는데 어려움을 겪고 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 및 효율을 동시에 향상시키기 위하여, 발광층재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한국공개공보 제10-2013-0060157호
본 명세서는 안정성이 높으며, 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명 특성을 갖는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
X1 내지 X8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Ar1은 하기 화학식 A의 R1 또는 R2와 결합하며,
Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기이고,
[화학식 A]
Figure pat00002
상기 화학식 A에 있어서,
R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 2에 있어서,
Y1 내지 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Cy1은 하기 화학식 B의 R11 또는 R12와 결합하며,
Cy2는 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 20의 축합 아릴기이고,
[화학식 B]
Figure pat00004
상기 화학식 B에 있어서,
R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따른 유기 발광 소자는 발광층 내에 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 동시에 포함함으로써, 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명 특성을 갖는다.
상기 화학식 1의 화합물은 우수한 전자 주입 능력을 가지므로 소자 내에 적용 시 구동 전압 개선 및 장수명 효과를 얻을 수 있다. 소자 내에 상기 화학식 1의 화합물과 고효율 특성을 가지는 화학식 2의 화합물을 동시에 포함함으로써, 화학식 1의 화합물의 장점을 유지함과 동시에 소자의 효율 증가 효과까지 얻을 수 있다. 즉, trade-off 효과 없이 구동전압, 수명 및 효율을 동시에 개선된 소자를 얻을 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
안트라센계 화합물을 유기 발광 소자의 발광층 내에 포함하는 경우, 안정적인 성능의 소자를 얻을 수 있으므로 현재까지 사용화되고 있다. 그러나, 안트라센계 화합물을 단일 호스트로 사용하는 경우, 소자의 수명과 효율의 상반된 효과를 나타내므로 수명 및 효율이 모두 우수한 소자를 얻는데 어려움을 겪고 있었다.
이에, 본 명세서에서는 발광층 내에 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 포함함으로써 소자의 수명과 효율이 모두 우수한 소자를 제공하고자 한다. 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 동시에 포함하는 경우, trade-off 효과 없이 소자의 구동전압, 수명 및 효율 특성이 동시에 개선된 소자를 얻을 수 있다.
청색 발광 소자의 경우, 전자수송능력이 강한 물질을 사용하면 저전압, 또는 장수명 특성을 보이나 효율이 떨어지는 경우가 많고, 반대로 정공수송능력이 강한 물질을 사용하면, 고효율 특성을 보이지만 전압, 또는 수명 특성이 떨어지게 된다. 상기 화학식 1의 화합물은 단독 사용 시에 저전압/장수명/저효율 특성을 보이는 물질이고, 화학식 2의 화합물은 단독 사용 시 고전압/단수명/고효율 특성을 보이는 물질이다. 그러나, 본원 발명과 같이 두 물질을 동시에 사용할 경우, 전자 주입 및 이동은 화합물 1에 의해 원활하게 일어나면서, 소자의 효율은 화합물 2로 인해 극대화 될 수 있다.
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, A층의 "상"에 B층이 형성된다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 A층과 인접하도록 B층이 형성되는 것과, A층과 B층 사이에 1층 이상의 추가의 층을 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
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; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 실릴기; 붕소기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 아릴기로 치환된 헤테로아릴기; 또는 헤테로아릴기로 치환된 아릴기일 수 있다. 또한, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서의 "치환 또는 비치환된"이라는 용어는 중수소; 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 및 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 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.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 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, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로시클로알킬기는 이종원자를 1 이상 포함하는 시클로알킬기로서, 구체적으로 상기 이종원자는 O, N, S 및 P 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 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, 실릴기는 알킬실릴기 또는 아릴실릴기일 수 있으며, 나아가 트리알킬실릴기 또는 트리아릴실릴기일 수 있으다. 상기 실릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하며, 알킬실릴기의 탄소수는 1 내지 30이고, 아릴실릴기의 탄소수는 6 내지 30일 수 있다. 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BR100R101일 수 있으며, 상기 R100 및 R101은 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 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, 비페닐기, 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, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 페날레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 플루오란테닐기 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 pat00005
및
Figure pat00006
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴옥시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 페녹시기, 나프틸옥시기, 안트릴옥시기 등이 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 2가인 것을 제외하고 전술한 아릴기의 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종원자는 O, N, S 및 P 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 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, 퓨란기, 피롤기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 디벤조퓨란기, 카바졸기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 헤테로아릴기는 1가의 방향족 헤테로고리기를 의미하며, 헤테로아릴렌기는 2가의 방향족 헤테로고리기를 의미한다. 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기는 방향족 헤테로고리기인 점을 제외하고, 상술한 헤테로고리기의 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, N% 중수소화되었다는 것은 해당 구조에서 이용가능한 수소의 N%가 중수소로 치환되는 것을 의미한다. 예를 들어, 디벤조퓨란에서 중수소로 25% 치환되었다고 하면, 디벤조퓨란의 8개의 수소 중 2개가 중수소로 치환된 것을 의미한다.
중수소를 포함하는 화합물은 공지된 중수소화 반응에 의하여 제조될 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 화학식 1 또는 2의 화합물은 중수소화된 화합물을 전구체로 사용하여 형성하거나, 중수소화된 용매를 이용하여 산 촉매 하에서 수소-중수소 교환 반응을 통하여 중수소를 화합물에 도입할 수도 있다.
이하, 화학식 1에 대하여 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 하기 화학식 A의 R1 또는 R2와 결합한다. 하기 화학식 A의 R1 또는 R2가 안트라센에 연결되는 경우 전자 주입 및 이동 능력이 강해지며, 이로 인해 구동 전압이 개선된다.
[화학식 A]
Figure pat00007
상기 화학식 A에 있어서,
R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 상기 화학식 A의 R1과 결합한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 상기 화학식 A의 R2와 결합한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure pat00008
[화학식 1-2]
Figure pat00009
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
R1 내지 R8, X1 내지 X8 및 Ar2은 화학식 1 및 화학식 A에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다. 상기 화학식 A에 1 이상의 아릴기 또는 헤테로아릴기가 치환되는 경우, 화학식 A에 결합된 치환기의 전자 분포의 변화로 인하여 구동 전압의 감소 효과를 얻을 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A에서 R3와 R4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A에서 R5와 R6는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A에서 R6와 R7은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A에서 R7과 R8은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 A-1]
Figure pat00010
[화학식 A-2]
Figure pat00011
[화학식 A-3]
Figure pat00012
[화학식 A-4]
Figure pat00013
상기 화학식 A-1 내지 A-4에 있어서,
R1 내지 R8은 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
R101 내지 R116은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-10 내지 1-17 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-10]
Figure pat00014
[화학식 1-11]
Figure pat00015
[화학식 1-12]
Figure pat00016
[화학식 1-13]
Figure pat00017
[화학식 1-14]
Figure pat00018
[화학식 1-15]
Figure pat00019
[화학식 1-16]
Figure pat00020
[화학식 1-17]
Figure pat00021
상기 화학식 1-10 내지 1-17에 있어서,
R1 내지 R8, X1 내지 X8 및 Ar2는 화학식 1 및 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
R101 내지 R116은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101 내지 R116은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101 내지 R116은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R101 내지 R116은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 내지 X8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 내지 X8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X8은 각각 수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 내지 X8은 각각 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다. 만약, Ar2가 페닐 이상의 축합고리 혹은 헤테로아릴기인 경우, Ar2의 치환기가 상기 화학식 A의 디벤조퓨란기의 ET(electron trasporting) 특성을 저해시킬 수 있다. 그러나, Ar2가 페닐기인 경우, 상기 화학식 A의 저전압/장수명/저효율 특성을 극대화할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2는 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 50% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 60% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 70% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 80% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 90% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 100% 중수소화된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
이하, 화학식 2에 대하여 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy1은 하기 화학식 B의 R11 또는 R12와 결합한다. 하기 화학식 B의 R11 또는 R12가 안트라센에 연결되는 경우 전자 주입 및 이동 능력이 강해지며, 이로 인해 구동 전압이 개선된다.
[화학식 B]
Figure pat00027
상기 화학식 B에 있어서,
R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy1은 상기 화학식 B의 R11과 결합한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy1은 상기 화학식 B의 R12와 결합한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시된다.
[화학식 2-1]
Figure pat00028
[화학식 2-2]
Figure pat00029
상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서,
R11 내지 R18, Y1 내지 Y8 및 Cy2은 화학식 2 및 화학식 B에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다. 상기 화학식 B에 1 이상의 아릴기 또는 헤테로아릴기가 치환되는 경우, 화학식 B에 결합된 치환기의 전자 분포의 변화로 인하여 구동 전압의 감소 효과를 얻을 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 B에서 R13과 R14는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A에서 R15와 R16은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A에서 R16과 R17은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A에서 R17과 R18은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 B는 하기 화학식 B-1 내지 B-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 B-1]
Figure pat00030
[화학식 B-2]
Figure pat00031
[화학식 B-3]
Figure pat00032
[화학식 B-4]
Figure pat00033
상기 화학식 B-1 내지 B-4에 있어서,
R11 내지 R18은 화학식 B에서 정의한 바와 같고,
R201 내지 R216은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-10 내지 2-17로 표시된다.
[화학식 2-10]
Figure pat00034
[화학식 2-11]
Figure pat00035
[화학식 2-12]
Figure pat00036
[화학식 2-13]
Figure pat00037
[화학식 2-14]
Figure pat00038
[화학식 2-15]
Figure pat00039
[화학식 2-16]
Figure pat00040
[화학식 2-17]
Figure pat00041
상기 화학식 2-10 내지 2-17에 있어서,
R11 내지 R18, Y1 내지 Y8 및 Cy2는 화학식 2 및 화학식 B에서 정의한 바와 같고,
R201 내지 R216은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R201 내지 R216은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R201 내지 R216은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201 내지 R216은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1 내지 Y8은 각각 수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y8은 각각 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy2는 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 20의 축합 아릴기이다. 이때, 축합 아릴기는 2환 이상이 축합된 아릴기를 의미한다. Cy2가 축합 아릴기인 경우, 정공수송능력이 증대되어 소자의 효율이 증가한다. 또한, 화학식 2는 화학식 B의 디벤조퓨란계 치환기를 가져 전자수송능력 또한 우수할 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물을 함께 사용할 경우 저전압/장수명 특성을 회복할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy2는 치환 또는 비치환된 나프틸기, 또는 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy2는 나프틸기 또는 페난트레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 50% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 60% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 70% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 80% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 90% 이상 중수소화된다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 100% 중수소화된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 발광층 내에 질량비(화학식 1의 질량:화학식 2의 질량)가 1:9 내지 9:1로 포함된다. 또 다른 일 실시상태에 따르면, 질량비가 2:8 내지 8:2로 포함되고, 바람직하게는 4:6 내지 6:4로 포함된다. 상기와 같은 범위를 만족하는 경우, 전자 주입 및 이동은 화학식 1의 화합물에 의해 원활하게 일어나면서 효율은 화학식 2의 화합물로 인해 극대화될 수 있다. 하지만 일정 비율 이하의 화합물만 존재할 경우에는 화학식 1 및 2의 장점을 모두 가질 수 없다.
상기 화학식 1의 화합물과 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 발광층을 형성하기 위하여, 상기 화학식 1의 화합물과 상기 화학식 2의 화합물을 각각 다른 증착소스를 통하여 증착하는 공증착을 이용할 수 있으며, 상기 화학식 1의 화합물과 상기 화학식 2의 화합물을 미리 혼합하여(선혼합) 하나의 증착소스에 의하여 증착하는 방법을 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층의 재료로 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 청색 형광 호스트로 포함하고, 추가의 도펀트 물질을 포함할 수 있다. 이러한 혼합 호스트 물질을 갖는 청생 형광 발광층을 제조하기 위하여 공증착을 이용하는 경우 일반적으로 3개의 증착소스가 필요하며, 이로 인하여 공정이 매우 복잡하고 비용이 많이 들게 된다. 따라서, 3종 이상의 화합물 중 2종 이상의 물질을 미리 혼합하여 하나의 증착소스로부터 증발시켜 유기물층을 형성함으로써, 제조 공정의 복잡성을 감소시키고 동시 증발로 인한 안정한 증착을 달성할 수 있다.
상기 2종의 호스트(화학식 1 및 화학식 2의 화합물)는 안정한 혼합성을 나타내며, 혼합된 후에 조성의 변화가 일정범위 이하이므로 하나의 증착소스로부터 동시 증착될 수 있다. 2종의 호스트의 균일한 동시 증발은 제조된 유기 발광 소자의 성능의 지속성에 중요하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 식 1을 만족한다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 미리 혼합하여 하나의 증착소스를 통하여 유기물층을 형성하는 경우, 하기 식 1을 만족함으로써 균일도가 우수한 혼합물을 얻을 수 있으며, 소자를 제조하는 단계에서도 균일한 필름을 얻을 수 있다.
[식 1]
l Tsub1 - Tsub2 l ≤ 30 ℃
상기 Tsub1은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 증발온도이고,
상기 Tsub2는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 증발온도이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 호스트로 포함하고, 도펀트 물질을 더 포함한다. 이때, 상기 도펀트 물질은 발광층 내에 상기 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물의 질량 총합 대비 약 0.01 질량% 내지 20 질량%, 0.01 질량% 내지 10 질량%로 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 다중 스택형이고, 그 중 1 또는 2개의 스택이 상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 발광층을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 포함하는 발광층의 발광 스펙트럼이 400 nm 내지 470 nm 내에 λmax를 가진다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 인광 도펀트 또는 형광 도펀트를 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 도펀트를 더 포함하고, 상기 도펀트는 보론계 화합물이다. 상기 보론계 화합물은 붕소원자(B)를 포함하는 화합물을 의미한다. 도펀트가 보론계 화합물인 경우, 소자의 효율이 상승한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보론계 화합물은 하기 화학식 3의 화합물이다.
[화학식 3]
Figure pat00046
상기 화학식 3에 있어서,
A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 발광층에 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 포함하고, 상기 화학식 3의 화합물을 도펀트로 동시에 포함하는 경우, trade-off 효과 없이 소자의 구동전압, 수명 및 효율 특성이 개선된 소자를 얻을 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 8 내지 60의 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 하이드로인덴, 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌, 치환 또는 비치환된 테트라하이드로벤조인돌, 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토퓨란, 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토티오펜, 치환 또는 비치환된 인돌, 치환 또는 비치환된 벤조퓨란, 또는 치환 또는 비치환된 벤조티오펜이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 8 내지 60의 고리를 형성한다. 상기 "치환 또는 비치환된"은 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 탄소수 3 내지 20의 실릴기, 탄소수 12 내지 30의 아민기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리, 및 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되거나, 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 8 내지 60의 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 8 내지 60의 고리를 형성한다. 상기 "치환 또는 비치환된"은 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 탄소수 3 내지 20의 실릴기, 탄소수 12 내지 30의 아민기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리, 및 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되거나, 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 T1 및 T2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 및 T2 중 적어도 하나는 페닐기이고, 상기 페닐기는 질소 연결된 탄소에 대해 ortho 위치에 치환기를 가진다. 이때, 치환기는 아릴기, 헤테로아릴기 또는 알킬기일 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 및 T2 중 적어도 하나는 다이하이드로인덴기; 또는 테트라하이드로나프탈렌기이고, 상기 다이하이드로인덴기 또는 테트라하이드로나프탈렌기는 치환기로서 1 이상의 메틸기를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 및 T1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A2 및 T2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1이다.
[화학식 3-1]
Figure pat00047
상기 화학식 3-1에 있어서,
T1 및 T2는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
T3 내지 T5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 고리를 형성하고,
t3 및 t4는 각각 0 내지 4의 정수이고, t5는 0 내지 3의 정수이고,
t3 내지 t5가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, T3 내지 T5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기; 중수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 10의 중수소화된 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 중수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 중수소화된 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 탄소수 6 내지 30의 중수소화된 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 중수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 10의 중수소화된 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 탄소수 5 내지 30의 방향족 탄화수소고리 또는 지방족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 인접한 2개의 T3, 인접한 2개의 T4 또는 인접한 2개의 T5가 서로 결합하여 메틸기로 치환 또는 비치환된 시클로펜텐고리; 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 시클로헥센고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3의 화합물은 하기 구조들 중 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
상기 화합물 구조에 있어서, Ph는 페닐기를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 도펀트를 더 포함하고, 상기 도펀트는 아민 화합물이다. 상기 아민 화합물은 하기 화학식 4로 표시된다.
[화학식 4]
Figure pat00057
상기 화학식 4에 있어서,
Ar101 내지 Ar104는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
R301 및 R302는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar101 내지 Ar104는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 N, O, 또는 S함유 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고, 상기 Ar101 내지 Ar104는 중수소; 알킬기; 중수소화된 알킬기; 아릴기; 또는 중수소화된 아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 화합물이다.
Figure pat00058
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자의 제조방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 전극 상에 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 함께 포함한 하나의 증착소스를 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1의 화합물을 포함한 증착소스 및 화학식 2의 화합물을 포함한 증착소스를 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자의 대표적인 예로서, 유기 발광 소자는 유기물층으로서 1층의 발광층만을 포함할 수도 있지만, 발광층 이외에 정공주입층, 정공수송층, 정공조절층, 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층, 추가의 발광층, 전자주입층, 전자수송층, 전자조절층 및 전자주입과 전자수송을 동시에 하는 층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1층 이상을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 캐소드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조가 도 1 내지 3에 예시되어 있다. 상기 도 1 내지 3은 유기 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판(20), 애노드(30), 발광층(40) 및 캐소드(50)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자(10)의 구조가 예시되어 있다.
도 2는 기판(20), 애노드(30), 정공주입층(60), 정공수송층(70), 정공조절층(80), 발광층(40), 전자조절층(90), 전자수송층(100), 전자주입층(110), 캐소드(50) 및 캡핑층(120)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
도 3은 기판(20), 애노드(3), 정공주입층(60), 정공수송층(70), 발광층(40), 전자수송층(100) 및 캐소드(50)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있으며, 상기 정공수송층은 1층 또는 2층일 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 전술한 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 포함하는 발광층을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수 개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 애노드를 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 정공주입 및 정공수송을 동시에 하는 층, 전자조절층, 정공조절층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 캐소드로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 캐소드 물질부터 유기물층, 애노드 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 증착공정, 용매공정(solvent process) 등 당업계에 알려진 방법으로 형성할 수 있다. 상기 증착공정시, 유기물층이 2 이상의 물질을 포함하는 경우, 2 이상의 물질을 각각 다른 증착소스에 의하여 증착하는 공증착을 이용하거나, 2 이상의 물질을 미리 혼합하여 하나의 증착소스에 의하여 증착하는 방법을 이용할 수 있다. 상기 용매공정의 예로 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법을 들 수 있다.
상기 애노드는 정공을 주입하는 전극으로, 애노드 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 애노드 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 캐소드는 전자를 주입하는 전극으로, 캐소드 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 캐소드 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 애노드로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 애노드로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 애노드 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 수송 물질로는 애노드나 정공주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층과 발광층 사이에 정공조절층이 구비될 수 있다. 상기 정공조절층은 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송층과 발광층 사이에 전자조절층이 구비될 수 있다. 상기 전자조절층은 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.
전술한 조성물의 2종의 호스트 이외의, 발광층의 호스트 재료로는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
발광층이 적색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 녹색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), 안트라센계 화합물, 파이렌계 화합물, 보론계 화합물 등과 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자, 안트라센계 화합물, 파이렌계 화합물, 보론계 화합물 등과 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 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.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 다양한 전자 장치에 포함되어 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 전자 장치는 디스플레이 패널, 터치 패널, 태양광 모듈, 조명 장치 등일 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.
[제조예]
Figure pat00059
Figure pat00060
제조예 1. 화합물 BH 1-1의 제조
Figure pat00061
제조예 1-1) 화합물 1-1-1의 제조
3 구 플라스크에 9-브로모안트라센(50.0g, 194mmol), 페닐보론산 (26.1g, 214mmol)을 1,4-디옥산 500ml에 녹이고 K2CO3 (80.6g, 583mmol)을 H2O 200ml에 녹여 넣었다. 여기에 Pd(P(t-Bu)3)2 (1.98g, 3.9mmol)를 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 톨루엔으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-1-1을 40.5g 수득하였다. (수율 82%, MS[M+H]+=255)
제조예 1-2) 화합물 1-1-2의 제조
2 구 플라스크에 화합물 1-1-1 (20.0g, 78.6mmol), N-브로모숙신이미드(NBS) (16.5g, 86.5mmol), 디메틸포름아마이드(DMF) 300ml를 넣고, 아르곤 분위기 하에서 상온에서 10시간 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조하고, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-1-2를 16.4g 수득하였다. (수율 63%, MS[M+H]+=334)
제조예 1-3) 화합물 BH 1-1의 제조
3 구 플라스크에 화합물 1-1-2 (20.0g, 60.0mmol), 디벤조퓨란-2-보론산 (19.1g, 90.0mmol)을 1,4-디옥산 300ml에 녹이고 K2CO3 (20.7g, 150mmol)을 H2O 100ml에 녹여 넣었다. 여기에 Pd(P(t-Bu)3)2 (0.61g, 1.2mmol)를 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 톨루엔으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 BH 1-1을 17.6g 수득하였다. (수율 70%, MS[M+H]+=421)
제조예 2. 화합물 BH 1-2의 제조
Figure pat00062
디벤조퓨란-2-보론산 대신 나프틸벤조퓨란-1-보론산을 사용한 것 외에는 제조예 1-3과 동일한 방법으로 화합물 BH 1-2를 14.4g 제조하였다. (수율 51%, MS[M+H]+=471)
제조예 3. 화합물 BH 1-3의 제조
Figure pat00063
디벤조퓨란-2-보론산 대신 나프틸벤조퓨란-2-보론산을 사용한 것 외에는 제조예 1-3과 동일한 방법으로 화합물 BH 1-3을 15.0g 제조하였다. (수율 53%, MS[M+H]+=471)
제조예 4. 화합물 BH 1-4의 제조
Figure pat00064
제조예 4-1) 화합물 1-4-1의 제조
3 구 플라스크에 화합물 1-1-2 (20.0g, 43.9mmol), 9-클로로디벤조퓨란-2-보론산 (29.5g, 90.0mmol)을 1,4-디옥산 300ml에 녹이고 K2CO3 (20.7g, 150mmol)을 H2O 100ml에 녹여 넣었다. 여기에 Pd(dppf)Cl2 (0.55g, 0.75mmol)를 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 톨루엔으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-4-1을 20.9g 수득하였다. (수율 61%, MS[M+H]+=455)
제조예 4-2) 화합물 BH 1-4의 제조
3 구 플라스크에 화합물 1-4-1 (20.0g, 43.9mmol), 페닐보론산 (6.4g, 52.7mmol)을 1,4-디옥산 200ml에 녹이고 K3CO4 (18.7g, 88mmol)을 H2O 70ml에 녹여 넣었다. 여기에 Pd(P(t-Bu)3)2 (0.45g, 0.88mmol)를 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 톨루엔으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 BH 1-4를 11.6g 수득하였다. (수율 53%, MS[M+H]+=497)
제조예 5. 화합물 BH 1-5의 제조
Figure pat00065
제조예 5-1) 화합물 1-5-1의 제조
9-클로로디벤조퓨란-2-보론산 대신 7-클로로디벤조퓨란-1-보론산을 사용한 것 외에는 제조예 4-1과 동일한 방법으로 화합물 1-5-1를 18.8g 제조하였다. (수율 55%, MS[M+H]+=455)
제조예 5-2) 화합물 BH 1-5의 제조
제조예 4-2와 동일한 방법으로 화합물 BH 1-5를 12.8g 제조하였다. (수율 58%, MS[M+H]+=497)
제조예 6. 화합물 BH 1-6의 제조
Figure pat00066
제조예 6-1) 화합물 1-6-1의 제조
페닐보론산 대신 1,1-바이페닐-3-보론산을 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 화합물 1-6-1을 46.9g 제조하였다. (수율 73%, MS[M+H]+=331)
제조예 6-2) 화합물 1-6-2의 제조
제조예 1-2와 동일한 방법으로 화합물 1-6-2를 18.1g 제조하였다. (수율 73%, MS[M+H]+=409)
제조예 6-3) 화합물 BH 1-6의 제조
제조예 2와 동일한 방법으로 화합물 BH 1-6을 13.0g 제조하였다. (수율 49%, MS[M+H]+=409)
제조예 7. 화합물 BH 1-7의 제조
Figure pat00067
제조예 7-1) 화합물 1-7-1의 제조
1,1-바이페닐-3-보론산 대신 1,1-바이페닐-4-보론산을 사용한 것 외에는 제조예 6-1과 동일한 방법으로 화합물 1-7-1을 42.2g 제조하였다. (수율 63%, MS[M+H]+=331)
제조예 7-2) 화합물 1-7-2의 제조
제조예 6-2와 동일한 방법으로 화합물 1-7-2를 17.0g 제조하였다. (수율 69%, MS[M+H]+=409)
제조예 7-3) 화합물 BH 1-7의 제조
제조예 6-3과 동일한 방법으로 화합물 BH 1-7을 12.8g 제조하였다. (수율 48%, MS[M+H]+=409)
제조예 8. 화합물 BH 1-8의 제조
Figure pat00068
화합물 BH 1-1 (20g), TfOH (4ml)을 C6D6 (300ml)에 넣고 2시간 교반하였다. 반응 종료 후 D2O (50ml)를 넣고 30분 교반한 뒤 트리메틸아민(trimethylamine) (6ml)를 적가하였다. 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 톨루엔으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 에틸아세테이트로 재결정하여 화합물 BH 1-8을 14.4g 수득하였다. (수율 68%, MS[M+H]+=441)
제조예 9. 화합물 BH 2-1의 제조
Figure pat00069
제조예 9-1) 화합물 2-1-1의 합성
페닐보론산 대신 나프틸-1-보론산을 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 화합물 2-1-1을 47.5g 제조하였다. (수율 80%, MS[M+H]+=305)
제조예 9-2) 화합물 2-1-2의 합성
제조예 1-2와 동일한 방법으로 화합물 2-1-2를 15.6g 제조하였다. (수율 62%, MS[M+H]+=384)
제조예 9-3) 화합물 BH 2-1의 합성
제조예 1-3과 동일한 방법으로 화합물 BH 2-1을 13.7g 제조하였다. (수율 56%, MS[M+H]+=471)
제조예 10. 화합물 BH 2-2의 제조
Figure pat00070
제조예 10-1) 화합물 2-2-1의 합성
나프틸-1-보론산 대신 나프틸-2-보론산을 사용한 것 외에는 제조예 9-1과 동일한 방법으로 화합물 2-2-1을 47.5g 제조하였다. (수율 83%, MS[M+H]+=305)
제조예 10-2) 화합물 2-2-2의 합성
제조예 9-2와 동일한 방법으로 화합물 2-2-2를 15.6g 제조하였다. (수율 62%, MS[M+H]+=384)
제조예 10-3) 화합물 BH 2-2의 합성
제조예 9-3과 동일한 방법으로 화합물 BH 2-2를 13.7g 제조하였다. (수율 56%, MS[M+H]+=471)
제조예 11. 화합물 BH 2-3의 제조
Figure pat00071
제조예 9-3과 동일한 방법으로 화합물 BH 2-3을 13.7g 제조하였다. (수율 56%, MS[M+H]+=521)
제조예 12. 화합물 BH 2-4의 제조
Figure pat00072
제조예 9-3과 동일한 방법으로 화합물 BH 2-4를 14.4g 제조하였다. (수율 53%, MS[M+H]+=521)
제조예 13. 화합물 BH 2-5의 제조
Figure pat00073
제조예 14-1) 화합물 2-5-1의 제조
화합물 1-1-2 대신 화합물 2-2-2를 사용한 것 외에는 제조예 5-1과 동일한 방법으로 화합물 2-5-1를 12.7g 제조하였다. (수율 48%, MS[M+H]+=505)
제조예 14-2) 화합물 BH 2-5의 제조
제조예 5-2와 동일한 방법으로 화합물 BH 2-5를 11.1g 제조하였다. (수율 47%, MS[M+H]+=597)
제조예 14. 화합물 BH 2-6의 제조
Figure pat00074
제조예 15-1) 화합물 2-6-1의 제조
화합물 1-8-2 대신 화합물 2-1-2를 사용하고 7-클로로디벤조퓨란-1-보론산 대신8-클로로디벤조퓨란-2-보론산을 사용한 것 외에는 제조예 13-1과 동일한 방법으로 화합물 2-6-1를 13.5g 제조하였다. (수율 51%, MS[M+H]+=505)
제조예 15-2) 화합물 BH 2-6의 제조
나프탈렌-1-보론산 대신 페닐보론산을 사용한 것 외에는 제조예 13-2와 동일한 방법으로 화합물 BH 2-6을 11.4g 제조하였다. (수율 48%, MS[M+H]+=547)
제조예 15. 화합물 BH 2-7의 제조
Figure pat00075
제조예 8과 동일한 방법으로 화합물 BH 2-7을 17.0g 제조하였다. (수율 81%, MS[M+H]+=493)
제조예 16. 화합물 BH 2-8의 제조
Figure pat00076
제조예 8과 동일한 방법으로 화합물 BH 2-8을 15.6g 제조하였다. (수율 74%, MS[M+H]+=493)
상기 제조예 1 내지 15에서 제조한 BH 1-1 내지 BH 1-8 및 BH 2-1 내지 2-8의 증발온도를 측정하여 하기 표 1에 기재하였다. 증발온도는 TGA (Thermal gravity analisys)에 의해 측정된다. 시료의 1%의 무게 감소가 일어나는 지점의 온도를 Td -1% 라 하며, 그 온도를 기점으로 60℃ 내지 80℃ 낮은 온도에서 증착된다. 이 때의 압력은 10-4 torr 내지 10-6 torr 의 범위 내이다. 증발온도는 당업자가 이해할 수 있는 범위 내에서 유동성을 가질 수 있으며, 증착온도는 ±10℃의 변동범위를 포함할 수 있다.
화합물 증발온도(℃)
BH 1-1 260
BH 1-2 260
BH 1-3 270
BH 1-4 260
BH 1-5 270
BH 1-6 275
BH 1-7 275
BH 1-8 260
BH 2-1 270
BH 2-2 280
BH 2-3 290
BH 2-4 280
BH 2-5 285
BH 2-6 280
BH 2-7 270
BH 2-8 280
[실험예]
실시예 1.
ITO(Indium Tin Oxide)가 150 nm의 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 및 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 질소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HAT-CN 화합물을 5 nm의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 이어서, HTL1을 100 nm의 두께로 열 진공 증착하여 제1 정공수송층을 형성하고, 이어 HTL2를 10 nm의 두께로 열 진공 증착하여 제2 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 도펀트로서 BD-1 (발광층 총중량 중 2질량%) 및 호스트로서 화합물 BH 1-1과 BH 2-1을(중량비 50:50)을 공증착의 방식으로 증착하여 20 nm 두께의 발광층을 형성하였다. 이어서, ETL1을 20 nm의 두께로 진공 증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이어서, LiF을 0.5 nm의 두께로 진공 증착하여 전자주입층을 형성하였다. 이어서, 알루미늄을 100 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure pat00077
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.04 내지 0.09 nm/sec를 유지하였고, 전자수송층의 리튬 플루오라이드는 0.03 nm/sec, 음극의 알루미늄은 0.2 nm/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1×10-7 내지 5×10-5 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 2 내지 55 및 비교예 1 내지 8
상기 실시예 1에서 발광층의 호스트 화합물로 하기 표 2에 명시된 화합물들을 사용하고, 발광층의 형성방법(공증착 또는 선혼합)을 다르게 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 소자를 제조하였다. 상기 실시예 1은 화학식 1의 화합물, 화학식 2의 화합물 및 도펀트를 각각 다른 증착소스를 통하여 발광층을 형성(공증착)하였으며, 하기 표 2에서 선혼합 증착방법을 사용한 실시예 및 비교예의 경우 발광층을 형성하기 전에 재료(호스트 및 도펀트)를 미리 혼합하고, 하나의 증착소스를 통하여 발광층을 형성하였다.
Figure pat00078
실시예 56 내지 65
상기 실시예 1에서 발광층의 호스트 화합물로 하기 표 2에 명시된 화합물들을 사용하고 도펀트로 BD-2을 사용하며 발광층의 형성방법(공증착 또는 선혼합)을 다르게 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 소자를 제조하였다.
실시예 1 내지 65 및 비교예 1 내지 8에서 제조된 소자를 20mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압, 효율, 색좌표 및 초기 휘도 대비 97%가 되는 시간(T97)을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
발광층 호스트 발광층 도펀트 색좌표 전압 (V) 효율(Cd/A) 수명(T97, h)
실시예 1 BH 1-1 : BH 2-1(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.115) 3.74 6.52 70
실시예 2 BH 1-1 : BH 2-2(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.67 6.45 76
실시예 3 BH 1-1 : BH 2-7(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.115) 3.75 6.51 115
실시예 4 BH 1-1 : BH 2-1(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.68 6.82 84
실시예 5 BH 1-1 : BH 2-2(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.118) 3.55 6.74 110
실시예 6 BH 1-1 : BH 2-7(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.115) 3.70 6.78 133
실시예 7 BH 1-2 : BH 2-1(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.68 6.52 82
실시예 8 BH 1-2 : BH 2-2(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.60 6.44 85
실시예 9 BH 1-2 : BH 2-7(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.67 6.55 104
실시예 10 BH 1-2 : BH 2-8(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.61 6.43 122
실시예 11 BH 1-2 : BH 2-1(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.59 6.65 99
실시예 12 BH 1-2 : BH 2-2(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.55 6.71 101
실시예 13 BH 1-2 : BH 2-7(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.63 6.70 114
실시예 14 BH 1-2 : BH 2-8(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.55 6.70 159
실시예 15 BH 1-3 : BH 2-1(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.70 6.61 79
실시예 16 BH 1-3 : BH 2-7(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.69 6.59 114
실시예 17 BH 1-3 : BH 2-8(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.118) 3.64 6.56 108
실시예 18 BH 1-3 : BH 2-1(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.65 6.79 94
실시예 19 BH 1-3 : BH 2-7(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.117) 3.64 6.75 133
실시예 20 BH 1-3 : BH 2-8(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.118) 3.60 6.71 124
실시예 21 BH 1-4 : BH 2-1(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.67 6.48 88
실시예 22 BH 1-4 : BH 2-3(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.118) 3.72 6.59 82
실시예 23 BH 1-4 : BH 2-4(공증착, 1:1) BD 1 (0.139,0.119) 3.67 6.57 79
실시예 24 BH 1-4 : BH 2-1(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.63 6.70 104
실시예 25 BH 1-4 : BH 2-3(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.118) 3.67 6.75 99
실시예 26 BH 1-4 : BH 2-4(선혼합, 1:1) BD 1 (0.139,0.119) 3.60 6.72 101
실시예 27 BH 1-5 : BH 2-1(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.63 6.55 77
실시예 28 BH 1-5 : BH 2-2(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.62 6.47 80
실시예 29 BH 1-5 : BH 2-3(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.58 6.49 77
실시예 30 BH 1-5 : BH 2-7(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.64 6.55 103
실시예 31 BH 1-5 : BH 2-8(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.62 6.47 111
실시예 32 BH 1-5 : BH 2-1(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.58 6.69 85
실시예 33 BH 1-5 : BH 2-2(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.57 6.43 100
실시예 34 BH 1-5 : BH 2-3(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.51 6.63 97
실시예 35 BH 1-5 : BH 2-7(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.60 6.68 117
실시예 36 BH 1-5 : BH 2-8(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.58 6.42 131
실시예 37 BH 1-6 : BH 2-3(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.118) 3.57 6.55 82
실시예 38 BH 1-6 : BH 2-4(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.60 6.57 80
실시예 39 BH 1-6 : BH 2-5(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.118) 3.61 6.55 78
실시예 40 BH 1-6 : BH 2-6(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.64 6.44 75
실시예 41 BH 1-6 : BH 2-3(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.118) 3.50 6.69 95
실시예 42 BH 1-6 : BH 2-4(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.118) 3.52 6.70 92
실시예 43 BH 1-6 : BH 2-5(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.56 6.67 89
실시예 44 BH 1-6 : BH 2-6(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.57 6.55 90
실시예 45 BH 1-7 : BH 2-3(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.65 6.58 78
실시예 46 BH 1-7 : BH 2-4(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.118) 3.63 6.59 82
실시예 47 BH 1-7 : BH 2-5(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.67 6.60 75
실시예 48 BH 1-7 : BH 2-6(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.65 6.48 78
실시예 49 BH 1-7 : BH 2-3(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.60 6.73 88
실시예 50 BH 1-7 : BH 2-4(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.118) 3.53 6.68 97
실시예 51 BH 1-7 : BH 2-5(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.118) 3.55 6.70 93
실시예 52 BH 1-8 : BH 2-1(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.75 6.51 97
실시예 53 BH 1-8 : BH 2-7(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.77 6.52 138
실시예 54 BH 1-8 : BH 2-1(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.68 6.81 110
실시예 55 BH 1-8 : BH 2-7(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.71 6.79 161
실시예 56 BH 1-1 : BH 2-1(공증착, 1:1) BD 2 (0.138,0.115) 3.78 6.28 64
실시예 57 BH 1-1 : BH 2-2(공증착, 1:1) BD 2 (0.138,0.116) 3.67 6.25 74
실시예 58 BH 1-1 : BH 2-7(공증착, 1:1) BD 2 (0.138,0.115) 3.78 6.27 109
실시예 59 BH 1-1 : BH 2-1(선혼합, 1:1) BD 2 (0.138,0.116) 3.74 6.37 70
실시예 60 BH 1-1 : BH 2-2(선혼합, 1:1) BD 2 (0.138,0.118) 3.61 6.39 88
실시예 61 BH 1-1 : BH 2-7(선혼합, 1:1) BD 2 (0.138,0.115) 3.71 6.40 133
실시예 62 BH 1-8 : BH 2-1(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.75 6.51 97
실시예 63 BH 1-8 : BH 2-7(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.77 6.52 138
실시예 64 BH 1-8 : BH 2-1(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.68 6.81 110
실시예 65 BH 1-8 : BH 2-7(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.117) 3.71 6.79 161
비교예 1 BH 1-1 BD 1 (0.138,0.115) 3.90 6.11 65
비교예 2 BH 2-1 BD 1 (0.138,0.116) 3.95 6.18 45
비교예 3 BH 1-1 : BH 1-3(공증착, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.85 5.87 65
비교예 4 BH 1-1 : BH 1-3(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.77 6.00 79
비교예 5 BH 1-2 : BH-A(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.83 5.88 60
비교예 6 BH 2-1 : BH-A(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.98 6.07 48
비교예 7 BH 1-1 : BH-B(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 4.01 6.01 52
비교예 8 BH 2-2 : BH-B(선혼합, 1:1) BD 1 (0.138,0.116) 3.90 6.12 70
본원 실시예 1 내지 65는 발광층의 호스트로 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 동시에 포함한다.
비교예 1 및 2는 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물 중 1종 만을 발광층의 호스트로 사용한 것으로, 본원 실시예에 비해 소자의 구동전압, 효율 및 수명이 떨어진다.
비교예 3 및 4는 발광층의 호스트로 화학식 1의 화합물 2종을 사용한 것으로, 본원 실시예에 비해 소자의 구동전압, 효율 및 수명이 떨어진다.
또한, 비교예 5 내지 8은 발광층의 호스트로 화학식 1의 화합물 1종 또는 화학식 2의 화합물 1종과 본원 화학식 1 또는 화학식 2에 해당하지 않는 화합물 1종을 사용한 것으로, 소자의 구동전압, 효율 및 수명이 떨어지는 것을 상기 표 2로부터 확인할 수 있다.
화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물을 선혼합 후 증착(하나의 증착 소스)하는 경우, 공증착(별개의 증착 소스)를 이용한 것에 비해, 두 화합물의 상호 작용이 원활하게 일어나 공정성이 향상된다.
실시예 1 내지 6 및 실시예 56 내지 60을 비교하면, 도펀트로서 화학식 3의 보론계 화합물을 포함한 소자가 저전압, 고효율 및 장수명의 특성을 보임을 알 수 있다.
10: 유기 발광 소자
20: 기판
30: 애노드
40: 발광층
50: 캐소드
60: 정공주입층
70: 정공수송층
80: 정공조절층
90: 전자조절층
100: 전자수송층
110: 전자주입층
120: 캡핑층

Claims (15)

  1. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00079

    상기 화학식 1에 있어서,
    X1 내지 X8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    Ar1은 하기 화학식 A의 R1 또는 R2와 결합하며,
    Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기이고,
    [화학식 A]
    Figure pat00080

    상기 화학식 A에 있어서,
    R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    [화학식 2]
    Figure pat00081

    상기 화학식 2에 있어서,
    Y1 내지 Y8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    Cy1은 하기 화학식 B의 R11 또는 R12와 결합하며,
    Cy2는 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 20의 축합 아릴기이고,
    [화학식 B]
    Figure pat00082

    상기 화학식 B에 있어서,
    R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00083

    [화학식 1-2]
    Figure pat00084

    상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
    R1 내지 R8, X1 내지 X8 및 Ar2은 화학식 1 및 화학식 A에서 정의한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00085

    [화학식 2-2]
    Figure pat00086

    상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서,
    R11 내지 R18, Y1 내지 Y8 및 Cy2은 화학식 2 및 화학식 B에서 정의한 바와 같다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    R1 및 R2 중 Ar1과 결합하지 않는 치환기 및 R3 내지 R8 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하는 것인 유기 발광 소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    R11 및 R12 중 Cy1과 결합하지 않는 치환기 및 R13 내지 R18 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하는 것인 유기 발광 소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-4 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 A-1]
    Figure pat00087

    [화학식 A-2]
    Figure pat00088

    [화학식 A-3]
    Figure pat00089

    [화학식 A-4]
    Figure pat00090

    상기 화학식 A-1 내지 A-4에 있어서,
    R1 내지 R8은 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
    R101 내지 R116은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 B는 하기 화학식 B-1 내지 B-4 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 B-1]
    Figure pat00091

    [화학식 B-2]
    Figure pat00092

    [화학식 B-3]
    Figure pat00093

    [화학식 B-4]
    Figure pat00094

    상기 화학식 B-1 내지 B-4에 있어서,
    R11 내지 R18은 화학식 B에서 정의한 바와 같고,
    R201 내지 R216은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-10 내지 1-17 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1-10]
    Figure pat00095

    [화학식 1-11]
    Figure pat00096

    [화학식 1-12]
    Figure pat00097

    [화학식 1-13]
    Figure pat00098

    [화학식 1-14]
    Figure pat00099

    [화학식 1-15]
    Figure pat00100

    [화학식 1-16]
    Figure pat00101

    [화학식 1-17]
    Figure pat00102

    상기 화학식 1-10 내지 1-17에 있어서,
    R1 내지 R8, X1 내지 X8 및 Ar2는 화학식 1 및 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
    R101 내지 R116은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-10 내지 2-17 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 2-10]
    Figure pat00103

    [화학식 2-11]
    Figure pat00104

    [화학식 2-12]
    Figure pat00105

    [화학식 2-13]
    Figure pat00106

    [화학식 2-14]
    Figure pat00107

    [화학식 2-15]
    Figure pat00108

    [화학식 2-16]
    Figure pat00109

    [화학식 2-17]
    Figure pat00110

    상기 화학식 2-10 내지 2-17에 있어서,
    R11 내지 R18, Y1 내지 Y8 및 Cy2는 화학식 2 및 화학식 B에서 정의한 바와 같고,
    R201 내지 R216은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 질량비가 1:9 내지 9:1인 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 식 1을 만족하는 것인 유기 발광 소자.
    [식 1]
    l Tsub1 - Tsub2 l ≤ 30 ℃
    상기 Tsub1은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 증발온도이고,
    상기 Tsub2는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 증발온도이다.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광층은 도펀트를 더 포함하고, 상기 도펀트는 보론계 화합물인 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 보론계 화합물은 하기 화학식 3의 화합물인 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 3]
    Figure pat00111

    상기 화학식 3에 있어서,
    A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 다중 스택형이고, 상기 다중 스택 중 1 또는 2개의 스택이 상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 발광층을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 정공주입층, 정공수송층, 정공조절층, 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층, 추가의 발광층, 전자주입층, 전자수송층, 전자조절층 및 전자주입과 전자수송을 동시에 하는 층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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