KR20230023651A - 화합물, 유기 전계 발광 소자 및 디스플레이 장치 - Google Patents

화합물, 유기 전계 발광 소자 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화합물, 유기 전계 발광 소자, 및 디스플레이 장치를 제공한다. 여기서, 상기 화합물은 화학식 I로 표시되는 구조를 갖고 있으며, 나프탈렌 고리의 1-자리에 치환기 Ar2를 도입하여 오르토 입체 장애의 크기를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 분자 왜곡도를 효과적으로 조절하여 분자 결정성을 감소시킬 수도 있다. 또한, 2-자리에 아릴아민기를 도입하고, 아릴아민기에 3치환형 구조의 도입으로 인해 분자의 입체 구조를 효과적으로 조절할 수 있고, 분자의 벌크 밀도를 향상시킬 수 있으므로, 이에 따라 설계된 물질이 소자의 물질에 대한 수요를 만족시킬 수 있다. 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자에 적용되며, 특히 전자 차단층으로서 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 시동 전압을 감소시킬 수 있으며, 소자의 사용 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

화합물, 유기 전계 발광 소자 및 디스플레이 장치
본 발명은 유기 전계 발광 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로는, 화합물, 유기 전계 발광 소자 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 몇 년간, 유기 물질에 기초한 광전자 소자가 점점 인기를 얻고 있다. 유기 물질의 고유적인 유연성은 유연 기판 상에서 제조하기에 매우 적합하며, 필요에 따라 아름답고 멋진 광전자 제품을 설계 및 생산할 수 있어, 무기 물질과 비교할 수 없는 장점을 얻을 수 있다. 이러한 유기 광전자 소자의 실례로는 유기 발광 다이오드(OLED), OFET(Organic field-effect transistor), 유기 광전지, 유기 센서 등을 포함한다. 그 중, OLED는 특히 신속하게 발전하고 있으며, 이미 정보 디스플레이 분야에서 상업적인 성공을 거두었다. OLED는 포화도가 높은 적색, 녹색 및 청색을 제공할 수 있으며, 이를 통해 만들어진 풀칼라 디스플레이 장치는 별도의 백라이트 없이도 색체가 화려하고 얇고 부드러운 등의 장점을 가지고 있다.
OLED 소자의 핵심은 다양한 유기 기능성 물질을 포함하는 박막 구조이다. 통상적인 기능화 유기 물질은 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 정공 차단 물질, 전자 주입 물질, 전자 수송 물질, 전자 차단 물질, 및 발광 호스트 물질과 발광 객체(염료) 등이 있다. 전원이 온되면, 전자와 정공이 각각 주입되어 발광 영역으로 수송되며 발광 영역에서 복합되어 엑시톤(exciton)을 생성하여 발광한다.
사람들은 이미 다양한 유기 물질을 개발하였고, 각종 특이한 소자 구조와 결합되어, 캐리어 이동률을 향상시키고, 캐리어 밸런스를 조절하며, 전계 발광 효율을 초과하고, 소자의 감쇠를 지연시킬 수 있다. 양자 역학의 이유로, 일반적인 형광 발광체는 주로 전자와 정공이 결합할 때 생성된 단일항 엑시톤을 이용하여 발광하는데, 지금도 여전히 다양한 OLED 제품에 광범위하게 적용되고 있다. 이리듐 착화합물과 같은 일부 금속 착화합물은 삼중항 엑시톤과 단일항 엑시톤을 동시에 이용하여 발광할 수 있으며, 이를 인광 발광체라고 하며, 그 에너지 전환 효율은 기존의 형광 발광체보다 최대 4배까지 향상될 수 있다. TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence) 기술에 따르면, 삼중항 엑시톤의 단일항 엑시톤으로의 전환을 촉진시킴으로써, 금속 착화합물을 이용하지 않고도 삼중항 엑시톤을 효과적으로 활용하여 높은 발광 효율을 구현할 수 있다. TASF(Thermally excited sensitized fluorescence) 기술에 의하면, TADF 특성을 갖는 물질을 이용하여 에너지 전이를 통해 발광체를 민감화함으로써, 마찬가지로 높은 발광 효율을 구현할 수 있다.
OLED 제품이 점차 시장에 진입함에 따라, 사람들의 이러한 제품들의 성능에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 현재 사용되는 OLED 물질 및 소자 구조는 OLED 제품 효율, 사용 수명, 및 비용 등의 각 방면의 문제를 완전히 해결할 수는 없다.
따라서, 본 분야에서는 더 많은 종류, 더 높은 성능의 OLED 소자를 개발할 수 있도록, 소자의 발광 효율을 향상시키고 구동 전압을 감소시키며 사용 수명을 연장시킬 수 있는 유기 전계 발광 물질의 개발이 시급하다.
본 발명은 OLED 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 유기 전계 발광 물질을 제공하는 화합물, 유기 전계 발광 소자, 및 디스플레이 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 첫번째 목적은 유기 전계 발광 소자에 적용되어 소자의 발광 효율을 향상시키고, 구동 전압을 감소시키며 사용 수명을 연장시킬 수 있는 화합물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기 화학식 I로 표시된 구조를 갖는 화합물을 제공한다.
Figure pct00001
화학식 I에서, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 헤테로 아릴기로부터 선택된다.
상기 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기는 C6-C30 단일 고리 아릴기 및 C10-C30 축합 고리 아릴기를 포함하고, 상기 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기는 C3-C30 단일 고리 헤테로 아릴기 및 C6-C30 축합 고리 헤테로 아릴기를 포함한다.
화학식 I에서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 헤테로 아릴렌기로부터 선택된다.
화학식 I에서, 상기 L2는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 하나이다.
화학식 I에서, 상기 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20(예를 들어, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 사슬형 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C20(예를 들어, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2-C10(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 등) 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 등) 알키닐기, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, C1-C20(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 실릴기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 헤테로 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 헤테로 아릴기로부터 선택되는 어느 하나이고, 상기 R1, R2, 및 R3은 서로 고리로 연결되거나 또는 고리로 연결되지 않는다.
화학식 I에서, 상기 m은 0 ~ 6의 정수이며, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5 등이며, m≥2일 경우, R4는 동일하거나 서로 다르다.
화학식 I에서, 상기 R4는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20(예를 들어, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 사슬형 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C20(예를 들어, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2-C10(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 등) 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 등) 알키닐기, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C20(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19 등) 실릴기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 헤테로 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 헤테로 아릴기로부터 선택되는 하나이다.
Ar1, Ar2, L1, L2, R1, R2, R3, 및 R4에서, 상기 치환기는 할로겐기, C1-C10(예를 들어, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 등) 사슬형 알킬기, C3-C10(예를 들어, C4, C5, C6, C7, C8, C9 등) 시클로알킬기, C1-C10(예를 들어, C2, C3, C4, C5 등) 알콕시기, C1-C10(예를 들어, C2, C3, C4, C5 등) 티오알콕시기, C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 아릴아미노기, C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 헤테로 아릴아미노기, C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 단일 고리 아릴기, C10-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 축합 고리 아릴기, C3-C30(예를 들어, C4, C6, C8, C12, C15, C18, C20, C23, C25, C28 등) 단일 고리 헤테로 아릴기, C6-C30(예를 들어, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C26, C28 등) 축합 고리 헤테로 아릴기로부터 선택되는 하나 또는 적어도 두 개의 조합이다.
앞에서 설명한 "치환 또는 비치환된" 기는 하나의 치환기로 치환할 수도 있고, 복수의 치환기로 치환할 수도 있으며, 치환기가 복수인 경우, 서로 다른 치환기로부터 선택할 수 있다. 본 발명에서 언급된 동일한 표현 방식은 모두 동일한 의미를 갖고 있으며, 치환기의 선택 범위는 모두 위에서 설명한 것과 같으며, 여기서는 설명을 생략한다.
본 발명에 있어서, 화학 원소에 대한 표현은 화학적 특성이 동일한 동위원소의 개념을 포함하고, 예를 들어, 수소(H)는 1H(프로튬 또는 H), 2H(듀테륨 또는 D) 등을 포함하고, 탄소(C)는 12C, 13C 등을 포함한다.
본 발명에 있어서, 헤테로 아릴기의 헤테로 원자는 일반적으로 N, O, S로부터 선택된다.
본 발명에 있어서, "-"로 표시된 고리 구조의 표현 방식은 연결점이 고리 구조에서 결합할 수 있는 임의의 위치에 있음을 나타낸다.
앞에서 설명한 C1-C20 사슬형 알킬기는 바람직하게는 C1-C10 사슬형 알킬기이고, 보다 바람직하게는 C1-C6 사슬형 알킬기이며, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 터트-부틸기, n-헥실기, n-옥틸기, n-펜틸기, n-헵틸기, n-노닐기, n-데실기 등이다.
앞에서 설명한 C3-C20 시클로알킬기는 바람직하게는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 및 시클로헥실이다.
앞에서 설명한 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기는 바람직하게는 C6-C20 아릴기이고, 바람직하게는, 상기 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라닐기(anthranyl), 페난트릴기, 인데닐기, 플루오레닐기 및 이의 유도체, 플루오란테닐기, 트리페닐렌기, 피레닐기, 페릴렌기, 크리세닐기(chrysenyl), 및 테트라세닐기(tetracenyl)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 비페닐기는 2-비페닐기, 3-비페닐기, 및 4-비페닐기로부터 선택되고, 상기 터페닐기는 p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, 및 m-터페닐-2-일기를 포함하며, 상기 나프틸기는 1-나프틸기 또는 2-나프틸기를 포함하고, 상기 안트라닐기는 1-안트라닐기, 2-안트라닐기, 및 9-안트라닐기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 플루오레닐기는 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기, 4-플루오레닐기, 및 9-플루오레닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 플루오레닐 유도체는 9,9'-디메틸플루오레닐기, 9,9'-스피로비플루오렌기, 및 벤조플루오렌기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 피레닐기는 1-피레닐기, 2-피레닐기, 및 4-피레닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 테트라세닐기는 1-테트라세닐기, 2-테트라세닐기, 및 9-테트라세닐기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
앞에서 설명한 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기는 바람직하게는 C4-C20 헤테로 아릴기이고, 바람직하게는, 상기 헤테로 아릴기는 푸릴기, 티에닐기, 피롤릴기, 벤조푸릴기, 벤조티에닐기, 이소벤조푸릴기, 인돌릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 및 이들의 유도체이며, 상기 카르바졸릴 유도체는 바람직하게는 9-페닐카르바졸기, 9-나프틸카르바졸기, 벤조카르바졸기, 디벤조카르바졸기, 또는 인돌로카르바졸기이다.
본 발명에 있어서, 나프탈렌 고리 상의 치환점의 부호 표기는 다음과 같다.
Figure pct00002
본 발명의 화합물 구조에서, 나프탈렌 고리의 1-자리에 치환기 Ar2를 도입하여 1-입체 장애의 크기를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 분자 왜곡도를 효과적으로 조절하여 분자 결정성을 감소시킬 수도 있다. 또한, 2-자리를 아릴아민기로 치환하고, 아릴아민기에 3치환형 구조(
Figure pct00003
)를 도입하여 분자의 입체 구조를 효과적으로 조절할 수 있고, 분자의 벌크 밀도를 향상시킬 수 있으므로, 이에 따라 설계된 물질이 소자의 물질에 대한 수요를 만족시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 1-자리 및 2-자리가 동시에 치환된 나프탈렌 모핵 구조는 Ar1, Ar2, R1 ~ R4 등의 치환기와 조합하여 최적의 효과를 달성할 수 있으며, 해당 물질을 유기 전계 발광 소자에 응용함으로써, 특히 전자 차단층으로서 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 시동 전압을 감소시킬 수 있으며, 소자의 사용 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물의 제조 공정은 간단하고, 원료를 쉽게 구할 수 있으며, 대량 생산 및 스케일업에 적합하다.
바람직하게는, 상기 L2는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C20 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 하나이고, 바람직하게는 단일 결합 또는 페닐렌기로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C20 헤테로 아릴기로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이다.
바람직하게는, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure pct00004
여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 L2는 단일 결합이고，상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 C10-C30 축합 고리 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C6-C30 축합 고리 헤테로 아릴기로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 L2는 단일 결합이고，상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이다.
바람직하게는, 상기 L2는 단일 결합이고，상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure pct00005
여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타낸다.
본 발명에 있어서, 점선으로 표시된 고리 구조의 표현 방식은 연결점이 고리 구조에서 결합할 수 있는 임의의 위치에 있음을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 L2는 페닐렌기이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 L2는 페닐렌기이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이다.
바람직하게는, 상기 L2는 페닐렌기이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure pct00006
여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 메틸기, 에틸기, 또는 페닐기로부터 선택되는 하나이다.
바람직하게는, 상기 R1, R2, 및 R3 모두 메틸기이다.
바람직하게는, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 9,9-디메틸플루오레닐렌기로부터 선택되는 하나이다.
바람직하게는, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure pct00007
여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 m은 0이다.
바람직하게는, 상기 화합물은 P1 ~ P777로 표시된 하기 구조들 중 어느 하나를 갖는다.
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
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Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
본 발명의 두번째 목적은 유기 전계 발광 소자에 적용되는 첫번째 목적에 따른 상기 화합물의 응용을 제공하는 것이다.
바람직하게는, 상기 화합물은 상기 유기 전계 발광 소자에서 전자 차단층 물질로서 사용된다.
본 발명의 세번째 목적은 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 삽입된 적어도 하나의 유기층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기층은 적어도 하나의 첫번째 목적에 따른 상기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명에 의해 제공되는 화학식 I의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 광도가 3000cd/m2에 도달하면, 구동 전압은 3.8V 또는 그 이하로 감소되며, 전류 효율은 18.2 cd/A 및 그 이상에 도달한다.
바람직하게는, 상기 유기층은 전자 차단층을 포함하고, 상기 전자 차단층은 적어도 하나의 첫번째 목적에 따른 화합물을 포함한다.
본 발명의 화합물은 유기 전계 발광 소자에 응용될 수 있을 뿐만 아니라, OFET(Organic field-effect transistor), 유기 박막 태양 전지, 정보 태그, 전자 인공 피부 시트, 시트형 스캐너 또는 전자 종이를 포함하는 다른 유형의 유기 전자 소자에 적용될 수도 있다.
구체적으로, 본 발명의 또 다른 기술형태는 기판 및 상기 기판 상에 순차적으로 형성된 애노드층, 복수의 발광 기능층, 및 캐소드층을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 상기 발광 기능층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 차단층, 및 전자 수송층 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 전자 차단층은 적어도 하나의 상술한 화합물을 포함한다.
OLED는 제1 전극과 제2 전극, 및 전극들 사이에 위치한 유기 물질층을 포함한다. 또한, 상기 유기 물질층은 복수의 영역으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 물질층은 정공 수송 영역, 발광층, 및 전자 수송 영역을 포함할 수 있다.
구체적인 실시예에서, 제1 전극 하방 또는 제2 전극 상방에 기판을 사용할 수 있다. 기판은 모두 기계적 강도, 열적 안정성, 방수성, 및 투명도가 우수한 유리 또는 중합체 재료이다. 또한, 디스플레이용 기판에는 박막 트랜지스터(TFT)가 부착될 수도 있다.
상기 제1 전극은 기판 상에 제1 전극으로 사용되는 물질을 스퍼터링 또는 침적하여 형성될 수 있다. 제1 전극이 애노드로 사용되는 경우, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등의 산화물 투명 도전성 물질 및 이들의 임의의 조합을 사용할 수 있다. 제1 전극이 캐소드로 사용되는 경우, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등과 같은 금속 또는 합금 및 이들의 임의의 조합을 사용할 수 있다.
유기 물질층은 진공 열증착, 스핀 코팅, 프린팅 등의 방법에 의해 전극 상에 형성될 수 있으며, 유기 물질층으로 사용되는 화합물은 유기 소분자, 유기 고분자, 중합체, 및 이들의 조합일 수 있다.
정공 수송 영역은 애노드와 발광층 사이에 위치한다. 정공 수송 영역은 하나의 화합물만을 포함하는 단층 정공 수송층 및 복수의 화합물을 포함하는 단층 정공 수송층을 포함하는 단층 구조의 정공 수송층(HTL)일 수 있다. 또한, 정공 수송 영역은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 차단층(EBL) 중 적어도 한 층을 포함하는 다층 구조일 수도 있으며, 전자 차단층은 본 발명의 화학식 I에 따른 화합물을 사용한다.
정공 수송 영역의 물질은 예를 들어, CuPc, 전도성 중합체 또는 폴리페닐렌비닐렌, 폴리아닐린/도데실벤젠설폰산(Pani/DBSA), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/캠퍼설폰산(Pani/CSA), 폴리아닐린/폴리(4-스티렌설포네이트)(Pani/PSS), 및 방향족 아민 유도체와 같은 전도성 도펀트를 포함한 중합체로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니다. 여기서, 방향족 아민 유도체는 HT-1 내지 HT-34로 표시된 바와 같은 화합물을 포함하거나 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
Figure pct00070
Figure pct00071
정공 주입층은 애노드와 정공 수송층 사이에 위치한다. 정공 주입층은 단일 화합물 물질일 수도 있고, 복수의 화합물의 조합일 수도 있다. 예를 들어, 정공 주입층은 앞에서 설명한 HT-1 내지 HT-34 중 하나 또는 복수의 화합물이거나 또는 하기 HI-1 내지 HI-3 중 하나 또는 복수의 화합물을 사용할 수 있으며, 또한 HT-1 내지 HT-34 중 하나 또는 복수의 화합물을 하기 HI-1 내지 HI-3 중 하나 또는 복수의 화합물로 도핑할 수도 있다.
Figure pct00072
발광층은 서로 다른 파장의 스펙트럼을 방출할 수 있는 발광 염료(즉, 도펀트, dopant)를 포함할 수 있고, 호스트 물질(Host)을 동시에 더 포함할 수도 있다. 발광층은 적색, 녹색, 청색 등의 단일 색을 방출하는 단색 발광층일 수 있다. 다양한 서로 다른 단색 발광층은 화소 패턴에 따라 평면적으로 배열될 수 있으며, 또한 적층되어 채색 발광층을 형성할 수도 있다. 서로 다른 색의 발광층이 적층되는 경우, 서로 이격될 수도 있고 서로 연결될 수도 있다. 또한, 발광층은 적색, 녹색, 청색과 같이 서로 다른 색을 동시에 발광할 수 있는 단일 채색 발광층일 수 있다.
서로 다른 기술에 따르면, 발광층 물질은 형광 발광 물질, 인광 발광 물질, 열 활성화 지연 형광 발광 물질 등 서로 다른 물질을 사용할 수 있다. 하나의 OLED 소자에서, 단일 발광 기술을 이용할 수 있고, 서로 다른 다양한 발광 기술들의 조합을 이용할 수도 있다. 이러한 기술에 따라 분류된 서로 다른 발광 물질은 동일한 색의 광을 방출하거나 서로 다른 색의 광을 방출할 수 있다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 형광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 형광 호스트 물질은 하기에 나열된 BFH-1 내지 BFH-17 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00073
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 형광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 형광 도펀트는 하기에 나열된 BFD-1 내지 BFD-12 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00074
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 호스트 물질은 GPH-1 내지 GPH-80 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
Figure pct00078
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트는 하기에 나열된 GPD-1 내지 GPD-47 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00079
Figure pct00080
여기서, D는 듀테륨이다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트는 하기에서 나열된 RPD-1 내지 RPD-28 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00081
Figure pct00082
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트는 하기에 나열된 YPD-1 내지 YPD-11 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00083
Figure pct00084
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 열활성화 지연 형광 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 형광 도펀트는 하기에 나열된 TDE-1 내지 TDE-39 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00085
Figure pct00086
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 열활성화 지연 형광 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 호스트 물질은 TDH1 내지 TDH24 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00087
Figure pct00088
OLED 유기 물질층은 발광층과 캐소드 사이에 위치한 전자 수송 영역을 더 포함할 수 있다. 전자 수송 영역은 단층 구조의 전자 수송층(ETL)일 수 있고, 하나의 화합물만을 함유하는 단층 전자 수송층과 복수의 화합물을 함유하는 단층 전자 수송층을 포함할 수 있다. 또한, 전자 수송 영역은, 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL), 및 정공 차단층(HBL) 중 적어도 한 층을 포함하는 다층 구조일 수도 있다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 전자 수송층의 물질은 하기에 나열된 ET-1 내지 ET-57 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
또한, 소자는 전자 수송층과 캐소드 사이에 위치한 전자 주입층을 더 포함할 수 있고, 전자 주입층 물질은 LiQ, LiF, NaCl, CsF, Li2O, Cs2CO3, BaO, Na, Li, 또는 Ca 중 하나 또는 복수의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명에 따른 상술한 형태는 하기와 같은 유익한 효과를 갖는다.
본 발명의 화합물 구조에서, 나프탈렌 고리의 1-자리에 치환기 Ar2를 도입하여 오르토 입체 장애의 크기를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 분자 왜곡도를 효과적으로 조절하여 분자 결정성을 감소시킬 수도 있다. 또한, 2-자리를 아릴아민기로 치환하고, 아릴아민기에 3치환형 구조의 도입으로 인해 분자의 입체 구조를 효과적으로 조절할 수 있고, 분자의 벌크 밀도를 향상시킬 수 있으므로, 이에 따라 설계된 물질이 소자의 물질에 대한 요구를 만족시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 1-자리 및 2-자리가 동시에 치환된 나프탈렌 모핵 구조는 Ar1, Ar2, R1 ~ R4 등의 치환기와 조합하여 최적의 효과를 달성할 수 있으며, 해당 물질을 유기 전계 발광 소자에 응용함으로써, 특히 전자 차단층으로서 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 시동 전압을 감소시킬 수 있으며, 소자의 사용 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물의 제조 공정은 간단하고, 원료를 쉽게 구할 수 있으며, 대량 생산 및 스케일업에 적합하다.
본 발명에 의해 제공되는 화학식 I의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 광도가 3000cd/m2에 도달하면, 구동 전압은 3.8V 또는 그 이하로 감소되며, 전류 효율은 18.2 cd/A 및 그 이상에 도달한다.
본 발명의 다른 일부 바람직한 실시예에서, 광전 성능이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 상기 유기 전계 발광 소자는 애노드층, 캐소드층, 및 상기 애노드층과 캐소드층 사이에 배치된 유기층을 포함한다.
상기 유기층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질 및 도핑 물질을 포함한다.
상기 호스트 물질은 제1 호스트 물질 및 제2 호스트 물질을 포함하고, 상기 제1 호스트 물질은 앞에서 설명한 화학식 I로 표시된 구조를 갖는다.
Figure pct00092
여기서, 상기 Ar1 및 Ar2는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택된다.
상기 L1는 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌기로부터 선택된다.
상기 L2는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 하나이다.
상기 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되는 어느 하나이다.
상기 m은 0 ~ 6의 정수이며, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5 등이다.
상기 R4는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Ar1, Ar2, L1, L2, R1, R2, R3, 및 R4에서, 상기 치환 또는 비치환된 치환기는 각각 독립적으로 할로겐기, C1-C10 사슬형 알킬기, C3-C10 시클로알킬기, C1-C10 알콕시기, C1-C10 티오알콕시기, C6-C30 아릴아미노기, C3-C30 헤테로 아릴아미노기, C6-C30 단일 고리 아릴기, C10-C30 축합 고리 아릴기, C3-C30 단일 고리 헤테로 아릴기, 및 C6-C30 축합 고리 헤테로 아릴기로부터 선택되는 하나 또는 적어도 두 개의 조합이다. "치환 또는 비치환된 치환기"는 "치환 또는 비치환"된 기가 치환된 기인 경우, 치환기의 선택 범위를 나타낸다.
상술한 "치환 또는 비치환된" 기는 하나의 치환기로 치환할 수도 있고, 복수의 치환기로 치환할 수도 있으며, 치환기가 복수인 경우, 서로 다른 치환기를 선택할 수 있다. 본 발명에서 언급된 동일한 표현 방식은 모두 동일한 의미를 갖고 있으며, 치환기의 선택 범위는 모두 위에서 설명한 것과 같으며, 여기서는 설명을 생략한다.
본 발명에 있어서, 화학 원소에 대한 표현은 화학적 특성이 동일한 동위원소의 개념을 포함하고, 예를 들어, 수소(H)는 1H(프로튬 또는 H), 2H(듀테륨 또는 D) 등을 포함하고, 탄소(C)는 12C, 13C 등을 포함한다.
본 발명에 있어서, 헤테로 아릴기의 헤테로 원자는 일반적으로 N, O, S로부터 선택된다.
본 발명에 있어서, "-"로 표시된 고리 구조의 표현 방식은 연결점이 고리 구조에서 결합할 수 있는 임의의 위치에 있음을 나타낸다.
앞에서 설명한 C1-C20 사슬형 알킬기는 바람직하게는 C1-C10 사슬형 알킬기이고, 보다 바람직하게는 C1-C6 사슬형 알킬기이며, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 터트-부틸기, n-헥실기, n-옥틸기, n-펜틸기, n-헵틸기, n-노닐기, n-데실기 등일 수 있다.
앞에서 설명한 C3-C20 시클로알킬기는 바람직하게는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 및 시클로헥실기이다.
앞에서 설명한 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기(아릴렌기)는 바람직하게는 C6-C20 아릴기(아릴렌기)이고, 바람직하게는, 상기 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 플루오레닐기 및 이의 유도체, 플루오란테닐기, 트리페닐렌기, 피레닐기, 페릴렌기, 크리세닐기(chrysenyl), 및 테트라세닐기(tetracenyl)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 비페닐기는 2-비페닐기, 3-비페닐기, 및 4-비페닐기로부터 선택되고, 상기 터페닐기는 p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, 및 m-터페닐-2-일기를 포함하며, 상기 나프틸기는 1-나프틸기 또는 2-나프틸기를 포함하고, 상기 안트라닐기는 1-안트라닐기, 2-안트라닐기, 및 9-안트라닐기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 플루오레닐기는 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기, 4-플루오레닐기, 및 9-플루오레닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 플루오레닐 유도체는 9,9-디메틸플루오렌기, 9,9-스피로비플로렌기, 및 벤조플루오렌기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 피레닐기는 1-피레닐기, 2-피레닐기, 및 4-피레닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 테트라세닐기는 1-테트라세닐기, 2-테트라세닐기, 및 9-테트라세닐기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 있어서, 상기 아릴기는 단일 고리 아릴기 및 축합 고리 아릴기를 포함하고， 또한, 상기 헤테로 아릴기는 단일 고리 헤테로 아릴기 및 축합 고리 헤테로 아릴기를 포함한다.
앞에서 설명한 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기(헤테로 아릴렌기)는 바람직하게는 C4-C20 헤테로 아릴기(헤테로 아릴렌기)이고, 바람직하게는, 상기 헤테로 아릴기는 푸릴기, 티에닐기, 피롤릴기, 벤조푸릴기, 벤조티에닐기, 이소벤조푸릴기, 인돌릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 및 이들의 유도체이며, 여기서, 상기 카르바졸릴기 유도체는 바람직하게는 9-페닐카르바졸기, 9-나프틸카르바졸기, 벤조카르바졸기, 디벤조카르바졸기, 또는 인돌로카르바졸기이다.
앞에서 설명한 C6-C30 아릴아미노기는 아릴기 및 아미노기를 연결시켜 형성된 기를 나타내고, 상기 연결 결합은 아미노기 상에 있을 수도 있고 아릴기 상에 있을 수도 있으며, C3-C30 헤테로 아릴아미노기도 동일하다.
앞에서 설명한 바람직한 실시예에 있어서, 이중 호스트 발광층을 사용한 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 여기서, 제1 호스트 물질은 화학식 I로 표시된 화합물을 사용하고, 상기 화합물은 상대적으로 높은 정공 이동율과 적절한 에너지 준위를 가지고 있어, 발광층 내부의 캐리어 분포를 조절할 수 있고, 이에 따라 캐리어 재결합 영역을 조절하며, 또한 높은 공간 벌크 구조를 갖고 있다. 제1 호스트 물질이 이중 호스트 중의 하나로서 적용되면, 제2 호스트 물질과 조합하여 발광층 내부의 캐리어 분포를 정확하게 조절함으로써, 유기 전계 발광 소자의 광 추출 효율을 향상시키고, 이에 따라 소자의 광전 성능을 향상시킨다.
바람직하게는, 화학식 I에서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이다.
및/또는, 화학식 I에서, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이고, 바람직하게는, 치환 또는 비치환된 나프틸기를 선택한다.
바람직하게는, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure pct00093
여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타낸다.
바람직하게는, 화학식 I에서, 상기 R1, R2, 및 R3는 독립적으로 메틸기, 에틸기, 또는 페닐기로부터 선택되는 하나이고, 바람직하게는, 모두 메틸기이다.
바람직하게는, 화학식 I에서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 9,9-디메틸플루오레닐렌기로부터 선택되는 하나이다.
바람직하게는, 화학식 I에서, 상기 L2는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3-C20 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 하나이고, 바람직하게는 단일 결합 또는 페닐렌기를 선택한다.
바람직하게는, 상기 제1 호스트 물질은 앞에서 설명한 화합물 P1 내지 화합물 P777 중 어느 하나 또는 적어도 두 가지의 조합으로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 제1 호스트 물질과 상기 제2 호스트 물질의 질량비는 0.01:1 ~ 1.5:1이고, 예를 들어, 0.05:1, 0.1:1, 0.2:1, 0.3:1, 0.4:1, 0.5:1, 0.6:1, 0.7:1, 0.8:1, 0.9:1, 1:1.0, 1.1:1, 1.2:1, 1.3:1, 1.4:1 등이고, 바람직하게는, 0.1:1 ~ 1:1이다.
본 발명에서 바람직하게는, 제1 호스트 물질(즉, 화학식 I의 화합물)과 상기 제2 호스트 물질의 질량비는 0.01:1 ~ 1.5:1이고, 앞에서 설명한 범위 내에서 소자의 광전 성능은 최적이다. 화학식 I의 화합물의 첨가량이 너무 많으면, 소자의 전압이 상승되어 소자의 효율이 낮아지게 되며, 첨가량이 너무 적으면, 소자의 효율이 현저하게 개선되지 못하게 된다.
바람직하게는, 상기 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 준위는 -5.3eV 내지 -5.7eV이고, 예를 들어, -5.4eV, -5.5eV, -5.6eV 등이다.
및/또는, 상기 제2 호스트 물질의 LUMO 에너지 준위는 -2.3eV 내지 -2.6eV이며, 예를 들어, -2.4eV, -2.5eV 등이다.
바람직하게는, 상기 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 준위는 -5.3eV 내지 -5.7eV이고, LUMO 에너지 준위는 -2.3eV 내지 -2.6eV이다.
본 발명에서 바람직하게는, 제2 호스트 물질은 앞에서 설명한 특정 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위를 갖고 있으므로, 제1 호스트 물질과 보다 잘 정합되고, 발광층 내부의 캐리어 분포를 보다 정확하게 조절할 수 있어, 유기 전계 발광 소자의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있고, 소자의 효율을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 호스트 물질은 하기 화합물 PH-1 내지 화합물 PH-85 중 어느 하나 또는 적어도 두 가지의 조합으로부터 선택된다.
Figure pct00094
Figure pct00095
Figure pct00096
Figure pct00097
바람직하게는, 상기 발광층의 두께는 10 ~ 65nm이고, 예를 들어, 15nm, 20nm, 25nm, 30nm, 35nm, 40nm, 45nm, 50nm, 55nm, 60nm 등이며, 바람직하게는 15 ~ 55nm이다.
앞에서 설명한 바람직한 실시예에서 발광층의 특정 물질 구성에 기초하여, 본 발명의 바람직한 발광층의 두께는 10 ~ 65nm이고, 해당 두께 범위 내에서 소자의 효율은 보다 향상된다. 두께가 너무 얇으면, 소자의 색도가 시프트되고 효율이 떨어질 수 있으며, 두께가 너무 두꺼우면, 소자의 전압이 높아지고 효율이 떨어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1 호스트 물질과 제2 호스트 물질을 공증착 또는 프리믹스하여 발광층을 얻을 수 있지만, 공증착 또는 프리믹스에 한정되지는 않는다.
바람직하게는, 상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 전자 수송층, 또는 전자 주입층 중 어느 하나 또는 적어도 두 가지의 조합을 더 포함한다.
OLED의 유기층은 복수의 영역으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 물질층은 정공 수송 영역, 발광층, 및 전자 수송 영역을 포함할 수 있다
구체적인 실시예에서, 제1 전극 하방 또는 제2 전극 상방에 기판을 사용할 수 있다. 기판은 모두 기계적 강도, 열적 안정성, 방수성, 및 투명도가 우수한 유리 또는 중합체 재료이다. 또한, 디스플레이용 기판에는 박막 트랜지스터(TFT)가 부착될 수도 있다.
상기 제1 전극은 기판 상에 제1 전극으로 사용되는 물질을 스퍼터링 또는 침적하여 형성될 수 있다. 제1 전극이 애노드로 사용되는 경우, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등의 산화물 투명 도전성 물질 및 이들의 임의의 조합을 사용할 수 있다. 제1 전극이 캐소드로 사용되는 경우, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 이테르븀(Yb), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등과 같은 금속 또는 합금 및 이들의 임의의 조합을 사용할 수 있다.
유기 물질층은 진공 열증착, 스핀 코팅, 프린팅 등의 방법에 의해 전극 상에 형성될 수 있으며, 유기 물질층으로 사용되는 화합물은 유기 소분자, 유기 고분자, 중합체, 및 이들의 조합일 수 있다.
정공 수송 영역은 애노드와 발광층 사이에 위치한다. 정공 수송 영역은 하나의 화합물만을 포함하는 단층 정공 수송층 및 복수의 화합물을 포함하는 단층 정공 수송층을 포함하는 단층 구조의 정공 수송층(HTL)일 수 있다. 또한, 정공 수송 영역은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 차단층(EBL) 중 적어도 한 층을 포함하는 다층 구조일 수도 있다. 여기서, HIL은 애노드와 HTL 사이에 위치하고, EBL은 HTL과 발광층 사이에 위치한다.
정공 수송 영역의 물질은 예를 들어, CuPc, 전도성 중합체 또는 폴리페닐렌비닐렌, 폴리아닐린/도데실벤젠설폰산(Pani/DBSA), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/캠퍼설폰산(Pani/CSA), 폴리아닐린/폴리(4-스티렌설포네이트)(Pani/PSS), 및 HT-1 내지 HT-51로 표시된 바와 같은 방향족 아민 유도체(여기서, HT-1 내지 HT-34는 앞에서 설명한 것과 같으며, HT-35 내지 HT-51은 하기 구조와 같음)로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
Figure pct00098
정공 주입층은 애노드와 정공 수송층 사이에 위치한다. 정공 주입층은 단일 화합물 물질일 수도 있고, 복수의 화합물의 조합일 수도 있다. 예를 들어, 정공 주입층은 앞에서 설명한 HT-1 내지 HT-51 중 하나 또는 복수의 화합물이거나 또는 앞에서 설명한 HI-1 내지 HI-3 중 하나 또는 복수의 화합물을 사용할 수 있으며, 또한 HT-1 내지 HT-51 중 하나 또는 복수의 화합물에 앞에서 설명한 HI-1 내지 HI-3 중 하나 또는 복수의 화합물을 도핑할 수도 있다.
발광층은 서로 다른 파장의 스펙트럼을 방출할 수 있는 발광 염료(즉, 도펀트 물질, dopant)를 포함할 수 있고, 호스트 물질(Host)을 동시에 더 포함할 수도 있다. 발광층은 적색, 녹색, 청색 등 단일 색을 방출하는 단색 발광층일 수 있다. 서로 다른 다양한 단색 발광층은 화소 패턴에 따라 평면적으로 배열되거나, 또는 적층되어 채색 발광층을 형성할 수도 있다. 서로 다른 색의 발광층이 적층되는 경우, 서로 이격될 수도 있고 서로 연결될 수도 있다. 또한, 발광층은 적색, 녹색, 청색과 같이 서로 다른 색을 동시에 발광할 수 있는 단일 채색 발광층일 수 있다.
서로 다른 기술에 따라, 발광층 물질은 인광 전계 발광 물질 등 서로 다른 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트 물질은 앞에서 설명한 GPD-1 내지 GPD-47 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트 물질은 앞에서 설명한 RPD-1 내지 RPD-28 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트 물질은 앞에서 나열된 YPD-1 내지 YPD-11 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
OLED 유기 물질층은 발광층과 캐소드 사이에 위치한 전자 수송 영역을 더 포함할 수 있다. 전자 수송 영역은 단층 구조의 전자 수송층(ETL)일 수 있고, 하나의 화합물만 함유하는 단층 전자 수송층과 복수의 화합물을 함유하는 단층 전자 수송층을 포함할 수 있다. 또한, 전자 수송 영역은, 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL), 및 정공 차단층(HBL) 중 적어도 한 층을 포함하는 다층 구조일 수도 있다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 전자 수송층 물질은 앞에서 설명한 ET-1 내지 ET-57 및 하기 ET-58 내지 ET-73으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 조합일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00099
Figure pct00100
또한, 소자는 전자 수송층과 캐소드 사이에 위치한 전자 주입층을 더 포함할 수 있고, 전자 주입층 물질은 LiQ, LiF, NaCl, CsF, Li2O, Cs2CO3, BaO, Na, Li, Ca, Mg, Yb 중 하나 또는 복수의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 목적의 하나에 따른 유기 전계 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
앞에서 설명한 바람직한 실시예에 있어서, 이중 호스트 발광층을 사용한 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 여기서, 제1 호스트 물질은 화학식 I로 표시된 화합물을 사용하고, 종래기술과 비교하여, 상기 화합물은 상대적으로 높은 정공 이동율과 적절한 에너지 준위를 가지고 있어, 발광층 내부의 캐리어 분포를 조절할 수 있고, 이에 따라 캐리어 재결합 영역을 조절하며, 또한 높은 공간 벌크 구조를 갖고 있다. 제1 호스트 물질이 이중 호스트로서 적용되면, 제2 호스트 물질과 조합하여 발광층 내부의 캐리어 분포를 정확하게 조절함으로써, 유기 전계 발광 소자의 광 추출 효율을 향상시키고, 이에 따라 소자의 광전 성능을 향상시킨다. 앞에서 설명한 바람직한 실시예에서 제공되는 유기 전계 발광 소자의 전류 효율은 모두 11.7cd/A 이상이고, 대부분은 15cd/A 이상이며, 최대 17cd/A 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 한 측면에 있어서, 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 상기 유기 전계 발광 소자는 비교적 높은 효율을 갖고 있다. 상기 유기 전계 발광 소자는 애노드층, 캐소드층, 및 상기 애노드층과 캐소드층 사이에 배치된 유기층을 포함한다.
상기 유기층은 화합물 I 및 화합물 II를 포함한다.
Figure pct00101
상기 Ar1 및 Ar2는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택된다.
상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌기로부터 선택된다.
상기 L2는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 하나이다.
상기 R1, R2, 및 R3는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되는 어느 하나이다.
상기 m은 0 ~ 6의 정수이며, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5 등이다.
상기 R4는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기로부터 선택되는 어느 하나이다.
상기 화합물 II는 하기 화학식(3)으로 표시된 구조를 갖고 있다.
Figure pct00102
상기 r은 0 ~ 6의 정수이고, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5 등이다.
상기 Ar3 내지 Ar5는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택된다.
상기 L3 ~ L5는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 어느 하나이다.
상기 R5는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되는 어느 하나이다.
여기서, 상기 Rx는 임의의 치환 가능한 위치에서의 치환기이며, 임의의 치환 가능한 위치는 예를 들어, 나프탈렌 고리, Ar3 내지 Ar5, L3 ~ L5, 및 R5 중 어느 하나의 치환 가능한 위치와 같은 점선 원안에 있는 구조의 치환 가능한 위치를 나타낸다. Rx의 개수는 y이고, y 는 1 내지 15의 정수(예를 들어, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개, 13개, 14개 등일 수 있음)이다. 상기 Rx는 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기로부터 선택된다.
상기 화학식 I 및 화학식(3)에서, Ar1 내지 Ar5, L1 내지 L5, R1, R2, R3, R4, R5, 및 Rx 중의 치환기는 독립적으로 할로겐기, C1-C10 사슬형 알킬기, C3-C10 시클로알킬기, C1-C10 알콕시기, C1-C10 티오알콕시기, C6-C30 아릴아미노기, C3-C30 헤테로 아릴아미노기, C6-C30 단일 고리 아릴기, C10-C30 축합 고리 아릴기, C3-C30 단일 고리 헤테로 아릴기, C6-C30 축합 고리 헤테로 아릴기로부터 선택되는 하나 또는 적어도 두 개의 조합이다.
상술한 "치환 또는 비치환된" 기는 하나의 치환기로 치환할 수도 있고, 복수의 치환기로 치환할 수도 있으며, 치환기가 복수인 경우, 서로 다른 치환기를 선택할 수 있다. 본 발명에서 언급된 동일한 표현 방식은 모두 동일한 의미를 갖고 있으며, 치환기의 선택 범위는 모두 위에서 설명한 것과 같으며, 여기서는 설명을 생략한다.
본 발명에 있어서, 화학 원소에 대한 표현은 화학적 특성이 동일한 동위원소의 개념을 포함하고, 예를 들어, 수소(H)는 1H(프로튬 또는 H), 2H(듀테륨 또는 D) 등을 포함하고, 탄소(C)는 12C, 13C 등을 포함한다.
본 발명에 있어서, 헤테로 아릴기의 헤테로 원자는 일반적으로 N, O, S로부터 선택된다.
본 발명에 있어서, "-"로 표시된 고리 구조의 표현 방식은 연결점이 고리 구조에서 결합할 수 있는 임의의 위치에 있음을 나타낸다.
앞에서 설명한 C1-C20 사슬형 알킬기는 바람직하게는 C1-C10 사슬형 알킬기이고, 보다 바람직하게는 C1-C6 사슬형 알킬기이며, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 터트-부틸기, n-헥실기, n-옥틸기, n-펜틸기, n-헵틸기, n-노닐기, n-데실기 등일 수 있다.
앞에서 설명한 C3-C20 시클로알킬기는 바람직하게는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 및 시클로헥실기이다.
앞에서 설명한 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기(아릴렌기)는 바람직하게는 C6-C20 아릴기이고, 바람직하게는, 상기 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 플루오레닐기 및 이의 유도체, 플루오란테닐기, 트리페닐렌기, 피레닐기, 페릴렌기, 크리세닐기(chrysenyl), 및 테트라세닐기(tetracenyl)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 비페닐기는 2-비페닐기, 3-비페닐기, 및 4-비페닐기로부터 선택되고, 상기 터페닐기는 p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, 및 m-터페닐-2-일기를 포함하며, 상기 나프틸기는 1-나프틸기 또는 2-나프틸기를 포함하고, 상기 안트라닐기는 1-안트라닐기, 2-안트라닐기, 및 9-안트라닐기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 플루오레닐기는 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기, 4-플루오레닐기, 및 9-플루오레닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 플루오레닐 유도체는 9,9'-디메틸플루오레닐기, 9,9'-스피로비플로렌기, 및 벤조플루오렌기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 피레닐기는 1-피레닐기, 2-피레닐기, 및 4-피레닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 테트라세닐기는 1-테트라세닐기, 2-테트라세닐기, 및 9-테트라세닐기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 있어서, 상기 아릴기는 단일 고리 아릴기 및 축합 고리 아릴기를 포함하고， 또한, 상기 헤테로 아릴기는 단일 고리 헤테로 아릴기 및 축합 고리 헤테로 아릴기를 포함한다.
앞에서 설명한 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기(헤테로 아릴렌기)는 바람직하게는 C4-C20 헤테로 아릴기이고, 바람직하게는, 상기 헤테로 아릴기는 푸릴기, 티에닐기, 피롤릴기, 벤조푸릴기, 벤조티에닐기, 이소벤조푸릴기, 인돌릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기 및 이들의 유도체이며, 여기서 상기 카르바졸릴 유도체는 바람직하게는 9-페닐카르바졸, 9-나프틸카르바졸, 벤조카르바졸, 디벤조카르바졸, 또는 인돌로카르바졸이다.
앞에서 설명한 C6-C30 아릴아미노기는 아릴기 및 아미노기를 연결시켜 형성된 기를 나타내고, 상기 연결 결합은 아미노기 상에 있을 수도 있고 아릴기 상에 있을 수도 있으며, C3-C30 헤테로 아릴아미노기도 동일하다.
본 실시예에서는 화합물 I과 화합물 II를 동시에 사용하여 유기층 물질로 한다. 여기서 화합물 I은 발광층 내부의 캐리어 분포를 조절할 수 있고, 이에 따라 캐리어 재결합 영역을 조절하며, 또한 높은 공간 벌크 구조를 갖고 있으며, 동시에, 화합물 II는 상대적으로 높은 분자 평면 전개 특성을 가지고 있어, 보다 빠른 정공 전달을 구현하고 정공 이동율을 향상시키며, 높은 삼중항 에너지 준위를 갖고 있어, 과잉 엑시톤을 막을 수 있으며, 두 가지를 조합 사용함으로써 소자의 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 화합물 I은 앞에서 설명한 P1 ~ P777로 표시된 구조 중 어느 하나를 갖는다.
바람직하게는, 상기 화합물 II는 A1 내지 A291로 표시된 구조 중 어느 하나를 갖는다.
Figure pct00103
Figure pct00104
Figure pct00105
Figure pct00106
Figure pct00107
Figure pct00108
Figure pct00109
Figure pct00110
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Figure pct00112
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Figure pct00114
Figure pct00115
Figure pct00116
Figure pct00117
Figure pct00118
Figure pct00119
Figure pct00120
Figure pct00121
Figure pct00122
Figure pct00123
Figure pct00124
Figure pct00125
Figure pct00126
Figure pct00127
바람직하게는, 상기 유기층은 발광층 및 전자 차단층을 포함한다.
바람직하게는, 상기 발광층은 화합물 I을 포함하고, 상기 전자 차단층은 화합물 II를 포함한다.
바람직하게는, 상기 발광층은 화합물 II를 포함하고, 상기 전자 차단층은 화합물 I을 포함한다.
본 발명의 바람직한 기술형태에 있어서, 화합물 I 및 화합물 II 중 하나는 발광층의 물질로 사용되고, 다른 하나는 전자 차단층의 물질로 사용되며, 이 두 가지 물질은 모두 정공 수송 특성을 가지고 있기 때문에, 각각 전자 차단층 및 발광층의 물질로서 빠른 전자 전달의 영향의 균형을 맞출 수 있으며, 이에 따라 재결합 중심의 위치가 발광층의 중심에서 발생하게 하여 소자의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 발광층은 제1 호스트 물질, 제2 호스트 물질, 및 도펀트 물질을 포함한다.
상기 제1 호스트 물질은 화합물 I이고, 상기 전자 차단층은 화합물 II를 포함하거나, 또는, 상기 제1 호스트 물질은 화합물 II이고, 상기 전자 차단층은 화합물 I을 포함한다.
또한 진일보로, 본 발명은 바람직하게 화합물 I 또는 화합물 II를 이중 호스트 발광층 중의 하나의 물질로 하여, 발광층 내부의 캐리어 분포를 보다 잘 조절할 수 있고, 이에 따라 캐리어 재결합 영역을 조절할 수 있으며, 또한 높은 공간 벌크 구조를 갖고 있어, 이중 호스트 중의 하나로서, 광추출 효율을 향상시킬 수 있으며, 다른 호스트 물질과 배합하여 낮은 그레이 스케일의 효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 소자의 효율 롤-오프 정도를 감소시켜 소자의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 제1 호스트 물질과 상기 제2 호스트 물질의 질량비는 0.01:1 ~ 1.5:1이고, 예를 들어, 0.05:1, 0.1:1, 0.15:1, 0.2:1, 0.25:1, 0.3:1, 0.35:1, 0.4:1, 0.45:1, 0.5:1, 0.55:1, 0.6:1, 0.65:1, 0.7:1, 0.75:1, 0.8:1, 0.85:1, 0.9:1, 0.95:1, 1:1, 1.05:1, 1.1:1, 1.15:1, 1.2:1, 1.25:1, 1.3:1, 1.35:1, 1.4:1, 1.45:1 등이고, 바람직하게는 0.1:1 ~ 1:1이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 기술형태에 있어서, 이중 호스트 발광층 중 화합물 I 또는 화합물 II의 첨가량은 앞에서 설명한 특정 범위 내에 있도록 선택되고, 해당 범위 내에서 소자의 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 첨가량이 너무 많으면, 정공 전송이 너무 빠르게 되어 오히려 소자 내부의 균형을 파괴하게 되며, 첨가량이 너무 적으면 조절의 효과를 달성하지 못하게 된다.
바람직하게는, 상기 제2 호스트 물질은 인광 물질을 포함한다.
바람직하게는, 앞에서 설명한 이중 호스트 발광층의 두께는 10 ~ 60nm이고, 예를 들어, 15nm, 20nm, 25nm, 30nm, 35nm, 40nm, 45nm, 50nm, 55nm 등이며, 바람직하게는 20 ~ 50nm이다.
바람직하게는, 본 발명에서 화합물 I 또는 화합물 II를 포함하는 발광층의 두께는 10 ~ 60nm이고, 해당 두께 범위 내에서 소자의 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 두께가 너무 얇으면, 내부 엑시톤이 충분히 재결합되지 않을 수 있고, 두께가 너무 두꺼우면, 정공과 전자 수송 과정이 길어지고 내부 손실이 증가될 수 있으며, 이는 모두 효율을 감소시키게 된다.
바람직하게는, 상기 전자 차단층의 두께는 2 ~ 100nm이고，예를 들어, 10nm, 20nm, 30nm, 40nm, 50nm, 60nm, 70nm, 80nm, 90nm 등이며, 바람직하게는, 3 ~ 90nm이다.
바람직하게는, 본 발명에서 화합물 I 또는 화합물 II를 포함하는 전자 차단층의 두께는 2 ~ 100nm이고, 해당 두께 범위 내에서 소자의 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 두께가 너무 얇으면, 내부 엑시톤이 충분히 재결합되지 않을 수 있고, 두께가 너무 두꺼우면, 정공과 전자 수송 과정이 길어지고 내부 손실이 증가될 수 있으며, 이는 모두 효율을 감소시키게 된다.
바람직하게는, 상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층을 더 포함한다.
바람직하게는, 화합물 I에서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이다.
바람직하게는, 화합물 I에서, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이고, 바람직하게는, 치환 또는 비치환된 나프틸기를 선택한다.
바람직하게는, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure pct00128
여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타낸다.
바람직하게는, 화학식 I에서, 상기 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 메틸기, 에틸기, 또는 페닐기로부터 선택되는 하나이고, 바람직하게는, 모두 메틸기이다.
바람직하게는, 화합물 I에서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 9,9-디메틸플루오레닐렌기로부터 선택되는 하나이다.
바람직하게는, 화합물 I에서, 상기 L2는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3-C20 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 하나이고, 바람직하게는 단일 결합 또는 페닐렌기를 선택한다.
바람직하게는, 화합물 II는 화학식(3-1)로 표시된 구조 상의 임의의 치환 가능한 위치에 적어도 하나의 Rx를 치환함으로써 형성된 화합물이다.
Figure pct00129
바람직하게는, 상기 Rx는 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure pct00130
여기서, 물결선 또는 * 표기는 기의 연결 결합을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 Ar3 내지 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이다.
Figure pct00131
여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 L3과 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 페닐렌기, 또는 나프틸렌기로부터 선택되고，바람직하게는 단일 결합이다.
바람직하게는, 상기 L5는 단일 결합이다.
OLED는 제1 전극과 제2 전극, 및 전극들 사이에 위치한 유기 물질층을 포함한다. 또한, 상기 유기 물질층은 복수의 영역으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 물질층은 정공 수송 영역, 발광층, 및 전자 수송 영역을 포함할 수 있다.
구체적인 실시예에서, 제1 전극 하방 또는 제2 전극 상방에 기판을 사용할 수 있다. 기판은 모두 기계적 강도, 열적 안정성, 방수성, 및 투명도가 우수한 유리 또는 중합체 재료이다. 또한, 디스플레이용 기판에는 박막 트랜지스터(TFT)가 부착될 수도 있다.
상기 제1 전극은 기판 상에 제1 전극으로 사용되는 물질을 스퍼터링 또는 침적하여 형성될 수 있다. 제1 전극이 애노드로 사용되는 경우, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등의 산화물 투명 도전성 물질 및 이들의 임의의 조합을 사용할 수 있다. 제1 전극이 캐소드로 사용되는 경우, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 이테르븀(Yb), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등과 같은 금속 또는 합금 및 이들의 임의의 조합을 사용할 수 있다.
유기 물질층은 진공 열증착, 스핀 코팅, 프린팅 등의 방법에 의해 전극 상에 형성될 수 있으며, 유기 물질층으로 사용되는 화합물은 유기 소분자, 유기 고분자, 중합체, 및 이들의 조합일 수 있다.
정공 수송 영역은 애노드와 발광층 사이에 위치한다. 정공 수송 영역은, 하나의 화합물만을 포함하는 단층 정공 수송층 및 복수의 화합물을 포함하는 단층 정공 수송층을 포함하는 단층 구조의 정공 수송층(HTL)일 수 있다. 또한, 정공 수송 영역은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 차단층(EBL) 중 적어도 한 층을 포함하는 다층 구조일 수도 있다. 여기서, HIL은 애노드와 HTL 사이에 위치하고, EBL은 HTL과 발광층 사이에 위치한다.
정공 수송 영역의 물질은 예를 들어, CuPc, 전도성 중합체 또는 폴리페닐렌비닐렌, 폴리아닐린/도데실벤젠설폰산(Pani/DBSA), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/캠퍼설폰산(Pani/CSA), 폴리아닐린/폴리(4-스티렌설포네이트)(Pani/PSS), 및 방향족 아민 유도체와 같은 전도성 도펀트를 포함한 중합체로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 방향족 아민 유도체는 HT-1 내지 HT-51로 표시된 바와 같은 화합물을 포함하거나 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
정공 주입층은 애노드와 정공 수송층 사이에 위치한다. 정공 주입층은 단일 화합물 물질일 수도 있고, 복수의 화합물의 조합일 수도 있다. 예를 들어, 정공 주입층은 앞에서 설명한 HT-1 내지 HT-51 중 하나 또는 복수의 화합물이거나 또는 앞에서 설명한 HI-1 내지 HI-3 중 하나 또는 복수의 화합물을 사용할 수 있으며, 또한 HT-1 내지 HT-51 중 하나 또는 복수의 화합물에 앞에서 설명한 HI-1 내지 HI-3 중 하나 또는 복수의 화합물을 도핑할 수도 있다.
발광층은 서로 다른 파장의 스펙트럼을 방출할 수 있는 발광 염료(즉, 도펀트, dopant)를 포함할 수 있고, 호스트 물질(Host)을 동시에 더 포함할 수도 있다. 발광층은 적색, 녹색, 청색 등 단일 색을 방출하는 단색 발광층일 수 있다. 다양한 서로 다른 단색 발광층은 화소 패턴에 따라 평면적으로 배열될 수 있으며, 또한 적층되어 채색 발광층을 형성할 수도 있다. 서로 다른 색의 발광층이 적층되는 경우, 서로 이격될 수도 있고 서로 연결될 수도 있다. 또한, 발광층은 적색, 녹색, 청색과 같이 서로 다른 색을 동시에 발광할 수 있는 단일 채색 발광층일 수 있다.
서로 다른 기술에 따르면, 발광층 물질로 인광 전계 발광 물질을 사용할 수 있다. 하나의 OLED 소자에서, 단일 발광 기술을 이용할 수 있고, 다양한 서로 다른 발광 기술들의 조합을 이용할 수도 있다. 이러한 기술에 따라 분류된 서로 다른 발광 물질은 동일한 색의 광을 방출하거나 서로 다른 색의 광을 방출할 수 있다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층의 제2 호스트 물질은 인광 물질이며, 상기 인광 물질은 PH-1 내지 PH-86 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pct00132
Figure pct00133
Figure pct00134
Figure pct00135
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트는 앞에서 설명한 GPD-1 내지 GPD-47 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트는 앞에서 설명한 RPD-1 내지 RPD-28 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 인광 전계 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 인광 도펀트는 앞에서 설명한 YPD-1 내지 YPD-11 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 발광층은 열 활성화 지연 형광 발광 기술을 이용한다. 상기 발광층의 호스트 물질은 앞에서 설명한 PH-1 내지 PH-86 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 전자 차단층(EBL)은 정공 수송층과 발광층 사이에 위치한다. 전자 차단층은 앞에서 설명한 화합물 I 및 화합물 II에 포함된 하나 또는 복수의 화합물을 사용할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
OLED 유기 물질층은 발광층과 캐소드 사이에 위치한 전자 수송 영역을 더 포함할 수 있다. 전자 수송 영역은 단층 구조의 전자 수송층(ETL)일 수 있고, 하나의 화합물만을 함유하는 단층 전자 수송층과 복수의 화합물을 함유하는 단층 전자 수송층을 포함할 수 있다. 또한, 전자 수송 영역은, 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL) 중 적어도 한 층을 포함하는 다층 구조일 수도 있다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 전자 수송층 물질은 앞에서 설명한 ET-1 내지 ET-65 중 하나 또는 복수의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 소자는 전자 수송층과 캐소드 사이에 위치한 전자 주입층을 더 포함할 수 있고, 전자 주입층 물질은 LiQ, LiF, NaCl, CsF, Li2O, Cs2CO3, BaO, Na, Li, Ca, Mg, Yb 중 하나 또는 복수의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 목적 중 하나에 따른 유기 전계 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명에 따른 상술한 바람직한 실시예는 하기와 같은 유익한 효과를 갖는다.
본 발명에서는 화합물 I과 화합물 II를 동시에 사용하여 유기층 물질로 한다. 여기서 화합물 I은 발광층 내부의 캐리어 분포를 조절할 수 있고, 이에 따라 캐리어 재결합 영역을 조절할 수 있으며, 또한 높은 공간 벌크 구조를 갖고 있고, 동시에, 화합물 II는 상대적으로 높은 분자 평면 전개 특성을 가지고 있어, 보다 빠른 정공 전달을 구현하고 정공 이동율을 향상시키며, 높은 삼중항 에너지 준위를 갖고 있어, 과잉 엑시톤을 막을 수 있으며, 두 가지를 조합하여 사용함으로써 소자의 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 예시적인 실시예 및 이에 대한 설명은 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명은 이에 부당하게 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 구체적인 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 개략적인 구조도이다.
여기서,
1, 애노드를 갖는 유리 기판 시트
2, 정공 주입층
3, 정공 수송층
4, 전자 차단층
5, 발광층
6, 전자 수송층
7, 전자 주입층
8, 캐소드층
9, 외부 전원
모순되지 않은 한, 본 출원의 실시예 및 실시예에서의 특징들은 서로 결합될 수 있다. 이하, 실시예와 결합하여 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이다.
본 발명의 화학식 I의 화합물의 대표적인 합성 경로는 다음과 같다.
Figure pct00136
여기서, R1, R2, R3, R4, L1, L2, Ar1, 및 Ar2는 모두 화학식 I에서의 부호와 동일한 의미를 갖고 있으며, Pd2(dba)3은 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)을 나타내고, IPr.HCl은 1,비스(2,디이소프로필페닐)이미다졸륨클로라이드를 나타내고, NaOBu-t는 나트륨 터트-부톡사이드를 나타내고, (t-Bu)3P는 트리터트-부틸포스핀을 나타낸다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 하기 합성예에 있어서 대표적인 화합물의 구체적인 합성 방법을 개략적으로 제공하였으며, 예를 들어, 3-브로모-9,9-디메틸플루오렌, 1,비스(2,디이소프로필페닐)이미다졸륨클로라이드, 트리스 (디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0), 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 트리터트-부틸포스핀, 포타슘/나트륨 터트-부톡사이드 등과 같은 합성예에서 사용된 용제 및 시약과 같은 화학 시약은 모두 중국내 화학 공업 제품 시장에서 구매하거나 맞춤형 제작할 수 있으며, 예를 들어, 국약그룹 시약회사, Sigma-Aldrich 회사, J&K Scientific 시약회사로부터 구입하거나, 중간체 M1 ~ M7은 시약회사에 의해 맞춤화할 수 있다. 또한, 당업자라면 공지된 방법을 통해 합성할 수도 있다.
합성예 1: 화합물 P1의 합성
Figure pct00137
1000mL의 1목 플라스크에 13.5g(50mmol)의 M1, 13.6g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디메틸플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 및 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M1-1을 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 23g(50mmol）의 M1-1, 11g(50mmol)의 4-브로모-터트-부틸벤젠, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P1을 획득한다.
M/Z 이론 값: 593, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 594.
합성예 2: 화합물 P2의 합성
Figure pct00138
1000mL의 1목 플라스크에 23g(50mmol)의 M1-1, 14.4g(50mmol)의 4-브로모-4'-터트-부틸비페닐, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P)， 500mL의 톨루엔， 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P2를 획득한다.
M/Z 이론 값: 669, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 670.
합성예 3: 화합물 P5의 합성
Figure pct00139
1000mL의 1목 플라스크에 23g(50mmol)의 M1-1, 14.5g(50mmol)의 2-브로모-5-터트-부틸비페닐, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P5를 획득한다.
M/Z 이론 값: 669, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 670.
합성예 4: 화합물 P6의 합성
Figure pct00140
1000mL의 1목 플라스크에 23g(50mmol)의 M1-1, 18.5g(50mmol)의 4-브로모-3-페닐-4'-터트-부틸비페닐, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P6을 획득한다.
M/Z 이론 값: 745, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 746.
합성예 5: 화합물 P7의 합성
Figure pct00141
1000mL의 1목 플라스크에 13.5g(50mmol)의 M1, 20g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디페닐플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M1-2를 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 29g(50mmol)의 M1-2, 11g(50mmol)의 4-브로모-터트-부틸벤젠, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P7을 획득한다.
M/Z 이론 값: 717, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 718.
합성예 6: 화합물 P15의 합성
Figure pct00142
1000mL의 1목 플라스크에 13.5g(50mmol)의 M1, 16.5g(50mmol)의 3-브로모-[6,7]-벤조-9,9-디메틸플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M1-3을 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 25.5g(50mmol)의 M1-3, 11g(50mmol)의 4-브로모-터트-부틸벤젠, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P15를 획득한다.
M/Z 이론 값: 643, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 644.
합성예 7: 화합물 P37의 합성
Figure pct00143
1000mL의 1목 플라스크에 16g(50mmol)의 M2, 13.5g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디메틸플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M2-1을 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 26g(50mmol)의 M2-1, 11g(50mmol)의 4-브로모-터트-부틸벤젠, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P37을 획득한다.
M/Z 이론 값: 649, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 650.
합성예 8: 화합물 P38의 합성
Figure pct00144
1000mL의 1목 플라스크에 26g(50mmol)의 M2-1, 14.5g(50mmol)의 4-브로모-4'-터트-부틸비페닐, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P38을 획득한다.
M/Z 이론 값: 725, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 726.
합성예 9: 화합물 P74의 합성
Figure pct00145
1000mL의 1목 플라스크에 15.5g(50mmol)의 M3, 13.5g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디메틸플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M3-1을 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 25g(50mmol)의 M3-1, 14.5g(50mmol)의 4-브로모-4'-터트-부틸비페닐, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P74를 획득한다.
M/Z 이론 값: 709, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 710.
합성예 10: 화합물 P253의 합성
Figure pct00146
1000mL의 1목 플라스크에 16.5g(50mmol)의 M4, 13.6g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디메틸플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M4-1을 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 26.5g(50mmol)의 M4-1, 11g(50mmol)의 4-브로모-터트-부틸벤젠, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P253을 획득한다.
M/Z 이론 값: 659, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 660.
합성예 11: 화합물 P284의 합성
Figure pct00147
1000mL의 1목 플라스크에 26.5g(50mmol)의 M4-1, 20g(50mmol)의 1-(4-브로모페닐)-1,1,1-트리페닐메탄, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P284를 획득한다.
M/Z 이론 값: 845, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 846.
합성예 12: 화합물 P375의 합성
Figure pct00148
1000mL의 1목 플라스크에 15g(50mmol)의 M5, 13.5g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디메틸플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M5-1을 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 25g(50mmol)의 M5-1, 14.5g(50mmol)의 2-페닐4-브로모터트-부틸벤젠, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P375를 획득한다.
M/Z 이론 값: 695, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 696.
합성예 13: 화합물 P322의 합성
Figure pct00149
1000mL의 1목 플라스크에 16.5g(50mmol)의 M7, 13.5g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디메틸플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M7-1을 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 26.5g(50mmol)의 M7-1, 14g(50mmol)의 1-(4-브로모페닐)-1,1-디메틸-1-페닐메탄, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P322를 획득한다.
M/Z 이론 값: 721, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 722.
합성예 14: 화합물 P323의 합성
Figure pct00150
1000mL의 1목 플라스크에 16.5g(50mmol)의 M7, 16.5g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디메틸-6,7-벤조플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M7-2를 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 29g(50mmol)의 M7-2, 12.7g(50mmol)의 1-(4-브로모페닐)-1,1,1-트리에틸 메탄, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P323을 획득한다.
M/Z 이론 값: 751, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 752.
합성예 15: 화합물 P20의 합성
Figure pct00151
1000mL의 1목 플라스크에 25.5g(50mmol)의 M1-3, 16g(50mmol)의 3-브로모-6-터트-부틸디벤조티오펜, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P20을 획득한다.
M/Z 이론 값: 749, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 750.
합성예 16: 화합물 P628의 합성
Figure pct00152
1000mL의 1목 플라스크에 13.5g(50mmol)의 M1, 16.5g(50mmol)의 3-브로모-9,9-디메틸-5,6-벤조플루오렌, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M1-4를 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 25.5g(50mmol)의 M1-4, 14.5g(50mmol)의 2-브로모-5-터트-부틸비페닐, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P628을 획득한다.
M/Z 이론 값: 719, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 720.
합성예 17: 화합물 P613의 합성
Figure pct00153
1000mL의 1목 플라스크에 13.5g(50mmol)의 M1, 12.3g(50mmol)의 3-브로모-디벤조푸란, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5g의 IPr.HCl, 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 90℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 M1-5를 획득한다.
1000mL의 1목 플라스크에 22g(50mmol)의 M1-5, 11g(50mmol)의 4-브로모-터트-부틸벤젠, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리 터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P613을 획득한다.
M/Z 이론 값: 567, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 568.
합성예 18: 화합물 P602의 합성
Figure pct00154
1000mL의 1목 플라스크에 21g(50mmol)의 M1-5, 14.5g(50mmol)의 4-브로모-4'-터트-부틸비페닐, 0.9g(1mmol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(즉, Pd2(dba)3), 0.5mL의 트리터트-부틸포스핀((t-Bu)3P), 500mL의 톨루엔, 14.4g(150mmol)의 나트륨 터트-부톡사이드(NaOBu-t)를 첨가하고, 진공에서 질소를 3번 교환하고, 110℃로 가열하여 5h 동안 반응시킨다. 반응 완료 후, 반응을 중지한다. 실온으로 냉각시키고 반응액을 분액하여 유기상을 농축시킨 후, 메탄올을 첨가하여 1h 동안 교반하고, 여과하여 담황색 분말의 P602를 획득한다.
M/Z 이론 값: 629, ZAB-HS형 질량 분석기(영국 Micromass 회사 제조) M/Z 실측 값: 630.
실시예 1
본 실시예는 유기 전계 발광 소자를 제공하며, 구체적인 제조 과정은 다음과 같다.
ITO 투명 전도층(애노드)으로 코팅된 유리 기판을 상업용 세척제에서 초음파 처리한 후, 탈이온수로 세정하고, 아세톤:에탄올 혼합 용제에서 초음파로 기름을 제거하고, 깨끗한 환경에서 수분이 완전히 제거될 때까지 베이킹하고, 자외선 및 오존으로 세척하고, 저-에너지 양이온 빔을 이용하여 표면에 충격을 가하였다.
앞에서 설명한 애노드를 갖는 유리 기판 시트를 진공 챔버 내에 배치하고, 1×10-5Pa 미만의 진공으로 배기한 후, 앞에서 설명한 애노드층 막에 HI-3을 진공 증착하여 정공 주입층으로 하되, 증착 속도는 0.1nm/s이고, 증착막의 두께는 10nm이다.
정공 주입층에 HT-4를 진공 증착하여 소자의 정공 수송층으로 하되, 증착 속도는 0.1nm/s이고, 증착막 총 두께는 80nm이다.
정공 수송층 위에 화합물 P1을 진공 증착하여 소자의 전자 차단층 물질로 하되, 증착 속도는 0.1nm/s이며, 증착막 총 두께는 80nm이다.
전자 차단층 위에 소자의 발광층을 진공 증착하되, 발광층은 호스트 물질 및 염료 물질을 포함한다. 멀티 소스 공증착법을 이용하여 호스트 물질 GPH-59의 증착 속도를 0.1nm/s로 조절하고, 염료 RPD-8의 증착 속도를 호스트 물질의 3% 비율로 설정하며, 증착막 총 두께는 30nm이다.
발광층 위에 소자의 전자 수송층 물질 ET-46을 진공 증착하되, 이의 증착 속도는 0.1nm/s이고, 증착막 총 두께는 30nm이다.
전자 수송층(ETL) 위에 두께가 0.5nm인 LiF를 진공 증착하여 전자 주입층으로 하고, 두께가 150nm인 Al층을 소자의 캐소드로 한다.
실시예 2 ~ 18 및 비교예 1 ~ 6에 의해 제공되는 유기 전계 발광 소자의 제조 과정은 실시예 1과 동일하며, 그 차이점은 전자 차단층 물질 화합물 P1을 각각 하기 표 1에 표시된 바와 같은 화합물로 대체하는 것이다.
비교예 1 ~ 6의 전자 차단층 물질의 구조는 다음과 같다.
Figure pct00155
여기서, R-1 및 R-2는 특허 출원 CN109749735A의 화합물 39 및 화합물 94를 참조하였고, R-3 내지 R-6은 특허 출원 CN110511151A의 화합물 P405, P389, P406, 및 화합물 P418을 참조하였다.
앞에서 설명한 과정에 의해 제조된 유기 전계 발광 소자에 대해 다음과 같은 성능 측정을 진행하였다.
같은 광도에서, 계측기(Keithley2400) 및 광도계(ST-86LA형 광도계, 베이징 사범대학 광전자기기 공장)를 이용하여 실시예 1 ~ 18 및 비교예 1 ~ 6에서 제조된 유기 전계 발광 소자의 구동 전압 및 전류 효율을 측정하였다. 구체적으로, 초당 0.1V의 속도로 전압을 증가시켜, 유기 전계 발광 소자의 광도가 3000 cd/m2에 도달하였을 때의 전압, 즉 구동 전압을 측정하고, 동시에 이 때의 전류 밀도를 측정하였다. 광도와 전류 밀도의 비율이 즉 전류 효율이며, 측정 결과는 표 1과 같다.
전자 차단층 물질 전압/V 전류 효율/cd/A
비교예 1 R-1 5.3 11
비교예 2 R-2 5.8 10.1
비교예 3 R-3 3.3 19.0
비교예 4 R-4 3.1 19.3
비교예 5 R-5 3.4 18.5
비교예 6 R-6 3.5 17.8
실시예 1 P1 3.3 19.5
실시예 2 P2 3.2 20.1
실시예 3 P5 3.4 19.0
실시예 4 P6 3.5 18.2
실시예 5 P7 3.4 19.3
실시예 6 P15 3.3 19.4
실시예 7 P20 3.4 18.7
실시예 8 P37 3.2 19.8
실시예 9 P38 3.1 20.3
실시예 10 P74 3.3 19.6
실시예 11 P253 3.2 19.7
실시예 12 P284 3.5 19.5
실시예 13 P322 3.6 19.4
실시예 14 P323 3.6 19.5
실시예 15 P375 3.5 20.0
실시예 16 P613 3.4 19.9
실시예 17 P628 3.3 18.9
실시예 18 P602 3.5 18.4
표 1의 데이터로부터 알 수 있다시피, 본 발명의 화합물이 유기 전계 발광 소자의 전자 차단층 물질로 사용되는 경우, 소자의 광도가 3000cd/m2에 도달하면, 구동 전압은 3.8V 이하로 감소되며, 전류 효율은 18.2cd/A 이상에 도달하여, 구동 전압을 효과적으로 향상시키고, 전류 효율을 향상시키며, 성능이 우수한 전자 차단층 물질이다.
비교예 1의 화합물 R-1은 실시예 18의 화합물 P602와 비교할 때, 차이점은 화합물 R-1의 구조에서 나프탈렌의 1-위치는 치환되지 않고, 4-위치는 벤젠고리로 치환된 것이며, 상기 화합물이 유기 전계 발광 소자의 전자 차단층 물질로 사용되는 경우, 소자의 구동 전압은 5.3V이고, 전류 효율은 11cd/A이다. 상기 화합물의 시작 전압 및 전류 효율은 P602보다 떨어지는데, 이는 화합물 P602가 보다 우수한 공간 벌크를 갖고 있어 정공 수송 성능을 향상시킬 수 있는 것으로 고려할 수 있다.
비교예 2의 화합물 R-2의 아릴아민기는 나프탈렌 고리의 1-위치에 치환되고, 벤젠고리는 2-위치 및 3-위치에 치환되며, 터트-부틸 구조인 치환기를 함유하지 않으며, 상기 화합물이 유기 전계 발광 소자의 전자 차단층 물질로 사용되는 경우, 소자의 구동 전압은 5.8V, 전류 효율은 10.1cd/A로, 실시예 1 ~ 18보다 효과가 현저히 떨어진다.
비교예 3의 화합물 R-3은 실시예 1의 화합물 P1와 비교할 때, 차이점은 N과 연결되는 페닐기의 4-위치에 터트-부틸 치환이 없다는 것이다. 상기 화합물이 유기 전계 발광 소자의 전자 차단층 물질로 사용되는 경우, 소자의 구동 전압은 3.3V, 전류 효율은 19cd/A이다. 상기 화합물의 전류 효율은 P1보다 떨어지는데, 이는 화합물 P1 중 4-위치 터트-부틸이 강한 전자 공여 능력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 분자 공간 벌크 구조를 개선시킬 수 있어, 물질의 정공 수송 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것으로 고려할 수 있다.
비교예 4의 화합물 R-4는 실시예 2의 화합물 P2와 비교할 때, 차이점은 N과 연결되는 비페닐측에 터트-부틸 치환이 없다는 것이다. 상기 화합물이 유기 전계 발광 소자의 전자 차단층 물질로 사용되는 경우, 소자의 구동 전압은 3.1V, 전류 효율은 19.3cd/A이다. 상기 화합물의 전류 효율은 P2보다 떨어지는데, 이는 화합물 P2 중 4-위치 터트-부틸이 전자 공여 능력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 분자 공간 벌크 구조를 개선시킬 수 있어, 물질의 정공 수송 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것으로 고려할 수 있다.
비교예 5의 화합물 R-5는 실시예 3의 화합물 P5와 비교할 때, 차이점은 N과 연결되는 비페닐의 4-위치에 터트-부틸 치환이 없다는 것이다. 상기 화합물이 유기 전계 발광 소자의 전자 차단층 물질로 사용되는 경우, 소자의 구동 전압은 3.4V, 전류 효율은 18.5cd/A이다. 상기 화합물의 전류 효율은 P5보다 떨어지는데, 이는 화합물 P5 중 4-위치 터트-부틸이 강한 전자 공여 능력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 분자 공간 벌크 구조를 개선시킬 수 있어, 물질의 정공 수송 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것으로 고려할 수 있다.
비교예 6의 화합물 R-6은 실시예 4의 화합물 P6와 비교할 때, 차이점은 질소와 연결되는 2-페닐비페닐의 말단에 터트-부틸 치환이 없다는 것이다. 상기 화합물이 유기 전계 발광 소자의 전자 차단층 물질로 사용되는 경우, 소자의 구동 전압은 3.5V, 전류 효율은 17.8cd/A이다. 상기 화합물의 전류 효율은 P6보다 떨어지는데, 이는 화합물 P6 중의 터트-부틸이 전자 공여 능력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 분자 공간 벌크 구조를 개선시킬 수 있어, 물질의 정공 수송 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것으로 고려할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의해 제공되는 화합물에서, 나프탈렌 고리의 1-위치에 Ar2를 치환하고, 2-위치에 아릴아민 및 터트-부틸 구조 치환기를 치환하는 것은, 화합물을 유기 전계 발광 소자에 적용하여 우수한 성능을 갖게 하는 중요한 요인임을 알 수 있을 것이다.
실시예 19
본 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 애노드를 갖는 유리 기판 시트(1), 정공 주입층(2), 정공 수송층(3), 전자 차단층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7), 캐소드층(8), 및 외부 전원(9)을 포함한다.
앞에서 설명한 유기 전계 발광 소자의 제조 과정은 다음과 같다.
ITO 투명 전도층으로 코팅된 유리 기판을 상업용 세척제에서 초음파 처리한 후, 탈이온수로 세정하고, 아세톤:에탄올 혼합 용제에서 초음파로 기름을 제거하고, 깨끗한 환경에서 수분이 완전히 제거될 때까지 베이킹하고, 자외선 및 오존으로 세척하고, 저-에너지 양이온 빔을 이용하여 표면에 충격을 가하였다.
앞에서 설명한 애노드를 갖는 유리 기판 시트를 진공 챔버 내에 배치하고, 1×10-5Pa 미만의 진공으로 배기한 후, 앞에서 설명한 애노드층 막에 순차적으로 HT-4:HI-3(97/3, w/w) 혼합물을 10nm의 정공 주입층으로, 화합물 HT-4를 60nm의 정공 수송층으로, 화합물 HT-48을 5nm의 전자 차단층으로, PH-34:P1:RPD-10(100:30:3，w/w/w) 삼원 혼합물을 40nm의 발광층으로, ET-23을 5nm의 정공 차단층으로, 화합물 ET-69:ET-57(50/50，w/w) 혼합물을 25nm의 전자 수송층으로, LiF를 1nm의 전자 주입층으로, 금속 알루미늄을 150nm의 캐소드로 진공 열 증착하였다. 모든 유기층과 LiF의 증착 총 속도는 0.1nm/초로 제어되었고, 금속 전극의 증착 속도는 1nm/초로 제어되었다. 여기서, "97/3, w/w"는 질량비가 97:3임을 나타낸다.
실시예 19 ~ 42, 비교예 7 ~ 8 및 실시예 19의 차이점은 각각 표 3에 표시되어 있고, 표 3에 언급되지 않은 부분은 모두 실시예 19와 동일하다.
성능 테스트
(1) 앞에서 설명한 실시예와 비교예에서 사용된 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위는 표 2에 상세하게 표시되어 있다.
HOMO 에너지 준위(eV) LUMO 에너지 준위(eV)
PH-34 -5.4eV -2.4eV
PH-27 -5.2eV -2.2eV
(2) 같은 광도에서, 실시예와 비교예에서 제조된 유기 전계 발광 소자의 전류 효율을 측정하였다. 구체적으로, 초당 0.1V의 속도로 전압을 증가시켜, 유기 전계 발광 소자의 광도가 3000cd/m2에 도달했을 때의 전류 밀도를 측정하였고, 광도 및 전류 밀도의 비율이 즉 전류 효율이다. 측정 결과는 표 3과 같다.
화합물 번호 발광층 호스트 물질 및 비율 (w/w) 발광층 두께
nm		 요구광도
cd/m2 		전류 효율
cd/A
비교예 7 PH-34 40 3000 10.36
비교예 8 P1 40 10.11
실시예 19 P1:PH-34=30:100 40 17.68
실시예 20 P1:PH-34=80:100 40 15.73
실시예 21 P1:PH-34=30:100 50 15.21
실시예 22 P1:PH-34=1:100 40 15.47
실시예 23 P1:PH-34=150:100 40 15.08
실시예 24 P1:PH-34=10:100 40 17.29
실시예 25 P1:PH-34=100:100 40 17.81
실시예 26 P1:PH-34=0.9:100 40 11.7
실시예 27 P1:PH-34=160:100 40 13
실시예 28 P1:PH-34=30:100 10 15.86
실시예 29 P1:PH-34=30:100 65 15.47
실시예 30 P1:PH-34=30:100 15 16.9
실시예 31 P1:PH-34=30:100 55 17.03
실시예 32 P1:PH-34=30:100 9 12.74
실시예 33 P1:PH-34=30:100 66 12.87
실시예 34 P1:PH-27=30:100 40 14.56
실시예 35 P12:PH-34=30:100 40 16.38
실시예 36 P23:PH-34=30:100 40 16.9
실시예 37 P25:PH-34=30:100 40 15.34
실시예 38 P56:PH-34=30:100 40 16.64
실시예 39 P68:PH-34=30:100 40 16.25
실시예 40 P107:PH-34=30:100 40 15.86
실시예 41 P142:PH-34=30:100 40 17.03
실시예 42 P509:PH-34=30:100 40 15.6
비교예 7은 단일 호스트 소자이고, PH-34와 RPD-10의 질량비는 130:3이며, 또한, 비교예 8도 단일 호스트 소자이고, P1과 RPD-10의 질량비는 130:3이다.
표 3으로부터 알 수 있다시피, 본 발명에서 제공되는 이중 호스트 발광층을 함유한 유기 전계 발광 소자는 우수한 광전 성능을 갖고 있으며, 그의 전류 효율은 모두 11.7cd/A 이상이고, 대부분은 15cd/A 이상이며, 최대 17cd/A 이상일 수 있다. 비교예 7과 비교예 8에서 단일 호스트 소자를 사용하는 것은 본 발명의 효과보다 현저히 떨어진다.
실시예 19, 22 ~ 27의 비교를 통해 알 수 있다시피, 제1 호스트 물질과 제2 호스트 물질의 질량비가 0.01:1 ~ 1.5:1인 경우(실시예 19, 22 ~ 27), 소자의 효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 그 중 0.1:1 ~ 1:1(실시예 19, 24 및 25)인 경우 효과가 가장 최적이다.
실시예 19, 28 ~ 33의 비교를 통해 알 수 있다시피, 이중 호스트 발광층의 두께가 10 ~ 65nm인 경우(실시예 19, 28 ~ 31), 소자의 효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 그 중, 두께가 15 ~ 55nm 범위(실시예 19, 30 및 31)에서 효과가 가장 최적이다.
실시예 19 및 실시예 34의 비교를 통해 알 수 있다시피, 제2 호스트 물질이 특정한 LUMO 에너지 준위 및 HOMO 에너지 준위를 만족하는 경우(실시예 19), 소자의 효율을 보다 향상시키는데 더 유리하다.
하기 실시예에서, 화합물 I의 합성 방법은 앞에서 설명한 바와 같으며, 화합물 II의 합성 방법은 출원 공개번호가 CN110950762A인 중국 특허 출원(출원번호는 201910857132.9임)을 참조하였다.
실시예 43
본 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 애노드를 갖는 유리 기판 시트(1), 정공 주입층(2), 정공 수송층(3), 전자 차단층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7), 캐소드층(8), 및 외부 전원(9)을 포함한다.
앞에서 설명한 유기 전계 발광 소자의 제조 과정은 다음과 같다.
ITO 투명 전도층으로 코팅된 유리 기판을 상업용 세척제에서 초음파 처리한 후, 탈이온수로 세정하고, 아세톤:에탄올 혼합 용제에서 초음파로 기름을 제거하고, 깨끗한 환경에서 수분이 완전히 제거될 때까지 베이킹하고, 자외선 및 오존으로 세척하고, 저-에너지 양이온 빔을 이용하여 표면에 충격을 가하였다.
앞에서 설명한 애노드를 갖는 유리 기판 시트를 진공 챔버 내에 배치하고, 1×10-5Pa 미만의 진공으로 배기한 후, 앞에서 설명한 애노드층 막에 순차적으로 HT-4:HI-3(97/3, w/w) 혼합물을 10nm의 정공 주입층으로, 화합물 HT-4를 60nm의 정공 수송층으로, 화합물 A1을 60nm의 전자 차단층으로, PH86:P1:RPD-10(1:0.01:0.05，w/w/w） 삼원 혼합물을 30nm의 발광층(여기서, PH86 및 P1은 호스트 물질임)으로, 화합물 ET-61:ET-57(50/50, w/w) 혼합물을 25nm의 전자 수송층으로, LiF를 1nm의 전자 주입층으로, 금속 알루미늄을 150nm의 캐소드로 진공 열 증착하였다. 모든 유기층과 LiF의 증착 총 속도는 0.1nm/초로 제어되었고, 금속 전극의 증착 속도는 1nm/초로 제어되었다.
실시예 44 ~ 68, 비교예 9 ~ 12 및 실시예 43의 차이점은 각각 표 4에 표시되어 있고, 표 4에 언급되지 않은 부분은 모두 실시예 43과 동일하다.
성능 테스트
같은 광도에서, 실시예와 비교예에서 제조된 유기 전계 발광 소자의 외부 양자 효율(EQE，%)을 측정하였고, 광도는 3000cd/m2로 요구하였다.
발광층 물질 및
비율		 전자
차단층
물질		 발광층
두께(nm)		 전자 차단층
두께(nm)		 EQE %
비교예 9 PH86 HT5 30 60 12.76
비교예 10 PH86:A1=1:0.3 HT5 30 60 11.98
비교예 11 PH86:P1=1:0.3 HT5 30 60 12.66
비교예 12 PH86:HT-10=1:0.3 A1 30 60 11.87
실시예 43 PH86:P1=1:0.01 A1 30 60 15.33
실시예 44 PH86:P1=1:0.1 A1 30 60 16.67
실시예 45 PH86:P1=1:0.3 A1 30 60 19.63
실시예 46 PH86:P1=1:1 A1 30 60 19.22
실시예 47 PH86:P1=1:1.5 A1 30 60 18.58
실시예 48 PH86:P1=1:0.3 A1 10 60 18.96
실시예 49 PH86:P1=1:0.3 A1 20 60 19.10
실시예 50 PH86:P1=1:0.3 A1 50 60 18.92
실시예 51 PH86:P1=1:0.3 A1 60 60 18.23
실시예 52 PH86:P1=1:0.3 A1 30 2 15.49
실시예 53 PH86:P1=1:0.3 A1 30 3 16.03
실시예 54 PH86:P1=1:0.3 A1 30 90 18.85
실시예 55 PH86:P1=1:0.3 A1 30 100 17.98
실시예 56 PH86:A1=1:0.3 P1 30 60 18.18
실시예 57 P1:RPD-10=1:5 A1 30 60 14.42
실시예 58 A1:RPD-10=0.3:0.05 P1 30 60 14.64
실시예 59 PH86:P1=1:0.005 A1 30 60 13.28
실시예 60 PH86:P1=1:1.51 A1 30 60 13.87
실시예 61 PH86:P1=1:0.3 A1 9 60 14.10
실시예 62 PH86:P1=1:0.3 A1 61 60 14.55
실시예 63 PH86:P1=1:0.3 A1 9 1 13.98
실시예 64 PH86:P1=1:0.3 A1 30 101 13.87
실시예 65 PH86:P2=1:0.3 A3 30 60 16.28
실시예 66 PH86:P5=1:0.3 A8 30 60 15.46
실시예 67 PH86:P6=1:0.3 A35 30 60 15.89
실시예 68 PH86:P32=1:0.3 A56 30 60 16.00
표 4로부터 알 수 있다시피, 본 발명은 화합물 I과 화합물 II를 유기 전계 발광 소자에 사용하여, 외부 양자 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 이에 따라 소자의 성능을 향상시킬 수 있으며, 최종적으로 소자의 에너지 소모를 감소시키고 광도를 향상시키는 우수한 특성으로 표현되며, 우수한 성능을 갖는 전자 차단층 및 발광층 물질로서, 소자의 외부 양자 효율이 19%에 도달할 수 있다.
비교예 10과 실시예 56의 차이점은 단지 전자 차단층 물질이 HT5인 것이고, 그 외부 양자 효율은 실시예 14에 비해 현저히 떨어진다. 비교예 11과 실시예 45의 차이점은 단지 전자 차단층 물질이 HT5인 것이며, 그 외부 양자 효율은 실시예 45에 비해 현저히 떨어진다. 비교예 4와 실시예 45의 차이점은 단지 호스트 물질이 PH86 및 HT-10인 것이며, 그 외부 양자 효율은 실시예 45에 비해 현저히 떨어진다. 앞에서 설명한 결과에 따르면, 본 발명에서 화합물 I과 화합물 II를 배합하여 소자의 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있으나, 어느 하나를 교체하게 되면 모두 효율이 감소된다는 것을 알 수 있을 것이다.
실시예 45 및 실시예 57, 실시예 56 및 실시예 58 의 비교를 통해 알 수 있다시피, 화합물 I 또는 화합물 II를 이중 호스트 발광층에 적용하는 경우, 소자 효율(실시예 45, 실시예 56)을 보다 향상시킬 수 있는데, 단독으로 사용하는 경우 효과는 떨어지게 된다(실시예 57, 실시예 58).
실시예 43 ~ 47, 실시예 59 및 실시예 60의 비교를 통해 알 수 있다시피, 상기 제1 호스트 물질과 상기 제2 호스트 물질의 질량비가 0.01:1 ~ 1.5:1(실시예 43 ~ 47)인 경우, 외부 양자 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 첨가량이 너무 적거나(실시예 59) 너무 높으면(실시예 60) 효율이 떨어지게 된다.
실시예 45, 실시예 48 ~ 51 및 실시예 61, 62의 비교를 통해 알 수 있다시피, 발광층의 두께가 10 ~ 60nm(실시예 45, 실시예 48 ~ 51)로 제어될 경우, 소자의 외부 양자 효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 두께가 너무 얇거나(실시예 61) 너무 두꺼우면(실시예 62) 효율이 떨어지게 된다.
실시예 45, 실시예 52 ~ 55 및 실시예 61, 64의 비교를 통해 알 수 있다시피, 전자 차단층의 두께가 2 ~ 100nm(실시예 45, 실시예 52 ~ 55)로 제어될 경우, 소자의 외부 양자 효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 두께가 너무 얇거나(실시예 63) 너무 두꺼우면(실시예 64) 효율이 떨어지게 된다.
상기 설명은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니고, 당업자라면, 본 발명에 대한 다양한 수정 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 취지 및 원칙 내에서 이루어진 임의의 수정, 등가 교체 및 개선 등은 모두 본 개시의 보호범위에 속한다.

Claims (32)

  1. 하기 화학식 I로 표시된 구조를 갖는 화합물로서,
    Figure pct00156

    화학식 I에서, 상기 Ar1 및 Ar2는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되고,
    화학식 I에서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌기로부터 선택되며,
    화학식 I에서, 상기 L2는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 하나이고,
    화학식 I에서, 상기 R1, R2, 및 R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2-C10 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10 알키닐기, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, C1-C20 실릴기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되는 어느 하나이며, 상기 R1, R2, 및 R3은 서로 고리로 연결되거나 또는 고리로 연결되지 않으며,
    화학식 I에서, 상기 m은 0 ~ 6의 정수이며,
    화학식 I에서, 상기 R4 는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2-C10 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10 알키닐기, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 실릴기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되는 하나이며,
    Ar1, Ar2, L1, L2, R1, R2, R3, 및 R4에서, 상기 치환기는 각각 독립적으로 할로겐기, C1-C10 사슬형 알킬기, C3-C10 시클로알킬기, C1-C10알콕시기, C1-C10 티오알콕시기, C6-C30 아릴아미노기, C3-C30 헤테로 아릴아미노기, C6-C30 단일 고리 아릴기, C10-C30 축합 고리 아릴기, C3-C30 단일 고리 헤테로 아릴기, 및 C6-C30 축합 고리 헤테로 아릴기로부터 선택되는 하나 또는 적어도 두 개의 조합인 것을 특징으로 하는
    화합물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 L2는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3-C20 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 하나이고,
    바람직하게는 단일 결합 또는 페닐렌기를 선택하는 것을 특징으로 하는
    화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C20 헤테로 아릴기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이고,
    바람직하게는, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이며,
    Figure pct00157

    여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타내는 것을 특징으로 하는
    화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 L2는 단일 결합이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 C10-C30 축합 고리 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C6-C30 축합 고리 헤테로 아릴기로부터 선택되며,
    바람직하게는, 상기 L2는 단일 결합이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이고,
    바람직하게는, 상기 L2는 단일 결합이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이며,
    Figure pct00158

    여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타내는 것을 특징으로 하는
    화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 L2는 페닐렌기이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되고,
    바람직하게는, 상기 L2는 페닐렌기이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이고,
    바람직하게는, 상기 L2는 페닐렌기이고, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이며,
    Figure pct00159

    여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타내는 것을 특징으로 하는
    화합물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 메틸기, 에틸기, 또는 페닐기로부터 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는
    화합물.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 R1, R2, 및 R3은 모두 메틸기임을 특징으로 하는
    화합물.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 9,9-디메틸플루오레닐렌기로부터 선택되는 하나이며,
    상기 L1은 치환 또는 비치환된 하기 기로부터 선택되는 어느 하나이며,
    Figure pct00160

    여기서, 점선은 기의 연결 결합을 나타내는 것을 특징으로 하는
    화합물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 m은 0임을 특징으로 하는
    화합물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 P1 ~ P777로 표시된 구조들 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure pct00161

    Figure pct00162

    Figure pct00163

    Figure pct00164

    Figure pct00165

    Figure pct00166

    Figure pct00167

    Figure pct00168

    Figure pct00169

    Figure pct00170

    Figure pct00171

    Figure pct00172

    Figure pct00173

    Figure pct00174

    Figure pct00175

    Figure pct00176

    Figure pct00177

    Figure pct00178

    Figure pct00179

    Figure pct00180

    Figure pct00181

    Figure pct00182

    Figure pct00183

    Figure pct00184

    Figure pct00185

    Figure pct00186

    Figure pct00187

    Figure pct00188

    Figure pct00189

    Figure pct00190

    Figure pct00191

    Figure pct00192

    Figure pct00193

    Figure pct00194

    Figure pct00195

    Figure pct00196

    Figure pct00197

    Figure pct00198

    Figure pct00199

    Figure pct00200

    Figure pct00201

    Figure pct00202

    Figure pct00203

    Figure pct00204

    Figure pct00205

    Figure pct00206

    Figure pct00207

    Figure pct00208

    Figure pct00209

    Figure pct00210

    Figure pct00211

    Figure pct00212

    Figure pct00213

    Figure pct00214

    Figure pct00215

    Figure pct00216

    Figure pct00217

    Figure pct00218

    Figure pct00219

    Figure pct00220

    Figure pct00221

    Figure pct00222
  12. 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 삽입된 적어도 하나의 유기층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 유기층은 적어도 하나의 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유기층은 전자 차단층을 포함하고,
    상기 전자 차단층은 적어도 하나의 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극은 애노드층이고, 상기 제2 전극은 캐소드층이며,
    상기 유기층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질 및 도펀트 물질을 포함하며,
    상기 호스트 물질은 제1 호스트 물질 및 제2 호스트 물질을 포함하고, 상기 제1 호스트 물질은 제1 항에 따른 화합물인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    화학식 I에서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이고, 및/또는,
    화학식 I에서, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트라닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 카르바졸릴기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기, 스피로플루오레닐기, 트리페닐렌기, 플루오란테닐기, 벤조-9,9-디메틸플루오레닐기, 벤조스피로플루오레닐기로부터 선택되는 어느 하나이고, 바람직하게는, 치환 또는 비치환된 나프틸기를 선택하는 것을 특직으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    화학식 I에서, 상기 R1, R2, 및 R3는 독립적으로 메틸기, 에틸기, 또는 페닐기로부터 선택되는 하나이고, 바람직하게는, 모두 메틸기임을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 제1 호스트 물질은 제11항에 따른 화합물로부터 선택되는 어느 하나 또는 적어도 두 가지의 조합인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  18. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 호스트 물질과 상기 제2 호스트 물질의 질량비는 0.01:1 ~ 1.5:1이고, 바람직하게는, 0.1:1 ~ 1:1인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 준위는 -5.3eV 내지 -5.7eV이고, 및/또는,
    상기 제2 호스트 물질의 LUMO 에너지 준위는 -2.3eV 내지 -2.6eV이며,
    바람직하게는, 상기 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 준위는 -5.3eV 내지 -5.7eV이고, LUMO 에너지 준위는 -2.3eV 내지 -2.6eV인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 호스트 물질은 하기 화합물 PH-1 내지 화합물 PH-85로부터 선택되는 어느 하나 또는 적어도 두 가지의 조합인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    Figure pct00223

    Figure pct00224

    Figure pct00225

    Figure pct00226
  21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층의 두께는 10 ~ 65nm이고, 바람직하게는, 15 ~ 55nm 인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  22. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 전자 수송층, 또는 전자 주입층 중 어느 하나 또는 적어도 두 가지의 조합을 더 포함하고,
    상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층, 상기 전자 차단층, 상기 발광층, 상기 전자 수송층, 및 상기 전자 주입층은 상기 애노드층으로부터 상기 캐소드층으로의 방향으로 순차적으로 배열되는 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극은 애노드층이고, 상기 제2 전극은 캐소드층이며,
    상기 유기층은 화합물 I 및 화합물 II를 포함하고, 상기 화합물 I은 제1항에 따른 화합물이며,
    상기 화합물 II는 하기 화학식(3)으로 표시된 구조를 갖고 있으며,
    Figure pct00227

    상기 r은 0 ~ 6의 정수이고,
    상기 Ar3 내지 Ar5는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되며,
    상기 L3 ~ L5는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴렌기로부터 선택되는 어느 하나이고,
    상기 R5는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 사슬형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-C30 헤테로 아릴기로부터 선택되는 어느 하나이며,
    상기 y는 1 내지 15의 정수이고, 상기 Rx는 임의의 치환 가능한 위치에서의 치환기이며, 적어도 하나의 Rx는 치환 또는 비치환된 C3-C20 시클로알킬기로부터 선택되고,
    상기 화학식 I 및 상기 화학식(3)에서, Ar1 내지 Ar5, L1 내지 L5, R1, R2, R3, R4, R5, 및 Rx에서, 상기 치환기는 독립적으로 할로겐기, C1-C10 사슬형 알킬기, C3-C10 시클로알킬기, C1-C10 알콕시기, C1-C10 티오알콕시기, C6-C30 아릴아미노기, C3-C30 헤테로 아릴아미노기, C6-C30 단일 고리 아릴기, C10-C30 축합 고리 아릴기, C3-C30 단일 고리 헤테로 아릴기, C6-C30 축합 고리 헤테로 아릴기로부터 선택되는 하나 또는 적어도 두 개의 조합인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 화합물 I은 제11항에 따른 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 화합물 II는 하기 A1 내지 A291로 표시된 구조 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    Figure pct00228

    Figure pct00229

    Figure pct00230

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    Figure pct00249

    Figure pct00250

    Figure pct00251

    Figure pct00252
  26. 제23항에 있어서,
    상기 캐소드층으로부터 상기 애노드층으로의 방향으로, 상기 유기층은 순차적으로 발광층 및 전자 차단층을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 화합물 I을 포함하고, 상기 전자 차단층은 상기 화합물 II를 포함하거나, 또는,
    상기 발광층은 상기 화합물 II를 포함하고, 상기 전자 차단층은 상기 화합물 I을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 발광층은 제1 호스트 물질, 제2 호스트 물질, 및 도펀트 물질을 포함하고,
    상기 제1 호스트 물질은 상기 화합물 I이고, 상기 전자 차단층은 상기 화합물 II를 포함하거나, 또는,
    상기 제1 호스트 물질은 상기 화합물 II이고, 상기 전자 차단층은 상기 화합물 I을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제1 호스트 물질과 상기 제2 호스트 물질의 질량비는 0.01:1 ~ 1.5:1이고, 바람직하게는 0.1:1 ~ 1:1인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 발광층의 두께는 10 ~ 60nm이고, 바람직하게는, 20 ~ 50nm인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 전자 차단층의 두께는 2 ~ 100nm이고, 바람직하게는, 3 ~ 90nm인 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층을 더 포함하고,
    상기 애노드층으로부터 상기 캐소드층으로의 방향으로, 상기 유기층은 순차적으로 상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층, 상기 전자 차단층, 상기 발광층, 상기 전자 수송층, 및 상기 전자 주입층을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유기 전계 발광 소자.
  32. 제14항 내지 제22항 중 어느 한 항 또는 제25항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 유기 전계 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210154289A (ko) * 2020-06-11 2021-12-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 아민 화합물
CN114031609A (zh) * 2021-12-14 2022-02-11 北京燕化集联光电技术有限公司 一种含咔唑及喹唑啉类结构化合物及其应用
CN115521212B (zh) * 2022-04-19 2024-03-22 陕西莱特光电材料股份有限公司 有机材料、电子元件及电子装置
CN115583887A (zh) * 2022-09-23 2023-01-10 吉林奥来德光电材料股份有限公司 一种有机电致发光化合物及其制备方法和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5691192B2 (ja) * 2010-02-24 2015-04-01 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびその用途
KR20190052505A (ko) * 2017-11-08 2019-05-16 에스에프씨 주식회사 아민 치환기를 갖는 나프탈렌 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
CN109912431B (zh) * 2019-04-09 2022-11-15 江苏三月科技股份有限公司 一种含萘的三芳胺类有机化合物及其应用
CN110511151B (zh) * 2019-04-30 2020-10-09 北京鼎材科技有限公司 一种化合物、包含其的有机电致发光器件及其应用
CN113045436A (zh) * 2019-09-10 2021-06-29 北京鼎材科技有限公司 有机化合物及含有其的有机电致发光器件

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