WO2014025231A2 - 신규한 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치 - Google Patents

신규한 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a novel compound, a light emitting device and an electronic device including the same, and more particularly to a compound for an organic light emitting device, a light emitting device and an electronic device comprising the same.
  • a light emitting device includes a light emitting layer including two electrodes facing each other and a light emitting compound interposed between the electrodes. When a current flows between the electrodes, the light emitting compound generates light.
  • the display device using the light emitting device does not need a separate light source device, and thus the weight, size, and thickness of the display device can be reduced.
  • the display device using the light emitting device has an advantage of excellent viewing angle, contrast ratio, color reproducibility, and the like, and lower power consumption than the display device using the backlight and the liquid crystal.
  • the light emitting device may further include a hole transport layer disposed between the anode and the light emitting layer.
  • the hole transport layer may stabilize an interface between the anode and the light emitting layer and minimize an energy barrier therebetween.
  • the light emitting device has a short light emitting life, low power efficiency and low thermal stability (heat resistance).
  • various compounds have been developed as materials of the light emitting device, but there are limitations in manufacturing a light emitting device that satisfies all of the light emission life, power efficiency and thermal stability.
  • an object of the present invention is to provide a novel compound for improving the ability to inject and transport holes in a light emitting device.
  • Another object of the present invention is to provide a light emitting device comprising the compound.
  • Still another object of the present invention is to provide an electronic device including the light emitting device.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently * -L b -Z, hydrogen, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, an alke having 2 to 60 carbon atoms An alkyl group or an alkynyl group having 2 to 60 carbon atoms, at least one of R 1 , R 2 , R 3, and R 4 represents * -L b -Z,
  • Z is represented by hydrogen, the following formula (2) or (3),
  • X represents O, S, NL d -Ar 3 or Si (R 10 ) (R 11 ),
  • Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each independently represent * -A 1 -A 2 -A 3 -A 4 ,
  • a 1 , A 2 and A 3 are each independently a single bond, -O-, -S-, a linear or branched alkylene group having 1 to 60 carbon atoms (-(CH 2 ) j- , where j is Integer from 1 to 60), arylene group having 6 to 60 carbon atoms, heteroarylene group having 2 to 60 carbon atoms, cycloalkylene group having 3 to 60 carbon atoms, heterocycloalkylene group having 2 to 60 carbon atoms, adamantyl A benzene group, a bicycloalkylene group having 7 to 60 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 60 carbon atoms, or an alkynylene group having 2 to 60 carbon atoms, and
  • a 4 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 60 carbon atoms, a heterocycloalkyl group having 2 to 60 carbon atoms, An adamantyl group, a bicycloalkyl group having 7 to 60 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 60 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 60 carbon atoms,
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 60 carbon atoms, an alkoxy having 2 to 60 carbon atoms A silyl group, a cycloalkyl group having 3 to 60 carbon atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, or a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, and
  • n represents an integer of 0 to 4
  • L a , L b , L c and L d are each independently L 1 , L 2 , L 3 and L 4 each independently represent a single bond, —O—, —S—, an arylene group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroarylene group having 2 to 60 carbon atoms, and 2 to C carbon atoms.
  • p, q, r and s each independently represent an integer of 0 to 2
  • One or more of hydrogen of R 1 to R 4 , L a and Ar 1 of Formula 1 may each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • a light emitting device includes a hole transport layer including a first electrode, a second electrode, a light emitting layer, and the compound represented by the formula (1).
  • the first electrode and the second electrode may face each other, the emission layer may be interposed between the first and second electrodes, and the hole transport layer may be disposed between the first electrode and the emission layer. .
  • the hole transport layer may include a first layer comprising the compound and a P-type dopant, and a second layer comprising the compound.
  • the first layer may be disposed between the first electrode and the light emitting layer
  • the second layer may be disposed between the first layer and the light emitting layer.
  • the second layer may further include a dopant of the same type or different from the P-type dopant of the first layer.
  • an electronic device may include a hole transport layer including the compound represented by Chemical Formula 1.
  • the novel compound of the present invention can improve the ability to inject and / or transport holes in the light emitting device.
  • the light emitting efficiency of the light emitting device may be improved, and the life may be increased.
  • the thermal stability (heat resistance) of the light emitting device can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for describing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.
  • novel compound according to the present invention is represented by the following formula (1).
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently * -L b -Z, hydrogen, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, an alke having 2 to 60 carbon atoms An alkyl group or an alkynyl group having 2 to 60 carbon atoms, at least one of R 1 , R 2 , R 3, and R 4 represents * -L b -Z,
  • Z is represented by hydrogen, the following formula (2) or (3),
  • X represents O, S, NL d -Ar 3 or Si (R 10 ) (R 11 ),
  • Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each independently represent * -A 1 -A 2 -A 3 -A 4 ,
  • a 1 , A 2 and A 3 are each independently a single bond, -O-, -S-, a linear or branched alkylene group having 1 to 60 carbon atoms (-(CH 2 ) j- , where j is Integer from 1 to 60), arylene group having 6 to 60 carbon atoms, heteroarylene group having 2 to 60 carbon atoms, cycloalkylene group having 3 to 60 carbon atoms, heterocycloalkylene group having 2 to 60 carbon atoms, adamantyl A benzene group, a bicycloalkylene group having 7 to 60 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 60 carbon atoms, or an alkynylene group having 2 to 60 carbon atoms, and
  • a 4 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 60 carbon atoms, a heterocycloalkyl group having 2 to 60 carbon atoms, An adamantyl group, a bicycloalkyl group having 7 to 60 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 60 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 60 carbon atoms,
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 60 carbon atoms, an alkoxy having 2 to 60 carbon atoms A silyl group, a cycloalkyl group having 3 to 60 carbon atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, or a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, and
  • n represents an integer of 0 to 4
  • L a , L b , L c and L d are each independently L 1 , L 2 , L 3 and L 4 each independently represent a single bond, —O—, —S—, an arylene group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroarylene group having 2 to 60 carbon atoms, and 2 to C carbon atoms.
  • p, q, r and s each independently represent an integer of 0 to 2.
  • One or more of hydrogen of R 1 to R 4 , L a and Ar 1 of Formula 1 may each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • aryl group is defined as a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon.
  • aryl group examples include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanathryl group, a naphthacenyl group, and a pyrenyl group.
  • Tolyl group biphenyl group, terphenyl group, terphenyl group, chrycenyl group, spirobifluorenyl group, fluoranthenyl group, fluoranthenyl group, fluore Fluorenyl group, perylenyl group, indenyl group, azulenyl group, azulenyl group, heptalenyl group, phenalenyl group, phenanthrenyl group, phenanthrenyl group group).
  • Heteroaryl group refers to "aromatic heterocycle” or “heterocyclic” derived from a monocyclic or condensed ring.
  • the heteroaryl group may include at least one of nitrogen (N), sulfur (S), oxygen (O), phosphorus (P), selenium (Se), and silicon (Si) as a hetero atom.
  • heteroaryl group examples include pyrrolyl, pyridyl, pyridazinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, triazolyl, tetrazolyl, benzotriazolyl, pyrazolyl, imidazolyl and benz Imidazolyl, indolyl, isoindolinyl, indolinyl, furinyl, indazolyl, quinolyl, isoquinolinyl, quinolinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, quinox Salinyl, quinazolinyl, cinnaolinyl, pterridyl, imidazotriazinyl, pyrazinopyridazinyl, acridinyl, phenanthridinyl, carbazolyl, carbazolinyl, pyrimididi Nitrogen-containing heteroaryl groups including a nil group, a n
  • heteroaryl group thiazolyl group, isothiazolyl group, benzothiazolyl group, benzthiadiazolyl group, phenothiazinyl group, isoxazolyl group, furazanyl group, phenoxazinyl group, oxa
  • heteroaryl group thiazolyl group, isothiazolyl group, benzothiazolyl group, benzthiadiazolyl group, phenothiazinyl group, isoxazolyl group, furazanyl group, phenoxazinyl group, oxa
  • At least two or more heteros such as a zolyl group, a benzooxazolyl group, an oxadiazolyl group, a pyrazolooxazolyl group, an imidazothiazolyl group, a thienofuranyl group, a furyrrolyl group, a pyridoxazinyl group, a dithien
  • alkyl group is defined as a functional group derived from linear or branched saturated hydrocarbons.
  • alkyl group examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1 , 2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, 2-ethylpropyl group, n-hexyl group, 1-methyl-2-ethylpropyl group, 1-ethyl-2-methylpropyl Group, 1,1,2-trimethylpropyl group, 1-propylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 2,2- Dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1,
  • arylene group is defined as a divalent substituent derived from the aryl group described above.
  • heteroarylene group is defined as a divalent substituent derived from the heteroaryl group described above.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may include a compound represented by the following Chemical Formula 4.
  • X represents O, S, NL d -Ar 3 or Si (R 10 ) (R 11 ),
  • R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms,
  • R 5 , R 6 , R 10 and R 11 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, a cyclo having 3 to 30 carbon atoms
  • n represents an integer of 0 to 4
  • L a , L b and L d each independently represent a single bond, an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, or a heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms,
  • Ar 1 and Ar 3 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, or 2 to 30 carbon atoms Heterocycloalkyl group having 30.
  • At this time, at least one of the hydrogen of R 1 , R 2 , R 5 , R 6 , L a , L b , X and Ar 1 of Formula 4 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, 2 to 6 carbon atoms Alkenyl group having 1 to 6, alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, aryl group having 6 to 30 carbon atoms, heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, aryl having 6 to 30 carbon atoms It may be substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of thio group, alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, halogen group, cyano group, nitro group, hydroxy group and carboxyl group.
  • R 1 , R 2 , Ar 1 and Ar 3 may be each independently selected from the structure of Table 1 below.
  • substituent No. 5 in Table 1 specifically, the substituent may be represented by the following Chemical Formula 1-5a or the following Chemical Formula 1-5b.
  • L a , L b and L d may be each independently selected from a single bond or a structure of Table 2 below.
  • adjacent benzene rings may be connected to have a linear shape as a whole by being connected to a para position.
  • the plurality of benzene rings may be connected to each other so as not to be limited only to the para position, and as a whole, L a , L b, and L d of Formula 4 may be independently bent.
  • Substituent No. 7 in Table 2 may be represented by the following Chemical Formula 2-7a or the following Chemical Formula 2-7b.
  • substituent group 8 of Table 2 may be represented by the following Chemical Formula 2-8a or the following Chemical Formula 2-8b.
  • substituent 9 of Table 2 may be represented by the formula 2-9a or the formula 2-9b.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may include a compound represented by the following Chemical Formula 5.
  • Y 1 and Y 2 each independently represent O, S, NL f -Ar 4 or Si (R 12 ) (R 13 ),
  • L a , L b , L e, and L f each independently represent a single bond, an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, or a heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms,
  • Ar 1 and Ar 4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms or 2 to A heterocycloalkyl group having 30,
  • R 12 and R 13 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, and 2 to 30 carbon atoms Heterocycloalkyl group having an aryl group, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms or a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms,
  • One or more of the hydrogens of Y 1 , Y 2 , L a , L b , L e, and Ar 1 of Formula 5 may be each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and 1 carbon atom.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be represented by the following Chemical Formula 6.
  • R 1 , R 2 , R 8 and R 9 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, a cyclo having 3 to 30 carbon atoms
  • L a and L c each independently represent a single bond, an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, or a heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms,
  • L b is L 1 , L 2 , L 3, and L 4 each independently represent a single bond, —O—, —S—, an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, a heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms, and 2 to C carbon atoms.
  • p, q, r and s each independently represent an integer of 0 to 2
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, or 2 to 30 carbon atoms A heterocycloalkyl group having 30,
  • One or more of hydrogen of R 1 , R 2 , R 8 , R 9 , L a , L b , L c , Ar 1, and Ar 2 of Formula 6 may each independently have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and have 2 carbon atoms.
  • arylthio group having, an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen group, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group or a carboxy group.
  • L 1 , L 2 , L 3, and L 4 of L b may be each independently selected from a single bond or a structure of Table 3 below.
  • the compound represented by Formula 1 may be selected from the structures of Table 4 below.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the light emitting device 100 includes a first electrode 20, a hole transporting layer 30, a light emitting layer 40, and a second electrode 50 formed on the base substrate 10.
  • the light emitting device 100 may be an organic light emitting diode (OLED).
  • the first electrode 20 may be formed on the base substrate 10 with a conductive material.
  • the first electrode 20 may be a transparent electrode.
  • the first electrode 20 may be formed of indium tin oxide (ITO).
  • the first electrode 20 may be an opaque (reflective) electrode.
  • the first electrode 20 may have an ITO / silver (Ag) / ITO structure.
  • the first electrode 20 may be an anode of the light emitting device 100.
  • the hole transport layer 30 is formed on the first electrode 20 and is interposed between the first electrode 20 and the light emitting layer 40.
  • the hole transport layer 30 includes a compound represented by the following Chemical Formula 1 as a hole transport compound.
  • the compound represented by the said Formula (1) is substantially the same as what was demonstrated above as a novel compound which concerns on this invention. Therefore, detailed description of each of R 1 to R 4 , L a, and Ar 1 is omitted.
  • the wavelength of the light emitted by the light emitting layer 40 may vary depending on the type of the compound forming the light emitting layer 40.
  • the second electrode 50 may be formed on the light emitting layer 40 with a conductive material.
  • the second electrode 50 may be an opaque (reflective) electrode.
  • the second electrode 50 may be an aluminum electrode.
  • the first electrode 20 is an opaque electrode
  • the second electrode 50 may be a transparent or translucent electrode.
  • the second electrode 50 may have a thickness of 100 kPa to 150 kPa, and may be an alloy including magnesium and silver.
  • the second electrode 50 may be a cathode of the light emitting device 100.
  • An electron transport layer and / or an electron injection layer may be formed between the emission layer 40 and the second electrode 50 as an electron transport layer.
  • the light emitting device 100 When a current flows between the first and second electrodes 20 and 50 of the light emitting device 100, holes and holes injected from the first electrode 20 into the light emitting layer 40 are formed. Electrons injected into the emission layer 40 from the second electrode 50 combine to form excitons. In the process of transferring the excitons to the ground state, light having a wavelength in a specific region is generated. In this case, the excitons may be singlet excitons, and may also be triplet excitons. Accordingly, the light emitting device 100 may provide light to the outside.
  • the light emitting device 100 includes an electron transporting layer (ETL) and an electron injecting layer (EIL) disposed between the light emitting layer 40 and the second electrode 50. It may further include.
  • the electron transport layer and the electron injection layer may be sequentially stacked on the light emitting layer 40.
  • the light emitting device 100 may include a first blocking layer (not shown) disposed between the first electrode 20 and the light emitting layer 40 and / or the light emitting layer 40 and the second electrode 50. It may further include a second blocking layer (not shown) disposed between.
  • the first blocking layer is disposed between the hole transport layer 30 and the light emitting layer 40, and electrons injected from the second electrode 50 pass through the light emitting layer 40. It may be an electron blocking layer (EBL) that prevents the inflow into the transport layer 30. In addition, the first blocking layer may be an exciton blocking layer that prevents excitons formed in the light emitting layer 40 to diffuse in the direction of the first electrode 20 to prevent the excitons from extinction.
  • EBL electron blocking layer
  • the first blocking layer may include the compound according to the present invention described above.
  • the second blocking layer is disposed between the light emitting layer 40 and the second electrode 50, specifically, the light emitting layer 40 and the electron transporting layer so that holes are formed from the first electrode 20 to the light emitting layer 40. It may be a hole blocking layer (HBL) to prevent the flow into the electron transport layer via). In addition, the second blocking layer may be an exciton blocking layer which prevents excitons formed in the emission layer 40 from diffusing in the direction of the second electrode 50 to prevent the excitons from extinction.
  • HBL hole blocking layer
  • Adjusting the thickness of each of the first and second blocking layers according to the resonance length of the light emitting device 100 may increase the light emission efficiency and adjust the excitons to be formed at the center of the light emitting layer 40. Can be.
  • the light emitting device 102 includes a first electrode 20, a hole transport layer 32, a light emitting layer 40, and a second electrode 50 formed on the base substrate 10. Except for the hole transport layer 32, the description thereof is substantially the same as that described with reference to FIG.
  • the hole transport layer 32 includes a compound represented by Chemical Formula 1 and a P-type dopant. Since the compound included in the hole transport layer 32 is substantially the same as described above, overlapping detailed description thereof will be omitted.
  • the P-type dopant may include a P-type organic dopant and / or a P-type inorganic dopant.
  • P-type organic dopant examples include compounds represented by the following Chemical Formulas 7 to 11, hexadecafluorophthalocyanine (F16CuPc), 11,11,12,12-tetracyanonaphtho-2,6-quinodimethane (11,11,12,12-tetracyanonaphtho-2,6-quinodimethane, TNAP), 3,6-difluoro-2,5,7,7,8,8-hexacyano-quinodimethane (3, 6-difluoro-2,5,7,7,8,8-hexacyano-quinodimethane, F2-HCNQ) or Tetracyanoquinodimethane (TCNQ) and the like. These may be used alone or in combination of two or more, respectively.
  • Chemical Formulas 7 to 11 hexadecafluorophthalocyanine (F16CuPc)
  • 11,11,12,12-tetracyanonaphtho-2,6-quinodimethane
  • R may represent a cyano group, a sulfone group, a sulfoxide group, a sulfonamide group, a sulfonate group, a nitro group, or a trifluoromethyl group.
  • m and n each independently represent an integer of 1 to 5
  • Y 1 and Y 2 may each independently represent an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms.
  • the hydrogen of the aryl group or heteroaryl group represented by Y 1 and Y 2 may be substituted or unsubstituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydroxyl group, and substituted or unsubstituted Y.
  • Hydrogens of 1 and Y 2 may be each independently substituted or unsubstituted with a halogen group.
  • the compound represented by Formula 11 may include a compound represented by Formula 11a or Formula 11b.
  • Examples of the P-type inorganic dopant include metal oxides and metal halides. Specific examples of the P-type inorganic dopant include MoO 3 , V 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , ZnO, MnO 2 , CoO 2 , ReO 3 , TiO 2, FeCl 3 , SbCl 5 , MgF 2 , and the like. . These may be used alone or in combination of two or more, respectively.
  • the P-type dopant may be about 0.5 parts by weight to about 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the novel compound according to the present invention, which is a hole transporting compound.
  • the P-type dopant may be about 0.5 parts by weight to about 15 parts by weight, or about 0.5 parts by weight to about 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the hole transporting compound.
  • the P-type dopant may be about 1 part by weight to 10 parts by weight, 1 part by weight to 5 parts by weight, 1.5 parts by weight to 6 parts by weight, or 2 parts by weight to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hole transporting compound. Can be.
  • the P-type dopant When the content of the P-type dopant is about 0.5 part by weight to about 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hole transporting compound, the P-type dopant may generate excessive leakage current without reducing the physical properties of the hole-transporting compound. You can prevent it. In addition, the energy barrier at the interface with each of the upper and lower layers in contact with the hole transport layer 32 may be reduced by the P-type dopant.
  • the light emitting device 102 may further include an electron transport layer, an electron injection layer, a first blocking layer, and / or a second blocking layer.
  • Each of the layers is substantially the same as that described in the light emitting device 100 of FIG. 1, and thus, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first blocking layer may include the compound according to the present invention described above.
  • the light emitting device 100 illustrated in FIG. 1 may further include an interlayer (not shown).
  • the intermediate layer may be disposed between the first electrode 20 and the hole transport layer 30 of FIG. 1, and may be formed of a compound used as the P-type dopant described with reference to FIG. 2.
  • the light emitting device 104 includes a first electrode 20, a hole transport layer 34, a light emitting layer 40, and a second electrode 50 formed on the base substrate 10. Except for the hole transport layer 34, the description thereof is substantially the same as that described with reference to FIG.
  • the hole transport layer 34 includes a first layer 33a in contact with the first electrode 20 and a second layer 33b disposed between the first layer 33a and the light emitting layer 40. do. That is, the hole transport layer 34 may have a two-layer structure. In addition, the hole transport layer 34 may have a multilayer structure of two or more layers including the first and second layers 33a and 33b.
  • the first and second layers 33a and 33b may include the same kind of hole transport compound.
  • the components of the hole transporting compound included in the first layer 33a and the second layer 33b are reduced, thereby easily injecting holes into the light emitting layer. It can be done.
  • the same host material is used for the first layer 33a and the second layer 33b
  • the first layer 33a and the second layer 33b can be continuously formed in one chamber. There is an advantage that the manufacturing process is simplified and the production time can be shortened. Furthermore, since physical properties such as glass transition temperature between adjacent layers become similar, there is an advantage of increasing durability of the device.
  • the first layer 33a includes a novel compound according to the present invention represented by Chemical Formula 1 and a P-type dopant as a hole transporting compound.
  • the first layer 33a is substantially the same as the hole transport layer 32 described with reference to FIG. 2 except for the thickness. Therefore, redundant description is omitted.
  • the second layer 33b includes the novel compound according to the present invention represented by Chemical Formula 1 as a hole transporting compound, and the hole transporting compound constituting the second layer 33b is formed of the first layer 33a. It may be the same as the hole transporting compound constituting. Since the second layer 33b is also substantially the same as the hole transport layer 30 described with reference to FIG. 1 except for the thickness, detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the first and second layers 33a and 33b may include different kinds of hole transport compounds.
  • the hole transporting compound constituting the first and second layers 33a and 33b is a novel compound according to the present invention represented by Chemical Formula 1, wherein R 1 to R 4 , L a and Ar 1 are each independently different from each other. can do.
  • the compound constituting each of the first and second layers 33a and 33b may be selected to have a HOMO value for efficiently transferring holes to the light emitting layer 40.
  • the second layer 33b may further include a P-type dopant together with the hole transport compound.
  • the types of P-type dopants doped in the first layer 33a and the second layer 33b may be different from each other, and the doping amount may be different even if the same type is used.
  • the content P1 of the P-type dopant doped in the first layer 33a and the content P2 of the P-type dopant doped in the second layer 33b are represented by Equation 1 below. Can be satisfied.
  • P1 is the content of P-type dopant doped relative to 100 parts by weight of the hole transporting compound in the first layer 33a
  • P2 is P doped relative to 100 parts by weight of the hole transporting compound in the second layer 33b. The content of the type dopant.
  • the content of the P-type dopant doped in the first layer 33a is 0.3 to 20 parts by weight, 1 to 15 parts by weight, 2 to 10 parts by weight, or 4 based on 100 parts by weight of the hole transporting compound. To 6 parts by weight.
  • the content of the P-type dopant doped in the second layer 33b is 0.3 to 20 parts by weight, 0.5 to 10 parts by weight, 1 to 8 parts by weight, or 2 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the hole transporting compound. It may be a minor range.
  • the light emitting device 104 may further include an electron transport layer, an electron injection layer, a first blocking layer and / or a second blocking layer.
  • an electron transport layer an electron injection layer
  • a first blocking layer a first blocking layer
  • a second blocking layer a second blocking layer
  • each of the light emitting devices 100, 102, 104 described above includes the novel compound according to the present invention represented by Chemical Formula 1, the light emitting devices 100, 102, 104 have excellent thermal stability and At the same time, the luminous efficiency can be improved and the life can be long.
  • the light emitting devices 100, 102, 104 are directly formed on the base substrate 10, but the first and second light emitting devices 100, 102, and 104 are respectively formed on the base substrate 10.
  • a thin film transistor may be disposed between the first electrode 20 and the base substrate 10 as a switching element for driving a pixel.
  • the first electrode 20 may be a pixel electrode connected to the thin film transistor.
  • the first electrode 20 is a pixel electrode, the first electrode 20 is disposed separately from each other in the plurality of pixels, and the base substrate 10 is disposed along an edge of the first electrode 20.
  • the barrier rib pattern may be formed so that layers stacked on the first electrode 20 disposed in adjacent pixels may be separated from each other. That is, although not shown in the drawings, the light emitting devices 100, 102, and 104 may be used in a display device that displays an image without a backlight.
  • the light emitting devices 100, 102, and 104 may be used as lighting devices.
  • the light emitting devices 100, 102, 104 illustrated in the present invention may be used in various electronic devices such as the display device or the lighting device.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3 ) 4 ) (3.87 mmol, 4.47 g) was then added to the 1 L three necked round bottom flask, after which the light was blocked and refluxed for 12 hours. I was.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2.3 mmol, 2.77 g) was then added to the 1 L three-necked round bottom flask, after which the light was blocked and refluxed for 12 hours. I was.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3 ) 4 ) (3.87 mmol, 4.47 g) was then added to the 1 L three necked round bottom flask, after which the light was blocked and refluxed for 12 hours. I was.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3 ) 4 ) (1.42 mmol, 1.64 g) was then added to the 1 L three necked round bottom flask, after which the light was blocked and reflux for 12 hours. I was.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2.4 mmol, 2.77 g) was then added to the 1 L three neck round bottom flask, after which the light was blocked and reflux for 12 hours. I was.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2.3 mmol, 2.77 g) was then added to the 1 L three-necked round bottom flask, after which the light was blocked and refluxed for 12 hours. I was.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2.3 mmol, 2.77 g) was then added to the 1 L three-necked round bottom flask, after which the light was blocked and refluxed for 12 hours. I was.
  • the compound according to Example 1 On the first electrode formed of indium tin oxide (ITO), the compound according to Example 1 was deposited at a rate of 1 ⁇ / sec as a host material and simultaneously was a P-type dopant represented by the following formula (HAT-CN): ) Was co-evaporated at a ratio of about 5 parts by weight to 100 parts by weight of the host material to form a first layer having a thickness of 100 mm 3. The compound according to Example 1 was deposited on the first layer to a thickness of 300 mm 3 to form a second layer.
  • ITO indium tin oxide
  • MCBP represented by Chemical Formula 13 and Ir (ppy) 3 represented by Chemical Formula 14 were co-deposited on the second layer at a weight ratio of 100: 9 to form a light emitting layer having a thickness of about 300 GPa. Deposition formed a blocking layer.
  • BPhen represented by the following formula (15) and Alq3 represented by the following formula (16) were co-deposited on the blocking layer in a 50:50 weight ratio to form an electron transport layer having a thickness of about 400 Pa. Subsequently, an electron injection layer having a thickness of about 10 ⁇ s was formed on the electron transport layer by using Liq represented by the following Formula 17.
  • the light emitting device A-1 including the compound according to Example 1 of the present invention was prepared.
  • the light emitting device A is substantially the same as the process of manufacturing the light emitting device A-1.
  • -2 to Light-emitting Element A-10 was prepared.
  • the comparative element 1 to substantially the same process as the manufacturing process of the light emitting device A-1 4 was prepared.
  • the light emitting devices A-1 to A-10 and the comparative devices 1 to 4 were respectively dispensed with a UV curing sealant at the edge of the cover glass with a moisture absorbent (Getter) in a glove box in a nitrogen atmosphere. Each of the and the comparative elements and the cover glass were bonded and cured by irradiation with UV light.
  • the power efficiency was measured based on the value when the luminance was 500 cd / m 2 . The results are shown in Table 5.
  • T 75 means the time taken for the luminance of the light emitting element to be 75% of the initial luminance when the initial luminance of the light emitting element is 1,000 cd / m 2 .
  • the power efficiency of each of the light emitting devices manufactured using the compounds according to Examples 1 to 10 of the present invention is at least 16.3 lm / W, and the power efficiency of the comparative devices 1 to 4 is 9.2 lm /. Compared with W-11.0 lm / W, it turns out that it is better than the power efficiency of the comparative elements 1-4.
  • the lifespan of each of the light emitting devices manufactured using the compounds according to Examples 1 to 10 of the present invention is at least about 379 hours, which is about 300 hours or more.
  • the lifespan of the light emitting device including the compound according to Examples 1 to 10 of the present invention is better than that of the comparative devices 1 to 4, when the lifespan of the comparative devices 1 to 4 is about 279 hours or less. .
  • the life characteristic evaluation of the light emitting device was performed under an acceleration condition (severe condition) of 85 ° C.
  • the life characteristics of the light emitting device including the compounds according to Examples 1 to 10 of the present invention were compared to the comparative devices 1 to 4 It can be seen that the heat resistance of the light emitting device manufactured using the compound according to the present invention is superior to that of the comparative devices 1 to 4 through the excellent ones.
  • a HAT-CN represented by Chemical Formula 12 was deposited to a thickness of about 100 GPa to form a first layer, and NPB (N) on the first layer.
  • NPB N
  • N'-diphenyl-N, N'-bis (1-naphthyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine was deposited to a thickness of about 300 mm 3 to form a second layer.
  • first blocking layer having a thickness of about 100 ⁇ s with the compound according to Example 1 on the second layer, and mCBP represented by Formula 13 and Ir (ppy) 3 represented by Formula 14 on the first blocking layer.
  • BPhen represented by Formula 15 and Alq3 represented by Formula 16 were co-deposited at a 50:50 weight ratio on the second blocking layer to form an electron transport layer having a thickness of about 400 kHz. Subsequently, an electron injection layer having a thickness of about 10 ⁇ s was formed on the electron transport layer by using Liq represented by Formula 17.
  • a second electrode using an aluminum thin film having a thickness of 1,000 ⁇ was formed to manufacture light emitting device B-1 including the compound according to Example 1 of the present invention.
  • the light emitting device through substantially the same process as the manufacturing process of the light emitting device B-1 B-2, B-3 and B-4 were prepared.
  • Comparative element 5 was manufactured through the same process as that of manufacturing light emitting device B-1, except that the first blocking layer was manufactured using the compound according to Comparative Example 1 represented by Chemical Formula a. .
  • Comparative Device 6 is manufactured by substantially the same process as the process of manufacturing Light-Emitting Device B-1. Prepared.
  • the luminance was 500 cd in substantially the same manner as the power efficiency measurement experiments for the light emitting elements A-1 to A-10.
  • the power efficiency was measured based on the value at / m 2 .
  • the lifespans of the light emitting devices B-1 to B-4 and the comparative devices 5 and 6 were measured in substantially the same manner as the life evaluation experiments for the light emitting devices A-1 to A-10.
  • Table 6 shows the results of power efficiency and lifespan of the light emitting elements B-1 to B-4 and Comparative elements 5 and 6, respectively.
  • the unit of the result of measuring the power efficiency is lm / W.
  • T 75 means the time taken for the luminance of the light emitting element to be 75% of the initial luminance when the initial luminance of the light emitting element is 1,000 cd / m 2 .
  • the power efficiency of each of the light emitting devices B-1 to B-4 manufactured using the compounds according to the present invention is at least 16.8 lm / W, while the power efficiency of Comparative Device 5 is about 7.9 lm / W.
  • the power efficiency of Comparative Element 6 is only about 8.4 lm / W.
  • each of the light emitting elements B-1 to B-4 is at least about 387 hours, where the lifespan of the comparative element 5 is about 185 hours and the lifespan of the comparative element 6 is about 196 hours. It can be seen that the lifespan of B-4 is relatively long compared with Comparative elements 5 and 6.
  • the life characteristic evaluation of the light emitting device is performed under an acceleration condition (severe condition) of 85 ° C.
  • the life characteristics of the light emitting device including the compound according to the present invention are superior to those of the comparative devices 5 and 6, It can be seen that the light emitting device manufactured using the compound according to the present invention has good heat resistance.
  • NPB On the first electrode formed of indium tin oxide (ITO), NPB is deposited as a host material at a rate of 1 ⁇ s / sec and simultaneously a P-type dopant (HAT-CN) represented by the following Chemical Formula 12 is formed on the host material: Co-evaporation was performed at a ratio of about 5 parts by weight to 100 parts by weight to form a 100 mm thick first layer. NPB was deposited to a thickness of 300 ⁇ on the first layer to form a second layer. Forming a first blocking layer having a thickness of about 100 ⁇ s on the second layer with the compound according to Example 3, and mCBP represented by Formula 13 and Ir (ppy) 3 represented by Formula 14 on the first blocking layer.
  • ITO indium tin oxide
  • BPhen represented by Formula 15 and Alq3 represented by Formula 16 were co-deposited at a 50:50 weight ratio on the second blocking layer to form an electron transport layer having a thickness of about 400 kHz. Subsequently, an electron injection layer having a thickness of about 10 ⁇ s was formed on the electron transport layer by using Liq represented by Formula 17.
  • a second electrode using an aluminum thin film having a thickness of 1,000 ⁇ was formed to manufacture a light emitting device C-1 including the compound according to Example 3 of the present invention.
  • the light emitting device through substantially the same process as the manufacturing process of the light emitting device C-1 C-2, C-3 and C-4 were prepared.
  • Comparative element 7 was manufactured by the same process as that of manufacturing light emitting device C-1, except that the first blocking layer was manufactured using the compound according to Comparative Example 1 represented by Chemical Formula a. .
  • Comparative device 8 was manufactured through the same process as that of manufacturing light emitting device C-1, except that the first blocking layer was manufactured using the compound according to Comparative Example 4 represented by Chemical Formula d. .
  • the luminance was 500 cd in substantially the same manner as the power efficiency measurement experiments for the light emitting elements A-1 to A-10.
  • the power efficiency was measured based on the value at / m 2 .
  • the lifespans of the light emitting devices C-1 to C-4 and the comparative devices 7 and 8 were measured in substantially the same manner as the life evaluation experiments for the light emitting devices A-1 to A-10.
  • Table 7 shows the results of power efficiency and lifespan of the light emitting elements C-1 to C-4 and the comparative elements 7 and 8, respectively.
  • the unit of the result of measuring the power efficiency is lm / W.
  • T 75 represents a time taken for the luminance of the light emitting element to be 75% of the initial luminance when the initial luminance of the light emitting element is 1,000 cd / m 2 .
  • the power efficiency of each of the light emitting devices C-1 to C-4 is at least 14.0 lm / W or more, and exhibits a power efficiency of about 10 lm / W or more, while the power efficiency of the comparative device 7 is about 8.2. It can be seen that the power efficiency of Comparative Element 8 is only lm / W, which is only lm / W.
  • the lifespan of each of the light emitting elements C-1 to C-4 is at least about 318 hours, whereby the lifetime of the comparative element 7 is about 201 hours and the lifetime of the comparative element 8 is about 179 hours, according to the present invention. It can be seen that the lifespan of the light emitting elements is long.
  • the life characteristic evaluation of the light emitting device is performed under an acceleration condition (severe condition) of 85 ° C.
  • the life characteristics of the light emitting device including the compound according to the present invention are superior to those of the comparative devices 7 and 8, It can be seen that the light emitting device manufactured using the compound according to the present invention has good heat resistance.
  • the compound according to Example 2 was deposited as a host material at a rate of 1 s / sec and simultaneously was a P-type dopant represented by the following formula (HAT-CN): ) Was co-evaporated at a ratio of about 5 parts by weight to 100 parts by weight of the host material to form a first layer having a thickness of 100 mm 3.
  • NPB was deposited to a thickness of 300 ⁇ on the first layer to form a second layer.
  • MCBP represented by Chemical Formula 13 and Ir (ppy) 3 represented by Chemical Formula 14 were co-deposited on the second layer at a weight ratio of 100: 9 to form a light emitting layer having a thickness of about 300 kV, and mCBP was again about 50 kPa on the light emitting layer. The thickness was deposited to form a barrier layer.
  • a second electrode using an aluminum thin film having a thickness of 1,000 ⁇ was formed to manufacture the light emitting device D-1 including the compound according to Example 2 of the present invention.
  • the light emitting device D through the substantially same process as the manufacturing process of the light emitting device D-1 -2, D-3 and D-4 were prepared.
  • Comparative element 9 was prepared through the substantially same process as that of manufacturing light emitting device D-1, except that the host material of the first layer was manufactured using the compound according to Comparative Example 1 represented by Chemical Formula a. Prepared.
  • Comparative element 10 is manufactured through the substantially same process as that of manufacturing light emitting device D-1, except that the host material of the first layer is manufactured using the compound according to Comparative Example 4 represented by Chemical Formula d. Prepared.
  • the luminance was 500 cd in substantially the same manner as the power efficiency measurement experiments for the light emitting elements A-1 to A-10.
  • the power efficiency was measured based on the value at / m 2 .
  • the lifespans of the light emitting devices D-1 to D-4 and the comparative devices 9 and 10 were measured in the same manner as the life evaluation experiments for the light emitting devices A-1 to A-10.
  • Table 8 shows the results of power efficiency and lifespan of the light emitting elements D-1 to D-4 and the comparative elements 9 and 10, respectively.
  • the unit of the result of measuring the power efficiency is lm / W.
  • T 75 means the time taken for the luminance of the light emitting device to be 75% of the initial luminance when the initial luminance of the light emitting device is 1,000 cd / m 2 .
  • the power efficiency of each of the light emitting elements D-1 to D4 is at least 18.1 lm / W, while the power efficiency of the comparative element 9 is only about 9.5 lm / W and the power efficiency of the comparative element 10 is about 9.1. It can be seen that it is only lm / W.
  • each of the light emitting elements D-1 to D-4 is at least about 416 hours or more, whereas the lifespan of the comparative element 9 is about 258 hours and the lifespan of the comparative element 10 is only about 210 hours. It can be seen that the lifetimes of -1 to D-4 are relatively long compared to Comparative elements 9 and 10.
  • the life characteristic evaluation of the light emitting device was performed under an acceleration condition (severe condition) of 85 ° C.
  • the life characteristics of the light emitting device including the compound according to the present invention were superior to those of the comparative devices 9 and 10, It can be seen that the light emitting device manufactured using the compound according to the present invention has good heat resistance.
  • NPB indium tin oxide
  • HAT-CN P-type dopant represented by the following Chemical Formula 12
  • Co-evaporation was performed at a ratio of about 5 parts by weight to 100 parts by weight to form a 100 mm thick first layer.
  • the compound according to Example 1 was deposited on the first layer to a thickness of 300 mm 3 to form a second layer.
  • MCBP represented by Chemical Formula 13 and Ir (ppy) 3 represented by Chemical Formula 14 were co-deposited on the second layer at a weight ratio of 100: 9 to form a light emitting layer having a thickness of about 300 kV, and mCBP was again about 50 kPa on the light emitting layer. The thickness was deposited to form a barrier layer.
  • a second electrode using an aluminum thin film having a thickness of 1,000 ⁇ was formed to manufacture a light emitting device E-1 including the compound according to Example 1 of the present invention.
  • the light emitting device E through the substantially same process as the manufacturing process of the light emitting device E-1 -2, E-3 and E-4 were prepared.
  • Comparative element 11 was manufactured by the same process as that of manufacturing light emitting device E-1, except that the second layer was manufactured using the compound according to Comparative Example 1 represented by Chemical Formula a.
  • Comparative element 12 was manufactured by the same process as that of manufacturing light emitting device E-1, except that the second layer was manufactured using the compound according to Comparative Example 4 represented by Chemical Formula d.
  • the luminance was 500 cd in substantially the same manner as the power efficiency measurement experiments for the light emitting elements A-1 to A-10.
  • the power efficiency was measured based on the value at / m 2 .
  • the lifespans of the light emitting devices E-1 to E-4 and the comparative devices 11 and 12 were measured in substantially the same manner as the life evaluation experiments for the light emitting devices A-1 to A-10.
  • Table 9 shows the results of power efficiency and lifespan of the light emitting elements E-1 to E-4 and the comparative elements 11 and 12, respectively.
  • the unit of the result of measuring the power efficiency is lm / W.
  • T 75 means the time taken for the luminance of the light emitting device to be 75% of the initial luminance when the initial luminance of the light emitting device is 1,000 cd / m 2 .
  • the power efficiency of each of the light emitting elements E-1 to E-4 is at least 17.3 lm / W or more, and exhibits a power efficiency of about 10 lm / W or more, while the power efficiency of the comparative element 11 is about 9.1. It can be seen that the power efficiency of lm / W and comparative device 12 is only about 9.5 lm / W.
  • each of the light emitting elements E-1 to E-4 is at least about 397 hours or more, whereas the lifespan of the comparative element 11 is about 220 hours and the lifespan of the comparative element 12 is only about 223 hours. It can be seen that the life characteristics of -1 to E-4 are relatively good compared to the comparative elements 11 and 12.
  • the life characteristic evaluation of the light emitting device is performed under an acceleration condition (severe condition) of 85 ° C.
  • the life characteristics of the light emitting device including the compound according to the present invention are superior to those of the comparative devices 11 and 12, It can be seen that the light emitting device manufactured using the compound according to the present invention has good heat resistance.
  • the light emitting device having improved power efficiency, lifetime, and thermal stability may be manufactured using the novel compound according to the present invention.

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Abstract

본 발명은 신규한 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 발광 소자용 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 화합물은 정공의 주입 및 수송 능력이 향상된 효과가 있다.

Description

신규한 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치
본 발명은 신규한 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 발광 소자용 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 소자는 서로 마주하는 2개의 전극들 및 상기 전극들 사이에 개재된 발광 화합물을 포함하는 발광층을 포함한다. 상기 전극들 사이에 전류를 흘려주면, 상기 발광 화합물이 광을 생성한다. 상기 발광 소자를 이용하는 표시 장치는 별도의 광원 장치가 필요 없어, 상기 표시 장치의 무게, 사이즈나 두께를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 발광 소자를 이용하는 표시 장치는, 백라이트 및 액정을 이용하는 표시 장치에 비해 시야각, 대비비(contrast ratio), 색재현성 등이 우수하고, 소비전력이 낮은 장점이 있다.
상기 발광 소자는 양극과 상기 발광층 사이에 배치된 정공 수송층을 더 포함할 수 있다. 상기 정공 수송층은 상기 양극과 상기 발광층 사이의 계면을 안정화시키고 이들 사이의 에너지 장벽을 최소화시킬 수 있다.
그러나, 아직까지 발광 소자는 발광 수명이 짧고, 전력 효율이 낮으며 열적 안정성(내열성)이 낮은 문제점이 있다. 이와 같은 문제점들을 해결하기 위해서, 발광 소자의 재료로서 다양한 화합물들이 개발되고 있지만 발광 수명, 전력 효율 및 열적 안정성을 모두 만족시키는 발광 소자를 제조하는데 한계가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 발광 소자에서 정공의 주입 및 수송 능력을 향상시키기 위한 신규한 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 화합물을 포함하는 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 발광 소자를 포함하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 화합물은 하기 화학식 1로 나타낸다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 *-Lb-Z, 수소, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기를 나타내되, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 *-Lb-Z를 나타내며,
Z는 수소, 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 나타내고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000002
[화학식 3]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000003
X는 O, S, N-Ld-Ar3 또는 Si(R10)(R11)을 나타내고,
Ar1, Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로 *-A1-A2-A3-A4를 나타내고,
A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -S-, 탄소수 1 내지 60을 갖는 직쇄형 또는 분지형의 알킬렌기(-(CH2)j-, 여기서, j는 1 내지 60의 정수), 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴렌기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로시클로알킬렌기, 아다만틸렌기, 탄소수 7 내지 60을 갖는 바이시클로알킬렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐렌기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐렌기를 나타내고,
A4는 수소, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로시클로알킬기, 아다만틸기, 탄소수 7 내지 60을 갖는 바이시클로알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기를 나타내고,
R5, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
m은 0 내지 3의 정수를 나타내고, n은 0 내지 4의 정수를 나타내며,
La, Lb, Lc 및 Ld는 각각 독립적으로
Figure PCTKR2013007205-appb-I000004
를 나타내고, L1, L2, L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴렌기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐렌기 또는 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬렌기를 나타내고,
p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수를 나타내며,
상기 화학식 1의 R1 내지 R4, La 및 Ar1의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 또는 카르복시기로 치환 또는 비치환된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 발광 소자는 제1 전극, 제2 전극, 발광층 및 상기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함하는 정공 수송성층을 포함한다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 서로 마주하고, 상기 발광층은 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 개재될 수 있으며, 상기 정공 수송성층은 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정공 수송성층은 상기 화합물 및 P형 도펀트를 포함하는 제1 층과, 상기 화합물을 포함하는 제2 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 층은 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 배치되고, 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 발광층 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 층이 상기 제1 층의 P형 도펀트와 실질적으로 동일하거나 다른 종류의 도펀트를 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전자 장치는 상기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함하는 정공 수송성층을 포함할 수 있다.
이와 같은 신규한 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치에 따르면, 본 발명의 신규한 화합물이 발광 소자에서 정공(hole)의 주입 및/또는 수송 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 화합물을 이용함으로써 상기 발광 소자의 발광 효율을 향상시키고, 수명이 증가될 수 있다. 또한, 상기 발광 소자의 열적 안정성(내열성)을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 신규한 화합물에 대해서 먼저 설명하고, 상기 화합물을 포함하는 발광 소자에 대해서 첨부한 도면들을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 신규한 화합물은 하기 화학식 1로 나타낸다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000005
상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 *-Lb-Z, 수소, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기를 나타내되, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 *-Lb-Z를 나타내며,
Z는 수소, 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 나타내고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000006
[화학식 3]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000007
X는 O, S, N-Ld-Ar3 또는 Si(R10)(R11)을 나타내고,
Ar1, Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로 *-A1-A2-A3-A4를 나타내고,
A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -S-, 탄소수 1 내지 60을 갖는 직쇄형 또는 분지형의 알킬렌기(-(CH2)j-, 여기서, j는 1 내지 60의 정수), 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴렌기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로시클로알킬렌기, 아다만틸렌기, 탄소수 7 내지 60을 갖는 바이시클로알킬렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐렌기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐렌기를 나타내고,
A4는 수소, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로시클로알킬기, 아다만틸기, 탄소수 7 내지 60을 갖는 바이시클로알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기를 나타내고,
R5, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
m은 0 내지 3의 정수를 나타내고, n은 0 내지 4의 정수를 나타내며,
La, Lb, Lc 및 Ld는 각각 독립적으로
Figure PCTKR2013007205-appb-I000008
를 나타내고, L1, L2, L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴렌기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐렌기 또는 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬렌기를 나타내고,
p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수를 나타낸다.
예를 들어, p, q, r 및 s가 모두 0인 경우에는 “단일결합”을 나타내는 것으로 정의한다.
상기 화학식 1의 R1 내지 R4, La 및 Ar1의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 발명에서, “아릴기”는 방향족 탄화수소로부터 유도된 1가의 치환기로 정의된다.
상기 아릴기의 구체적인 예로서는, 페닐기(phenyl group), 나프틸기(naphthyl group), 안트라세닐기(anthracenyl group), 페난트릴기(phenanathryl group), 나프타세닐기(naphthacenyl group), 피레닐기(pyrenyl group), 톨릴기(tolyl group), 비페닐기(biphenyl group), 터페닐기(terphenyl group), 크리세닐기(chrycenyl group), 스피로바이플루오레닐(spirobifluorenyl group), 플루오란테닐(fluoranthenyl group), 플루오레닐기(fluorenyl group), 페릴레닐기(perylenyl group), 인데닐기(indenyl group), 아줄레닐기(azulenyl group), 헵타레닐기(heptalenyl group), 페날레닐기(phenalenyl group), 페난트레닐기(phenanthrenyl group) 등을 들 수 있다.
“헤테로아릴기”는 단환 또는 축합환으로부터 유도된 “방향족 복소환” 또는 “헤테로사이클릭”을 나타낸다. 상기 헤테로아릴기는, 헤테로 원자로서 질소(N), 황(S), 산소(O), 인(P), 셀레늄(Se) 및 규소(Si) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로서는, 피롤릴기, 피리딜기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기, 벤조트리아졸릴기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인돌릴기, 이소인돌릴기, 인돌리지닐기, 푸리닐기, 인다졸릴기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀리닐기, 퀴놀리지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 신놀리닐기, 프테리디닐기, 이미다조트리아지닐기, 피라지노피리다지닐기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 카르바졸릴기, 카르바졸리닐기, 피리미디닐기, 페난트롤리닐기, 페나시닐기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 피라졸로피리디닐기, 피라졸로피리디닐기 등을 포함하는 함질소 헤테로 아릴기; 티에닐기, 벤조티에닐기, 디벤조티에닐기 등을 포함하는 황함유 헤테로 아릴기; 푸릴기, 피라닐기, 사이클로펜타피라닐기, 벤조푸라닐기, 이소벤조푸라닐기, 디벤조푸라닐기 등을 포함하는 함산소 헤테로 아릴기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 헤테로 아릴기의 구체적인 예로서는, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤즈티아디아졸릴기, 페노티아지닐기, 이속사졸릴기, 푸라자닐기, 페녹사지닐기, 옥사졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피라졸로옥사졸릴기, 이미다조티아졸릴기, 티에노푸라닐기, 푸로피롤릴기, 피리독사지닐기, 디티에노피롤기 등의 적어도 2개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 화합물들을 들 수 있다.
“알킬기”는 직쇄(linear) 또는 분지(branched) 상 포화탄화수소로부터 유도된 작용기로 정의된다.
상기 알킬기의 구체적인 예로서는, 메틸기(methyl group), 에틸기(ethyl group), n-프로필기(n-propyl group), 이소프로필기(iso-propyl group), n-부틸기(n-butyl group), sec-부틸기(sec-butyl group), t-부틸기(tert-butyl group), n-펜틸기(n-pentyl group), 1,1-디메틸프로필기(1,1-dimethylpropyl group), 1,2-디메틸프로필기, 2,2-디메틸프로필기, 1-에틸프로필기, 2-에틸프로필기, n-헥실기, 1-메틸-2-에틸프로필기, 1-에틸-2-메틸프로필기, 1,1,2-트리메틸프로필기, 1-프로필프로필기, 1-메틸부틸기, 2-메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 2-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기 등을 들 수 있다.
또한, “아릴렌기”는 상기에서 설명한 아릴기로부터 유도된 2가의 치환기로 정의된다.
또한, “헤테로아릴렌기”는 상기에서 설명한 헤테로아릴기로부터 유도된 2가의 치환기로 정의된다.
하나의 예로서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은, 하기 화학식 4로 나타내는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000009
상기 화학식 4에서,
X는 O, S, N-Ld-Ar3 또는 Si(R10)(R11)을 나타내고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 알키닐기를 나타내고,
R5, R6, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
m은 0 내지 3의 정수를 나타내고, n은 0 내지 4의 정수를 나타내며,
La, Lb 및 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고,
Ar1 및 Ar3은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30을 갖는 알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기를 나타낼 수 있다.
이때, 상기 화학식 4의 R1, R2, R5, R6, La, Lb, X 및 Ar1의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
일례로, 상기 화학식 4에서, R1, R2, Ar1 및 Ar3은 각각 독립적으로 하기 표 1의 구조로부터 선택될 수 있다.
표 1
No. 치환기 구조
1
Figure PCTKR2013007205-appb-I000010
2
Figure PCTKR2013007205-appb-I000011
3
Figure PCTKR2013007205-appb-I000012
4
Figure PCTKR2013007205-appb-I000013
5
Figure PCTKR2013007205-appb-I000014
6
Figure PCTKR2013007205-appb-I000015
7
Figure PCTKR2013007205-appb-I000016
8
Figure PCTKR2013007205-appb-I000017
9
Figure PCTKR2013007205-appb-I000018
예를 들어, 표 1의 5번 치환기의 경우, 구체적으로는 하기 화학식 1-5a 또는 하기 화학식 1-5b로 나타낼 수 있다.
[화학식 1-5a]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000019
[화학식 1-5b]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000020
또한, 표 1의 8번 치환기의 경우, 하기 화학식 1-8a 또는 하기 화학식 1-8b로 나타낼 수 있다.
[화학식 1-8a]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000021
[화학식 1-8b>
Figure PCTKR2013007205-appb-I000022
또한, 표 1의 9번 치환기의 경우, 하기 화학식 1-9a 또는 하기 화학식 1-9b로 나타낼 수 있다.
[화학식 1-9a]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000023
[화학식 1-9b]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000024
이하에서, 표 1의 5번, 8번 및 9번으로 나타내는 치환기들은 각각 상기에서 설명한 것과 실질적으로 동일하게 나타내므로, 중복되는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 화학식 4에서, La, Lb 및 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 하기 표 2의 구조로부터 선택될 수 있다.
표 2
No. 치환기 구조
1
Figure PCTKR2013007205-appb-I000025
2
Figure PCTKR2013007205-appb-I000026
3
Figure PCTKR2013007205-appb-I000027
4
Figure PCTKR2013007205-appb-I000028
5
Figure PCTKR2013007205-appb-I000029
6
Figure PCTKR2013007205-appb-I000030
7
Figure PCTKR2013007205-appb-I000031
8
Figure PCTKR2013007205-appb-I000032
9
Figure PCTKR2013007205-appb-I000033
예를 들어, 표 2의 2번 내지 4번 치환기들 각각의 경우, 서로 인접한 벤젠 고리들이 모두 파라(para) 위치로 연결됨으로써 전체적으로 직선형을 가지도록 연결될 수 있다. 이와 달리, 다수의 벤젠 고리들은 파라 위치에만 한정되지 않도록 서로 연결됨으로써, 전체적으로는 상기 화학식 4의, La, Lb 및 Ld가 각각 독립적으로 굽어진 형태를 가질 수도 있다.
표 2의 7번 치환기는 하기 화학식 2-7a 또는 하기 화학식 2-7b로 나타낼 수 있다.
[화학식 2-7a]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000034
[화학식 2-7b]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000035
또한, 표 2의 8번 치환기는 하기 화학식 2-8a 또는 하기 화학식 2-8b로 나타낼 수 있다.
[화학식 2-8a]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000036
[화학식 2-8b]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000037
또한, 표 2의 9번 치환기는 하기 화학식 2-9a 또는 하기 화학식 2-9b로 나타낼 수 있다.
[화학식 2-9a]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000038
[화학식 2-9b]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000039
이하에서, 표 2의 7번, 8번 및 9번으로 나타내는 치환기들은 각각 상기에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있으므로, 중복되는 부분에 대해서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은, 하기 화학식 5로 나타내는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000040
상기 화학식 5에서,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 O, S, N-Lf-Ar4 또는 Si(R12)(R13)을 나타내고,
La, Lb, Le 및 Lf는 각각 독립적으로 단일 결합, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고,
Ar1 및 Ar4는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30을 갖는 알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기를 나타내고,
R12 및 R13은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
상기 화학식 5의 Y1, Y2, La, Lb, Le 및 Ar1의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 또는 카르복시기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다.
[화학식 6]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000041
상기 화학식 6에서,
R1, R2, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
La 및 Lc는 각각 독립적으로 단일 결합, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고,
Lb는
Figure PCTKR2013007205-appb-I000042
를 나타내고, L1, L2, L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴렌기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐렌기, 탄소수 2 내지 30의 알키닐렌기 또는 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기를 나타내고,
p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수를 나타내며,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30을 갖는 알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기를 나타내고,
상기 화학식 6의 R1, R2, R8, R9, La, Lb, Lc, Ar1 및 Ar2의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 또는 카르복시기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
일례로, 상기 화학식 6에서, Lb의 L1, L2, L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 하기 표 3의 구조로부터 선택될 수 있다.
표 3
No. 치환기 구조
1
Figure PCTKR2013007205-appb-I000043
2
Figure PCTKR2013007205-appb-I000044
3
Figure PCTKR2013007205-appb-I000045
4
Figure PCTKR2013007205-appb-I000046
5
Figure PCTKR2013007205-appb-I000047
6
Figure PCTKR2013007205-appb-I000048
7
Figure PCTKR2013007205-appb-I000049
8
Figure PCTKR2013007205-appb-I000050
9
Figure PCTKR2013007205-appb-I000051
일 실시예에서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 하기 표 4의 구조로부터 선택될 수 있다.
표 4
No. 화학식
1
Figure PCTKR2013007205-appb-I000052
2
Figure PCTKR2013007205-appb-I000053
3
Figure PCTKR2013007205-appb-I000054
4
Figure PCTKR2013007205-appb-I000055
5
Figure PCTKR2013007205-appb-I000056
6
Figure PCTKR2013007205-appb-I000057
7
Figure PCTKR2013007205-appb-I000058
8
Figure PCTKR2013007205-appb-I000059
9
Figure PCTKR2013007205-appb-I000060
10
Figure PCTKR2013007205-appb-I000061
11
Figure PCTKR2013007205-appb-I000062
12
Figure PCTKR2013007205-appb-I000063
13
Figure PCTKR2013007205-appb-I000064
14
Figure PCTKR2013007205-appb-I000065
15
Figure PCTKR2013007205-appb-I000066
16
Figure PCTKR2013007205-appb-I000067
17
Figure PCTKR2013007205-appb-I000068
18
Figure PCTKR2013007205-appb-I000069
19
Figure PCTKR2013007205-appb-I000070
20
Figure PCTKR2013007205-appb-I000071
21
Figure PCTKR2013007205-appb-I000072
22
Figure PCTKR2013007205-appb-I000073
23
Figure PCTKR2013007205-appb-I000074
24
Figure PCTKR2013007205-appb-I000075
25
Figure PCTKR2013007205-appb-I000076
26
Figure PCTKR2013007205-appb-I000077
27
Figure PCTKR2013007205-appb-I000078
28
Figure PCTKR2013007205-appb-I000079
29
Figure PCTKR2013007205-appb-I000080
30
Figure PCTKR2013007205-appb-I000081
31
Figure PCTKR2013007205-appb-I000082
32
Figure PCTKR2013007205-appb-I000083
33
Figure PCTKR2013007205-appb-I000084
34
Figure PCTKR2013007205-appb-I000085
35
Figure PCTKR2013007205-appb-I000086
36
Figure PCTKR2013007205-appb-I000087
37
Figure PCTKR2013007205-appb-I000088
38
Figure PCTKR2013007205-appb-I000089
39
Figure PCTKR2013007205-appb-I000090
40
Figure PCTKR2013007205-appb-I000091
41
Figure PCTKR2013007205-appb-I000092
42
Figure PCTKR2013007205-appb-I000093
43
Figure PCTKR2013007205-appb-I000094
44
Figure PCTKR2013007205-appb-I000095
45
Figure PCTKR2013007205-appb-I000096
46
Figure PCTKR2013007205-appb-I000097
47
Figure PCTKR2013007205-appb-I000098
48
Figure PCTKR2013007205-appb-I000099
49
Figure PCTKR2013007205-appb-I000100
50
Figure PCTKR2013007205-appb-I000101
51
Figure PCTKR2013007205-appb-I000102
52
Figure PCTKR2013007205-appb-I000103
53
Figure PCTKR2013007205-appb-I000104
54
Figure PCTKR2013007205-appb-I000105
55
Figure PCTKR2013007205-appb-I000106
56
Figure PCTKR2013007205-appb-I000107
57
Figure PCTKR2013007205-appb-I000108
58
Figure PCTKR2013007205-appb-I000109
59
Figure PCTKR2013007205-appb-I000110
60
Figure PCTKR2013007205-appb-I000111
61
Figure PCTKR2013007205-appb-I000112
62
Figure PCTKR2013007205-appb-I000113
63
Figure PCTKR2013007205-appb-I000114
64
Figure PCTKR2013007205-appb-I000115
65
Figure PCTKR2013007205-appb-I000116
66
Figure PCTKR2013007205-appb-I000117
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 신규한 화합물을 포함하는 발광 소자에 대해서 설명한다. 상기 화합물을 포함하는 발광 소자의 구조는 첨부된 도면들 및 하기의 설명에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광 소자(100)는 베이스 기판(10) 상에 형성된 제1 전극(20), 정공 수송성층(30), 발광층(40) 및 제2 전극(50)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)일 수 있다.
상기 제1 전극(20)은 도전성 물질로 상기 베이스 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 일례로, 상기 제1 전극(20)은 투명 전극일 수 있다. 이때, 상기 제1 전극(20)은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO)로 형성할 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 전극(20)은 불투명(반사) 전극일 수 있다. 이때, 상기 제1 전극(20)은 ITO/은(Ag)/ITO 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 전극(20)은 상기 발광 소자(100)의 양극(anode)이 될 수 있다.
상기 정공 수송성층(30)은 상기 제1 전극(20) 상에 형성되어 상기 제1 전극(20)과 상기 발광층(40) 사이에 개재된다. 상기 정공 수송성층(30)은 정공 수송성 화합물로서 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000118
상기 화학식 1로 나타내는 화합물은, 본 발명에 따른 신규한 화합물로서 상기에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 따라서, R1 내지 R4, La 및 Ar1 각각에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 발광층(40)을 형성하는 화합물의 종류에 따라서 상기 발광층(40)이 방출하는 광의 파장이 달라질 수 있다.
상기 제2 전극(50)은 도전성 물질로 상기 발광층(40) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(20)이 투명 전극인 경우, 상기 제2 전극(50)은 불투명(반사) 전극일 수 있다. 이때, 상기 제2 전극(50)은 알루미늄 전극일 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 전극(20)이 불투명 전극인 경우, 상기 제2 전극(50)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있다. 이때, 상기 제2 전극(50)은 100Å 내지 150Å의 두께를 가질 수 있고, 마그네슘 및 은을 포함하는 합금일 수 있다. 상기 제2 전극(50)은 상기 발광 소자(100)의 음극(cathode)이 될 수 있다.
상기 발광층(40)과 상기 제2 전극(50) 사이에는 전자 수송성층으로서, 전자 수송층 및/또는 전자 주입층이 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(100)의 상기 제1 및 제2 전극들(20, 50) 사이에 전류를 흘려주는 경우, 상기 제1 전극(20)으로부터 상기 발광층(40)으로 주입된 정공(hole)과 상기 제2 전극(50)으로부터 상기 발광층(40)으로 주입된 전자(electron)가 결합하여 여기자(exciton)을 형성한다. 상기 여기자가 기저 상태로 전이되는 과정에서, 특정 영역대의 파장을 갖는 광이 생성된다. 이때, 상기 여기자는 일중항(singlet) 여기자일 수 있으며, 또한 삼중항(triplet) 여기자일 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 소자(100)가 외부로 광을 제공할 수 있다.
도면으로 도시하지 않았으나, 상기 발광 소자(100)는 상기 발광층(40)과 상기 제2 전극(50) 사이에 배치된 전자 수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injecting layer, EIL)을 더 포함할 수 있다. 상기 발광층(40) 상에 상기 전자 수송층 및 상기 전자 주입층이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(100)는 상기 제1 전극(20)과 상기 발광층(40) 사이에 배치되는 제1 차단층(미도시) 및/또는 상기 발광층(40)과 상기 제2 전극(50) 사이에 배치되는 제2 차단층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 차단층은 상기 정공 수송성층(30)과 상기 발광층(40) 사이에 배치되어, 상기 제2 전극(50)에서 주입된 전자가 상기 발광층(40)을 경유하여 상기 정공 수송성층(30)으로 유입되는 것을 방지하는 전자 차단층(electron blocking layer, EBL)일 수 있다. 또한, 상기 제1 차단층은 상기 발광층(40)에서 형성된 여기자가 상기 제1 전극(20)의 방향으로 확산되어 상기 여기자가 비발광 소멸하는 것을 방지하는 여기자 차단층일 수 있다.
이때, 상기 제1 차단층은 상기에서 설명한 본 발명에 따른 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제2 차단층은 상기 발광층(40)과 상기 제2 전극(50), 구체적으로는 상기 발광층(40)과 상기 전자 수송층 사이에 배치되어 정공이 상기 제1 전극(20)에서부터 상기 발광층(40)을 경유하여 상기 전자 수송층으로 유입되는 것을 방지하는 정공 차단층(hole blocking layer, HBL)일 수 있다. 또한, 상기 제2 차단층은 상기 발광층(40)에서 형성된 여기자가 상기 제2 전극(50)의 방향으로 확산되어 상기 여기자가 비발광 소멸하는 것을 방지하는 여기자 차단층일 수 있다.
상기 제1 및 제2 차단층들 각각의 두께를, 상기 발광 소자(100)의 공진 길이에 맞게 조절하면 발광 효율을 증가시킬 수 있고, 여기자가 상기 발광층(40)의 중앙부에서 형성될 수 있도록 조절될 수 있다.
도 2를 참조하면, 발광 소자(102)는 베이스 기판(10) 상에 형성된 제1 전극(20), 정공 수송성층(32), 발광층(40) 및 제2 전극(50)을 포함한다. 상기 정공 수송성층(32)을 제외하고는 도 1에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
상기 정공 수송성층(32)은 상기 화학식 1로 나타내는 화합물 및 P형 도펀트를 포함한다. 상기 정공 수송성층(32)에 포함되는 화합물은 상기에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 중복되는 구체적인 설명은 생략한다.
상기 P형 도펀트는 P형 유기물 도펀트 및/또는 P형 무기물 도펀트를 포함할 수 있다.
상기 P형 유기물 도펀트의 구체적인 예로서는, 하기 화학식 7 내지 11로 나타내는 화합물들, 헥사데카플루오로프탈로시아닌 (Hexadecafluorophthalocyanine, F16CuPc), 11,11,12,12-테트라시아노나프토-2,6-퀴노디메탄 (11,11,12,12-tetracyanonaphtho-2,6-quinodimethane, TNAP), 3,6-디플루오로-2,5,7,7,8,8-헥사시아노-퀴노디메탄 (3,6-difluoro-2,5,7,7,8,8-hexacyano-quinodimethane, F2-HCNQ) 또는 테트라시아노퀴노디메탄(Tetracyanoquinodimethane, TCNQ) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
[화학식 7]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000119
상기 화학식 7에서, R은 시아노기, 설폰기, 설폭사이드기, 설폰아미드기, 설포네이트기, 니트로기 또는 트리플루오로메틸기를 나타낼 수 있다.
[화학식 8]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000120
[화학식 9]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000121
[화학식 10]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000122
[화학식 11]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000123
상기 화학식 11에서, m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수를 나타내고, Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기를 나타낼 수 있다. 이때, Y1 및 Y2가 나타내는 아릴기 또는 헤테로아릴기의 수소는 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기 또는 하이드록시기로 치환 또는 비치환될 수 있고, 치환 또는 비치환된 Y1 및 Y2의 수소들은 각각 독립적으로 할로겐기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 11로 나타내는 화합물은 하기 화학식 11a 또는 하기 화학식 11b로 나타내는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 11a]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000124
[화학식 11b]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000125
상기 P형 무기물 도펀트의 예로서는, 금속산화물 또는 금속 할라이드 등을 들 수 있다. 상기 P형 무기물 도펀트의 구체적인 예로서는, MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2, ReO3, TiO2, FeCl3, SbCl5 또는 MgF2 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
상기 P형 도펀트는, 정공 수송성 화합물인 본 발명에 따른 신규 화합물 100 중량부에 대해서, 약 0.5 중량부 내지 약 20 중량부일 수 있다. 예를 들어, 상기 P형 도펀트는 상기 정공 수송성 화합물 100 중량부에 대하여, 약 0.5 중량부 내지 약 15 중량부이거나, 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부일 수 있다. 이와 달리, 상기 P형 도펀트는 상기 정공 수송성 화합물 100 중량부에 대해서, 약 1 중량부 내지 10 중량부, 1 중량부 내지 5 중량부, 1.5 중량부 내지 6 중량부 또는 2 중량부 내지 5 중량부일 수 있다.
상기 P형 도펀트의 함량이 상기 정공 수송성 화합물 100 중량부에 대해서, 약 0.5 중량부 내지 약 20 중량부인 경우, 상기 P형 도펀트가 상기 정공 수송성 화합물의 물성을 저하시키지 않으면서도 과도한 누설 전류의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 P형 도펀트에 의해서 상기 정공 수송성층(32)과 접촉하는 상, 하부층들 각각과의 계면에서의 에너지 장벽을 감소시킬 수 있다.
도면으로 도시하지 않았으나, 상기 발광 소자(102)는 전자 수송층, 전자 주입층, 제1 차단층 및/또는 제2 차단층을 더 포함할 수 있다. 상기 층들 각각은 도 1의 발광 소자(100)에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. 상기 발광 소자(102)가 상기 제1 차단층을 포함하는 경우, 상기 제1 차단층은 상기에서 설명한 본 발명에 따른 화합물을 포함할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 발광 소자(100)가 중간층(interlayer, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 중간층은 도 1의 상기 제1 전극(20)과 상기 정공 수송성층(30) 사이에 배치될 수 있고, 도 2에서 설명한 P형 도펀트로 이용되는 화합물로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 발광 소자(104)는 베이스 기판(10) 상에 형성된 제1 전극(20), 정공 수송성층(34), 발광층(40) 및 제2 전극(50)을 포함한다. 상기 정공 수송성층(34)을 제외하고는 도 1에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
상기 정공 수송성층(34)은 상기 제1 전극(20)과 접촉하는 제1 층(33a) 및 상기 제1 층(33a)과 상기 발광층(40) 사이에 배치된 제2 층(33b)을 포함한다. 즉, 상기 정공 수송성층(34)은 2층 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 정공 수송성층(34)은 상기 제1 및 제2 층들(33a, 33b)을 포함하는 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 층들(33a, 33b)은 서로 동일한 종류의 정공 수송성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제1 층(33a)과 상기 제2 층(33b)에 포함되는 정공 수송성 화합물의 성분을 동일하게 함으로써, 이종 물질간의 계면에서 발생될 수 있는 물리화학적 결함을 감소시켜 발광층으로의 정공 주입을 용이하게 할 수 있다. 또 다른 측면에서, 제1층(33a)과 제2층(33b)에 동일한 호스트 물질을 사용하면, 하나의 챔버 내에서 제1층(33a)과 제2층(33b)을 연속적으로 형성할 수 있게 되므로 제작 공정이 단순해지고 제작 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다. 나아가, 인접하고 있는 층간의 유리전이온도 등의 물성이 유사하게 되므로 소자의 내구성을 높일 수 있는 이점도 있다.
상기 제1 층(33a)은 정공 수송성 화합물로서 상기 화학식 1로 나타내는 본 발명에 따른 신규한 화합물과 P형 도펀트를 포함한다. 상기 제1 층(33a)은 두께를 제외하고는 도 2에서 설명한 상기 정공 수송성층(32)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제2 층(33b)은 정공 수송성 화합물로서 상기 화학식 1로 나타내는 본 발명에 따른 신규한 화합물을 포함하되, 상기 제2 층(33b)을 구성하는 정공 수송성 화합물은 상기 제1 층(33a)을 구성하는 정공 수송성 화합물과 동일할 수 있다. 상기 제2 층(33b)도 두께를 제외하고는 도 1에서 설명한 상기 정공 수송성층(30)과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
이와 달리, 상기 제1 및 제2 층들(33a, 33b)은 서로 다른 종류의 정공 수송성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 층들(33a, 33b)을 구성하는 상기 정공 수송성 화합물은 상기 화학식 1로 나타내는 본 발명에 따른 신규한 화합물이되 R1 내지 R4, La 및 Ar1이 각각 독립적으로 상이할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 층들(33a, 33b) 각각을 구성하는 화합물은, 정공을 상기 발광층(40)으로 효율적으로 전달하기 위한 HOMO값을 갖도록 선택될 수 있다.
추가적으로, 상기 제2 층(33b)이 상기 정공 수송성 화합물과 함께 P형 도펀트를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 층(33a)과 상기 제2 층(33b)에 도핑되는 P형 도펀트의 종류는 서로 다를 수 있고, 동일한 종류가 이용되더라도 도핑량이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 층(33a)에 도핑된 P형 도펀트의 함량(P1)과, 상기 제2 층(33b)에 도핑된 P형 도펀트의 함량(P2)은 하기 수학식 1의 관계를 만족할 수 있다.
[수학식 1]
P1/P2 ≥ 1
상기 수학식 1에서,
“P1”은 상기 제1 층(33a)에서 정공 수송성 화합물 100 중량부 대비 도핑된 P형 도펀트의 함량이고, “P2”는 상기 제2 층(33b)에서 정공 수송성 화합물 100 중량부 대비 도핑된 P형 도펀트의 함량이다.
예를 들어, 상기 제1 층(33a)에 도핑된 P형 도펀트의 함량은, 정공 수송성 화합물 100 중량부를 기준으로, 0.3 내지 20중량부, 1 내지 15 중량부, 2 내지 10 중량부, 또는 4 내지 6 중량부 범위일 수 있다. 또한, 제2층(33b)에 도핑된 P형 도펀트의 함량은, 정공 수송성 화합물 100 중량부를 기준으로, 0.3 내지 20 중량부, 0.5 내지 10 중량부, 1 내지 8 중량부, 또는 2 내지 4 중량부 범위일 수 있다.
또한, 도면으로 도시하지 않았으나, 상기 발광 소자(104)는 전자 수송층, 전자 주입층, 제1 차단층 및/또는 제2 차단층을 더 포함할 수 있다. 상기 층들 각각은 도 1의 발광 소자(100)에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기에서 설명한 상기 발광 소자들(100, 102, 104) 각각이, 상기 화학식 1로 나타내는 본 발명에 따른 신규한 화합물을 포함함으로써 상기 발광 소자들(100, 102, 104)은 우수한 열적 안정성을 가짐과 동시에, 발광 효율이 향상되고 수명이 길어질 수 있다.
도 1 내지 도 3에서는, 상기 베이스 기판(10) 상에 상기 발광 소자들(100, 102, 104)이 직접적으로 형성된 것으로 도시하고 있으나, 상기 발광 소자들(100, 102, 104) 각각의 상기 제1 전극(20)과 상기 베이스 기판(10) 사이에 화소를 구동하는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터가 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 전극(20)이 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극이 될 수 있다. 상기 제1 전극(20)이 화소 전극인 경우, 다수의 화소들 각각에 상기 제1 전극(20)이 서로 분리되어 배치되고 상기 베이스 기판(10)에는 상기 제1 전극(20)의 가장자리를 따라 형성되는 격벽 패턴이 형성되어 서로 인접한 화소들에 배치된 상기 제1 전극(20) 상에 적층되는 층들이 서로 격리될 수 있다. 즉, 도면으로 도시하지 않았으나 상기 발광 소자들(100, 102, 104)이 백라이트 없이 영상을 표시하는 디스플레이 장치에 이용될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자들(100, 102, 104)은 조명 장치로 이용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서 예시한 상기 발광 소자들(100, 102, 104)은 상기 디스플레이 장치 또는 상기 조명 장치와 같은 다양한 전자 장치에 이용될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 구체적인 실시예들을 통해서 본 발명에 따른 신규한 화합물들을 보다 상세히 설명한다. 하기에 예시되는 실시예들은 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 것은 아니다.
실시예 1
Figure PCTKR2013007205-appb-I000126
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 A (37.9mmol, 20g), 화합물 B (41.7mmol, 15.4g), 테트라하이드로퓨란(THF, Tetrahydrofuran) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (151.9 mmol, 21.0g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4, tetrakis(triphenylphosphine)palladium) (1.5mmol, 1.76g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 6시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후, 에틸 아세테이트(EA, ethyl acetate) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 1을 21.1g 수득하였다(수율 80%).
MALDI-TOF : m/z = 688.1923 (C47H32N2S2= 688.2)
실시예 2
Figure PCTKR2013007205-appb-I000127
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 C (38.7mmol, 20g), 화합물 B (42.5mmol, 15.7g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (154.8 mmol, 21.4g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (1.5mmol, 1.79g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 5시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 2를 23.5g 수득하였다(수율 90%).
MALDI-TOF : m/z = 678.2320 (C44H36N2S3= 678.1)
실시예 3
Figure PCTKR2013007205-appb-I000128
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 D (30.6mmol, 20g), 화합물 B (33.7mmol, 12.4g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (122.7 mmol, 16.9g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (1.2mmol, 1.42g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 6시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 3을 19.8g 수득하였다(수율 80%).
MALDI-TOF : m/z = 813.1983 (C56H35N3S2= 813.2)
실시예 4
Figure PCTKR2013007205-appb-I000129
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 E (48.4mmol, 20g), 화합물 B (106.4mmol, 39.3g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (387.2 mmol, 53.52g)을 물(H2O) 150mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (3.87mmol, 4.47g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 4를 25.1g 수득하였다(수율 71%).
MALDI-TOF : m/z = 737.2032 (C50H31N3S2= 737.2)
실시예 5
Figure PCTKR2013007205-appb-I000130
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 F (59.8mmol, 20g), 화합물 G (65.8mmol, 25.0g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (239.3 mmol, 33.07g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (2.3mmol, 2.77g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 5를 26.5g 수득하였다(수율 87%).
MALDI-TOF : m/z = 508.1235 (C28H16N2S4= 508.0)
실시예 6
Figure PCTKR2013007205-appb-I000131
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 E (48.4mmol, 20g), 화합물 G (106.4mmol, 40.6g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (387.2 mmol, 53.52g)을 물(H2O) 150mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (3.87mmol, 4.47g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 6을 20.5g 수득하였다(수율 55%).
MALDI-TOF : m/z = 760.9824 (C42H23N3S6= 761.0)
실시예 7
Figure PCTKR2013007205-appb-I000132
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 H (35.4mmol, 20g), 화합물 G (39.04mmol, 14.89g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (141.9 mmol, 19.62g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (1.42mmol, 1.64g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 7을 18.3g 수득하였다(수율 70%).
MALDI-TOF : m/z = 737.2100 (C50H31N3S2= 737.2)
실시예 8
Figure PCTKR2013007205-appb-I000133
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 I (30.0mmol, 20g), 화합물 B (66.0mmol, 24.38g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (240.0 mmol, 33.18g)을 물(H2O) 150mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (2.4mmol, 2.77g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 8을 23.6g 수득하였다(수율 79%).
MALDI-TOF : m/z = 990.2561 (C64H38N4S4= 990.2)
실시예 9
Figure PCTKR2013007205-appb-I000134
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 F (59.8mmol, 20g), 화합물 B (65.8mmol, 24.3g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (239.3 mmol, 33.07g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (2.3mmol, 2.77g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 9를 23.5g 수득하였다(수율 79%).
MALDI-TOF : m/z = 496.9564 (C32H20N2S2= 496.1)
실시예 10
Figure PCTKR2013007205-appb-I000135
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 F (59.8mmol, 20g), 화합물 J (65.8mmol, 30.3g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (239.3 mmol, 33.07g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (2.3mmol, 2.77g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 빛을 차단하고 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에 용해시키고 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 10을 29.8g 수득하였다(수율 85%).
MALDI-TOF : m/z = 587.1147 (C38H25NS2Si= 587.1)
실시예 11
Figure PCTKR2013007205-appb-I000136
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 K (33.7mmol, 20g), 화합물 B (67.4mmol, 24.9g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (74.1 mmol, 10.25g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스 핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (2.1mmol, 2.53g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 메탄올 (methanol) 1L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 11을 30.5g 수득하였다(수율 91%).
MALDI-TOF : m/z = 978.2851 (C68H42N4S2= 978.3)
실시예 12
Figure PCTKR2013007205-appb-I000137
1L 3구 둥근바닥 플라스크에 질소를 충전한 후, 화합물 K (56.8mmol, 37g), 화합물 M (113.5mmol, 25.9g), 테트라하이드로퓨란(THF) 200mL 및 에탄올(EtOH, Ethanol) 100mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 또한, 탄산칼륨(K2CO3) (112.5 mmol, 17.27g)을 물(H2O) 100mL에 용해시킨 후, 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스 핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) (2.3mmol, 2.54g)을 상기 1L 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 후, 12시간 동안 환류(reflux)시켰다.
상기 반응 혼합물을 식힌 후 에틸 아세테이트(EA) 및 증류수를 사용하여 추출하고 농축한 다음, 메탄올 (methanol) 2L에 넣고 20분간 교반 후 여과하여 연회색 고체인 화합물 12을 41.2g 수득하였다(수율 84%).
MALDI-TOF : m/z = 860.1448 (C56H32N2S4= 860.1)
비교예 1 내지 4
하기 화학식 a, b, c 및 d의 구조를 갖는 화합물들을 상업적으로 입수 내지 제조하여, 각각 비교예 1 내지 4로 사용하였다.
[화학식 a]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000138
[화학식 b]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000139
[화학식 c]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000140
[화학식 d]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000141
발광 소자 A-1 내지 A-10의 제조
인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO)로 형성된 제1 전극 상에, 호스트 물질로서 실시예 1에 따른 화합물을 1Å/sec의 속도로 증착하고 동시에 하기 화학식 12로 나타내는 P형 도펀트(HAT-CN)를 상기 호스트 물질 100 중량부에 대해 약 5 중량부의 비율로 공증착(Co-evaporation)하여 100Å 두께의 제1 층을 형성하였다. 상기 제1 층 상에 실시예 1에 따른 화합물을 300Å의 두께로 증착하여 제2 층을 형성하였다.
상기 제2 층 위에 하기 화학식 13으로 나타내는 mCBP와 화학식 14로 나타나는 Ir(ppy)3를 100:9 중량비로 공증착하여 약 300Å 두께의 발광층을 형성하고, 상기 발광층 상에 다시 mCBP를 약 50Å 두께로 증착하여 차단층(blocking layer)을 형성하였다.
상기 차단층 상에 하기 화학식 15로 나타내는 BPhen과 하기 화학식 16으로 나타내는 Alq3를 50:50 중량비로 공증착하여 약 400Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자 수송층 상에 하기 화학식 17로 나타나는 Liq를 이용하여 약 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하였다.
상기 전자 주입층 상에, 1,000Å 두께의 알루미늄 박막을 이용한 제2 전극을 형성하였다.
[화학식 12]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000142
[화학식 13]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000143
[화학식 14]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000144
[화학식 15]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000145
[화학식 16]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000146
[화학식 17]
Figure PCTKR2013007205-appb-I000147
위 방법으로 본 발명의 실시예 1에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자 A-1을 제조하였다.
또한, 호스트 물질을 실시예 2 내지 실시예 10에 따른 화합물들을 각각 이용하여 정공 수송성층을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 A-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 발광 소자 A-2 내지 발광 소자 A-10을 제조하였다.
비교 소자 1 내지 4의 제조
호스트 물질을 비교예 1 내지 4에 따른 화합물을 이용하여 제1 층과 제2 층을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 A-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 1 내지 4를 제조하였다.
발광 소자의 전력 효율 및 수명 평가 -1
상기 발광 소자 A-1 내지 A-10과, 비교 소자 1 내지 4 각각에 대해서, 질소 분위기의 글로브 박스 안에서 흡습제(Getter)가 부착된 커버 글래스 가장자리에 UV 경화용 실런트를 디스펜싱한 후, 발광 소자들 및 비교 소자들 각각과 커버 글래스를 합착하고 UV 광을 조사하여 경화시켰다. 상기와 같이 준비된 발광 소자 A-1 내지 A-10과, 비교 소자 1 내지 4 각각에 대해서, 휘도가 500cd/m2일 때의 값을 기준으로 하여 전력 효율을 측정하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
또한, 약 85℃의 온도로 일정하게 유지되고 있는 측정용 오븐 내에 설치된 수명 측정기를 이용하여 발광 소자 A-1 내지 A-10과, 비교 소자 1 내지 4 각각의 수명을 측정하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
표 5에서, 전력 효율을 측정한 결과의 단위는 lm/W이다. 또한, 표 5에서, T75는 발광 소자의 초기 휘도가 1,000cd/m2인 경우, 상기 발광 소자의 휘도가 상기 초기 휘도 대비 75%가 되기까지 걸린 시간을 의미한다.
표 5
소자 No. 전력효율[lm/W] 수명(T75@85℃[hr])
발광 소자 A-1 29.0 673
발광 소자 A-2 20.5 479
발광 소자 A-3 28.0 647
발광 소자 A-4 26.2 606
발광 소자 A-5 20.4 467
발광 소자 A-6 16.3 379
발광 소자 A-7 22.8 533
발광 소자 A-8 24.2 558
발광 소자 A-9 20.8 476
발광 소자 A-10 18.6 424
비교 소자 1 9.2 227
비교 소자 2 10.5 268
비교 소자 3 11.0 279
비교 소자 4 10.3 235
표 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 10에 따른 화합물들을 이용하여 제조된 발광 소자들 각각의 전력 효율은 적어도 16.3 lm/W 이상으로서, 비교 소자 1 내지 4의 전력 효율이 9.2 lm/W 내지 11.0 lm/W인 것과 비교할 때, 비교 소자 1 내지 4의 전력 효율보다 좋은 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예 1 내지 10에 따른 화합물들을 이용하여 제조된 발광 소자들 각각의 수명은 적어도 약 379시간으로서, 대부분 약 300 시간 이상임을 알 수 있다. 이에 반해, 비교 소자 1 내지 4의 수명이 약 279시간 이하인 것과 비교할 때, 본 발명의 실시예 1 내지 10에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자의 수명이 비교 소자 1 내지 4에 비해서 좋은 것을 알 수 있다.
또한, 발광 소자의 수명 특성 평가가 85℃의 가속 조건(가혹 조건)에서 수행된 것을 고려할 때, 본 발명의 실시예 1 내지 10에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자의 수명 특성이 비교 소자 1 내지 4에 비해 우수한 것을 통해서, 본 발명에 따른 화합물을 이용하여 제조된 발광 소자의 내열성이, 비교 소자 1 내지 4에 비해서 우수한 것을 알 수 있다.
발광 소자 B-1 내지 B-4의 제조
인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO)로 형성된 제1 전극 상에, 상기 화학식 12로 나타내는 HAT-CN를 약 100Å 두께로 증착하여 제1 층을 형성하고, 상기 제1 층 상에 NPB(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine)를 약 300Å의 두께로 증착하여 제2 층을 형성하였다.
상기 제2 층 상에 실시예 1에 따른 화합물로 약 100Å 두께의 제1 차단층을 형성하고, 상기 제1 차단층 상에 상기 화학식 13으로 나타내는 mCBP와 상기 화학식 14로 나타나는 Ir(ppy)3를 100:9 중량비로 공증착하여 약 300Å 두께의 발광층을 형성하고, 상기 발광층 상에 다시 mCBP를 약 50Å 두께로 증착하여 제2 차단층을 형성하였다.
그런 다음, 상기 제2 차단층 상에 상기 화학식 15로 나타내는 BPhen과 상기 화학식 16으로 나타내는 Alq3를 50:50 중량비로 공증착하여 약 400Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자 수송층 상에 상기 화학식 17로 나타나는 Liq를 이용하여 약 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하였다.
상기 전자 주입층 상에, 1,000Å 두께의 알루미늄 박막을 이용한 제2 전극을 형성하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자 B-1을 제조하였다.
상기 제1 차단층을 본 발명의 실시예 3, 5 및 8에 따른 화합물들 각각을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 B-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 발광 소자 B-2, B-3 및 B-4를 제조하였다.
비교 소자 5 및 6의 제조
상기 제1 차단층을 상기 화학식 a로 나타내는 비교예 1에 따른 화합물을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 B-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 5를 제조하였다.
또한, 상기 제1 차단층을 상기 화학식 d로 나타내는 비교예 4에 따른 화합물을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 B-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 6을 제조하였다.
발광 소자의 전력 효율 및 수명 평가 -2
상기와 같이 준비된 발광 소자 B-1 내지 B-4와, 비교 소자 5 및 6 각각에 대해서, 상기 발광 소자 A-1 내지 A-10에 대한 전력 효율 측정 실험과 실질적으로 동일한 방법으로, 휘도가 500cd/m2일 때의 값을 기준으로 하여 전력 효율을 측정하였다.
또한, 상기에서 발광 소자 A-1 내지 A-10에 대한 수명 평가 실험과 실질적으로 동일한 방법으로, 발광 소자 B-1 내지 B-4와 비교 소자 5 및 6 각각의 수명을 측정하였다.
상기 발광 소자 B-1 내지 B-4와 비교 소자 5 및 6 각각의 전력 효율 및 수명의 결과를 표 6에 나타낸다. 표 6에서, 전력 효율을 측정한 결과의 단위는 lm/W이다. 또한, 표 6에서, T75는 발광 소자의 초기 휘도가 1,000cd/m2인 경우, 상기 발광 소자의 휘도가 상기 초기 휘도 대비 75%가 되기까지 걸린 시간을 의미한다.
표 6
소자 No. 전력효율[lm/W] 수명(T75@85℃[hr])
발광 소자 B-1 23.8 554
발광 소자 B-2 22.9 537
발광 소자 B-3 16.8 387
발광 소자 B-4 19.9 459
비교 소자 5 7.9 185
비교 소자 6 8.4 196
표 6을 참조하면, 본 발명에 따른 화합물들을 이용하여 제조된 발광 소자 B-1 내지 B-4 각각의 전력 효율은 적어도 16.8 lm/W 이상인 반면, 비교 소자 5의 전력 효율은 약 7.9 lm/W에 불과하고, 비교 소자 6의 전력 효율은 약 8.4 lm/W에 불과함을 알 수 있다.
또한, 발광 소자 B-1 내지 B-4 각각의 수명은 적어도 약 387시간으로서, 비교 소자 5의 수명이 약 185 시간이고 비교 소자 6의 수명이 약 196시간인 것과 비교할 때, 발광 소자 B-1 내지 B-4의 수명이 비교 소자 5 및 6에 비해 상대적으로 긴 것을 알 수 있다.
또한, 발광 소자의 수명 특성 평가가 85℃의 가속 조건(가혹 조건)에서 수행된 것을 고려할 때, 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자의 수명 특성이 비교 소자 5 및 6에 비해 우수한 것을 통해서, 본 발명에 따른 화합물을 이용하여 제조된 발광 소자는 내열성이 좋음을 알 수 있다.
발광 소자 C-1 내지 C-4의 제조
인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO)로 형성된 제1 전극 상에, 호스트 물질로서 NPB를 1Å/sec의 속도로 증착하고 동시에 하기 화학식 12로 나타내는 P형 도펀트(HAT-CN)를 상기 호스트 물질 100 중량부에 대해 약 5 중량부의 비율로 공증착(Co-evaporation)하여 100Å 두께의 제1 층을 형성하였다. 상기 제1 층 상에 NPB를 300Å의 두께로 증착하여 제2 층을 형성하였다. 상기 제2 층 상에 실시예 3에 따른 화합물로 약 100Å 두께의 제1 차단층을 형성하고, 상기 제1 차단층 상에 상기 화학식 13으로 나타내는 mCBP와 상기 화학식 14로 나타나는 Ir(ppy)3를 100:9 중량비로 공증착하여 약 300Å 두께의 발광층을 형성하고, 상기 발광층 상에 다시 mCBP를 약 50Å 두께로 증착하여 제2 차단층을 형성하였다.
그런 다음, 상기 제2 차단층 상에 상기 화학식 15로 나타내는 BPhen과 상기 화학식 16으로 나타내는 Alq3를 50:50 중량비로 공증착하여 약 400Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자 수송층 상에 상기 화학식 17로 나타나는 Liq를 이용하여 약 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하였다.
상기 전자 주입층 상에, 1,000Å 두께의 알루미늄 박막을 이용한 제2 전극을 형성하여, 본 발명의 실시예 3에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자 C-1을 제조하였다.
상기 제1 차단층을 본 발명의 실시예 5, 8 및 10에 따른 화합물들 각각을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 C-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 발광 소자 C-2, C-3 및 C-4를 제조하였다.
비교 소자 7 및 8의 제조
상기 제1 차단층을 상기 화학식 a로 나타내는 비교예 1에 따른 화합물을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 C-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 7을 제조하였다.
상기 제1 차단층을 상기 화학식 d로 나타내는 비교예 4에 따른 화합물을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 C-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 8을 제조하였다.
발광 소자의 전력 효율 및 수명 평가 -3
상기와 같이 준비된 발광 소자 C-1 내지 C-4와, 비교 소자 7 및 8 각각에 대해서, 상기 발광 소자 A-1 내지 A-10에 대한 전력 효율 측정 실험과 실질적으로 동일한 방법으로, 휘도가 500cd/m2일 때의 값을 기준으로 하여 전력 효율을 측정하였다.
또한, 상기에서 발광 소자 A-1 내지 A-10에 대한 수명 평가 실험과 실질적으로 동일한 방법으로, 발광 소자 C-1 내지 C-4 및 비교 소자 7 및 8 각각의 수명을 측정하였다.
상기 발광 소자 C-1 내지 C-4 및 비교 소자 7 및 8 각각의 전력 효율 및 수명의 결과를 표 7에 나타낸다. 표 7에서, 전력 효율을 측정한 결과의 단위는 lm/W이다. 또한, 표 7에서, T75는 발광 소자의 초기 휘도가 1,000cd/m2인 경우, 상기 발광 소자의 휘도가 상기 초기 휘도 대비 75%가 되기까지 걸린 시간을 의미한다.
표 7
소자 No. 전력효율[lm/W] 수명(T75@85℃[hr])
발광 소자 C-1 21.0 483
발광 소자 C-2 15.3 354
발광 소자 C-3 18.2 419
발광 소자 C-4 14.0 318
비교 소자 7 8.2 201
비교 소자 8 7.7 179
표 7을 참조하면, 발광 소자 C-1 내지 C-4 각각의 전력 효율은 적어도 14.0 lm/W 이상으로서, 약 10 lm/W 이상의 전력 효율을 발휘하는 반면, 비교 소자 7의 전력 효율은 약 8.2 lm/W에 불과하고, 비교 소자 8의 전력 효율은 약 7.7 lm/W임을 알 수 있다.
또한, 발광 소자 C-1 내지 C-4 각각의 수명은 적어도 약 318 시간으로서, 비교 소자 7의 수명이 약 201 시간이고, 비교 소자 8의 수명이 약 179 시간인 것과 비교할 때, 본 발명에 따른 발광 소자들의 수명이 긴 것을 알 수 있다.
또한, 발광 소자의 수명 특성 평가가 85℃의 가속 조건(가혹 조건)에서 수행된 것을 고려할 때, 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자의 수명 특성이 비교 소자 7 및 8에 비해 우수한 것을 통해서, 본 발명에 따른 화합물을 이용하여 제조된 발광 소자는 내열성이 좋음을 알 수 있다.
발광 소자 D-1 내지 D-4의 제조
인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO)로 형성된 제1 전극 상에, 호스트 물질로서 실시예 2에 따른 화합물을 1Å/sec의 속도로 증착하고 동시에 하기 화학식 12로 나타내는 P형 도펀트(HAT-CN)를 상기 호스트 물질 100 중량부에 대해 약 5 중량부의 비율로 공증착(Co-evaporation)하여 100Å 두께의 제1 층을 형성하였다. 상기 제1 층 상에 NPB를 300Å의 두께로 증착하여 제2 층을 형성하였다. 상기 제2 층 상에 상기 화학식 13으로 나타내는 mCBP와 상기 화학식 14로 나타나는 Ir(ppy)3를 100:9 중량비로 공증착하여 약 300Å 두께의 발광층을 형성하고, 상기 발광층 상에 다시 mCBP를 약 50Å 두께로 증착하여 차단층을 형성하였다.
그런 다음, 상기 차단층 상에 상기 화학식 15로 나타내는 BPhen과 상기 화학식 16으로 나타내는 Alq3를 50:50 중량비로 공증착하여 약 400Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자 수송층 상에 상기 화학식 17로 나타나는 Liq를 이용하여 약 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하였다.
상기 전자 주입층 상에, 1,000Å 두께의 알루미늄 박막을 이용한 제2 전극을 형성하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자 D-1을 제조하였다.
상기 제1 층을 본 발명의 실시예 4, 7 및 9에 따른 화합물들 각각을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 D-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 발광 소자 D-2, D-3 및 D-4를 제조하였다.
비교 소자 9 및 10의 제조
상기 제1 층의 호스트 재료를 상기 화학식 a로 나타내는 비교예 1에 따른 화합물을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 D-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 9를 제조하였다.
상기 제1 층의 호스트 재료를 상기 화학식 d로 나타내는 비교예 4에 따른 화합물을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 D-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 10을 제조하였다.
발광 소자의 전력 효율 및 수명 평가 -4
상기와 같이 준비된 발광 소자 D-1 내지 D-4와, 비교 소자 9 및 10 각각에 대해서, 상기 발광 소자 A-1 내지 A-10에 대한 전력 효율 측정 실험과 실질적으로 동일한 방법으로, 휘도가 500cd/m2일 때의 값을 기준으로 하여 전력 효율을 측정하였다.
또한, 상기에서 발광 소자 A-1 내지 A-10에 대한 수명 평가 실험과 실질적으로 동일한 방법으로, 발광 소자 D-1 내지 D-4와 비교 소자 9 및 10 각각의 수명을 측정하였다.
상기 발광 소자 D-1 내지 D-4 및 비교 소자 9 및 10 각각의 전력 효율 및 수명의 결과를 표 8에 나타낸다. 표 8에서, 전력 효율을 측정한 결과의 단위는 lm/W이다. 또한, 표 8에서, T75는 발광 소자의 초기 휘도가 1,000cd/m2인 경우, 상기 발광 소자의 휘도가 상기 초기 휘도 대비 75%가 되기까지 걸린 시간을 의미한다.
표 8
소자 No. 전력효율[lm/W] 수명(T75@85℃[hr])
발광 소자 D-1 18.1 437
발광 소자 D-2 23.1 532
발광 소자 D-3 20.0 471
발광 소자 D-4 18.3 416
비교 소자 9 9.5 258
비교 소자 10 9.1 210
표 8을 참조하면, 발광 소자 D-1 내지 D4 각각의 전력 효율은 적어도 18.1 lm/W 이상인 반면, 비교 소자 9의 전력 효율은 약 9.5 lm/W에 불과하고 비교 소자 10의 전력 효율은 약 9.1 lm/W에 불과함을 알 수 있다.
또한, 발광 소자 D-1 내지 D-4 각각의 수명은 적어도 약 416 시간 이상인 반면, 비교 소자 9의 수명이 약 258 시간이고 비교 소자 10의 수명이 약 210 시간에 불과한 것과 비교할 때, 발광 소자 D-1 내지 D-4의 수명이 비교 소자 9 및 10에 비해 상대적으로 긴 것을 알 수 있다.
또한, 발광 소자의 수명 특성 평가가 85℃의 가속 조건(가혹 조건)에서 수행된 것을 고려할 때, 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자의 수명 특성이 비교 소자 9 및 10에 비해 우수한 것을 통해서, 본 발명에 따른 화합물을 이용하여 제조된 발광 소자는 내열성이 좋음을 알 수 있다.
발광 소자 E-1 내지 E-4의 제조
인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO)로 형성된 제1 전극 상에, 호스트 물질로서 NPB를 1Å/sec의 속도로 증착하고 동시에 하기 화학식 12로 나타내는 P형 도펀트(HAT-CN)를 상기 호스트 물질 100 중량부에 대해 약 5 중량부의 비율로 공증착(Co-evaporation)하여 100Å 두께의 제1 층을 형성하였다. 상기 제1 층 상에 실시예 1에 따른 화합물을 300Å의 두께로 증착하여 제2 층을 형성하였다. 상기 제2 층 상에 상기 화학식 13으로 나타내는 mCBP와 상기 화학식 14로 나타나는 Ir(ppy)3를 100:9 중량비로 공증착하여 약 300Å 두께의 발광층을 형성하고, 상기 발광층 상에 다시 mCBP를 약 50Å 두께로 증착하여 차단층을 형성하였다.
그런 다음, 상기 차단층 상에 상기 화학식 15로 나타내는 BPhen과 상기 화학식 16으로 나타내는 Alq3를 50:50 중량비로 공증착하여 약 400Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자 수송층 상에 상기 화학식 17로 나타나는 Liq를 이용하여 약 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하였다.
상기 전자 주입층 상에, 1,000Å 두께의 알루미늄 박막을 이용한 제2 전극을 형성하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자 E-1을 제조하였다.
상기 제2 층을 본 발명의 실시예 5, 8 및 9에 따른 화합물들 각각을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 E-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 발광 소자 E-2, E-3 및 E-4를 제조하였다.
비교 소자 11 및 12의 제조
상기 제2 층을 상기 화학식 a로 나타내는 비교예 1에 따른 화합물을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 E-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 11을 제조하였다.
상기 제2 층을 상기 화학식 d로 나타내는 비교예 4에 따른 화합물을 이용하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 발광 소자 E-1을 제조하는 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 비교 소자 12를 제조하였다.
발광 소자의 전력 효율 및 수명 평가 -5
상기와 같이 준비된 발광 소자 E-1 내지 E-4와, 비교 소자 11 및 12 각각에 대해서, 상기 발광 소자 A-1 내지 A-10에 대한 전력 효율 측정 실험과 실질적으로 동일한 방법으로, 휘도가 500cd/m2일 때의 값을 기준으로 하여 전력 효율을 측정하였다.
또한, 상기에서 발광 소자 A-1 내지 A-10에 대한 수명 평가 실험과 실질적으로 동일한 방법으로, 발광 소자 E-1 내지 E-4 및 비교 소자 11 및 12 각각의 수명을 측정하였다.
상기 발광 소자 E-1 내지 E-4 및 비교 소자 11 및 12 각각의 전력 효율 및 수명의 결과를 표 9에 나타낸다. 표 9에서, 전력 효율을 측정한 결과의 단위는 lm/W이다. 또한, 표 9에서, T75는 발광 소자의 초기 휘도가 1,000cd/m2인 경우, 상기 발광 소자의 휘도가 상기 초기 휘도 대비 75%가 되기까지 걸린 시간을 의미한다.
표 9
소자 No. 전력효율[lm/W] 수명(T75@85℃[hr])
발광 소자 E-1 26.9 624
발광 소자 E-2 18.9 435
발광 소자 E-3 22.5 517
발광 소자 E-4 17.3 397
비교 소자 11 9.1 220
비교 소자 12 9.5 223
표 9를 참조하면, 발광 소자 E-1 내지 E-4 각각의 전력 효율은 적어도 17.3 lm/W 이상이고, 약 10 lm/W 이상의 전력 효율을 발휘하는 반면, 비교 소자 11의 전력 효율은 약 9.1 lm/W이고 비교 소자 12의 전력 효율은 약 9.5 lm/W에 불과함을 알 수 있다.
또한, 발광 소자 E-1 내지 E-4 각각의 수명은 적어도 약 397 시간 이상인 반면, 비교 소자 11의 수명이 약 220 시간이고 비교 소자 12의 수명이 약 223시간에 불과한 것과 비교할 때, 발광 소자 E-1 내지 E-4의 수명 특성이 비교 소자 11 및 12에 비해 상대적으로 좋은 것을 알 수 있다.
또한, 발광 소자의 수명 특성 평가가 85℃의 가속 조건(가혹 조건)에서 수행된 것을 고려할 때, 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 발광 소자의 수명 특성이 비교 소자 11 및 12에 비해 우수한 것을 통해서, 본 발명에 따른 화합물을 이용하여 제조된 발광 소자는 내열성이 좋음을 알 수 있다.
상기에서 설명한 바에 따르면, 본 발명에 따른 신규한 화합물을 이용하여 전력 효율, 수명 및 열적 안정성이 향상된 발광 소자를 제조할 수 있다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 나타내는 화합물;
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000148
    상기 화학식 1에서,
    R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 *-Lb-Z, 수소, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기를 나타내되, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 *-Lb-Z를 나타내며,
    Z는 수소, 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 나타내고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000149
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000150
    X는 O, S, N-Ld-Ar3 또는 Si(R10)(R11)을 나타내고,
    Ar1, Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로 *-A1-A2-A3-A4를 나타내고,
    A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -S-, 탄소수 1 내지 60을 갖는 직쇄형 또는 분지형의 알킬렌기(-(CH2)j-, 여기서, j는 1 내지 60의 정수), 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴렌기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로시클로알킬렌기, 아다만틸렌기, 탄소수 7 내지 60을 갖는 바이시클로알킬렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐렌기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐렌기를 나타내고,
    A4는 수소, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로시클로알킬기, 아다만틸기, 탄소수 7 내지 60을 갖는 바이시클로알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기를 나타내고,
    R5, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 60을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
    m은 0 내지 3의 정수를 나타내고, n은 0 내지 4의 정수를 나타내며,
    La, Lb, Lc 및 Ld는 각각 독립적으로
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000151
    를 나타내고, L1, L2, L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴렌기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐렌기 또는 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬렌기를 나타내고,
    p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수를 나타내며,
    상기 화학식 1의 R1 내지 R4, La 및 Ar1의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 60을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 60을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000152
    상기 화학식 4에서,
    X는 O, S, N-Ld-Ar3 또는 Si(R10)(R11)을 나타내고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 알키닐기를 나타내고,
    R5, R6, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
    m은 0 내지 3의 정수를 나타내고, n은 0 내지 4의 정수를 나타내며,
    La, Lb 및 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고,
    Ar1 및 Ar3은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30을 갖는 알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기를 나타내고,
    상기 화학식 4의 R1, R2, R5, R6, La, Lb, X 및 Ar1의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 화학식 4에서,
    R1, R2, Ar1 및 Ar3은 각각 독립적으로 하기 치환기 1 내지 9의 구조로부터 선택되고;
    <치환기 1>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000153
    <치환기 2>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000154
    <치환기 3>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000155
    <치환기 4>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000156
    <치환기 5>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000157
    <치환기 6>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000158
    <치환기 7>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000159
    <치환기 8>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000160
    <치환기 9>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000161
    상기 화학식 4에서, La, Lb 및 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 하기 치환기 10 내지 18의 구조로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
    <치환기 10>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000162
    <치환기 11>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000163
    <치환기 12>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000164
    <치환기 13>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000165
    <치환기 14>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000166
    <치환기 15>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000167
    <치환기 16>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000168
    <치환기 17>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000169
    <치환기 18>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000170
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 하기 화학식 5로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물;
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000171
    상기 화학식 5에서,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 O, S, N-Lf-Ar4 또는 Si(R12)(R13)을 나타내고,
    La, Lb, Le 및 Lf는 각각 독립적으로 단일 결합, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고,
    Ar1 및 Ar4는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30을 갖는 알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기를 나타내고,
    R12 및 R13은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
    상기 화학식 5의 Y1, Y2, La, Lb, Le 및 Ar1의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 하기 화학식 6으로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물;
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000172
    상기 화학식 6에서,
    R1, R2, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 알키닐기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
    La 및 Lc는 각각 독립적으로 단일 결합, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고,
    Lb는
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000173
    를 나타내고, L1, L2, L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴렌기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐렌기, 탄소수 2 내지 30의 알키닐렌기 또는 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기를 나타내고,
    p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수를 나타내며,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30을 갖는 알킬기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30을 갖는 시클로알킬기 또는 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로시클로알킬기를 나타내고,
    상기 화학식 6의 R1, R2, R8, R9, La, Lb, Lc, Ar1 및 Ar2의 수소들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 30을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 30을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
  6. 제5항에 있어서, 상기 화학식 6에서,
    Lb의 L1, L2, L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 하기 치환기 1 내지 9의 구조로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
    <치환기 1>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000174
    <치환기 2>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000175
    <치환기 3>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000176
    <치환기 4>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000177
    <치환기 5>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000178
    <치환기 6>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000179
    <치환기 7>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000180
    <치환기 8>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000181
    <치환기 9>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000182
  7. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 하기 구조 1 내지 66의 구조로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
    <구조 1>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000183
    <구조 2>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000184
    <구조 3>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000185
    <구조 4>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000186
    <구조 5>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000187
    <구조 6>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000188
    <구조 7>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000189
    <구조 8>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000190
    <구조 9>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000191
    <구조 10>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000192
    <구조 11>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000193
    <구조 12>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000194
    <구조 13>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000195
    <구조 14>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000196
    <구조 15>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000197
    <구조 16>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000198
    <구조 17>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000199
    <구조 18>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000200
    <구조 19>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000201
    <구조 20>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000202
    <구조 21>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000203
    <구조 22>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000204
    <구조 23>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000205
    <구조 24>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000206
    <구조 25>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000207
    <구조 26>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000208
    <구조 27>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000209
    <구조 28>
    <구조 29>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000211
    <구조 30>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000212
    <구조 31>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000213
    <구조 32>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000214
    <구조 33>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000215
    <구조 34>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000216
    <구조 35>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000217
    <구조 36>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000218
    <구조 37>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000219
    <구조 38>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000220
    <구조 39>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000221
    <구조 40>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000222
    <구조 41>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000223
    <구조 42>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000224
    <구조 43>
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    <구조 56>
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    <구조 65>
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    <구조 66>
    Figure PCTKR2013007205-appb-I000248
  8. 제1 전극;
    제2 전극;
    제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 발광층; 및
    제1 전극과 발광층 사이에 배치되고, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 정공 수송성층을 포함하는 발광 소자.
  9. 제 8 항에 있어서, 정공 수송성층은 P형 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  10. 제 8 항에 있어서, 정공 수송성층은,
    상기 화합물 및 P형 도펀트를 포함하는 제1층; 및
    상기 화합물을 포함하는 제2층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  11. 제 8 항에 따른 발광 소자를 포함하는 전자 장치.
  12. 제 11 항에 따른 전자 장치는 디스플레이 장치 또는 조명 장치인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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