WO2021015417A1 - 유기발광 화합물 및 유기발광소자 - Google Patents

유기발광 화합물 및 유기발광소자 Download PDF

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WO2021015417A1
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심소영
유세진
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    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Definitions

  • the present invention relates to a polycyclic aromatic derivative organic light-emitting compound and an organic light-emitting device, and more specifically, a polycyclic aromatic derivative compound as a dopant compound, and an anthracene derivative as a host compound in the light emitting layer together with high luminous efficiency and color purity. It relates to an organic light emitting device having a remarkably improved long life.
  • organic light emitting diode In the organic light emitting diode, electrons injected from the electron injection electrode (cathode electrode) and holes injected from the hole injection electrode (anode electrode) are combined in the emission layer to form excitons, and the excitons generate energy. It is a self-luminous device that emits light while emitting, and such an organic light emitting device is in the spotlight as a next-generation light source because of its advantage that it can be applied to full-color flat panel light emitting displays with low driving voltage, high brightness, wide viewing angle, and fast response speed. .
  • the structure of the organic layer in the device is optimized, and the material constituting each organic layer is a hole injection material, a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material, an electron injection material, an electron blocking material. It should be preceded that the back is supported by a stable and efficient material, but there is still a need for a stable and efficient organic layer structure for an organic light emitting device and the development of each material.
  • the energy band gap of the host and the dopant must be properly combined so that holes and electrons move to the dopant through a stable electrochemical path, respectively, to form excitons.
  • an object of the present invention is to provide an organic light-emitting device having excellent color purity, high luminous efficiency and long lifespan by adopting a polycyclic aromatic derivative organic light-emitting compound as a dopant compound and a characteristic host material in the light-emitting layer. .
  • the present invention provides an organic light emitting compound represented by the following [Chemical Formula A] in order to solve the above problems.
  • an organic light-emitting device comprising a first electrode, a second electrode facing the first electrode, and a light emitting layer interposed between the first electrode and the second electrode, and including the compound represented by the [Formula A] to provide.
  • the present invention provides an organic light-emitting device including the following [Chemical Formula A] as a dopant compound and a compound represented by the following [Chemical Formula H1] or [Chemical Formula H2] as a host.
  • the organic light-emitting device includes (1) a polycyclic aromatic derivative compound as a dopant compound in the emission layer, and (2) a combination of an anthracene derivative compound having a characteristic structure as a host and employing it in the emission layer together with excellent color purity, It has high luminous efficiency and remarkably improved long life, so it can be usefully used in various display devices.
  • the present invention relates to a polycyclic aromatic derivative organic light-emitting compound and is characterized in that it is represented by the following [Chemical Formula A].
  • Q 1 to Q 3 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring having 6 to 50 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocycle having 2 to 50 carbon atoms.
  • Y is a single bond or NR 1 , CR 2 R 3 , O, S and SiR 4 R 5 It is any one selected from among, and a plurality of Ys are the same or different from each other.
  • the R 1 to R 5 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted A cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, substituted Or an unsubstituted C1-C30 alkylthioxy group, a substituted or unsubstituted C5-C30 arylthioxy group, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkylamine group, a substituted or unsubstituted C5
  • the R 1 to R 5 may each be combined with the Q 1 to Q 3 ring to additionally form an alicyclic or aromatic monocyclic or polycyclic ring, and R 2 and R 3 and R 4 and R 5 are each It may be connected to further form an alicyclic or aromatic monocyclic or polycyclic ring.
  • the R 1 to R 5 may be combined with the Q 2 and Q 3 rings, respectively, to additionally form an alicyclic or aromatic monocyclic or polycyclic ring.
  • [Chemical Formula A] may be an organic light emitting compound represented by the following [Chemical Formula A-1], and various organic material layers of the organic light emitting device through such a polycyclic aromatic skeleton structure and the introduced substituent By satisfying this desired condition, it is possible to implement an organic light emitting device with high efficiency and long life.
  • Z is CR or N, wherein R is hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclone having 3 to 30 carbon atoms Alkyl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted C 1 To 30 alkylthioxy groups, substituted or unsubstituted arylthioxy groups having 5 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkylamine groups having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted arylamine groups having 5 to 30 carbon atoms, substituted Or any one
  • the plurality of R may be bonded to each other or linked with an adjacent substituent to form an alicyclic, aromatic monocyclic or polycyclic ring, and the formed alicyclic, aromatic monocyclic or polycyclic carbon atoms of N, S and O It may be substituted with any one or more heteroatoms selected.
  • X, Y, Q 2 and Q 3 are each the same as the definition in [Chemical Formula A].
  • the [Chemical Formula A-1] may be an organic light emitting compound represented by the following [Chemical Formula A-2], and organic light emission through such a polycyclic aromatic skeleton structure and an introduced substituent
  • the organic light emitting device of high efficiency and long life can be implemented by satisfying the desired conditions by various organic material layers of the device.
  • [Chemical Formula A] may be an organic light-emitting compound represented by the following [Chemical Formula B-1], and various organic material layers of the organic light-emitting device through the polycyclic aromatic skeleton structure and the introduced substituent By satisfying this desired condition, it is possible to implement an organic light emitting device with high efficiency and long life.
  • Z is CR or N, wherein R is hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclone having 3 to 30 carbon atoms Alkyl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted C 1 To 30 alkylthioxy groups, substituted or unsubstituted arylthioxy groups having 5 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkylamine groups having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted arylamine groups having 5 to 30 carbon atoms, substituted Or any one
  • the plurality of R may be bonded to each other or linked with an adjacent substituent to form an alicyclic, aromatic monocyclic or polycyclic ring, and the formed alicyclic, aromatic monocyclic or polycyclic carbon atoms of N, S and O It may be substituted with any one or more heteroatoms selected.
  • X, Y, Q 2 and Q 3 are each the same as the definition in [Chemical Formula A].
  • the [Chemical Formula B-1] may be an organic light emitting compound represented by the following [Chemical Formula B-2], and organic light emission through the polycyclic aromatic skeleton structure and the introduced substituent
  • the organic light emitting device of high efficiency and long life can be implemented by satisfying the desired conditions by various organic material layers of the device.
  • At least one or more of the plurality of R is characterized in that it has a substituent other than hydrogen and small and medium, that is, at least one of the plurality of R is substituted or unsubstituted 1 to 30 alkyl group, substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon number 1 to 30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C 6 to C 30 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkyl thioxy group, substituted or unsubstituted C 5 to C 30 arylthioxy group, substituted Or an unsubstituted C1-C30 alkylamine group, a substituted or unsubstituted
  • the term'substituted or unsubstituted' refers to various substituents in the present specification, including [Chemical Formula A] according to the present invention, respectively, deuterium, cyano group, halogen group, hydroxy group, nitro group, C1-C24 alkyl group, C3-C24 cycloalkyl group, C1-C24 halogenated alkyl group, C1-C24 alkenyl group, C1-C24 alkynyl group, C1-C24 heteroalkyl group, C1 To 24 heterocycloalkyl group, C6-C24 aryl group, C6-C24 arylalkyl group, C2-C24 heteroaryl group, C2-C24 heteroarylalkyl group, C1-C24 alkoxy group, C1-C24 1 to 24 alkylamino group, C 1 to C 24 arylamino group, C 1 to C 24 hetero arylamino group, C 1 to C 24
  • the range of carbon atoms of the alkyl group or aryl group in the'substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms' and'substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms' consider the portion where the substituent is substituted It does not mean the total number of carbon atoms constituting the alkyl moiety or the aryl moiety when viewed as unsubstituted.
  • a phenyl group in which a butyl group is substituted in the para position corresponds to an aryl group having 6 carbon atoms substituted with a butyl group having 4 carbon atoms.
  • the meaning of forming a ring by bonding with an adjacent group means that a substituted or unsubstituted alicyclic or aromatic ring can be formed by bonding with an adjacent group, and'adjacent substituent' refers to the corresponding
  • the substituent may mean a substituent substituted on an atom directly connected to the substituted atom, a substituent positioned three-dimensionally closest to the substituent, or another substituent substituted on an atom where the substituent is substituted.
  • two substituents substituted at the ortho position in the benzene ring and two substituents substituted on the same carbon in the aliphatic ring may be interpreted as'adjacent substituents'.
  • the alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 20.
  • Specific examples include methyl group, ethyl group, propyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, 1-methyl-butyl group, 1- Ethyl-butyl group, pentyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, hexyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 4-methyl- 2-pentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, heptyl group, n-heptyl group, 1-methylhexyl group, 2-
  • the alkenyl group includes a linear or branched chain, and may be further substituted by other substituents, specifically vinyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-bute Nyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 3-methyl-1-butenyl group, 1,3-butadienyl group, allyl group, 1-phenylvinyl-1-yl group , 2-phenylvinyl-1-yl group, 2,2-diphenylvinyl-1-yl group, 2-phenyl-2-(naphthyl-1-yl)vinyl-1-yl group, 2,2-bis(diphenyl -1-yl) vinyl-1-yl group, stilbenyl group, styrenyl group, and the like, but are not limited thereto.
  • substituents specifically vinyl group, 1-propenyl group, isopropeny
  • the alkynyl group also includes a straight chain or a branched chain, and may be further substituted by other substituents, ethynyl, 2-propynyl, etc., but limited thereto. It doesn't work.
  • the cycloalkyl group includes monocyclic or polycyclic, and may be further substituted by other substituents
  • polycyclic refers to a group in which a cycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group, and the other ring group refers to a cycloalkyl group. It may be, but other types of cyclic groups, such as heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, and the like.
  • the heterocycloalkyl group includes heteroatoms such as O, S, Se, N or Si, and also includes monocyclic or polycyclic, and may be further substituted by other substituents, and polycyclic means heterocyclo
  • An alkyl group refers to a group in which an alkyl group is directly connected or condensed with another ring group, and the other ring group may be a heterocycloalkyl group, but may be another type of ring group such as a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the aryl group may be monocyclic or polycyclic, examples of the monocyclic aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a stilbene group, and examples of the polycyclic aryl group include a naphthyl group, an anthracenyl group. , Phenanthrenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, tetrasenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, acenaphthacenyl group, triphenylene group, fluoranthene group, etc., but the scope of the present invention is limited to these examples It does not become.
  • the heteroaryl group is a heterocyclic group containing heteroatoms, examples of which include a thiophene group, a furan group, a pyrrole group, an imidazole group, a thiazole group, an oxazole group, an oxadiazole group, a triazole group, a pyridyl group, Bipyridyl group, pyrimidyl group, triazine group, triazole group, acridyl group, pyridazine group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazoline group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidinyl group, pyri Do pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group, isoquinoline group, indole group, carbazole group, benzoxazole group, benzoimidazole group, benzothiazole
  • the alkoxy group may be specifically methoxy, ethoxy, propoxy, isobutyloxy, sec-butyloxy, pentyloxy, iso-amyloxy, hexyloxy, etc., but is not limited thereto.
  • the silyl group means a silyl group substituted with an alkyl or a silyl group substituted with an aryl
  • specific examples of the silyl group include trimethylsilyl, triethylsilyl, triphenylsilyl, trimethoxysilyl, dimethoxyphenylsilyl , Diphenylmethylsilyl, diphenylvinylsilyl, methylcyclobutylsilyl, dimethylfurylsilyl, and the like.
  • the amine group may be -NH 2 , an alkylamine group, an arylamine group, etc.
  • the arylamine group means an amine substituted with an aryl
  • the alkylamine group means an amine substituted with an alkyl
  • an arylamine group Examples of a substituted or unsubstituted monoarylamine group, a substituted or unsubstituted diarylamine group, or a substituted or unsubstituted triarylamine group
  • the aryl group in the arylamine group may be a monocyclic aryl group, and It may be a cyclic aryl group, and the arylamine group including two or more aryl groups may include a monocyclic aryl group, a polycyclic aryl group, or a monocyclic aryl group and a polycyclic aryl group at the same time.
  • the aryl group in the arylamine group may be selected from the examples of the arylamine
  • the aryl group in the aryloxy group and arylthioxy group is the same as the example of the aryl group described above, and specifically, the aryloxy group is a phenoxy group, p-tolyloxy group, m-tolyloxy group, 3,5- Dimethyl-phenoxy group, 2,4,6-trimethylphenoxy group, p-tert-butylphenoxy group, 3-biphenyloxy group, 4-biphenyloxy group, 1-naphthyloxy group, 2-naphthyloxy group, 4 -Methyl-1-naphthyloxy group, 5-methyl-2-naphthyloxy group, 1-anthryloxy group, 2-anthryloxy group, 9-anthryloxy group, 1-phenanthryloxy group, 3-phenane
  • the arylthioxy group includes a phenylthioxy group
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the polycyclic aromatic derivative compound represented by [Chemical Formula A] employed as a dopant compound in the organic material layer, preferably in the emission layer, in the organic light emitting device according to the present invention may be any one selected from the following [Chemical Formula 1] to [Chemical Formula 141] .
  • the scope of [Chemical Formula A] is not limited thereby.
  • the present invention relates to an organic light emitting device comprising a first electrode, a second electrode, and one or more organic layers interposed between the first electrode and the second electrode, wherein the organic light emitting device according to the present invention comprises the organic layer It is characterized in that the compound represented by [Chemical Formula A] is employed as a light emitting layer dopant compound.
  • the organic light-emitting device employs a compound represented by the [Chemical Formula A] as a dopant in the emission layer and an anthracene derivative compound represented by the following [Chemical Formula H1] or [Chemical Formula H2] as a host compound. It is characterized.
  • R 21 to R 28 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number 3 to 30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C 5 to C 30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C 6 to C 30 aryloxy group, substituted or Unsubstituted C1-C30 alkylthioxy group, substituted or unsubstituted C6-C30 arylthioxy group, substituted or unsubstituted C1-C30 alkylamine group, substituted or unsubstituted C6-C30 alkylamine group Arylamine group, substituted or unsubstituted
  • R 21 to R 28 may be connected to each other or with adjacent substituents to form an aliphatic, aromatic, aliphatic hetero or aromatic hetero condensed ring.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number 2 to 30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 3 to C 30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C 5 to C 30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group having 2 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted
  • L is a single bond, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 20 carbon atoms, and n is an integer of 0 to 3.
  • R 29 to R 32 is bonded to L, and R 21 to R 36 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted Alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkenyl group having 5 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or Unsubstituted C6-C30 aryloxy group, substituted or unsubstituted C1-C30 alkylthioxy group, substituted or unsubstituted C6-C30 arylthioxy group, substituted or unsubstituted C1-C30 Alkylamine group, substituted or unsubstituted aryl
  • R 21 to R 36 may be connected to each other or with adjacent substituents to form an aliphatic, aromatic, aliphatic hetero or aromatic hetero condensed ring.
  • Ar 1 is hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted Alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkenyl group having 5 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 50 carbon atoms, substituted Or an unsubstituted C2-C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6-C30 aryloxy group, a substituted or unsubsti
  • L is a single bond, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 20 carbon atoms, and n is an integer of 0 to 3.
  • [Chemical Formula H1] may be any one selected from compounds represented by the following ⁇ Chemical Formula H101> to ⁇ Chemical Formula H166>.
  • the [Chemical Formula H2] may be any one selected from compounds represented by the following ⁇ Chemical Formula H201> to ⁇ Chemical Formula H281>.
  • the organic layer of the organic light emitting device may have a single-layer structure, but may have a multi-layer structure in which two or more organic layers are stacked.
  • it may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the present invention is not limited thereto, and may include a smaller number or a larger number of organic layers, and the structure of the organic material layer of the organic light emitting device according to the present invention will be described in more detail in the following examples.
  • the organic electroluminescent device includes a substrate, a first electrode (anode), an organic material layer, a second electrode (cathode), and a capping layer, and the capping layer is a bottom emission layer. ) Or on the second electrode (Top emission).
  • the method of forming on the top of the second electrode (Top emission)
  • light formed in the emission layer is emitted toward the cathode, and the light emitted toward the cathode passes through the capping layer (CPL) formed of the compound according to the present invention having a relatively high refractive index.
  • the wavelength is amplified, thus increasing the light efficiency.
  • the method formed under the first electrode (Bottom emission) also adopts the compound according to the present invention in the capping layer according to the same principle, thereby improving the light efficiency of the organic electric device.
  • the organic light emitting device includes an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode, and if necessary, a hole injection layer may be further included between the anode and the hole transport layer.
  • An injection layer may be further included, and in addition, one or two intermediate layers may be further formed, a hole blocking layer or an electron blocking layer may be further formed, and as described above,
  • An organic layer having various functions may be further included according to characteristics.
  • an anode is formed by coating a material for an anode electrode on the substrate.
  • the substrate a substrate used in a typical organic light emitting device is used, and an organic substrate or a transparent plastic substrate having excellent transparency, surface smoothness, ease of handling and waterproofness is preferable.
  • a material for the anode electrode indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), etc., which are transparent and have excellent conductivity, are used.
  • a hole injection layer is formed by vacuum thermal evaporation or spin coating of a hole injection layer material on the anode electrode, and then a hole transport layer material is vacuum thermally evaporated or spin coated on the hole injection layer to form a hole transport layer.
  • the hole injection layer material may be used without particular limitation as long as it is commonly used in the art, and as a specific example, 2-TNATA[4,4',4"-tris(2-naphthylphenyl-phenylamino)-triphenylamine] , NPD[N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)], TPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'- biphenyl-4,4'-diamine], DNTPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine ], etc. can be used.
  • the hole transport layer material is also not particularly limited as long as it is commonly used in the art.
  • N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1- Biphenyl]-4,4'-diamine (TPD) or N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenylbenzidine ( ⁇ -NPD) and the like can be used.
  • a hole auxiliary layer and a light emitting layer may be sequentially stacked on the hole transport layer, and a hole blocking layer may be selectively formed on the light emitting layer to form a thin film by a vacuum deposition method or a spin coating method.
  • the hole blocking layer plays a role of preventing such a problem by using a material having a very low HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) level because when holes pass through the organic light emitting layer and flow into the cathode, the life and efficiency of the device are reduced.
  • the hole blocking material to be used is not particularly limited, but must have an electron transport ability and an ionization potential higher than that of the light emitting compound, and representatively, BAlq, BCP, TPBI, etc. may be used.
  • BAlq As the material used for the hole blocking layer, BAlq, BCP, Bphen, TPBI, NTAZ, BeBq 2 , OXD-7, Liq, and the like may be used, but are not limited thereto.
  • the present invention by forming a cathode electrode by depositing an electron transport layer on the hole blocking layer through a vacuum deposition method or a spin coating method, and then forming an electron injection layer and vacuum thermally depositing a cathode-forming metal on the electron injection layer.
  • the organic light emitting device according to an embodiment of is completed.
  • the cathode-forming metal is lithium (Li), magnesium (Mg), aluminum (Al), aluminum-ridium (Al-Li), calcium (Ca), magnesium-indium (Mg-In), and magnesium-silver ( Mg-Ag) or the like may be used, and in order to obtain a top light emitting device, a transmissive cathode using ITO or IZO may be used.
  • the electron transport layer material has a function of stably transporting electrons injected from the cathode, and a known electron transport material may be used.
  • known electron transport materials include quinoline derivatives, in particular tris(8-quinolinorate)aluminum (Alq3), TAZ, BAlq, beryllium bis(benzoquinolin-10-noate) (beryllium bis(benzoquinolin-10- olate: Bebq2), oxadiazole derivatives such as PBD, BMD, BND, and the like may be used.
  • the emission layer of the organic light emitting device according to the present invention may further include various host materials and various dopant materials in addition to the compound according to the present invention and the dopant.
  • each of the organic layers may be formed by a monomolecular deposition method or a solution process, wherein the deposition method evaporates a material used as a material for forming each layer through heating in a vacuum or low pressure state. It refers to a method of forming a thin film, and in the solution process, a material used as a material for forming each layer is mixed with a solvent, and inkjet printing, roll-to-roll coating, screen printing, spray coating, dip coating, spin coating It refers to a method of forming a thin film through a method such as the like.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be used in a device selected from a flat panel display device, a flexible display device, a monochrome or white flat lighting device, and a single color or white flexible lighting device.
  • 6-bromobenzimidazole 30 g (150 mmol), phenyl boronic acid 18.3 g (150 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium 3.5 g (3.0 mmol), potassium carbonate 41.6 g (301 mmol), toluene 150 mL, 150 mL of 1,4-dioxane, and 90 mL of water were added under nitrogen and stirred under reflux for 12 hours. After completion of the reaction, the reaction product was separated into layers, the organic layer was concentrated under reduced pressure, and then separated by column chromatography to obtain 21.3 g of ⁇ Intermediate 10-a>. (Yield 72%)
  • ⁇ Intermediate 11-a> was in Synthesis Example 10-(1) to Synthesis Example 10-(with the exception that 6-tertiary benzimidazole was used instead of ⁇ Intermediate 10-a> used in Synthesis Example 10-(2). Synthesis was performed in the same manner as in 5) to obtain ⁇ Intermediate 11-a>.
  • ⁇ Intermediate 12-c> was synthesized by the same method as the synthesis method of ⁇ Intermediate 10-b>, except that ⁇ Intermediate 12-a> was used instead of ⁇ Intermediate 10-a> used in Synthesis Example 10-(2). ⁇ Intermediate 12-c> was obtained.
  • the ITO glass was patterned so that the light emitting area was 2 mm ⁇ 2 mm in size and washed.
  • DNTPD 700 ⁇
  • ⁇ -NPD 300 ⁇
  • [Chemical Formula E-1] (300) was formed by mixing the compound according to the present invention as a host and a dopant of the emission layer in a weight ratio (97:3) of the present invention in a weight ratio (97:3), and then as an electron transport layer ⁇ ), Liq (10 ⁇ ) was sequentially formed as an electron injection layer, and Al (1000 ⁇ ) as a cathode was formed to manufacture an organic light-emitting device. The characteristics of the organic light-emitting device were measured at 10 mA/cm 2 .
  • Example 2 H227 One 8.8 178 Example 3 H103 2 8.7 158
  • Example 4 H227 2 8.8 167
  • Example 6 H227 7 9.2 165
  • Example 7 H103 19 8.8 145
  • Example 8 H227 19 9.0 160
  • Example 9 H103 24 8.9 150
  • Example 10 H227 24 9.2 165
  • Example 11 H103 30 9.0 137
  • Example 14 H227 40 9.1 Example 15 H103 49 8.9 129
  • Example 16 H227 49 9.2 151 Example 17 H103 70 9.1 172
  • Example 18 H227 70 9.4 187
  • Example 19 H103 73 8.8 143
  • Example 20 H227 73 9.0 161
  • Example 21 H129 91 8.7 155
  • Example 22 H244 91 8.9 164
  • Example 23 H129 92 8.9 161
  • the device employing the compound according to the present invention in the light emitting layer has excellent external quantum efficiency compared to the conventional devices (Comparative Examples 1 to 4), and in particular, it is found that the lifespan characteristics are significantly improved. I can.

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Abstract

본 발명은 다환 방향족 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유기발광소자는 다환 방향족 유도체 화합물을 발광층에 도펀트 화합물로 포함하고, 또한, 이와 함께 특징적 구조의 안트라센 유도체 화합물을 호스트로 조합하여 발광층에 함께 채용함으로서 우수한 색순도, 높은 발광 효율 및 현저히 향상된 장수명을 가져서 다양한 디스플레이 소자에 유용하게 활용할 수 있다.

Description

유기발광 화합물 및 유기발광소자
본 발명은 다환 방향족 유도체 유기발광 화합물 및 유기발광소자에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 다환 방향족 유도체 화합물을 도펀트 화합물로 하고, 이에 안트라센 유도체를 호스트로 화합물로 발광층에 함께 채용하여 발광효율 및 색순도가 높고 현저하게 향상된 장수명을 갖는 유기발광소자에 관한 것이다.
유기발광소자는 전자 주입 전극 (캐소드 전극)으로부터 주입된 전자 (electron)와 정공 주입 전극 (애노드 전극)으로부터 주입된 정공 (hole)이 발광층에서 결합하여 엑시톤 (exiton)을 형성하고 그 엑시톤이 에너지를 방출하면서 발광하는 자체 발광형 소자이며, 이와 같은 유기발광소자는 낮은 구동 전압, 높은 휘도, 넓은 시야각 및 빠른 응답속도를 가지며 풀-컬러 평판 발광 디스플레이에 적용 가능하다는 이점 때문에 차세대 광원으로서 각광을 받고 있다.
이러한 유기발광소자가 상기와 같은 특징을 발휘하기 위해서는 소자 내 유기층의 구조를 최적화하고, 각 유기층을 이루는 물질인 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질, 전자저지 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 여전히 안정하고 효율적인 유기발광소자용 유기층의 구조 및 각 재료의 개발이 계속하여 필요한 실정이다.
특히, 발광층에서 최대의 효율을 얻기 위해서는 홀과 전자가 각각 안정적인 전기화학적 경로를 통하여 도펀트로 이동하여 엑시톤을 형성할 수 있도록 호스트와 도펀트의 에너지 밴드갭이 적절한 조합을 이루어야 한다.
따라서, 본 발명은 다환 방향족 유도체 유기발광 화합물 및 이를 도펀트 화합물로 하면서 특징적인 호스트 재료와 함께 발광층에 채용하여 색순도가 우수하고, 높은 발광 효율 및 장수명 등의 발광 특성을 갖는 유기발광소자를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 하기 [화학식 A]로 표시되는 유기발광 화합물을 제공한다.
[화학식 A]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000001
또한, 제1 전극, 상기 제1 전극에 대향된 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재된 발광층을 포함하고, 상기 [화학식 A]로 표시되는 화합물을 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 발광층에 하기 [화학식 A]를 도펀트 화합물로 하고, 하기 [화학식 H1] 또는 [화학식 H2]로 표시되는 화합물을 호스트로 하여 함께 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
[화학식 A]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000002
[화학식 H1]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000003
[화학식 H2]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000004
상기 [화학식 A]와 [화학식 H1] 및 [화학식 H2]의 구조 및 치환기 정의에 대해서는 후술하기로 한다.
본 발명에 따른 유기발광소자는 (1) 다환 방향족 유도체 화합물을 발광층에 도펀트 화합물로 포함하여, (2) 또한, 이와 함께 특징적 구조의 안트라센 유도체 화합물을 호스트로 조합하여 발광층에 함께 채용하여 우수한 색순도, 높은 발광 효율 및 현저히 향상된 장수명을 가져서 다양한 디스플레이 소자에 유용하게 활용할 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 다환 방향족 유도체 유기발광 화합물에 관한 것으로서 하기 [화학식 A]로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 A]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000005
상기 [화학식 A]에서,
Q 1 내지 Q 3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 방향족 헤테로고리이다.
Y는 단일결합이거나, NR 1, CR 2R 3, O, S 및 SiR 4R 5 중에서 선택되는 어느 하나이며, 복수의 Y는 서로 동일하거나 상이하다.
X는 B, P, P=O 및 P=S 중에서 선택되는 어느 하나이고, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, B일 수 있으며, 구조적으로 B, P, P=O 및 P=S 중에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 다환 방향족 유도체 화합물을 통하여 고효율 및 장수명의 유기발광소자를 구현할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 R 1 내지 R 5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기 및 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
상기 R 1 내지 R 5는 각각 상기 Q 1 내지 Q 3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 추가적으로 형성할 수 있으며, 상기 R 2와 R 3 및 R 4와 R 5는 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 R 1 내지 R 5는 각각 상기 Q 2 및 Q 3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 추가적으로 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 A]는 하기 [화학식 A-1]로 표시되는 유기발광 화합물일 수 있으며, 이와 같은 다환 방향족 골격 구조와 도입되는 치환기를 통하여 유기발광소자의 다양한 유기물층이 원하는 조건을 충족시켜 고효율 및 장수명의 유기발광소자를 구현할 수 있다.
[화학식 A-1]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000006
상기 [화학식 A-1]에서,
Z는 CR 또는 N이고, 상기 R은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기 및 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며, 복수의 Z 및 R은 서로 동일하거나 상이하다.
상기 복수의 R은 서로 결합하거나 인접한 치환기와 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있고, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, S 및 O 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있다.
X, Y, Q 2 및 Q 3은 각각 상기 [화학식 A]에서의 정의와 동일하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 A-1]은 하기 [화학식 A-2]로 표시되는 유기발광 화합물일 수 있으며, 이와 같은 다환 방향족 골격 구조와 도입되는 치환기를 통하여 유기발광소자의 다양한 유기물층이 원하는 조건을 충족시켜 고효율 및 장수명의 유기발광소자를 구현할 수 있다.
[화학식 A-2]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000007
상기 [화학식 A-2]에서, X, Y 및 Z의 정의 상기 [화학식 A-1]에서의 정의와 동일하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 A]는 하기 [화학식 B-1]로 표시되는 유기발광 화합물일 수 있으며, 이와 같은 다환 방향족 골격 구조와 도입되는 치환기를 통하여 유기발광소자의 다양한 유기물층이 원하는 조건을 충족시켜 고효율 및 장수명의 유기발광소자를 구현할 수 있다.
[화학식 B-1]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000008
상기 [화학식 B-1]에서,
Z는 CR 또는 N이고, 상기 R은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기 및 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며, 복수의 Z 및 R은 서로 동일하거나 상이하다.
상기 복수의 R은 서로 결합하거나 인접한 치환기와 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있고, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, S 및 O 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있다.
X, Y, Q 2 및 Q 3은 각각 상기 [화학식 A]에서의 정의와 동일하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 B-1]은 하기 [화학식 B-2]로 표시되는 유기발광 화합물일 수 있으며, 이와 같은 다환 방향족 골격 구조와 도입되는 치환기를 통하여 유기발광소자의 다양한 유기물층이 원하는 조건을 충족시켜 고효율 및 장수명의 유기발광소자를 구현할 수 있다.
[화학식 B-2]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000009
상기 [화학식 B-2]에서, X, Y 및 Z의 정의 상기 [화학식 B-1]에서의 정의와 동일하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 복수의 R 중 적어도 하나 이상은 수소, 중소소 외의 치환기를 갖는 것을 특징으로 하고, 즉 복수의 R 중 적어도 하나 이상은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기 및 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
한편, 본 발명에 있어서 '치환 또는 비치환된'이라는 용어는 본 발명에 따른 [화학식 A]를 포함하여 본 명세서에 있어서의 다양한 치환기 등이 각각 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 3 내지 24의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알케닐기, 탄소수 1 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 1 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 1 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 24의 아릴옥시기로로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되거나, 상기 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
또한, 상기 '치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기', '치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기' 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 탄소수 범위는 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체 탄소수를 의미하는 것이다. 예컨대, 파라위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 탄소수 4의 부틸기로 치환된 탄소수 6의 아릴기에 해당하는 것을 의미한다.
또한, 본 발명에 있어서 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지환족, 방향족 고리를 형성할 수 있는 것을 의미하며, '인접하는 치환기'는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체 구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 '인접하는 치환기'로 해석될 수 있다.
본 발명에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥틸메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있고, 구체적으로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서, 알키닐기 역시 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있고, 에티닐(ethynyl), 2-프로피닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 있어서, 시클로알킬기는 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있고, 다환이란 시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미하는 것으로서, 다른 고리기란 시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 구체적으로, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서, 헤테로시클로알킬기는 O, S, Se, N 또는 Si 등의 이종원자를 포함하는 것으로서, 역시 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있고, 다환이란 헤테로시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미하는 것으로서, 다른 고리기란 헤테로시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다.
본 발명에 있어서, 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있고, 단환식 아릴기의 예로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 스틸벤기 등이 있고, 다환식 아릴기의 예로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 테트라세닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 아세나프타센닐기, 트리페닐렌기, 플루오란텐기 등이 있으나, 본 발명의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자를 포함하는 헤테로고리기로서, 그 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 페난트롤린기, 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 알콕시기는 구체적으로 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등일 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 실릴기는 알킬로 치환된 실릴기 또는 아릴로 치환된 실릴기를 의미하는 것으로서, 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 아민기는 -NH 2, 알킬아민기, 아릴아민기 등일 수 있고, 아릴아민기는 아릴로 치환된 아민을 의미하고, 알킬아민기는 알킬로 치환된 아민을 의미하는 것이며, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있고, 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있으며, 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 또한, 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 있어서, 아릴옥시기,　아릴티옥시기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같으며, 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시기, p-토릴옥시기, m-토릴옥시기, 3,5-디메틸-페녹시기, 2,4,6-트리메틸페녹시기, p-tert-부틸페녹시기, 3-바이페닐옥시기, 4-바이페닐옥시기, 1-나프틸옥시기, 2-나프틸옥시기, 4-메틸-1-나프틸옥시기, 5-메틸-2-나프틸옥시기, 1-안트릴옥시기, 2-안트릴옥시기, 9-안트릴옥시기, 1-페난트릴옥시기, 3-페난트릴옥시기, 9-페난트릴옥시기 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2-메틸페닐티옥시기, 4-tert-부틸페닐티옥시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자 내의 유기물층, 바람직하게는 발광층에 도펀트 화합물로 채용되는 [화학식 A]로 표시되는 다환 방향족 유도체 화합물은 하기 [화학식 1] 내지 [화학식 141] 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 다만, 이에 의해서 [화학식 A]의 범위가 한정되는 것은 아니다.
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Figure PCTKR2020007758-appb-img-000011
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000012
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Figure PCTKR2020007758-appb-img-000019
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또한, 본 발명은 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기층으로 이루어진 유기발광소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유기발광소자는 상기 유기층에 상기 [화학식 A]로 표시되는 화합물을 발광층 도펀트 화합물로 채용한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광소자는 발광층에 상기 [화학식 A]로 표시되는 화합물을 도펀트로 하고, 하기 [화학식 H1] 또는 [화학식 H2]로 표시되는 안트라센 유도체 화합물을 호스트 화합물로 함께 채용한 것을 특징으로 한다.
[화학식 H1]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000021
상기 [화학식 H1]에서,
R 21 내지 R 28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다.
또한, R 21 내지 R 28은 서로 또는 인접하는 치환기와 연결되어 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있다.
Ar 1 및 Ar 2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
L은 단일결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기이고, n은 0 내지 3의 정수이다.
[화학식 H2]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000022
상기 [화학식 H2] 에서,
R 29 내지 R 32 중 어느 하나는 L과 결합하고, R 21 내지 R 36은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다.
또한, R 21 내지 R 36은 서로 또는 인접하는 치환기와 연결되어 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있다.
Ar 1은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
L은 단일결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기이고, n은 0 내지 3의 정수이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 H1]은 하기 <화학식 H101> 내지 <화학식 H166>으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000023
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000024
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000025
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000026
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000027
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 H2]는 하기 <화학식 H201> 내지 <화학식 H281>로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000028
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000029
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000030
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000031
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000032
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000033
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000034
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000035
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000036
한편, 본 발명에 따른 유기발광소자의 유기층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 정공주입층, 정공수송층, 정공저지층, 발광층, 전자저지층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기층을 포함할 수도 있으며, 본 발명에 따른 바람직한 유기발광소자의 유기물층 구조 등에 대해서는 후술하는 실시예에서 보다 상세하게 설명한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기발광소자는 기판, 제1 전극(양극), 유기물층, 제2전극(음극) 및 캡핑층을 포함하며, 상기 캡핑층은 제1 전극 하부 (Bottom emission) 또는 제2 전극 상부 (Top emission)에 형성될 수 있다.
제2 전극 상부 (Top emission)에 형성되는 방식은 발광층에서 형성된 빛이 캐소드쪽으로 방출되는데 캐소드쪽으로 방출되는 빛이 굴절률이 상대적으로 높은 본 발명에 따른 화합물로 형성된 캡핑층 (CPL)을 통과하면서 빛의 파장이 증폭되고 따라서 광효율이 상승하게 된다. 또한, 제1 전극 하부 (Bottom emission)에 형성되는 방식 역시 마찬가지 원리에 의해 본 발명에 따른 화합물을 캡핑층에 채용하여 유기전기소자의 광효율이 향상된다.
이하에서는 본 발명에 따른 유기발광소자의 일 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 유기발광소자는 애노드, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 캐소드을 포함하며, 필요에 따라서는 애노드와 정공수송층 사이에 정공주입층을 더 포함할 수 있고, 또한 전자수송층과 캐소드 사이에 전자주입층을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하며, 정공저지층 또는 전자저지층을 더 형성시킬 수도 있으며, 상술한 바와 같이 캡핑층 등과 같이 소자의 특성에 따라 다양한 기능을 갖는 유기층을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 구체적인 구조, 그 제조방법 및 각 유기층 재료에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저 기판 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드를 형성한다. 여기에서 기판으로는 통상적인 유기발광소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석 (ITO), 산화인듐아연 (IZO), 산화주석 (SnO 2), 산화아연 (ZnO) 등을 사용한다.
상기 애노드 전극 상부에 정공주입층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공주입층을 형성하고, 그 다음으로 상기 정공주입층의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층을 형성한다.
상기 정공주입층 재료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면, 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 예시로서, 2-TNATA[4,4',4"-tris(2-naphthylphenyl-phenylamino)-triphenylamine], NPD[N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)], TPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine], DNTPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine] 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 정공수송층 재료 역시 당업계에 통상적으로 사용되는 것이라면, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민 (TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘 (α-NPD) 등을 사용할 수 있다.
이어서, 상기 정공수송층의 상부에 정공보조층 및 발광층을 이어서 적층하고 상기 발광층의 상부에 선택적으로 정공저지층을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성할 수 있다. 상기 정공저지층은 정공이 유기발광층을 통과하여 캐소드로 유입되는 경우에는 소자의 수명과 효율이 감소되기 때문에 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨이 매우 낮은 물질을 사용함으로써 이러한 문제를 방지하는 역할을 한다. 이 때, 사용되는 정공 저지 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자수송능력을 가지면서 발광 화합물보다 높은 이온화 포텐셜을 가져야 하며 대표적으로 BAlq, BCP, TPBI 등이 사용될 수 있다.
상기 정공저지층에 사용되는 물질로서, BAlq, BCP, Bphen, TPBI, NTAZ, BeBq 2, OXD-7, Liq 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 정공저지층 위에 전자수송층을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한 후에 전자주입층을 형성하고 상기 전자주입층의 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공 열증착하여 캐소드 전극을 형성함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자가 완성된다.
여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 사용할 수 있으며, 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수 있다.
상기 전자수송층 재료로는 캐소드로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서, 공지의 전자 수송 물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자 수송 물질의 예로는, 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, BAlq, 베릴륨 비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), 옥사디아졸 유도체인 PBD, BMD, BND 등과 같은 재료를 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광소자의 발광층은 본 발명에 따른 화합물, 그리고 상기 도판트 외에도 다양한 호스트 물질과 다양한 도판트 물질을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기층 각각은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있으며, 여기서 상기 증착 방식은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 진공 또는 저압상태에서 가열 등을 통해 증발시켜 박막을 형성하는 방법을 의미하고, 상기 용액공정은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 용매와 혼합하고 이를 잉크젯 인쇄, 롤투롤 코팅, 스크린 인쇄, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅 등과 같은 방법을 통하여 박막을 형성하는 방법을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광소자는 평판 디스플레이 장치, 플렉시블 디스플레이 장치, 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치 및 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치에서 선택되는 장치에 사용될 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체 적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
합성예 1: 화학식 1의 합성
합성예 1-(1): <중간체 1-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000037
<중간체 1-a>
반응기에 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 22.6 g (100 mmol), 3-(디페닐아미노)페닐-보론산 28.9 g (100 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 4 g (3 mmol), 탄산칼륨 41.5 g (300 mmol), 테트라하이드로퓨란 250 mL, 증류수 90mL를 넣고 24 시간 동안 환류교반한다. 반응종료 후 유기층을 감압농축한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 1-a> 30.4 g을 얻었다. (수율 78%)
합성예 1-(2): <중간체 1-b>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000038
<중간체 1-b>
반응기에 <중간체 1-a> 32.4 g (83 mmol), 디페닐아민 15.6 g (92 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)팔라듐 1.6 g (2 mmol), 소듐터셔리부톡사이드 16 g (166 mmol), 트리터셔리부틸포스핀 0.7 g (3 mmol), 톨루엔 300 ml를 넣고 24 시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종결 후 여과하여 여액을 농축한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 1-b> 30.4 g를 얻었다. (수율 70%)
합성예 1-3: <화학식 1>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000039
<화학식 1>
반응기에 <중간체 1-b> 19.3 g (37 mmol), 터셔리부틸벤젠 150 mL을 넣는다. -78 ℃에서 터셔리부틸리튬 42.4 mL (74 mmol)를 적가한 후 60 ℃에서 3시간 교반한다. 같은 온도에서 질소를 불어 헵탄을 제거한다. 온도를 -78 ℃로 낮춘 후 보론트리브로마이드 7.1 mL g (74 mmol)을 적가한다. 상온에서 1시간 교반한다. 0 ℃에서 N,N-디아이소프로필에틸아민 9.6 g (74 mmol)을 적가한 후 120 ℃에서 2시간 교반한다. 상온에서 소듐아세테이트 수용액을 넣고 교반한다. 반응종료 후 여과하여 농축하고 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <화학식 1> 4.6 g을 얻었다. (수율 25%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 496.21 [M +]
합성예 2: 화학식 2의 합성
합성예 2-(1): <중간체 2-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000040
<중간체 2-a>
반응기에 3-브로모-4'-(터셔리뷰틸)바이페닐 4.6 g (16 mmol), 아닐린 1.5 g (16 mmol), 팔라듐 아세테이트 0.1 g (1 mmol), 소듐터셔리부톡사이드 3 g (32 mmol), 비스(디페닐포스피노)-1,1'-바이나프틸 0.2 g (1 mmol), 톨루엔 50 mL를 넣고 24 시간 동안 환류 교반한다. 반응종료 후 여과하여 여액을 농축한다. 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 2-a> 3.8 g을 얻었다. (수율 80%)
합성예 2-(2): <화학식 2>의 합성
합성예 1-(1)에서 사용한 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 1,3-디브로모-5-터셔리뷰틸-2-클로로벤젠을 사용하고, 3-(디페닐아미노)페닐-보론산 대신 3-터셔리-뷰틸페닐보론산을 사용하고, 합성예 1-(2)에서 사용한 디페닐아민 대신 <중간체 2-a>를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1-(1) 내지 1-(3)과 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 2>를 얻었다. (수율 27%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 573.36 [M +]
합성예 3: 화학식 7의 합성
합성예 3-(1): <중간체 3-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000041
<중간체 3-a>
합성에 2-(1)에서 사용한 3-브로모-4'-(터셔리뷰틸)바이페닐 대신 3-브로모벤조퓨란을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 3-a>를 얻었다. (수율 77%)
합성예 3-(2): <화학식 7>의 합성
합성예 1-(1)에서 사용한 3-(디페닐아미노)페닐-보론산 대신 3-바이페닐보론산을 사용하고, 합성예 1-(2)에서 사용한 디페닐아민 대신 <중간체 3-a>를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1-(1) 내지 1-(3)과 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 7>를 얻었다. (수율 22%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 445.16 [M +]
합성예 4: 화학식 19의 합성
합성예 4-(1): <중간체 4-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000042
<중간체 4-a>
합성에 2-(1)에서 사용한 3-브로모-4'-(터셔리뷰틸)바이페닐 대신 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 4-a>를 얻었다. (수율 71%)
합성예 4-(2): <중간체 4-b>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000043
<중간체 4-b>
합성에 1-(2)에서 사용한 <중간체 1-a> 대신 3-브로모트리페닐아민을 사용하고, 디페닐아민 대신 <중간체 4-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 4-b>를 얻었다. (수율 78%)
합성예 4-(3): <중간체 4-c>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000044
<중간체 4-c>
합성예 1-(1)에서 사용한 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 <중간체 4-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 4-c>를 얻었다. (수율 64%)
합성예 4-(4): <화학식 19>의 합성
합성예 1-(3)에서 사용한 <중간체 1-b> 대신 <중간체 4-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 19>를 얻었다. (수율 24%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 663.28 [M +]
합성예 5: 화학식 24의 합성
합성예 5-(1): <중간체 5-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000045
<중간체 5-a>
합성예 1-(1)에서 사용한 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 2-브로모카바졸을 사용하고, 3-(디페닐아미노)페닐-보론산 대신 4-바이페닐보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 5-a>를 얻었다. (수율 64%)
합성예 5-(2): <중간체 5-b>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000046
<중간체 5-b>
합성에 1-(2)에서 사용한 <중간체 1-a> 대신 1-브로모-2-아이오도벤젠을 사용하고, 디페닐아민 대신 <중간체 5-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 5-b>를 얻었다. (수율 68%)
합성예 5-(3): <화학식 24>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000047
<화학식 24>
합성예 1-(3)에서 사용한 <중간체 1-b> 대신 <중간체 5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 24>를 얻었다. (수율 24%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 403.15 [M +]
합성예 6: 화학식 30의 합성
합성예 6-(1): <중간체 6-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000048
<중간체 6-a>
반응기에 <중간체 1-a> 58.5 g (150 mmol), 3-(4-터셔리뷰틸페닐)페놀 36.2 g (160 mmol), 탄산칼륨 45.7 g (300 mmol) 및 NMP 250 mL을 넣고 160 ℃에서 12시간 환류 교반한다. 반응종료 후 온도를 상온으로 낮추고, NMP를 감압하에서 증류제거한 후 추출한다. 용매를 감압농축한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 6-a> 52.2 g을 얻었다. (수율 60%)
합성예 6-(2): <화학식 30>의 합성
합성예 1-(3)에서 사용한 <중간체 1-b> 대신 <중간체 6-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 30>을 얻었다. (수율 22%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 553.26 [M +]
합성예 7: 화학식 40의 합성
합성예 7-(1): <중간체 7-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000049
<중간체 7-a>
질소 분위기에서 반응기에 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 49.9 g (221 mmol), 테트라하이드로퓨란 500 mL를 넣고 온도를 -78 ℃로 낮춘다. 1.6 M n-뷰틸리튬 152 mL (243 mmol)을 천천히 적가한 다음 1 시간동안 교반한다. 동일 온도에서 클로로디메틸(페닐)실란 37.7 g (221 mmol)을 천천히 적가하고 상온으로 온도를 올린 후 2 시간 동안 교반한다. 반응종결 후 유기층을 감압농축한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 7-a> 21.7 g을 얻었다. (수율 35%)
합성예 7-(2): <중간체 7-b>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000050
<중간체 7-b>
합성예 1-(1)에서 사용한 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 <중간체 7-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 7-b>를 얻었다. (수율 75%)
합성예 7-(3): <화학식 40>의 합성
합성예 1-(3)에서 사용한 <중간체 1-b> 대신 <중간체 7-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 40>을 얻었다. (수율 26%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 463.19 [M +]
합성예 8: 화학식 49의 합성
합성예 8-(1): <화학식 49>의 합성
합성예 1-(1)에서 사용한 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 3-브로모-4,5-디클로로톨루엔을 사용하고, 3-(디페닐아미노)페닐-보론산 대신 2-(디벤조[b,d]퓨란-1-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로레인을 사용하고, 합성예 1-(2)에서 사용한 디페닐아민 대신 비스-(4-터셔리뷰틸-페닐)아민을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1-(1) 내지 1-(3)과 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 49>를 얻었다. (수율 24%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 545.29 [M +]
합성예 9: 화학식 70의 합성
합성예 9-(1): <화학식 70>의 합성
합성예 1-(1)에서 사용한 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 3,4,5-트리클로로바이페닐-2',3',4',5',6'-d5를 사용하고, 3-(디페닐아미노)페닐-보론산 대신 4-(4-터셔리뷰틸페닐)페닐보론산을 사용하고, 합성예 1-(2)에서 사용한 디페닐아민 대신 비스-(4-터셔리뷰틸-페닐)아민을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1-(1) 내지 1-(3)과 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 70>을 얻었다. (수율 25%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 654.74 [M +]
합성예 10: 화학식 91의 합성
합성예 10-(1): <중간체 10-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000051
<중간체 10-a>
반응기에 6-브로모벤즈이미다졸 30 g (150 mmol), 페닐 보론산 18.3 g (150 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 3.5 g (3.0 mmol), 탄산칼륨 41.6 g (301 mmol), 톨루엔 150 mL, 1,4-다이옥산 150 mL, 물 90 mL를 질소 상태하에서 투입하고 12 시간 동안 환류 교반한다. 반응종료 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 10-a> 21.3 g를 얻었다. (수율 72%)
합성예 10-(2): <중간체 10-b>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000052
<중간체 10-b>
반응기에 <중간체 10-a> 21.3 g (108 mmol), 1-브로모-2,3-디클로로-5-텨셔리뷰틸벤젠 30.6 g (108 mmol), 트리스(디벤지리덴아세톤)디팔라듐 2.0 g (2.1 mmol), 소듐터셔리부톡사이드 31.3 g (325 mmol), 2,2'-비스(디페닐포스피노)-1,1'-바이나프틸 2.7 g (4.3 mmol) 및 톨루엔 200 mL을 넣고 12 시간 동안 환류 교반한다. 반응종료 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 10-b> 27.9 g를 얻었다. (수율 65%)
합성예 10-(3): <중간체 10-c>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000053
<중간체 10-c>
합성예 10-(2)에서 사용한 <중간체 10-a> 대신 비스(4-터셔리뷰틸페닐)아민을 사용하고, 1-브로모-2,3-디클로로-5-텨셔리뷰틸벤젠 대신 1-브로모-3-아이오도벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 10-c>를 얻었다. (수율 68%)
합성예 10-(4): <중간체 10-d>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000054
<중간체 10-d>
합성예 10-(2)에서 사용한 <중간체 10-a> 대신 <중간체 10-c>를 사용하고, 1-브로모-2,3-디클로로-5-텨셔리뷰틸벤젠 대신 아닐린을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 10-d>를 얻었다. (수율 70%)
합성예 10-(5): <중간체 10-e>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000055
<중간체 10-e>
반응기에 <중간체 10-b> 30 g (75.8 mmol), <중간체 10-d> 34.0 g (75.8 mmol), 트리스(디벤지리덴아세톤)디팔라듐 1.3 g (1.5 mmol), 소듐터셔리부톡사이드 21.9 g (227 mmol), 트리터셔리뷰틸포스핀 0.6 g (3.0 mmol) 및 톨루엔 300 mL을 넣고 12 시간 동안 환류 교반한다. 반응종료 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 10-e> 50.2 g를 얻었다. (수율 82%)
합성예 10-(6): 화학식 91의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000056
<화학식 91>
반응기에 <중간체 10-e> 30 g (37.1 mmol), 터셔리뷰틸벤젠 300 mL을 넣고 질소분위기 하에서 교반시켰다. 0 ℃로 온도를 낮춘 후 1.7 M 터셔리뷰틸리튬 54.6 mL (92.8 mmol)을 적가한 후 60 ℃에서 3 시간동안 교반시켰다. -30 ℃로 온도를 낮춘 후 보론트리브로마이드 18.6 g (74.3 mmol)을 넣고 상온에서 1 시간 교반시켰다. 디아이소프로필에틸아민 9.6 g (74.3 mmol)을 넣고 120 ℃에서 3 시간동안 교반시켰다. 반응종료 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 재결정한 후 <화학식 91> 5.2 g을 얻었다. (수율 18%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 780.44 [M +]
합성예 11: 화학식 92의 합성
합성예 11-(1): 화학식 92의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000057
<중간체 11-a> <화학식 92>
<중간체 11-a>는 합성예 10-(2)에서 사용한 <중간체 10-a> 대신 6-터셔리뷰틸벤즈이미다졸을 사용한 것을 제외하고는 합성예 10-(1) 내지 합성예 10-(5)와 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 11-a>를 얻었다.
합성예 10-(6)에서 사용한 <중간체 10-e> 대신 <중간체 11-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 92>를 얻었다. (수율 20%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 760.47 [M +]
합성예 12: 화학식 94의 합성
합성예 12-(1): <중간체 12-a>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000058
<중간체 12-a>
반응기에 5-브로모벤즈이미다졸 50 g (253 mmol), 디트리페닐포스핀니켈디클로라이드 8.3 g (12.6 mmol), 테트라하이드로퓨란 500 ml을 넣고 질소분위기 하에서 교반한다. 0 ℃에서 터셔리뷰틸마그네슘브로마이드 49.2 g (304 mmol)를 적가한 후 12 시간 동안 환류 교반한다. 반응종료 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 12-a> 28.7 g를 얻었다. (수율 65%)
합성예 12-(2): <중간체 12-b>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000059
<중간체 12-c> <화학식 3-a> <중간체 12-b>
<중간체 12-c>는 합성예 10-(2)에서 사용한 <중간체 10-a> 대신 <중간체 12-a>를 사용한 것을 제외하고는 <중간체 10-b>의 합성방법과 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 12-c>를 얻었다.
합성예 10-(5)에서 사용한 <중간체 10-b> 대신 <중간체 12-c>를 사용하고, <중간체 10-d> 대신 <화학식 3-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 12-c>를 얻었다. (수율 77%)
합성예 12-(3): <화학식 94>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000060
<중간체 12-b> <화학식 94>
합성예 10-(6)에서 사용한 <중간체 10-e> 대신 <중간체 12-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 94>를 얻었다.
MS (MALDI-TOF) : m/z 810.48 [M +]
합성예 13. 화학식 121의 합성
합성예 13-1. 중간체 13-a의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000061
<중간체 13-a>
반응기에 페닐하이드라진 100 g (0.924 mol), 아세트산 500 mL를 교반시킨 후 60 ℃로 가열하였다. 2-메틸 싸이클로헥사논 103.6 g (0.924 mol)을 천천히 적가한 후 8 시간 동안 환류시켰다. 반응완료 후 물과 에틸아세테이트로 추출한 후 농축하여 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 13-a> 130 g를 얻었다. (수율 76%)
합성예 13-2. <중간체 13-b>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000062
<중간체 13-b>
질소 분위기 하에 톨루엔 750 mL가 들어있는 반응기에 <중간체 13-a> 75 g (405 mmol)을 넣고 영하 10 ℃로 냉각시킨 후 1.6 M 메틸리튬 380 mL (608 mmol)을 천천히 적가하고 영하 10 ℃에서 3시간 정도 교반시켰다. 반응 완료 후 물과 에틸아세테이트를 이용하여 추출 후 농축하여 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <중간체 13-b> 50.5 g를 얻었다. (수율 62%)
합성예 13-3. <중간체 13-c>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000063
<중간체 13-c>
합성에 1-(2)에서 사용한 디페닐아민 대신 <중간체 13-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <중간체 13-c>를 얻었다. (수율 78%)
합성예 13-4. <화학식 121>의 합성
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000064
<화학식 121>
합성예 1-(3)에서 사용한 <중간체 1-b> 대신 <중간체 13-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 121>를 얻었다. (수율 24%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 528.27 [M +]
실시예 1 내지 28: 유기발광소자의 제조
ITO 글래스의 발광면적이 2 mm × 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO 글래스를 진공 챔버에 장착한 후 DNTPD (700 Å), α-NPD (300 Å) 순으로 성막하였다. 발광층의 호스트와 도판트로서 하기 [표 1]에 기재된 본 발명에 따른 화합물을 중량비 (97:3)으로 혼함하여 성막 (250 Å)한 다음, 이후에 전자 수송층으로 [화학식 E-1] (300 Å)을, 전자 주입층으로 Liq (10 Å)를 차례로 성막하고, 음극인 Al (1000 Å)을 성막하여 유기발광소자를 제조하였다. 상기 유기발광소자의 특성은 10 mA/cm 2에서 측정을 하였다.
[DNTPD] [α-NPD]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000065
[화학식E-1] [Liq]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000066
비교예 1 내지 4
상기 실시예 1 내지 20에서 사용된 도판트 화합물 대신 [BD1] 및 [BD2]을 사용한 것 이외에는 동일하게 유기발광소자를 제작하였으며, 상기 유기발광소자의 발광특성은 10 mA/cm 2에서 측정하였다. 상기 [BD1] 및 [BD2]의 구조는 다음과 같다.
[BD1] [BD2]
Figure PCTKR2020007758-appb-img-000067
구분 호스트 도판트 EQE T97(h)
실시예 1 H103 1 8.6 165
실시예 2 H227 1 8.8 178
실시예 3 H103 2 8.7 158
실시예 4 H227 2 8.8 167
실시예 5 H103 7 8.9 160
실시예 6 H227 7 9.2 165
실시예 7 H103 19 8.8 145
실시예 8 H227 19 9.0 160
실시예 9 H103 24 8.9 150
실시예 10 H227 24 9.2 165
실시예 11 H103 30 9.0 137
실시예 12 H227 30 9.1 146
실시예 13 H103 40 8.9 135
실시예 14 H227 40 9.1 144
실시예 15 H103 49 8.9 129
실시예 16 H227 49 9.2 151
실시예 17 H103 70 9.1 172
실시예 18 H227 70 9.4 187
실시예 19 H103 73 8.8 143
실시예 20 H227 73 9.0 161
실시예 21 H129 91 8.7 155
실시예 22 H244 91 8.9 164
실시예 23 H129 92 8.9 161
실시예 24 H244 92 9.1 169
실시예 25 H129 94 8.6 142
실시예 26 H244 94 8.8 148
실시예 27 H129 121 8.8 150
실시예 28 H244 121 9.0 158
비교예 1 103 BD 1 5.7 83
비교예 2 227 BD 1 5.9 88
비교예 3 103 BD 2 7.1 92
비교예 4 227 BD 2 7.3 95
상기 [표 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 발광층에 채용한 소자는 종래 소자 (비교예 1 내지 4)에 비하여 외부양자효율이 우수하고, 특히 수명 특성이 현저히 향상됨을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. 하기 [화학식 A]로 표시되는 유기발광 화합물:
    [화학식 A]
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000068
    상기 [화학식 A]에서,
    Q 1 내지 Q 3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 방향족 헤테로고리이고,
    Y는 단일결합이거나, NR 1, CR 2R 3, O, S 및 SiR 4R 5 중에서 선택되는 어느 하나이며 (복수의 Y는 서로 동일하거나 상이함), X는 B, P, P=O 및 P=S 중에서 선택되는 어느 하나이고,
    상기 R 1 내지 R 5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기 및 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 R 1 내지 R 5는 각각 상기 Q 1 내지 Q 3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 추가적으로 형성할 수 있으며,
    상기 R 2와 R 3 및 R 4와 R 5는 각각 서로 연결되어 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환고리를 추가적으로 형성할 수 있으며,
    상기 ‘치환 또는 비치환된’에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 24의 알킬아릴기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 [화학식 A]는 하기 [화학식 A-1]로 표시되는 유기발광 화합물:
    [화학식 A-1]
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000069
    상기 [화학식 A-1]에서,
    Z는 CR 또는 N이고, 상기 R은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기 및 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며 (복수의 Z 및 R은 서로 동일하거나 상이함),
    상기 복수의 R은 서로 결합하거나 인접한 치환기와 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있고, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, S 및 O 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있으며,
    X, Y, Q 2 및 Q 3은 각각 상기 [화학식 A]에서의 정의와 동일하다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 [화학식 A-1]은 하기 [화학식 A-2]로 표시되는 유기발광 화합물:
    [화학식 A-2]
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000070
    상기 [화학식 A-2]에서, X, Y 및 Z의 정의 상기 [화학식 A-1]에서의 정의와 동일하다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 [화학식 A]는 [화학식 B-1]로 표시되는 유기발광 화합물:
    [화학식 B-1]
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000071
    상기 [화학식 B-1]에서,
    Z는 CR 또는 N이고, 상기 R은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기 및 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이며 (복수의 Z 및 R은 서로 동일하거나 상이함),
    상기 복수의 R은 서로 결합하거나 인접한 치환기와 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있고, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, S 및 O 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있으며,
    X, Y, Q 2 및 Q 3은 각각 상기 [화학식 A]에서의 정의와 동일하다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 [화학식 B-1]은 하기 [화학식 B-2]로 표시되는 유기발광 화합물:
    [화학식 B-2]
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000072
    상기 [화학식 B-2]에서, X, Y 및 Z의 정의 상기 [화학식 B-1]에서의 정의와 동일하다.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 R 중 적어도 하나 이상은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 니트로기, 시아노기 및 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 R 1 내지 R 5는 각각 상기 Q 2 및 Q 3 고리와 결합하여 지환족 또는 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 추가적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 [화학식 A]는 하기 [화학식 1] 내지 [화학식 141]로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광 화합물:
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000073
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000074
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000075
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000076
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000077
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000078
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000079
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000080
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000081
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000082
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000083
  9. 제1 전극, 상기 제1 전극에 대향된 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재된 유기층을 포함하고, 상기 유기층이 제1항에 따른 화합물을 1종 이상 포함하는 유기발광소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공저지층, 발광층, 전자저지층, 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 발광층은 호스트와 도펀트로 이루어지고, 상기 [화학식 A]로 표시되는 화합물이 도펀트로서 사용되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 발광층은 하기 [화학식 H1]로 표시되는 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자:
    [화학식 H1]
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000084
    상기 [화학식 H1]에서,
    R 21 내지 R 28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 R 21 내지 R 28은 서로 또는 인접하는 치환기와 연결되어 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고,
    Ar 1 및 Ar 2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    L은 단일결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기이고,
    n은 0 내지 3의 정수이다.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 발광층은 하기 [화학식 H1]로 표시되는 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자:
    [화학식 H2]
    Figure PCTKR2020007758-appb-img-000085
    상기 [화학식 H2] 에서,
    R 29 내지 R 32 중 어느 하나는 L과 결합하고,
    R 21 내지 R 36은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 R 21 내지 R 36은 서로 또는 인접하는 치환기와 연결되어 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고,
    Ar 1은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    L은 단일결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기이고,
    n은 0 내지 3의 정수이다.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 각각의 층 중에서 선택된 하나 이상의 층은 증착공정 또는 용액공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용장치; 및, 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
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