WO2022158762A1 - 유기전계발광소자 및 유기전계발광소자 용 유기화합물 - Google Patents

유기전계발광소자 및 유기전계발광소자 용 유기화합물 Download PDF

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WO2022158762A1
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compound
formula
organic
light emitting
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PCT/KR2022/000200
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김문수
한갑종
오유진
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주식회사 랩토
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C07F5/027—Organoboranes and organoborohydrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/322—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18—Metal complexes
    • C09K2211/188—Metal complexes of other metals not provided for in one of the previous groups

Definitions

  • the present invention relates to an organic light emitting device and an organic compound used therein, and more particularly, to an organic compound used as a material for a light emitting layer of the organic light emitting device and an organic light emitting device using the same.
  • the organic electroluminescent display device is different from a liquid crystal display device and the like, and by recombination of holes and electrons injected from the first and second electrodes in the light emitting layer, the light emitting material containing the organic compound is emitted from the light emitting layer to realize display. It is a light emitting display device.
  • organic electroluminescent devices In the application of organic electroluminescent devices to display devices, low driving voltage, high luminous efficiency, and long lifespan of organic electroluminescent devices are required, and the development of materials for organic electroluminescent devices that can stably implement them is continuously required. is becoming
  • TTA triplet-triplet annihilation
  • An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device exhibiting excellent luminous efficiency and long life characteristics.
  • Another object of the present invention is to provide an organic compound used as a material of an organic electroluminescent device having characteristics of high efficiency and long life.
  • the present invention provides an organic compound for an organic light emitting device represented by the following formula (1).
  • L is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 or more and 30 or less ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 or more and 30 or less ring carbon atoms.
  • R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted amine group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, A substituted or unsubstituted aryl group having 6 or more and 30 or less ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 or more and 30 or less ring carbon atoms, or bonds with an adjacent group to form a ring.
  • Ar is represented by the following formula (2):
  • Z is a direct linkage, O, S, NR or CR a R b , R is phenyl, and R a to R b are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, A cyano group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted amine group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted Or an unsubstituted heteroaryl group having 2 or more and 30 or less ring carbon atoms, or a ring is formed by bonding with adjacent groups.
  • Formula 1 may be represented by Formula 1-1 below.
  • L, Z and R 1 to R 5 are the same as defined in Formulas 1 and 2 above.
  • Ar may be represented by any one of the following Ar-1 to Ar-5.
  • L may be represented by any one of L-1 to L-6 below.
  • R 6 to R 10 are each independently selected from hydrogen, deuterium, methyl, ethyl, isopropyl and isobutyl,
  • n, p, q and r are each independently an integer of 0 or more and 4 or less.
  • the compound represented by Formula 1 may be a blue dopant emitting blue light having a central wavelength of 450 nm or more and less than 500 nm.
  • the compound represented by Formula 1 may be a green dopant emitting green light having a central wavelength of 500 nm or more and 550 nm or less.
  • the compound represented by Formula 1 may be a host material.
  • the compound represented by Formula 1 may have an absolute value (Est) of a difference between the lowest singlet excitation energy level (S1) and the lowest triplet excitation energy level (T1) of 0.2 eV or less.
  • Another embodiment is a first electrode; a second electrode disposed on the first electrode; and a light emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode, the light emitting layer comprising the compound of the present invention.
  • the emission layer may include a host and a dopant, and the host may include the compound.
  • the light emitting layer may emit delayed fluorescence, and the compound may be a delayed fluorescence dopant.
  • the light emitting layer may emit light having a center wavelength of 500 nm or more and 550 nm or less, or light having a central wavelength of 450 nm or more and less than 500 nm.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention may exhibit improved device characteristics with high efficiency and long life in a green wavelength region or a blue wavelength region.
  • the compound according to the present invention may be included in the light emitting layer of the organic electroluminescent device to improve the lifespan characteristics of the organic electroluminescent device and contribute to high efficiency.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an organic electroluminescent device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic electroluminescent device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic electroluminescent device according to another embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
  • the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
  • 1 to 4 are cross-sectional views schematically showing an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention. 1 to 4 , in the organic electroluminescent device 10 according to an exemplary embodiment, the first electrode EL1 and the second electrode EL2 are disposed to face each other, and the first electrode EL1 and the second electrode An emission layer EML may be disposed between the EL2 .
  • the organic electroluminescent device 10 further includes a plurality of functional layers in addition to the light emitting layer EML between the first electrode EL1 and the second electrode EL2.
  • the plurality of functional layers may include a hole transport region (HTR) and an electron transport region (ETR). That is, the organic electroluminescent device 10 according to an embodiment has a first electrode EL1, a hole transport region HTR, a light emitting layer EML, an electron transport region ETR, and a second electrode ( EL2) may be included.
  • the organic electroluminescent device 10 according to an exemplary embodiment may include a capping layer CPL disposed on the second electrode EL2 .
  • the organic electroluminescent device 10 of an embodiment may include the compound of an embodiment to be described later in the emission layer EML disposed between the first electrode EL1 and the second electrode EL2.
  • the embodiment is not limited thereto, and the organic electroluminescent device 10 according to an embodiment has a hole transport region that is a plurality of functional layers disposed between the first electrode EL1 and the second electrode EL2 in addition to the emission layer EML.
  • HTR hole transport region
  • ETR electron transport region
  • the hole transport region HTR includes the hole injection layer HIL and the hole transport layer HTL
  • the electron transport region ETR includes the electron injection layer EIL and the electron transport layer.
  • the hole transport region (HTR) includes a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), and an electron blocking layer (EBL), and the electron transport region (ETR) is an electron injection layer ( EIL), an electron transport layer (ETL), and a cross-sectional view of the organic electroluminescent device 10 of an embodiment including a hole blocking layer (HBL).
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • EBL electron blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the organic electroluminescent device 10 according to an embodiment including the capping layer CPL disposed on the second electrode EL2 as compared with FIG. 2 .
  • the first electrode EL1 has conductivity.
  • the first electrode EL1 may be formed of a metal alloy or a conductive compound.
  • the first electrode EL1 may be an anode.
  • the first electrode EL1 may be a pixel electrode.
  • the first electrode EL1 may be a transmissive electrode, a transflective electrode, or a reflective electrode.
  • the first electrode EL1 is a transparent metal oxide, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), or indium (ITZO). tin zinc oxide) and the like.
  • the first electrode EL1 When the first electrode EL1 is a transflective electrode or a reflective electrode, the first electrode EL1 may include Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, or a compound or mixture thereof (eg, a mixture of Ag and Mg).
  • a plurality of layer structures including a reflective or semi-transmissive film formed of the above material and a transparent conductive film formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium tin zinc oxide (ITZO), etc.
  • the first electrode EL1 may have a three-layer structure of ITO/Ag/ITO, but is not limited thereto.
  • the thickness of the first electrode EL1 may be about 1000 ⁇ to about 10000 ⁇ , for example, about 1000 ⁇ to about 3000 ⁇ .
  • the hole transport region HTR is provided on the first electrode EL1 .
  • the hole transport region HTR may include at least one of a hole injection layer HIL, a hole transport layer HTL, a hole buffer layer (not shown), and an electron blocking layer EBL.
  • the thickness of the hole transport region HTR may be, for example, about 50 ⁇ to about 15,000 ⁇ .
  • the hole transport region HTR may have a single layer made of a single material, a single layer made of a plurality of different materials, or a multilayer structure having a plurality of layers made of a plurality of different materials.
  • the hole transport region HTR may have a single-layer structure of the hole injection layer HIL or the hole transport layer HTL, or may have a single-layer structure including a hole injection material and a hole transport material.
  • the hole transport region HTR has a single layer structure made of a plurality of different materials, or a hole injection layer HIL/hole transport layer HTL, a hole injection layer sequentially stacked from the first electrode EL1 , Layer (HIL) / hole transport layer (HTL) / hole buffer layer (not shown), hole injection layer (HIL) / hole buffer layer (not shown), hole transport layer (HTL) / hole buffer layer or hole injection layer (HIL) / hole transport layer (HTL)/electron blocking layer (EBL) may have a structure, but the embodiment is not limited thereto.
  • HTR Hole transport region
  • vacuum deposition method spin coating method
  • casting method LB method (Langmuir-Blodgett)
  • inkjet printing method laser printing method
  • laser thermal imaging Laser Induced Thermal Imaging, LITI
  • the hole injection layer HIL may include, for example, a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine; DNTPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4' ,4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris ⁇ N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino ⁇ -triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulf
  • the hole transport layer is, for example, a carbazole-based derivative such as N-phenylcarbazole and polyvinylcarbazole, a fluorene-based derivative, TPD (N,N'-bis(3-methylphenyl)-N, Triphenylamine derivatives such as N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine), NPB(N ,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4 ,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP
  • the hole transport region HTR may have a thickness of about 50 ⁇ to about 10000 ⁇ , for example, about 100 ⁇ to about 5000 ⁇ .
  • the thickness of the hole injection layer HIL may be, for example, about 30 ⁇ to about 1000 ⁇ , and the thickness of the hole transport layer HTL may be about 30 ⁇ to about 1000 ⁇ .
  • the thickness of the electron blocking layer (EBL) may be about 10 ⁇ to about 1000 ⁇ .
  • the hole transport region HTR may further include a charge generating material to improve conductivity, in addition to the aforementioned materials.
  • the charge generating material may be uniformly or non-uniformly dispersed in the hole transport region HTR.
  • the charge generating material may be, for example, a p-dopant.
  • the p-dopant may be one of a quinone derivative, a metal oxide, and a cyano group-containing compound, but is not limited thereto.
  • p-dopants include quinone derivatives such as TCNQ (Tetracyanoquinodimethane) and F4-TCNQ (2,3,5,6-tetrafluoro-7,7',8,8'-tetracyanoquinodimethane); and metal oxides such as tungsten oxide and molybdenum oxide, but is not limited thereto.
  • quinone derivatives such as TCNQ (Tetracyanoquinodimethane) and F4-TCNQ (2,3,5,6-tetrafluoro-7,7',8,8'-tetracyanoquinodimethane)
  • metal oxides such as tungsten oxide and molybdenum oxide, but is not limited thereto.
  • the hole transport region HTR may further include at least one of a hole buffer layer (not shown) and an electron blocking layer EBL, in addition to the hole injection layer HIL and the hole transport layer HTL.
  • the hole buffer layer (not shown) may increase light emission efficiency by compensating for a resonance distance according to a wavelength of light emitted from the emission layer EML.
  • a material included in the hole buffer layer (not shown) a material capable of being included in the hole transport region HTR may be used.
  • the electron blocking layer EBL is a layer serving to prevent electron injection from the electron transport region ETR to the hole transport region HTR.
  • the emission layer EML is provided on the hole transport region HTR.
  • the emission layer EML may have a thickness of, for example, about 100 ⁇ to about 1000 ⁇ , or about 100 ⁇ to about 400 ⁇ .
  • the emission layer EML may have a single layer made of a single material, a single layer made of a plurality of different materials, or a multilayer structure having a plurality of layers made of a plurality of different materials.
  • the light emitting layer may include the compound of the embodiment.
  • substituted or unsubstituted is a deuterium atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, a silyl group, a boron group, a phosphine oxide group, a phosphine sulfide group, an alkyl group, an alkoxy group, an alke group It may mean unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a nyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and a heterocyclic group.
  • each of the substituents exemplified above may be substituted or unsubstituted.
  • a biphenyl group may be interpreted as an aryl group or a phenyl group substituted with a phenyl group.
  • adjacent groups combine with each other to form a ring may mean to form a substituted or unsubstituted hydrocarbon ring, or a substituted or unsubstituted heterocycle by combining adjacent groups with each other.
  • Hydrocarbon rings include aliphatic hydrocarbon rings and aromatic hydrocarbon rings.
  • Heterocycles include aliphatic heterocycles and aromatic heterocycles.
  • a ring formed by combining adjacent groups with each other may be monocyclic or polycyclic.
  • the rings formed by bonding to each other may be connected to other rings to form a spiro structure.
  • adjacent group may mean a substituent substituted on an atom directly connected to the atom in which the substituent is substituted, another substituent substituted on the atom in which the substituent is substituted, or a substituent most sterically adjacent to the substituent.
  • substituents such as 1,2-dimethylbenzene, two methyl groups can be interpreted as “adjacent groups” to each other, and in 1,1-diethylcyclopentene, 2 The two ethyl groups can be interpreted as “adjacent groups” to each other.
  • examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • Carbon number of an alkyl group is 1 or more and 50 or less, 1 or more and 30 or less, 1 or more and 20 or less, 1 or more and 10 or less, or 1 or more and 6 or less.
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, i-butyl group, 2-ethylbutyl group, 3, 3-dimethylbutyl group , n-pentyl group, i-pentyl group, neopentyl group, t-pentyl group, cyclopentyl group, 1-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 2-ethylpentyl group, 4-methyl-2-pentyl group , n-hexyl group, 1-methylhexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-butylhexyl group, cyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group, 4-t-butylcyclohexyl group, n-heptyl group, 1 -Methyl
  • the hydrocarbon ring may be an aliphatic hydrocarbon ring or an aromatic hydrocarbon ring having 5 or more and 60 or less ring carbon atoms, 5 or more and 30 or less, or 5 or more and 20 or less.
  • the hydrocarbon ring group may be any functional group or substituent derived from an aliphatic hydrocarbon ring, or any functional group or substituent derived from an aromatic hydrocarbon ring.
  • the number of ring-forming carbon atoms of the hydrocarbon ring group may be 5 or more and 60 or less, 5 or more and 30 or less, or 5 or more and 20 or less.
  • the aryl group means any functional group or substituent derived from an aromatic hydrocarbon ring.
  • the aryl group may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group.
  • the number of ring carbon atoms of the aryl group may be 6 or more and 30 or less, 6 or more and 20 or less, or 6 or more and 15 or less.
  • aryl group examples include a phenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, an anthracenyl group, a phenanthryl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a quarterphenyl group, a quinkphenyl group, a sexyphenyl group, a triphenylenyl group, a pyrenyl group, a peryleneyl group, a naphtha group
  • a cenyl group, a pyrenyl group, a benzo fluoranthenyl group, a chrysenyl group, etc. can be illustrated, it is not limited to these.
  • the heterocyclic group refers to any functional group or substituent derived from a ring including at least one of B, O, N, P, Si and S as a hetero atom.
  • the heterocyclic group includes an aliphatic heterocyclic group and an aromatic heterocyclic group.
  • the aromatic heterocyclic group may be a heteroaryl group.
  • the aliphatic heterocycle and the aromatic heterocycle may be monocyclic or polycyclic.
  • the heterocycle may include one or more of B, O, N, P, Si and S as a hetero atom.
  • the heterocycle may be a monocyclic heterocycle or a polycyclic heterocycle, and is a concept including heteroaryl.
  • the number of ring carbon atoms of the heterocyclic ring may be 2 or more and 30 or less, 2 or more and 20 or less, or 2 or more and 10 or less.
  • the aliphatic heterocyclic group may include one or more of B, O, N, P, Si and S as a hetero atom.
  • the aliphatic heterocyclic group may have 2 or more and 30 or less, 2 or more and 20 or less, or 2 or more and 10 or less.
  • Examples of the aliphatic heterocyclic group include an oxirane group, a thiirane group, a pyrrolidine group, a piperidine group, a tetrahydrofuran group, a tetrahydrothiophene group, a thiane group, a tetrahydropyran group, a 1,4-dioxane group, and the like, but are not limited thereto.
  • the heteroaryl group may be a heteroaryl group including at least one of O, N, P, Si and S as a heterogeneous element.
  • the N and S atoms may optionally be oxidized and the N atom(s) may optionally be quaternized.
  • the number of ring carbon atoms in the heteroaryl group is 2 or more and 30 or less, or 2 or more and 20 or less.
  • the heteroaryl group may be a monocyclic heteroaryl group or a polycyclic heteroaryl group.
  • the polycyclic heteroaryl group may have, for example, a bicyclic or tricyclic structure.
  • heteroaryl group examples include a thiophene group, a furan group, a pyrrole group, an imidazole group, a pyrazolyl group, a thiazole group, an oxazole group, an oxadiazole group, a triazole group, a pyridine group, a bipyridine group, a pyrimidine group, a triazine group , tetrazine group, triazole group, tetrazole group, acridyl group, pyridazine group, pyrazinyl group, quinoline group, quinazoline group, quinoxaline group, phenoxazine group, phthalazine group, pyridopyrimidine group, pyridopyrazino group Pyrazine group, isoquinoline group, cinnol group, indole group, isoindole group, indazole group, carbazole group, N-
  • N-oxide aryl groups corresponding to the monocyclic heteroaryl group or polycyclic heteroaryl group for example, quaternary salts such as pyridyl N-oxide group, quinolyl N-oxide group, etc., but these not limited
  • the number of carbon atoms of the amine group is not particularly limited, but may be 1 or more and 30 or less.
  • the amine group may include an alkyl amine group and an aryl amine group.
  • Examples of the amine group include, but are not limited to, a methylamine group, a dimethylamine group, a phenylamine group, a diphenylamine group, a naphthylamine group, a 9-methyl-anthracenylamine group, and a triphenylamine group.
  • the alkyl group in the alkylamine group is the same as the example of the above-described alkyl group
  • the aryl group in the arylamine group is the same as the example of the aryl group described above.
  • direct linkage may mean a single bond.
  • the light emitting layer (EML) of the organic electroluminescent device 10 of an embodiment may include the compound of an embodiment represented by Formula 1 below.
  • L is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 or more and 30 or less ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 or more and 30 or less ring carbon atoms.
  • R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted amine group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, A substituted or unsubstituted aryl group having 6 or more and 30 or less ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 or more and 30 or less ring carbon atoms, or bonds with an adjacent group to form a ring.
  • Ar is represented by the following formula (2):
  • Z is a direct linkage, O, S, NR or CR a R b , R is phenyl, and R a to R b are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, A cyano group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted amine group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted Or an unsubstituted heteroaryl group having 2 or more and 30 or less ring carbon atoms, or a ring is formed by bonding with adjacent groups.
  • Formula 1 may be represented by Formula 1-1 below.
  • L, Z and R 1 to R 5 are the same as defined in Formulas 1 and 2 above.
  • Ar may be represented by any one of the following Ar-1 to Ar-5.
  • L may be represented by any one of L-1 to L-6 below.
  • R 6 To R 10 are each independently selected from hydrogen, deuterium, methyl, ethyl, isopropyl and isobutyl,
  • n, p, q and r are each independently an integer of 0 or more and 4 or less.
  • the compound of one embodiment may be any one of the compounds represented by Formula 3 below.
  • the organic electroluminescent device 10 according to an exemplary embodiment may include at least one compound among the compounds represented by Chemical Formula 3 in the light emitting layer (EML).
  • the compound according to an embodiment may be a light emitting material having a central wavelength ( ⁇ max ) of emission in a wavelength region of 450 nm or more.
  • the compound of one embodiment represented by Formula 1 may be a light emitting material having a light emission center wavelength in a wavelength region of 500 nm or more and 550 nm or less, or a light emitting material having a light emission center wavelength in a wavelength region of 450 nm or more and less than 500 nm.
  • the compound of one embodiment represented by Formula 1 may be a green dopant or a blue dopant.
  • the emission layer EML includes a host and a dopant, and may include the compound of the embodiment described above as a dopant.
  • the light emitting layer (EML) may include a host for delayed fluorescence emission and a dopant for delayed fluorescence emission, and the compound of the above embodiment is used as a dopant for delayed fluorescence emission.
  • the light emitting layer (EML) may include at least one of the above-described compounds as a thermally activated delayed fluorescence (TADF) dopant.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • the compound of one embodiment represented by Formula 1 may be a D(donor)-A(acceptor) type delayed fluorescence dopant material.
  • the Azaborrinine-type moiety may correspond to an electron accepting moiety
  • the heterocyclic moiety represented by "Ar” may correspond to an electron donating site. That is, the compound of an embodiment represented by Formula 1 may be a D-A type thermally activated delayed fluorescence dopant.
  • the compound of an embodiment represented by Formula 1 has an absolute value (Est) of the difference between the lowest singlet excitation energy level (S1) and the lowest triplet excitation energy level (T1) of 0.2 eV or less, and may be used as a thermally active delayed fluorescence dopant. .
  • the emission layer (EML) of the organic electroluminescent device 10 may emit delayed fluorescence.
  • the emission layer EML may emit thermally activated delayed fluorescence.
  • the compound of one embodiment has a novel compound structure including an Azaborrinine-type moiety as an electron accepting part, and is used as a light emitting layer material of an organic electroluminescent device as a thermally activated delayed fluorescence light emitting material, thereby improving the luminous efficiency of the organic electroluminescent device. can improve and increase lifespan.
  • the compound according to an embodiment is used as a light emitting material emitting light in a green or blue wavelength region, and may exhibit excellent luminous efficiency.
  • the emission layer EML is a delayed fluorescence emission layer
  • the emission layer EML may include a known host material and the compound of the embodiment described above.
  • the light emitting layer (EML) includes the compound of one embodiment as a dopant material, and as a host material, Alq 3 (tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), CBP(4,4'-bis(N) -carbazolyl)-1,1'-biphenyl), PVK(poly(n-vinylcabazole), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TCTA(4,4',4''-Tris) (carbazol-9-yl)-triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9, 10-di(
  • the embodiment is not limited thereto, and the compound of the embodiment may be used as a host material of the emission layer (EML).
  • EML emission layer
  • a known dopant material in addition to the compound of the embodiment may be used for the emission layer (EML).
  • the light emitting layer is a known dopant material and a styryl derivative (eg, 1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB)) , 4-(di-p-tolylamino)-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbenzene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4) -(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine (N-BDAVBi), perylene and its derivatives (e.g., 2, 5, 8, 11-Tetra-t-butylperylene ( TBP)), pyrene and its derivatives (eg, 1, 1-dipyrene, 1, 4-dipyrenylbenzene,
  • the emission layer EML may further include a fluorescent material including, for example, Alq 3 (tris(8-hydroxyquinolino)aluminum).
  • the light emitting layer (EML) emits green light
  • the light emitting layer (EML) includes the compound of one embodiment as a host material, and Ir(ppy) 3 (fac-tris(2-phenylpyridine)iridium as a known dopant material. ), such as a metal complex or an organometallic complex, coumarin and derivatives thereof, and the like.
  • the light emitting layer EML emits blue light
  • the light emitting layer EML is, for example, spiro-DPVBi (spiro-DPVBi), spiro-6P (spiro-6P), DSB (distyryl-benzene), DSA (distyryl-arylene).
  • a PFO Polyfluorene
  • a PPV poly(p-phenylene vinylene)-based polymer may further include a fluorescent material including any one selected from the group consisting of.
  • the light emitting layer includes the compound of one embodiment as a host material, and as a known dopant material, a metal complex such as (4,6-F2ppy)2Irpic or an organometallic complex, It may include rylene (perlene) and its derivatives.
  • the organic electroluminescent device 10 may include a plurality of light emitting layers.
  • the plurality of light emitting layers may be sequentially stacked and provided, for example, the organic electroluminescent device 10 including a plurality of light emitting layers may emit white light.
  • the organic electroluminescent device including a plurality of light emitting layers may be an organic electroluminescent device having a tandem structure.
  • at least one emission layer EML may include the compound according to the above-described embodiment.
  • the electron transport region ETR is provided on the emission layer EML.
  • the electron transport region ETR may include at least one of a hole blocking layer HBL, an electron transport layer ETL, and an electron injection layer EIL, but embodiments are not limited thereto.
  • the electron transport region ETR may have a single layer made of a single material, a single layer made of a plurality of different materials, or a multilayer structure having a plurality of layers made of a plurality of different materials.
  • the electron transport region ETR may have a single layer structure of the electron injection layer EIL or the electron transport layer ETL, or may have a single layer structure including an electron injection material and an electron transport material.
  • the electron transport region ETR has a single layer structure made of a plurality of different materials, or an electron transport layer (ETL)/electron injection layer (EIL), a hole blocking layer ( HBL)/electron transport layer (ETL)/electron injection layer (EIL) structure, but is not limited thereto.
  • the thickness of the electron transport region ETR may be, for example, about 300 ⁇ to about 1500 ⁇ .
  • Electron transport region EMR
  • vacuum deposition method spin coating method
  • casting method LB method (Langmuir-Blodgett)
  • inkjet printing method laser printing method
  • laser thermal imaging Laser Induced Thermal Imaging, LITI
  • the electron transport region ETR may include an anthracene-based compound.
  • the electron transport region is, for example, Alq 3 (Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazol-1-yl)phenyl)- 9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzene), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1 ,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,
  • the electron transport region ETR may include a metal halide such as LiF, NaCl, CsF, RbCl, or RbI, a lanthanide metal such as Yb, Li 2 O, A metal oxide such as BaO, lithium quinolate (Liq), or the like may be used, but is not limited thereto.
  • the electron injection layer EIL may also be formed of a material in which an electron transport material and an insulating organo metal salt are mixed.
  • the organometallic salt may be a material having an energy band gap of about 4 eV or more.
  • the organometallic salt may include metal acetate, metal benzoate, metal acetoacetate, metal acetylacetonate or metal stearate.
  • the electron injection layers EIL may have a thickness of about 1 ⁇ to about 100 ⁇ , and about 3 ⁇ to about 90 ⁇ . When the thickness of the electron injection layers EIL satisfies the above-described range, a satisfactory level of electron injection characteristics may be obtained without a substantial increase in driving voltage.
  • the electron transport region ETR may include the hole blocking layer HBL.
  • the hole blocking layer (HBL) may include, for example, at least one of 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP) and 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen). may be included, but is not limited thereto.
  • the second electrode EL2 is provided on the electron transport region ETR.
  • the second electrode EL2 may be a common electrode or a cathode.
  • the second electrode EL2 may be a transmissive electrode, a transflective electrode, or a reflective electrode.
  • the second electrode EL2 is a transparent metal oxide, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), or indium (ITZO). tin zinc oxide) and the like.
  • the second electrode EL2 When the second electrode EL2 is a transflective electrode or a reflective electrode, the second electrode EL2 may include Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, or a compound or mixture containing them (eg, a mixture of Ag and Mg).
  • a plurality of layer structures including a reflective or semi-transmissive film formed of the above material and a transparent conductive film formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium tin zinc oxide (ITZO), etc. can be
  • the second electrode EL2 may be connected to the auxiliary electrode.
  • the resistance of the second electrode EL2 may be reduced.
  • a capping layer CPL may be further disposed on the second electrode EL2 of the organic electroluminescent device 10 according to an exemplary embodiment.
  • the capping layer (CPL) is, for example, ⁇ -NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq 3 , CuPc, TPD15 (N4,N4,N4',N4'-tetra (biphenyl-4-yl) biphenyl-4 ,4'-diamine), TCTA (4,4',4"-Tris (carbazol-9-yl) triphenylamine), N, N'-bis (naphthalen-1-yl), etc. may be included.
  • the organic electroluminescent device 10 includes the compound of the embodiment described above in the light emitting layer EML disposed between the first electrode EL1 and the second electrode EL2 to improve light emission. efficiency can be shown.
  • the compound according to an embodiment may be a thermally activated delayed fluorescence dopant, and the light emitting layer (EML) may include the compound of the embodiment to emit thermally activated delayed fluorescence, thereby exhibiting good luminous efficiency characteristics.
  • the compound according to an embodiment may be included as a host material of the light emitting layer (EML), and may be used together with a known fluorescent dopant material or a known phosphorescent dopant material to improve the luminous efficiency and lifespan of the organic electroluminescent device. .
  • the compound according to an embodiment is used as a dopant material of the light emitting layer (EML), and can implement an organic electroluminescent device having excellent luminous efficiency and long lifespan even in a green light emitting region or a blue light emitting region.
  • EML light emitting layer
  • the compound of the above-described embodiment may be included as a material for the organic electroluminescent device 10 in an organic layer other than the light emitting layer (EML).
  • EML light emitting layer
  • the compound of the above-described embodiment has a novel compound structure including an Azaborinine-type moiety as an electron acceptor and is used as a light emitting layer material to contribute to high efficiency characteristics of an organic electroluminescent device.
  • the organic electroluminescent device of an embodiment including the compound of one embodiment in the light emitting layer may exhibit high efficiency characteristics in a green emission wavelength region or a blue emission wavelength region.
  • 6-bromonaphthalen-2-ol 6-bromonaphthalen-2-ol
  • 6-bromonaphthalen-2-ol 9.2 g (24.9 mmol), intermediate (9) 5.6 g (24.9 mmol), Pd (PPh 3 ) 4 1.4 g (1.3 mmol), 10.6 g (49.8 mmol) of K 3 PO 4 , 100 mL of toluene, 30 mL of ethanol, and 30 mL of water were mixed and stirred under reflux for 12 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, added with water, extracted with ethyl acetate, and the solvent was removed under reduced pressure.
  • reaction mixture was purified by silica gel column chromatography (CHCl 3 ) and solidified with a mixed solution (DCM/Hex) to obtain 7.2 g (yield: 74.9%) of the compound as a white solid (intermediate (10)).
  • intermediate (4) 2.0 g (6.7 mmol), intermediate (11) 3.5 g (6.7 mmol), Pd(dba) 2 0.4 g (0.7 mmol), 50% P(tBu) 3 in toluene 0.5 g (1.4 mmol), 1.3 g (13.5 mmol) of NaOtBu and 23 mL of Toluene were mixed and refluxed. After completion of the reaction, extraction was performed with distilled water and chloroform (CHCl 3 ). The organic layer was dried over anhydrous Na 2 SO 4 and the solvent was removed under reduced pressure. The reaction product was purified by silica gel column chromatography (Hex:DCM) to obtain 1.5 g (yield: 33.5%) of compound 3-80 (LT19-35-205) as a white solid.
  • intermediate (4) 2.0 g (6.7 mmol), intermediate (11) 2.5 g (6.7 mmol), Pd(dba) 2 0.4 g (0.7 mmol), 50% P(tBu) 3 in toluene 0.5 g (1.4 mmol), 1.3 g (13.5 mmol) of NaOtBu and 23 mL of Toluene were mixed and refluxed. After completion of the reaction, extraction was performed with distilled water and chloroform (CHCl 3 ). The organic layer was dried over anhydrous Na 2 SO 4 and the solvent was removed under reduced pressure. The reactant was purified by silica gel column chromatography (Hex:DCM) to obtain 1.1 g (yield: 27.8%) of compound 3-100 (LT19-35-213) as a white solid.
  • the fluorescence emission properties of the compounds of one example were evaluated.
  • the evaluation of the luminescence properties of the compounds of Comparative Example was performed together with the compound of Example.
  • the compounds used for evaluation are shown below.
  • E ST corresponds to the difference between the lowest singlet excitation energy level (S1 level) and the lowest triplet excitation energy level (T1 level) and was calculated using the Gaussian calculation method.
  • the emission wavelengths of the Example compounds and Comparative Example compounds were confirmed using the emission spectrum.
  • the compounds of one embodiment may be used as a light emitting material emitting blue light or green light.
  • the compounds of an embodiment have a small ⁇ E ST value of less than 0.20 eV, and may be used as a delayed fluorescence emitting material.
  • the organic electroluminescent device of one embodiment including the compound of one embodiment as a dopant material of the light emitting layer was prepared by the following method.
  • UV irradiation was performed for 30 minutes, followed by ozone treatment. Thereafter, HT1 was deposited to a thickness of 1200 ⁇ , and HT2 was deposited to a thickness of 100 ⁇ to form a hole transport region.
  • the compound of Example or Comparative Example and mCBP were co-deposited at a ratio of 20:80 to form a layer having a thickness of 400 ⁇ . That is, the light emitting layer formed by co-deposition was deposited by mixing the compounds of each of Examples with mCBP in Examples, and by mixing and depositing the compounds of Comparative Examples with mCBP in Comparative Examples.
  • ET and Liq were mixed and deposited in a ratio of 5:5 on the emission layer to form a layer having a thickness of 300 ⁇ , and a layer having a thickness of 10 ⁇ was formed with Liq to form an electron transport region.
  • a second electrode having a thickness of 100 ⁇ was formed using Mg:Ag (10:1).
  • the hole transport region, the light emitting layer, the electron transport region, and the second electrode were formed using a vacuum deposition apparatus.
  • the hole transport region material, the electron transport region material, and the dopant material used in the fabrication of the organic electroluminescent device are shown below.
  • Table 2 compares the efficiency, lifespan, and emission color of the manufactured organic electroluminescent device.
  • the efficiency represents a current efficiency value for a current density of 10 mA/cm 2 .
  • the efficiency and lifespan of the Examples were compared as relative values when the efficiency and the lifespan of the Comparative Example were 100%.
  • the examples are organic electroluminescent devices emitting blue light, so that the compounds of the present invention can be used as a blue dopant emitting blue light.
  • the compounds of the present invention are used as a dopant material for the emission layer of the organic electroluminescent device to emit blue light.
  • the compound of the present invention contains an aza-type benzoxazole moiety as compared to the compounds of Comparative Examples, and when used as a dopant material for the emission layer, there is an effect of improving the efficiency and lifespan characteristics of the organic electroluminescent device.
  • the compound of the present invention has a novel compound structure including an Azaborrinine-type moiety as an electron acceptor, and can be used as a light emitting layer material to contribute to high efficiency and long life characteristics of organic electroluminescent devices.
  • the organic electroluminescent device of the present invention including the compound of the present invention in the light emitting layer may exhibit high efficiency characteristics and improved lifespan characteristics in a green emission wavelength region or a blue emission wavelength region.
  • the organic compound according to the present invention can be used to improve the quality of an organic electroluminescent device by being used in a functional layer disposed between the first and second electrodes of the organic electroluminescent device, in particular, a light emitting layer.
  • the organic electroluminescent device When the organic compound is used in the light emitting layer of the organic electroluminescent device, the organic electroluminescent device exhibits original characteristics and at the same time, high efficiency characteristics and improved lifespan in the green light emission wavelength region or blue light emission wavelength region due to the characteristics of the organic compound characteristics can be shown.

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Abstract

일 실시예의 유기 전계 발광 소자는 제1 전극, 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 포함하고, 발광층은 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하여 높은 발광 효율 특성 및 개선된 수명 특성을 나타낼 수 있다.

Description

유기전계발광소자 및 유기전계발광소자 용 유기화합물
본 발명은 유기전계발광소자 및 이에 사용되는 유기화합물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기전계발광소자의 발광층 재료로 사용되는 유기화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자에 관한 것이다.
최근, 영상 표시 장치로서, 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence Display)의 개발이 왕성하게 이루어져 왔다. 유기 전계 발광 표시 장치는 액정 표시 장치 등과는 다르고, 제1 전극 및 제2 전극으로부터 주입된 정공 및 전자를 발광층에서 재결합시킴으로써, 발광층에서 유기 화합물을 포함하는 발광 재료를 발광시켜 표시를 실현하는 소위 자발광형의 표시 장치이다.
유기 전계 발광 소자를 표시 장치에 응용함에 있어서는, 유기 전계 발광 소자의 저 구동 전압화, 고 발광 효율화 및 장수명화가 요구되고 있으며, 이를 안정적으로 구현할 수 있는 유기 전계 발광 소자용 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
특히, 최근에는 고효율 유기 전계 발광 소자를 구현하기 위해, 삼중항 상태의 에너지를 이용하는 인광 발광이나, 삼중항 여기자의 충돌에 의해 일중항 여기자가 생성되는 현상(Triplet-triplet annihilation, TTA)를 이용한 지연 형광 발광에 대한 기술이 개발되고 있으며, 지연 형광 현상을 이용한 열 활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF) 재료의 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 목적은, 우수한 발광 효율 및 장수명의 특성을 나타내는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고효율 및 장수명의 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자의 재료로 사용되는 유기화합물을 제공하는 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 유기전계발광소자 용 유기화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000001
상기 화학식 1에서, L은 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이다.
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다.
Ar은 하기 화학식 2로 표시된다:
[화학식 2]
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000002
상기 화학식 2에서, Z는 직접결합(direct linkage), O, S, NR 또는 CRaRb이고, R은 페닐이고, Ra 내지 Rb는 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000003
상기 화학식 1-1에 있어서, L, Z 및 R1 내지 R5는 상기 화학식 1 및 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
상기 화학식 1에서 Ar은 하기 Ar-1 내지 Ar-5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000004
상기 화학식 1에서 L은 하기 L-1 내지 L-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000005
상기 L-1 내지 L-6에서 R6 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 메틸, 에틸, 이소프로필 및 이소뷰틸 중에서 선택되고,
m, n, p, q 및 r은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중심 파장 450nm 이상 500nm 미만의 청색광을 방출하는 청색 도펀트일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중심 파장 500nm 이상 550nm 이하의 녹색광을 방출하는 녹색 도펀트일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 호스트 재료일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 최저 여기 일중항 에너지 준위(S1) 및 최저 여기 삼중항 에너지 준위(T1) 차이의 절대 값(Est)이 0.2eV 이하일 수 있다.
다른 실시예는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 본 발명의 화합물을 포함하는 발광층;을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 호스트는 상기 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발광층은 지연 형광을 방출하고, 상기 화합물은 지연 형광 도펀트일 수 있다.
상기 발광층은 중심 파장이 500nm 이상 550nm 이하의 광, 또는 중심 파장이 450nm 이상 500nm 미만의 광을 방출하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 유기전계발광소자는 녹색 파장 영역 또는 청색 파장 영역에서 고효율 및 장수명의 개선된 소자 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 발광층에 포함되어 유기 전계 발광 소자의 수명 특성을 개선하고 고효율화에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이에 포함된 일 실시예의 화합물에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)은 서로 마주하여 배치되며, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에는 발광층(EML)이 배치될 수 있다.
또한, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 발광층(EML) 이외에 복수의 기능층들을 더 포함한다. 복수의 기능층들은 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)을 포함할 수 있다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 발광층(EML)에 후술하는 일 실시예의 화합물을 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 발광층(EML) 이외에 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 복수의 기능층들인 정공 수송 영역(HTR) 또는 전자 수송 영역(ETR)에 후술하는 일 실시예에 따른 화합물을 포함할 수 있다.
한편, 도 2는 도 1과 비교하여, 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)을 포함하는, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1과 비교하여 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 저지층(EBL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL), 및 정공 저지층(HBL)을 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 2와 비교하여 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)을 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다.
제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 금속 합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 애노드(anode)일 수 있다. 또한, 제1 전극(EL1)은 화소 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 전극(EL1)의 두께는 약 1000Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 1000Å 내지 약 3000Å일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 정공 버퍼층(미도시), 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)의 두께는 예를 들어, 약 50Å 내지 약 15,000Å인 것일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 또는 정공 수송층(HTL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질 및 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층(미도시), 정공 주입층(HIL)/정공 버퍼층(미도시), 정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL)의 구조를 가질 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 영역(HTR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 예를 들어, 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 등을 포함할 수도 있다.
정공 수송층(HTL)은 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 등을 더 포함할 수도 있다.
정공 수송 영역(HTR)의 두께는 약 50Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 5000Å일 수 있다. 정공 주입층(HIL)의 두께는, 예를 들어, 약 30Å 내지 약 1000Å이고, 정공 수송층(HTL)의 두께는 약 30Å 내지 약 1000Å 일 수 있다. 예를 들어, 전자 저지층(EBL)의 두께는 약 10Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR), 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL) 및 전자 저지층(EBL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 앞서 언급한 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 전하 생성 물질은 정공 수송 영역(HTR) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 전하 생성 물질은 예를 들어, p-도펀트(dopant)일 수 있다. p-도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p-도펀트의 비제한적인 예로는, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7',8,8'-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL) 외에, 정공 버퍼층(미도시) 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 정공 버퍼층(미도시)은 발광층(EML)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 정공 버퍼층(미도시)에 포함되는 물질로는 정공 수송 영역(HTR)에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 전자 저지층(EBL)은 전자 수송 영역(ETR)으로부터 정공 수송 영역(HTR)으로의 전자 주입을 방지하는 역할을 하는 층이다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)은 예를 들어 약 100Å 내지 약 1000Å 또는, 약 100Å 내지 약 400Å의 두께를 갖는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 발광층(EML)은 일 실시예의 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서에서, “치환 또는 비치환된”은 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 히드록시기, 실릴기, 붕소기, 포스핀 옥사이드기, 포스핀 설파이드기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로 아릴기 및 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 예시된 치환기 각각은 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 예를 들어, 바이페닐기는 아릴기로 해석될 수도 있고, 페닐기로 치환된 페닐기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성"한다는, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성하는 것을 의미할 수 있다. 탄화수소 고리는 지방족 탄화수소 고리 및 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 헤테로고리는 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리를 포함한다. 인접하는 기와 서로 결합하여 형성된 고리는 단환 또는 다환일 수 있다. 또한, 서로 결합하여 형성된 고리는 다른 고리와 연결되어 스피로 구조를 형성하는 것일 수도 있다.
본 명세서에서, “인접하는 기”는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기 또는 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 인접한 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene)에서 2개의 메틸기는 서로 “인접하는 기”로 해석될 수 있고, 1,1-디에틸시클로펜테인(1,1-diethylcyclopentene)에서 2개의 에틸기는 서로 “인접하는 기”로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 할로겐 원자의 예로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자가 있다.
본 명세서에서, 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 알킬기의 탄소수는 1 이상 50 이하, 1 이상 30 이하, 1 이상 20 이하, 1 이상 10 이하 또는 1 이상 6 이하이다. 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, t-부틸기, i-부틸기, 2- 에틸부틸기, 3, 3-디메틸부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 시클로펜틸기, 1-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-에틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, n-헥실기, 1-메틸헥실기, 2-에틸헥실기, 2-부틸헥실기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4-t-부틸시클로헥실기, n-헵틸기, 1-메틸헵틸기, 2,2-디메틸헵틸기, 2-에틸헵틸기, 2-부틸헵틸기, n-옥틸기, t-옥틸기, 2-에틸옥틸기, 2-부틸옥틸기, 2-헥실옥틸기, 3,7-디메틸옥틸기, 시클로옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 아다만틸기, 2-에틸데실기, 2-부틸데실기, 2-헥실데실기, 2-옥틸데실기, n-운데실기, n-도데실기, 2-에틸도데실기, 2-부틸도데실기, 2-헥실도데실기, 2-옥틸도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, 2-에틸헥사데실기, 2-부틸헥사데실기, 2-헥실헥사데실기, 2-옥틸헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, n-노나데실기, n-이코실기, 2-에틸이코실기, 2-부틸이코실기, 2-헥실이코실기, 2-옥틸이코실기, n-헨이코실기, n-도코실기, n-트리코실기, n-테트라코실기, n-펜타코실기, n-헥사코실기, n-헵타코실기, n-옥타코실기, n-노나코실기, 및 n-트리아콘틸기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리는 고리 형성 탄소수 5 이상 60 이하, 5 이상 30 이하, 또는 5 이상 20 이하의 지방족 탄화수소 고리 또는 방향족 탄화수소 고리일 수 있다. 탄화수소 고리기는 지방족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기, 또는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기일 수 있다. 탄화수소 고리기의 고리 형성 탄소수 5 이상 60 이하, 5 이상 30 이하, 또는 5 이상 20이하일 수 있다.
본 명세서에서, 아릴기는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 아릴기의 고리 형성 탄소수는 6 이상 30 이하, 6 이상 20 이하, 또는 6 이상 15 이하일 수 있다. 아릴기의 예로는 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 퀸크페닐기, 섹시페닐기, 트리페닐에닐기, 피레닐기, 페릴렌일기, 나프타세닐기, 파이레닐기, 벤조 플루오란테닐기, 크리세닐기 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 헤테로고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 헤테로고리기는 지방족 헤테로고리기 및 방향족 헤테로고리기를 포함한다. 방향족 헤테로고리기는 헤테로아릴기일 수 있다. 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에서, 헤테로고리는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 헤테로고리가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로고리는 단환식 헤테로고리 또는 다환식 헤테로고리일 수 있으며, 헤테로아릴을 포함하는 개념이다. 헤테로고리의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 지방족 헤테로고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 지방족 헤테로고리기는 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다. 지방족 헤테로고리기의 예로는 옥시란기, 티이란기, 피롤리딘기, 피페리딘기, 테트라하이드로퓨란기, 테트라하이드로티오펜기, 티안기, 테트라하이드로피란기, 1,4-디옥산기, 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 헤테로아릴기는 이종 원소로 O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로아릴기일 수 있다. N 및 S 원자는 경우에 따라 산화될 수 있고, N 원자(들)은 경우에 따라 4차화될 수 있다. 헤테로아릴기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하 또는 2 이상 20 이하이다. 헤테로아릴기는 단환식 헤테로아릴기 또는 다환식 헤테로아릴기일 수 있다. 다환식 헤테로아릴기는 예를 들어, 2환 또는 3환 구조를 갖는 것일 수 있다.
헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 피라졸릴기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딘기, 비피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 테트라진기, 트리아졸기, 테트라졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀린기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 페녹사진기, 프탈라진기, 피리도 피리미딘기, 피리도 피라지노 피라진기, 이소퀴놀린기, 신놀리기, 인돌기, 이소인돌기, 인다졸기, 카바졸기, N-아릴카바졸기, N-헤테로아릴카바졸기, N-알킬카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 벤조티오펜기, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 디벤조티오펜기, 티에노티오펜기, 벤조퓨란기, 페난트롤린기, 페난트리딘기, 티아졸기, 이소옥사졸기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 이소티아졸기, 이속사졸기, 페노티아진기, 벤조디옥솔기, 디벤조실롤기 및 디벤조퓨란기, 이소벤조퓨란기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 상기 단환식 헤테로 아릴기 또는 다환식 헤테로 아릴기에 상응하는 N-옥사이드 아릴기, 예를 들어, 피리딜 N-옥사이드기, 퀴놀릴 N-옥사이드기 등의 4차 염 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 이상 30 이하일 수 있다. 아민기는 알킬 아민기 및 아릴 아민기를 포함할 수 있다. 아민기의 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 페닐아민기, 디페닐아민기, 나프틸아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 예를 들어, 알킬 아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같고, 아릴 아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에서, 직접 결합(direct linkage)은 단일 결합을 의미하는 것일 수 있다.
한편, 본 명세서에서
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000006
는 연결되는 위치를 의미한다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 발광층(EML)은 하기 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000007
상기 화학식 1에서, L은 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이다.
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다.
Ar은 하기 화학식 2로 표시된다:
[화학식 2]
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000008
상기 화학식 2에서, Z는 직접결합(direct linkage), O, S, NR 또는 CRaRb이고, R은 페닐이고, Ra 내지 Rb는 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000009
상기 화학식 1-1에 있어서, L, Z 및 R1 내지 R5는 상기 화학식 1 및 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
상기 화학식 1에서 Ar은 하기 Ar-1 내지 Ar-5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000010
상기 화학식 1에서 L은 하기 L-1 내지 L-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000011
R6 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 메틸, 에틸, 이소프로필 및 이소뷰틸 중에서 선택되고,
m, n, p, q 및 r은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다.
일 실시예의 화합물은 하기 화학식 3에 표시된 화합물들 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 화학식 3에 표시된 화합물들 중 적어도 하나의 화합물을 발광층(EML)에 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000012
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000013
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000014
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Figure PCTKR2022000200-appb-img-000027
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Figure PCTKR2022000200-appb-img-000029
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000030
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000031
일 실시예에 따른 화합물은 450nm 이상의 파장 영역에서 발광 중심 파장(λmax)을 갖는 발광 재료일 수 있다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 화합물은 500nm 이상 550nm 이하의 파장 영역에서 발광 중심 파장을 갖는 발광 재료이거나, 또는 450nm 이상 500nm 미만의 파장 영역에서 발광 중심 파장을 갖는 발광 재료일 수 있다. 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 화합물은 녹색 도펀트이거나, 또는 청색 도펀트일 수 있다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서, 발광층(EML)은 호스트 및 도펀트를 포함하며 상술한 일 실시예의 화합물을 도펀트로 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 발광층(EML)은 지연 형광 발광용 호스트 및 지연 형광 발광용 도펀트를 포함할 수 있고, 상술한 일 실시예의 화합물을 지연 형광 발광용 도펀트로 포함할 수 있다. 구체적으로, 발광층(EML)은 상술한 화합물들 중 적어도 하나를 열활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF) 도펀트로 포함할 수 있다.
화학식 1로 표시되는 일 실시예의 화합물은 D(donor)-A(acceptor) type의 지연 형광 도펀트 재료일 수 있다. 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 화합물에서 Azaborrinine-type 모이어티는 전자 수용부에 해당하고, "Ar"로 표시되는 헤테로고리 부분은 전자 공여부에 해당하는 것일 수 있다. 즉, 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 화합물은 D-A type의 열활성 지연 형광 도펀트일 수 있다.
화학식 1로 표시되는 일 실시예의 화합물은 최저 여기 일중항 에너지 준위(S1) 및 최저 여기 삼중항 에너지 준위(T1) 차이의 절대 값(Est)이 0.2eV 이하인 것으로 열활성 지연 형광 도펀트로 사용될 수 있다.
즉, 일 실시예에 따른 화합물을 발광층(EML) 재료로 포함한 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 발광층(EML)은 지연 형광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 열활성 지연 형광을 발광하는 것일 수 있다.
일 실시예의 화합물은, Azaborrinine-type 모이어티를 전자 수용부로 포함하는 신규한 화합물 구조를 가지며, 열활성 지연 형광 발광 재료로서 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료로 사용되어, 유기 전계 발광 소자의 발광 효율을 개선하고 수명을 증가시킬 수 있다. 특히, 일 실시예에 따른 화합물은 녹색 또는 청색 파장 영역의 광을 방출하는 발광 재료로 사용되며, 우수한 발광 효율을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서 발광층(EML)은 지연 형광 발광층이고, 발광층(EML)은 공지의 호스트 재료 및 상술한 일 실시예의 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 발광층(EML)은 일 실시예의 화합물을 도펀트 재료로 포함하고, 호스트 재료로, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), PVK(poly(n-vinylcabazole), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), DPEPO (bis[2-(diphenylphosphino)phenyl] ether oxide), CP1 (Hexaphenyl cyclotriphosphazene), UGH2 (1,4-Bis(triphenylsilyl)benzene), DPSiO3 (Hexaphenylcyclotrisiloxane), DPSiO4 (Octaphenylcyclotetra siloxane), PPF (2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzofuran), mCBP(3,3'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제시된 호스트 재료 이외에 공지의 지연 형광 발광 호스트 재료가 포함될 수 있다.
하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 일 실시예의 화합물은 발광층(EML)의 호스트 재료로 사용될 수 있다. 일 실시예의 화합물이 호스트 재료로 사용되는 경우 발광층(EML)에는 일 실시예의 화합물 이외에 공지의 도펀트 재료가 같이 사용될 수 있다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 발광층(EML)은 공지의 도펀트 재료로 스티릴 유도체(예를 들어, 1, 4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbenzene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi), 페릴렌 및 그 유도체(예를 들어, 2, 5, 8, 11-Tetra-t-butylperylene(TBP)), 피렌 및 그 유도체(예를 들어, 1, 1-dipyrene, 1, 4-dipyrenylbenzene, 1, 4-Bis(N, N-Diphenylamino)pyrene) 등을 더 포함할 수 있다.
발광층(EML)이 녹색광을 발광할 때, 발광층(EML)은 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질을 더 포함할 수 있다. 발광층(EML)이 녹색을 발광할 때, 예를 들어 발광층(EML)은 일 실시예의 화합물을 호스트 재료로 포함하고, 공지의 도펀트 재료로 Ir(ppy)3(fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex), 쿠마린(coumarin) 및 그 유도체 등을 포함할 수 있다.
발광층(EML)이 청색광을 발광할 때, 발광층(EML)은 예를 들어, 스피로-DPVBi(spiro-DPVBi), 스피로-6P(spiro-6P), DSB(distyryl-benzene), DSA(distyryl-arylene), PFO(Polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly(p-phenylene vinylene)계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질을 더 포함할 수 있다. 발광층(EML)이 청색을 발광할 때, 예를 들어 발광층(EML)은 일 실시예의 화합물을 호스트 재료로 포함하고, 공지의 도펀트 재료로 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex), 페릴렌(perlene) 및 그 유도체 등을 포함할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 복수의 발광층들을 포함하는 것일 수 있다. 복수의 발광층들은 순차적으로 적층되어 제공되는 것일 수 있으며, 예를 들어 복수의 발광층들을 포함하는 유기 전계 발광 소자(10)는 백색광을 방출하는 것일 수 있다. 복수의 발광층들을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 탠덤(Tandem) 구조의 유기 전계 발광 소자일 수 있다. 유기 전계 발광 소자(10)가 복수의 발광층들을 포함하는 경우에 적어도 하나의 발광층(EML)은 상술한 일 실시예에 따른 화합물을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서, 전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은, 정공 저지층(HBL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층(EIL) 또는 전자 수송층(ETL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 발광층(EML)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL) 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송 영역(ETR)의 두께는 예를 들어, 약 300Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 수송층(ETL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 안트라센계 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 수송 영역은 예를 들어, Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazol-1-yl)phenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzene), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), BmPyPhB(1,3-Bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene) 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 LiF, NaCl, CsF, RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속, Yb와 같은 란타넘족 금속, Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물, 또는 Liq(Lithium quinolate) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(EIL)은 또한, 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 앞서 언급한 바와 같이, 정공 저지층(HBL)을 포함할 수 있다. 정공 저지층(HBL)은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 공통 전극 또는 캐소드(cathode)일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)이 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2)은 보조 전극과 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)이 보조 전극과 연결되면, 제2 전극(EL2)의 저항을 감소시킬 수 있다.
한편, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 제2 전극(EL2) 상에는 캡핑층(CPL)이 더 배치될 수 있다. 캡핑층(CPL)은 예를 들어, α-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3, CuPc, TPD15(N4,N4,N4',N4'-tetra (biphenyl-4-yl) biphenyl-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"- Tris (carbazol-9-yl) triphenylamine), N, N'-bis (naphthalen-1-yl) 등을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 상술한 일 실시예의 화합물을 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 발광층(EML)에 포함하여 개선된 발광 효율을 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 화합물은 열활성 지연 형광 도펀트일 수 있으며, 발광층(EML)은 일 실시예의 화합물을 포함하여 열활성 지연 형광 발광함으로써 양호한 발광 효율 특성을 나타낼 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 화합물은 발광층(EML)의 호스트 재료로 포함될 수 있으며, 공지의 형광 도펀트 재료 또는 공지의 인광 도펀트 재료와 같이 사용되어 유기 전계 발광 소자의 발광 효율 및 수명을 개선시킬 수 있다. 특히, 일 실시예에 따른 화합물은 발광층(EML)의 도펀트 재료로 사용되며, 녹색 발광 영역 또는 청색 발광 영역에서도 우수한 발광 효율과 장수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 구현할 수 있다.
한편, 상술한 일 실시예의 화합물은 발광층(EML) 이외의 유기층에서 유기 전계 발광 소자(10)용 재료로 포함될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 상술한 화합물을 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 적어도 하나의 기능층 또는 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)에 포함할 수도 있다.
상술한 일 실시예의 화합물은 Azaborinine-type 모이어티를 전자 수용부로 포함하는 신규한 화합물 구조를 가지며 발광층 재료로 사용되어 유기 전계 발광 소자의 고효율 특성에 기여할 수 있다. 또한, 일 실시예의 화합물을 발광층에 포함한 일 실시예의 유기 전계 발광 소자는 녹색 발광 파장 영역 또는 청색 발광 파장 영역에서 고효율 특성을 나타낼 수 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자 및 일 실시예의 유기화합물에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
중간체 합성예 1: 중간체(4)의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000032
(중간체(1)의 합성)
1구 3 L 플라스크에서 N-브로모서씬이미드(N-Bromosuccinimide) 105 g(591.0 mmol)을 아세톤 1.5 L에 용해시킨 후 아세톤 150 mL 녹인 다이페닐아민(diphenylamine) 25 g(148.0 mmol)을 천천히 적가한 후, 상온에서 교반하였다. 얼음물 1.5 L을 첨가한 후 1시간 교반한 후 생성된 고체를 여과하였다. 건조된 고체를 소량의 toluene에서 1시간동안 환류하였다. 상온으로 냉각하여 생성된 고체를 여과하여 흰색 고체의 화합물(중간체(1)) 29.0 g(수율: 40.0%)을 얻었다.
(중간체(2)의 합성)
1구 1 L 플라스크에 중간체(1) 29.0 g(59.8 mmol), 테트라 n-부틸암모늄브롬화물(Tetrabutylammonium bromide) 1.9 g (5.9 mmol), 수산화 칼륨(Potassium hydroxide) 18.4 g(328 mmol) 및 THF 397 mL을 같이 넣고, 환류 교반하였다. 4시간 후, 상온으로 냉각하고 클로로메틸 메틸 에테르(Chloromethyl methyl ether, MOM-Cl) 7.3 g(89.7 mmol)을 적가한 후 상온에서 교반하였다. 반응이 종결된 후 증류수와 디클로로메탄(DCM)으로 추출하였다. 분리한 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물을 메탄올(MeOH)로 고체화하여 흰색 고체의 화합물(중간체(2)) 30.2 g(수율: 95.5%)을 얻었다.
(중간체(3)의 합성)
3구 2 L 플라스크에 중간체(2) 34.1 g(64.5 mmol)을 디에틸에테르(diethyl ether) 645 mL에 용해시킨 후, -78°C로 냉각하였다. n-부틸리튬(n-BuLi, 2.5 M in Hexanes) 57 mL(142 mmol)을 천천히 적가하였다. 같은 온도에서 1시간 교반한 후, 디메틸 메지틸보로네이트(dimethyl mesitylboronate) 13.6 g(70.9 mmol)을 천천히 적가하였다. 천천히 상온으로 승온하면서 교반하였다. 반응을 증류수를 이용하여 종결한 후, 분리한 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물을 메탄올(MeOH)을 이용하여 고체화하여 베이지색 고체의 화합물(중간체(3)) 22.0 g(수율: 68.8%)을 얻었다.
(중간체(4)의 합성)
3구 2 L 플라스크에 중간체(3) 22.0 g(44.1 mmol)을 THF 645 mL에 용해한 후, -78℃로 냉각하였다. n-부틸리튬(n-BuLi, 2.5 M in Hexanes) 38.8 mL(96.9 mmol)을 천천히 적가하였다. 같은 온도에서 1시간 교반 후, -78℃에서 포화된 NH4Cl 수용액을 이용하여 반응을 종료시켰다. 증류수와 클로로포름(CHCl3)으로 추출하였다. 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 디에틸에테르(diethyl ether) 220mL에 용해시킨 후, Conc. HCl 7.4 mL을 천천히 적가한 후, 상온에서 교반하였다. 반응이 종결된 후, 포화된 Na2CO3수용액으로 중화시켰다. 증류수와 클로로포름(CHCl3)으로 추출하였다. 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 노란색 고체의 화합물(중간체(4)) 3.0 g(23.1%)을 얻었다.
중간체 합성예 2: 중간체(5)의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000033
1구 1L 플라스크에서 10H-페녹사진(10H-phenoxazine) 20.0 g(109 mmol), 1-브로모-4-아이오도벤젠(1-bromo-4-iodobenzene) 37.1 g(131 mmol), CuI 0.45 g(2.2 mmol), 1,2-디아미노사이크로헥산(1,2-diaminocyclohexane) 1.2 g(10.9 mmol), NaOtBu 21.0 g(218 mmol) 및 Dioxane 545 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종료된 후 실온으로 냉각한 후 증류수와 DCM을 넣고 추출하였다. 분리된 유기층은 무수 Na2SO4으로 건조한 후 감압하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물(중간체(5)) 10.8 g(수율: 29.2%)을 얻었다.
중간체 합성예 3: 중간체(6)의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000034
1구 100 mL 플라스크에서 9,9-다이메틸-9,10-다이하이드로아크리딘(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine) 10.0 g(17.8 mmol), 1-브로모-4-아이오도벤젠(1-bromo-4-iodobenzene) 14.9 g(52.6 mmol), CuI 0.46 g(2.3 mmol), 1,2 diaminocyclohexane 0.5 g(4.780 mmol), NaOtBu 9.2 g(95.6 mmol) 및 Dioxane 240 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종료된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 무수 Na2SO4으로 건조하고 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물(중간체(6)) 11.2 g(수율: 63.0%)을 얻었다.
중간체 합성예 4: 중간체(7)의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000035
1구 100 mL 플라스크에서 중간체(4) 10.0 g(33.6 mmol), 2,5-디브로모피리딘(2,5-Dibromopyridine) 8.0 g(33.6 mmol), Pd(dba)2 1.9 g(3.4 mmol), 50% P(tBu)3 in toluene 2.7 g (6.7 mmol), NaOtBu 6.5 g(67.3 mmol) 및 Toluene 100 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종결한 후, 증류수와 클로로포름(CHCl3)으로 추출하였다. 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물(중간체(7)) 5.1 g(수율: 33.5%)을 얻었다.
중간체 합성예 5: 중간체(8)의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000036
1구 500 mL 플라스크에서 카바졸(Carbazole) 10.0 g(59.8 mmol), 2,6-디브로모나프탈렌(2,6-Dibromonaphthalene) 34.2 g(119.6 mmol), CuI 1.1 g(6.0 mmol), 1,2 diaminocyclohexane 1.4 g(12.0 mmol), NaOtBu 5.7 g(119.6 mmol) 및 Dioxane 300 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종료된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 무수 Na2SO4으로 건조하고 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물(중간체(8)) 11.2 g(수율: 50.3%)을 얻었다.
중간체 합성예 6: 중간체(11)의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000037
(중간체(9)의 합성)
1구 500 mL 플라스크에 9-(4-브로모페닐)-9H-카바졸(9-(4-bromophenyl)-9H-carbazole) 10.0 g(31.0 mmol), 피나콜디보론(Bis(pinacolato)diboron) 9.5 g(37.2 mmol), Pd(dppf)Cl2-CH2Cl2 1.3 g(1.6 mmol), KOAc 6.1 g(62.1 mmol) 및 1,4-디옥산 150 mL를 혼합한 다음, 100℃에서 12시간 동안 교반 하였다. 반응이 종결된 후 상온으로 냉각하고 반응물을 셀라이트 패드에 통과시킨 후 감압 농축하였다. 반응 혼합물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(CHCl3)로 정제하여 흰색 고체의 화합물(중간체(9)) 9.2 g(수율: 80.3%)을 얻었다.
(중간체(10)의 합성)
6-브로모나프틸렌-2-올(6-bromonaphthalen-2-ol) 9.2 g(24.9 mmol), 중간체(9) 5.6 g(24.9 mmol), Pd(PPh3)4 1.4 g(1.3 mmol), K3PO4 10.6 g(49.8 mmol), 톨루엔 100 mL, 에탄올 30 mL 및 물 30 mL을 혼합한 다음 12 시간 동안 환류 교반하였다. 반응이 종결된 후 상온으로 냉각하고, 물을 넣고 에틸아세테이트로 추출한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 얻어진 반응 혼합물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(CHCl3)로 정제하고 혼합용액(DCM/Hex)으로 고체화하여, 흰색 고체의 화합물(중간체(10)) 7.2 g(수율: 74.9%)을 얻었다.
(중간체(11)의 합성)
중간체(10) 7.2 g(18.7 mmol)을 다이클로로메탄(DCM) 95 mL에 녹이고 피리딘(Pyridine) 4.4 g(56.0mmol)을 적가한 후 0℃로 온도를 낮췄다. Tf2O 6.3 g(22.4 mmol)를 천천히 적가한 후 상온으로 온도를 올린 후 12시간 동안 반응시켰다. 반응물을 물(100 mL)에 세척한 후, 분리한 유기층을 무수 황산나트륨으로 건조, 여과하고 농축한 후 컬럼 크로마토그래피(CHCl3)로 정제하여 노란색 고체의 화합물(중간체(11)) 8.2 g(수율: 84.8%)을 얻었다.
상기 합성된 중간체 화합물을 이용하여 이하와 같이 다양한 유기화합물을 합성하였다.
합성예 1: 화합물 3- 11(LT18-30-529))의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000038
1구 100 mL 플라스크에서 중간체(4) 1.5 g(5.0 mmol), 중간체(5) 1.5 g(4.6 mmol), Pd(dba)2 0.3 g(0.5 mmol), 50% P(tBu)3 in toluene 0.4g (0.9 mmol), NaOtBu 1.3 g(13.8 mmol) 및 Toluene 23 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종결한 후, 증류수와 클로로포름(CHCl3)으로 추출하였다. 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물 3-11(LT18-30-529) 0.9 g(수율: 33.0%)을 얻었다.
합성예 2: 화합물 3- 13(LT18-30-541))의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000039
1구 100 mL 플라스크에서 중간체(4) 1.5 g(5.0 mmol), 중간체(6) 2.7 g(7.6 mmol), Pd(dba)2 0.3 g(0.5 mmol), 50% P(tBu)3 in toluene 0.4 g(1.0 mmol), NaOtBu 1.4 g(15.2 mmol) 및 Toluene 26 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종결한 후, 증류수와 클로로포름(CHCl3)으로 추출하였다. 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물 3-13(LT18-30-541) 0.7 g(수율: 25.0%)을 얻었다.
합성예 3: 화합물 3- 15(LT18-30-543))의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000040
1구 100 mL 플라스크에서 중간체(4) 1.5 g(5.0 mmol), 9-(4-브로모페닐)-9H-카바졸(9-(4-bromophenyl)-9H-carbazole) 2.4 g(7.6 mmol), Pd(dba)2 0.3 g(0.5 mmol), 50% P(tBu)3 in toluene 0.4 g(1.0 mmol), NaOtBu 1.4 g(15.2 mmol) 및 Toluene 26 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종결한 후, 증류수와 클로로포름(CHCl3)으로 추출하였다. 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물 3-15(LT18-30-543) 0.7 g(수율: 26.1%)을 얻었다.
합성예 4: 화합물 3- 80(LT19-35-205))의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000041
1구 100 mL 플라스크에서 중간체(4) 2.0 g(6.7 mmol), 중간체(11) 3.5 g(6.7 mmol), Pd(dba)2 0.4 g(0.7 mmol), 50% P(tBu)3 in toluene 0.5g (1.4 mmol), NaOtBu 1.3 g(13.5 mmol) 및 Toluene 23 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종결한 후, 증류수와 클로로포름(CHCl3)으로 추출하였다. 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물 3-80(LT19-35-205) 1.5 g(수율: 33.5%)을 얻었다.
합성예 5: 화합물 3- 87(LT19-35-209))의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000042
10H-페노티아진(10H-phenothiazine) 1.0 g(5.0 mmol), 중간체(7) 2.3 g(5.0 mmol), CuI 0.1 g(0.5 mmol), 1,2-디아미노사이크로헥산(1,2-diaminocyclohexane) 0.1 g(1.0 mmol), NaOtBu 1.0 g(10.0 mmol) 및 Dioxane 25 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종료된 후 실온으로 냉각한 후 증류수와 DCM을 넣고 추출하였다. 분리된 유기층은 무수 Na2SO4으로 건조한 후 감압하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물 3-87(LT19-35-209) 1.2 g(수율: 41.8%)을 얻었다.
합성예 6: 화합물 3- 100(LT19-35-213))의 합성
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000043
1구 100 mL 플라스크에서 중간체(4) 2.0 g(6.7 mmol), 중간체(11) 2.5 g(6.7 mmol), Pd(dba)2 0.4 g(0.7 mmol), 50% P(tBu)3 in toluene 0.5g (1.4 mmol), NaOtBu 1.3 g(13.5 mmol) 및 Toluene 23 mL를 혼합하여 환류하였다. 반응이 종결한 후, 증류수와 클로로포름(CHCl3)으로 추출하였다. 유기층을 무수 Na2SO4로 건조한 후 감압 하에 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카겔 컬럼크로마토그래피(Hex:DCM)로 정제하여 흰색 고체의 화합물 3-100(LT19-35-213) 1.1 g(수율: 27.8%)을 얻었다.
<시험예>
1. 화합물의 평가
일 실시예의 화합물의 형광 발광 특성을 평가하였다. 일 실시예의 화합물과 함께 비교예 화합물들의 발광 특성 평가를 같이 진행하였다. 평가에 사용된 화합물은 아래에 나타내었다.
(발광 특성 평가에 사용된 화합물)
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000044
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000045
(발광 특성 평가에 사용된 비교예 화합물)
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000046
표 1에 일 실시예의 화합물들과 비교예 화합물들에 대하여 △EST 값과 발광 파장을 나타내었다. EST는 최저 일중항 여기 에너지 준위(S1 level)와 최저 삼중항 여기 에너지 준위(T1 level)의 차이에 해당하며 Gaussian 계산법을 이용하여 계산되었다. 또한, 실시예 화합물들 및 비교예 화합물들의 발광 파장은 발광 스펙트럼을 이용하여 확인하였다.
화합물 ΔEST 발광 파장
3-11
(LT18-30-529)		 0.12 eV Blue
3-13
(LT18-30-541)		 0.15 eV Blue
3-15
(LT18-30-543)		 0.18 eV Blue
3-80
(LT19-35-205)		 0.12 eV Blue
3-87
(LT19-35-209)		 0.17 eV Blue
3-100
(LT19-35-213)		 0.14 eV Blue
비교예 (Ref) 0.26 eV Blue
표 1의 결과를 참조하면, 일 실시예의 화합물들은 청색광 또는 녹색광을 방출하는 발광 재료로 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예의 화합물들은 0.20 eV 미만의 작은 △EST 값을 갖는 것으로서 지연 형광 발광 재료로 사용될 수 있다.
[실시예]
<유기 전계 발광 소자의 제작과 평가>
(일 실시예의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제작 실시예)
일 실시예의 화합물을 발광층의 도펀트 재료로 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자를 아래의 방법으로 제조하였다.
(유기 전계 발광 소자의 제작)
ITO가 패터닝된 유리 기판을 초순수로 세척하고 초음파로 세정한 후 30 분 동안 UV를 조사하고 이후 오존 처리를 실시하였다. 그 후, 1200Å 두께로 HT1을 증착하고, HT2를 두께 100Å 두께로 증착하여 정공 수송 영역을 형성하였다.
다음으로, 발광층 형성시 일 실시예의 화합물 또는 비교예 화합물과 mCBP를 20:80의 비율로 공증착하여 두께 400Å의 층을 형성하였다. 즉, 공증착하여 형성된 발광층은 실시예에서는 각각 실시예의 화합물들을 mCBP와 혼합하여 증착하였고, 비교예에서는 비교예 화합물들을 mCBP와 혼합하여 증착하였다.
이후 발광층 상에 ET와 Liq를 5:5로 혼합 증착하여 두께 300Å의 층을 형성하고, Liq로 두께 10Å의 층을 형성하여 전자 수송 영역을 형성하였다. 다음으로, Mg:Ag(10:1)으로 두께 100Å의 제2 전극을 형성하였다.
실시예에서, 정공 수송 영역, 발광층, 전자 수송 영역, 및 제2 전극은 진공 증착 장치를 이용하여 형성하였다.
유기 전계 발광 소자의 제작에 사용된 정공 수송 영역 재료, 전자 수송 영역의 재료, 및 도펀트 재료는 아래에 나타내었다.
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000047
또한, 실시예 1 내지 6에 사용된 화합물들은 아래에 나타내었다.
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000048
Figure PCTKR2022000200-appb-img-000049
(유기 전계 발광 소자의 특성 평가)
표 2에서는 제작된 유기 전계 발광 소자의 효율, 수명, 및 발광색을 비교하여 나타내었다. 표 2에 나타낸 실시예 및 비교예에 대한 특성 평가 결과에서 효율은 전류 밀도 10mA/㎠에 대한 전류 효율 값을 나타낸 것이다. 또한, 유기 전계 발광 소자의 특성 평가에 있어서, 실시예들의 효율 및 수명은 비교예의 효율과 수명을 100%로 할 때, 상대적인 값으로 비교하여 나타내었다.
구분 Host Dopant 효율 수명 발광색
실시예 1 mCBP 화합물 3-11 120% 115% 청색
실시예 2 mCBP 화합물 3-13 130% 125% 청색
실시예 3 mCBP 화합물 3-15 120% 120% 청색
실시예 4 mCBP 화합물 3-80 110% 110% 청색
실시예 5 mCBP 화합물 3-87 105% 110% 청색
실시예 6 mCBP 화합물 3-100 105% 105% 청색
비교예 mCBP Ref 100% 100% 청색
표 2의 결과를 참조하면, 실시예들은 청색광을 방출하는 유기 전계 발광 소자이므로, 본 발명의 화합물들은 청색광을 방출하는 청색 도펀트로 사용될 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 표 2의 결과를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 6의 소자는 비교예의 소자와 비교하여 개선된 우수한 효율 특성 및 우수한 수명 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, 표 2의 평가 결과를 참조하면, 본 발명의 화합물들은 유기 전계 발광 소자의 발광층 도펀트 재료로 사용되어 청색광을 방출하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물은 비교예 화합물들과 비교하여 aza-type의 벤조옥사졸 모이어티를 포함하여, 발광층 도펀트 재료로 사용될 경우 유기 전계 발광 소자의 효율 및 수명 특성을 개선하는 효과가 있음을 알 수 있다.
본 발명의 화합물은 Azaborrinine-type 모이어티를 전자 수용부로 포함하는 신규한 화합물 구조를 가지며, 발광층 재료로 사용되어 유기 전계 발광 소자의 고효율 및 장수명 특성에 기여할 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물을 발광층에 포함한 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 녹색 발광 파장 영역 또는 청색 발광 파장 영역에서 고효율 특성과 개선된 수명 특성을 나타낼 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
본 발명에 따른 유기화합물은 유기 전계 발광 소자의 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되는 기능층, 특히 발광층에 사용되는 것에 의해 유기 전계 발광 소자의 품질 향상에 이용될 수 있다.
상기 유기화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층에 사용할 경우에, 유기 전계 발광 소자가 본래의 특성을 발현하면서 동시에 상기 유기화합물의 특성에 의해 녹색 발광 파장 영역 또는 청색 발광 파장 영역에서 고효율 특성과 개선된 수명 특성을 나타낼 수 있다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기전계발광소자 용 유기화합물.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000050
    상기 화학식 1에서,
    L은 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이다.
    R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다.
    Ar은 하기 화학식 2로 표시된다:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000051
    상기 화학식 2에서,
    Z는 직접결합(direct linkage), O, S, NR 또는 CRaRb이고, R은 페닐이고,
    Ra 내지 Rb는 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기전계발광소자용 유기화합물.
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000052
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 L은 하기 L-1 내지 L-6 중 어느 하나로 표시되는 유기전계발광소자용 유기화합물.
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000053
    R6 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 메틸, 에틸, 이소프로필 및 이소뷰틸 중에서 선택되고,
    m, n, p, q 및 r은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중심 파장 450nm 이상 500nm 미만의 청색광을 방출하는 청색 도펀트인 유기전계발광소자용 유기화합물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중심 파장 500nm 이상 550nm 이하의 녹색광을 방출하는 녹색 도펀트인 유기전계발광소자용 유기화합물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 호스트 재료인 유기전계발광소자용 유기화합물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 최저 여기 일중항 에너지 준위(S1) 및 최저 여기 삼중항 에너지 준위(T1) 차이의 절대 값(ΔEst)이 0.2eV 이하인 유기전계발광소자용 유기화합물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3의 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 유기전계발광소자용 유기화합물.
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000054
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000055
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000056
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000057
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000058
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000059
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000060
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000061
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000062
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000063
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000064
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000065
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000066
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000067
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000068
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000069
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000070
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000071
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000072
    Figure PCTKR2022000200-appb-img-000073
  9. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 발광층; 을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고,
    상기 호스트는 상기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 발광층은 지연 형광을 방출하고,
    상기 화합물은 지연 형광 도펀트인 유기 전계 발광 소자.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 발광층은 중심 파장이 500nm 이상 550nm 이하의 광, 또는 중심 파장이 450nm 이상 500nm 미만의 광을 방출하는 유기 전계 발광 소자.
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