KR20250036002A - 유기 전계 발광 화합물 및 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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김현
임영록
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김사무엘
유승훈
유한규
이상호
김진만
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Abstract

본원은 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물 및 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 제1 정공전달층, 제2 정공전달층 및 제3 정공전달층에 포함되는 화합물의 구조가 각각 상이하며, 상기 제2 정공전달층은 플루오렌-아민 또는 벤조플루오렌-아민 구조를 포함함으로써, 낮은 구동전압 및 높은 전류 효율을 나타낼 수 있다.

Description

유기 전계 발광 화합물 및 유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본원은 유기 전계 발광 화합물 및 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자(electroluminescent device: EL device)는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. 1987년 이스트만 코닥(Eastman Kodak)사는 발광층 형성용 재료로서 저분자인 방향족 디아민과 알루미늄 착물을 이용하고 있는 유기 EL 소자를 처음으로 개발하였다[Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987].
유기 전계 발광 소자는 이의 효율성 및 안정성을 높이기 위해 정공 주입층, 정공 전달층, 발광층, 전자 전달층 및 전자 주입층 등을 포함하는 다층 구조로 이루어진다. 이때, 정공 전달층 등에 포함되는 화합물의 선정이 발광층으로의 정공 전달 효율, 발광 효율 및 수명 시간과 같은 소자 특성을 향상시킬 수 있는 수단 중 하나로 인식되고 있다.
발광 효율, 구동 전압 및/또는 수명을 개선시키기 위하여 유기 전계 발광 소자의 정공 전달층에 여러 재료들 또는 컨셉들이 제안되어 왔으나, 현실적으로 사용하기에는 만족스럽지 못하였다. 이에, 기존에 개시된 유기 전계 발광 소자에 비해 보다 개선된 성능, 예컨대 개선된 구동전압, 발광효율, 전력효율 및/또는 수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 개발하는 것이 지속적으로 요구되고 있다.
한편, 선행 특허문헌들은 아민 화합물을 개시하고 있으나, 본원에서 청구하는 유기 전계 발광 소자의 제1 정공전달층, 제2 정공전달층 및 제3 정공전달층에 포함되는 화합물의 구조는 각각 상이하며, 상기 제2 정공전달층은 플루오렌-아민, 벤조플루오렌-아민 구조 또는 나프토플루오렌-아민 구조를 갖는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 특징을 구체적으로 개시하지 못하며, 여전히 OLED의 성능 향상을 위한 개발이 요구되고 있다.
일본공개특허공보 2023-021983 A (2023. 02. 14. 공개) 국제공개특허공보 2015-061198 A1 (2015. 04. 30. 공개) 한국공개특허공보 제10-2015-0066202호 (2015. 06. 16. 공개) 한국공개특허공보 제10-2017-0088601 호 (2017. 08. 02. 공개) 국제공개특허공보 2019-004587 A1 (2019. 01. 03. 공개) 한국공개특허공보 제10-2021-0068642호 (2021. 06. 10. 공개)
본원의 목적은, 첫째로 구동전압 및/또는 전류 효율이 개선된 유기 전계 발광 소자를 제조하는데 효과적인 유기 전계 발광 화합물을 제공하는 것이며, 둘째로 구동전압 및/또는 전류 효율이 개선된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 본 발명자들은 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 정공주입층, 제1 정공전달층, 제2 정공전달층, 제3 정공전달층 및 발광층이 순차적으로 적층되는 구조를 포함하고, 상기 제1 정공전달층, 상기 제2 정공전달층 및 상기 제3 정공전달층에 포함되는 화합물의 구조는 각각 상이하며; 상기 제2 정공전달층은 플루오렌-아민, 벤조플루오렌-아민 또는 나프토플루오렌-아민 구조를 포함하는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자가 상술한 목적을 달성함을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
또한, 본 발명자들은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물이 상술한 목적을 달성함을 발견하여 본원을 완성하였다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
A 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 나프탈렌 또는 치환 또는 비치환된 페난트렌이며;
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알킬이고;
R 및 R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; 단, R 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이고;
L1은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
n은 1 내지 8의 정수이고, n이 복수인 경우 각각의 n은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
이에 더해, 본 발명자들은 하기 화학식 3으로 표시되는 유기 전계 발광 화합물이 상술한 목적을 달성함을 발견하여 본원을 완성하였다.
[화학식 3]
Figure pat00002
상기 화학식 3에서,
Ra 내지 Rj 중 적어도 하나는 하기 화학식 3-1이고;
[화학식 3-1]
Figure pat00003
상기 화학식 3 및 화학식 3-1에서,
Ra 내지 Rm은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
Figure pat00004
는 화학식 3과 화학식 3-1의 결합을 나타내고;
L6 내지 L8은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이고;
Ar8은 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이며;
k 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고, m은 1 내지 3의 정수이며;
k 내지 m이 2 이상의 정수인 경우, 각각의 Rk 내지 Rm은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본원에 따른 유기 전계 발광 화합물을 사용함으로써 구동전압 및/또는 전류 효율이 개선된 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 1 및 2는, 본원에 따른 유기 전계 발광 화합물의 대표적인 화학식이다.
이하에서 본원을 더욱 상세히 설명하나, 이는 설명을 위한 것으로 본원의 범위를 제한하는 방법으로 해석되어서는 안 된다.
본원은 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 정공주입층, 제1 정공전달층, 제2 정공전달층, 제3 정공전달층 및 발광층이 순차적으로 적층되는 구조를 포함하고, 상기 제1 정공전달층, 상기 제2 정공전달층 및 상기 제3 정공전달층에 포함되는 화합물의 구조는 각각 상이하며; 상기 제2 정공전달층은 플루오렌-아민, 벤조플루오렌-아민 또는 나프토플루오렌-아민 구조를 포함하는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
본원에서 "유기 전계 발광 화합물"은 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있는 화합물을 의미하며, 필요에 따라 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 층에 포함될 수 있다.
본원에서 "유기 전계 발광 재료"는 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있는 재료를 의미하고, 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 층에 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 전계 발광 재료는 정공 주입 재료, 정공 전달 재료, 정공 보조 재료, 발광 보조 재료, 전자 차단 재료, 발광 재료(호스트 재료 및 도판트 재료 포함), 전자 버퍼 재료, 정공 차단 재료, 전자 전달 재료, 전자 주입 재료 등일 수 있다. 정공 전달 대역 재료는 정공 전달 재료, 정공 주입 재료, 전자 차단 재료, 정공 보조 재료 및 발광 보조 재료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 재료는 상기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물은 유기 전계 발광 소자를 구성하는 1 이상의 층에 포함될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니지만 정공전달 대역을 구성하는 층 중 적어도 하나의 층에 포함될 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물이 정공전달층, 정공보조층, 전자차단층, 발광층 또는 발광보조층에 포함되는 경우 정공전달 재료, 정공보조 재료, 전자차단 재료, 호스트 재료 또는 발광보조 재료로 포함될 수 있다.
본원에서 "전자 전달 대역"은 발광층과 음극 사이에서 전자가 이동하는 영역을 의미하며, 예를 들어 정공 차단층, 전자 전달층, 및 전자 주입층 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 전자 전달층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다. 정공 차단층은 유기 전계 발광 소자의 구동에 있어서, 정공이 발광층을 통과하여 음극으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
본원에서 "정공 전달 대역"은 제1 전극과 발광층 사이에서 정공이 이동하는 영역을 의미하며, 예를 들어 정공 주입층, 정공 전달층, 정공 보조층, 발광 보조층 및 전자 차단층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 정공 주입층, 정공 전달층, 정공 보조층, 발광 보조층 및 전자 차단층은 각각 하나의 단일층, 2개 이상의 층, 또는 3개 이상의 층이 적층된 복수의 층일 수 있다. 본원의 일 예에 따르면, 상기 정공 전달 대역은 제1 정공 전달층 및 제2 정공 전달층을 포함할 수 있고, 제3 정공 전달층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 제2 정공 전달층 및 제3 정공 전달층은 복수의 정공 전달층 중 하나 이상의 층일 수 있으며, 정공 보조층, 발광 보조층 및 전자 차단층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본원의 다른 일 예에 따르면, 상기 정공 전달 대역은 제1 정공 전달층 및 제2 정공 전달층을 포함하고, 상기 제1 정공 전달층은 제1 전극과 발광층 사이에 위치할 수 있고, 상기 제2 정공 전달층은 제1 정공 전달층과 발광층 사이에 위치할 수 있으며, 제2 정공 전달층은 정공 전달층, 발광 보조층, 정공 보조층 및/또는 전자 차단층의 역할을 하는 층일 수 있다. 본원의 또 다른 일 예에 따르면, 상기 정공 전달 대역은 제1 정공 전달층, 제2 정공 전달층, 및 제3 정공 전달층을 포함하고, 상기 제1 정공 전달층은 제1 전극과 발광층 사이에 위치할 수 있고, 상기 제2 정공 전달층은 제1 정공 전달층과 발광층 사이에 위치할 수 있으며, 상기 제3 정공 전달층은 제2 정공 전달층과 발광층 사이에 위치할 수 있고, 제3 정공 전달층은 정공 전달층, 발광 보조층, 정공 보조층 및/또는 전자 차단층의 역할을 하는 층일 수 있다.
본원에서 "(C1-C30)알킬"은 쇄를 구성하는 탄소수가 1 내지 30개인 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 의미하고, 여기에서 탄소수는 바람직하게는 1 내지 20개, 더 바람직하게는 1 내지 10개이다. 상기 알킬의 구체적인 예로서, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸 및 tert-부틸 등이 있다. 본원에서 "(C2-C30)알케닐"은 쇄를 구성하는 탄소수가 2 내지 30개인 직쇄 또는 분지쇄 알케닐을 의미하고, 여기에서 탄소수는 바람직하게는 2 내지 20개, 더 바람직하게는 2 내지 10개이다. 상기 알케닐의 구체적인 예로서, 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 2-메틸부트-2-에닐 등이 있다. 본원에서 "(C2-C30)알키닐"은 쇄를 구성하는 탄소수가 2 내지 30개인 직쇄 또는 분지쇄 알키닐을 의미하고, 여기에서 탄소수는 바람직하게는 2 내지 20개, 더 바람직하게는 2 내지 10개이다. 상기 알키닐의 예로서, 에티닐, 1-프로피닐, 2-프로피닐, 1-부티닐, 2-부티닐, 3-부티닐, 1-메틸펜트-2-이닐 등이 있다. 본원에서 "(C3-C30)시클로알킬"은 환 골격 탄소수가 3 내지 30개인 단일환 또는 다환 탄화수소를 의미하고, 상기 탄소수는 바람직하게는 3 내지 20개, 더 바람직하게는 3 내지 7개이다. 상기 시클로알킬의 예로서, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실 등이 있다. 본원에서 "(3-7원)헤테로시클로알킬"은 환 골격 원자수가 3 내지 7개, 바람직하게는 5 내지 7개이고, B, N, O, S, Si 및 P로 이루어진 군, 바람직하게는 O, S 및 N로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 시클로알킬을 의미하고, 예를 들면, 테트라하이드로푸란, 피롤리딘, 티올란, 테트라하이드로피란 등이 있다. 본원에서 "(C6-C30)아릴(렌)" 및 "(C6-C30)아렌"은 환 골격 탄소수가 6 내지 30개인 방향족 탄화수소에서 유래된 단일환 또는 융합환계 라디칼을 의미하고, 부분적으로 포화될 수도 있다. 상기 환 골격 탄소수는 바람직하게는 6 내지 25개, 더 바람직하게는 6 내지 18개이다. 상기 아릴은 스피로 구조를 가진 것을 포함한다. 상기 아릴의 예로서, 페닐, 비페닐, 터페닐, 나프틸, 비나프틸, 페닐나프틸, 나프틸페닐, 페닐터페닐, 플루오레닐, 페닐플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디메틸플루오레닐, 벤조플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 페난트레닐, 페닐페난트레닐, 안트라세닐, 인데닐, 트리페닐레닐, 피레닐, 테트라세닐, 페릴레닐, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란테닐, 스피로비플루오레닐 등이 있다. 구체적으로, 상기 아릴의 예로는 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 1-안트릴, 2-안트릴, 9-안트릴, 벤즈안트릴, 1-페난트릴, 2-페난트릴, 3-페난트릴, 4-페난트릴, 9-페난트릴, 나프타세닐, 피레닐, 1-크리세닐, 2-크리세닐, 3-크리세닐, 4-크리세닐, 5-크리세닐, 6-크리세닐, 벤조[c]페난트릴, 벤조[g]크리세닐, 1-트리페닐레닐, 2-트리페닐레닐, 3-트리페닐레닐, 4-트리페닐레닐, 1-플루오레닐, 2-플루오레닐, 3-플루오레닐, 4-플루오레닐, 9-플루오레닐, 벤조[a]플루오레닐, 벤조[b]플루오레닐, 벤조[c]플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 2-비페닐, 3-비페닐, 4-비페닐, o-터페닐, m-터페닐-4-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-2-일, p-터페닐-4-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-2-일, m-쿼터페닐, 3-플루오란테닐, 4-플루오란테닐, 8-플루오란테닐, 9-플루오란테닐, 벤조플루오란테닐, o-톨릴, m-톨릴, p-톨릴, 2,3-자일릴, 3,4-자일릴, 2,5-자일릴, 메시틸, o-쿠멘일, m-쿠멘일, p-쿠멘일, p-tert-부틸페닐, p-(2-페닐프로필)페닐, 4'-메틸비페닐, 4"-tert-부틸-p-터페닐-4-일, 9,9-디메틸-1-플루오레닐, 9,9-디메틸-2-플루오레닐, 9,9-디메틸-3-플루오레닐, 9,9-디메틸-4-플루오레닐, 9,9-디페닐-1-플루오레닐, 9,9-디페닐-2-플루오레닐, 9,9-디페닐-3-플루오레닐, 9,9-디페닐-4-플루오레닐, 11,11-디메틸-1-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-1-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-1-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[c]플루오레닐, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디하이드로-1-페난트레닐, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디하이드로-2-페난트레닐, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디하이드로-3-페난트레닐, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디하이드로-4-페난트레닐 등을 들 수 있다.
본원에서 "(3-30원)헤테로아릴(렌)" 및 "(3-30원)헤테로아렌"은 환 골격 원자수가 3 내지 30개이고, B, N, O, S, Si, P, Se, Te 및 Ge로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 아릴(렌)기를 의미한다. 헤테로원자수는 바람직하게는 1 내지 4개이고, 단일 환계이거나 하나 이상의 벤젠환과 축합된 융합환계일 수 있으며, 부분적으로 포화될 수도 있다. 또한, 본원에서 상기 헤테로아릴(렌)은 하나 이상의 헤테로아릴 또는 아릴기가 단일 결합에 의해 헤테로아릴(렌)기와 연결된 형태도 포함하며, 스피로 구조를 가진 것도 포함한다. 상기 헤테로아릴의 예로서, 푸릴, 티오페닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아진일, 테트라진일, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 푸라잔일, 피리딜, 피라진일, 피리미딘일, 피리다진일 등의 단일 환계 헤테로아릴, 벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 벤조페난트로푸라닐, 디벤조티오페닐, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조페난트로티오페닐, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 페난트로옥사졸릴, 페난트로티아졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 벤조인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 벤조퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 벤조퀴녹살리닐, 나프티리디닐, 카바졸릴, 벤조카바졸릴, 디벤조카바졸릴, 페녹사진일, 페노티아진일, 페난트리딘일, 벤조디옥솔릴, 디하이드로아크리디닐 등의 융합 환계 헤테로아릴 등이 있다. 더욱 구체적으로, 상기 헤테로아릴의 예로는, 1-피롤릴, 2-피롤릴, 3-피롤릴, 피라지닐, 2-피리디닐, 2-피리미딘일, 4-피리미딘일, 5-피리미딘일, 6-피리미딘일, 1,2,3-트리아진-4-일, 1,2,4-트리아진-3-일, 1,3,5-트리아진-2-일, 1-이미다졸릴, 2-이미다졸릴, 1-피라졸릴, 1-인돌리디닐, 2-인돌리디닐, 3-인돌리디닐, 5-인돌리디닐, 6-인돌리디닐, 7-인돌리디닐, 8-인돌리디닐, 2-이미다조피리디닐, 3-이미다조피리디닐, 5-이미다조피리디닐, 6-이미다조피리디닐, 7-이미다조피리디닐, 8-이미다조피리디닐, 3-피리디닐, 4-피리디닐, 1-인돌릴, 2-인돌릴, 3-인돌릴, 4-인돌릴, 5-인돌릴, 6-인돌릴, 7-인돌릴, 1-이소인돌릴, 2-이소인돌릴, 3-이소인돌릴, 4-이소인돌릴, 5-이소인돌릴, 6-이소인돌릴, 7-이소인돌릴, 2-푸릴, 3-푸릴, 2-벤조푸라닐, 3-벤조푸라닐, 4-벤조푸라닐, 5-벤조푸라닐, 6-벤조푸라닐, 7-벤조푸라닐, 1-이소벤조푸라닐, 3-이소벤조푸라닐, 4-이소벤조푸라닐, 5-이소벤조푸라닐, 6-이소벤조푸라닐, 7-이소벤조푸라닐, 2-퀴놀릴, 3-퀴놀릴, 4-퀴놀릴, 5-퀴놀릴, 6-퀴놀릴, 7-퀴놀릴, 8-퀴놀릴, 1-이소퀴놀릴, 3-이소퀴놀릴, 4-이소퀴놀릴, 5-이소퀴놀릴, 6-이소퀴놀릴, 7-이소퀴놀릴, 8-이소퀴놀릴, 2-퀴녹살리닐, 5-퀴녹살리닐, 6-퀴녹살리닐, 1-카바졸릴, 2-카바졸릴, 3-카바졸릴, 4-카바졸릴, 9-카바졸릴, 아자카바졸릴-1-일, 아자카바졸릴-2-일, 아자카바졸릴-3-일, 아자카바졸릴-4-일, 아자카바졸릴-5-일, 아자카바졸릴-6-일, 아자카바졸릴-7-일, 아자카바졸릴-8-일, 아자카바졸릴-9-일, 1-페난트리디닐, 2-페난트리디닐, 3-페난트리디닐, 4-페난트리디닐, 6-페난트리디닐, 7-페난트리디닐, 8-페난트리디닐, 9-페난트리디닐, 10-페난트리디닐, 1-아크리디닐, 2-아크리디닐, 3-아크리디닐, 4-아크리디닐, 9-아크리디닐, 2-옥사졸릴, 4-옥사졸릴, 5-옥사졸릴, 2-옥사디아졸릴, 5-옥사디아졸릴, 3-푸라자닐, 2-티에닐, 3-티에닐, 2-메틸피롤-1-일, 2-메틸피롤-3-일, 2-메틸피롤-4-일, 2-메틸피롤-5-일, 3-메틸피롤-1-일, 3-메틸피롤-2-일, 3-메틸피롤-4-일, 3-메틸피롤-5-일, 2-tert-부틸피롤-4-일, 3-(2-페닐프로필)피롤-1-일, 2-메틸-1-인돌릴, 4-메틸-1-인돌릴, 2-메틸-3-인돌릴, 4-메틸-3-인돌릴, 2-tert-부틸-1-인돌릴, 4-tert-부틸-1-인돌릴, 2-tert-부틸-3-인돌릴, 4-tert-부틸-3-인돌릴, 1-디벤조푸라닐, 2-디벤조푸라닐, 3-디벤조푸라닐, 4-디벤조푸라닐, 1-디벤조티오페닐, 2-디벤조티오페닐, 3-디벤조티오페닐, 4-디벤조티오페닐, 1-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐푸라닐, 2-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 3-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 4-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 5-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 6-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 7-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 8-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 9-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 10-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 1-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 2-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 3-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 4-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 5-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 6-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 7-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 8-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 9-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 10-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 1-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 2-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 3-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 4-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 5-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 6-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 7-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 8-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 9-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 10-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 1-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 6-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 7-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 8-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 9-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 10-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 1-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 1-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 6-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 7-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 8-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 9-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 10-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 2-벤조푸로[3,2-d]피리미딘일, 6-벤조푸로[3,2-d]피리미딘일, 7-벤조푸로[3,2-d]피리미딘일, 8-벤조푸로[3,2-d]피리미딘일, 9-벤조푸로[3,2-d]피리미딘일, 2-벤조티오[3,2-d]피리미딘일, 6-벤조티오[3,2-d]피리미딘일, 7-벤조티오[3,2-d]피리미딘일, 8-벤조티오[3,2-d]피리미딘일, 9-벤조티오[3,2-d]피리미딘일, 2-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 6-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 7-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 8-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 9-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 2-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 6-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 7-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 8-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 9-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 1-실라플루오레닐, 2-실라플루오레닐, 3-실라플루오레닐, 4-실라플루오레닐, 1-게르마플루오레닐, 2-게르마플루오레닐, 3-게르마플루오레닐, 4-게르마플루오레닐, 1-디벤조셀레노페닐, 2-디벤조셀레노페닐, 3-디벤조셀레노페닐, 4-디벤조셀레노페닐 등을 들 수 있다. 또한, “헤테로아릴(렌)”은 전자 특성을 가지는 헤테로아릴(렌)과 정공 특성을 가지는 헤테로아릴(렌)으로 분류할 수 있다. 전자 특성을 갖는 헤테로아릴(렌)은 모핵에 전자가 상대적으로 풍부한 치환기로서, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 피리디닐, 치환 또는 비치환된 피리미디닐, 치환 또는 비치환된 트리아지닐, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐, 치환 또는 비치환된 퀴놀릴 등일 수 있다. 정공 특성을 갖는 헤테로아릴(렌)은 모핵에 전자가 상대적으로 부족한 치환기로서, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 카바졸릴, 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐, 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐 등일 수 있다. 본원에서 "할로겐"은 F, Cl, Br 및 I 원자를 포함한다.
또한, "오르토(ortho; o-)", "메타(meta; m-)", 및 "파라(para; p-)"는 각각 치환기의 상대적인 위치를 나타내는 접두어이다. 오르토(ortho)는 2개의 치환기가 서로 이웃하는 것을 나타내고, 일 예로 벤젠 치환체에서 치환기가 1, 2 위치에 있을 때, 오르토 위치라고 한다. 메타(meta)는 2개의 치환기가 1, 3 위치에 있는 것을 나타내며, 일 예로 벤젠 치환체에서 치환기가 1, 3 위치에 있을 때 메타 위치라고 한다. 파라(para)는 2개의 치환기가 1, 4 위치에 있는 것을 나타내며, 일 예로 벤젠 치환체에서 치환기가 1, 4 위치에 있을 때 파라 위치라고 한다.
또한, 본원의 "치환 또는 비치환" 기재에서 “치환”은 어떤 작용기에서 수소 원자가 다른 원자 또는 다른 작용기 (즉, 치환체)로 대체되는 것을 뜻한다. 상기 치환기는 달리 명시되지 않는 한 치환체가 치환될 수 있는 위치의 수소를 비제한적으로 대체할 수 있고, 어떤 작용기에서 두 개 이상의 수소 원자가 각각 치환체로 대체되는 경우 각각의 치환체는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 어떤 작용기에 치환될 수 있는 치환체의 최대 개수는 작용기를 이루는 각 원자의 치환될 수 있는 원자가의 총 개수일 수 있다. 본원에서, 치환된 알킬, 치환된 알케닐, 치환된 아릴(렌), 치환된 헤테로아릴(렌), 치환된 시클로알킬, 및 치환된 알콕시의 치환기는 각각 독립적으로 중수소; 할로겐; 시아노; 카르복실; 니트로; 히드록시; 포스핀옥사이드; (C1-C30)알킬; 할로(C1-C30)알킬; (C2-C30)알케닐; (C2-C30)알키닐; (C1-C30)알콕시; (C1-C30)알킬티오; (C3-C30)시클로알킬; (C3-C30)시클로알케닐; (3-7원)헤테로시클로알킬; (C6-C30)아릴옥시; (C6-C30)아릴티오; (C1-C30)알킬 및 디(C6-C30)아릴아미노 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴; 하나 이상의 (C6-C30)아릴로 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴; 트리(C1-C30)알킬실릴; 트리(C6-C30)아릴실릴; 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴; (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴; (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기; 아미노; 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노; 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노; (C1-C30)알킬로 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노; 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노; (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노; (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노; (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노; (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노; (C1-C30)알킬카보닐; (C1-C30)알콕시카보닐; (C6-C30)아릴카보닐; 디(C6-C30)아릴보로닐; 디(C1-C30)알킬보로닐; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴보로닐; (C6-C30)아르(C1-C30)알킬; 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다. 본원의 일 양태에 따르면, 상기 치환기는 각각 독립적으로, 중수소; (C1-C30)알킬; (C3-C30)시클로알킬; (C3-C30)시클로알케닐; (3-7원)헤테로시클로알킬; (C1-C30)알킬 및 디(C6-C30)아릴아미노 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴; 하나 이상의 (C6-C30)아릴로 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴; (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기; 아미노; 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노; 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노; (C1-C30)알킬로 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노; 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노; (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노; (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노; (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노; (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노; (C6-C30)아르(C1-C30)알킬; 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴일 수 있다. 본원의 다른 양태에 따르면, 상기 치환기는 각각 독립적으로 중수소; (C1-C20)알킬; (C3-C20)시클로알킬; (3-7원)헤테로시클로알킬; (C1-C30)알킬 및 디(C6-C30)아릴아미노 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴; 하나 이상의 (C6-C30)아릴로 치환 또는 비치환된 (3-20원)헤테로아릴; (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기; (C1-C30)알킬로 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C20)아릴아미노; 모노- 또는 디- (3-20원)헤테로아릴아미노; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴아미노; (C1-C20)알킬(3-20원)헤테로아릴아미노; (C2-C20)알케닐(C6-C20)아릴아미노; (C2-C20)알케닐(3-20원)헤테로아릴아미노; (C6-C20)아릴(3-20원)헤테로아릴아미노; (C6-C30)아르(C1-C30)알킬; 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴일 수 있다. 예를 들면, 상기 치환기는 각각 독립적으로 중수소, 메틸, 나프틸, 페난트레닐, 디벤조푸라닐, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐, 페난트릴렌, 디메틸플루오레닐, 벤조나프토푸라닐, 벤조나프토티오테닐, 페닐디메틸플루오레닐아미노, 및 아다만틸로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본원에서 화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우는 치환기로 올 수 있는 위치가 모두 수소 또는 중수소인 것을 의미할 수 있다. 즉, 중수소의 경우 수소의 동위원소로, 일부의 수소 원자는 동위원소인 중수소일 수 있으며, 이 때 중수소의 함량은 0% 내지 100%일 수 있다. 본원에서 화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우에 있어, 중수소의 함량이 0%, 수소의 함량이 100%, 치환기는 모두 수소 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 경우에는 수소와 중수소는 화합물에 있어 혼재되어 사용될 수 있다. 상기 중수소는 수소의 동위원소(isotope)중 하나로 양성자(proton) 1개와 중성자(neutron) 1개로 이루어진 중양성자(deuteron)를 원자핵(nucleus)으로 가지는 원소로서, 수소-2로 표현될 수 있으며, 원소기호는 D 또는 2H로 쓸 수도 있다. 상기 동위원소는 원자 번호(atomic number, Z)는 같지만, 질량수(mass number, A)가 다른 원자를 의미하는 동위원소는 같은 수의 양성자(proton)를 갖지만, 중성자(neutron)의 수가 다른 원소로도 해석할 수 있다.
본원에서 "이들의 조합"은 해당되는 목록 중 하나 이상의 구성요소가 조합되어 본 기술분야의 통상의 기술자가 해당하는 목록으로부터 구상할 수 있는 공지되거나 또는 화학적으로 안정한 배열을 형성하는 것을 나타낸다. 예를 들면, 알킬 및 중수소는 조합되어 일부 또는 전부 중수소화된 알킬기를 형성할 수 있고; 할로겐 및 알킬은 조합되어 할로겐화된 알킬 치환기를 형성할 수 있고; 할로겐, 알킬, 및 아릴은 조합되어 할로겐화된 아릴알킬을 형성할 수 있다. 예컨대, 치환기의 바람직한 조합은 수소 또는 중수소가 아닌 최대 50개의 원자를 포함하는 것이거나, 또는 수소 또는 중수소가 아닌 최대 40개의 원자를 포함하는 것이거나, 또는 수소 또는 중수소가 아닌 최대 30개의 원자를 포함하는 것이거나, 다수의 경우에서, 치환기의 바람직한 조합은 수소 또는 중수소가 아닌 최대 20개의 원자를 포함하는 것일 수 있다.
이하, 일 구현예에 따른 유기 전계 발광 소자를 설명한다.
일 구현예에 따르면, 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 정공주입층, 제1 정공전달층, 제2 정공전달층, 제3 정공전달층 및 발광층이 순차적으로 적층되는 구조를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 구체적으로, 일 예에 따른 유기 전계 발광 소자는 상기 제1 정공전달층, 상기 제2 정공전달층 및 상기 제3 정공전달층에 포함되는 화합물의 구조는 각각 상이하며; 상기 제2 정공전달층은 플루오렌-아민, 벤조플루오렌-아민 또는 나프토플루오렌-아민 구조를 포함하는 화합물을 포함한다.
상기 플루오렌-아민, 벤조플루오렌-아민 또는 나프토플루오렌-아민 구조를 포함하는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00005
상기 화학식 1에서,
A 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 나프탈렌 또는 치환 또는 비치환된 페난트렌이며;
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이거나 Ar1과 Ar2는 서로 연결되어 융합 고리를 형성할 수 있고;
R 및 R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; 단, R 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이고;
L1은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
n은 1 내지 8의 정수이고, n이 복수인 경우 각각의 n은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본원의 일 양태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-11 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-2]
Figure pat00006
[화학식 1-3] [화학식 1-4]
Figure pat00007
[화학식 1-5] [화학식 1-6]
Figure pat00008
[화학식 1-7] [화학식 1-8]
Figure pat00009
[화학식 1-9] [화학식 1-10]
Figure pat00010
[화학식 1-11]
Figure pat00011
상기 화학식 1-1 내지 1-11에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이거나 Ar1과 Ar2는 서로 연결되어 융합 고리를 형성할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴이거나 Ar1과 Ar2는 서로 연결되어 융합 고리를 형성할 수 있다. 본원의 또다른 일 양태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C10)알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C10)아릴이거나 Ar1과 Ar2는 서로 연결되어 융합 고리를 형성할 수 있다. 예를 들면, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 페닐, 또는 Ar1과 Ar2가 서로 연결되어 (C13)원 아릴을 형성할 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
R1 내지 R16는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며,단, R1 내지 R16 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이다. 본원의 일 양태에 따르면, R1 내지 R16는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴, 또는, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, 단, R1 내지 R16 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이다. 예를 들면, R1 내지 R16는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐, 또는 -L1-NAr3Ar4 일수 있다.
L1은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이다. 본원의 일 양태에 따르면, L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-25원)헤테로아릴렌 등일 수 있다. 예를 들면, L1은 단일결합, 페닐렌, 또는 페난트레닐렌일 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-25원)헤테로아릴이다. 예를 들면, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 벤조나프토푸라닐; 벤조나프토티오페닐; 메틸로 치환 또는 비치환된 비페닐; 디벤조푸라닐; 디벤조티오페닐; 페닐로 치환 또는 비치환된 디메틸플루오레닐; 디에틸플루오레닐; 디페닐플루오레닐; 디프로필플루오레닐; 디부틸플루오레닐; 디펜틸플루오레닐; 디헥실플루오레닐; 디헵틸플루오레닐; 디옥틸플루오레닐; 페닐로 치환 또는 비치환된 디메틸벤조플루오레닐; 디에틸벤조플루오레닐; 페닐로 치환 또는 비치환된 디페닐벤조플루오레닐; 나프틸, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐, 디벤조푸라닐, 또는 페닐디메틸플루오레닐아미노로 치환 또는 비치환된 페난트레닐; 나프틸, 벤조나프토푸라닐, 벤조나프토티오테닐, 또는 메틸로 치환 또는 비치환된 페닐; 나프틸;쿼터페닐; o-터페닐; m-터페닐; p-터페닐; 또는 메틸 또는 아다만틸로 치환 또는 비치환된 페닐, 메틸로 치환 또는 비치환된 나프틸, 또는 비페닐로 치환 또는 비치환된 카바졸릴일 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00012
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Figure pat00056
Figure pat00057
상기 화합물들에서, Dn은 n개의 수소가 중수소로 대체된 것을 의미하고, n은 1 이상의 정수로, 1 내지 화합물 내의 최대 수소 개수만큼의 정수이다.
본원에 따른 화학식 1 또는 화학식 1-1 내지 1-11 중 어느 하나로 표시되는 화합물에 대한 제조방법의 예시를 하기 반응식 1 및 반응식 1-1 내지 1-4에 나타내었으나, 이에 한정되지 않으며, 당업자에게 공지된 합성방법으로도 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00058
[반응식 1-1]
Figure pat00059
[반응식 1-2]
Figure pat00060
[반응식 1-3]
Figure pat00061
[반응식 1-4]
Figure pat00062
상기 반응식에서, R 및 n은 화학식 1에서 정의된 바와 같고, R1 내지 R12, L1, 및 Ar1 내지 Ar4 은 각각 화학식 1-1 내지 1-11에서 정의된 바와 같다.
상기에서 화학식 1-1 내지 1-11로 표시되는 본 발명 화합물의 예시적 합성예를 설명하였지만, 이들은 모두 Buchwald-Hartwig cross coupling 반응, N-arylation 반응, H-mont-mediated etherification 반응, Miyaura borylation 반응, Suzuki cross-coupling 반응, Intramolecular acid-induced cyclization 반응, Pd(II)-catalyzed oxidative cyclization 반응, Grignard 반응, Heck reaction, Cyclic Dehydration 반응, SN1 치환 반응, SN2 치환 반응, 및 Phosphine-mediated reductive cyclization 반응 등에 기초한 것으로 구체적 합성예에 명시된 치환기 이외에 화학식 1-1 내지 1-11에 정의된 다른 치환기가 결합되더라도 상기 반응이 진행된다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
상기 유기 전계 발광 소자에서 상기 발광층은 청색, 녹색 또는 적색 중 어느 하나의 색을 발광하고, 단, 청색 또는 녹색 발광을 하는 경우 화학식 1-1의 R2 또는 R7이 -L1-NAr3Ar4인 경우는 제외될 수 있다.
상기 유기 전계 발광 소자에서, 제3 정공전달층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00063
상기 화학식 2에서,
L2 내지 L4는 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬렌, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬렌이다. 본원의 일 양태에 따르면, L2 내지 L4는 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C5-C25)알킬렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌일 수 있다. 본원의 다른 양태에 따르면, L2 내지 L4는 각각 독립적으로, 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌일 수 있다. 예를 들면, L2 내지 L4는 각각 독립적으로, 단일결합, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프틸렌일 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
Ar5 내지 Ar7은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar5 내지 Ar7은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C25)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-25원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C25)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C25)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C25)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C25)알킬(C6-C25)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C25)알킬디(C6-C25)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C25)아릴실릴일 수 있다. 예를 들어, Ar5 내지 Ar7은 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐, 나프틸, 디벤조푸라닐, 디벤조티오페닐, 디벤조셀레노페닐, 벤조나프토푸라닐, 벤조나프토티오페닐, 디메틸플루오레닐, 디에틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디페닐벤조플루오레닐, 스피로비플루오레닐, 페닐 또는 나프틸로 치환 또는 비치환된 카바졸릴, 페닐 또는 나프틸로 치환 또는 비치환된 페난트레닐, o-터페닐, m-터페닐, p-터페닐, 아다만틸 또는 하기 화학식 2-1 내지 2-6 중 어느 하나일 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
단, L2 내지 L4가 모두 단일결합이면서 Ar5 내지 Ar7이 모두 수소인 경우는 제외한다.
상기 유기 전계 발광 소자에서, Ar5는 하기 화학식 2-1 내지 2-6 중 어느 하나로 표시되는 것을 포함할 수 있다.
[화학식 2-1] [화학식 2-2]
Figure pat00064
[화학식 2-3] [화학식 2-4]
Figure pat00065
[화학식 2-5] [화학식 2-6]
Figure pat00066
화학식 2-1 내지 2-6에 있어서,
L5는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬렌, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬렌이다. 본원의 일 양태에 따르면, L5는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌일 수 있다. 본원의 다른 양태에 따르면, L5는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴렌일 수 있다. 예를 들면, L5는 단일결합, 또는 페닐렌 일 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
Ar8은 화학식 2의 L2와 연결되거나, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar8은 L2와 연결되거나, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴일 수 있다. 본원의 다른 양태에 따르면, Ar8은 L2와 연결되거나, 수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴일 수 있다. 예를 들면, Ar8은 L2와 연결되거나, 페닐, 또는 나프틸일 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
R17 내지 R68은 화학식 2의 L2와 연결되거나, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, R17 내지 R68은 화학식 2의 L2와 연결되거나, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나; 인접한 치환기와 융합고리를 형성할 수 있다. 본원의 다른 양태에 따르면, R17 내지 R68은 화학식 2의 L2와 연결되거나, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-25원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들면, R17 내지 R68은 화학식 2의 L2와 연결되거나, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 페닐, 또는 나프틸일 수 있다.
각 화학식에서Ar8 및 R17 내지 R68 중 어느 하나가 화학식 2의 L2와 연결된다.
상기 유기 전계 발광 소자에서, 상기 화학식 2-3은 하기 화학식 2-3-a 내지 2-3-c 중 어느 하나로 표시되거나, 화학식 2-4는 하기 화학식 2-4-a 내지 2-4-c 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2-3-a] [화학식 2-3-b]
Figure pat00067
[화학식 2-3-c] [화학식 2-4-a]
Figure pat00068
[화학식 2-4-b] [화학식 2-4-c]
Figure pat00069
화학식 2-3-a 내지 2-3-c 및 화학식 2-4-a 내지 2-4-c 에 있어서,
R35 내지 R50의 정의는 화학식 2-1 내지 2-6에서의 정의와 같다.
R69 내지 R72은 화학식 2의 L2와 연결되며 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, R69 내지 R72은 화학식 2의 L2와 연결되며 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들면, R69 내지 R72은 화학식 2의 L2와 연결되며 각각 독립적으로, 수소일 수 있다.
각 화학식에서 R35 내지 R50 및 R69 내지 R72 중 어느 하나가 화학식 2의 L2에 연결된다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
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Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
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Figure pat00081
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Figure pat00083
Figure pat00084
Figure pat00085
Figure pat00086
Figure pat00087
Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00090
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00093
상기 화합물들에서, Dn은 n개의 수소가 중수소로 대체된 것을 의미하고, n은 1 이상의 정수로, 1 내지 화합물 내의 최대 수소 개수만큼의 정수이다.
본원에 따른 화학식 2의 화합물은 통상의 기술자에게 공지된 합성방법, 예를 들어 한국 공개특허공보 제 10-2015-0066202호(2015.06.16 공개), 한국 공개특허공보 제 10-2015-0076129호(2015.07.06 공개), 한국 공개특허공보 제 10-2017-0043439호(2017.04.21 공개), 한국 공개특허공보 제 10-2019-0090695호(2019.08.02 공개), 한국 공개특허공보 제 10-2020-0004257호(2020.01.13 공개), 한국 공개특허공보 제 10-2020-0018275호(2020.02.19 공개), 및 한국 공개특허공보 제 10-2020-0090091호(2020.07.28 공개) 등에 개시된 방법을 참조하여 합성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기 전계 발광 소자에서, 상기 발광층은 적색을 발광하는 발광층을 포함하는 것일 수 있다.
이하, 일 구현예에 따른 유기 전계 발광 화합물을 설명한다.
본원은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00094
상기 화학식 1에서,
A 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 나프탈렌 또는 치환 또는 비치환된 페난트렌이며;
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알킬이고;
R 및 R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; 단, R 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이고;
L1은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
n은 1 내지 8의 정수이고, n이 복수인 경우 각각의 n은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-11 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-2]
Figure pat00095
[화학식 1-3] [화학식 1-4]
Figure pat00096
[화학식 1-5] [화학식 1-6]
Figure pat00097
[화학식 1-7] [화학식 1-8]
Figure pat00098
[화학식 1-9] [화학식 1-10]
Figure pat00099
[화학식 1-11]
Figure pat00100
상기 화학식 1-1 내지 1-11에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알킬이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C2-C20)알킬이다. 본원의 또다른 일 양태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 비치환된 (C2-C10)알킬이다. 예를 들면, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 또는 옥틸일 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
R1 내지 R16는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 융합고리를 형성할 수 있으며, 단, R1 내지 R16 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이다. 본원의 일 양태에 따르면, R1 내지 R16는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴, 또는, 인접한 치환기와 융합고리를 형성할 수 있으며, 단, R1 내지 R16 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이다. 예를 들면, R1 내지 R16는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 또는 -L1-NAr3Ar4일 수 있다.
L1은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이다. 본원의 일 양태에 따르면, L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-25원)헤테로아릴렌일 수 있다. 예를 들면, L1은 단일결합, 또는 페닐렌일 수 있다.
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-25원)헤테로아릴이다. 예를 들면, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 벤조나프토푸라닐; 벤조나프토티오페닐; 비페닐; 디벤조푸라닐; 디벤조티오페닐; 디메틸플루오레닐; 디에틸플루오레닐; 디페닐플루오레닐; 디메틸벤조플루오레닐; 디에틸벤조플루오레닐; 디프로필플루오레닐; 디부틸플루오레닐; 디펜틸플루오레닐; 디헥실플루오레닐; 디헵틸플루오레닐; 디옥틸플루오레닐; 디페닐벤조플루오레닐; 나프틸; 나프틸, 페닐, 중수소로 치환된 페닐, 디벤조푸라닐, 또는 페닐디메틸플루오레닐아미노로 치환 또는 비치환된 페난트레닐; 메틸, 나프틸, 벤조나프토푸라닐, 또는 벤조나프토티오테닐로 치환 또는 비치환된 페닐; 쿼터페닐; o-터페닐; 또는 p-터페닐 일 수 있고, 이들은 하나 이상의 중수소로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1에서 Ar3는 하기 식 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
Figure pat00101
상기 식에서,
X는 O, S, NR73 또는 CR74R75이다. 예를 들면, X는 O, S 또는 CR74R75일 수 있다.
R' 및 R73 내지 R75은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나, 인접한 치환체와 연결되어 치환 또는 비치환된 (3-30원)의 단일환 또는 다환의 고리를 형성할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, R' 및 R73 내지 R75은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴일 수 있다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, R' 및 R73 내지 R75은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴일 수 있다. 예를 들면, R' 및 R73 내지 R75은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 메틸; 중수소로 치환 또는 비치환된 에틸; 중수소로 치환 또는 비치환된 프로필; 중수소로 치환 또는 비치환된 뷰틸; 중수소로 치환 또는 비치환된 펜틸; 중수소로 치환 또는 비치환된 헥실; 중수소로 치환 또는 비치환된 헵틸; 중수소로 치환 또는 비치환된 옥틸; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐일 수 있다.
상기 각 화학식에서, R' 중 어느 하나가 화학식 1의 L1에 연결된다.
상기 각 화학식에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이며, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이고, e는 1 내지 10의 정수이고, a 내지 e가 각각 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R’은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00102
Figure pat00103
Figure pat00104
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Figure pat00121
Figure pat00122
상기 화합물들에서, Dn은 n개의 수소가 중수소로 대체된 것을 의미하고, n은 1 이상의 정수로, 1 내지 화합물 내의 최대 수소 개수만큼의 정수이다.
본원의 일 양태에 따른 유기 전계 발광 소자는 상기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 본원은 하기 화학식 3으로 표시되는 유기 전계 발광 화합물을 제공한다.
[화학식 3]
Figure pat00123
상기 화학식 3에서,
Ra 내지 Rj 중 적어도 하나는 하기 화학식 3-1이다.
[화학식 3-1]
Figure pat00124
상기 화학식 3 및 화학식 3-1에서,
Ra 내지 Rm은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ra 내지 Rm은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-20원)헤테로아릴이다. 예를 들어, Ra 내지 Rm은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐, 나프틸, 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐, 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 m-터페닐일 수 있다.
Figure pat00125
는 화학식 3과 화학식 3-1의 결합을 나타낸다.
L6 내지 L8은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이다. 본원의 일 양태에 따르면, L6 내지 L8은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴렌이다. 예를 들어, L6 내지 L8은 각각 독립적으로, 단일결합, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌, 나프틸렌, 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐렌, 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 m-터페닐렌일 수 있다.
Ar8은 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar8은 치환 또는 비치환된 (C6-C20)아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C20)시클로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (3-20원)헤테로아릴이다. 예를 들어, Ar8은 중수소 또는 나프틸로 치환 또는 비치환된 페닐, 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐, 나프틸, 디벤조푸라닐, 디벤조티오페닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디벤조셀레노페닐, 스피로비플루오레닐, o-터페닐, m-터페닐 또는 아다만틸일 수 있다.
k 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고, m은 1 내지 3의 정수이다. 예를 들어, k 및 l은 5의 정수이고, m은 3의 정수이다.
k 내지 m이 2 이상의 정수인 경우, 각각의 Rk 내지 Rm은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본원의 일 양태에 따르면, 상기 화학식 3-1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1a 내지 3-1f 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1a] [화학식 3-1b]
Figure pat00126
[화학식 3-1c] [화학식 3-1d]
Figure pat00127
[화학식 3-1e] [화학식 3-1f]
Figure pat00128
상기 화학식 3-1a 내지 3-1f 에 있어서,
Figure pat00129
는 화학식 3과 연결되는 연결기를 나타내고;
L6 내지 L8, Ar8, Rk 내지 Rm은 상기 화학식 3 및 화학식 3-1에서의 정의와 동일하며,
k 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고, m은 1 내지 3의 정수이며;
k 내지 m이 2 이상의 정수인 경우, 각각의 Rk 내지 Rm은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00130
Figure pat00131
Figure pat00132
Figure pat00133
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Figure pat00139
Figure pat00140
Figure pat00141
Figure pat00142
Figure pat00143
Figure pat00144
상기 화합물들에서, Dn은 n개의 수소가 중수소로 대체된 것을 의미하고, n은 1 이상의 정수로, 1 내지 화합물 내의 최대 수소 개수만큼의 정수이다.
본원에 따른 화학식 3으로 표시되는 화합물에 대한 제조방법의 예시를 하기 반응식 2 및 반응식 3에 나타내었으나, 이에 한정되지 않으며, 당업자에게 공지된 합성방법으로도 제조될 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00145
[반응식 3]
Figure pat00146
상기 반응식 2 및 3에서, Ra 내지 Rm, L6 내지 L8, Ar8, 및 k 내지 m은 각각 화학식 3 및 3-1에서 정의된 바와 같다.
본원의 일 양태에 따른 유기 전계 발광 소자는 상기 화학식 3으로 표시되는 유기 전계 발광 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발광층은 하나 이상의 호스트 및 하나 이상의 도판트를 포함할 수 있다. 필요한 경우, 상기 발광층은 코호스트(co-host) 재료, 즉, 두 개 이상의 복수의 호스트 재료를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용되는 호스트는 인광성 호스트 화합물 또는 형광성 호스트 화합물일 수 있고, 이들 호스트 화합물은 특별히 제한되지 않는다.
본원의 일 태양에 따르면, 상기 발광층의 호스트 화합물에 대한 도판트 화합물의 도핑 농도는 20 중량% 미만일 수 있다. 본원의 유기 전계 발광 소자에 포함되는 도판트로는 하나 이상의 인광 또는 형광 도판트를 사용할 수 있고, 인광 도판트가 바람직하다. 본원의 유기 전계 발광 소자에 적용되는 인광 도판트 재료는 특별히 제한되지는 않으나, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 구리(Cu) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 착체 화합물일 수 있고, 경우에 따라 바람직하게는, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 구리(Cu) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오르토 메탈화 착체 화합물일 수 있으며, 경우에 따라 더 바람직하게는, 오르토 메탈화 이리듐 착체 화합물일 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자에 포함되는 도판트로 하기 화학식 101로 표시되는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
[화학식 101]
Figure pat00147
상기 화학식 101에서,
L은 하기 구조 1 내지 3에서 선택되는 어느 하나이고;
[구조 1] [구조 2] [구조 3]
Figure pat00148
R100 내지 R103은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 시아노, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나; 인접한 치환기와 서로 연결되어 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고, 예를 들면 피리딘과 함께 치환 또는 비치환된 퀴놀린, 치환 또는 비치환된 벤조푸로피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리딘, 치환 또는 비치환된 인데노피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조푸로퀴놀린, 치환 또는 비치환된 벤조티에노퀴놀린, 또는 치환 또는 비치환된 인데노퀴놀린을 형성할 수 있으며;
R104 내지 R107은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 시아노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나; 인접한 치환기와 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고, 예를 들면 벤젠과 함께 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 치환 또는 비치환된 플루오렌, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜, 치환 또는 비치환된 디벤조푸란, 치환 또는 비치환된 인데노피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조푸로피리딘, 또는 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리딘을 형성할 수 있으며;
R201 내지 R220은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이거나; 인접한 치환기와 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며;
s는 1 내지 3의 정수이다.
구체적으로, 상기 도판트 화합물의 구체적인 예는 다음과 같으나, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pat00149
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Figure pat00161
Figure pat00162
Figure pat00163
Figure pat00164
Figure pat00165
Figure pat00166
본원에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극; 음극; 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층을 갖는다. 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 정공 주입층, 정공 전달층, 정공 보조층, 발광 보조층, 전자 전달층, 전자 버퍼층, 전자 주입층, 계면층(interlayer), 정공 차단층 및 전자 차단층에서 선택되는 1층 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 각각의 층은 여러 층으로 추가 구성될 수 있다.
상기 양극 및 음극은 각각 투명한 도전성 물질로 형성되거나, 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 양극 및 음극을 형성하는 물질의 종류에 따라, 유기 전계 발광 소자는 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다. 또한, 상기 정공 주입층은 p-도판트로 추가로 도핑될 수 있으며, 전자 주입층은 n-도판트로 추가로 도핑될 수 있다.
상기 유기물층에 아릴아민계 화합물 및 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함할 수도 있다. 또한, 상기 유기물층은 1족, 2족, 4주기 전이금속, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 또는 이러한 금속을 포함하는 하나 이상의 착체화합물을 추가로 포함할 수도 있다.
또한, 본원의 상기 유기 전계 발광 소자는 본원의 화합물 이외에 당업계에 알려진 청색, 적색 또는 녹색 발광 화합물을 포함하는 발광층 하나 이상을 더 포함함으로써 백색 발광을 할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 황색 또는 오렌지색 발광층을 더 포함할 수도 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 내측표면에, 칼코제나이드(chalcogenide)층, 할로겐화 금속층 및 금속 산화물층으로부터 선택되는 하나 이상의 층(이하, 이들을 "표면층"이라고 지칭함)을 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 발광 매체층 측의 애노드 표면에 규소 및 알루미늄의 칼코제나이드(산화물을 포함한다)층을, 또한 발광 매체층 측의 캐소드 표면에 할로겐화 금속층 또는 금속 산화물층을 배치하는 것이 바람직하다. 상기 표면층에 의해 유기 전계 발광 소자의 구동 안정화를 얻을 수 있다. 상기 칼코제나이드의 바람직한 예로는 SiOX(1≤X≤2), AlOX(1≤X≤1.5), SiON, SiAlON 등이 있고, 할로겐화 금속의 바람직한 예로는 LiF, MgF2, CaF2, 불화 희토류 금속 등이 있으며, 금속 산화물의 바람직한 예로는 Cs2O, Li2O, MgO, SrO, BaO, CaO 등이 있다.
양극과 발광층 사이에 정공 주입층, 정공 전달층 또는 전자 차단층, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 정공 주입층은 양극에서 정공 전달층 또는 전자 차단층으로의 정공 주입 장벽(또는 정공 주입 전압)을 낮출 목적으로 복수의 층이 사용될 수 있으며, 각 층은 2개의 화합물이 동시에 사용될 수 있다. 정공 전달층 또는 전자 차단층도 복수의 층이 사용될 수 있다.
발광층과 음극 사이에 전자 버퍼층, 정공 차단층, 전자 전달층 또는 전자 주입층, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 전자 버퍼층은 전자 주입을 조절하고 발광층과 전자 주입층 사이의 계면 특성을 향상시킬 목적으로 복수의 층이 사용될 수 있으며, 각 층은 2개의 화합물이 동시에 사용될 수 있다. 정공 차단층 또는 전자 전달층도 복수의 층이 사용될 수 있고, 각 층에 복수의 화합물이 사용될 수 있다.
발광 보조층은 양극과 발광층 사이에 위치하거나, 음극과 발광층 사이에 위치하는 층으로서, 상기 양극과 발광층 사이에 위치할 경우, 정공의 주입 및/또는 전달을 원활하게 하거나 전자의 오버플로우를 차단하는 용도로 사용되거나, 상기 음극과 발광층 사이에 위치할 경우, 전자의 주입 및/또는 전달을 원활하게 하거나 정공의 오버플로우를 차단하는 용도로 사용될 수 있다. 또한, 상기 정공 보조층은 정공 전달층(또는 정공 주입층)과 발광층 사이에 위치하고, 정공의 전달 속도(또는 주입 속도)를 원활하게 하거나 블록킹하는 효과를 나타낼 수 있으며, 이에 따라 전하 밸런스(charge balance)를 조절할 수 있는 층이다. 또한, 상기 전자 차단층은 정공 전달층(또는 정공 주입층)과 발광층 사이에 위치하고, 발광층으로부터의 전자의 오버플로우를 차단하여 엑시톤을 발광층 내에 가두어 발광 누수를 방지하는 층이다. 상기 정공 전달층을 2층 이상 포함할 경우, 추가로 포함되는 층을 상기 정공 보조층 또는 상기 전자 차단층의 용도로 사용할 수 있다. 상기 발광 보조층, 정공 보조층 또는 전자 차단층은 유기 전계 발광 소자의 효율 및/또는 수명의 개선효과를 갖는다.
또한, 본원의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 표면에 전자 전달 화합물과 환원성 도판트의 혼합 영역 또는 정공 전달 화합물과 산화성 도판트의 혼합 영역을 배치하는 것도 바람직하다. 이러한 방식에 의해 전자 전달 화합물이 음이온으로 환원되므로 혼합 영역으로부터 발광 매체에 전자를 주입 및 전달하기 용이해진다. 또한, 정공 전달 화합물은 산화되어 양이온으로 되므로 혼합 영역으로부터 발광 매체에 정공을 주입 및 전달하기 용이해진다. 바람직한 산화성 도판트로서는 각종 루이스산 및 억셉터(acceptor) 화합물을 들 수 있고, 바람직한 환원성 도판트로는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한 환원성 도판트층을 전하생성층으로 사용하여 두 개 이상의 발광층을 가진 백색 발광을 하는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 유기 전계 발광 소자는 탠덤(tandem) 구조를 가지는 유기 전계 발광 소자일 수 있다. 일 예에 따른 탠덤 유기 전계 발광 소자의 경우, 단일 발광 유닛(발광부)은 전하 생성층에 의해 2개 이상 연결된 구조로 형성될 수 있다. 상기 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 서로 대향된 제1 전극 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 전극 사이에 적층되어 특정한 파장대의 빛을 방사하는 발광층을 가지는 2개 이상의 복수의 발광 유닛, 예를 들어, 3개 이상의 복수의 발광 유닛을 포함할 수 있다. 상기 유기 전계 발광 소자는 복수 개의 발광부를 포함할 수 있고, 상기 각각의 발광부는 정공 전달 대역, 발광층, 및 전자 전달 대역을 포함할 수 있고, 상기 정공 전달 대역은 정공 주입층 및 정공 전달층을 포함할 수 있으며, 상기 전자 전달 대역은 전자 전달층 및 전자 주입층을 포함할 수 있고, 일 예에 따르면, 상기 발광부에 포함되는 발광층은 3개 이상일 수 있다. 복수의 발광 유닛은 서로 같은 색을 발광하거나 다른 색을 발광할 수 있다. 또한, 1개의 발광 유닛에도 발광층을 1개 이상 포함할 수 있고, 복수의 발광층은 서로 같거나 다른 색의 발광층일 수 있다. 각 발광 유닛 사이에 위치하는 하나 이상의 전하 생성층을 포함할 수 있다. 전하 생성층이란 전압을 걸면 정공과 전자가 발생하는 층을 의미한다. 발광 유닛이 세 개 이상일 경우, 발광 유닛 사이마다 전하 생성층이 위치할 수 있다. 이때, 복수의 전하 생성층은 서로 동일할 수 있으며, 서로 상이할 수 있다. 전하 생성층이 발광 유닛 사이에 배치됨으로써, 각각의 발광 유닛에서 전류 효율이 증가되고, 전하를 원활하게 분배할 수 있다. 구체적으로, 전하 생성층은 인접하는 2개의 스택 사이에 구비되어 스택 사이에 위치하는 별도의 내부 전극 없이도 한쌍의 애노드와 캐소드만으로 탠덤 유기 전계 발광 소자를 구동할 수 있게 하는 역할을 할 수 있다.
상기 전하 생성층은 N형 전하 생성층 및 P형 전하 생성층으로 이루어질 수 있고, 상기 N형 전하 생성층은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 알칼리 금속과 알칼리 토금속의 화합물로 도핑되어 있을 수 있고, 상기 알칼리 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Yb 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있으며, 상기 알칼리 토금속은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 P형 전하 생성층은 금속 또는 P형 도펀트가 도핑된 유기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속은 Al, Cu, Fe, Pb, Zn, Au, Pt, W, In, Mo, Ni 및 Ti로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 P형이 도핑된 유기물질에 사용되는 P형 도펀트와 호스트의 물질은 통상적으로 사용되는 물질을 이용할 수 있다.
본원의 일 예에 따른 유기 전계 발광 재료는 백색 유기 전계 발광 소자(White Organic Light Emitting Device)를 위한 발광 재료로서 사용될 수 있다. 상기 백색 유기 전계 발광 소자는 R(적색), G(녹색) 또는 YG(황녹색), B(청색) 발광부들의 배열 형태에 따라 병렬 배치(side-by-side) 방식, 적층(stacking) 방식, 또는 색 변환 물질(color conversion material, CCM) 방식 등 다양한 구조들이 제안되고 있다. 또한, 본 원의 일 예에 따른 유기 전계 발광 물질은 양자점(QD)을 포함하는 유기 전계 발광 소자에도 사용될 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자의 각층의 형성은 진공증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온플레이팅 등의 건식 성막법이나, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 슬롯 코팅, 스핀 코팅, 침지 코팅(dip coating), 플로우 코팅 등의 습식 성막법 중의 어느 하나의 방법을 적용할 수 있다. 본원의 제1 호스트 화합물과 제2 호스트 화합물을 성막할 때, 공증착 또는 혼합증착으로 공정한다.
습식 성막법의 경우, 각 층을 형성하는 재료를 에탄올, 클로로포름, 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 적절한 용매에 용해 또는 분산시켜 박막을 형성하는데, 그 용매는 각 층을 형성하는 재료가 용해 또는 분산될 수 있고, 성막성에 문제가 없는 것이라면 어느 것이어도 된다.
또한, 본원의 유기 전계 발광 소자를 이용하여 디스플레이 장치, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PC, TV 또는 차량용의 디스플레이 장치, 또는 조명 장치, 예를 들면, 옥외 또는 옥내용 조명 장치를 제조하는 것이 가능하다.
이하에서, 본원의 상세한 이해를 위하여 본원의 대표 화합물을 들어 본원에 따른 화합물의 제조방법 및 이의 물성, 그리고 본원에 따른 유기 전계 발광 화합물을 포함하는 OLED 의 구동 전압 및 전류효율을 살펴본다. 그러나, 이하의 실시예는 본원의 상세한 이해를 위하여 본원에 따른 화합물 및 이를 포함하는 OLED의 특성을 설명한 것일 뿐, 본원은 하기의 예들에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 본원의 상세한 이해를 위하여 본원의 대표 화합물 또는 중간체 화합물의 합성 방법을 예로 들어 본원에 따른 화합물의 제조방법을 설명한다.
[실시예 1] 화합물 C-86의 제조
Figure pat00167
플라스크에 화합물 1-1 (CAS: 373390-07-9) (10.5 g, 33.5 mmol), 화합물 1-2 (CAS: 2408008-08-0) (10.0 g, 37.2 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (1.70 g, 1.86 mmol), 트리-t-부틸포스핀 (1.84 mL, 3.72 mmol, 50% 톨루엔용액), 소디움 t-부톡사이드 (7.15 g, 74.4 mmol), 및 톨루엔 186 mL를 넣고 2시간 동안 환류하였다. 상온으로 식힌 반응용액은 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색의 고체 화합물 C-86 (11.5 g, 수율: 57%)을 얻었다.
[실시예 2] 화합물 C-111의 제조
Figure pat00168
플라스크에 화합물 1-1 (CAS: 373390-07-9) (11.2 g, 35.6 mmol), 화합물 1-3 (CAS: 2305687-93-6) (10.0 g, 39.6 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (1.81 g, 1.98 mmol), 트리-t-부틸포스핀 (1.95 mL, 3.96 mmol, 50% 톨루엔용액), 소디움 t-부톡사이드 (7.61 g, 79.1 mmol), 및 톨루엔 198 mL를 넣고 2시간 동안 환류하였다. 상온으로 식힌 반응용액은 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색의 고체 화합물 C-111 (5.2 g, 수율: 28%)을 얻었다.
[실시예 3] 화합물 C-1의 제조
Figure pat00169
플라스크에 화합물 1-1 (CAS: 373390-07-9) (10.0 g, 32.0 mmol), 화합물 1-4 (CAS: 2397634-76-1) (9.7 g, 35.0 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (1.50 g, 1.60 mmol), 트리-t-부틸포스핀 (1.58 mL, 3.20 mmol, 50% 톨루엔용액), 소디움 t-부톡사이드 (6.15 g, 64.0 mmol), 및 톨루엔 160 mL를 넣고 1시간 동안 환류하였다. 상온으로 식힌 반응용액은 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색의 고체 화합물 C-1 (8.9 g, 수율: 50%)을 얻었다.
[실시예 4] 화합물 C-36의 제조
Figure pat00170
플라스크에 화합물 1-1 (CAS: 373390-07-9) (8.0 g, 26.0 mmol), 화합물 1-5 (CAS: 2412522-09-7) (12.3 g, 31.0 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (1.20 g, 1.30 mmol), 트리-t-부틸포스핀 (1.30 mL, 2.60 mmol, 50% 톨루엔용액), 소디움 t-부톡사이드 (4.9 g, 52.0 mmol), 및 톨루엔 130 mL를 넣고 1시간 동안 환류하였다. 상온으로 식힌 반응용액은 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색의 고체 화합물 C-36 (15.4 g, 수율: 89%)을 얻었다.
Figure pat00171
[실시예 5] 화합물 C-279의 제조
Figure pat00172
플라스크에 화합물 1-6 (CAS: 1776936-11-8) (3.0 g, 9.33 mmol), 화합물 1-7 (CAS: 1198396-39-2) (4.2 g, 13.1 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (0.43 g, 0.47 mmol), 트리-t-부틸포스핀 (0.45 mL, 0.93 mmol, 50% 톨루엔용액), 소디움 t-부톡사이드 (1.35 g, 14.0 mmol), 및 톨루엔 48 mL를 넣고 1시간 동안 환류하였다. 상온으로 식힌 반응용액은 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색의 고체 화합물 C-279 (5.3 g, 수율: 98%)을 얻었다.
Figure pat00173
[소자 실시예 1] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
본 발명에 따르는 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω/sq)을 아세톤 및 이소프로필알코올을 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로필알코올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 제1 정공 주입 화합물로서 표 2의 화합물HI-1을 넣고, 또 다른 셀에는 표 2의 제1 정공 전달 화합물 HT-1을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 제1 정공 주입 화합물과 제1 정공 전달 화합물의 합계량에 대해 제1 정공 주입 화합물을 3 중량%의 양으로 도핑하여 10 nm 두께의제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 제1 정공 전달층으로 화합물 HT-1을 상기 제1 정공 주입층 위에 90 nm 두께로 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제2 정공 전달 화합물로서 표 2의 화합물 C-86을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 55 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제3 정공 전달화합물로서 표 2의 화합물 H-31을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제2 정공 전달층 위에 5 nm 두께의 제3 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀 두 군데에 발광층 호스트로서 화합물 A-1및 화합물 B-1을 넣은 후, 화합물 A-1과 화합물 B-1를 1:1의 속도로 증발시키면서, 또 다른 셀 한개에 도판트로 화합물 D-39를 넣은 후, 호스트들과 도판트의 합계량에 대해 도판트를 2 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제3 정공 전달층 위에 40 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 상기 발광층 위에 전자 버퍼 재료로서 화합물 B-2를 5 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 전달층으로서 화합물 ET-1과 화합물 EI-1을 5:5의 중량비로 도핑하여 30 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EI-1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED 를 제조하였다.
[소자 실시예 2 및 3] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
소자 실시예 2및 3에서는, 제2 정공 전달층에 제2 정공 전달 화합물로서 화합물 C-86 대신에 하기 표 2에 기재된 화합물C-111 및 C-1을 각각 사용한 것 외에는 소자 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED 를 제조하였다.
[소자 실시예 4] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
소자 실시예 4에서는, 제2 정공 전달층에 제2 정공 전달 화합물로서 화합물 C-86 대신에 하기 표 2에 기재된 화합물C-36을 사용하고, 제3 정공 전달층에 제3 정공 전달 화합물로서 화합물 H-31 대신에, 하기 표 2에 기재된 화합물 H-1을 사용한 것 외에는 소자 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
[비교예 1] 본원에 따르지 않는 적색 발광 OLED의 제조
비교예 1에서는, 제 2 및 제3 정공 전달층에 각각의 화합물을 사용한 것 대신에 단일 화합물 H-31을 60 nm로 증착한 것 외에는 소자 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
[비교예 2] 본원에 따르지 않는 적색 발광 OLED의 제조
비교예 2에서는, 제 2 및 제3 정공 전달층에 각각의 화합물을 사용한 것 대신에 단일 화합물 H-1을 60 nm로 증착한 것 외에는 소자 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2에 따른 유기 전계 발광 소자의 휘도 1,000 nit 기준의 구동전압, 전류효율, CIE 색좌표를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00174
상기 표 1로부터, 본원에 따르는 유기 전계 발광 소자는, 종래 화합물을 제2 및 제3 정공전달층에 사용한 유기 전계 발광 소자에 비해 낮은 구동전압 및 높은 전류효율 특성을 보임을 확인할 수 있다.
상기 소자 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2에 사용되는 화합물을 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure pat00175
Figure pat00176
[소자 실시예 5] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
본 발명에 따르는 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω/sq)을 아세톤 및 이소프로필알코올을 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로필알코올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 제1 정공 주입 화합물로서 표 4의 화합물 HI-1을 넣고, 또 다른 셀에는 표 4의 제1 정공 전달 화합물 HT-2을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 제1 정공 주입 화합물과 제1 정공 전달 화합물의 합계량에 대해 제1 정공 주입 화합물을 5 중량%의 양으로 도핑하여 10 nm 두께의 제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 제1 정공 전달층으로 화합물 HT-2를 상기 제1 정공 주입층 위에 90 nm 두께로 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제2 정공 전달 화합물로서 표 4의 화합물 C-279를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 60 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제3 정공 전달화합물로서 표 4의 화합물 H-56을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제2 정공 전달층 위에 7.5 nm 두께의 제3 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀 두 군데에 발광층 호스트로서 화합물 A-2 및 화합물 B-1을 넣은 후, 화합물 A-2와 화합물 B-1을 1:1의 속도로 증발시키면서, 또 다른 셀 한개에 도판트로 화합물 D-39을 넣은 후, 호스트들과 도판트의 합계량에 대해 도판트를 2 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제3 정공 전달층 위에 36 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 상기 발광층 위에 전자 버퍼 재료로서 화합물 B-3을5 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 전달층으로서 화합물 ET-2과 화합물 EI-1을 2:1의 중량비로 도핑하여 25 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EI-1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제조하였다.
[소자 실시예 6] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
소자 실시예 6에서는, 발광층에 발광층 호스트로서 화합물 A-2 대신에 하기 표 4에 기재된 화합물A-3을 사용한 것 외에는 소자 실시예 5와 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
[비교예 3] 본원에 따르지 않는 적색 발광 OLED의 제조
비교예 3에서는, 제 2 및 제3 정공 전달층에 각각 화합물을 사용한 것 대신에 단일 화합물 H-56을 67.5 nm의 두께로 적층한 것 외에는 소자 실시예 5와 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
[비교예 4] 본원에 따르지 않는 적색 발광 OLED의 제조
비교예 4에서는, 제2 및 제3 정공 전달층에 각각의 화합물을 사용한 것 대신에, 단일 화합물 H-56을 67.5 nm의 두께로 적층하고, 발광층에 발광층 호스트로서 화합물 A-2 대신에, 하기 표 4에 기재된 화합물A-3을 각각 사용한 것 외에는 소자 실시예 5와 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예 5, 6, 비교예 3 및 4에 따른 유기 전계 발광 소자의 휘도 1,000 nit 기준의 구동전압, 전류효율, CIE 색좌표를 표 3에 나타내었다.
[표 3]
Figure pat00177
상기 표 3으로부터, 본원에 따르는 유기 전계 발광 소자는, 종래 화합물을 제2 및 제3 정공전달층에 사용한 유기 전계 발광 소자에 비해 낮은 구동전압 및 높은 전류효율 특성을 보임을 확인할 수 있다.
상기 소자 실시예 5, 6, 비교예 3 및 4에 사용되는 화합물을 하기 표 4에 나타내었다.
[표 4]
Figure pat00178
Figure pat00179
[소자 실시예 7] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
본 발명에 따르는 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω/sq)을 아세톤 및 이소프로필알코올을 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로필알코올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 제1 정공 주입 화합물로서 표 6의 화합물HI-1을 넣고, 또 다른 셀에는 표 6의 제1 정공 전달 화합물 HT-1을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 제1 정공 주입 화합물과 제1 정공 전달 화합물의 합계량에 대해 제1 정공 주입 화합물을 3 중량%의 양으로 도핑하여 10 nm 두께의제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 제1 정공 전달층으로 화합물 HT-1을 상기 제1 정공 주입층 위에 90 nm 두께로 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제2 정공 전달 화합물로서 표 6의 화합물 C-1을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 55 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제3 정공 전달화합물로서 표 6의 화합물 H-13을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제2 정공 전달층 위에 5 nm 두께의 제3 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀 두 군데에 발광층 호스트로서 화합물 A-1및 화합물 B-1을 넣은 후, 화합물 A-1과 화합물 B-1를 4:6의 속도로 증발시키면서, 또 다른 셀 한개에 도판트로 화합물 D-39를 넣은 후, 호스트들과 도판트의 합계량에 대해 도판트를 2 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제3 정공 전달층 위에 40 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 상기 발광층 위에 전자 버퍼 재료로서 화합물 B-2를 5 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 전달층으로서 화합물 ET-1과 화합물 EI-1을 5:5의 중량비로 도핑하여 30 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EI-1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED 를 제조하였다.
[소자 실시예 8 및 9] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
소자 실시예 8및 9에서는, 제3 정공 전달층에 제3 정공 전달 화합물로서 화합물 H-13 대신에 하기 표 5에 기재된 화합물H-5 및 H-114를 각각 사용한 것 외에는 소자 실시예 7과 동일한 방법으로 OLED 를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예 7 내지 9에 따른 유기 전계 발광 소자의 휘도 1,000 nit 기준의 구동전압, 전류효율, CIE 색좌표를 표 5에 나타내었다.
[표 5]
Figure pat00180
상기 표 5로부터, 본원에 따르는 유기 전계 발광 소자는, 낮은 구동전압 및 높은 전류효율 특성을 보임을 확인할 수 있다.
상기 소자 실시예 7 내지 9에 사용되는 화합물을 하기 표 6에 나타내었다.
[표 6]
Figure pat00181
Figure pat00182
[소자 실시예 10] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
본 발명에 따르는 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω/sq)을 아세톤 및 이소프로필알코올을 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로필알코올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 제1 정공 주입 화합물로서 표 8의 화합물HI-1을 넣고, 또 다른 셀에는 표 8의 제1 정공 전달 화합물 HT-1을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 제1 정공 주입 화합물과 제1 정공 전달 화합물의 합계량에 대해 제1 정공 주입 화합물을 3 중량%의 양으로 도핑하여 10 nm 두께의 제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 제1 정공 전달층으로 화합물 HT-1을 상기 제1 정공 주입층 위에 90 nm 두께로 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제2 정공 전달 화합물로서 표 8의 화합물 C-351을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 55 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제3 정공 전달화합물로서 표 8의 화합물 H-5를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제2 정공 전달층 위에 5 nm 두께의 제3 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀 두 군데에 발광층 호스트로서 화합물 A-1및 화합물 B-1을 넣은 후, 화합물 A-1과 화합물 B-1를 1:1의 속도로 증발시키면서, 또 다른 셀 한개에 도판트로 화합물 D-39를 넣은 후, 호스트들과 도판트의 합계량에 대해 도판트를 2 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제3 정공 전달층 위에 40 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 상기 발광층 위에 전자 버퍼 재료로서 화합물 B-2를 5 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 전달층으로서 화합물 ET-1과 화합물 EI-1을 5:5의 중량비로 도핑하여 30 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EI-1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED 를 제조하였다.
[소자 실시예 11 및 12] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
소자 실시예 11및 12에서는, 제2 정공 전달층에 제2 정공 전달 화합물로서 화합물 C-351 대신에 하기 표 7에 기재된 화합물C-164 및 C-163을 각각 사용한 것 외에는 소자 실시예 10과 동일한 방법으로 OLED 를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예 10 내지 12에 따른 유기 전계 발광 소자의 휘도 1,000 nit 기준의 구동전압, 전류효율, CIE 색좌표를 표 7에 나타내었다.
[표 7]
Figure pat00183
상기 표 7로부터, 본원에 따르는 유기 전계 발광 소자는, 낮은 구동전압 및 높은 전류효율 특성을 보임을 확인할 수 있다.
상기 소자 실시예 10 내지 12에 사용되는 화합물을 하기 표 8에 나타내었다.
[표 8]
Figure pat00184
Figure pat00185
[소자 실시예 13] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
본 발명에 따르는 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω/sq)을 아세톤 및 이소프로필알코올을 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로필알코올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 제1 정공 주입 화합물로서 표 10의 화합물 HI-1을 넣고, 또 다른 셀에는 표 10의 제1 정공 전달 화합물 HT-2을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 제1 정공 주입 화합물과 제1 정공 전달 화합물의 합계량에 대해 제1 정공 주입 화합물을 5 중량%의 양으로 도핑하여 10 nm 두께의 제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 제1 정공 전달층으로 화합물 HT-2를 상기 제1 정공 주입층 위에 90 nm 두께로 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제2 정공 전달 화합물로서 표 10의 C-272를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 60 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제3 정공 전달화합물로서 화합물 H-56을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제2 정공 전달층 위에 7.5 nm 두께의 제3 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀 두 군데에 발광층 호스트로서 화합물 A-2 및 화합물 B-1을 넣은 후, 화합물 A-2와 화합물 B-1을 1:1의 속도로 증발시키면서, 또 다른 셀 한개에 도판트로 화합물 D-39을 넣은 후, 호스트들과 도판트의 합계량에 대해 도판트를 2 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제3 정공 전달층 위에 36 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 상기 발광층 위에 전자 버퍼 재료로서 화합물 B-3을5 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 전달층으로서 화합물 ET-2과 화합물 EI-1을 2:1의 중량비로 도핑하여 25 nm 두께로 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EI-1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제조하였다.
[소자 실시예 14 내지 23] 본원에 따른 적색 발광 OLED의 제조
소자 실시예 14내지 23에서는, 제2 정공 전달층에 제2 정공 전달 화합물로서 화합물 C-272 대신에 하기 표 9에 기재된 화합물을 각각 사용한 것 외에는 소자 실시예 13과 동일한 방법으로 OLED 를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예 13 내지 23에 따른 유기 전계 발광 소자의 휘도 1,000 nit 기준의 구동전압, 전류효율, CIE 색좌표를 표 9에 나타내었다.
[표 9]
Figure pat00186
상기 표 9로부터, 본원에 따르는 유기 전계 발광 소자는, 낮은 구동전압 및 높은 전류효율 특성을 보임을 확인할 수 있다.
상기 소자 실시예 13 내지 23에 사용되는 화합물을 하기 표 10에 나타내었다.
[표 10]
Figure pat00187
Figure pat00188
Figure pat00189

Claims (20)

  1. 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 정공주입층, 제1 정공전달층, 제2 정공전달층, 제3 정공전달층 및 발광층이 순차적으로 적층되는 구조를 포함하고,
    상기 제1 정공전달층, 상기 제2 정공전달층 및 상기 제3 정공전달층에 포함되는 화합물의 구조는 각각 상이하며;
    상기 제2 정공전달층은 플루오렌-아민, 벤조플루오렌-아민 또는 나프토플루오렌-아민 구조를 포함하는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플루오렌-아민, 벤조플루오렌-아민 또는 나프토플루오렌-아민 구조를 포함하는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00190

    상기 화학식 1에서,
    A 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 나프탈렌 또는 치환 또는 비치환된 페난트렌이며;
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이거나 Ar1과 Ar2는 서로 연결되어 융합 고리를 형성할 수 있고;
    R 및 R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; 단, R 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이고;
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
    Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
    n은 1 내지 8의 정수이고, n이 복수인 경우 각각의 n은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-11 중 어느 하나로 표시되는 것인, 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure pat00191

    [화학식 1-3] [화학식 1-4]
    Figure pat00192

    [화학식 1-5] [화학식 1-6]
    Figure pat00193

    [화학식 1-7] [화학식 1-8]
    Figure pat00194

    [화학식 1-9] [화학식 1-10]
    Figure pat00195

    [화학식 1-11]
    Figure pat00196

    상기 화학식 1-1 내지 1-11에서
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이거나 Ar1과 Ar2는 서로 연결되어 융합 고리를 형성할 수 있고;
    R1 내지 R16은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; 단, R1 내지 R16 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이고;
    L1은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
    Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다.
  4. 제2항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 하나 이상인 것인, 유기 전계 발광 소자.
    Figure pat00197

    Figure pat00198

    Figure pat00199

    Figure pat00200

    Figure pat00201

    Figure pat00202

    Figure pat00203

    Figure pat00204

    Figure pat00205

    Figure pat00206

    Figure pat00207

    Figure pat00208

    Figure pat00209

    Figure pat00210

    Figure pat00211

    Figure pat00212

    Figure pat00213

    Figure pat00214

    Figure pat00215

    Figure pat00216

    Figure pat00217

    Figure pat00218

    Figure pat00219

    Figure pat00220

    Figure pat00221

    Figure pat00222

    Figure pat00223

    Figure pat00224

    Figure pat00225

    Figure pat00226

    Figure pat00227

    Figure pat00228

    Figure pat00229

    Figure pat00230

    Figure pat00231

    Figure pat00232

    Figure pat00233

    Figure pat00234

    Figure pat00235

    Figure pat00236

    Figure pat00237

    Figure pat00238

    Figure pat00239

    Figure pat00240

    Figure pat00241

    상기 화합물들에서, Dn은 n개의 수소가 중수소로 대체된 것을 의미하고, n은 1 이상의 정수로, 1 내지 화합물 내의 최대 수소 개수만큼의 정수이다.
  5. 제2항에 있어서, 상기 치환된 알킬, 치환된 알케닐, 치환된 아릴(렌), 치환된 헤테로아릴(렌), 치환된 시클로알킬, 및 치환된 알콕시의 치환기는 각각 독립적으로, 중수소; 할로겐; 시아노; 카르복실; 니트로; 히드록시; 포스핀옥사이드; (C1-C30)알킬; 할로(C1-C30)알킬; (C2-C30)알케닐; (C2-C30)알키닐; (C1-C30)알콕시; (C1-C30)알킬티오; (C3-C30)시클로알킬; (C3-C30)시클로알케닐; (3-7원)헤테로시클로알킬; (C6-C30)아릴옥시; (C6-C30)아릴티오; (C1-C30)알킬 및 디(C6-C30)아릴아미노 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴; 하나 이상의 (C6-C30)아릴로 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴; 트리(C1-C30)알킬실릴; 트리(C6-C30)아릴실릴; 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴; (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴; (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기; 아미노; 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노; 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노; (C1-C30)알킬로 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노; 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노; (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노; (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노; (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노; (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노; (C1-C30)알킬카보닐; (C1-C30)알콕시카보닐; (C6-C30)아릴카보닐; 디(C6-C30)아릴보로닐; 디(C1-C30)알킬보로닐; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴보로닐; (C6-C30)아르(C1-C30)알킬; 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인, 유기 전계 발광 소자.
  6. 제3항에 있어서, 상기 발광층은 청색, 녹색 또는 적색 중 어느 하나의 색을 발광하고, 단, 청색 또는 녹색 발광을 하는 경우 화학식 1-1의 R2 또는 R7이 -L1-NAr3Ar4인 경우는 제외되는 것인, 유기 전계 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서, 제3 정공전달층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 2]
    Figure pat00242

    상기 화학식 2에서,
    L2 내지 L4는 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬렌, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬렌이고;
    Ar5 내지 Ar7은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이고;
    단, L2 내지 L4이 모두 단일결합이면서 Ar5 내지 Ar7이 모두 수소인 경우는 제외한다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 화학식 2에서 Ar5는 하기 화학식 2-1 내지 2-6중 어느 하나로 표시되는 것인, 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 2-1] [화학식 2-2]
    Figure pat00243

    [화학식 2-3] [화학식 2-4]
    Figure pat00244

    [화학식 2-5] [화학식 2-6]
    Figure pat00245

    화학식 2-1 내지 2-6에 있어서,
    L5는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬렌, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬렌이고;
    Ar8은 화학식 2의 L2와 연결되거나, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이고;
    R17 내지 R68은 화학식 2의 L2와 연결되거나, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
    각 화학식에서 Ar8 및 R17 내지 R68 중 어느 하나가 화학식 2의 L2와 연결된다.
  9. 제8항에 있어서, 상기 화학식 2-3은 하기 화학식 2-3-a 내지 2-3-c 중 어느 하나로 표시되거나, 화학식 2-4는 하기 화학식 2-4-a 내지 2-4-c 중 어느 하나로 표시되는 것인, 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 2-3-a] [화학식 2-3-b]
    Figure pat00246

    [화학식 2-3-c] [화학식 2-4-a]
    Figure pat00247

    [화학식 2-4-b] [화학식 2-4-c]
    Figure pat00248

    화학식 2-3-a 내지 2-3-c 및 화학식 2-4-a 내지 2-4-c 에 있어서,
    R35 내지 R50의 정의는 제8항에서의 정의와 같고;
    R69 내지 R72은 화학식 2의 L2와 연결되거나 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
    각 화학식에서 R35 내지 R50 및 R69 내지 R72 중 어느 하나가 화학식 2의 L2에 연결된다.
  10. 제7항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 하나 이상인 것인, 유기 전계 발광 소자.
    Figure pat00249

    Figure pat00250

    Figure pat00251

    Figure pat00252

    Figure pat00253

    Figure pat00254

    Figure pat00255

    Figure pat00256

    Figure pat00257

    Figure pat00258

    Figure pat00259

    Figure pat00260

    Figure pat00261

    Figure pat00262

    Figure pat00263

    Figure pat00264

    Figure pat00265

    Figure pat00266

    Figure pat00267

    Figure pat00268

    Figure pat00269

    Figure pat00270

    Figure pat00271

    Figure pat00272

    상기 화합물들에서, Dn은 n개의 수소가 중수소로 대체된 것을 의미하고, n은 1 이상의 정수로, 1 내지 화합물 내의 최대 수소 개수만큼의 정수이다.
  11. 제1항에 있어서, 상기 발광층은 적색 발광하는 발광층을 포함하는 것인, 유기 전계 발광 소자.
  12. 하기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00273

    상기 화학식 1에서,
    A 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 나프탈렌 또는 치환 또는 비치환된 페난트렌이며;
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알킬이고;
    R 및 R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; 단, R 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이고;
    L1은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
    Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
    n은 1 내지 8의 정수이고, n이 복수인 경우 각각의 n은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-11 중 어느 하나로 표시되는 유기 전계 발광 화합물:
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure pat00274

    [화학식 1-3] [화학식 1-4]
    Figure pat00275

    [화학식 1-5] [화학식 1-6]
    Figure pat00276

    [화학식 1-7] [화학식 1-8]
    Figure pat00277

    [화학식 1-9] [화학식 1-10]
    Figure pat00278

    [화학식 1-11]
    Figure pat00279

    상기 화학식 1-1 내지 1-11에서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알킬이고;
    R1 내지 R16는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나, 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; 단, R1 내지 R16 중 적어도 하나는 -L1-NAr3Ar4이고;
    L1은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
    Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다.
  14. 제12항에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar3는 하기 식 중 어느 하나로 표시되는, 유기 전계 발광 화합물.
    Figure pat00280

    상기 식에서,
    X는 O, S, NR73 또는 CR74R75이고;
    R' 및 R73 내지 R75은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디-(C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나, 인접한 치환체와 연결되어 치환 또는 비치환된 (3-30원)의 단일환 또는 다환의 고리를 형성할 수 있으며;
    각 화학식에서 R' 중 어느 하나가 화학식 1의 L1에 연결되고;
    a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이며, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이고, e는 1 내지 10의 정수이고, a 내지 e가 각각 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R’은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  15. 제12항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것인, 유기 전계 발광 화합물.
    Figure pat00281

    Figure pat00282

    Figure pat00283

    Figure pat00284

    Figure pat00285

    Figure pat00286

    Figure pat00287

    Figure pat00288

    Figure pat00289

    Figure pat00290

    Figure pat00291

    Figure pat00292

    Figure pat00293

    Figure pat00294

    Figure pat00295

    Figure pat00296

    Figure pat00297

    Figure pat00298

    Figure pat00299

    Figure pat00300

    Figure pat00301

    Figure pat00302

    상기 화합물들에서, Dn은 n개의 수소가 중수소로 대체된 것을 의미하고, n은 1 이상의 정수로, 1 내지 화합물 내의 최대 수소 개수만큼의 정수이다.
  16. 제12항에 따른 유기 전계 발광 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
  17. 하기 화학식 3으로 표시되는 유기 전계 발광 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00303

    상기 화학식 3에서,
    Ra 내지 Rj 중 적어도 하나는 하기 화학식 3-1이고;
    [화학식 3-1]
    Figure pat00304

    상기 화학식 3 및 화학식 3-1에서,
    Ra 내지 Rm은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
    Figure pat00305
    는 화학식 3과 화학식 3-1의 결합을 나타내고;
    L6 내지 L8은 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이고;
    Ar8은 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이며;
    k 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고, m은 1 내지 3의 정수이며;
    k 내지 m이 2 이상의 정수인 경우, 각각의 Rk 내지 Rm은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  18. 제17항에 있어서, 상기 화학식 3-1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1a 내지 3-1f 중 어느 하나로 표시되는 유기 전계 발광 화합물:
    [화학식 3-1a] [화학식 3-1b]
    Figure pat00306

    [화학식 3-1c] [화학식 3-1d]
    Figure pat00307

    [화학식 3-1e] [화학식 3-1f]
    Figure pat00308

    상기 화학식 3-1a 내지 3-1f 에 있어서,
    Figure pat00309
    는 화학식 3과 연결되는 연결기를 나타내고;
    L6 내지 L8, Ar8, Rk 내지 Rm은 제17항에서의 정의와 동일하며;
    k 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고, m은 1 내지 3의 정수이며;
    k 내지 m이 2 이상의 정수인 경우, 각각의 Rk 내지 Rm은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  19. 제17항에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것인, 유기 전계 발광 화합물.
    Figure pat00310

    Figure pat00311

    Figure pat00312

    Figure pat00313

    Figure pat00314

    Figure pat00315

    Figure pat00316

    Figure pat00317

    Figure pat00318

    Figure pat00319

    Figure pat00320

    Figure pat00321

    Figure pat00322

    Figure pat00323

    Figure pat00324

    상기 화합물들에서, Dn은 n개의 수소가 중수소로 대체된 것을 의미하고, n은 1 이상의 정수로, 1 내지 화합물 내의 최대 수소 개수만큼의 정수이다.
  20. 제17항에 따른 유기 전계 발광 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
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Comment text: Patent Application

Patent event date: 20240705

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