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KR102221978B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR102221978B1
KR102221978B1 KR1020190068962A KR20190068962A KR102221978B1 KR 102221978 B1 KR102221978 B1 KR 102221978B1 KR 1020190068962 A KR1020190068962 A KR 1020190068962A KR 20190068962 A KR20190068962 A KR 20190068962A KR 102221978 B1 KR102221978 B1 KR 102221978B1
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김동헌
서상덕
이형진
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 명세서는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원은 2018년 6월 11일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0066876호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어지며, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 난다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2007-0091540호
본 명세서는 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 발광층에 함께 포함함으로써, 구동 전압이 낮거나, 발광 효율이 높거나, 수명 특성이 좋은 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 명세서는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112019059670113-pat00001
[화학식 2]
Figure 112019059670113-pat00002
상기 화학식 1 및 2에 있어서,
L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
Ar3는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
R1 내지 R3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 알킬기; 알케닐기; 알카이닐기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아미노기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
a1 및 a2는 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수이고, a3는 0 내지 7의 정수이며, a1이 2 이상인 경우 R1은 서로 동일하거나 상이하고, a2가 2 이상인 경우 R2는 서로 동일하거나 상이하고, a3가 2 이상인 경우 R3는 서로 동일하거나 상이하며,
[화학식 3]
Figure 112019059670113-pat00003
상기 화학식 3에 있어서,
X는 B, P=O 또는 P=S이고,
A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 고리이며,
T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며, R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 알킬기; 시클로알킬기; 알킬기 또는 실릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며, R46 내지 R48은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소, 알킬기; 시클로알킬기; 또는 아릴기이며,
Y1은 O 또는 NR11이고, Y2는 O 또는 NR12이고,
R11 및 R12는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 시클로알킬기; 또는 알킬기, 아릴알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
c1 내지 c3는 각각 독립적으로 0 이상의 정수이고, c1이 2 이상인 경우 T1은 서로 동일하거나 상이하며, c2가 2 이상인 경우 T2는 서로 동일하거나 상이하며, c3가 2 이상인 경우 T3는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서에 기재된 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물은 발광층의 호스트로 사용되고, 화학식 3으로 표시되는 화합물은 발광층의 도판트로 사용된다.
몇몇 실시상태에 있어서, 본 발명의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 효율이 향상될 수 있다.
몇몇 실시상태에 있어서, 본 발명의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 구동전압이 낮아질 수 있다.
몇몇 실시상태에 있어서, 본 발명의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 수명 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 정공 조절층(7), 발광층(8), 전자 수송층(9), 전자 주입층(10) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(8), 전자 주입 및 수송층(11) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서,
Figure 112019059670113-pat00004
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미한다. 상기 치환기가 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않는다. 상기 치환기가 2 이상인 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 히드록시기; 알킬기; 알케닐기; 알카이닐기; 할로겐기; 실릴기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 및 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되거나, 상기 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 기로 치환되거나, 치환기를 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서의 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiRxRyRz의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Rx, Ry 및 Rz는 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 Rx, Ry 및 Rz는 각각 독립적으로 수소; 알킬기; 또는 아릴기이다. 일 실시상태에 있어서, 상기 Rx, Ry 및 Rz는 각각 독립적으로 수소; C1-C6의 알킬기; 또는 C6-C18의 아릴기이다. 일 실시상태에 있어서, 상기 Rx, Ry 및 Rz는 각각 독립적으로 수소; C1-C4의 알킬기; 또는 C6-C12의 아릴기이다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄의 포화 탄화수소를 의미한다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 상기 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸부틸, 1-에틸부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 직쇄 또는 분지쇄의 고리형 포화 탄화수소를 의미한다 본 명세서에 있어서, 시클로알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 3 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 24이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 14이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 8이다. 상기 시클로알킬기의 구체적인 예로는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알케닐기는 탄소-탄소 이중결합을 가지는 탄화수소기를 나타내며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 2 내지 30인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 상기 알케닐기의 구체적인 예로는 에테닐, 비닐, 프로페닐, 알릴, 이소프로페닐, 부테닐, 이소부테닐, n-펜테닐 및 n-헥세닐이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알카이닐기는 탄소-탄소 삼중결합을 가지는 탄화수소기를 나타내며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 2 내지 30인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알카이닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알카이닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 상기 알카이닐기의 구체적인 예로는 에타이닐, 2-프로파이닐, 2-부타이닐, 2-펜타이닐 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 산소원자에 알킬기가 결합된 기를 의미하며, 탄소수는 특별히 한정되지는 않으나 1 내지 20인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알콕시기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알콕시기의 탄소수는 1 내지 6이다. 상기 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기는 산소원자에 아릴기가 결합된 기를 의미한다. 상기 아릴옥시기 중의 아릴기에는 하기의 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 전체적으로 또는 부분적으로 불포화된 치환 또는 비치환된 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭을 의미한다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 40이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 25이다. 상기 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 크라이세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로플루오레닐기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 치환된 플루오레닐기는 예를 들어 하기 구조들 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
Figure 112019059670113-pat00005
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 30이다. 다른 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 20이다. 헤테로아릴기의 예로는 티오페닐기, 퓨라닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피리디닐기, 바이피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 아크리디닐기, 카르볼리닐기, 아세나프토퀴녹살리닐기, 인데노퀴나졸리닐기, 인데노이소퀴놀리닐기, 인데노퀴놀리닐기, 피리도인돌릴기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 피라지노피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthrolinyl), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페녹사지닐기, 페노티아지닐기, 디벤조셀레노페닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알킬아릴기는 알킬기가 치환된 아릴기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 아릴알킬기는 아릴기가 치환된 알킬기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho) 위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리, 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리; 또는 이들의 축합고리를 형성하는 것을 의미한다. 상기 탄화수소고리는 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미하며, 상기 탄화수소고리는 지방족 탄화수소고리이거나 방향족 탄화수소고리일 수 있다. 상기 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 고리를 의미하며, 상기 헤테로고리는 지방족 헤테로고리이거나 방향족 헤테로고리일 수 있다. 본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
상기 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다. 지방족 탄화수소고리의 예로는 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로부텐, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 시클로헥산, 시클로헥센, 1,4-시클로헥사디엔, 시클로헵탄, 시클로헵텐, 시클로옥탄, 시클로옥텐 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 방향족 탄화수소고리란 탄소와 수소 원자로만 이루어진 방향족의 고리를 의미한다. 방향족 탄화수소고리의 예로는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 페릴렌, 플루오란텐, 트리페닐렌, 페날렌, 파이렌, 테트라센, 크라이센, 펜타센, 플루오렌, 인덴, 아세나프틸렌, 벤조플루오렌, 스피로플루오렌 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 지방족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족 고리를 의미한다. 지방족 헤테로고리의 예로는, 옥시레인(oxirane), 테트라하이드로퓨란, 1,4-디옥세인(1,4-dioxane), 피롤리딘, 피페리딘, 모르폴린(morpholine), 옥세판, 아조케인, 티오케인 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 방향족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족 고리를 의미한다. 방향족 헤테로고리의 예로는, 피리딘, 피롤, 피리미딘, 피리다진, 퓨란, 티오펜, 이미다졸, 파라졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 티아졸, 이소티아졸, 트리아졸, 옥사디아졸, 티아디아졸, 디티아졸, 테트라졸, 피란, 티오피란, 디아진, 옥사진, 티아진, 다이옥신, 트리아진, 테트라진, 이소퀴놀린, 퀴놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 디아자나프탈렌, 드리아자인덴, 인돌, 인돌리진, 벤조티아졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이미다졸, 벤조티오펜, 벤조퓨란, 디벤조티오펜, 디벤조퓨란, 디벤조셀레노펜, 카바졸, 벤조카바졸, 디벤조카바졸, 페나진, 이미다조피리딘, 페녹사진, 페난트리딘, 인돌로카바졸, 인데노카바졸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하 본 발명의 여러 실시상태에 대하여 보다 자세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 X를 중심으로 A1 내지 A3의 고리를 포함하고, A1 내지 A3 중 2 이상의 고리가 인접한 기와 고리를 형성하여, 전자가 부족한 X에 전자를 전달하여, 안정화된 형태를 갖는다. 또한, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 발광 스펙트럼이 좁은 반치폭을 가지며, 이를 발광층에 포함하는 유기 발광 소자는 발광 효율이 높고 소자의 색재현율이 우수한 특징이 있다.
화학식 1 및 화학식 2의 화합물을 호스트로써 함께 사용하면 각각의 화합물을 단일 물질로 사용할 때보다 발광층의 에너지 레벨의 조절이 용이하고, 화합물 간의 극성 차이로 인해 발광층 내 전자와 정공의 이동이 용이하게 되므로, 단일 물질을 호스트 물질로 사용하는 경우에 비하여 소자의 저전압 구동 및 수명의 향상의 효과가 있다.
본 발명의 유기 발광 소자의 발광층에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물은 호스트 물질로 작용하며, 화학식 3의 화합물은 도판트 물질로 작용한다. 상기 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물의 발광 파장은 화학식 3의 화합물의 흡수 파장과 겹치므로, 화합물 간 에너지 전이가 원활하게 일어날 수 있어, 상기 화학식 1 내지 3의 화합물으로 구성된 발광층을 포함하는 소자는 고효율의 발광이 가능하다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 C6~C20의 아릴렌기이다.
상기 L1 내지 L4가 탄소수 20을 초과하는 아릴렌기인 경우, 화합물의 분자량의 증가로 인하여 증착 소자의 형성이 어려울 수 있으므로, L1 내지 L4의 아릴렌기의 탄소수는 20 이하인 것이 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 C6~C16의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 C6~C12의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 또는 나프탈렌기이다.
본 명세서에 있어서, 나프탈렌기는 2가의 나프틸기를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C6~C24의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C6~C22의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C6~C18의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6~C26의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2~C20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6~C22의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2~C16의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6~C18의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2~C12의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 C6~C18의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 C6~12의 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 C6~C18의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C6~C18의 아릴기; 또는 C6~12의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C2~C12의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기; 치환 또는 비치환된 파이레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트레닐기; 트리페닐레닐기; 플루오란테닐기; 파이레닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3는 페닐기, 나프틸기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 플루오란테닐기 또는 파이레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 바이페닐기; 터페닐기; 페난트레닐기; 트리페닐레닐기; 플루오란테닐기; 파이레닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 또는 페닐기로 치환된 카바졸릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 수소 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 수소 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 a1은 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 a2는 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 a3는 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1환 내지 5환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1환 내지 4환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1환 내지 3환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C2~C6의 단환의 고리 또는 C6~C26의 다환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C2~C6의 단환의 고리 또는 C6~C22의 다환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C2~C6의 단환의 고리 또는 C6~C18의 다환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C4~C6의 단환의 고리 또는 C9~C12의 다환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 벤젠, 나프탈렌, 트리페닐렌, 9,9'-스피로바이플루오렌, 디벤조퓨란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜, 카바졸, 인돌로카바졸, 나프토벤조퓨란,
Figure 112019059670113-pat00006
,
Figure 112019059670113-pat00007
,
Figure 112019059670113-pat00008
,
Figure 112019059670113-pat00009
,
Figure 112019059670113-pat00010
또는
Figure 112019059670113-pat00011
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 벤젠, 나프탈렌, 디벤조퓨란, 디벤조티오펜 또는 카바졸이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 벤젠, 나프탈렌 또는 디벤조퓨란이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; C1~C15의 알킬기; C3~C12의 시클로알킬기; C1~C15의 알콕시기; C6~C25의 아릴옥시기; C6~C25의 아릴기; C2~C24의 헤테로아릴기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C5~C20의 고리를 형성한다.
본 명세서에 있어서, 상기 T1 내지 T3가 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다는 의미는, T1, T2 또는 T3가 코어(
Figure 112019059670113-pat00012
)에 결합하는 위치에서 형성한 라디칼(radical)과 T1, T2 또는 T3와 인접한 기가 형성한 라디칼이 유기기로 연결되어 고리를 형성하는 것을 의미한다. 여기서, 유기기란 예를 들어, 직접결합; -N(R100)-; -C(R101)(R102)-; -Si(R103)(R104)- 등일 수 있으며, R100 내지 R104는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 알킬기; 또는 아릴기이거나, 인접한 기와 결합하여 고리를 형성한다.
본 명세서에 있어서, T1 내지 T3와 인접하는 기를 T2와 인접하는 기로 예로 들어 설명하자면, (1) 하기 ex.1에서 α 탄소에 결합된 T2와 ε 탄소에 결합된 T1은 서로 인접한 기이고, (2) 하기 ex.2에서 α 탄소에 결합된 T2'와 β 탄소에 결합된 T2"는 서로 인접한 기이고, (3) 하기 ex.3에서 α 탄소에 결합된 T2와 γ 질소에 결합된 R12는 서로 인접한 기이다.
Figure 112019059670113-pat00013
본 명세서에 있어서, 어떤 치환기가 인접한 기와 서로 결합하여 고리를 형성하는 것은 예를 들면 다음과 같이 ex.1에서 T1 및 T2가 결합하여 고리를 형성하는 방식으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, T1 및 T2가 결합된 사이트에 각각 형성된 라디칼(*)이 다른 유기기(예-2가의 플루오렌)의 라디칼과 결합하여 고리를 형성하는 방식으로 고리가 형성될 수 있다.
Figure 112019059670113-pat00014
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; C1~C10의 알킬기; C3~C10의 시클로알킬기; C1~C10의 알콕시기; C6~C22의 아릴옥시기; C6~C22의 아릴기; C2~C20의 헤테로아릴기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C5~C18의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; C1~C6의 알킬기; C3~C8의 시클로알킬기; C1~C6의 알콕시기; C6~C18의 아릴옥시기; C6~C18의 아릴기; C2~C18의 헤테로아릴기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C5~C14의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; C1~C20의 알킬기; C3~C12의 시클로알킬기; C1~C10의 알킬기 또는 트리(C1~C10의 알킬)실릴기로 치환 또는 비치환된 C6~C25의 아릴기; 또는 C2~C24의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; C1~C10의 알킬기; C3~C10의 시클로알킬기; C1~C6의 알킬기 또는 트리(C1~C6의 알킬)실릴기로 치환 또는 비치환된 C6~C20의 아릴기; 또는 C2~C18의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; C1~C6의 알킬기; C3~C8의 시클로알킬기; C1~C6의 알킬기 또는 트리(C1~C6의 알킬)실릴기로 치환 또는 비치환된 C6~C15의 아릴기; 또는 C2~C12의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기 또는 실릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; 알킬아민기; 아릴아민기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 중수소, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 -NR43R44로 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; 알킬아민기; 아릴아민기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 중수소, C1~C10의 알킬기, C3~C10의 시클로알킬기, C6~C24의 아릴기, C2~C20의 헤테로아릴기 또는 -NR43R44로 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; 알킬아민기; 아릴아민기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 중수소, C1~C6의 알킬기, C3~C8의 시클로알킬기, C6~C18의 아릴기, C2~C16의 헤테로아릴기 또는 -NR43R44로 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R43 및 R44는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; C1~C15의 알킬기; C1~C10의 시클로알킬기; C6~C22의 아릴기; 또는 C2~C20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R43 및 R44는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; C1~C10의 알킬기; C1~C8의 시클로알킬기; C6~C20의 아릴기; 또는 C2~C18의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 1환 내지 7환의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 1환 내지 6환의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; -SiR46R47R48; 또는 -NR41R42이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 1환 내지 5환의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R46 내지 R48은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C1~C15의 알킬기; C3~C12의 시클로알킬기; 또는 C6~C25의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R46 내지 R48은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C1~C10의 알킬기; C3~C10의 시클로알킬기; 또는 C6~C20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R46 내지 R48은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 C6~C12의 아릴기이다.
상기 화학식 3의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 및 R12는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C1~C10의 알킬기; C3~C10의 시클로알킬기; 또는 C1~C10의 알킬기, C7~C18의 아릴알킬기 또는 C6~C18의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C6~C20의 아릴기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
상기 화학식 3의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 및 R12는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C1~C6의 알킬기; C3~C8의 시클로알킬기; 또는 C1~C6의 알킬기, C7~C14의 아릴알킬기 또는 C6~C13의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C6~C13의 아릴기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 2-1]
Figure 112019059670113-pat00015
[화학식 2-2]
Figure 112019059670113-pat00016
[화학식 2-3]
Figure 112019059670113-pat00017
[화학식 2-4]
Figure 112019059670113-pat00018
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4에 있어서, L3 내지 L4, Ar3, R2, R3 및 a2 내지 a3의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-6 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3-1]
Figure 112019059670113-pat00019
[화학식 3-2]
Figure 112019059670113-pat00020
[화학식 3-3]
Figure 112019059670113-pat00021
[화학식 3-4]
Figure 112019059670113-pat00022
[화학식 3-5]
Figure 112019059670113-pat00023
[화학식 3-6]
Figure 112019059670113-pat00024
상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-6에 있어서,
X 및 A1 내지 A3의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 동일하고,
A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 고리이며,
Y1은 O 또는 NR11이고, Y2는 O 또는 NR12이고,
Y3는 O, CR21R22, SiR27R28 또는 NR13이며, Y4는 직접결합, O, CR23R24 또는 NR14이며, Y5는 직접결합, O, CR25R26 또는 NR15이며,
R11 내지 R15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 시클로알킬기; 또는 알킬기, 아릴알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
R21 및 R22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
R23 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
R25 및 R26은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
R27 및 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이며,
T1 내지 T5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 -NR41R42이며, R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 알킬기; 알킬기 또는 실릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
c1 내지 c5는 각각 독립적으로 0 이상의 정수이고, c1이 2 이상인 경우 T1은 서로 동일하거나 상이하며, c2가 2 이상인 경우 T2는 서로 동일하거나 상이하며, c3가 2 이상인 경우 T3는 서로 동일하거나 상이하며, c4가 2 이상인 경우 T4는 서로 동일하거나 상이하며, c5가 2 이상인 경우 T5는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1환 내지 5환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1환 내지 4환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1환 내지 3환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C2~C6의 단환의 고리 또는 C6~C26의 다환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C2~C6의 단환의 고리 또는 C6~C22의 다환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C2~C6의 단환의 고리 또는 C6~C18의 다환의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 사이클로헥산, 벤젠, 나프탈렌, 트리페닐렌, 9,9'-스피로바이플루오렌, 디벤조퓨란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜, 카바졸, 인돌로카바졸, 나프토벤조퓨란,
Figure 112019059670113-pat00025
,
Figure 112019059670113-pat00026
,
Figure 112019059670113-pat00027
,
Figure 112019059670113-pat00028
,
Figure 112019059670113-pat00029
또는
Figure 112019059670113-pat00030
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A4 및 A5는 각각 벤젠이다.
상기 화학식 3-1 내지 3-6의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C1~C10의 알킬기; C3~10의 시클로알킬기; 또는 C1~C10의 알킬기, C7~C18의 아릴알킬기 또는 C6~C18의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C6~C20의 아릴기이다.
상기 화학식 3-1 내지 3-6의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C1~C6의 알킬기; C3~C8의 시클로알킬기; 또는 C1~C6의 알킬기, C7~C14의 아릴알킬기 또는 C6~C13의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C6~C13의 아릴기이다.
상기 화학식 3-1 내지 3-6의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 메틸기로 치환된 페닐기; t-부틸기로 치환된 페닐기; 페닐기 또는 1-메틸-1-페닐-에탄-1-일기 및 페닐기로 치환된 페닐기; 또는 t-부틸기 및 t-부틸페닐기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 4-1 내지 화학식 4-9 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 4-1]
Figure 112019059670113-pat00031
[화학식 4-2]
Figure 112019059670113-pat00032
[화학식 4-3]
Figure 112019059670113-pat00033
[화학식 4-4]
Figure 112019059670113-pat00034
[화학식 4-5]
Figure 112019059670113-pat00035
[화학식 4-6]
Figure 112019059670113-pat00036
[화학식 4-7]
Figure 112019059670113-pat00037
[화학식 4-8]
Figure 112019059670113-pat00038
[화학식 4-9]
Figure 112019059670113-pat00039
상기 화학식 4-1 내지 화학식 4-9에 있어서,
X 및 A1 내지 A3의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 동일하고,
A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 고리이며,
R11 내지 R13은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 시클로알킬기; 또는 알킬기, 아릴알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
R21 및 R22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
R23 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
R25 및 R26은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
R27 및 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이며,
T1 내지 T5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 -NR41R42이며, R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 알킬기; 시클로알킬기; 알킬기 또는 실릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
c1 내지 c5는 각각 독립적으로 0 이상의 정수이고, c1이 2 이상인 경우 T1은 서로 동일하거나 상이하며, c2가 2 이상인 경우 T2는 서로 동일하거나 상이하며, c3가 2 이상인 경우 T3는 서로 동일하거나 상이하며, c4가 2 이상인 경우 T4는 서로 동일하거나 상이하며, c5가 2 이상인 경우 T5는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21 및 R22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C10의 알킬기; 또는 C6~C18의 아릴기이거나, 서로 결합하여 C5~C17의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R23 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C10의 알킬기 또는 C6~C18의 아릴기이거나, 서로 결합하여 C5~C17의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R25 및 R26는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C10의 알킬기 또는 C6~C18의 아릴기이거나, 서로 결합하여 C5~C17의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21 및 R22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 플루오렌 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R23 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 플루오렌 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R25 및 R26은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 플루오렌 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R27 및 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C10의 알킬기; 또는 C6~C18의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R27 및 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C6의 알킬기; 또는 C6~C12의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R27 및 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c1은 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c2는 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c3는 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c4는 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c5는 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c1 내지 c5의 합은 1 이상이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나이다.
Figure 112019059670113-pat00040
Figure 112019059670113-pat00041
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나이다.
Figure 112019059670113-pat00042
Figure 112019059670113-pat00043
Figure 112019059670113-pat00044
Figure 112019059670113-pat00045
Figure 112019059670113-pat00046
Figure 112019059670113-pat00047
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나이다.
Figure 112019059670113-pat00048
Figure 112019059670113-pat00049
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 일반식 1과 같이 제조될 수 있다.
[일반식 1]
Figure 112019059670113-pat00050
상기 일반식 1에 있어서, L1, L2, Ar1, Ar2, R1 및 a1의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 일반식 2과 같이 제조될 수 있다.
[일반식 2]
Figure 112019059670113-pat00051
상기 일반식 2에 있어서, L3, L4, Ar3, R2, R3, Ar3, a2 및 a3의 정의는 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3의 화합물은 하기 일반식 3과 같이 제조될 수 있다.
[일반식 3]
Figure 112019059670113-pat00052
상기 일반식 3에 있어서, A1 내지 A3, T1 내지 T3, Y1, Y2 및 c1 내지 c3의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3의 화합물은 하기 일반식 4와 같이 제조될 수 있다.
[일반식 4]
Figure 112019059670113-pat00053
상기 일반식 4에 있어서, A1 내지 A3, T1 내지 T3, Y1, Y2 및 c1 내지 c3의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 동일하고, X1은 할로겐기이다.
상기 일반식 1 내지 일반식 4는 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물을 형성하는 방법의 하나의 예시로서, 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물의 합성 방법은 상기 일반식 1 내지 4에 한정되지 않으며, 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의할 수 있다.
본 명세서는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 유기물층이 어떤 화합물을 포함한다고 할 때, 이는 1 종 이상의 화합물이 포함되는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 1층 또는 2층 이상의 발광층을 포함한다. 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 발광층은 청색 발광층이다. 상기 유기 발광 소자가 2층 이상의 발광층을 포함하는 경우, 각각의 발광층은 서로 동일하거나 다른 물질으로 형성될 수 있으며, 서로 동일하거나 다른 색을 띨 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물만을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자의 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물 1종 이상, 화학식 2로 표시되는 화합물 1종 이상 및 화학식 3으로 표시되는 화합물 1종 이상을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 5 중량부 : 95 중량부 내지 95 중량부 : 5 중량부로 상기 발광층에 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량부의 합 100 중량부 기준으로 1 중량부 내지 50 중량부로 상기 발광층에 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량부의 합 100 중량부 기준으로 1 중량부 내지 15 중량부로 상기 발광층에 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층에 화학식 1로 표시되는 화합물이 1종 이상 포함된다고 할 때, 화학식 1로 표시되는 화합물의 중량부는 상기 1종 이상의 화합물의 중량부의 합을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층에 화학식 2로 표시되는 화합물이 1종 이상 포함된다고 할 때, 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량부는 상기 1종 이상의 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량부의 합을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층에 화학식 3으로 표시되는 화합물이 1종 이상 포함된다고 할 때, 화학식 3으로 표시되는 화합물의 중량부는 상기 1종 이상의 화학식 3으로 표시되는 화합물의 중량부의 합을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자에 포함되는 상기 발광층은 1층이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 발광층은 단층으로 구성된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 제2 전극과 상기 발광층 사이에 1층 이상의 유기물층을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 수송과 주입을 동시에 하는 층, 정공 조절층, 발광층, 전자 조절층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 수송 및 주입을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 발광층에 호스트로서 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 발광층에 도판트로서 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 노말 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 3에 예시되어 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광소자는 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(1), 양극(2), 발광층(8) 및 음극(4)으로 이루어질 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 발광층(8)에 포함된다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 정공 조절층(7), 발광층(8), 전자 수송층(9), 전자 주입층(10) 및 음극(4)으로 이루어질 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 발광층(8)에 포함된다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 도 3에 도시된 바와 같이 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(8), 전자 주입 및 수송층(11) 및 음극(4)으로 이루어질 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 발광층(8)에 포함된다.
그러나, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 3에 한정되지 않고, 하기의 구조 중 어느 하나일 수 있다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(5) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(7) 양극/정공수송층/정공조절층/발광층/전자수송층/음극
(8) 양극/정공수송층/정공조절층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공수송층/정공조절층/발광층/전자수송층/음극
(10) 양극/정공수송층/발광층/전자조절층/전자수송층/음극
(11) 양극/정공수송층/발광층/전자조절층/전자수송층/전자주입층/음극
(12) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자조절층/전자수송층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자조절층/전자수송층/전자주입층/음극
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 서로 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 물리적 증착 방법(PVD, physical Vapor Deposition)을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 수취받은 정공을 발광층 또는 발광층쪽으로 구비된 인접한 층에 주입하는 층이다. 상기 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 엑시톤의 전자 주입층 또는 전자 주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)는 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 상기 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층이다. 상기 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 상기 정공 수송 물질의 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 조절층은 발광층으로주터 전자가 양극으로 유입되는 것을 방지하고 발광층으로 유입되는 정공의 흐름을 조절하여 소자 전체의 성능을 조절하는 층이다. 상기 정공 조절 물질로는 발광층으로부터 양극으로의 전자의 유입을 방지하고, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 주입되는 정공의 흐름을 조절하는 능력을 갖는 화합물이 바람직하다. 일 실시상태에 있어서, 정공 조절층으로는 아릴아민 계열의 유기물이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자에 더 포함될 수 있는 발광층의 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 기타 발광 물질의 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조퀴놀린-금속 화합물; 벤즈옥사졸, 벤조티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 유기 발광 소자에 더 포함될 수 있는 발광층은 호스트 재료 및 도판트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 파이렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 발광층의 도판트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스티릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 상기 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 파이렌, 안트라센, 크라이센, 페리플란텐 등을 사용할 수 있다. 상기 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환된 화합물을 사용할 수 있다. 상기 스티릴아민 화합물의 예로는 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 조절층은 발광층으로부터 정공이 음극으로 유입되는 것을 차단하고 발광층으로 유입되는 전자를 조절하여 소자 전체의 성능을 조절하는 층이다. 전자 조절 물질로는 발광층으로부터 음극으로의 정공의 유입을 방지하고, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 주입되는 전자를 조절하는 능력을 갖는 화합물이 바람직하다. 전자 조절 물질로는 소자 내 사용되는 유기물층의 구성에 따라 적절한 물질을 사용할 수 있다. 상기 전자 조절층은 발광층과 음극 사이에 위치하며, 바람직하게는 발광층에 직접 접하여 구비된다.
상기 전자 수송층은 전자 주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층이다. 상기 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 상기 전자 수송 물질의 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 음극 물질과 함께 사용할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 물질로는 낮은 일함수를 가지는 물질; 및 알루미늄층 또는 실버층을 사용할 수 있다. 상기 낮은 일함수를 가지는 물질의 예로는 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨 등이 있으며, 상기 물질로 층을 형성한 후 알루미늄층 또는 실버층을 상기 층 위에 형성할 수 있다.
상기 전자 주입층은 전극으로부터 수취받은 전자를 발광층에 주입하는 층이다. 상기 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자 주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 엑시톤의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-히드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
<화합물 H1-1의 합성>
Figure 112019059670113-pat00054
9-브로모안트라센(100 g, 388.9 mmol)과 페닐보론산(51.2 g, 427.8mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 디옥산 1500 mL에 녹였다. 인산칼륨(206.4 g, 972.3 mmol)을 순수 300 mL에 녹여 첨가하고 비스(트리t-부틸포스핀)팔라듐(0)(398 mg, 0.778 mmol)을 첨가하였다. 2시간동안 환류하고 냉각 후 여과하였다. 여과된 고체를 톨루엔으로 재결정하여 9-페닐안트라센을 얻었다(86.7 g, 340.9 mmol).
9-페닐안트라센(80 g, 314.6 mmol)을 건조된 디메틸포름아미드(DMF; 1000 mL)에 녹이고 0 ℃로 냉각하였다. N-브로모숙신이미드(NBS; 58.8 g, 330.3 mmol)를 천천히 투입하고 2시간 교반하였다. 반응 용액을 과량의 물(2.5 L)에 투입하고 석출된 고체를 여과하였다. 여과한 고체를 톨루엔으로 재결정하여 9-브로모-10-페닐안트라센을 얻었다(96.2 g, 288.7 mmol).
9-브로모-10-페닐안트라센(20 g, 60 mmol)과 (4'-(t-부틸)-[1,1'-비페닐]-4-일)보론산(16.8 g, 66 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 디옥산 400 mL에 녹였다. 인산칼륨(31.8 g, 150 mmol)을 순수 100 mL에 녹여 첨가하고 비스(트리t-부틸포스핀)팔라듐(0)(61 mg, 0.12 mmol)을 첨가하였다. 2시간동안 환류하고 냉각 후 여과하였다. 여과된 고체를 톨루엔으로 재결정하여 화합물 H1-1을 얻었다(19.3 g, 41.7 mmol).
<화합물 H1-2 내지 H1-5 및 H2-1 내지 H2-12의 합성>
상기 화합물 H1-1의 합성 방법에서 페닐보론산과 (4'-(t-부틸)-[1,1'-비페닐]-4-일)보론산 대신 하기 표 1의 화합물을 사용하여 화합물 H1-1의 합성 방법과 동일한 방법으로 화합물 H1-2 내지 H1-5 및 H2-1 내지 H2-12를 합성하였다.
화합물 H1-1 페닐보론산 (4'-(t-부틸)-[1,1'-비페닐]-4-일)보론산
화합물 H1-2 페닐보론산 (4'-(트리메틸실릴)-[1,1'-비페닐]-4-일)보론산
화합물 H1-3 페닐보론산 (8-페닐나프탈렌-2-일)보론산
화합물 H1-4 나프탈렌-1-일보론산 [1,1'-비나프탈렌]-4-일보론산
화합물 H1-5 나프탈렌-1-일보론산 [1,2'-비나프탈렌]-4-일보론산
화합물 H2-1 (4-페닐디벤조퓨란-1-일)보론산 (1-페닐나프탈렌-2-일)보론산
화합물 H2-2 (3-페닐디벤조퓨란-1-일)보론산 (4-(나프탈렌-1-일)페닐)보론산
화합물 H2-3 디벤조퓨란-2-일보론산 [1,1':4',1''-터페닐]-4-일보론산
화합물 H2-4 (1-페닐디벤조퓨란-4-일)보론산 (1-페닐나프탈렌-2-일)보론산
화합물 H2-5 (7-페닐디벤조퓨란-4-일)보론산 (6-페닐나프탈렌-2-일)보론산
화합물 H2-6 디벤조퓨란-4-일보론산 (2-(페난트렌-9-일)페닐)보론산
화합물 H2-7 디벤조퓨란-4-일보론산 (2-(트리페닐렌-2-일)페닐)보론산
화합물 H2-8 (4-(디벤조퓨란-4-일)나프탈렌-1-일)보론산 (2-(플루오란텐-3-일)페닐)보론산
화합물 H2-9 (4-(디벤조퓨란-2-일)페닐)보론산 (2-(파이렌-1-일)페닐)보론산
화합물 H2-10 (4-(디벤조퓨란-2-일)페닐)보론산 (2-(디벤조퓨란-4-일)페닐)보론산
화합물 H2-11 (4-(디벤조퓨란-2-일)페닐)보론산 (2-(디벤조티오펜-2-일)페닐)보론산
화합물 H2-12 (4-(디벤조퓨란-2-일)페닐)보론산 (2-(9-페닐-9H-카바졸-2-일)페닐)보론산
Figure 112019059670113-pat00055
Figure 112019059670113-pat00056
<화합물 BD-2의 합성>
Figure 112019059670113-pat00057
질소 분위기하에서 무수 톨루엔 500 mL에 2-클로로-5-메틸-N1,N1,N3,N3-테트라-p-톨릴벤젠-1,3-디아민(30 g, 58 mmol)을 녹이고 0 ℃로 냉각하였다. t-부틸리튬(1.7M 펜탄 용액; 232.1 mmol) 137 mL를 천천히 적가하고 60 ℃에서 3시간 동안 교반하였다. 다시 0 ℃로 냉각한 후 삼브롬화보론(29.1 g, 116 mmol)을 천천히 적가하고 70 ℃에서 10시간 교반하였다. 반응 종료 후 반응액을 실온까지 냉각시키고, 염산암모늄 포화용액을 가하여 분액한 후 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조하였다. 얻어진 용액을 감압농축하고 톨루엔과 헥산으로 재결정하여 화합물 BD-2를 얻었다(5.7 g, 11.6 mmol).
<화합물 BD-4, BD-11 내지 BD-14, BD-17, BD-18, BD-24, BD-26 및 BD-28 내지 BD-30의 합성>
상기 화합물 BD-2의 합성에서 2-클로로-5-메틸-N1,N1,N3,N3-테트라-p-톨릴벤젠-1,3-디아민 대신 하기 표 2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 화합물 BD-2의 합성 방법과 동일한 방법으로 화합물 BD-4, BD-11 내지 BD-14, BD-17, BD-18, BD-24, BD-26 및 BD-28 내지 BD-30을 합성하였다.
화합물 BD-2 2-클로로-5-메틸-N1,N1,N3,N3-테트라-p-톨릴벤젠-1,3-디아민
화합물 BD-4 N1,N1,N3,N3-테트라키스(4-(t-부틸)페닐)-2-클로로-N5-페닐-N5-(4-(트리메틸실릴)페닐)벤젠-1,3,5-트리아민
화합물 BD-11 32-클로로-15,35,55-트리메틸-2,4,6,6-테트라페닐-2,4-디아자-6-실라-1,3,5(1,3)-트리벤제나시클로헥사판
화합물 BD-12 N1,N1,N3,N3-테트라키스(4-(t-부틸)페닐)-5-(9H-카바졸-9-일)-2-클로로벤젠-1,3-디아민
화합물 BD-13 N2,N2,N4,N4-테트라키스(4-(t-부틸)페닐)-3-클로로디벤조퓨란-2,4-디아민
화합물 BD-14 N,N-bis(4-(t-부틸)페닐)-4-클로로-3,5-비스(4a,9a-디메틸-1,2,3,4,4a,9a-헥사히드로-9H-카바졸-9-일)아닐린
화합물 BD-17 4,6-비스(4-(t-부틸)페녹시)-5-클로로-N1,N1,N3,N3-테트라페닐벤젠-1,3-디아민
화합물 BD-18 9-(2'-클로로스피로[플루오렌-9,6'-2,4-디옥사-1,3,5(1,3)-트리벤제나시클로헥사판]-5'-일)-9H-카바졸
화합물 BD-24 9,9',9''-(2-클로로벤젠-1,3,5-트리일)트리스(9H-카바졸)
화합물 BD-26 N1,N1,N3-트리s(4-(t-부틸)페닐)-2-클로로-5-메틸-N3-(5-(2-페닐프로판-2-일)-[1,1'-bi페닐]-2-일)벤젠-1,3-디아민
화합물 BD-28 15-(t-부틸)-12-클로로-2,4,6-트리페닐-2,4,6-트리아자-1,3,5(1,3)-트리벤제나시클로헥사판
화합물 BD-29 N1,N3,N3-트리스(4-(t-부틸)페닐)-2-클로로-N1-(나프탈렌-1-일)나프탈렌-1,3-디아민
화합물 BD-30
Figure 112019059670113-pat00058
Figure 112019059670113-pat00059
화합물 H1-1 내지 H1-5, H2-1 내지 H2-12, BD-2, BD-4, BD-11 내지 BD-14, BD-17, BD-18, BD-24, BD-26 및 BD-28 내지 BD-30의 질량스펙트럼 분석결과는 하기 표 3과 같다.
화합물 분자량 m/z [M+H]+
H1-1 462.23 463.15
H1-2 478.21 479.11
H1-3 456.19 457.01
H1-4 556.22 556.99
H1-5 556.22 557.29
H2-1 622.23 623.35
H2-2 622.23 623.05
H2-3 572.21 573.10
H2-4 622.23 623.01
H2-5 622.23 623.22
H2-6 596.21 597.01
H2-7 646.23 647.11
H2-8 746.26 747.41
H2-9 696.25 697.27
H2-10 662.22 663.17
H2-11 678.20 679.30
H2-12 737.27 738.51
BD-2 490.26 491.11
BD-4 883.54 884.70
BD-11 642.27 643.49
BD-12 809.49 810.46
BD-13 734.44 735.40
BD-14 763.50 764.68
BD-17 716.36 717.15
BD-18 597.19 598.09
BD-24 581.21 582.12
BD-26 796.49 797.65
BD-28 565.27 566.38
BD-29 688.40 689.43
BD-30 847.32 848.33
<실시예 1>
ITO(indium tin oxide)가 150 nm의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤 및 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(HAT-CN)을 50 nm의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(40 nm)을 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공 수송층 위에 화합물 H1-1, 화합물 H2-1 및 화합물 BD-2를 50:50:4의 중량비로 30 nm의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 하기 Alq3(알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린))를 20 nm의 두께로 진공 증착하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 1.2 nm 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 200 nm 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.04 nm/s 내지 0.07 nm/s를 유지하였고, 리튬플루오라이드의 증착 속도는 0.03 nm/s, 알루미늄의 증착 속도는 0.2 nm/s을 유지하였으며, 증착시 진공도는 2×10-7 torr 내지 5×10-6 torr를 유지하였다.
Figure 112019059670113-pat00060
<실시예 2 내지 28 및 비교예 1 내지 3>
상기 실시예 1에서 화합물 H1-1, 화합물 H2-1 및 화합물 BD-2 대신 하기 표 4의 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2 내지 28 및 비교예 1 내지 3의 소자를 제작하였다.
Figure 112019059670113-pat00061
<비교예 4>
상기 실시예 1에서 H1-1, 화합물 H2-1 및 화합물 BD-2를 50:50:4의 중량비로 사용한 대신, 화합물 H1-1 및 화합물 BD-2를 100:4 중량비로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 4의 소자를 제작하였다.
<비교예 5>
상기 실시예 1에서 H1-1, 화합물 H2-1 및 화합물 BD-2를 50:50:4의 중량비로 사용한 대신, 화합물 H2-1 및 화합물 BD-2를 100:4 중량비로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 5의 소자를 제작하였다.
<비교예 6>
상기 실시예 1에서 화합물 BD-2를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 6의 소자를 제작하였다.
제1 호스트
(발광층)		 제2 호스트
(발광층)		 도판트
(발광층)
실시예 1 H1-1 H2-1 BD-2
실시예 2 H1-1 H2-1 BD-4
실시예 3 H1-1 H2-1 BD-11
실시예 4 H1-1 H2-1 BD-12
실시예 5 H1-1 H2-1 BD-13
실시예 6 H1-1 H2-1 BD-14
실시예 7 H1-1 H2-1 BD-17
실시예 8 H1-1 H2-1 BD-18
실시예 9 H1-1 H2-1 BD-24
실시예 10 H1-1 H2-1 BD-26
실시예 11 H1-1 H2-1 BD-28
실시예 12 H1-1 H2-1 BD-29
실시예 13 H1-1 H2-1 BD-30
실시예 14 H1-2 H2-1 BD-2
실시예 15 H1-3 H2-1 BD-2
실시예 16 H1-4 H2-1 BD-2
실시예 17 H1-5 H2-1 BD-2
실시예 18 H1-1 H2-2 BD-2
실시예 19 H1-1 H2-3 BD-2
실시예 20 H1-1 H2-4 BD-2
실시예 21 H1-1 H2-5 BD-2
실시예 22 H1-1 H2-6 BD-2
실시예 23 H1-1 H2-7 BD-2
실시예 24 H1-1 H2-8 BD-2
실시예 25 H1-1 H2-9 BD-2
실시예 26 H1-1 H2-10 BD-2
실시예 27 H1-1 H2-11 BD-2
실시예 28 H1-1 H2-12 BD-2
비교예 1 H1-1 H2-1 W1
비교예 2 H1-1 H2-1 W2
비교예 3 H1-1 H2-1 W3
비교예 4 H1-1 - BD-2
비교예 5 - H2-1 BD-2
비교예 6 H1-1 H2-1 -
20 mA/cm2의 전류 밀도에서 상기 실시예 및 비교예의 유기 발광 소자의 구동 전압, 발광 효율, 색좌표(CIE_y) 및 수명(T97)을 측정하고, 결과를 표 5에 나타내었다. 하기 표 5에서 수명(T97)은 휘도가 초기 휘도 대비 97%가 되는 시간을 20 mA/cm2의 전류 밀도에서 측정한 값이다.
소자예 구동전압 (V) 발광효율 (Cd/A) 색좌표 CIE_y T97 (h)
실시예 1 5.26 6.77 0.046 130
실시예 2 5.36 6.78 0.044 125
실시예 3 5.30 6.94 0.044 118
실시예 4 5.20 6.54 0.049 132
실시예 5 5.30 6.57 0.048 142
실시예 6 5.30 6.78 0.043 112
실시예 7 5.26 6.62 0.051 123
실시예 8 5.22 6.57 0.053 139
실시예 9 5.20 6.75 0.052 131
실시예 10 5.25 6.70 0.046 120
실시예 11 5.35 6.71 0.045 146
실시예 12 5.20 6.85 0.048 136
실시예 13 5.30 6.71 0.052 136
실시예 14 5.25 6.62 0.046 131
실시예 15 5.32 6.71 0.047 150
실시예 16 5.14 6.71 0.047 138
실시예 17 5.10 6.79 0.047 121
실시예 18 5.22 6.78 0.045 117
실시예 19 5.12 6.60 0.046 110
실시예 20 5.15 6.82 0.046 147
실시예 21 5.17 6.72 0.045 125
실시예 22 5.16 6.72 0.045 118
실시예 23 5.34 6.76 0.048 129
실시예 24 5.26 6.66 0.048 120
실시예 25 5.25 6.78 0.047 154
실시예 26 5.44 6.81 0.046 140
실시예 27 5.08 6.60 0.046 151
실시예 28 5.42 6.51 0.047 127
비교예 1 5.27 4.89 0.058 98
비교예 2 5.31 5.02 0.062 81
비교예 3 5.19 4.18 0.053 62
비교예 4 5.52 6.23 0.046 69
비교예 5 5.18 6.35 0.046 52
비교예 6 5.01 0.86 0.021 2
상기 표 5에서와 같이, 화학식 1로 표시되는 화합물과 화학식 2로 표시되는 화합물을 발광층 호스트로 공증착하고 화학식 3으로 표시되는 화합물을 도펀트로 사용한 실시예 1 내지 28의 소자는 비교예 1 내지 6의 소자에 비하여 구동 전압이 낮고, 특히 고효율 및 장수명의 특징을 나타내었다.
1: 기판
2: 양극
4: 음극
5: 정공 주입층
6: 정공 수송층
7: 정공 조절층
8: 발광층
9: 전자 수송층
10: 전자 주입층
11: 전자 주입 및 수송층

Claims (10)

  1. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 및 하기 화학식 3-2, 3-5 및 3-6 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure 112021001560199-pat00062

    [화학식 2]
    Figure 112021001560199-pat00063

    상기 화학식 1 및 2에 있어서,
    L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 터페닐기이며,
    Ar3는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기; 치환 또는 비치환된 파이레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기이며,
    R1 내지 R3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 알카이닐기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아미노기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
    a1 및 a2는 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수이고, a3는 0 내지 7의 정수이며, a1이 2 이상인 경우 R1은 서로 동일하거나 상이하고, a2가 2 이상인 경우 R2는 서로 동일하거나 상이하고, a3가 2 이상인 경우 R3는 서로 동일하거나 상이하며,
    [화학식 3-2]
    Figure 112021001560199-pat00099

    [화학식 3-5]
    Figure 112021001560199-pat00100

    [화학식 3-6]
    Figure 112021001560199-pat00101

    상기 화학식 3-2, 3-5 및 3-6에 있어서,
    X는 B, P=O 또는 P=S이고,
    A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 고리이며,
    A4 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 고리이며,
    Y1은 O 또는 NR11이고, Y2는 O 또는 NR12이고,
    Y3는 O, CR21R22, SiR27R28 또는 NR13이며, Y4는 직접결합, O, CR23R24 또는 NR14이며, Y5는 직접결합, O, CR25R26 또는 NR15이며,
    R11 내지 R15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 시클로알킬기; 또는 알킬기, 아릴알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    R21 및 R22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
    R23 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
    R25 및 R26은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
    R27 및 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이며,
    T1 내지 T5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 -NR41R42이며, R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 알킬기; 알킬기 또는 실릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
    c1 내지 c5는 각각 독립적으로 0 이상의 정수이고, c1이 2 이상인 경우 T1은 서로 동일하거나 상이하며, c2가 2 이상인 경우 T2는 서로 동일하거나 상이하며, c3가 2 이상인 경우 T3는 서로 동일하거나 상이하며, c4가 2 이상인 경우 T4는 서로 동일하거나 상이하며, c5가 2 이상인 경우 T5는 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 바이페닐렌기인 것인 유기 발광 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 바이페닐기; 또는 터페닐기인 것인 유기 발광 소자.
  4. 청구항 1에 있어서, Ar3는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 트리페닐레닐기; 플루오란테닐기; 파이레닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸릴기인 것인 유기 발광 소자.
  5. 청구항 1에 있어서, A1 내지 A3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 벤젠, 나프탈렌, 트리페닐렌, 9,9’-스피로바이플루오렌, 디벤조퓨란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜, 카바졸, 인돌로카바졸, 나프토벤조퓨란,
    Figure 112019059670113-pat00065
    ,
    Figure 112019059670113-pat00066
    ,
    Figure 112019059670113-pat00067
    ,
    Figure 112019059670113-pat00068
    ,
    Figure 112019059670113-pat00069
    또는
    Figure 112019059670113-pat00070
    인 것인 유기 발광 소자.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 3-2, 3-5 및 3-6은 하기 화학식 4-3, 4-4, 4-8 및 4-9 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 4-3]
    Figure 112021001560199-pat00079

    [화학식 4-4]
    Figure 112021001560199-pat00080

    [화학식 4-8]
    Figure 112021001560199-pat00084

    [화학식 4-9]
    Figure 112021001560199-pat00085

    상기 화학식 4-3, 4-4, 4-8 및 4-9에 있어서,
    X 및 A1 내지 A3의 정의는 화학식 3-2, 3-5 및 3-6에서 정의한 바와 동일하고,
    R11 내지 R13은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 시클로알킬기; 또는 알킬기, 아릴알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    R21 및 R22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이거나, 서로 결합하여 고리를 형성하며,
    R27 및 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이며,
    T1 내지 T3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 -NR41R42이며, R41 및 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 알킬기; 시클로알킬기; 실릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 헤테로아릴기이며,
    c1 내지 c3는 각각 독립적으로 0 이상의 정수이고, c1이 2 이상인 경우 T1은 서로 동일하거나 상이하며, c2가 2 이상인 경우 T2는 서로 동일하거나 상이하며, c3가 2 이상인 경우 T3는 서로 동일하거나 상이하다.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure 112021001560199-pat00102
    .
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure 112021001560199-pat00103
    Figure 112021001560199-pat00104

    Figure 112021001560199-pat00105

    Figure 112021001560199-pat00106
    Figure 112021001560199-pat00107

    Figure 112021001560199-pat00108

    Figure 112021001560199-pat00109
    Figure 112021001560199-pat00110
    Figure 112021001560199-pat00111

    Figure 112021001560199-pat00112

    Figure 112021001560199-pat00113
    Figure 112021001560199-pat00114

    Figure 112021001560199-pat00115

    Figure 112021001560199-pat00116

    Figure 112021001560199-pat00117

    Figure 112021001560199-pat00118

    Figure 112021001560199-pat00119

    Figure 112021001560199-pat00120
    .
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 3-2, 3-5 및 3-6으로 표시되는 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택된 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure 112021001560199-pat00121
    Figure 112021001560199-pat00122
    Figure 112021001560199-pat00123
    Figure 112021001560199-pat00124
    .
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