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KR102418662B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR102418662B1
KR102418662B1 KR1020200004835A KR20200004835A KR102418662B1 KR 102418662 B1 KR102418662 B1 KR 102418662B1 KR 1020200004835 A KR1020200004835 A KR 1020200004835A KR 20200004835 A KR20200004835 A KR 20200004835A KR 102418662 B1 KR102418662 B1 KR 102418662B1
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unsubstituted
carbon atoms
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이성재
홍성길
차용범
조우진
윤주용
문현진
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 화학식 1의 화합물을 포함하는 제1 유기물층 및 화학식 2의 화합물을 포함하는 제2 유기물층을 포함하는 것인 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 발광 소자 {ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 2019년 1월 14일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2019-0004682호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
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 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
한국 등록특허문헌 제 10-0867526호
본 명세서는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 제1 유기물층 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 제2 유기물층을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112020004175520-pat00001
[화학식 2]
Figure 112020004175520-pat00002
상기 화학식 1 및 2에 있어서,
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
R1은 수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
R2 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합, 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
p1, q1, r1, s1, p2, q2, 및 r2는 각각 0 내지 2의 정수이고,
p1, q1, r1, s1, p2, q2, 및 r2이 2일 때, 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
a 및 e 내지 h는 0 내지 4의 정수이고,
b는 0 내지 3의 정수이고,
c 및 d는 0 내지 2의 정수이고,
d+f≤5이고,
c+g≤5이고,
a 내지 f가 2 이상일 때, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광 소자는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 정공수송층으로 사용되고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 전자억제층으로 사용됨으로써, 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위를 조절하여 각 유기물 층과의 에너지 장벽을 조절할 수 있다. 이를 통해 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광 소자는 저전압, 고효율, 장수명의 효과를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 제1 유기물층 및 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 제2 유기물층을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 아릴기로 치환된 아릴기, 헤테로아릴기로 치환된 아릴기, 아릴기로 치환된 헤테로고리기, 알킬기로 치환된 아릴기 등일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 탄소수 3 내지 20인 것이 더 바람직하다. 구체적으로 시클로프로필기; 시클로부틸기; 시클로펜틸기; 3-메틸시클로펜틸기; 2,3-디메틸시클로펜틸기; 시클로헥실기; 3-메틸시클로헥실기; 4-메틸시클로헥실기; 2,3-디메틸시클로헥실기; 3,4,5-트리메틸시클로헥실기; 4-tert-부틸시클로헥실기; 시클로헵틸기; 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 트리페닐기, 파이레닐기, 페날레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112020004175520-pat00003
,
Figure 112020004175520-pat00004
,
Figure 112020004175520-pat00005
,
Figure 112020004175520-pat00006
,
Figure 112020004175520-pat00007
및
Figure 112020004175520-pat00008
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가인 점을 제외하고, 아릴기의 정의와 같다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가인 점을 제외하고, 헤테로아릴기의 정의와 같다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리는 1가가 아닌 점을 제외하고, 아릴기 또는 시클로알킬기의 정의와 같다.
본 명세서에 있어서, 상기 R2 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R2 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 탄소수 6 내지 30의 아릴알킬기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R2 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R2 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 터페닐기; 쿼터페닐기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 스피로비플루오렌기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R2 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 화학식 중 선택되는 어느 하나이다.
Figure 112020004175520-pat00009
상기 점선은 코어와 결합을 의미한다.
상기 Rx는 서로 같거나 상이하고, 각각 중수소, 니트릴기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R2는 수소이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다. 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 비페닐기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 페닐기, 비페닐기, 또는 나프틸기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소 또는 페닐기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R1은 수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R1은 수소; 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R1은 수소; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R1은 수소; 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 15의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R1는 수소이다.
본 명세서에 있어서, 상기 R1이 수소인 경우, 중수소나 치환된 아릴기 등 다른 치환기로 치환된 경우에 비해, 저전압, 고효율, 장수명의 효과를 가진다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 또는 파이렌기이고,
상기 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 또는 파이렌기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 아민기, 실릴기, 포스핀옥사이드기, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기이고, 상기 페닐기, 나프틸기, 또는 비페닐기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 아민기, 실릴기, 포스핀옥사이드기, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기이고, 상기 페닐기, 나프틸기, 또는 비페닐기는 중수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기이고, 상기 페닐기, 나프틸기, 또는 비페닐기는 중수소, 할로겐기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 안트라센기, 터부틸기, 또는 카바졸기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 15의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 스피로비플루오렌기, 또는 파이렌기이고,
상기 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 스피로비플루오렌기, 또는 파이렌기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 아민기, 실릴기, 포스핀옥사이드기, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 또는 스피로비플루오렌기이고,
상기 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 또는 스피로비플루오렌기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 아민기, 실릴기, 포스핀옥사이드기, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 또는 스피로비플루오렌기이고,
상기 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 또는 스피로비플루오렌기는 중수소, 할로겐기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 안트라센기, 터부틸기, 또는 카바졸기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 카바졸기, 디벤조퓨란기, 또는 디벤조티오펜기이고, 상기 카바졸기, 디벤조퓨란기, 또는 디벤조티오펜기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 페닐기, 비페닐기, 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 트리페닐렌기, 디메틸플루오렌기, 디페닐플루오렌기, 페난트렌기, 스피로비플루오렌기, 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기, 디벤조퓨란기, 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 15의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar4는 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 스피로비플루오렌기, 또는 파이렌기이고,
상기 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 스피로비플루오렌기, 또는 파이렌기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 아민기, 실릴기, 포스핀옥사이드기, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar4는 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 파이렌기, 카바졸기, 디벤조퓨란기, 또는 디벤조티오펜기이고,
상기 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기, 파이렌기, 카바졸기, 디벤조퓨란기, 또는 디벤조티오펜기는 중수소, 니트릴기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 메틸기, 에틸기, 또는 터부틸기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar4는 카바졸기, 디벤조퓨란기, 또는 디벤조티오펜기이고, 상기 카바졸기, 디벤조퓨란기, 또는 디벤조티오펜기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 페닐기, 비페닐기, 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ar4는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 디메틸플루오렌기, 디페닐플루오렌기, 파이렌기, 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기, 페닐기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 15의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 N, O 및 S 중 어느 하나 이상을 포함하는 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기, 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기, 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 알킬기 또는 아릴기로 치환된 2가의 플루오렌기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 2가의 카바졸기, 2가의 디벤조퓨란기, 또는 2가의 디벤조티오펜기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 하기 치환기 중 선택되는 어느 하나이다.
Figure 112020004175520-pat00010
상기 R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 중수소, 니트릴기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합, 페닐렌기, 비페닐릴렌기, 나프틸렌기, 또는 2가의 카바졸기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 L5 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 페닐렌기, 나프틸렌기, 2가의 비페닐기, 또는 2가의 카바졸기이고,
상기 페닐렌기, 나프틸렌기, 2가의 비페닐기, 또는 2가의 카바졸기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 페닐기, 비페닐기, 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서에 있어서, 상기 L5 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 나프틸렌기, 2가의 카바졸기, 또는 2가의 비페닐기이다.
본 명세서에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기의 구체예에서 선택될 수 있다.
Figure 112020004175520-pat00011
Figure 112020004175520-pat00012
Figure 112020004175520-pat00013
Figure 112020004175520-pat00014
Figure 112020004175520-pat00015
Figure 112020004175520-pat00016
Figure 112020004175520-pat00017
Figure 112020004175520-pat00018
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 구조식 중 어느 하나이다.
Figure 112020004175520-pat00019
Figure 112020004175520-pat00020
Figure 112020004175520-pat00021
Figure 112020004175520-pat00022
Figure 112020004175520-pat00023
Figure 112020004175520-pat00024
Figure 112020004175520-pat00025
Figure 112020004175520-pat00026
Figure 112020004175520-pat00027
Figure 112020004175520-pat00028
Figure 112020004175520-pat00029
Figure 112020004175520-pat00030
Figure 112020004175520-pat00031
Figure 112020004175520-pat00032
Figure 112020004175520-pat00033
Figure 112020004175520-pat00034
Figure 112020004175520-pat00035
Figure 112020004175520-pat00036
Figure 112020004175520-pat00037
본 발명의 명세서에 있어서, 상기 제1 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공주입 및 수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 상기 제1 유기물층은 정공수송층을 포함하고, 상기 정공수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 발명의 유기 발광 소자에 있어서, 상기 제2 유기물층은 전자억제층을 포함하고, 상기 전자억제층은 화학식 2의 화합물을 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 상기 유기물층은 1층 이상의 발광층을 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함한다.
예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 정공수송층(3), 전자억제층(4), 발광층(5), 및 제2 전극(6)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 정공주입층(7), 정공수송층(3), 전자억제층(4), 발광층(5), 정공억제층(8), 전자주입 및 수송 층(9) 및 제2 전극(6)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
본 발명의 명세서에 있어서, 유기 발광 소자는 제2 전극/발광층/전자억제층/정공수송층/제1 전극을 순차적으로 적층한 구조를 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 유기 발광 소자는 제2 전극/전자수송층/발광층/전자억제층/정공수송층/제1 전극을 순차적으로 적층한 구조를 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 유기 발광 소자는 제2 전극/전자수송층/발광층/전자억제층/정공수송층/정공주입층/제1 전극을 순차적으로 적층한 구조를 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 유기 발광 소자는 제2 전극/ 발광층/전자억제층/정공수송층/정공주입층/제1 전극을 순차적으로 적층한 구조를 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 유기 발광 소자는 제2 전극/전자주입층/전자수송층/발광층/전자억제층/정공수송층/제1 전극을 순차적으로 적층한 구조를 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 유기 발광 소자는 제2 전극/전자주입층/전자수송층/발광층/전자억제층/정공수송층/정공주입층/제1 전극을 순차적으로 적층한 구조를 포함한다.
본 발명의 명세서에 있어서, 유기 발광 소자는 제2 전극/전자주입층/전자수송층/정공억제층/발광층/전자억제층/정공수송층/정공주입층/제1 전극을 순차적으로 적층한 구조를 포함한다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 정공수송층이 상기 화학식 1의 화합물, 전자억제층이 상기 화학식 2의 화합물을 이용하여 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 포함하는 유기물층, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 제1 유기물층 및 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 제2 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다.
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-메틸화합물의), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)화합물의](PEDT), 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 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리화합물의 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 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. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 헤테로고리 화합물, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 헤테로고리 화합물, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 헤테로고리 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송 물질로는 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 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-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[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.
상기 정공저지층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 화학식 1의 화합물을 이용하여 정공수송층 및 화학식 2의 화합물을 이용하여 전자억제층을 포함하는 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
합성예 1. 화합물 1-1의 합성
Figure 112020004175520-pat00038
3-(4-브로모페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (20.0 g, 50.21 mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1',4',1"-터페닐]-4-아민 (20.36 g, 51.22 mmol) 그리고 소듐 터-부톡사이드 (6.76 g, 70.29 mmol)에 톨루엔(200 ml)을 가한 후, 10분 동안 가열 교반하였다. 상기 혼합물에 톨루엔(10 ml)에 용해시킨 비스(트리-터-부틸포스핀)팔라듐 (BTP, 0.08 g, 0.15 mmol)을 가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 톨루엔과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-1 (29.5 g, 82.18 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 715)
합성예 2. 화합물 1-2의 합성
Figure 112020004175520-pat00039
3-(4-브로모페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (20.0 g, 50.21 mmol)과 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (18.52 g, 51.22 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 1-2 (27.5 g, 80.68 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 679)
합성예 3. 화합물 1-3의 합성
Figure 112020004175520-pat00040
3-(4'-브로모-[1,1'-비페닐]-4-일)-9-페닐-9H-카바졸 (20.0 g, 42.16 mmol)과 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1',4',1"-터페닐]-4-아민 (17.09 g, 43.00 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 1-3 (27.8 g, 83.36 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 791)
합성예 4. 화합물 1-4의 합성
Figure 112020004175520-pat00041
3-(4'-브로모-[1,1'-비페닐]-4-일)-9-페닐-9H-카바졸 (20.0 g, 42.16 mmol)과 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (15.54 g, 43.00 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 1-4 (26.2 g, 82.31 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 755)
합성예 5. 화합물 1-5의 합성
Figure 112020004175520-pat00042
3-(4-브로모페닐)-9-(나프탈렌-2-일)-9H-카바졸 (20.0 g, 44.61 mmol)과 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1',4',1"-터페닐]-4-아민 (18.09 g, 45.50 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 1-5 (28.4 g, 83.22 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 765)
합성예 6. 화합물 2-1의 합성
Figure 112020004175520-pat00043
9-브로모페난트렌 (15.0 g, 58.34 mmol), N-(4-(페난트렌-9-일)페닐)-[1.1'-비페닐]-4-아민 (25.08 g, 59.50 mmol) 그리고 소듐 터-부톡사이드 (7.85 g, 81.68 mmol)에 톨루엔(200 ml)을 가한 후, 10분 동안 가열 교반하였다. 상기 혼합물에 톨루엔(10 ml)에 용해시킨 비스(트리-터-부틸포스핀)팔라듐 (BTP, 0.09 g, 0.18 mmol)을 가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 톨루엔과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 2-1 (25.5 g, 73.12 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 598)
합성예 7. 화합물 2-2의 합성
단계 1) 화합물 2-2-A의 합성
Figure 112020004175520-pat00044
비스(4-브로모페닐)아닐린 (50.0 g, 152.90 mmol)과 페난트렌-9-일보론 산 (72.30 g, 321.08 mmol)을 1,4-다이옥산(600 ml)에 용해 후, 포타슘 카보네이트 (105.66 g, 764.50 mmol:물 300 ml) 용액을 가한 후, 10분 동안 가열 교반하였다. 상기 용액에 1,4-다이옥산(10 ml)에 용해시킨 비스(트리-터-부틸포스핀)팔라듐 (BTP, 0.23 g, 0.46 mmol)을 가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 클로로포름과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 2-2-A (65.0 g, 81.49 % 수율)를 수득하였다.
단계 2) 화합물 2-2의 합성
Figure 112020004175520-pat00045
브로모벤젠 (10.00 g, 63.69 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (33.89 g, 64.96 mmol) 그리고 소듐 터-부톡사이드 (8.57 g, 89.17 mmol)에 톨루엔(250 ml)을 가한 후, 10분 동안 가열 교반하였다. 상기 혼합물에 톨루엔(10 ml)에 용해시킨 비스(트리-터-부틸포스핀)팔라듐 (BTP, 0.11 g, 0.21 mmol)을 가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 톨루엔과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 2-2 (30.5 g, 80.11 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 598)
합성예 8. 화합물 2-3의 합성
Figure 112020004175520-pat00046
4-브로모-1,1'-비페닐 (15.0 g, 64.35 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (34.24 g, 65.63 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-3 (35.8 g, 82.56 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 674)
합성예 9. 화합물 2-4의 합성
Figure 112020004175520-pat00047
2-브로모-1,1'-비페닐 (15.0 g, 64.35 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (34.24 g, 65.63 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-4 (33.5 g, 77.25 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 674)
합성예 10. 화합물 2-5의 합성
Figure 112020004175520-pat00048
2-브로모-1,1':2',1''-터페닐 (15.0 g, 48.51 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (25.81 g, 49.48 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-5 (28.8 g, 79.16 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 750)
합성예 11. 화합물 2-6의 합성
Figure 112020004175520-pat00049
5'-브로모-1,1':3',1''-터페닐 (15.0 g, 48.51 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (25.81 g, 49.48 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-6 (29.30 g, 80.54 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 750)
합성예 12. 화합물 2-7의 합성
Figure 112020004175520-pat00050
2-브로모-9,9-디메틸-9H-플루오렌 (15.0 g, 54.91 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (29.22 g, 56.01 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-7 (30.30 g, 77.29 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 714)
합성예 13. 화합물 2-8의 합성
Figure 112020004175520-pat00051
1-브로모벤젠-2,3,4,5,6-d5 (10.0 g, 61.71 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (32.84 g, 62.95 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-8 (30.0 g, 80.65 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 603)
합성예 14. 화합물 2-9의 합성
Figure 112020004175520-pat00052
4-브로모-1,1'-비페닐-2,2',3,3',4',5,5',6'-d9 (10.0 g, 41.30 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (21.97 g, 42.12 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-9 (23.0 g, 81.55 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 683)
합성예 15. 화합물 2-10의 합성
Figure 112020004175520-pat00053
9-(3-클로로페닐)페난트렌 (15.0 g, 51.94 mmol)과 N-(4-(페난트렌-9-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민 (22.33 g, 52.98 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 6과 동일한 방법으로 상기 화합물 2-10 (28.0 g, 80.00 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 674)
합성예 16. 화합물 2-11의 합성
단계 1) 화합물 2-11-A의 합성
Figure 112020004175520-pat00054
비스(3-브로모페닐)아닐린 (50.0 g, 152.90 mmol)과 페난트렌-9-일보론 산 (72.30 g, 321.08 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 2-11-A (58.0 g, 72.72 % 수율)를 수득하였다.
단계 2) 화합물 2-11의 합성
Figure 112020004175520-pat00055
4-브로모-1,1'-비페닐 (15.00 g, 64.35 mmol)과 상기 합성예 16의 단계 1에서 수득한 화합물 2-11-A (34.24 g, 65.63 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-11 (32.8 g, 75.64 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 674)
합성예 17. 화합물 2-12의 합성
단계 1) 화합물 2-12-A의 합성
Figure 112020004175520-pat00056
2-브로모-4'-클로로-1,1'-비페닐 (50.0 g, 186.88 mmol)과 페난트렌-9-일보론 산 (43.57 g, 196.23 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 2-12-A (50.0 g, 73.33 % 수율)를 수득하였다.
단계 2) 화합물 2-12의 합성
Figure 112020004175520-pat00057
아닐린 (5.00 g, 53.69 mmol)과 상기 합성예 17의 단계 1에서 수득한 화합물 2-12-A (40.16 g, 110.06 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-12 (32.0 g, 79.47 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 750)
합성예 18. 화합물 2-13의 합성
단계 1) 화합물 2-13-A의 합성
Figure 112020004175520-pat00058
9-브로모페난트렌 (30.0 g, 116.67 mmol)과 (4'-클로로-[1,1'-비페닐]-4-일)보론 산 (28.48 g, 122.51 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 2-13-A (30.0 g, 70.47 % 수율)를 수득하였다.
단계 2) 화합물 2-13의 합성
Figure 112020004175520-pat00059
9-(4'-클로로-[1,1'-비페닐]-4-일)페난트렌 (15.00 g, 41.11 mmol)과 상기 합성예 18의 단계 1에서 수득한 화합물 2-13-A (14.49 g, 41.93 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-13 (22.2 g, 80.14 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 674)
합성예 19. 화합물 2-14의 합성
Figure 112020004175520-pat00060
4'-브로모-1,1':2',1''-터페닐 (15.0 g, 48.51 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (25.81 g, 49.48 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-14 (29.5 g, 81.09 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 750)
합성예 20. 화합물 2-15의 합성
Figure 112020004175520-pat00061
2'-브로모-1,1':4',1''-터페닐 (15.0 g, 48.51 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (25.81 g, 49.48 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-15 (28.5 g, 78.33 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 750)
합성예 21. 화합물 2-16의 합성
Figure 112020004175520-pat00062
4'-브로모-1,1':3',1''-터페닐 (15.0 g, 48.51 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (25.81 g, 49.48 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-16 (29.3 g, 80.54 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 750)
합성예 22. 화합물 2-17의 합성
Figure 112020004175520-pat00063
1-브로모-4-페닐나프탈렌 (15.0 g, 52.97 mmol)과 상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 2-2-A (28.19 g, 54.03 mmol)를 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-17 (30.0 g, 78.23 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 724)
합성예 23. 화합물 2-18의 합성
Figure 112020004175520-pat00064
9-(6-브로모-[1,1'-비페닐]-3-일)페난트렌 (15.0 g, 36.65 mmol)과 N-(4-(페난트렌-9-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민 (15.76 g, 37.38 mmol)을 출발물질로 사용한 것을 제외하고, 상기 합성예 7의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2-18 (22.0 g, 80.04 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 750)
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
< 실험예 및 비교예 >
실험예 1
ITO(Indium Tin Oxide)가 1,400Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(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, 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 하기 화학식 HAT로 표시되는 화합물을 100Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 정공수송층으로 상기 합성예 1에서 제조된 화합물 1-1을 1150 Å 두께로 진공 증착한 후, 전자억제층으로 상기 합성예 6에서 제조된 화합물 2-1을 150 Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 이어서, 발광층으로 하기 화학식 BH로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 BD로 표시되는 화합물을 25:1의 중량비로 200Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서, 정공억제층으로 하기 화학식 HB1으로 표시되는 화합물을 50Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서, 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층으로 하기 화학식 ET1로 표시되는 화합물과 하기 LiQ로 표시되는 화합물을 1:1의 중량비로 310Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 상기 전자 수송 및 전자 주입층 위에 순차적으로 12Å의 두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure 112020004175520-pat00065
실험예 2 내지 51 및 비교예 1 내지 9
상기 실험예 1에서 정공수송층으로 화합물 1-1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하고, 전자억제층으로 화합물 2-1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 실험예 2 내지 51 및 비교예 1 내지 9의 유기 발광 소자를 제작하였다. 실험예 및 비교예에서 제조한 유기 발광 소자에 10 mA/cm2의 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 한편, T95는 휘도가 초기 휘도(6000 nit)에서 95%로 감소되는 데 소요되는 시간을 의미한다.
하기 표 1에서 정공수송층으로 사용된 화합물 HT1 및 HT2는 각각 하기 화학식 HT1 및 HT2로 표시되고, 전자억제층에 사용된 화합물 EB1 및 EB2는 각각 하기 화학식 EB1 및 EB2로 표시되는 것이다.
Figure 112020004175520-pat00066
정공수송층 전자억제층 전압 (V @ 10mA/cm2) 효율(cd/A @ 10mA/cm2) 색좌표
(x, y)		 수명
(T95, hr)
실험예 1 화합물 1-1 화합물 2-1 3.69 6.25 0.142, 0.044 250
실험예 2 화합물 1-1 화합물 2-2 3.62 6.42 0.142, 0.044 270
실험예 3 화합물 1-1 화합물 2-3 3.58 6.49 0.141, 0.043 280
실험예 4 화합물 1-1 화합물 2-4 3.58 6.43 0.141, 0.043 265
실험예 5 화합물 1-1 화합물 2-5 3.62 6.49 0.141, 0.044 280
실험예 6 화합물 1-1 화합물 2-6 3.67 6.33 0.141, 0.043 250
실험예 7 화합물 1-1 화합물 2-7 3.55 6.31 0.142, 0.043 260
실험예 8 화합물 1-1 화합물 2-8 3.62 6.41 0.142, 0.044 275
실험예 9 화합물 1-1 화합물 2-9 3.60 6.46 0.141, 0.043 280
실험예 10 화합물 1-1 화합물 2-10 3.62 6.45 0.142, 0.044 265
실험예 11 화합물 1-1 화합물 2-11 3.63 6.43 0.142, 0.043 260
실험예 12 화합물 1-1 화합물 2-12 3.62 6.47 0.141, 0.044 260
실험예 13 화합물 1-1 화합물 2-13 3.63 6.44 0.141, 0.044 270
실험예 14 화합물 1-1 화합물 2-14 3.69 6.40 0.141, 0.044 260
실험예 15 화합물 1-1 화합물 2-15 3.64 6.38 0.142, 0.044 265
실험예 16 화합물 1-1 화합물 2-17 3.62 6.41 0.141, 0.044 270
실험예 17 화합물 1-2 화합물 2-1 3.69 6.26 0.142, 0.044 255
실험예 18 화합물 1-2 화합물 2-2 3.61 6.31 0.141, 0.044 265
실험예 19 화합물 1-2 화합물 2-3 3.58 6.38 0.142, 0.044 275
실험예 20 화합물 1-2 화합물 2-4 3.57 6.33 0.142, 0.043 260
실험예 21 화합물 1-2 화합물 2-5 3.60 6.38 0.142, 0.044 275
실험예 22 화합물 1-2 화합물 2-6 3.65 6.30 0.142, 0.044 265
실험예 23 화합물 1-2 화합물 2-7 3.56 6.23 0.142, 0.044 260
실험예 24 화합물 1-2 화합물 2-8 3.61 6.30 0.141, 0.044 270
실험예 25 화합물 1-2 화합물 2-9 3.58 6.36 0.142, 0.044 275
실험예 26 화합물 1-2 화합물 2-10 3.60 6.36 0.141, 0.044 260
실험예 27 화합물 1-2 화합물 2-11 3.63 6.35 0.142, 0.044 255
실험예 28 화합물 1-2 화합물 2-12 3.60 6.35 0.141, 0.044 265
실험예 29 화합물 1-2 화합물 2-13 3.63 6.32 0.142, 0.043 265
실험예 30 화합물 1-2 화합물 2-14 3.60 6.41 0.142, 0.043 270
실험예 31 화합물 1-2 화합물 2-15 3.64 6.38 0.141, 0.044 265
실험예 32 화합물 1-2 화합물 2-16 3.63 6.35 0.142, 0.044 260
실험예 33 화합물 1-2 화합물 2-18 3.64 6.39 0.142, 0.043 265
실험예 34 화합물 1-3 화합물 2-2 3.66 6.28 0.142, 0.044 260
실험예 35 화합물 1-3 화합물 2-3 3.63 6.33 0.142, 0.044 265
실험예 36 화합물 1-3 화합물 2-4 3.62 6.30 0.141, 0.043 260
실험예 37 화합물 1-3 화합물 2-5 3.62 6.32 0.142, 0.043 265
실험예 38 화합물 1-3 화합물 2-8 3.66 6.28 0.142, 0.044 265
실험예 39 화합물 1-3 화합물 2-12 3.64 6.30 0.141, 0.044 255
실험예 40 화합물 1-4 화합물 2-2 3.67 6.29 0.142, 0.043 260
실험예 41 화합물 1-4 화합물 2-3 3.62 6.33 0.141, 0.044 270
실험예 42 화합물 1-4 화합물 2-4 3.62 6.28 0.142, 0.043 260
실험예 43 화합물 1-4 화합물 2-5 3.64 6.30 0.141, 0.044 270
실험예 44 화합물 1-4 화합물 2-6 3.69 6.25 0.141, 0.044 260
실험예 45 화합물 1-5 화합물 2-2 3.62 6.28 0.141, 0.044 260
실험예 46 화합물 1-5 화합물 2-3 3.61 6.32 0.142, 0.043 265
실험예 47 화합물 1-5 화합물 2-4 3.60 6.29 0.141, 0.043 260
실험예 48 화합물 1-5 화합물 2-5 3.64 6.29 0.141, 0.044 260
실험예 49 화합물 1-5 화합물 2-6 3.68 6.27 0.142, 0.043 255
실험예 50 화합물 1-5 화합물 2-8 3.62 6.28 0.142, 0.044 265
실험예 51 화합물 1-5 화합물 2-12 3.62 6.30 0.141, 0.043 260
비교예 1 화합물 1-1 - 5.50 3.25 0.145, 0.049 30
비교예 2 - 화합물 2-2 6.21 3.10 0.145, 0.049 25
비교예 3 HT1 화합물 2-2 4.00 5.55 0.143, 0.047 215
비교예 4 HT1 화합물 2-3 4.05 5.66 0.143, 0.048 210
비교예 5 HT2 화합물 2-3 4.10 5.50 0.144, 0.048 220
비교예 6 HT2 화합물 2-5 4.07 5.55 0.144, 0.047 215
비교예 7 화합물 1-1 EB2 4.00 5.63 0.143, 0.048 225
비교예 8 화합물 1-2 EB1 4.01 5.35 0.143, 0.047 205
비교예 9 화합물 1-2 EB2 3.98 5.48 0.143, 0.048 215
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 정공수송층으로 사용되고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 전자억제층으로 사용된 유기 발광 소자는 구동 전압, 효율, 수명 면에서 현저한 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.
특히 실시예 1 내지 16 및 비교예 1을 비교하면, 화학식 1-1을 사용한 정공수송층을 포함하나, 상기 화학식 2의 화합물을 이용한 전자억제층이 없는 소자의 경우, 고전압, 저효율은 물론 특히 수명 면에서 크게 저하된 것을 볼 수 있다.
본 발명의 화합물을 사용한 정공수송층과 전자억제층을 모두 사용한 실시예 2, 18 및 34과 전자억제층만 사용한 비교예 2를 비교해도, 실시예 2, 18 및 34이 전압 및 효율 측면에서 개선된 효과를 보임은 물론 수명이 월등히 길어진 것을 확인할 수 있다.
또한 카바졸의 벤젠고리에 2개의 아민기가 각각 치환된 HT1을 사용한 비교예 3 및 4와 실시예 2 및 3을 비교하면, 카바졸의 벤젠고리에 1개의 아민기만 치환된 실시예 2 및 3이 저전압, 고효율, 장수명의 특성을 보임을 알 수 있다.
비교예 5 및 6은 아민기가 치환되지 않은 카바졸의 벤젠고리가 중수소로 치환된 HT2를 사용하였다. 해당 벤젠고리에 중수소가 치환되지 않는 본 발명의 화합물과 비교한 실험예 3 및 5이 저전압, 고효율, 장수명의 특성을 보임을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 유기발광소자는 아민기에 페난트렌기가 하나만 치환되거나, 치환되지 않은 EB1 및 EB2를 사용한 비교예 7 내지 9에 비하여 저전압, 고효율, 장수명의 특성을 보임을 알 수 있다.
1: 기판
2: 제1 전극
3: 정공수송층
4: 전자억제층
5: 발광층
6: 제2 전극
7: 정공주입층
8: 정공억제층
9: 전자주입 및 수송층

Claims (6)

  1. 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공주입 및 수송층 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 전자억제층을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure 112022016313686-pat00067

    [화학식 2]
    Figure 112022016313686-pat00068

    상기 화학식 1 및 2에 있어서,
    Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 중수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 N, O 및 S 중 어느 하나 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고,
    R1은 수소이고,
    R2는 수소 또는 중수소이고,
    R3 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
    L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합, 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이고,
    p1, q1, r1, s1, p2, q2, 및 r2는 각각 0 내지 2의 정수이고,
    p1, q1, r1, s1, p2, q2, 및 r2이 2일 때, 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    a 및 e 내지 h는 0 내지 4의 정수이고,
    b는 0 내지 3의 정수이고,
    c 및 d는 0 내지 2의 정수이고,
    d+f≤5이고,
    c+g≤5이고,
    b 내지 f가 2 이상일 때, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기이고, 상기 페닐기, 나프틸기, 또는 비페닐기는 중수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환되는 것인 유기 발광 소자.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 L1 내지 L7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기인 것인 유기 발광 소자.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공주입 및 수송층은 하기 구체예에서 선택되는 어느 하나의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    Figure 112022016313686-pat00071

    Figure 112022016313686-pat00072

    Figure 112022016313686-pat00073

    Figure 112022016313686-pat00074

    Figure 112022016313686-pat00075

    Figure 112022016313686-pat00076

    Figure 112022016313686-pat00077

    Figure 112022016313686-pat00078
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 전자억제층은 하기 구조식 중 어느 하나를 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    Figure 112022016313686-pat00079

    Figure 112022016313686-pat00080

    Figure 112022016313686-pat00081

    Figure 112022016313686-pat00082

    Figure 112022016313686-pat00083

    Figure 112022016313686-pat00084

    Figure 112022016313686-pat00085

    Figure 112022016313686-pat00086

    Figure 112022016313686-pat00087

    Figure 112022016313686-pat00088

    Figure 112022016313686-pat00089

    Figure 112022016313686-pat00090

    Figure 112022016313686-pat00091

    Figure 112022016313686-pat00092

    Figure 112022016313686-pat00093

    Figure 112022016313686-pat00094

    Figure 112022016313686-pat00095

    Figure 112022016313686-pat00096

    Figure 112022016313686-pat00097

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