[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102545509B1 - 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102545509B1
KR102545509B1 KR1020160068876A KR20160068876A KR102545509B1 KR 102545509 B1 KR102545509 B1 KR 102545509B1 KR 1020160068876 A KR1020160068876 A KR 1020160068876A KR 20160068876 A KR20160068876 A KR 20160068876A KR 102545509 B1 KR102545509 B1 KR 102545509B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
group
substituted
carbon atoms
unsubstituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020160068876A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170137262A (ko
Inventor
히로미 나카노
슈리 사토
요시마사 후지타
노부타카 아카시
타쿠마 야스다
이지영
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사, 고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020160068876A priority Critical patent/KR102545509B1/ko
Priority to JP2016135891A priority patent/JP2017218442A/ja
Priority to US15/474,030 priority patent/US10714693B2/en
Publication of KR20170137262A publication Critical patent/KR20170137262A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102545509B1 publication Critical patent/KR102545509B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/04—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/14—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D413/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D413/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D413/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/10—Spiro-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/10—Spiro-condensed systems
    • C07D491/107—Spiro-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/10—Spiro-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C09K2211/1033—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom with oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Abstract

본 발명은 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure 112016053454350-pat00177

화학식 1에서, Cy1은 카보닐기를 포함하는 5원 또는 6원의 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리이고, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시된다.
[화학식 2] [화학식 3]
Figure 112016053454350-pat00178
Figure 112016053454350-pat00179

Description

다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{POLYCYCLIC COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
영상 표시 장치로서, 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence Display)의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 유기 전계 발광 표시 장치는 액정 표시 장치 등과는 다르고, 제1 전극 및 제2 전극으로부터 주입된 정공 및 전자를 발광층에 있어서 재결합시킴으로써, 발광층에 있어서 유기 화합물을 포함하는 발광 재료를 발광시켜서 표시를 실현하는 소위 자발광형의 표시 장치이다.
유기 전계 발광 소자로서는, 예를 들어, 제1 전극, 제1 전극 상에 배치된 정공 수송층, 정공 수송층 상에 배치된 발광층, 발광층 상에 배치된 전자 수송층 및 전자 수송층 상에 배치된 제2 전극으로 구성된 유기 소자가 알려져 있다. 제1 전극으로부터는 정공이 주입되고, 주입된 정공은 정공 수송층을 이동하여 발광층으로 주입된다. 한편, 제2 전극으로부터는 전자가 주입되고, 주입된 전자는 전자 수송층을 이동하여 발광층으로 주입된다. 발광층으로 주입된 정공과 전자가 재결합함으로써, 발광층 내에서 여기자가 생성된다. 유기 전계 발광 소자는 그 여기자에 의해 발생하는 광을 이용하여 발광한다. 또한, 유기 전계 발광 소자는 이상에 설명한 구성에 한정되지 않고, 여러 가지의 변경이 가능하다.
고효율 유기 전계 발광 소자를 구현하기 위해 다양한 형광 재료의 개발이 이루어지고 있다. 예를 들어, 삼중항 여기자의 충돌에 의해 일중항 여기자가 생성되는 현상(Triplet-triplet annihilation, TTA)에 착안하여 형광 소자의 고효율화를 도모하는 기술이 개시되어 있다(특허 문헌 1). 이 기술에 의해 형광 발광 효율은 기존의 형광 소자에 비해 약 2배 내지 약 3배까지 향상시킬 수 있지만, TTA의 이론적인 일중항 생성 효율은 약 40% 수준에 머문다.
한편, 열 활성 지연 형광(TADF)에 의한 형광 발광은, 이론적인 일중항 생성 효율이 약 100%가 되어 비약적으로 발광 효율을 높일 수 있는 재료로서 기대되고 있다. 특히 적색, 녹색의 발광색을 나타내는 고효율 열 활성 지연 형광 재료는 다수 제시되고 있다. 그러나, 청색 발광색을 나타내는 고효율 열 활성 지연 형광 재료는 분자 설계의 어려움에 의해 연구 보고가 활발히 이루어지지 않고 있다. 그러나, 풀 컬러 소자(full color device) 등의 응용을 생각했을 때, 열 활성 지연 형광을 이용한 청색 발광 소자의 창출은 필수 불가결이므로 적극적인 개발이 요구되고 있다.
예를 들어, 특허 문헌 5에는, 환상 카보닐기(carbonyl)를 포함하는 전자 수용체(acceptor) 부위를 가진 열 활성 지연 형광(TADF) 재료가 기술되어 있지만, 녹색 발광을 나타내는 것만이 기재되어 있고, 청색 발광을 나타내는 재료의 기재는 없다. 특허 문헌 7에서는 피리딘(pyridine)을 전자 수용체(acceptor)로 하는 스카이 블루(skyblue) 발광 열 활성 지연 형광 재료가 기재되어 있지만, 더 단파장 청색 발광을 구현하는 재료의 기재는 없다.
이와 같이 청색 발광 열 활성 지연 형광 재료는 충분히 연구가 되고 있다고 말하기 어렵고, 더욱 발전이 요구되고 있는 기술 분야이다.
(1) 미국 특허 공개 2015/0280138 (2) 미국 특허 공개 2015/0030132 (3) 한국 특허 10-1449227 (4) 일본 특허 5573858 (5) 국제 특허 공개 WO2015/002213 (6) 국제 특허 공개 WO2010/134350 (7) 국제 특허 공개 WO2013/081088
본 발명은 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상세하게는, 본 발명은 청색 발광을 구현하는 열 활성 지연 형광 재료용 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
보다 상세하게는, 본 발명은 π 공역계를 작게 한 약한 수용체 유닛(acceptor)인 π 다환식 화합물을 이용하는 것으로, 청색 발광을 구현하는 열 활성 지연 형광 재료용 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 하기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112016053454350-pat00001
화학식 1에서, Cy1은 카보닐기(carbonyl)를 포함하는 5원(five-membered) 또는 6원(six-membered)의 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리이고, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되며,
[화학식 2] [화학식 3]
Figure 112016053454350-pat00002
Figure 112016053454350-pat00003
화학식 2 및 3에서, L은 직접결합(direct linkage) 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기이고, R5 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아릴 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이며, X는 직접결합, CR15R16, SiR17R18, GeR19R20, NR21, O 또는 S이고, R15 내지 R21은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기이고, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-2]
Figure 112016053454350-pat00004
Figure 112016053454350-pat00005
화학식 1-1 및 1-2에서, Cy2 및 Cy3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리이고, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-3 또는 1-4로 표시될 수 있다.
[화학식 1-3] [화학식 1-4]
Figure 112016053454350-pat00006
Figure 112016053454350-pat00007
화학식 1-3 및 1-4에서, Y는 O 또는 NR22이고, R22는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이며, Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기이고, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-5 또는 1-6으로 표시될 수 있다.
[화학식 1-5] [화학식 1-6]
Figure 112016053454350-pat00008
Figure 112016053454350-pat00009
화학식 1-5 및 1-6에서, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-7로 표시될 수 있다.
[화학식 1-7]
Figure 112016053454350-pat00010
화학식 1-7에서, Z는 O 또는 NR23이고, R23은 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이며, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-8로 표시될 수 있다.
[화학식 1-8]
Figure 112016053454350-pat00011
화학식 1-8에서, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-9 내지 1-24 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-9] [화학식 1-10]
Figure 112016053454350-pat00012
Figure 112016053454350-pat00013
[화학식 1-11] [화학식 1-12]
Figure 112016053454350-pat00014
Figure 112016053454350-pat00015
[화학식 1-13] [화학식 1-14]
Figure 112016053454350-pat00016
Figure 112016053454350-pat00017
[화학식 1-15] [화학식 1-16]
Figure 112016053454350-pat00018
Figure 112016053454350-pat00019
[화학식 1-17] [화학식 1-18]
Figure 112016053454350-pat00020
Figure 112016053454350-pat00021
[화학식 1-19] [화학식 1-20]
Figure 112016053454350-pat00022
Figure 112016053454350-pat00023
[화학식 1-21] [화학식 1-22]
Figure 112016053454350-pat00024
Figure 112016053454350-pat00025
[화학식 1-23] [화학식 1-24]
Figure 112016053454350-pat00026
Figure 112016053454350-pat00027
화학식 1-9 내지 1-24에서, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1에서, R2 및 R3 중 하나는 상기 화학식 2 또는 3으로 표시되고, R2 및 R3 중 나머지 하나, R1 및 R4는 수소인 것일 수 있다.
화학식 2 또는 3에서, L은 직접결합인 것일 수 있다.
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 상기 화학식 2 및 하기 화학식 3-1 내지 3-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1] [화학식 3-2]
Figure 112016053454350-pat00028
Figure 112016053454350-pat00029
[화학식 3-3] [화학식 3-4]
Figure 112016053454350-pat00030
Figure 112016053454350-pat00031
화학식 3-1 내지 3-4에서, L, R5 내지 R18 및 R21는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 상기 화학식 2 및 하기 화학식 3-5 내지 3-11 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-5] [화학식 3-6]
Figure 112016053454350-pat00032
Figure 112016053454350-pat00033
[화학식 3-7] [화학식 3-8]
Figure 112016053454350-pat00034
Figure 112016053454350-pat00035
[화학식 3-9] [화학식 3-10]
Figure 112016053454350-pat00036
Figure 112016053454350-pat00037
[화학식 3-11]
Figure 112016053454350-pat00038
화학식 3-5 내지 3-11에서, G1 및 G2는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아릴 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이며, L은 전술한 바와 동일하다.
본 발명의 일 실시예는 제1 전극, 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역, 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층, 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역 및 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고, 발광층이 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
발광층에 포함되는 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 일중항(singlet) 에너지 준위 및 삼중항(triplet) 에너지 준위 차이의 절대 값이 0.2eV 이하인 것일 수 있다.
발광층에 포함되는 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 열 활성 지연 형광 발광용 재료인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자용 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.본 발명의 일 실시예에 따른 화합물은 작은 일중항 및 삼중항 에너지 준위 차이를 가지며, 이로 인해 지연 수명이 짧아지고, 롤 오프(roll-off)가 개선되며, 고효율을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면 및 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서,
Figure 112016053454350-pat00039
는 연결되는 위치를 의미한다.
본 명세서에서, "치환 또는 비치환된"은 중수소 원자, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 실릴기, 붕소기, 아릴 아민기, 포스핀 옥사이드기, 포스핀 설파이드기, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 및 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 예시된 치환기 각각은 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 예를 들어, 비페닐기는 아릴기로 해석될 수도 있고, 페닐기로 치환된 페닐기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성"한다는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성하는 것을 의미할 수 있다. 탄화수소 고리는 지방족 탄화수소 고리 및 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 헤테로 고리는 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리를 포함한다. 탄화수소 고리 및 헤테로 고리는 단환 또는 다환일 수 있다. 또한, 인접하는 기와 서로 결합하여 형성된 고리는 다른 고리와 연결되어 스피로 구조를 형성하는 것일 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기"는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기 또는 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 인접한 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene)에서 2개의 메틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있고, 1,1-디에틸시클로펜테인(1,1-diethylcyclopentene)에서 2개의 에틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 할로겐기의 예로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자가 있다.
본 명세서에서, 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 알킬기의 탄소수는 1 이상 30 이하, 1 이상 20 이하, 1 이상 10 이하 또는 1 이상 6 이하이다. 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, n- 프로필기, 이소프로필기, n- 부틸기, s- 부틸기, t- 부틸기, i- 부틸기, 2- 에틸부틸기, 3, 3-디메틸부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 시클로펜틸기, 1-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-에틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, n-헥실기, 1-메틸헥실기, 2-에틸헥실기, 2-부틸헥실기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4-t-부틸시클로헥실기, n-헵틸기, 1-메틸헵틸기, 2, 2-디메틸헵틸기, 2-에틸헵틸기, 2-부틸헵틸기, n-옥틸기, t-옥틸기, 2-에틸옥틸기, 2-부틸옥틸기, 2-헥실옥틸기, 3, 7-디메틸옥틸기, 시클로옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 아다만틸기, 2-에틸데실기, 2-부틸데실기, 2-헥실데실기, 2-옥틸데실기, n-운데실기, n-도데실기, 2-에틸도데실기, 2-부틸도데실기, 2-헥실도데실기, 2-옥틸도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, 2-에틸헥사데실기, 2-부틸헥사데실기, 2-헥실헥사데실기, 2-옥틸헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, n-노나데실기, n-이코실기, 2-에틸이코실기, 2-부틸이코실기, 2-헥실이코실기, 2-옥틸이코실기, n-헨이코실기, n-도코실기, n-트리코실기, n-테트라코실기, n-펜타코실기, n-헥사코실기, n-헵타코실기, n-옥타코실기, n-노나코실기, 및 n-트리아콘틸기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아릴기는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 아릴기의 고리 형성 탄소수는 6 이상 30 이하, 6 이상 20 이하, 또는 6 이상 15 이하일 수 있다. 아릴기의 예로는 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 퀸크페닐기, 섹시페닐기, 트리페닐렌기, 피레닐기, 벤조 플루오란테닐기, 크리세닐기 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수도 있다.
본 명세서에서, 헤테로 아릴기는 이종 원소로 O, N, P 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 아릴기일 수 있다. 헤테로 아릴기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하 또는 2 이상 20 이하이다. 헤테로 아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 페녹사질기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, N-아릴카바졸기, N-헤테로아릴카바졸기, N-알킬카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 티에노티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기, 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에서, 실릴기는 알킬 실릴기 및 아릴 실릴기를 포함한다. 실릴기의 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 붕소기는 알킬 붕소기 및 아릴 붕소기를 포함한다. 붕소기의 예로는 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 디페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 이상 30 이하, 2 이상 30 이하 또는 2 이상 10 이하이다. 알케닐기의 예로는 비닐기, 1-부테닐기, 1-펜테닐기, 1,3-부타디에닐 아릴기, 스티레닐기, 스티릴비닐기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 이상 30 이하일 수 있다. 아민기는 알킬 아민기 및 아릴 아민기를 포함할 수 있다. 아민기의 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 페닐아민기, 디페닐아민기, 나프틸아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure 112016053454350-pat00040
화학식 1에서, Cy1은 카보닐기를 포함하는 5원 또는 6원 고리이다. Cy1은 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리이다. Cy1은 이중결합을 포함하는 고리일 수 있다.
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시된다.
[화학식 2] [화학식 3]
Figure 112016053454350-pat00041
Figure 112016053454350-pat00042
화학식 2 및 3에서, L은 직접결합(direct linkage) 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기이고, R5 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아릴 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이며, X는 직접결합, CR15R16, SiR17R18, GeR19R20, NR21, O 또는 S이고, R15 내지 R21은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기이고, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
직접결합은 예를 들어, 단일결합일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 전자 수용체(electron acceptor) 및 전자 공여체(electron donor)를 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 화학식 1로 표시되는 카보닐기를 포함하는 2환 고리이고, 화학식 2 또는 3으로 표시되는 아민기는 전자 공여체이다.
화학식 1에서 Cy1은 치환 또는 비치환된 단환 고리이다. 즉, 화학식 1로 표시되는 화합물은 벤젠 고리 및 Cy1으로 표시되는 단환 고리를 포함하는 2환 화합물이다.
Cy1의 카보닐기는 화학식 1의 벤젠고리와 오쏘(ortho) 관계에 위치하는 것일 수 있다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-2]
Figure 112016053454350-pat00043
Figure 112016053454350-pat00044
화학식 1-1 및 1-2에서, Cy2 및 Cy3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리이고, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다. Cy2는 6원 고리이다. Cy3은 5원 고리이다.
Cy2 및 Cy3는 각각 독립적으로 이중 결합을 포함하는 고리일 수 있다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-3 또는 1-4로 표시될 수 있다.
[화학식 1-3] [화학식 1-4]
Figure 112016053454350-pat00045
Figure 112016053454350-pat00046
화학식 1-3 및 1-4에서, Y는 O 또는 NR22이고, R22는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이며, Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기이고, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1-3에서, Y는 O일 수 있다. 화학식 1-3에서, Y는 NR22일 수 있다. R22는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기일 수 있다. R22는 메틸기일 수 있다. R22는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 20 이하의 아릴기일 수 있다. R22는 페닐기일 수 있다.
화학식 1-3에서, Ra는 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기일 수 있다. 화학식 1-3에서, Ra는 수소 또는 메틸기일 수 있다.
화학식 1-4에서, Y는 O일 수 있다. 화학식 1-4에서, Y는 NR22일 수 있다. R22는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기일 수 있다. R22는 메틸기일 수 있다. R22는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 20 이하의 아릴기일 수 있다. R22는 페닐기일 수 있다.
화학식 1-4에서, Rb 및 Rc 중 적어도 하나는 수소일 수 있다. 화학식 1-4에서, Rb는 수소이고, Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기일 수 있다. 화학식 1-4에서, Rb는 수소이고, Rc는 메틸기일 수 있다. 화학식 1-4에서, Rb는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이고, Rc는 수소일 수 있다. 화학식 1-4에서 Rb는 메틸기이고, Rc는 수소일 수 있다.
Cy1은 이중결합을 포함하지 않는 탄화수소 고리일 수 있다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-5 또는 1-6으로 표시될 수 있다.
[화학식 1-5] [화학식 1-6]
Figure 112016053454350-pat00047
Figure 112016053454350-pat00048
화학식 1-5 및 1-6에서, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
Cy1은 이중결합을 포함하지 않는 헤테로 고리일 수 있다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-7로 표시될 수 있다.
[화학식 1-7]
Figure 112016053454350-pat00049
화학식 1-7에서, Z는 O 또는 NR23이고, R23은 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이며, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1-7에서 Z는 O일 수 있다. 화학식 1-7에서 Z는 NR23일 수 있다. R23은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 20 이하의 아릴기일 수 있다. R23은 메틸기 또는 페닐기일 수 있다. R23은 메틸기일 수 있다. R23은 페닐기일 수 있다.
전술한 바와 같이 Cy1은 이중결합을 포함하지 않는 헤테로 고리일 수 있다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-8로 표시될 수 있다.
[화학식 1-8]
Figure 112016053454350-pat00050
화학식 1-8에서, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-9 내지 1-24 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[화학식 1-9] [화학식 1-10]
Figure 112016053454350-pat00051
Figure 112016053454350-pat00052
[화학식 1-11] [화학식 1-12]
Figure 112016053454350-pat00053
Figure 112016053454350-pat00054
[화학식 1-13] [화학식 1-14]
Figure 112016053454350-pat00055
Figure 112016053454350-pat00056
[화학식 1-15] [화학식 1-16]
Figure 112016053454350-pat00057
Figure 112016053454350-pat00058
[화학식 1-17] [화학식 1-18]
Figure 112016053454350-pat00059
Figure 112016053454350-pat00060
[화학식 1-19] [화학식 1-20]
Figure 112016053454350-pat00061
Figure 112016053454350-pat00062
[화학식 1-21] [화학식 1-22]
Figure 112016053454350-pat00063
Figure 112016053454350-pat00064
[화학식 1-23] [화학식 1-24]
Figure 112016053454350-pat00065
Figure 112016053454350-pat00066
화학식 1-9 내지 1-24에서, R1 내지 R4는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1에서, R2 및 R3 중 하나는 상기 화학식 2 또는 3으로 표시되고, R2 및 R3 중 나머지 하나, R1 및 R4는 수소일 수 있다. 이 경우, HOMO(최고준위 점유 분자궤도, highest occupied molecular orbital)-LUMO(최저준위 비점유 분제궤도, lowest unoccupied molecular orbital) 사이의 궤도 분리가 충분히 이루어져, 일중항-삼중항 에너지 준위 차이 값이 작아지는 효과가 있다.
화학식 2 또는 3에서, L은 직접결합인 것일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 전자 수용체 및 전자 공여체가 직접결합된 구조를 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니며, 전자 수용체 및 전자 공여체가 링커(linker)를 통해 연결된 것일 수도 있다. 예를 들어, 화학식 2 또는 3에서, L은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 20 이하의 아릴렌기일 수 있다. 화학식 2 또는 3에서, L은 페닐렌기일 수 있다. 화학식 2 또는 3에서, L은 1,4-페닐렌기일 수 있다.
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 상기 화학식 2 및 하기 화학식 3-1 내지 3-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1] [화학식 3-2]
Figure 112016053454350-pat00067
Figure 112016053454350-pat00068
[화학식 3-3] [화학식 3-4]
Figure 112016053454350-pat00069
Figure 112016053454350-pat00070
화학식 3-1 내지 3-4에서, L, R5 내지 R18 및 R21는 전술한 바와 동일하다.
화학식 1에서, R2 또는 R3가 상기 화학식 2, 3-1 내지 3-3 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
화학식 2에서, R5 내지 R14는 수소인 것일 수 있다. 화학식 2에서, R5 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐기, 트리알킬실릴기, 디페닐 아민기, 메틸기, 페닐기 또는 카바졸기일 수 있다.
화학식 3에서, X는 직접결합인 것일 수 있다. 화학식 3에서 X가 직접결합인 경우, 화학식 3은 상기 화학식 3-4로 표시되는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
화학식 3에서, R5 내지 R14는 수소인 것일 수 있다. 화학식 3에서, R5 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐기, 트리알킬실릴기, 디페닐 아민기, 메틸기, 페닐기 또는 카바졸기일 수 있다.
화학식 3-1에서, R15 및 R16은 각각 페닐기일 수 있다. 화학식 3-1에서, R15 및 R16은 각각 페닐기이고, R15 및 R16가 서로 결합하여 플루오레닐기를 형성할 수 있다. 화학식 3-1에서, R15 및 R16은 각각 페닐기이고, R15 및 R16가 헤테로 원자를 통해 결합할 수 있다. 헤테로 원자는 예를 들어, O 또는 S일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
화학식 3-1에서, R5 내지 R8 및 R11 내지 R14 중 적어도 하나는 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기일 수 있다.
화학식 3-1에서, R7 및 R12는 각각 독립적으로 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기일 수 있다. 화학식 3-1에서, R7 및 R12는 각각 독립적으로 불소, 트리메틸실릴기 또는 메틸기일 수 있다.
화학식 3-1에서, R5 내지 R8 및 R11 내지 R14가 수소일 수 있다.
화학식 3-2에서, R17 및 R18은 각각 페닐기일 수 있다. 화학식 3-2에서, R17 및 R18은 각각 페닐기이고, R17 및 R18가 서로 결합하여 플루오레닐기를 형성할 수 있다.
화학식 3-2에서, R5 내지 R8 및 R11 내지 R14가 수소일 수 있다.
화학식 3-3에서, R21은 페닐기일 수 있다. 화학식 3-3에서, R5 내지 R8 및 R11 내지 R14가 수소일 수 있다. 화학식 3-3에서, R5 내지 R8 및 R11 내지 R14 중 적어도 하나는 할로겐기일 수 있다. 화학식 3-3에서, R7 및 R12는 할로겐기일 수 있다.
화학식 3-4에서, R5 내지 R8 및 R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수로, 치환 또는 비치환된 아릴 아민기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기일 수 있다.
화학식 3-4에서, R7 및 R12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴 아민기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기일 수 있다. 화학식 3-4에서, R7 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 디페닐아민기 또는 카바졸기일 수 있다.
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 상기 화학식 2 및 하기 화학식 3-5 내지 3-11 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-5] [화학식 3-6]
Figure 112016053454350-pat00071
Figure 112016053454350-pat00072
[화학식 3-7] [화학식 3-8]
Figure 112016053454350-pat00073
Figure 112016053454350-pat00074
[화학식 3-9] [화학식 3-10]
Figure 112016053454350-pat00075
Figure 112016053454350-pat00076
[화학식 3-11]
Figure 112016053454350-pat00077
화학식 3-5 내지 3-11에서, G1 및 G2는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아릴 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이며, L은 전술한 바와 동일하다.
p가 1 이상일 경우, 복수의 G1은 서로 동일하거나 상이하다. q가 1 이상일 경우, 복수의 G2는 서로 동일하거나 상이하다.
G1 및 G2는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소, 디페닐아민기, 메틸기, 페닐기 또는 카바졸기일 수 있다.
화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화합물군 1에 표시된 화합물들 중 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[화합물군 1]
Figure 112016053454350-pat00078
Figure 112016053454350-pat00079
Figure 112016053454350-pat00080
Figure 112016053454350-pat00081
Figure 112016053454350-pat00082
Figure 112016053454350-pat00083
Figure 112016053454350-pat00084
Figure 112016053454350-pat00085
Figure 112016053454350-pat00086
Figure 112016053454350-pat00087
Figure 112016053454350-pat00088
Figure 112016053454350-pat00089
Figure 112016053454350-pat00090
Figure 112016053454350-pat00091
Figure 112016053454350-pat00092
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 대하여 설명한다. 이하에서는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물과의 차이점을 위주로 구체적으로 설명하고, 설명되지 않은 부분은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물에 따른다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)을 포함한다.
제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 화소 전극 또는 양극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)가 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 정공 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)의 두께는 예를 들어, 약 200Å 내지 약 2500Å인 것일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 또는 정공 수송층(HTL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질과 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층, 정공 주입층(HIL)/정공 버퍼층, 정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 영역(HTR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 예를 들어, 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diplienyl-benzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium Tetrakis(pentafluorophenyl)borate] 등을 포함할 수도 있다.
정공 수송층(HTL)은 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorine)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine), TAPC(4,4'-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl) 등을 포함할 수도 있다.
정공 수송 영역(HTR)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 모두 포함하면, 정공 주입층(HIL)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 정공 수송층(HTL)의 두께는 약 30Å 내지 약 1000Å 일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR), 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 앞서 언급한 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 전하 생성 물질은 정공 수송 영역(HTR) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 전하 생성 물질은 예를 들어, p-도펀트(dopant)일 수 있다. p-도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p-도펀트의 예로는, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL) 외에, 정공 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 정공 버퍼층은 발광층(EML)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 정공 버퍼층에 포함되는 물질로는 정공 수송 영역(HTR)에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 전자 저지층은 전자 수송 영역(ETR)으로부터 정공 수송 영역(HTR)으로의 전자 주입을 방지하는 역할을 하는 층이다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)의 두께는 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1000Å인 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물이 발광층(EML)에 포함되는 것을 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 제공된 1층 이상의 유기층 중 적어도 하나의 층에 포함될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 정공 수송 영역(HTR)에 포함되는 것일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 전자 수송층(ETL)에 포함되는 것일 수 있다.
발광층(EML)은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 발광층(EML)은 하기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함할 수 있다. 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 발광층(EML)의 도펀트 재료로 사용될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016053454350-pat00093
R1 내지 R4 및 Cy1에 관한 구체적인 설명은 전술한 바와 동일한 바 생략하도록 한다.
발광층(EML)은 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 1종 또는 2종 이상 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 화학식 1로 표시되는 다환 화합물 이외 공지의 재료를 더 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 스피로-DPVBi(spiro-DPVBi), 스피로-6P(spiro-6P, 2,2',7,7'-tetrakis(biphenyl-4-yl)-9,9'-spirobifluorene(spiro-sexiphenyl)), DSB(distyryl-benzene), DSA(distyryl-arylene), PFO(Polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly(p-phenylene vinylene)계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질을 더 포함할 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 발광층(EML)에 포함되어 지연 형광을 방사하는 것일 수 있다. 즉, 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 지연 형광 재료이다. 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 열 활성 지연(TADF) 형광 재료이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 청색광을 발광하는 열 활성 지연 형광 재료이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 심청색(deep blue)광을 발광하는 열 활성 지연 형광 재료이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 약 440 nm 내지 약 480 nm, 약 440 nm 내지 약 475nm, 약 440 nm 내지 약 470nm 또는 약 440 nm 내지 약 460 nm의 파장 영역을 갖는 청색광을 발광하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 일중항(singlet) 에너지 준위 및 삼중항(triplet) 에너지 준위 차이의 절대 값이 0.2eV 이하인 것일 수 있다. 일중항-삼중항 에너지 갭을 작게 조절하여, 열 활성 지연 형광을 효율적으로 방사할 수 있다는 장점이 있다.
발광층(EML)은 호스트를 더 포함할 수 있다. 호스트는 통상적으로 사용하는 물질이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), PVK(poly(n-vinylcabazole), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2′'-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), DPEPO (bis[2-(diphenylphosphino)phenyl] ether oxide), CP1 (Hexaphenyl cyclotriphosphazene), UGH2 (1,4-Bis(triphenylsilyl)benzene), DPSiO3 (Hexaphenylcyclotrisiloxane), DPSiO4 (Octaphenylcyclotetra siloxane), PPF (2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzofuran) 등을 사용될 수 있다.
발광층(EML)은 예를 들어 약 100Å 내지 약 1000Å의 두께를 갖는 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은, 전자 저지층, 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 수송층(ETL)만을 포함하는 것일 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층(EIL) 또는 전자 수송층(ETL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)로부터 차례로 적층된 전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(엑시톤 저지층)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL) 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송 영역(ETR)의 두께는 예를 들어, 약 1000Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 수송층(ETL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층(ETL)들의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 LiF, LiQ(Lithium quinolate), Li2O, BaO, NaCl, CsF, Yb와 같은 란타넘족 금속, 또는 RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(EIL)은 또한 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 앞서 언급한 바와 같이, 정공 저지층을 포함할 수 있다. 정공 저지층은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 공통 전극 또는 음극일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)가 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질을 포함하여 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2)은 보조 전극과 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)가 보조 전극과 연결되면, 제2 전극(EL2)의 저항을 감소 시킬 수 있다.
유기 전계 발광 소자(10)에서, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)에 각각 전압이 인가됨에 따라 제1 전극(EL1)으로부터 주입된 정공(hole)은 정공 수송 영역(HTR)을 거쳐 발광층(EML)으로 이동되고, 제2 전극(EL2)로부터 주입된 전자가 전자 수송 영역(ETR)을 거쳐 발광층(EML)으로 이동된다. 전자와 정공은 발광층(EML)에서 재결합하여 여기자(exciton)을 생성하며, 여기자가 여기 상태에서 바닥 상태로 떨어지면서 발광하게 된다.
유기 전계 발광 소자(10)가 전면 발광형일 경우, 제1 전극(EL1)은 반사형 전극이고, 제2 전극(EL2)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극일 수 있다. 유기 전계 발광 소자(10)가 배면 발광형일 경우, 제1 전극(EL1)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극이고, 제2 전극(EL2)은 반사형 전극일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하여, 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 구체적으로, 화학식 1로 표시되는 다환 화합물이 열 활성 지연 형광 과정을 통해 발광할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 고효율화를 구현할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 열 활성 지연 형광 과정을 통해 청색 발광할 수 있으며, 고효율화를 구현할 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니나, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 고효율의 청색 유기 전계 발광 소자일 수 있다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
1. 화합물 69의 합성
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물인 화합물 69는 예를 들어, 하기 반응에 의해 합성될 수 있다.
Figure 112016053454350-pat00094
질소(N2)분위기 하에서 100mL의 삼구 플라스크에 화합물 B 1.67g, 화합물 A 1.00g, 아세트산 팔라듐(acetic acid palladium) 0.03g, PH(t-Bu)3/BF4(Tri-tert-butylphosphonium tetrafluoroborate) 0.18g 탄산 칼륨(K2CO3) 1.39g를 첨가해서 30mL의 톨루엔 용매(90℃)로 5일간 가열 환류했다. 얻은 조생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(아세트산 에틸과 헥산과의 혼합 용매를 사용)로 정제한 후, 클로로포름/메탄올 혼합 용매로 재결정을 하여, 백색 고체를 0.87g (수율42%) 얻었다.
1H NMR 측정으로 측정된 백색 고체 화합물의 케미칼 시프트 값(δ)은 1H NMR (400MHz, CDCl3, δ):8.28(d, J=8.4Hz, 1H), 7.28-7.23 (m, 6H), 7.13(d, J=2.0Hz, 1H), 7.10-7.06 (m, 3H), 6.99-6.96 (m, 4H), 6.94-6.93 (m, 4H), 6.49(d, J=8.0Hz, 2H), 6.21(d, J=0.8Hz, 1H), 2.38(s, 3H)이었다. 상기 결과를 통해서, 백색 고체가 화합물 69인 것을 확인했다.
2. 화합물 74의 합성
Figure 112016053454350-pat00095
질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 삼구 플라스크에 화합물 C 1.74g, 화합물 A 1.00g, 아세트산 팔라듐(acetic acid palladium) 0.03g, PH(t-Bu)3/BF4 0.18g, 탄산 칼륨(K2CO3) 1.39g를 첨가해서 30mL의 톨루엔 용매(90℃)로 5일간 가열 환류했다. 얻은 조생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(아세트산 에틸과 헥산과의 혼합 용매를 사용)로 정제한 후, 디클로로메탄/메탄올 혼합 용매로 재결정을 하여, 백색 고체를 1.05g (수율50%) 얻었다.
1H NMR 측정으로 측정된 백색 고체 화합물의 케미칼 시프트 값(δ)은 1H NMR (400MHz, CDCl3, δ):8.51(d, J=8.4Hz, 1H), 7.60(d, J=2.0Hz, 1H ), 7.48(dd, J=8.2Hz, 1.8Hz, 1H), 7.21-7.13 (m, 6H), 6.99-6.95 (m, 2H), 6.92-6.87 (m, 4H), 6.72(td, J=7.4Hz, 1.3Hz, 2H), 6.30-6.26 (m, 3H), 2.45(s, 3H)이었다. 상기 결과를 통해서, 백색 고체가 화합물 74인 것을 확인했다.
3. 화합물 108의 합성
Figure 112016053454350-pat00096
질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 삼구 플라스크에 화합물 D 0.64g, 화합물 F 0.70g, 아세트산 팔라듐(acetic acid palladium) 0.01g, PH(t-Bu)3/BF4 0.08g, 탄산 칼륨(K2CO3) 0.61g를 첨가해서 30mL의 톨루엔 용매(90℃)로 3일간 가열 환류했다. 얻은 조생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(아세트산 에틸과 헥산과의 혼합 용매를 사용)로 정제한 후, 디클로로메탄/메탄올 혼합 용매로 재결정을 하여, 백색 고체를 0.5g (수율55%) 얻었다.
1H NMR 측정으로 측정된 백색 고체 화합물의 케미칼 시프트 값(δ)은 1H NMR (400MHz, CDCl3, δ):8.37(d, J=8.4Hz, 1H), 7.42-7.38 (m, 2H ), 7.17-7.13 (m, 6H), 6.95-6.87 (m, 6H), 6.71-6.69 (m, 2H), 6.27(d, J=8.0Hz, 2H), 3.10(s, 2H), 2.78 (m, 2H), 2.27(s, 2H)이었다. 상기 결과를 통해서, 백색 고체가 화합물 108인 것을 확인했다.
4. 화합물 313의 합성
Figure 112016053454350-pat00097
질소(N2) 분위기 하에서 300mL의 삼구 플라스크에 화합물 H 4.76g, 화합물 G 2.70g, 아세트산 팔라듐0.09g, PH(t-Bu)3/BF4 0.55g, 탄산 칼륨(K2CO3) 5.26g를 첨가해서 150mL의 톨루엔 용매(90℃)로 5일간 가열 환류했다. 얻은 조생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(클로로포름과 아세트산 에틸과 헥산과의 혼합 용매를 사용)로 정제한 후, 클로로포름/헥산 혼합 용매로 재결정을 하여, 백색 고체를 3.79g (수율59%) 얻었다.
1H NMR 측정으로 측정된 백색 고체 화합물의 케미칼 시프트 값(δ)은 1H NMR (400MHz, DMSO-d6, δ):8.21(d, J=8.0Hz, 1H), 7.90(s, 1H), 7.70(d, J=8.0Hz, 1H), 7.28-7.22 (m, 4H), 7.12-7.09 (m, 2H), 7.05-7.00 (m, 2H), 6.73(dd, J=8.8Hz, 2.0Hz, 2H), 6.47(d, J=1.6Hz, 2H), 6.11(d, J=8.4Hz, 2H) 5.56(s, 2H), 1.95(s, 6H)이었다. 상기 결과를 통해서, 백색고체가 화합물 313인 것을 확인했다.
(소자 작성예)
상술한 화합물 74, 312 및 313을 발광층 도펀트 재료로 사용하여 실시예 1 내지 3의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[실시예 화합물]
Figure 112016053454350-pat00098
하기 비교예 화합물 X1 및 X2를 발광층 도펀트 재료로 사용하여 비교예 1 및 2의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 화합물]
Figure 112016053454350-pat00099
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2의 유기 전계 발광 소자는 다음과 같이 제작하였다. 유기 기판 위에 막 두께 150nm의 ITO(제1 전극)을 패터닝(patterning)한 후, 초순수로 세척하고, UV ozone처리를 10분간 실시하였다. 이후, dipyrazino [2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile (HAT-CN)로 10nm 두께의 정공 주입층을 형성하고, N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diplienyl-benzidine(NPB) 로 80nm 두께의 정공 수송층을 형성하고, (bis {2- [di (phenyl) phosphino] phenyl} ether oxide (DPEPO)에 실시예 화합물 또는 비교예 화합물을 18% 도핑한 20nm 두께의 발광층을 형성하고, 1,3,5-Tris ( 1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl) benzene (TPBi)로 30nm 두께의 전자 수송층을 형성하고, lithium fluoride (LiF)로 0.5nm 두께의 전자 주입층을 형성하고, Al로 100nm 두께의 제2 전극을 형성하였다. 각 층 및 제2 전극은 모두 저항 가열법으로 형성하였다.
다음으로, 제작한 유기 전계 발광 소자의 최대 발광 파장 및 외부 양자 효율을 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
최대 발광 파장은 측정 대상 화합물을 석영 유리판 상에 증착한 시료를 이용하고, 상온(약 300K)의 발광 스펙트럼의 최대 발광 파장을 측정하였다.
소자의 전류 밀도는 Keithley Instruments 사의 2400 Series의 Source Meter, 전압은 주식회사 Konica Monilta Holdings 사의 색채 휘도 계 CS-200, 외부 양자 효율은, 하마마츠 photonics제 C9920-12를 사용하여 측정하였다.
소자작성예 발광층 도펀트 재료 최대 발광 파장
λmax
(nm)		 외부 양자 효율
EQE(%)
실시예 1 화합물 74 443 13.9
실시예 2 화합물 312 440 7.4
실시예 3 화합물 313 460 12.9
비교예 1) 비교예 X-1 510 8.5
비교예 2 비교예 X-2 550 10.7
표 1에서 λmax는 최대 발광 파장이고, EQE는 외부 양자 효율이다.
표 1의 결과를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물을 이용한 실시예 1 내지 3는 발광 파장 470nm 이하의 심청색(deep blue) 발광을 나타내며, 또한 높은 외부 양자 효율을 나타내는 것을 알 수 있다.
비교예 1에 사용된 비교예 화합물 Y-1의 경우, 전자 수용체가 3환 구조를 가지는 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물보다 π 공역계가 넓어진다. 비교예 2에 사용된 비교예 화합물 Y-2의 경우, 카보닐기를 포함하는 전자 수용체를 가지나, 카보닐기가 고리에 치환되지 않는다는 점에서 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물과 차이점이 있다. 비교예 1 및 2의 경우, 높은 외부 양자 수율을 나타내지만 스카이 블루(sky blud)~녹색 영역의 발광을 나타낸다는 점에서 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물과 차이가 있다.
상기의 결과를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자의 경우, 청색 발광 및 고효율을 동시에 구현할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 유기 전계 발광 소자 EL1: 제1 전극
HTR: 정공 수송 영역 EML: 발광층
ETR: 전자 수송 영역 EL2: 제2 전극

Claims (20)

  1. 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure 112023003618119-pat00182
    Figure 112023003618119-pat00183

    상기 화학식 1-1 및 1-2에서,
    Cy2 및 Cy3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리이고,
    Cy2 또는 Cy3가 치환되는 경우, 치환기는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기이고,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 하기 화학식 3으로 표시되며,
    R1 내지 R4 중 적어도 어느 하나는 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기이고:
    [화학식 3]
    Figure 112023003618119-pat00102

    상기 화학식 3에서,
    L은 직접결합(direct linkage) 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기이고,
    R5 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아릴 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이며,
    X는 CR15R16, SiR17R18, GeR19R20, NR21, O 또는 S이고,
    R15 내지 R21은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기이고, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-3 또는 1-4로 표시되는 것인 다환 화합물:
    [화학식 1-3] [화학식 1-4]
    Figure 112023003618119-pat00105
    Figure 112023003618119-pat00106

    상기 화학식 1-3 및 1-4에서,
    Y는 O 또는 NR22이고,
    R22는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이며,
    Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기이고,
    R1 내지 R4는 청구항 1에서 정의한 바와 동일하다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-5 또는 1-6으로 표시되는 것인 다환 화합물:
    [화학식 1-5] [화학식 1-6]
    Figure 112023003618119-pat00107
    Figure 112023003618119-pat00108

    상기 화학식 1-5 및 1-6에서,
    R1 내지 R4는 청구항 1에서 정의한 바와 동일하다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-7로 표시되는 것인 다환 화합물:
    [화학식 1-7]
    Figure 112023003618119-pat00109

    상기 화학식 1-7에서,
    Z는 O 또는 NR23이고,
    R23은 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이며,
    R1 내지 R4는 청구항 1에서 정의한 바와 동일하다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-8로 표시되는 것인 다환 화합물:
    [화학식 1-8]
    Figure 112023003618119-pat00110

    상기 화학식 1-8에서,
    R1 내지 R4는 청구항 1에서 정의한 바와 동일하다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-9 내지 1-24 중 어느 하나로 표시되는 것인 다환 화합물:
    [화학식 1-9] [화학식 1-10]
    Figure 112023003618119-pat00111
    Figure 112023003618119-pat00112

    [화학식 1-11] [화학식 1-12]
    Figure 112023003618119-pat00113
    Figure 112023003618119-pat00114

    [화학식 1-13] [화학식 1-14]
    Figure 112023003618119-pat00115
    Figure 112023003618119-pat00116

    [화학식 1-15] [화학식 1-16]
    Figure 112023003618119-pat00117
    Figure 112023003618119-pat00118

    [화학식 1-17] [화학식 1-18]
    Figure 112023003618119-pat00119
    Figure 112023003618119-pat00120

    [화학식 1-19] [화학식 1-20]
    Figure 112023003618119-pat00121
    Figure 112023003618119-pat00122

    [화학식 1-21] [화학식 1-22]
    Figure 112023003618119-pat00123
    Figure 112023003618119-pat00124

    [화학식 1-23] [화학식 1-24]
    Figure 112023003618119-pat00125
    Figure 112023003618119-pat00126

    상기 화학식 1-9 내지 1-24에서,
    R1 내지 R4는 청구항 1에서 정의한 바와 동일하다.
  8. 제1항에 있어서,
    R2 및 R3 중 하나는 상기 화학식 3으로 표시되고,
    R2 및 R3 중 나머지 하나, R1 및 R4는 수소인 것인 다환 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    L이 직접결합인 것인 다환 화합물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 3으로 표시되는 치환기는 하기 화학식 3-1 내지 3-3 중 어느 하나로 표시되는 것인 다환 화합물:
    [화학식 3-1] [화학식 3-2]
    Figure 112023003618119-pat00127
    Figure 112023003618119-pat00128

    [화학식 3-3]
    Figure 112023003618119-pat00129

    상기 화학식 3-1 내지 3-3에서,
    L, R5 내지 R18 및 R21는 청구항 1에서 정의한 바와 동일하다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 3으로 표시되는 치환기는 하기 화학식 3-5 내지 3-11 중 어느 하나로 표시되는 것인 다환 화합물:
    [화학식 3-5] [화학식 3-6]
    Figure 112023003618119-pat00131
    Figure 112023003618119-pat00132

    [화학식 3-7] [화학식 3-8]
    Figure 112023003618119-pat00133
    Figure 112023003618119-pat00134

    [화학식 3-9] [화학식 3-10]
    Figure 112023003618119-pat00135
    Figure 112023003618119-pat00136

    [화학식 3-11]
    Figure 112023003618119-pat00137

    상기 화학식 3-5 내지 3-11에서,
    G1 및 G2는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아릴 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이고,
    p 및 q는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이며,
    L은 청구항 1에서 정의한 바와 동일하다.
  12. 제1항에 있어서,
    R5 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐기, 트리알킬실릴기, 디페닐 아민기, 메틸기, 페닐기 또는 카바졸기인 것인 다환 화합물.
  13. 하기 화합물군 1에 표시된 화합물들 중 선택되는 어느 하나인 것인 다환 화합물:
    [화합물군 1]
    Figure 112023003618119-pat00138

    Figure 112023003618119-pat00139

    Figure 112023003618119-pat00140

    Figure 112023003618119-pat00141

    Figure 112023003618119-pat00142

    Figure 112023003618119-pat00143

    Figure 112023003618119-pat00144

    Figure 112023003618119-pat00145

    Figure 112023003618119-pat00146

    Figure 112023003618119-pat00147

    Figure 112023003618119-pat00148

    Figure 112023003618119-pat00149

    Figure 112023003618119-pat00150

    Figure 112023003618119-pat00151

    Figure 112023003618119-pat00152
    .
  14. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층;
    상기 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고,
    상기 발광층은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure 112023003618119-pat00184
    Figure 112023003618119-pat00185

    상기 화학식 1-1 및 1-2에서,
    Cy2 및 Cy3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리이고,
    Cy2 또는 Cy3가 치환되는 경우, 치환기는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기이고,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 하기 화학식 3으로 표시되며,
    R1 내지 R4 중 적어도 어느 하나는 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기이고:
    [화학식 3]
    Figure 112023003618119-pat00155

    상기 화학식 3에서,
    L은 직접결합(direct linkage) 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기이고,
    R5 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아릴 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이며,
    X는 CR15R16, SiR17R18, GeR19R20, NR21, O 또는 S이고,
    R15 내지 R21은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기이고, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물은
    일중항(singlet) 에너지 준위 및 삼중항(triplet) 에너지 준위 차이의 절대 값이 0.2eV 이하인 것인 유기 전계 발광 소자.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물은
    열 활성 지연 형광 발광용 재료인 것인 유기 전계 발광 소자.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 다환 화합물은 하기 화학식 1-3 내지 1-8 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 1-3] [화학식 1-4]
    Figure 112023003618119-pat00156
    Figure 112023003618119-pat00157

    [화학식 1-5] [화학식 1-6]
    Figure 112023003618119-pat00158
    Figure 112023003618119-pat00159

    [화학식 1-7] [화학식 1-8]
    Figure 112023003618119-pat00160
    Figure 112023003618119-pat00161

    상기 화학식 1-3 및 1-4에서,
    Y는 O 또는 NR22이고,
    R22는 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이며,
    Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기이고,
    상기 화학식 1-7에서,
    Z는 O 또는 NR23이고,
    R23은 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 15 이하의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이며,
    상기 화학식 1-3 내지 화학식 1-8에서,
    R1 내지 R4는 청구항 14에서 정의한 바와 동일하다.
  18. 제14항에 있어서,
    R2 및 R3 중 하나는 상기 화학식 3으로 표시되고,
    R2 및 R3 중 나머지 하나, R1 및 R4는 수소인 것인 유기 전계 발광 소자.
  19. 제14항에 있어서,
    L이 직접결합인 것인 유기 전계 발광 소자.
  20. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층;
    상기 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고,
    상기 발광층은 하기 화합물군 1에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 어느 하나의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자:
    [화합물군 1]
    Figure 112023003618119-pat00162

    Figure 112023003618119-pat00163

    Figure 112023003618119-pat00164

    Figure 112023003618119-pat00165

    Figure 112023003618119-pat00166

    Figure 112023003618119-pat00167

    Figure 112023003618119-pat00168

    Figure 112023003618119-pat00169

    Figure 112023003618119-pat00170

    Figure 112023003618119-pat00171

    Figure 112023003618119-pat00172

    Figure 112023003618119-pat00173

    Figure 112023003618119-pat00174

    Figure 112023003618119-pat00175

    Figure 112023003618119-pat00176
    .
KR1020160068876A 2016-06-02 2016-06-02 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Active KR102545509B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160068876A KR102545509B1 (ko) 2016-06-02 2016-06-02 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
JP2016135891A JP2017218442A (ja) 2016-06-02 2016-07-08 多環化合物及び多環化合物を含む有機電界発光素子
US15/474,030 US10714693B2 (en) 2016-06-02 2017-03-30 Polycyclic compound and organic electroluminescence device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160068876A KR102545509B1 (ko) 2016-06-02 2016-06-02 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170137262A KR20170137262A (ko) 2017-12-13
KR102545509B1 true KR102545509B1 (ko) 2023-06-21

Family

ID=60483886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160068876A Active KR102545509B1 (ko) 2016-06-02 2016-06-02 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10714693B2 (ko)
JP (1) JP2017218442A (ko)
KR (1) KR102545509B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102719524B1 (ko) * 2018-12-10 2024-10-22 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물
CA3226162A1 (en) 2021-07-09 2023-01-12 Plexium, Inc. Aryl compounds and pharmaceutical compositions that modulate ikzf2
CN115636819A (zh) * 2022-10-27 2023-01-24 清华大学 一种发光材料及其应用以及包含其的有机电致发光器件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005139390A (ja) * 2003-11-10 2005-06-02 Sony Corp 含クマリン発光性有機材料及び有機ｅｌ素子
WO2010091747A1 (de) * 2009-02-16 2010-08-19 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur durchführung von oxidationsreaktionen mit hilfe eines induktiv erwärmten heizmediums
JP2011032241A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 芳香族置換脂肪族ケトン化合物の製造方法
WO2016042070A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-24 Cynora Gmbh Organische moleküle zur verwendung als emitter

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2659076B2 (ja) * 1990-12-26 1997-09-30 三井東圧化学株式会社 感光体
JPH04300991A (ja) * 1991-03-29 1992-10-23 Mitsui Toatsu Chem Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3888738B2 (ja) * 1996-07-30 2007-03-07 三井化学株式会社 有機電界発光素子
JP4411709B2 (ja) * 1999-11-02 2010-02-10 凸版印刷株式会社 キノロン誘導体ならびにそれを使用した有機ｅｌ素子
JP2002363208A (ja) * 2001-06-07 2002-12-18 Fuji Photo Film Co Ltd 光重合性組成物及びそれを用いた記録材料
JP2002363207A (ja) * 2001-06-07 2002-12-18 Fuji Photo Film Co Ltd 光重合性組成物及びそれを用いた記録材料
KR20060041223A (ko) * 2003-07-11 2006-05-11 가부시끼가이샤 하야시바라 세이부쓰 가가꾸 겐꾸조 아민화합물과 그 용도
DE10355786A1 (de) * 2003-11-26 2005-06-30 Covion Organic Semiconductors Gmbh Konjugierte Polymere, deren Darstellung und Verwendung
KR100669717B1 (ko) * 2004-07-29 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자
TWI237523B (en) * 2004-09-22 2005-08-01 Ritdisplay Corp Organic electroluminescent material and organic electroluminescent device by using the same
JP2006219623A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Toyo Ink Mfg Co Ltd 蛍光材料
US8231983B2 (en) 2005-04-18 2012-07-31 Konica Minolta Holdings Inc. Organic electroluminescent device, display and illuminating device
ES2601525T3 (es) * 2005-11-14 2017-02-15 Purdue Research Foundation Indenoisoquinolinas N-sustituidas y síntesis de las mismas
JP2007206600A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 感光性平版印刷版材料及びその製版方法
JP2008214328A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Tokyo Kasei Kogyo Kk 新規クマリン誘導体
KR101462535B1 (ko) * 2007-10-15 2014-11-19 삼성디스플레이 주식회사 인덴 유도체 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
JP2010135177A (ja) * 2008-12-04 2010-06-17 Sony Corp 色変換膜、色変換基板、色変換フィルタ基板、および有機電界発光素子、並びに色変換フィルタ基板の製造方法
JP2010156881A (ja) * 2008-12-29 2010-07-15 Fujifilm Corp 感光性組成物、着色感光性組成物、カラーフィルタ、および液晶表示装置
US20100295444A1 (en) 2009-05-22 2010-11-25 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device
JP5382711B2 (ja) * 2009-09-07 2014-01-08 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 光照射によって誘電率が変化する膜を用いた電子デバイス
CN102102015B (zh) * 2009-12-21 2013-12-18 中国科学院理化技术研究所 香豆素衍生物类有机电致发光材料及其制备方法和应用
JP5618753B2 (ja) 2010-04-26 2014-11-05 キヤノン株式会社 有機発光素子
JP2012094222A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Fujifilm Corp 同時２光子吸収記録材料
US9153788B2 (en) 2011-12-02 2015-10-06 Kyushu University National University Corporation Organic light-emitting device, and delayed fluorescent material and compound used therefor
CN103374234B (zh) * 2012-04-11 2016-03-30 中国科学院理化技术研究所 一类基于香豆素的近红外的荧光染料及其制备方法与应用
US9685615B2 (en) * 2013-07-03 2017-06-20 Kyulux, Inc. Light emitting material, delayed fluorescent emitter, organic light emitting device, and compound
KR102195601B1 (ko) 2013-09-09 2020-12-30 엘지디스플레이 주식회사 정공 주입 특성을 구비한 유기 화합물 및 그를 이용한 유기 발광 소자와 디스플레이 장치
CN103497541B (zh) * 2013-10-23 2015-08-05 邢柯君 一种复合染色剂及其制备方法
CN103740359B (zh) 2013-12-27 2015-05-20 深圳市华星光电技术有限公司 热激活延迟荧光材料、其合成方法及使用该热激活延迟荧光材料的oled器件
KR101678294B1 (ko) * 2014-02-05 2016-11-21 주식회사 엘지화학 플러렌 유도체, 이를 이용한 유기 태양 전지 및 이의 제조 방법
DE102014106986B4 (de) * 2014-02-14 2023-10-12 Samsung Display Co., Ltd. Organische Moleküle mit kleinen Triplett-Singulett-Energieabständen für eine effektive verzögerte Fluoreszenz zur Anwendung in opto-elektronischen Vorrichtungen
KR102397222B1 (ko) * 2014-09-22 2022-05-13 유디씨 아일랜드 리미티드 고효율의 형광 유기 발광 소자
WO2016045765A1 (de) * 2014-09-24 2016-03-31 Merck Patent Gmbh Materialien für organische elektrolumineszenzvorrichtungen
CN104311543B (zh) * 2014-09-25 2017-07-07 浙江工业大学 一种含香豆素的三芳胺类染料敏化剂的合成及应用
JP6622484B2 (ja) * 2015-05-11 2019-12-18 国立大学法人九州大学 発光材料、有機発光素子および化合物
CN105503766B (zh) * 2015-12-18 2018-06-22 昆山国显光电有限公司 一种热活化延迟荧光材料及有机电致发光器件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005139390A (ja) * 2003-11-10 2005-06-02 Sony Corp 含クマリン発光性有機材料及び有機ｅｌ素子
WO2010091747A1 (de) * 2009-02-16 2010-08-19 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur durchführung von oxidationsreaktionen mit hilfe eines induktiv erwärmten heizmediums
JP2011032241A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 芳香族置換脂肪族ケトン化合物の製造方法
WO2016042070A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-24 Cynora Gmbh Organische moleküle zur verwendung als emitter

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Organic Letters, Vol. 14, pp. 2710-2713(2012.05.15.)*
Tetrahedron Letters, Vol. 55, pp. 2420-2422(2014.03.06.)*
The Journal of Organic Chemistry, Vol. 68, pp. 9423-9432(2003.10.31.)*

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017218442A (ja) 2017-12-14
US10714693B2 (en) 2020-07-14
US20170352817A1 (en) 2017-12-07
KR20170137262A (ko) 2017-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112110945B (zh) 有机电致发光装置及用于有机电致发光装置的稠合多环化合物
JP2024020205A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物
KR102651014B1 (ko) 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102672246B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102666512B1 (ko) 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102631944B1 (ko) 방향족 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102567881B1 (ko) 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102473616B1 (ko) 함인 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
US11276836B2 (en) Organic electroluminescence device and polycyclic compound for organic electroluminescence device
KR102639784B1 (ko) 모노아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102757686B1 (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 스피로 화합물
KR20200007111A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물
KR20210118293A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 축합환 화합물
KR20210070453A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 축합다환 화합물
KR20200120822A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물
KR20210038785A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 화합물
KR102399932B1 (ko) 열 활성 지연 형광용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102783283B1 (ko) 방향족 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102668795B1 (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물
KR20250017273A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 모노아민 화합물
KR102545509B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102362796B1 (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102428159B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102736371B1 (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR102405140B1 (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20160602

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20210422

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20160602

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20221111

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20230324

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20230615

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20230616

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration