KR102142193B1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR102142193B1
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Abstract

본 명세서는 화학식 1의 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 11월 16일에 한국특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2017-0153131호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 명세서에 포함된다.
유기발광소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기발광소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기박막의 재료로서, 정공주입, 정공수송, 전자블록킹, 정공블록킹, 전자수송 또는 전자주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기발광소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
국제 특허 출원 공개 제2003-012890호
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018114269736-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
m은 0 내지 7의 정수이고, m이 2 이상인 경우, 상기 R1은 서로 같거나 상이하고,
n은 0 내지 8의 정수이며, n이 2 이상인 경우, 상기 R2는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 출원은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 전술한 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에 사용되어, 유기 발광 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자 주입 및 수송층(7) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 1-4의 질량분석 스펙트럼이다.
도 4는 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 1-56의 질량분석 스펙트럼이다.
도 5는 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 1-113의 질량분석 스펙트럼이다.
도 6은 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 2-2의 질량분석 스펙트럼이다.
도 7은 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 2-16의 질량분석 스펙트럼이다.
도 8은 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 2-41의 질량분석 스펙트럼이다.
도 9는 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 3-16의 질량분석 스펙트럼이다.
도 10은 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 3-38의 질량분석 스펙트럼이다.
도 11은 본원 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 3-42의 질량분석 스펙트럼이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018114269736-pat00002
상기 화학식 1에 있어서,
Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
m은 0 내지 7의 정수이고, m이 2 이상인 경우, 상기 R1은 서로 같거나 상이하고,
n은 0 내지 8의 정수이며, n이 2 이상인 경우, 상기 R2는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서에 따른 화학식 1의 화합물은 2개의 안트라센기가 결합한 구조로, 1개의 안트라센기가 결합한 구조보다 좋은 양자효율을 나타내고, 하기 화학식의 4, 5, 10'번에 치환기가 도입된 경우, 분자 오비탈이 대칭적으로 안트라센 구조 위에 분포하게 되어 안트라센 고유의 광학적 특성을 최적화한다. 이로 인하여 소자를 제작하였을 때, 우수한 전기발광 특성을 가지게 된다.
Figure 112018114269736-pat00003
본 명세서에서 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; 할로겐기; 알킬기; 아릴기; 및 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 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 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-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 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 24인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라센기, 페난트렌기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이센기, 플루오렌기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se, Si 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 헤테로고리기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60 또는 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 피라지노피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 디벤조퓨란기, 벤조실롤기, 디벤조실롤기, 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl group), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기, 페노옥사지닐기, 및 이들의 축합구조 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 과 Ar2가 서로 동일하다는 것은 치환기의 종류 및 결합위치가 동일한 것을 의미한다. 또한, 상기 Ar1 및 Ar2가 동일한 경우가 Ar1와 Ar2가 상이한 경우보다 유기합성이 용이하고, 또한 분자오비탈이 대칭적으로 안트라센 구조 위에 분포하게되어 안트라센 고유의 광학적 특성을 최적화한다. 이로 인하여 소자를 제작하였을 때, 우수한 전기발광 특성을 가지게 된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 S 또는 O를 포함하는 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조티오펜기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 중수소, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조티오펜기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기; 또는 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 S 또는 O를 포함하는 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조티오펜기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 중수소, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 중수소, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조티오펜기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기; 또는 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기이다
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 수소이고, 상기 R2는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 중수소이고, 상기 R2는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이고, Ar3은 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, Ar3은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택된다.
Figure 112018114269736-pat00004
Figure 112018114269736-pat00005
Figure 112018114269736-pat00006
Figure 112018114269736-pat00007
Figure 112018114269736-pat00008
Figure 112018114269736-pat00009
Figure 112018114269736-pat00010
Figure 112018114269736-pat00011
Figure 112018114269736-pat00012
Figure 112018114269736-pat00013
Figure 112018114269736-pat00014
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Figure 112018114269736-pat00023
Figure 112018114269736-pat00024
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에서 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 명세서에서 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 출원의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자의 대표 적인 예로서, 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 호스트로 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 청색 호스트로 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 호스트로 포함한고, 도펀트 화합물을 더 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 호스트로 포함한고, 청색 도펀트 화합물을 더 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물과 도펀트 화합물을 1:1 내지 100:1 의 중량비로 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물과 도펀트 화합물을 10:1 내지 100:1 의 중량비로 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트 화합물을 아민계 화합물이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트 화합물을 피렌계 화합물이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트 화합물은 하기 화학식 10으로 표시된다.
[화학식 10]
Figure 112018114269736-pat00025
상기 화학식 10에 있어서, Ar10 내지 Ar13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 10에 있어서, Ar10 내지 Ar13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 10에 있어서, Ar10 내지 Ar13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 알킬기, 니트릴기, 아릴기, 알킬실릴기, 또는 알킬게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기; 또는 중수소, 알킬기, 니트릴기, 아릴기, 알킬실릴기, 또는 알킬게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 10에 있어서, Ar10 내지 Ar13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기; 또는 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 10에 있어서, Ar10 내지 Ar13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 또는 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar10 내지 Ar13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar10 내지 Ar13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar10 내지 Ar13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프틸기;디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar10 및 Ar12는 치환 또는 비치환된아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar10 및 Ar12는 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar10 및 Ar12는 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar10 및 Ar12는 메틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11 및 Ar13은 치환 또는 비치환된헤테로고리기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11 및 Ar13은 치환 또는 비치환된디벤조퓨란기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11 및 Ar13은 디벤조퓨란기 또는 디벤조티오펜기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 10으로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
Figure 112018114269736-pat00026
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층 또는 정공저지층을 포함하고, 상기 전자저지층 또는 정공저지층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 주입 및 수송층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸릴기 또는 벤조카바졸릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자주입 및 수송층(7) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서 상기 화합물은 상기 정공주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(3) 및 전자 수송층(7) 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자 주집 및 수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 출원의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 출원의 화합물, 즉 상기 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 출원의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 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 및 전자 수송층을 포함하는 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 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 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(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 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, 루브렌 등이 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 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 화합물, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송 층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로, 전자 수송 물질로는 음극으로부터 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, 음극으로부터의 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 음극 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 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 제조예 >
제조예 1. 화학식 A의 제조
Figure 112018114269736-pat00027
1) 화학식 A-1의 제조
1,8-디클로로안트라센 50g (1.0 eq)을 클로로포름 (500ml)에 녹인 후 N-브로모숙신이미드 (NBS) 36g (1.0 eq)을 넣고, 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 반응물을 물에 부어서 유기층을 층분리하여 추출하였다. 추출된 유기층을 황산 마그네슘으로 건조하고 감압 증류 후 에탄올로 재결정하여 화합물 A-1 51g (수율 77 %)를 얻었다. [M+H]=327
2) 화학식 A-2의 제조
화학식 A-1 50 g (1.0 eq) 에 안트라센-9-일보론산 35.76g (1.05eq), Pd(PPh3)4 5.32 g (0.03 eq), K2CO3 63.59 g (3.00 eq) 을 테트라하이드로퓨란(THF) 500ml에 넣고 환류하여 약 3시간 동안 교반했다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액에서 유기층을 층 분리하고 유기층을 황산 마그네슘으로 건조하고 감압 증류 후 톨루엔/에틸아세테이트로 재결정하여 화학식 A-2 48g (수율 74%)을 얻었다. [M+H]=424
3) 화학식 A의 제조
화학식 A-2 40g (1.0eq)을 클로로포름 (400ml)에 녹인 후 N-브로모숙신이미드 (NBS) 16.82g (1.0eq)을 넣고, 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 반응물을 물에 부어서 유기층을 층분리하여 추출하였다. 추출된 유기층을 황산 마그네슘으로 건조하고 감압 증류 후 에탄올로 재결정하여 화학식 A 33g (수율 70%)을 얻었다. [M+H]=503
제조예 2. 화학식 B의 제조
Figure 112018114269736-pat00028
1) 화학식 B-2의 제조
안트라센-9-일보론산 대신에 중수소-치환된 안트라센-9-일보론산을 사용하여 화학식 A-2의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 B-2를 합성했다. [M+H]=433
2) 화학식 B의 제조
화학식 A-2 대신 화학식 B-2를 사용하여 화학식 A의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 B를 합성했다. [M+H]=511
제조예 3. 화학식 C의 제조
Figure 112018114269736-pat00029
1) 화학식 C-1의 제조
1,8-디클로로안트라센 대신에 중수소-치환된 1,8-디클로로안트라센을 사용하여 화학식 A-1의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 C-1을 합성했다. [M+H]=334
2) 화학식 C-2의 제조
화학식 A-1 대신에 화학식 C-1을 사용하여 화학식 A-2의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 C-2를 합성했다. [M+H]=431
3) 화학식 C의 제조
화학식 A-2 대신 화학식 C-2를 사용하여 화학식 A의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 C를 합성했다. [M+H]=511
제조예 4. 화학식 D의 제조
Figure 112018114269736-pat00030
1) 화학식 D-2의 제조
화학식 A-1 대신에 화학식 C-1을 사용하고, 안트라센-9-일보론산 대신에 중수소-치환된 안트라센-9-일보론산을 사용하여 화학식 A-2의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 D-2를 합성했다. [M+H]=439
2) 화학식 D의 제조
화학식 A-2 대신 화학식 D-2를 사용하여 화학식 A의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 D를 합성했다. [M+H]=518
< 합성예 >
합성예 1
Figure 112018114269736-pat00031
화학식 A 10.0 g (1.0 eq), [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 3.94 g (1 eq), Pd(PPh3)4 0.09 g (0.004 eq)을 테트라하이드로퓨란(THF) 150 ml 에 녹이고, 물 30ml에 녹인 K2CO3 8.26 g (3.0 eq)를 넣어서 환류하여 교반했다. 3 시간 후 반응이 종료되면 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액에서 유기층을 층 분리하고 유기층을 황산 마그네슘으로 건조하고 감압 증류 후 톨루엔/에틸아세테이트로 재결정하여 여과하여 화합물 1-4-a 8.52 g (수율 74 %)을 얻었다. [M+H]=577
화합물 1-4-a 8 g (1.0 eq), [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 6.06 g (2.2 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.14 g (0.02 eq) 를 다이옥산 200ml에 넣고 물 45ml에 녹인 K3PO4 14.75 g (5.0 eq)를 넣어서 환류하여 교반했다. 6 시간 후 반응이 종료되면 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액에서 유기층을 층 분리하고 유기층을 황산 마그네슘으로 건조하고 감압 증류 후 톨루엔/에틸아세테이트로 재결정하여 여과하여 화합물 1-4를 7.67 g (수율 68 %) 얻었다. [M+H]=812
상기 화합물 1-4의 질량분석 스펙트럼을 도 3에 나타내었다.
합성예 2
Figure 112018114269736-pat00032
화학식 A 대신에 화학식 C를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (4-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-11-a를 얻었다. [M+H]=670
화합물 1-4-a 대신에 화합물 1-11-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, [1,1':3',1''-터페닐]-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-11을 합성하였다. [M+H]=1086
합성예 3
Figure 112018114269736-pat00033
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)보론산을 사용하여 화학식 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-37-a를 얻었다. [M+H]=617
화합물 1-4-a 대신에 화합물 1-37-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, (9,9-디페닐-9H-플루오렌-4-일)보론산을 사용하여 화학식 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 1-37을 합성하였다. [M+H]=1181
합성예 4
Figure 112018114269736-pat00034
화학식 A 대신에 화학식 B를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 벤조[b]나프토[1,2-d]티오펜-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-56-a를 얻었다. [M+H]=664
화합물 1-4-a 대신에 화합물 1-56-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 나프탈렌-1-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-56을 합성하였다. [M+H]=848
상기 화합물 1-56의 질량분석 스펙트럼을 도 4에 나타내었다.
합성예 5
Figure 112018114269736-pat00035
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (3-(벤조[b]나프토[2,3-d]티오펜-1-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-63-a를 얻었다. [M+H]=733
화합물 1-4-a 대신에 화합물 1-63-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, (4-(페난트렌-9-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-63을 합성하였다. [M+H]=1168
합성예 6
Figure 112018114269736-pat00036
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 벤조[b]나프토[2,1-d]티오펜-9-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-78-a를 얻었다. [M+H]=657
화합물 1-4-a 대신에 화합물 1-78-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 9,9'-스피로비[플루오렌]-2-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-78을 합성하였다. [M+H]=1217
합성예 7
Figure 112018114269736-pat00037
화학식 A 대신에 화학식 B를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (4-(나프토[2,1-b]벤조퓨란-5-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-82-a를 얻었다. [M+H]=725
화합물 1-4-a 대신에 화합물 1-82-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에 중수소-치환된 페닐보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-82을 합성하였다. [M+H]=808
합성예 8
Figure 112018114269736-pat00038
화학식 A 대신에 화학식 D를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 나프토[2,3-b]벤조퓨란-1-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-90-a를 얻었다. [M+H]=656
화합물 1-4-a 대신에 화합물 1-90-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에 [1,1':3',1''-터페닐]-5'-일 보론산사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-90을 합성하였다. [M+H]=1043
합성예 9
Figure 112018114269736-pat00039
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 나프토[1,2-b]벤조퓨란-9-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-113-a를 얻었다. [M+H]=640
화합물 1-4-a 대신에 화합물 1-113-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, (4-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 1-113을 합성하였다. [M+H]=1108
상기 화합물 1-113의 질량분석 스펙트럼을 도 5에 나타내었다.
합성예 10
Figure 112018114269736-pat00040
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 중수소-치환된 페닐보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-2-a를 얻었다. [M+H]=505
화합물 1-4-a 대신에 화합물 2-2-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 벤조[b]티오펜-6-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-2을 합성하였다. [M+H]=701
상기 화합물 2-2의 질량분석 스펙트럼을 도 6에 나타내었다.
합성예 11
Figure 112018114269736-pat00041
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 나프탈렌-1-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-16-a를 얻었다. [M+H]=550
화합물 1-4-a 대신에 화합물 2-16-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 벤조[b]나프토[2,1-d]티오펜-6-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-16을 합성하였다. [M+H]=946
상기 화합물 2-16의 질량분석 스펙트럼을 도 7에 나타내었다.
합성예 12
Figure 112018114269736-pat00042
화학식 A 대신에 화학식 B를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (9,9-디페닐-9H-플루오렌-4-일)보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-37-a를 얻었다. [M+H]=749
화합물 1-4-a 대신에 화합물 2-37-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에 (2-(벤조[b]나프토[1,2-d]티오펜-11-일)페닐)보론산사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-37을 합성하였다. [M+H]=1314
합성예 13
Figure 112018114269736-pat00043
화학식 A 대신에 화학식 C를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 벤조 [b]나프토[2,1-d] 티오펜-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-41-a를 얻었다. [M+H]=664
화합물 1-4-a 대신에 화합물 2-41-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 벤조[b]티오펜-7-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-41을 합성하였다. [M+H]=859
상기 화합물 2-41의 질량분석 스펙트럼을 도 8에 나타내었다.
합성예 14
Figure 112018114269736-pat00044
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (2-(디벤조[b,d]티오펜-3-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-59-a를 얻었다. [M+H]=683
화합물 1-4-a 대신에 화합물 2-59-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 벤조[b]나프토[2,1-d]티오펜-9-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-59을 합성하였다. [M+H]=1078
합성예 15
Figure 112018114269736-pat00045
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 디벤조[b,d]티오펜-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-65-a를 얻었다. [M+H]=607
화합물 1-4-a 대신에 화합물 2-65-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 벤조[b]나프토[2,3-d]티오펜-10-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-65을 합성하였다. [M+H]=1002
합성예 16
Figure 112018114269736-pat00046
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 나프토[2,1-b]벤조퓨란-2-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-89-a를 얻었다. [M+H]=641
화합물 1-4-a 대신에 화합물 2-89-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, (4-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-89을 합성하였다. [M+H]=1088
합성예 17
Figure 112018114269736-pat00047
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 나프토[1,2-b]벤조퓨란-7-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-94-a를 얻었다. [M+H]=641
화합물 1-4-a 대신에 화합물 2-94-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 벤조[b]나프토[2,1-d]티오펜-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-94을 합성하였다. [M+H]=1036
합성예 18
Figure 112018114269736-pat00048
화학식 A 대신에 화학식 D를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 디벤조[b,d]퓨란-1-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-115-a를 얻었다. [M+H]=605
화합물 1-4-a 화합물 화학식 2-115-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에 (3-(벤조[b]나프토[1,2-d]티오펜-2-일)페닐)보론산사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 2-115을 합성하였다. [M+H]=1153
합성예 19
Figure 112018114269736-pat00049
화학식 A 대신에 화학식 D를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 나프탈렌-1-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-16-a를 얻었다. [M+H]=565
화합물 1-4-a 대신에 화합물 3-16-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에 나프토[1,2-b]벤조퓨란-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-16을 합성하였다. [M+H]=929
상기 화합물 3-16의 질량분석 스펙트럼을 도 9에 나타내었다.
합성예 20
Figure 112018114269736-pat00050
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 페난트렌-3-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-20-a를 얻었다. [M+H]=601
화합물 1-4-a 대신에 화합물 3-20-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 나프토[2,3-b]벤조퓨란-7-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-20을 합성하였다. [M+H]=964
합성예 21
Figure 112018114269736-pat00051
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 [1,1'-비페닐]-2-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-38-a를 얻었다. [M+H]=577
화합물 1-4-a 대신에 화합물 3-38-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 나프토[2,1-b]벤조퓨란-8-일 보론산 을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-38을 합성하였다. [M+H]=940
상기 화합물 3-38의 질량분석 스펙트럼을 도 10에 나타내었다.
합성예 22
Figure 112018114269736-pat00052
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 디벤조[b,d]티오펜-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-42-a를 얻었다. [M+H]=607
화합물 1-4-a 대신에 화합물 3-42-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 디벤조[b,d]퓨란-3-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-42을 합성하였다. [M+H]=870
상기 화합물 3-42의 질량분석 스펙트럼을 도 11에 나타내었다.
합성예 23
Figure 112018114269736-pat00053
화학식 A 대신에 화학식 B를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (4-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-68-a를 얻었다. [M+H]=691
화합물 1-4-a 화합물 화학식 3-68-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에 나프토[2,3-b]벤조퓨란-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-68을 합성하였다. [M+H]=1054
합성예 24
Figure 112018114269736-pat00054
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (3-(벤조[b]티오펜-5-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-70-a를 얻었다. [M+H]=633
화합물 1-4-a 대신에 화합물 3-70-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, (4-(나프토[2,1-b]벤조퓨란-5-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-70을 합성하였다. [M+H]=1148
합성예 25
Figure 112018114269736-pat00055
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 (4-(나프토[2,1-b]벤조퓨란-9-일)페닐)보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-84-a를 얻었다. [M+H]=717
화합물 1-4-a 대신에 화합물 3-84-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 디벤조[b,d]퓨란-1-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-84을 합성하였다. [M+H]=980
합성예 26
Figure 112018114269736-pat00056
화학식 A 대신에 화학식 C를 사용하고, [1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 디벤조[b,d]퓨란-4-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-91-a를 얻었다. [M+H]=598
화합물 1-4-a 화합물 화학식 3-91-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 나프토[1,2-b]벤조퓨란-8-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-91을 합성하였다. [M+H]=961
합성예 27
Figure 112018114269736-pat00057
[1,1'-비페닐]-4-일 보론산 대신에 나프토[2,3-b]벤조퓨란-7-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4-a의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-114-a를 얻었다. [M+H]=641
화합물 1-4-a 대신에 화합물 3-114-a를 사용하고, [1,1'-비페닐]-3-일 보론산 대신에, 나프토[2,1-b]벤조퓨란-1-일 보론산을 사용하여 화합물 1-4의 제조 방법과 같은 방법으로 화합물 3-114을 합성하였다. [M+H]=1004
실험예
비교예 1
ITO(indium tin oxide)가 1,500Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 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 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
Figure 112018114269736-pat00058
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화학식의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(400Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
Figure 112018114269736-pat00059
이어서, 상기 정공 수송층 위에 발광층 호스트로 하기 화학식의 9-(나프탈렌-1-일)-10-(나프탈렌-2-일)안트라센(BH-1)을 300Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
Figure 112018114269736-pat00060
상기 발광층을 증착하면서 청색 발광 도판트로 하기 화합물 N4,N9-비스(디벤조퓨란-4-일)-N4,N9-디-m-톨릴피렌-4,9-디아민(BD1)을 4중량% 사용하였다.
Figure 112018114269736-pat00061
상기 발광층 위에 하기 화학식의 Alq3(알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린))를 200Å의 두께로 진공 증착하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
Figure 112018114269736-pat00062
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2Х10-7~ 5Х10-8 torr를 유지하였다.
Figure 112018114269736-pat00063
< 비교예 2>
청색 발광층 호스트 재료로써 BH-1 대신 상기 BH-2를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
< 비교예 3>
청색 발광층 호스트 재료로써 BH-1 대신 상기 BH-3을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
< 비교예 4>
청색 발광층 호스트 재료로써 BH-1 대신 상기 BH-4을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
< 비교예 5>
청색 발광층 호스트 재료로써 BH-1 대신 상기 BH-5을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
< 비교예 6>
청색 발광층 호스트 재료로써 BH-1 대신 상기 BH-6을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
< 실시예 1 내지 27>
청색 발광층 호스트 재료로써 BH-1 대신 하기 표 1에서와 같이 화합물 1 내지 27을 각각 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
상기 비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 27과 같이 각각의 화합물을 청색 호스트 물질로 사용하여 제조한 유기 발광 소자를 20 mA/cm2 의 전류 밀도에서 실험한 결과를 표 1 에 나타내었다.
실험예 호스트 물질 전압 (V) 효율 (Cd/A) 수명 T97% (시간)
비교예 1 BH-1 5.44 6.02 110
비교예 2 BH-2 5.54 6.12 95
비교예 3 BH-3 5.88 6.10 35
비교예 4 BH-4 5.76 5.92 32
비교예 5 BH-5 5.69 5.76 95
비교예 6 BH-6 5.58 5.82 92
실시예 1 합성예 1 5.38 6.93 141
실시예 2 합성예 2 5.22 7.12 157
실시예 3 합성예 3 5.26 7.00 120
실시예 4 합성예 4 5.35 7.05 138
실시예 5 합성예 5 5.20 6.97 161
실시예 6 합성예 6 5.18 6.89 165
실시예 7 합성예 7 5.33 7.02 158
실시예 8 합성예 8 5.40 6.89 149
실시예 9 합성예 9 5.32 7.08 125
실시예 10 합성예 10 5.29 7.03 108
실시예 11 합성예 11 5.38 7.06 109
실시예 12 합성예 12 5.21 7.13 104
실시예 13 합성예 13 5.26 6.99 115
실시예 14 합성예 14 5.27 6.97 115
실시예 15 합성예 15 5.12 7.00 160
실시예 16 합성예 16 5.05 7.10 142
실시예 17 합성예 17 5.25 7.01 145
실시예 18 합성예 18 5.18 7.13 132
실시예 19 합성예 19 5.09 7.11 130
실시예 20 합성예 20 5.25 6.87 143
실시예 21 합성예 21 5.19 6.98 138
실시예 22 합성예 22 5.31 6.85 145
실시예 23 합성예 23 5.14 7.05 120
실시예 24 합성예 24 5.26 6.88 140
실시예 25 합성예 25 5.28 6.84 151
실시예 26 합성예 26 5.35 6.92 143
실시예 27 합성예 27 5.11 6.99 137
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자 주입 및 수송층

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112020029555158-pat00064

    상기 화학식 1에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
    Ar3은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    m은 0 내지 7의 정수이고, m이 2 이상인 경우, 상기 R1은 서로 같거나 상이하고,
    n은 0 내지 8의 정수이며, n이 2 이상인 경우, 상기 R2는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일한 것인 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 또는 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar3은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar3은 치환 또는 비치환된 아릴기인 것인 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기이고, Ar3은 치환 또는 비치환된 헤테로고리기인 것인 화합물.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure 112020029555158-pat00097

    Figure 112020029555158-pat00098

    Figure 112020029555158-pat00099

    Figure 112020029555158-pat00100

    Figure 112020029555158-pat00101

    Figure 112020029555158-pat00102

    Figure 112020029555158-pat00103
  11. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 적어도 하나는 청구항 1 내지 7, 및 10 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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