KR102552978B1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102552978B1
KR102552978B1 KR1020210049238A KR20210049238A KR102552978B1 KR 102552978 B1 KR102552978 B1 KR 102552978B1 KR 1020210049238 A KR1020210049238 A KR 1020210049238A KR 20210049238 A KR20210049238 A KR 20210049238A KR 102552978 B1 KR102552978 B1 KR 102552978B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
substituted
compound
present specification
unsubstituted
Prior art date
Application number
KR1020210049238A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210147877A (ko
Inventor
최지영
홍완표
이우철
김훈준
하재승
김주호
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20210147877A publication Critical patent/KR20210147877A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102552978B1 publication Critical patent/KR102552978B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/02—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D493/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04—Ortho-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
    • C07D491/04—Ortho-condensed systems
    • C07D491/044—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C07D491/048—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
    • 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
    • C07D495/04—Ortho-condensed systems
    • 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]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • 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
    • H10K50/15—Hole transporting 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
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection 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]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection 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
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/622—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing four rings, e.g. pyrene
    • 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
    • H10K85/626—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-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
    • H10K85/649—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
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • 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
    • 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
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • 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
    • H10K50/165—Electron transporting layers comprising dopants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING SAME}
본 출원은 2020년 5월 29일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2020-0065306호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
KR 10-2016-0026661 A
Org. Biomol Chem., 2018, 16, 6703-6707 Organic Electronics 57 (2018) 359-366
본 명세서에서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112021044096011-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; S; 또는 NRc이고,
Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
n9는 0 내지 3의 정수이고, n9가 2 이상인 경우, 2 이상의 R9는 서로 같거나 상이하고,
n10은 0 내지 4의 정수이고, n10이 2 이상인 경우, 2 이상의 R10은 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공주입과 정공수송, 전자차단, 발광, 정공차단, 전자수송, 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 기존 유기 발광 소자에 비하여, 낮은 구동전압, 고효율 및/또는 장수명의 효과가 있다.
도 1은 기판(1), 애노드(2), 발광층(5) 및 캐소드(8)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 애노드(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(5), 전자수송층(6), 전자주입층(7) 및 캐소드(8)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서, 화합물의 중수소 치환율은 TLC-MS (Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry)를 사용하여, 반응의 종결시점에서 분자량들이 이루는 분포의 max. 값을 기준으로 치환율을 계산하는 방법 또는 NMR을 이용한 정량분석 방법으로, Internal standard로 DMF를 첨가하고, 1H　NMR 상의 integration 비율을 이용하여　총　peak의 적분량으로부터 D-치환율을 계산하는 방법을 통하여 파악할 수 있다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure 112021044096011-pat00002
또는 점선은 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
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; 니트릴기(-CN); 니트로기; 히드록시기; 아미노기; 실릴기; 붕소기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬기; 시클로알킬기; 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 수도 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 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.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 및 아릴기로 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.
본 명세서에 있어서, 중수소로 N% 치환되었다는 것은 해당 구조에서 이용가능한 수소의 N%가 중수소로 치환되는 것을 의미한다. 예를 들어, 디벤조퓨란에서 중수소로 25% 치환되었다고 하면, 디벤조퓨란의 8개의 수소 중 2개가 중수소로 치환된 것을 의미한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 요오드(-I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiYaYbYc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ya, Yb 및 Yc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BYdYe의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Yd 및 Ye는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 헵틸기, n-헵틸기, 옥틸기, n-옥틸기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 것을 제외하고는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 기재된 알킬기, 알콕시기 및 그 외 알킬기 부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
본 명세서에 있어서, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알키닐기는 탄소원자와 탄소원자 사이에 삼중결합을 포함하는 치환기로서, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2이며, 상기 아민기에는 전술한 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기, 알케닐기, 시클로알킬기 및 이들의 조합 등이 치환될 수 있다. 상기 치환된 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아민기의 탄소수는 1 내지 20이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아민기의 탄소수는 1 내지 10이다. 치환된 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 9,9-디메틸플루오레닐페닐아민기, 피리딜페닐아민기, 디페닐아민기, 페닐피리딜아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 디벤조퓨라닐페닐아민기, 9-메틸안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 디페닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112021044096011-pat00003
,
Figure 112021044096011-pat00004
등의 스피로플루오레닐기,
Figure 112021044096011-pat00005
(9,9-디메틸플루오레닐기), 및
Figure 112021044096011-pat00006
(9,9-디페닐플루오레닐기) 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, P, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 20이다. 헤테로고리기의 예로는 피리딘기, 피롤기, 피리미딘기, 퀴놀린기, 피리다지닐기, 퓨란기, 티오펜기, 이미다졸기, 피라졸기, 디벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 나프토벤조퓨란기, 벤조나프토티오펜기, 인데노카바졸기, 트리아지닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기와 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 탄화수소 고리; 또는 헤테로 고리를 의미한다.
상기 탄화수소 고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리; 또는 이들의 축합고리를 형성하는 것을 의미한다. 상기 탄화수소고리는 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다. 상기 헤테로고리는 N, O, P, S, Si 및 Se 중에서 선택된 1 이상으로 포함하는 고리를 의미한다. 본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다. 지방족 탄화수소고리의 예로는 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로부텐, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 시클로헥산, 시클로헥센, 1,4-시클로헥사디엔, 시클로헵탄, 시클로헵텐, 시클로옥탄, 시클로옥텐 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리란 탄소와 수소 원자로만 이루어진 방향족의 고리를 의미한다. 방향족 탄화수소고리의 예로는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 페릴렌, 플루오란텐, 트리페닐렌, 페날렌, 파이렌, 테트라센, 크라이센, 펜타센, 플루오렌, 인덴, 아세나프틸렌, 벤조플루오렌, 스피로플루오렌 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 아릴기와 동일한 의미로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족 고리를 의미한다. 지방족 헤테로고리의 예로는, 옥시레인(oxirane), 테트라하이드로퓨란, 1,4-디옥세인(1,4-dioxane), 피롤리딘, 피페리딘, 모르폴린(morpholine), 옥세판, 아조케인, 티오케인 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족 고리를 의미한다. 방향족 헤테로고리의 예로는, 피리딘, 피롤, 피리미딘, 피리다진, 퓨란, 티오펜, 이미다졸, 파라졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 티아졸, 이소티아졸, 트리아졸, 옥사디아졸, 티아디아졸, 디티아졸, 테트라졸, 피란, 티오피란, 디아진, 옥사진, 티아진, 다이옥신, 트리아진, 테트라진, 이소퀴놀린, 퀴놀린, 퀴논, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 디아자나프탈렌, 드리아자인덴, 인돌, 인돌리진, 벤조티아졸, 벤조옥사졸, 벤조이미다졸, 벤조티오펜, 벤조퓨란, 디벤조티오펜, 디벤조퓨란, 카바졸, 벤조카바졸, 디벤조카바졸, 페나진, 이미다조피리딘, 페녹사진, 인돌로카바졸, 인데노카바졸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하 본 발명의 바람직한 실시상태를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시상태는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시상태들에 한정되지는 않는다.
본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물은 안트라센 구조에 O, S 또는 N을 포함하는 4환 축합 고리를 포함하는 구조로, 상기 구조는 분자의 쌍극자 모멘트(Dipole moment)를 상승시킴으로써 전자와 정공의 주입 및 이동을 개선시킬 수 있다. 이는 소자의 구동전압을 낮추고 발광효율을 높이는 효과를 나타낼 수 있다.
추가적으로, 본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물이 중수소를 포함하는 경우, 소자의 효율 및 수명이 개선된다. 구체적으로 수소가 중수소로 대체되는 경우, 화합물의 화학적 성질은 거의 변화하지 않지만, 중수소화된 화합물은 물리적 성질이 변화하여 진동 에너지 준위가 낮아진다. 중수소로 치환된 화합물은 분자 간 반데르발스 힘의 감소나 분자간 진동으로 인한 충돌에 기인하는 양자 효율 감소를 방지할 수 있다. 또한 C-D 결합이 화합물의 안정성을 개선할 수 있다.
따라서, 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 발광 소자에 적용시, 고효율, 저전압 및/또는 장수명 특성을 가지는 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
이하, 화학식 1에 대하여 상세히 설명한다.
[화학식 1]
Figure 112021044096011-pat00007
상기 화학식 1에 있어서,
X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; S; 또는 NRc이고,
Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
n9는 0 내지 3의 정수이고, n9가 2 이상인 경우, 2 이상의 R9는 서로 같거나 상이하고,
n10은 0 내지 4의 정수이고, n10이 2 이상인 경우, 2 이상의 R10은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 O이고, X2는 O; S; 또는 NRc이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 S이고, X2는 O; S; 또는 NRc이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 NRc'이고, X2는 O; S; 또는 NRc이다. 이때, 상기 Rc'의 정의는 전술한 Rc의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 및 X2는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 O이고, X2는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 O이고, X2는 NRc이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 및 X2는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 S이고, X2는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 S이고, X2는 NRc이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 NRc'이고, X2는 NRc이다. 이때, 상기 Rc'의 정의는 전술한 Rc의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 NRc이고, X2는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1는 NRc이고, X2는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 중수소 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 중수소 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 또는 치환 또는 비치환된 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 또는 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 페닐기; 나프틸기; 바이페닐기; 페난트레닐기; 트리페닐렌기; 플루오란텐기; 또는 파이렌기이고, 상기 기들은 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 중수소, 페닐기, 나프틸기 및 페난트레닐기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 및 페난트레닐기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 및 페난트레닐기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 및 페난트레닐기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 및 페난트레닐기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 및 페난트레닐기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 또는 중수소, 페닐기, 나프틸기 및 페난트레닐기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 중수소, 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 중수소, 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 플루오란텐기; 또는 중수소, 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 바이페닐기; 페난트레닐기; 트리페닐렌기; 플루오란텐기; 또는 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 바이페닐기; 페난트레닐기; 트리페닐렌기; 플루오란텐기; 또는 파이렌기이고, 전술한 기들은 중수소로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 하기 구조 중 어느 하나로 표시된다.
Figure 112021044096011-pat00008
상기 구조에 있어서,
Figure 112021044096011-pat00009
는 결합 위치를 의미하고,
상기 구조는 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 하기 구조 중 어느 하나로 표시된다.
Figure 112021044096011-pat00010
상기 구조에 있어서,
Figure 112021044096011-pat00011
는 결합 위치를 의미하고,
상기 구조는 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 -L11-Ar11으로 표시되고, L11은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고, Ar11은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L11은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다,
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L11은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다,
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L11은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar11은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar11은 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar11은 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure 112021044096011-pat00012
[화학식 1-2]
Figure 112021044096011-pat00013
[화학식 1-3]
Figure 112021044096011-pat00014
[화학식 1-4]
Figure 112021044096011-pat00015
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서, X1, X2, Ar1, L, R1 내지 R10, n9 및 n10의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합이거나, 하기 구조 중 어느 하나로 표시된다.
Figure 112021044096011-pat00016
상기 구조에 있어서, 점선은 결합 위치를 의미하고,
상기 구조는 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R5 및 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7은 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7은 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7은 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7은 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7은 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2, R3, R6 및 R7 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2, R3, R6 및 R7 중 적어도 하나는 중수소로 치환 또는 비치환된 아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2, R3, R6 및 R7 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2, R3, R6 및 R7 중 적어도 하나는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2, R3, R6 및 R7 중 적어도 하나는 페닐기; 또는 나프틸기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2, R3, R6 및 R7 중 적어도 하나는 페닐기; 또는 나프틸기이고, 나머지는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2, R3, R6 및 R7 중 적어도 하나는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이고, 나머지는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R9 및 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R9 및 R10은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R9 및 R10은 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 모든 수소는 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시된다.
[화학식 2-1]
Figure 112021044096011-pat00017
[화학식 2-2]
Figure 112021044096011-pat00018
상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서, X1, X2, Ar1, L, R1 내지 R10, n9 및 n10의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의
Figure 112021044096011-pat00019
는 하기 구조식 중 어느 하나로 표시된다. 이때,
Figure 112021044096011-pat00020
는 L에 결합되는 위치를 의미한다.
Figure 112021044096011-pat00021
Figure 112021044096011-pat00022
상기 구조식에 있어서, Rc는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고, Rc'는 Rc의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 101 내지 103, 201 내지 203 및 301 내지 303 중 어느 하나로 표시된다.
Figure 112021044096011-pat00023
Figure 112021044096011-pat00024
Figure 112021044096011-pat00025
상기 화학식 101 내지 103, 201 내지 203 및 301 내지 303에 있어서,
Ar1, L, Rc, R1 내지 R10, n9 및 n10의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
Rc'는 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc'는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc'는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc'는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc'는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc'는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc'는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Rc'는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3-1 내지 3-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3-1]
Figure 112021044096011-pat00026
[화학식 3-2]
Figure 112021044096011-pat00027
[화학식 3-3]
Figure 112021044096011-pat00028
상기 화학식 3-1 내지 3-3에 있어서, X1, X2, Ar1, L, R9, R10, n9 및 n10의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이고,
Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G1 내지 G8은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G1 내지 G8은 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n9는 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n9는 1 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n9는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n9는 3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n10는 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n10는 1 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n10는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n10는 4이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 적어도 하나의 중수소로 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1는 중수소로 40% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1는 중수소로 50% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1는 중수소로 60% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1는 중수소로 70% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1는 중수소로 80% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1는 중수소로 90% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1는 중수소로 100% 치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 치환기
Figure 112021044096011-pat00029
는 적어도 하나의 중수소로 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 치환기는 중수소로 40% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 치환기는 중수소로 50% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 치환기는 중수소로 60% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 치환기는 중수소로 70% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 치환기는 중수소로 80% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 치환기는 중수소로 90% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 치환기는 중수소로 100% 치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 적어도 하나의 중수소로 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 중수소로 40% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 중수소로 50% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 중수소로 60% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 중수소로 70% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 중수소로 80% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 중수소로 90% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 중수소로 100% 치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 R1 내지 R10은 각각 적어도 하나의 중수소로 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 R1 내지 R10은 각각 중수소로 40% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 R1 내지 R10은 각각 중수소로 50% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 R1 내지 R10은 각각 중수소로 60% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 R1 내지 R10은 각각 중수소로 70% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 R1 내지 R10은 각각 중수소로 80% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 R1 내지 R10은 각각 중수소로 90% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 R1 내지 R10은 각각 중수소로 100% 치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 적어도 하나의 중수소로 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 20% 이상 치환된다. 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 30% 이상 치환된다. 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 40% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 50% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 60% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 70% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 80% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 90% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 100% 치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 40% 내지 60% 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 40% 내지 80% 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 60% 내지 80% 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 80% 내지 100% 치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R8 중 4개 이상은 중수소이고, 나머지는 수소이다. 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R8 중 5개 이상은 중수소이고, 나머지는 수소이다. 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R8 중 6개 이상은 중수소이고, 나머지는 수소이다. 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R8 중 7개 이상은 중수소이고, 나머지는 수소이다. 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R8는 전부 중수소이다. 이때, R1 내지 R8 외의 나머지 치환기(Rc, L, Ar1, R9 및 R10)는 중수소로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시된다.
Figure 112021044096011-pat00030
Figure 112021044096011-pat00031
Figure 112021044096011-pat00032
Figure 112021044096011-pat00033
Figure 112021044096011-pat00034
Figure 112021044096011-pat00035
Figure 112021044096011-pat00036
Figure 112021044096011-pat00037
Figure 112021044096011-pat00038
Figure 112021044096011-pat00039
Figure 112021044096011-pat00040
Figure 112021044096011-pat00041
Figure 112021044096011-pat00042
Figure 112021044096011-pat00043
Figure 112021044096011-pat00044
Figure 112021044096011-pat00045
Figure 112021044096011-pat00046
Figure 112021044096011-pat00047
Figure 112021044096011-pat00048
Figure 112021044096011-pat00049
Figure 112021044096011-pat00050
Figure 112021044096011-pat00051
Figure 112021044096011-pat00052
Figure 112021044096011-pat00053
Figure 112021044096011-pat00054
Figure 112021044096011-pat00055
Figure 112021044096011-pat00056
Figure 112021044096011-pat00057
Figure 112021044096011-pat00058
Figure 112021044096011-pat00059
Figure 112021044096011-pat00060
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1과 같이 코어구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
<반응식 1>
Figure 112021044096011-pat00061
상기 반응식 1에 있어서, 치환기의 정의는 전술한 화학식 1에서의 정의와 같다.
상기 반응식 1에서는 특정위치에 특정 치환기가 결합된 화합물을 합성하는 과정을 예시하였으나, 당 기술분야에 알려져있는 출발물질, 중간물질 등을 이용하여 당 기술분야에 알려져있는 합성방법에 의하여 상기 화학식 1의 범위에 해당하는 화합물들을 합성할 수 있다.
본 명세서에서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 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 명세서에 따른 유기발광소자는 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 전술한 화학식 1의 화합물을 이용하여 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 유기발광소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기발광소자는 유기물층으로서 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 정공주입 및 수송층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층, 및 전자수송 및 주입층 중 1층 이상을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 본 명세서의 유기발광소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기발광소자에서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기발광소자에서, 상기 유기물층은 정공수송층 또는 정공주입층을 포함하고, 상기 정공수송층 또는 정공주입층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 전자 주입 및 수송층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 전자 주입 및 수송층 또는 정공차단층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기발광소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자 수송 및 주입층을 포함하고, 상기 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자 수송 및 주입층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자조절층을 포함하고, 상기 전자조절층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 호스트로서 포함하는 녹색 유기 발광 소자이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 호스트로서 포함하는 적색 유기 발광 소자이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 호스트로서 포함하는 청색 유기 발광 소자이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 호스트로서 포함하고, 도펀트를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 도펀트의 함량은 호스트 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 60 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1 중량부 내지 10 중량부로 포함된다.
이때, 상기 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자, 안트라센계 화합물, 파이렌계 화합물, 보론계 화합물 등과 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물 외에 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 형광 도펀트 또는 인광 도펀트를 더 포함한다. 이때, 발광층 내의 도펀트는 호스트 100 중량부 대비 1 중량부 내지 50 중량부로 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층의 최대 발광 피크는 400 nm 내지 500 nm이다.
또 하나의 예로서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 호스트로서 포함하고, 추가의 호스트를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트는 아릴아민계 화합물, 붕소 및 질소를 포함한 헤테로고리 화합물 또는 Ir 착체 등을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 형광 도펀트는 하기의 구조에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
Figure 112021044096011-pat00062
본 명세서의 일 실시 상태에 있어서, 상기 인광 도펀트로는 Ir 착체가 사용될 수 있으며, 그 예로 하기 구조들 중 어느 하나가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
Figure 112021044096011-pat00063
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트는 보론계 화합물일 수 있다. 상기 보론계 화합물은 붕소원자(B)를 포함하는 화합물을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보론계 화합물은 하기 화학식 D-1로 표시된다.
[화학식 D-1]
Figure 112021044096011-pat00064
상기 화학식 D-1에 있어서,
A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 8 내지 60의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아민기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 디페닐아민기, 메틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 벤젠고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 발광층은 청색을 띤다.
일 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 발광층의 호스트 및 도펀트의 합 100 중량부를 기준으로, 70 중량부 내지 99.99 중량부; 바람직하게는, 80 중량부 내지 99.9 중량부; 더욱 바람직하게는 90 중량부 내지 99.5 중량부이다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 전자수송 및 주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층, 및 정공수송 및 주입층 중 1층 이상의 유기물층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 정공 수송 및 정공 주입 층 및 전자 차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송 및 주입 층, 전자조절층 및 정공 차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자 수 송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자 수송층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 2층 이상의 전자 수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자 수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자 수송층에 포함되는 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층이 전자 수송층인 경우, 상기 전자 수송층은 n형 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 당 기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 금속 또는 금속착체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 전자 수송층은 LiQ(Lithium Quinolate)를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 정공수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 정공 수송층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 2층 이상의 정공 수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 정공 수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 정공 수송층에 포함되는 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아민기, 카바졸릴기 또는 벤조카바졸릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공 주입층 또는 정공 수송층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 캐소드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자차단층을 포함할 수 있으며, 상기 전자차단층은 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 애노드/정공수송층/발광층/캐소드
(2) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/캐소드
(3) 애노드/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/캐소드
(4) 애노드/정공수송층/발광층/전자수송층/캐소드
(5) 애노드/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(6) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/캐소드
(7) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(8) 애노드/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/캐소드
(9) 애노드/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층 /캐소드
(10) 애노드/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/캐소드
(11) 애노드/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(12) 애노드/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/캐소드
(13) 애노드/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입 층/캐소드
(14) 애노드/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/캐소드
(15) 애노드/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(16) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/캐소드
(17) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/캐소드
본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판(1), 애노드(2), 발광층(5) 및 캐소드(8)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(6)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 애노드(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(5), 전자수송층(6), 전자주입층(7) 및 캐소드(8)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(5) 전자수송층(6) 또는 전자주입층(7)에 포함될 수 있다.
예컨대, 본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 애노드를 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자차단층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 캐소드로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 캐소드 물질부터 유기물층, 애노드 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다.
상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 전자수송 및 주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층, 및 정공수송 및 주입층 중 1층 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 전자주입 및 수송층, 전자차단층, 발광층 및 전자수송층, 전자주입층, 전자수송 및 주입층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
상기 애노드는 정공을 주입하는 전극으로, 애노드 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 애노드 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)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 캐소드는 전자를 주입하는 전극으로, 캐소드 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 캐소드 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 정공주입층은 애노드로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 애노드로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 애노드 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 정공주입층의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공주입층은 시아노기를 포함하는 N 함유 다환 구조를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 N 함유 다환 구조는 1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (HATCN)일 수 있다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 수송 물질로는 애노드나 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공수송층은 아릴기를 포함하는 디아민 화합물 또는 카바졸기를 포함하는 아민 화합물을 1 이상 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 화합물들을 단독으로 포함하거나, 2종 이상 포함할 수 있다. 다른 일 예에 따르면, 상기 디아민 화합물을 증착시켜 제1 정공수송층으로 사용하고, 그 위에 상기 카바졸기를 포함하는 아민 화합물을 증착시켜 제2 정공수송층으로 사용할 수 있다.
정공주입층과 정공수송층 사이에 추가로 정공버퍼층이 구비될 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 정공주입 또는 수송재료를 포함할 수 있다.
정공수송층과 발광층 사이에 전자차단층이 구비될 수 있다. 상기 전자차단층에는 전술한 화합물 또는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 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 전술한 화학식 1의 화합물; 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.
발광층의 호스트 재료로는 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 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
발광층이 적색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 녹색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물을 호스트로서 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 보론을 포함하는 축합환 화합물을 도펀트로서 포함할 수 있다. 상기 호스트와 도펀트는 적절한 중량비로 포함될 수 있고, 일 예에 따르면, 상기 호스트와 도펀트는 99:1 내지 90:10의 중량비로 포함될 수 있다.
전자수송층과 발광층 사이에 정공차단층이 구비될 수 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 상기 전술한 화합물 또는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자수송층의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 전자수송층의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층은 벤즈이미다졸을 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공차단층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 다양한 전자 장치에 포함되어 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 전자 장치는 디스플레이 패널, 터치 패널, 태양광 모듈, 조명 장치 등일 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하기 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
합성예 1. 화합물 1의 합성
Figure 112021044096011-pat00065
합성예 1-1) 화합물 1-a의 합성
8-클로로-10H-벤조퓨로[3,2-b]인돌 (30g, 124mmol)과 아이오도벤젠 (25.4g, 124mmol) 를 디메틸포름아마이드(DMF) 300ml에 녹인 후, CS2CO3 (81.1g, 249mmol)과 CuI (4.74g, 25mmol)을 넣어준다. 120 ℃로 승온한 뒤 16시간동안 교반한다. 반응용액을 식힌 후 에틸아세테이트를 1L 넣어 준 후 분별깔대기로 옮겨 암모니아 수용액으로 1회 추출, 증류수 1L로 총 3회 추출한다. 유기층을 모아서 무수황산마그네슘을 처리하여 물을 제거해 준 후, 감압 증류한다. 컬럼크로마토그래피(전개액 EA:Hex)를 이용하여 정제하여 화합물 1-a를 얻는다. (25g, 수율 63%)
전술한 8-클로로-10H-벤조퓨로[3,2-b]인돌은 Org. Biomol Chem., 2018, 16, 6703-6707의 기재를 참고하여 합성하였다.
합성예 1-2) 화합물 1-b의 합성
화합물 1-a (25g, 79mmol)와 비스(피나콜라토)디보론 (24g, 94.4mmol), KOAc (15.4g, 157mmol)을 플라스크에 다이옥산(Dioxane) 200ml와 함께 넣어 분산시킨다. Pd(dba)2 (0.90g, 1.6mmol), PCy3 (0.88g, 3.1mmol)을 넣어준 후 24시간 동안 환류 교반한다. 반응 종료 후 Dioxane을 감압 증류하여 제거한다. 클로로포름 300ml에 녹인 후 증류수 300ml로 3회 추출한 후 유기층을 무수황산마그네슘 처리하여 수분을 제거해준다. 감압 증류하여 클로로포름을 제거한 뒤 컬럼크로마토그래피(전개액 EA:Hex)를 이용하여 정제하여 화합물 1-b를 얻는다. (24g, 수율 75%)
합성예 1-3) 화합물 1의 합성
화합물 1-b (24g, 59mmol)와 9-브로모-10-페닐안트라센 (19.5g, 59mmol) 을 Dioxane (300ml)에 녹인 후, Pd(PPh3)4 (1.35g, 1.2 mmol)와 2M K2CO3 수용액 60ml를 넣고 24시간동안 환류교반시켰다. 반응 용액을 식히고, 유기층을 에틸아세테이트로 추출한 후 무수황산마그네슘으로 건조한다. 감압하여 유기용매를 제거하고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하여 화합물 1 (21g, 수율 67%)를 얻었다. [M+H+]=536.2
합성예 2. 화합물 2의 합성
Figure 112021044096011-pat00066
합성예 2) 화합물 2의 합성
2-브로모벤조[b]벤조[4,5]티에노[2,3-d]티오펜 (20g, 63mmol)와 (10-([1,1'-비페닐]-4-일)안트라센-9-일)보론산 (23.4g, 63mmol) 을 Dioxane (300ml)에 녹인 후, Pd(PPh3)4 (1.45g, 1.25 mmol)와 2M K2CO3 수용액 60ml를 넣고 24시간동안 환류 교반시켰다. 반응 용액을 식히고, 유기층을 에틸아세테이트로 추출한 후 무수황산마그네슘으로 건조한다. 감압하여 유기용매를 제거하고 컬럼 크로마토 그래피를 이용하여 정제하여 화합물 2 (23g, 수율 65%)를 얻었다. [M+H+]=569.1
전술한 2-브로모벤조[b]벤조[4,5]티에노[2,3-d]티오펜은 Organic Electronics 57 (2018) 359-366 의 기재를 참고하여 합성하였다.
합성예 3. 화합물 3의 합성
Figure 112021044096011-pat00067
합성예 3) 화합물 3의 합성
합성예 2에서 2-브로모벤조[b]벤조[4,5]티에노[2,3-d]티오펜 대신 2-브로모벤조퓨로[3,2-b]벤조퓨란를, (10-([1,1'-비페닐]-4-일)안트라센-9-일)보론산 대신 (10-페닐안트라센-9-일)보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 진행하여 화합물 3을 얻었다. [M+H+]=461.2
합성예 4. 화합물 4의 합성
Figure 112021044096011-pat00068
합성예 4-1) 화합물 4-a의 합성
벤조퓨란-3-일보론산(20g, 123mmol)과 4-브로모-2-아이오도-1-니트로벤젠(48.6g, 148mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 600 ml에 녹인 후, Pd(PPh3)4 (1.42g, 1.2 mmol)와 2M K2CO3 수용액 150ml를 넣고 24시간동안 환류 교반시켰다. 반응 용액을 식히고, 유기층을 에틸아세테이트로 추출한 후 무수황산마그네슘으로 건조한다. 감압하여 유기용매를 제거하고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하여 화합물 4-a (28g, 수율 71%)를 얻었다.
합성예 4-2) 화합물 4-b의 합성
화합물 4-a (28g, 88mmol)을 1,2-디클로로벤젠 140ml에 녹인 후 P(OEt)3 90ml를 넣고 16시간 동안 환류 교반한다. 반응용액을 감압 증류하여 디클로로벤젠을 제거한다. 클로로포름에 녹인 후 물로 추출한다. 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조한다. 감압하여 유기용매를 제거하고 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 정제하여 화합물 4-b (19g, 75%)를 얻었다.
합성예 4-3) 화합물 4-c의 합성
화합물 4-b (19g, 66mmol)과 아이오도벤젠 (13.5g, 66mmol) 를 DMF 200ml에 녹인 후, CS2CO3 43.3g, 133mmol)과 CuI (2.53g, 13mmol)을 넣어준다. 120 ℃로 승온한 뒤 16시간동안 교반한다. 반응용액을 식힌 후 에틸아세테이트를 1L 넣어 준 후 분별깔대기로 옮겨 암모니아 수용액으로 1회 추출, 증류수 1L로 총 3회 추출한다. 유기층을 모아서 무수황산마그네슘을 처리하여 물을 제거해 준 후, 감압 증류한다. 컬럼크로마토그래피(전개액 EA:Hex)를 이용하여 정제하여 화합물 4-c를 얻는다. (17g, 수율 71%)
합성예 4-4) 화합물 4의 합성
합성예 2에서 화합물 2-브로모벤조[b]벤조[4,5]티에노[2,3-d]티오펜 대신 화합물 4-c을, (10-([1,1'-비페닐]-4-일)안트라센-9-일)보론산 대신 (10-페닐안트라센-9-일)보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 진행하여 화합물 4를 얻었다. (21g, 수율 83%) [M+H+]=536.2
합성예 5. 화합물 5의 합성
Figure 112021044096011-pat00069
합성예 5-1) 화합물 5-a의 합성
합성예 4-1에서 벤조퓨란-3-일보론산 대신 벤조[b]티오펜-2-일보론산을, 4-브로모-2-아이오도-1-니트로벤젠 대신 4-브로모-1-아이오도-2-니트로벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 5-a를 얻었다.
합성예 5-2) 화합물 5-b의 합성
합성예 4-2에서 화합물 4-a 대신 화합물 5-a를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 5-b를 얻었다.
합성예 5-3) 화합물 5-c의 합성
합성예 4-3에서 화합물 4-b 대신 화합물 5-b를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 5-c를 얻었다.
합성예 5-4) 화합물 5의 합성
합성예 2 에서 2-브로모벤조[b]벤조[4,5]티에노[2,3-d]티오펜 대신 화합물 5-c을, (10-([1,1'-비페닐]-4-일)안트라센-9-일)보론산 대신 (10-페닐안트라센-9-일)보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 5를 얻었다. [M+H+]=552.2
합성예 6. 화합물 6의 합성
Figure 112021044096011-pat00070
합성예 6) 화합물 6의 합성
화합물 3 (10g)와 AlCl3(2g)을 C6D6 (200ml)에 넣고 2시간 교반하였다. 반응 종료 후 D2O (15ml)를 넣고 30분 교반한 뒤 트리메틸아민(trimethylamine) (1.2ml)를 적가하였다. 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 톨루엔으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 에틸아세테이트로 재결정하여 화합물 6를 얻었다. (6.5g, 수율 65%) [M+H+]=481.3
합성예 7. 화합물 7의 합성
Figure 112021044096011-pat00071
합성예 7-1) 화합물 7-a의 합성
합성예 4-1에서 벤조퓨란-3-일보론산 대신 벤조[b]티오펜-3-일보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 7-a를 얻었다.
합성예 7-2) 화합물 7-b의 합성
합성예 4-2에서 화합물 4-a 대신 화합물 7-a를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 7-b를 얻었다.
합성예 7-3) 화합물 7-c의 합성
합성예 4-3에서 화합물 4-b 대신에 7-b를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 7-c를 얻었다.
Figure 112021044096011-pat00072
합성예 7-4) 화합물 7-d의 합성
합성예 6에서 화합물 3 대신에 9-(나프탈렌-1-일)안트라센을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 7-d를 얻었다.
합성예 7-5) 화합물 7-e의 합성
화합물 7-d(21g, 66mmol)를 DMF 150ml에 녹인 후 DMF 30ml에 녹인 N-브로모숙신이미드 (11.7g, 66mmol)을 천천히 적가한다. 상온에서 2시간 교반 후 물 200ml를 적가했다. 고체가 생성되면 필터 후 클로로포름에 녹여 증류수로 여러 번 추출한다. 에틸아세테이트에서 재결정하여 화합물 7-e를 얻었다. (19g, 수율 73%)
합성예 7-6) 화합물 7-f의 합성
화합물 7-e(19g, 47mmol)을 THF 200ml에 녹인다. 질소 분위기 하에서 -78 ℃로 온도를 낮춘 후 1.6M n-BuLi 용액 31ml를 천천히 적가한다. 30분 교반 후 트리이소프로필보레이트 27g을 넣어준 후 서서히 상온으로 온도를 높여준다. 약 2시간 교반 후 묽은 염산 200ml를 넣어 준다. 유기층을 분리하여 THF를 감압증류하여 제거한다. 톨루엔에 녹여 물로 여러 번 추출 후 재결정하여 화합물 7-f를 얻었다. (13g, 수율 75%)
합성예 7-7) 화합물 7의 합성
Figure 112021044096011-pat00073
합성예 2 에서 2-브로모벤조[b]벤조[4,5]티에노[2,3-d]티오펜 대신 화합물 7-c을, (10-([1,1'-비페닐]-4-일)안트라센-9-일)보론산 대신 화합물 7-f를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 7를 얻었다. [M+H+]=617.3
합성예 8. 화합물 8의 합성
Figure 112021044096011-pat00074
합성예 8-1) 화합물 8-a의 합성
벤조퓨란 (30g, 254mmol)을 클로로포름 300ml에 녹인 후, 0 ℃에서 Br2 (27ml, 533mmol)을 적가한다. 상온에서 18시간동안 교반한 후, 온도를 0 ℃로 낮춘 후 NaHCO3 수용액으로 반응 중 생성된 HBr을 중화시킨다. 유기층을 디클로로메탄으로 추출한 후 컬럼크로마토그래피를 통해서 화합물 8-a를 수득하였다. (51g, 수율 73%)
합성예 8-2) 화합물 8-b의 합성
화합물 8-a (51g, 185mmol)와 (2-클로로-6-히드록시페닐)보론산 (31.9g, 185mmol) 을 Dioxane (900ml)에 녹인 후, Pd(PPh3)4 (4.27g, 3.7 mmol)와 2M K2CO3 수용액 250ml를 넣고 24시간동안 환류교반시켰다. 반응 용액을 식히고, 유기층을 에틸아세테이트로 추출한 후 무수황산마그네슘으로 건조한다. 감압하여 유기용매를 제거하고 컬럼 크로마토 그래피를 이용하여 정제하여 화합물 8-b를 얻었다. (45g, 수율 75%)
합성예 8-3) 화합물 8-c의 합성
질소분위기 하에서 화합물 8-b (45g, 139mmol)를 DMF 1400 ml에 녹인 후 NaHCO3 (23.4g, 278mmol), CuI (5.3g, 28mmol), 1,10-페난트롤린 (10g, 56mmol)을 투입한다. 90 ℃로 승온한 후 1시간동안 반응을 보낸다. DMF를 감압 증류하여 제거한 후 클로로포름 / 물로 추출하고, 유기층의 용매를 감압 증류하여 제거한다. 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하여 화합물 8-c를 수득하였다. (24g, 수율 71%)
합성예 8-4) 화합물 8-d의 합성
화합물 8-c (24g, 99mmol)와 비스(피나콜라토)디보론 (30.1g, 119mmol), KOAc (19.4g, 198mmol)을 플라스크에 Dioxane 250ml와 함께 넣어 분산시킨다. Pd(dba)2 (1.14g, 2.0mmol), PCy3 (1.11g, 4.0mmol)을 넣어준 후 24시간 동안 환류교반한다. 반응 종료 후 Dioxane을 감압 증류하여 제거한다. 클로로포름 300ml에 녹인 후 증류수 300ml로 3회 추출한 후 유기층을 무수황산마그네슘 처리하여 수분을 제거해준다. 감압 증류하여 클로로포름을 제거한 뒤 컬럼크로마토그래피(전개액 EA:Hex)를 이용하여 정제하여 화합물 8-d를 수득하였다. (21g, 수율 64%)
합성예 8-5) 화합물 8의 합성
화합물 8-d (21g, 63mmol)와 9-브로모-10-페닐안트라센 (21g, 63mmol) 을 Dioxane (300ml)에 녹인 후, Pd(PPh3)4 (1.45g, 1.3 mmol)와 2M K2CO3 수용액 60ml를 넣고 24시간동안 환류교반시켰다. 반응 용액을 식히고, 유기층을 에틸아세테이트로 추출한 후 무수황산마그네슘으로 건조한다. 에틸아세테이트에서 재결정하여 화합물 8를 얻었다. (16g, 수율 55%) [M+H+]=461.2
합성예 9. 화합물 9의 합성
Figure 112021044096011-pat00075
합성예 9-1) 화합물 9-a의 합성
합성예 8-2에서 (2-클로로-6-히드록시페닐)보론산 대신 (5-클로로-2-히드록시페닐)보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 9-a를 수득하였다.
합성예 9-2) 화합물 9-b의 합성
합성예 8-3에서 화합물 8-b 대신 화합물 9-a를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 9-b를 수득하였다.
합성예 9-3) 화합물 9-c의 합성
합성예 8-4에서 화합물 8-c 대신 화합물 9-b를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 9-c를 수득하였다.
합성예 9-4) 화합물 9의 합성
합성예 8-5에서 화합물 8-d 대신 9-c를, 9-브로모-10-페닐안트라센 대신 9-브로모-10-(나프탈렌-1-일)안트라센을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 9를 수득하였다. [M+H+]=511.2
합성예 10. 화합물 10의 합성
Figure 112021044096011-pat00076
합성예 10-1) 화합물 10-a의 합성
합성예 8-1에서 벤조퓨란 대신에 벤조[b]티오펜을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 10-a를 수득하였다.
합성예 10-2) 화합물 10-b의 합성
합성예 8-2에서 화합물 8-a 대신 화합물 10-a를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 10-b를 수득하였다.
합성예 10-3) 화합물 10-c의 합성
합성예 8-3에서 화합물 8-b 대신 10-b를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 10-c를 수득하였다.
합성예 10-4) 화합물 10-d의 합성
합성예 8-4에서 화합물 8-c 대신 화합물 10-c를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 10-d를 수득하였다.
합성예 10-5) 화합물 10의 합성
합성예 8-5에서 화합물 8-d 대신 화합물 10-d를, 9-브로모-10-페닐안트라센 대신 9-브로모-10-(나프탈렌-2-일)안트라센을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성하여 화합물 10을 수득하였다. [M+H+]=527.1
합성예 11. 화합물 11의 합성
Figure 112021044096011-pat00077
합성예 11-1) 화합물 11-a의 합성
화합물 8-a (51g, 185mmol)와 (3-클로로-2-히드록시페닐)보론산 (31.9g, 185mmol) 을 Dioxane (900ml)에 녹인 후, Pd(PPh3)4 (4.27g, 3.7 mmol)와 2M K2CO3 수용액 250ml를 넣고 24시간 동안 환류교반시켰다. 반응 용액을 식히고, 유기층을 에틸아세테이트로 추출한 후 무수황산마그네슘으로 건조한다. 감압하여 유기용매를 제거하고 컬럼 크로마토 그래피를 이용하여 정제하여 화합물 11-a를 얻었다. (45g, 수율 75%)
합성예 11-2) 화합물 11-b의 합성
질소분위기 하에서 화합물 11-a (45g, 139mmol)를 DMF 1400 ml에 녹인 후 NaHCO3 (23.4g, 278mmol), CuI (5.3g, 28mmol), 1,10-페난트롤린 (10g, 56mmol)을 투입한다. 90 ℃로 승온한 후 1시간 동안 반응을 보낸다. DMF를 감압 증류하여 제거한 후 클로로포름 / 물로 추출하고, 유기층의 용매를 감압 증류하여 제거한다. 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하여 화합물 11-b를 수득하였다. (24g, 수율 71%)
합성예 11-3) 화합물 11-c의 합성
화합물 11-b (24g, 99mmol)와 비스(피나콜라토)디보론 (30.1g, 119mmol), KOAc (19.4g, 198mmol)을 플라스크에 Dioxane 250ml와 함께 넣어 분산시킨다. Pd(dba)2 (1.14g, 2.0mmol), PCy3 (1.11g, 4.0mmol)을 넣어준 후 24시간 동안 환류교반한다. 반응 종료 후 Dioxane을 감압 증류하여 제거한다. 클로로포름 300ml에 녹인 후 증류수 300ml로 3회 추출한 후 유기층을 무수황산마그네슘 처리하여 수분을 제거해준다. 감압 증류하여 클로로포름을 제거한 뒤 컬럼크로마토그래피(전개액 EA:Hex)를 이용하여 정제하여 화합물 11-c를 수득하였다. (21g, 수율 64%)
합성예 11-4) 화합물 11의 합성
화합물 11-c (21g, 63mmol)와 9-브로모-10-페닐안트라센 (21g, 63mmol) 을 Dioxane (300ml)에 녹인 후, Pd(PPh3)4 (1.45g, 1.3 mmol)와 2M K2CO3 수용액 60ml를 넣고 24시간 동안 환류교반시켰다. 반응 용액을 식히고, 유기층을 에틸아세테이트로 추출한 후 무수황산마그네슘으로 건조한다. 에틸아세테이트에서 재결정하여 화합물 11를 얻었다. (16g, 수율 55%) [M+H+]=461.2
실시예 1
ITO(indium tin oxide)가 150 nm의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 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, 질소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HAT-CN 화합물을 5 nm의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 이어서, HTL1을 100 nm의 두께로 열 진공 증착하고, 이어 HTL2를 10 nm의 두께로 열 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 호스트로서 상기 화합물 1 및 도펀트로서 BD-A (중량비 95:5)를 동시에 진공 증착하여 20 nm 두께의 발광층을 형성하였다. 이어서, ETL을 20 nm의 두께로 진공 증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이어서, LiF을 0.5 nm의 두께로 진공 증착하여 전자주입층을 형성하였다. 이어서, 알루미늄을 100 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예에서 사용된 화합물의 구조는 하기와 같다.
Figure 112021044096011-pat00078
실시예 2 내지 11 및 비교예 1 내지 4
상기 실시예 1에서 발광층의 호스트로 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 각각 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다. 이때, 하기 구조들 중 본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물은 각각 전술한 합성예 1 내지 11과 같은 과정을 통하여 제조하였다.
Figure 112021044096011-pat00079
상기 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 유기발광소자에 있어서, 10 mA/cm2 의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20 mA/cm2 의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간(LT)을 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
화합물
(발광층 호스트)		 10 mA/cm2 측정 값 LT (T95%)
Vop Cd/A
실시예 1 화합물 1 4.21 6.90 171
실시예 2 화합물 2 4.19 6.92 167
실시예 3 화합물 3 4.14 6.80 150
실시예 4 화합물 4 4.20 6.72 159
실시예 5 화합물 5 4.17 6.59 167
실시예 6 화합물 6 4.12 6.85 291
실시예 7 화합물 7 4.16 6.81 230
실시예 8 화합물 8 4.09 6.88 172
실시예 9 화합물 9 4.13 6.93 162
실시예 10 화합물 10 4.12 6.90 156
실시예 11 화합물 11 4.15 6.72 148
비교예 1 BH-A 4.61 6.12 112
비교예 2 BH-B 4.40 5.51 125
비교예 3 BH-C 4.10 4.26 80
비교예 4 BH-D 4.38 4.68 82
본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용한 실시예 1 내지 11은 모두 저전압 및 고효율의 특성을 띠었고, 수명도 비교예 1 내지 4에 비해서 우수함을 보여주었다. 특히 실시예 6과 7은 중수소 치환으로 수명이 추가적으로 개선되는 것을 보여주었다.
아릴로만 이루어진 호스트 화합물을 사용한 비교예 1은 구동전압이 높고 효율 및 수명 면에서 유리하지 않았고, 디벤조퓨란기를 포함한 호스트 화합물을 사용한 비교예 2의 경우도 실시예 1 내지 11에 비해 구동전압이 높고 효율 및 수명 면에서 유리하지 않은 것을 확인할 수 있었다.
비교예 3은 구동 전압이 낮았지만, 전류 누설(Current leakage)로 인해 효율이 낮아지고, 수명이 대폭 감소하는 결과를 보여주었다.
본 발명 화학식 1의 X1이 탄소인 화합물을 사용한 비교예 4 또한 실시예 1 내지 11에 비하여 구동전압이 높고 효율 및 수명 면에서 유리하지 않은 결과를 나타내었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
1: 기판
2: 애노드
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 전자주입층
8: 캐소드

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112023019012732-pat00080

    상기 화학식 1에 있어서,
    X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; S; 또는 NRc이고,
    Ar1은 중수소 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
    L은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이고,
    Rc 및 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
    n9는 0 내지 3의 정수이고, n9가 2 이상인 경우, 2 이상의 R9는 서로 같거나 상이하고,
    n10은 0 내지 4의 정수이고, n10이 2 이상인 경우, 2 이상의 R10은 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure 112021044096011-pat00081

    [화학식 1-2]
    Figure 112021044096011-pat00082

    [화학식 1-3]
    Figure 112021044096011-pat00083

    [화학식 1-4]
    Figure 112021044096011-pat00084

    상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서, X1, X2, Ar1, L, R1 내지 R10, n9 및 n10의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure 112021044096011-pat00085

    [화학식 2-2]
    Figure 112021044096011-pat00086

    상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서, X1, X2, Ar1, L, R1 내지 R10, n9 및 n10의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 101 내지 103, 201 내지 203 및 301 내지 303 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    Figure 112023019012732-pat00087

    Figure 112023019012732-pat00088

    Figure 112023019012732-pat00089

    상기 화학식 101 내지 103, 201 내지 203 및 301 내지 303에 있어서,
    Ar1, L, Rc, R1 내지 R10, n9 및 n10의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
    Rc'는 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 R9 및 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 R2, R3, R6 및 R7 중 적어도 하나는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소인 것인 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1은 중수소 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
    상기 L은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이고,
    상기 Rc는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
    상기 R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소인 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3-1 내지 3-3 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 3-1]
    Figure 112023019012732-pat00090

    [화학식 3-2]
    Figure 112023019012732-pat00091

    [화학식 3-3]
    Figure 112023019012732-pat00092

    상기 화학식 3-1 내지 3-3에 있어서, X1, X2, Ar1, L, R9, R10, n9 및 n10의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
    G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이고,
    Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    Figure 112021044096011-pat00093

    Figure 112021044096011-pat00094

    Figure 112021044096011-pat00095

    Figure 112021044096011-pat00096

    Figure 112021044096011-pat00097

    Figure 112021044096011-pat00098

    Figure 112021044096011-pat00099

    Figure 112021044096011-pat00100

    Figure 112021044096011-pat00101

    Figure 112021044096011-pat00102

    Figure 112021044096011-pat00103

    Figure 112021044096011-pat00104

    Figure 112021044096011-pat00105

    Figure 112021044096011-pat00106

    Figure 112021044096011-pat00107

    Figure 112021044096011-pat00108

    Figure 112021044096011-pat00109

    Figure 112021044096011-pat00110

    Figure 112021044096011-pat00111

    Figure 112021044096011-pat00112

    Figure 112021044096011-pat00113

    Figure 112021044096011-pat00114

    Figure 112021044096011-pat00115

    Figure 112021044096011-pat00116

    Figure 112021044096011-pat00117

    Figure 112021044096011-pat00118

    Figure 112021044096011-pat00119

    Figure 112021044096011-pat00120

    Figure 112021044096011-pat00121

    Figure 112021044096011-pat00122

    Figure 112021044096011-pat00123
    .
  10. 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 호스트로서 포함하고, 도펀트를 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 10에 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.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자 수송 및 주입층을 포함하고, 상기 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자 수송 및 주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
KR1020210049238A 2020-05-29 2021-04-15 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 KR102552978B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200065306 2020-05-29
KR1020200065306 2020-05-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210147877A KR20210147877A (ko) 2021-12-07
KR102552978B1 true KR102552978B1 (ko) 2023-07-07

Family

ID=78744862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210049238A KR102552978B1 (ko) 2020-05-29 2021-04-15 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102552978B1 (ko)
CN (1) CN114206875B (ko)
WO (1) WO2021241882A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116332953A (zh) * 2021-12-10 2023-06-27 北京大学深圳研究生院 一种苯并五元杂环主体材料及其制备方法与有机发光器件
CN115677709A (zh) * 2022-11-11 2023-02-03 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 有机化合物、混合物、组合物及有机电子器件

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014101374A (ja) * 2012-09-07 2014-06-05 Hodogaya Chem Co Ltd 新規なベンゾチエノインドール誘導体および該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101902496B1 (ko) * 2010-10-12 2018-09-28 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 칼코겐 함유 방향족 화합물, 유기 반도체 재료 및 유기 전자 디바이스
KR20130096666A (ko) * 2012-02-22 2013-08-30 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자
KR101789254B1 (ko) * 2013-01-18 2017-10-23 삼성전자주식회사 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR102394380B1 (ko) * 2013-12-03 2022-05-06 주식회사 동진쎄미켐 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102402220B1 (ko) * 2013-12-03 2022-05-27 주식회사 동진쎄미켐 신규한 청색 형광 호스트 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102205400B1 (ko) * 2014-02-14 2021-01-21 삼성디스플레이 주식회사 인덴계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
US20160372683A1 (en) * 2014-03-07 2016-12-22 Konica Minolta, Inc. Organic electroluminescence element, display device, illumination device, and light-emitting composition
KR102413062B1 (ko) 2014-08-28 2022-06-24 에스에프씨주식회사 신규한 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
US10193070B2 (en) * 2014-10-31 2019-01-29 E I Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
KR20200018752A (ko) * 2018-08-10 2020-02-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 축합환 화합물

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014101374A (ja) * 2012-09-07 2014-06-05 Hodogaya Chem Co Ltd 新規なベンゾチエノインドール誘導体および該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子

Also Published As

Publication number Publication date
CN114206875B (zh) 2024-06-18
CN114206875A (zh) 2022-03-18
WO2021241882A1 (ko) 2021-12-02
KR20210147877A (ko) 2021-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3767694B1 (en) Organic light-emitting device
JP7540132B2 (ja) 化合物およびこれを含む有機発光素子
KR20220065451A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102552978B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102546867B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102519269B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102605832B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102484034B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102710168B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220065453A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220125018A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210015723A (ko) 유기 발광 소자
KR102364567B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20210015718A (ko) 유기 발광 소자
KR102650283B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102629147B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102485738B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102679233B1 (ko) 유기 발광 소자
KR20230018162A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230018160A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230114826A (ko) 헤테로고리 함유 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230018159A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20240099012A (ko) 유기발광소자
KR20230101785A (ko) 유기 발광 소자
KR20240061432A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant