KR102665872B1 - Organic compounds and organic electro luminescence device comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층, 바람직하게는 발광층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광 효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a novel compound and an organic electroluminescent device containing the same. The compound according to the present invention is used in the organic material layer, preferably the light-emitting layer, of the organic electroluminescent device, thereby improving the luminous efficiency, driving voltage, and lifespan of the organic electroluminescent device. etc. can be improved.
Description
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있는 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a novel organic compound that can be used as a material for an organic electroluminescent device and an organic electroluminescent device containing the same.
1950년대 베르나소스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 전계 발광 소자가 제시되었다. 이후, 고효율, 고수명의 유기 전계 발광 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.Beginning with the observation of organic thin film luminescence by Bernanose in the 1950s, research on organic electroluminescent (EL) devices continued, leading to blue electroluminescence using anthracene single crystals in 1965, and Tang in 1987. ) presented an organic electroluminescent device with a layered structure divided into a hole layer and a functional layer of the light-emitting layer. Since then, in order to create high-efficiency, long-life organic electroluminescent devices, there has been development in the form of introducing each characteristic organic material layer within the device, leading to the development of specialized materials used for this.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광물질, 정공주입 물질, 정공수송 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 분류될 수 있다.In an organic electroluminescent device, when a voltage is applied between two electrodes, holes are injected into the organic material layer from the anode, and electrons are injected into the organic material layer from the cathode. When the injected hole and electron meet, an exciton is formed, and when this exciton falls to the ground state, light is emitted. At this time, the material used as the organic material layer can be classified into light-emitting material, hole injection material, hole transport material, electron transport material, electron injection material, etc., depending on its function.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다.Light-emitting materials can be divided into blue, green, and red light-emitting materials according to their emission color, and yellow and orange light-emitting materials to achieve better natural colors. Additionally, in order to increase color purity and increase luminous efficiency through energy transfer, a host/dopant system can be used as a luminescent material.
도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도펀트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도펀트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구도 많이 진행되고 있다.Dopant materials can be divided into fluorescent dopants using organic materials and phosphorescent dopants using metal complex compounds containing heavy atoms such as Ir and Pt. At this time, because the development of phosphorescent materials can theoretically improve luminous efficiency by up to four times compared to fluorescence, much research is being conducted on phosphorescent host materials as well as phosphorescent dopants.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층. 정공 차단층, 전자 수송층 재료로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있으며, 발광층 재료로는 안트라센 유도체들이 보고되고 있다. 특히, 발광층 재료 중 효율 향상 측면에서 장점을 가지고 있는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색(blue), 녹색(green), 적색(red)의 인광 도판트 재료로 사용되고 있으며, 4,4-디카바졸리비페닐(4,4-dicarbazolybiphenyl, CBP)은 인광 호스트 재료로 사용되고 있다.So far, hole injection layer and hole transport layer. NPB, BCP, Alq 3 , etc. are widely known as hole blocking layer and electron transport layer materials, and anthracene derivatives are reported as light emitting layer materials. In particular, metal complex compounds containing Ir, such as Firpic, Ir(ppy) 3 , and (acac)Ir(btp) 2 , which have advantages in terms of efficiency improvement among light emitting layer materials, produce blue, green, and red colors. (red) is used as a phosphorescent dopant material, and 4,4-dicarbazolybiphenyl (CBP) is used as a phosphorescent host material.
그러나 종래의 유기물층 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 매우 좋지 않기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하고 있다. 따라서, 성능이 뛰어난 유기물층 재료의 개발이 요구되고 있다.However, although conventional organic layer materials have advantages in terms of luminescence characteristics, their glass transition temperature is low and their thermal stability is very poor, so they are not at a satisfactory level in terms of the lifespan of organic electroluminescent devices. Therefore, the development of organic layer materials with excellent performance is required.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 유기 전계 발광 소자의 효율, 수명 및 안정성 등을 향상시킬 수 있는 신규 화합물 및 상기 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the purpose of the present invention is to provide a new compound that can improve the efficiency, lifespan, and stability of an organic electroluminescent device and an organic electroluminescent device using the compound.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:In order to achieve the above object, the present invention provides a compound represented by the following formula (1):
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a single bond, an arylene group of C 6 to C 18 and a heteroarylene group of 5 to 18 nuclear atoms;
R1은 수소, 중수소, C1~C30알킬, 할로겐, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C30의 알키닐기, C3~C30의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C6~C30의 1가 비-방향족 축합다환 그룹, C6~C30의 1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C6~C30의 아릴티오기, C1~C30의 알킬아민기, C6~C30의 아릴아민기, C1~C30의 알킬실릴기 또는 C5~C30의 아릴실릴기이며;R 1 is hydrogen, deuterium, C 1 ~ C 30 alkyl, halogen, cyano group, nitro group, hydroxy group, C 1 ~ C 30 alkyl group, C 2 ~ C 30 alkenyl group, C 2 ~ C 30 Alkynyl group, C 3 to C 30 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 6 to C 30 aryl group, heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, 1 of C 6 to C 30 A non-aromatic condensed polycyclic group, a monovalent non-aromatic heterocondensed polycyclic group of C 6 to C 30 , an alkyloxy group of C 1 to C 30 , an aryloxy group of C 6 to C 30 , C 6 to C 30 an arylthio group, a C 1 to C 30 alkylamine group, a C 6 to C 30 arylamine group, a C 1 to C 30 alkylsilyl group, or a C 5 to C 30 arylsilyl group;
환 A는 C6~C30의 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 C6~C30의 1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹이며;Ring A is a C 6 to C 30 monovalent non-aromatic condensed polycyclic group or a C 6 to C 30 monovalent non-aromatic heterocondensed polycyclic group;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기, 환 A의 비방향족 축합다환 그룹 및 비방향족 헤테로 축합다환 그룹과, 상기 R1의 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 알킬기, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 알킬아민기, 아릴아민기, 알킬실릴기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C3~C30의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C30의 알키닐기, C6~C30의 아릴기, C6~C30의 1가 비-방향족 축합다환 그룹, C6~C30의 1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C6~C30의 아릴티오기, C1~C30의 알킬아민기, C6~C30의 아릴아민기, C1~C30의 알킬실릴기 및 C5~C30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The arylene group and heteroarylene group of L 1 and L 2 , the non-aromatic condensed polycyclic group and non-aromatic hetero condensed polycyclic group of ring A, and the alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, alkyl group, alkenyl, and alkyl group of R 1 Nyl, aryl, heteroaryl, alkyloxy group, aryloxy group, arylthio group, alkylamine group, arylamine group, alkylsilyl group and arylsilyl group are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, C 3 to C 30 . Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 to C 30 alkenyl group, C 2 to C 30 alkynyl group, C 6 to C 30 aryl group, C 6 ~ C 30 monovalent non-aromatic condensed polycyclic group, C 6 ~ C 30 monovalent non-aromatic heterocondensed polycyclic group, C 1 ~ C 30 alkyloxy group, C 6 ~ C 30 aryloxy group , heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, C 6 to C 30 arylthio group, C 1 to C 30 alkylamine group, C 6 to C 30 arylamine group, C 1 to C 30 alkylsilyl. It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of arylsilyl group and C 5 to C 30 , and when substituted with a plurality of substituents, they may be the same or different from each other.
본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.The present invention provides an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, and at least one of the one or more organic material layers includes the compound of Formula 1. .
본 발명에서의 "알킬"은 탄소수 1 내지 30개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, “alkyl” is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain saturated hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms, examples of which include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, and hexyl. etc., but is not limited to this.
본 발명에서의 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 30개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, “alkenyl” is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 30 carbon atoms and having at least one carbon-carbon double bond, examples of which include vinyl, Examples include allyl, isopropenyl, 2-butenyl, etc., but are not limited thereto.
본 발명에서의 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 30개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, “alkynyl” is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 30 carbon atoms and having at least one carbon-carbon triple bond, examples of which include ethynyl. , 2-propynyl, etc., but is not limited thereto.
본 발명에서의 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 30개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, “aryl” refers to a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 30 carbon atoms, either a single ring or a combination of two or more rings. In addition, a form in which two or more rings are simply attached to each other (pendant) or condensed may also be included. Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, and anthryl.
본 발명에서의 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 30개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole)과 같은 폴리사이클릭 고리; 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, “heteroaryl” refers to a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 30 nuclear atoms. At this time, at least one carbon, preferably 1 to 3 carbons, of the ring is replaced with a heteroatom such as N, O, S or Se. In addition, a form in which two or more rings are simply pendant or condensed with each other may be included, and it is further interpreted to include a condensed form with an aryl group. Examples of such heteroaryls include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, and triazinyl; polycyclic rings such as phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, and benzothiazole; Examples include 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, etc., but are not limited thereto.
본 발명에서의 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 30개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, “aryloxy” is a monovalent substituent represented by RO-, where R means aryl having 5 to 30 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, and diphenyloxy.
본 발명에서의 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 1 내지 30개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, "alkyloxy" is a monovalent substituent represented by R'O-, where R' means 1 to 30 alkyl, and has a linear, branched, or cyclic structure. It is interpreted as including. Examples of such alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, and pentoxy.
본 발명에서의 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 30개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.In the present invention, “arylamine” refers to an amine substituted with aryl having 6 to 30 carbon atoms.
본 발명에서의 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 30개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.“Cycloalkyl” in the present invention refers to a monovalent substituent derived from a monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbon having 3 to 30 carbon atoms. Examples of such cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, and adamantine.
본 발명에서의 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 5 내지 7개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, “heterocycloalkyl” refers to a monovalent substituent derived from a non-aromatic hydrocarbon having 5 to 7 nuclear atoms, and at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is N, O, It is substituted with a hetero atom such as S or Se. Examples of such heterocycloalkyl include, but are not limited to, morpholine and piperazine.
본 발명에서의 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 30개의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 5 내지 30개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.In the present invention, “alkylsilyl” refers to silyl substituted with alkyl having 1 to 30 carbon atoms, and “arylsilyl” refers to silyl substituted with aryl having 5 to 30 carbon atoms.
본 발명에서의 "축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.“Condensed ring” in the present invention means a fused aliphatic ring, a fused aromatic ring, a fused heteroaliphatic ring, a fused heteroaromatic ring, or a combination thereof.
본 발명에서의 "1가 비-방향족 축합다환 그룹 (non-aromatic condensed polycyclic group)"은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함 (예를 들어, 탄소수는 8 내지 60일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성 (non-aromacity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 비-방향족 축합다환 그룹의 예로는 플루오레닐기 등을 포함한다.In the present invention, a "monovalent non-aromatic condensed polycyclic group" has two or more rings condensed with each other and contains only carbon as a ring forming atom (for example, the number of carbon atoms is 8 to 60). can) and refers to a monovalent group in which the entire molecule has non-aromaticity. Examples of the non-aromatic condensed polycyclic group include a fluorenyl group and the like.
본 발명에서의 "1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹 (non-aromatic condensed heteropolycyclic group)"은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 (예를 들어, 탄소수는 2 내지 60개일 수 있음) 외에 N, O, P 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성 (non-aromacity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 등을 포함한다.In the present invention, a "monovalent non-aromatic condensed heteropolycyclic group" refers to two or more rings condensed with each other, and carbon as a ring forming atom (for example, the number of carbon atoms is 2 to 60) refers to a monovalent group that contains heteroatoms selected from N, O, P, and S in addition to the molecule, and the entire molecule has non-aromaticity. The monovalent non-aromatic condensed heteropolycyclic group includes carbazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, etc.
본 발명의 화합물은 열적 안정성, 캐리어 수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 유용하게 적용될 수 있다.Since the compound of the present invention has excellent thermal stability, carrier transport ability, luminescence ability, etc., it can be usefully applied as an organic layer material of an organic electroluminescent device.
또한, 본 발명의 화합물을 유기물층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상되어 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.In addition, the organic electroluminescent device containing the compound of the present invention in the organic material layer has greatly improved aspects such as luminous performance, driving voltage, lifespan, and efficiency, and can be effectively applied to full color display panels.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다. Figure 1 shows a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. 신규 유기 화합물1. Novel organic compounds
본 발명의 신규 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:The new compound of the present invention can be represented by the following formula (1):
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a single bond, an arylene group of C 6 to C 18 and a heteroarylene group of 5 to 18 nuclear atoms;
R1은 수소, 중수소, C1~C30알킬, 할로겐, 시아노기, 나이트로기, 하이드록시기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C30의 알키닐기, C3~C30의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C6~C30의 1가 비-방향족 축합다환 그룹, C6~C30의 1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C6~C30의 아릴티오기, C1~C30의 알킬아민기, C6~C30의 아릴아민기, C1~C30의 알킬실릴기 또는 C5~C30의 아릴실릴기이며;R 1 is hydrogen, deuterium, C 1 ~ C 30 alkyl, halogen, cyano group, nitro group, hydroxy group, C 1 ~ C 30 alkyl group, C 2 ~ C 30 alkenyl group, C 2 ~ C 30 Alkynyl group, C 3 to C 30 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 6 to C 30 aryl group, heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, 1 of C 6 to C 30 A non-aromatic condensed polycyclic group, a monovalent non-aromatic heterocondensed polycyclic group of C 6 to C 30 , an alkyloxy group of C 1 to C 30 , an aryloxy group of C 6 to C 30 , C 6 to C 30 an arylthio group, a C 1 to C 30 alkylamine group, a C 6 to C 30 arylamine group, a C 1 to C 30 alkylsilyl group, or a C 5 to C 30 arylsilyl group;
환 A는 C6~C30의 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 C6~C30의 1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹이며;Ring A is a C 6 to C 30 monovalent non-aromatic condensed polycyclic group or a C 6 to C 30 monovalent non-aromatic heterocondensed polycyclic group;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기, 환 A의 비방향족 축합다환 그룹 및 비방향족 헤테로 축합다환 그룹과, 상기 R1의 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 알킬기, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 알킬아민기, 아릴아민기, 알킬실릴기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C3~C30의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C30의 알키닐기, C6~C30의 아릴기, C6~C30의 1가 비-방향족 축합다환 그룹, C6~C30의 1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C6~C30의 아릴티오기, C1~C30의 알킬아민기, C6~C30의 아릴아민기, C1~C30의 알킬실릴기 및 C5~C30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The arylene group and heteroarylene group of L 1 and L 2 , the non-aromatic condensed polycyclic group and non-aromatic hetero condensed polycyclic group of ring A, and the alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, alkyl group, alkenyl, and alkyl group of R 1 Nyl, aryl, heteroaryl, alkyloxy group, aryloxy group, arylthio group, alkylamine group, arylamine group, alkylsilyl group and arylsilyl group are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, C 3 to C 30 . Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 to C 30 alkenyl group, C 2 to C 30 alkynyl group, C 6 to C 30 aryl group, C 6 ~ C 30 monovalent non-aromatic condensed polycyclic group, C 6 ~ C 30 monovalent non-aromatic heterocondensed polycyclic group, C 1 ~ C 30 alkyloxy group, C 6 ~ C 30 aryloxy group , heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, C 6 to C 30 arylthio group, C 1 to C 30 alkylamine group, C 6 to C 30 arylamine group, C 1 to C 30 alkylsilyl. It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of arylsilyl group and C 5 to C 30 , and when substituted with a plurality of substituents, they may be the same or different from each other.
일반적으로 유기 전계 발광 소자에 포함되는 유기물층 중에서 인광 발광층은 색순도의 증가와 발광 효율을 증가시키기 위해 호스트 및 도펀트를 포함한다. 이때, 상기 호스트는 삼중항 에너지 갭이 도펀트보다 높아야 한다. 즉, 도펀트로부터 효과적으로 인광 발광을 제공하기 위해서는 호스트의 가장 낮은 여기 상태의 에너지가 도펀트의 가장 낮은 방출 상태의 에너지보다 높아야 한다.Generally, among organic layers included in organic electroluminescent devices, the phosphorescent layer includes a host and a dopant to increase color purity and luminous efficiency. At this time, the host must have a triplet energy gap higher than that of the dopant. That is, in order to effectively provide phosphorescent light emission from a dopant, the energy of the lowest excited state of the host must be higher than the energy of the lowest emission state of the dopant.
그런데, 본 발명에서 제공하는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 경우, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸의 구조 부분이 넓은 일중항 에너지 준위와 높은 삼중항 에너지 준위를 갖는다. 더 나아가 이러한 벤조[c][1,2,5]티아디아졸에 페닐, 나프탈레닐, 플루오렌, 카바졸, 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜 등의 치환기가 페닐렌, 비페닐렌, 나프탈레닐 등의 다양한 링커를 통해 도입됨으로써, 상기 화학식 1의 화합물이 발광층의 호스트로 적용될 경우, 도펀트보다 높은 에너지 준위를 나타낼 수 있다.However, in the case of the compound represented by Formula 1 provided by the present invention, the structural portion of benzo[c][1,2,5]thiadiazole has a wide singlet energy level and a high triplet energy level. Furthermore, these benzo[c][1,2,5]thiadiazoles have substituents such as phenyl, naphthalenyl, fluorene, carbazole, dibenzofuran, or dibenzothiophene, such as phenylene, biphenylene, or naphthalene. By being introduced through various linkers such as talenyl, the compound of Formula 1 can exhibit a higher energy level than the dopant when applied as a host of the light-emitting layer.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기한 바와 같이 높은 삼중항 에너지를 갖기 때문에, 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)이 인접하는 전자 수송층 또는 정공 수송층으로 확산(이동)되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물을 이용하여 정공 수송층과 발광층 사이에 유기물층(이하, '발광 보조층'이라 함)을 형성하거나 또는 발광층과 전자 수송층 사이에 유기물층(이하, '전자 수송 보조층'이라 함)을 형성할 경우, 상기 화합물에 의해 엑시톤의 확산이 방지되기 때문에, 상기 발광 보조층이나 전자 수송 보조층을 포함하지 않은 종래 유기 전계 발광 소자와 달리, 실질적으로 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율이 개선될 수 있다. In addition, since the compound represented by Formula 1 has high triplet energy as described above, it can prevent excitons generated in the light-emitting layer from diffusing (moving) to the adjacent electron transport layer or hole transport layer. Therefore, using the compound of Formula 1, an organic material layer (hereinafter referred to as 'auxiliary light emitting layer') is formed between the hole transport layer and the light-emitting layer, or an organic material layer (hereinafter referred to as 'electron transport auxiliary layer') is formed between the light-emitting layer and the electron transport layer. ) When forming, the diffusion of excitons is prevented by the compound, so unlike conventional organic electroluminescent devices that do not include the light-emitting auxiliary layer or the electron transport auxiliary layer, the excitons that substantially contribute to light emission within the light-emitting layer By increasing the number, the luminous efficiency of the device can be improved.
더욱이, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 기본 골격에 도입되는 치환기에 따라 HOMO 및 LUMO에너지 레벨이 조절될 수 있어, 넓은 밴드갭 및 높은 캐리어 수송성을 가질 수 있다. Moreover, the compound represented by Formula 1 can have HOMO and LUMO energy levels adjusted depending on the substituents introduced into the basic skeleton, and thus can have a wide band gap and high carrier transport properties.
게다가, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서 큰 전자 주게기(electron donating group, EDG)가 결합될 경우, 정공 수송층 재료로 용이하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 기본 골격에 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(electron withdrawing group, EWG)가 결합될 경우, 분자 전체가 양극성의(bipolar) 특성을 가져 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있다. In addition, when a large electron donating group (EDG) is combined in the compound represented by Formula 1 of the present invention, it can be easily used as a hole transport layer material. In addition, when an electron withdrawing group (EWG) with high electron absorption is bonded to the basic skeleton of the compound represented by Formula 1, the entire molecule has bipolar characteristics, thereby increasing the binding force between holes and electrons. You can.
더 나아가, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기한 바와 같이 기본 골격에 다양한 치환기로, 특히 아릴기 및/또는 헤테로아릴기가 도입됨으로써, 화합물의 분자량이 유의적으로 증대되고, 따라서 유리 전이온도가 향상되어 종래의 유기물층 재료(예를 들어, CBP)보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기물층의 결정화 억제에도 효과가 있다.Furthermore, the compound represented by Formula 1 of the present invention significantly increases the molecular weight of the compound by introducing various substituents, especially aryl groups and/or heteroaryl groups, into the basic skeleton as described above, and thus the glass transition temperature. is improved and can have higher thermal stability than conventional organic layer materials (for example, CBP). In addition, the compound represented by Formula 1 of the present invention is also effective in suppressing crystallization of the organic layer.
이렇듯, 본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층 재료(청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료), 전자 수송층/주입층 재료, 정공 수송층/주입층 재료, 발광 보조층 재료, 수명 개선층 재료로 적용할 경우, 유기 전계 발광 소자의 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자는 결과적으로 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.As such, in the present invention, the compound represented by Formula 1 is used as an organic material layer material of an organic electroluminescent device, preferably a light-emitting layer material (blue, green and/or red phosphorescent host material), an electron transport layer/injection layer material, and a hole transport layer/ When applied as an injection layer material, a light emitting auxiliary layer material, or a lifespan improvement layer material, the performance and lifespan characteristics of an organic electroluminescent device can be greatly improved. These organic electroluminescent devices can ultimately maximize the performance of full-color organic light emitting panels.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다:According to a preferred embodiment of the present invention, the compound may be a compound represented by the following formula (2):
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, In Formula 2,
L1, L2, 환 A 및 R1 각각은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다. L 1 , L 2 , ring A and R 1 are each as defined in Formula 1 above.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 환 A는 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 치환기일 수 있다:According to a preferred embodiment of the present invention, Ring A may be a substituent represented by the following Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4:
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 4][Formula 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4에서In Formula 3 and Formula 4 above,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;* refers to the part where the combination takes place;
X는 C(R2) 또는 N이며;X is C(R 2 ) or N;
Y는 C(R3)(R4), N(R5), O 및 S로 이루어진 군에서 선택되며;Y is selected from the group consisting of C(R 3 )(R 4 ), N(R 5 ), O and S;
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며, 바람직하게는, 중수소, C1~C30알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;R 2 to R 5 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 to C 30 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 6 to C 30 aryl group, heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, C 1 to C 30 alkyloxy group, C 6 to C 30 Aryloxy group, C 1 ~ C 30 alkylsilyl group, C 5 ~ C 30 arylsilyl group, C 1 ~ C 30 alkyl boron group, C 6 ~ C 30 aryl boron group, C 6 ~ C 30 It is selected from the group consisting of an arylphosphanyl group, a C 6 ~ C 30 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 ~ C 30 arylamine group, or combines with an adjacent group to form a condensed ring, preferably deuterium, selected from the group consisting of a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 to C 30 aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms;
상기 R2 내지 R5의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkylboron group, aryl group of R 2 to R 5 Boron group, arylphosphanyl group, mono or diarylphosphinyl group, and arylsilyl group are each independently an alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkyl group. Silyl group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, arylphosphanyl group, mono or diarylphosphinyl group, and arylamine group are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 ~ C 30 alkenyl group, C 2 ~ C 40 alkynyl group, C 3 ~ C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 6 ~ C 30 aryl group, number of nuclear atoms 5 to 30 heteroaryl groups, C 1 to C 30 alkyloxy group, C 6 to C 30 aryloxy group, C 1 to C 30 alkylsilyl group, C 5 to C 30 arylsilyl group, C 1 ~C 30 alkyl boron group, C 6 ~ C 30 aryl boron group, C 6 ~ C 30 arylphosphanyl group, C 6 ~ C 30 mono or diarylphosphinyl group and C 6 ~ C 30 aryl It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of amine groups, and when substituted with a plurality of substituents, they are the same or different from each other;
Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 C6~C30의 아렌 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아렌으로 이루어진 군에서 선택되며;Q 1 and Q 2 are each independently selected from the group consisting of C 6 to C 30 arenes and heteroarenes with 5 to 30 nuclear atoms;
상기 Q1 및 Q2의 아렌 및 헤테로아렌은 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 C6~C30의 1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. The arene and heteroarene of Q 1 and Q 2 are each independently an alkyl group of C 1 to C 30 , an aryl group of C 6 to C 30 , a heteroaryl group of 5 to 30 nuclear atoms, or a monovalent non-aromatic condensed polycyclic group. It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of monovalent non-aromatic heterocondensed polycyclic groups of C 6 to C 30 , and when substituted with a plurality of substituents, they may be the same or different from each other.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 환 A는 하기 화학식 5 내지 화학식 8 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:According to a preferred embodiment of the present invention, ring A may be a substituent represented by any one of the following formulas 5 to 8:
[화학식 5][Formula 5]
[화학식 6][Formula 6]
[화학식 7][Formula 7]
[화학식 8][Formula 8]
상기 화학식 5 내지 화학식 8에서, In Formulas 5 to 8,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;* refers to the part where the combination takes place;
m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;m and n are each independently integers from 0 to 4;
p는 0 내지 3의 정수이며;p is an integer from 0 to 3;
X는 C(R2) 또는 N이며;X is C(R 2 ) or N;
Y는 C(R3)(R4), N(R5), O 및 S로 이루어진 군에서 선택되며;Y is selected from the group consisting of C(R 3 )(R 4 ), N(R 5 ), O and S;
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며, 바람직하게는, 중수소, C1~C30알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;R 2 to R 5 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 to C 30 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 6 to C 30 aryl group, heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, C 1 to C 30 alkyloxy group, C 6 to C 30 Aryloxy group, C 1 ~ C 30 alkylsilyl group, C 5 ~ C 30 arylsilyl group, C 1 ~ C 30 alkyl boron group, C 6 ~ C 30 aryl boron group, C 6 ~ C 30 It is selected from the group consisting of an arylphosphanyl group, a C 6 ~ C 30 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 ~ C 30 arylamine group, or combines with an adjacent group to form a condensed ring, preferably deuterium, selected from the group consisting of a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 to C 30 aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms;
R6 및 R7은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며, 바람직하게는, 중수소, C1~C30알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R6 및 R7 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;R 6 and R 7 are each independently deuterium, halogen, cyano group, C 1 ~ C 30 alkyl group, C 2 ~ C 30 alkenyl group, C 2 ~ C 40 alkynyl group, C 3 ~ C 40 cycloalkyl group , heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, aryl group with C 6 to C 30 , heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, alkyloxy group with C 1 to C 30 , aryloxy with C 6 to C 30. Period, C 1 ~ C 30 alkylsilyl group, C 5 ~ C 30 arylsilyl group, C 1 ~ C 30 alkyl boron group, C 6 ~ C 30 aryl boron group, C 6 ~ C 30 arylphos It is selected from the group consisting of a panyl group, a C 6 ~ C 30 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 ~ C 30 arylamine group, or is combined with an adjacent group to form a condensed ring, preferably deuterium, C 1 is selected from the group consisting of ~C 30 alkyl group, C 6 ~C 30 aryl group, and heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, and when each of R 6 and R 7 is plural, they are the same or different from each other;
상기 R2 내지 R7의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkylboron group, aryl group of R 2 to R 7 Boron group, arylphosphanyl group, mono or diarylphosphinyl group, and arylsilyl group are each independently an alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkyl group. Silyl group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, arylphosphanyl group, mono or diarylphosphinyl group, and arylamine group are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 ~ C 30 alkenyl group, C 2 ~ C 40 alkynyl group, C 3 ~ C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 6 ~ C 30 aryl group, number of nuclear atoms 5 to 30 heteroaryl groups, C 1 to C 30 alkyloxy group, C 6 to C 30 aryloxy group, C 1 to C 30 alkylsilyl group, C 5 to C 30 arylsilyl group, C 1 ~C 30 alkyl boron group, C 6 ~ C 30 aryl boron group, C 6 ~ C 30 arylphosphanyl group, C 6 ~ C 30 mono or diarylphosphinyl group and C 6 ~ C 30 aryl It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of amine groups, and when substituted with a plurality of substituents, these may be the same or different from each other.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 환 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-11 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:According to a preferred embodiment of the present invention, ring A may be a substituent represented by any one of the following formulas A-1 to A-11:
상기 화학식 A-1 내지 A-11에서,In the above formulas A-1 to A-11,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;* refers to the part where the combination takes place;
R3 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며;R 3 to R 5 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 to C 30 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 6 to C 30 aryl group, heteroaryl group with 5 to 30 nuclear atoms, C 1 to C 30 alkyloxy group, C 6 to C 30 Aryloxy group, C 1 ~ C 30 alkylsilyl group, C 5 ~ C 30 arylsilyl group, C 1 ~ C 30 alkyl boron group, C 6 ~ C 30 aryl boron group, C 6 ~ C 30 is selected from the group consisting of an arylphosphanyl group, a C 6 -C 30 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 -C 30 arylamine group, or is combined with an adjacent group to form a condensed ring;
상기 R3 내지 R5의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkylboron group, aryl group of R 3 to R 5 Boron group, arylphosphanyl group, mono or diarylphosphinyl group, and arylsilyl group are each independently an alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkyl group. Silyl group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, arylphosphanyl group, mono or diarylphosphinyl group, and arylamine group are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 ~ C 30 alkenyl group, C 2 ~ C 40 alkynyl group, C 3 ~ C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 6 ~ C 30 aryl group, number of nuclear atoms 5 to 30 heteroaryl groups, C 1 to C 30 alkyloxy group, C 6 to C 30 aryloxy group, C 1 to C 30 alkylsilyl group, C 5 to C 30 arylsilyl group, C 1 ~C 30 alkyl boron group, C 6 ~ C 30 aryl boron group, C 6 ~ C 30 arylphosphanyl group, C 6 ~ C 30 mono or diarylphosphinyl group and C 6 ~ C 30 aryl It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of amine groups, and when substituted with a plurality of substituents, these may be the same or different from each other.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, L 1 and L 2 may each be independently selected from the group consisting of a single bond, a phenylene group, a biphenylene group, and a naphthalenyl group.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1은 수소, 페닐, 나프탈레닐, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, R 1 may be selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, naphthalenyl, pyridinyl group, pyrimidinyl group, and triazinyl group.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:The compound represented by Formula 1 of the present invention may be represented by the following compounds, but is not limited thereto:
본 발명의 화학식 1의 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다(Chem. Rev ., 60:313 (1960); J. Chem . SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) 등 참조). 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
The compound of Formula 1 of the present invention can be synthesized according to general synthetic methods ( Chem. Rev. , 60 :313 (1960); J. Chem . SOC . 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) ), etc.). The detailed synthesis process for the compound of the present invention will be described in detail in the synthesis examples described later.
2. 유기 2. Organic 전계electric field 발광 소자 light emitting element
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.Meanwhile, another aspect of the present invention relates to an organic electroluminescent device (organic EL device) containing the compound represented by Formula 1 according to the above-described present invention.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독 또는 2 이상 혼합되어 사용될 수 있다.Specifically, the present invention is an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic material layers is It includes a compound represented by Formula 1 above. At this time, the above compounds may be used alone or in combination of two or more.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 발광 보조층, 수명 개선층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. The one or more organic material layers may be any one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a light emission auxiliary layer, a lifespan improvement layer, an electron transport layer, an electron transport auxiliary layer, and an electron injection layer, and at least one of these organic material layers has the formula above. It may include a compound represented by 1.
전술한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 일 예시로 도 1을 참고하면, 예컨대 서로 마주하는 양극(10)과 음극(20), 그리고 상기 양극(10)과 음극(20) 사이에 위치하는 유기층(30)을 포함한다. 여기서, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31), 발광층(32) 및 전자 수송층(34)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 정공 수송층(31)과 발광층(32) 사이에는 정공 수송 보조층(33)을 포함할 수 있으며, 상기 전자 수송층(34)과 발광층(32) 사이에는 전자 수송 보조층(35)을 포함할 수 있다. The structure of the organic electroluminescent device according to the present invention described above is not particularly limited, but referring to Figure 1 as an example, for example, an anode 10 and a cathode 20 facing each other, and the anode 10 and the cathode ( 20) and includes an organic layer 30 located between them. Here, the organic layer 30 may include a hole transport layer 31, a light emitting layer 32, and an electron transport layer 34. In addition, a hole transport auxiliary layer 33 may be included between the hole transport layer 31 and the light emitting layer 32, and an electron transport auxiliary layer 35 may be included between the electron transport layer 34 and the light emitting layer 32. can do.
본 발명의 다른 예시로 도 2를 참고하면, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31)과 양극(10)사이에 정공 주입층(37)을 더 포함할 수 있으며, 전자 수송층(34)과 음극(20)사이에는 전자 주입층(36)을 추가로 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 as another example of the present invention, the organic layer 30 may further include a hole injection layer 37 between the hole transport layer 31 and the anode 10, and the electron transport layer 34 and the cathode. An electron injection layer 36 may be further included between (20).
본 발명에서 상기 정공 수송층(31)과 양극(10) 사이에 적층되는 정공 주입층(37)은 양극으로 사용되는 ITO와, 정공 수송층(31)으로 사용되는 유기물질 사이의 계면 특성을 개선할 뿐만 아니라 그 표면이 평탄하지 않은 ITO의 상부에 도포되어 ITO의 표면을 부드럽게 만들어주는 기능을 하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 아민 화합물을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the hole injection layer 37 laminated between the hole transport layer 31 and the anode 10 not only improves the interface characteristics between ITO used as the anode and the organic material used as the hole transport layer 31. Rather, it is a layer that is applied on top of the ITO, which has an uneven surface, and functions to smooth the surface of the ITO. It can be used without particular restrictions as long as it is commonly used in the art. For example, an amine compound can be used. It is not limited to this.
또한, 상기 전자 주입층(36)은 전자수송층의 상부에 적층되어 음극으로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 전력효율을 개선시키는 기능을 수행하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, LiF, Liq, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다. In addition, the electron injection layer 36 is a layer that is laminated on the top of the electron transport layer to facilitate electron injection from the cathode and ultimately improves power efficiency. If it is commonly used in the technical field, it is a special layer. It can be used without limitation, and for example, materials such as LiF, Liq, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, etc. can be used.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 정공 수송 보조층(33)과 발광층(32) 사이에 발광 보조층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 보조층은 발광층(32)에 정공을 수송하는 역할을 하면서 유기층(30)의 두께를 조정하는 역할을 할 수 있다. 상기 발광 보조층은 정공 수송 물질을 포함할 수 있고, 정공 수송층(31)과 동일한 물질로 만들어질 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, in the present invention, a light-emitting auxiliary layer may be further included between the hole transport auxiliary layer 33 and the light-emitting layer 32. The light-emitting auxiliary layer may serve to transport holes to the light-emitting layer 32 and adjust the thickness of the organic layer 30. The light emitting auxiliary layer may include a hole transport material and may be made of the same material as the hole transport layer 31.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 전자 수송 보조층 (35)과 발광층(32) 사이에 수명 개선층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광층(32)으로 유기 발광 소자 내에서 이온화 포텐셜 레벨을 타고 이동하는 정공이 수명개선층의 높은 에너지 장벽에 막혀 전자 수송층으로 확산, 또는 이동하지 못해, 결과적으로 정공을 발광층에 제한시키는 기능을 한다. 이렇게 정공을 발광층에 제한시키는 기능은 환원에 의해 전자를 이동시키는 전자 수송층으로 정공이 확산되는 것을 막아, 산화에 의한 비가역적 분해반응을 통한 수명저하 현상을 억제 하여, 유기 발광 소자의 수명 개선에 기여할 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, in the present invention, a lifespan improvement layer may be further included between the electron transport auxiliary layer 35 and the light emitting layer 32. Holes moving through the ionization potential level in the organic light-emitting device to the light-emitting layer 32 are blocked by the high energy barrier of the lifespan improvement layer and cannot diffuse or move to the electron transport layer, thereby limiting the holes to the light-emitting layer. . This function of limiting holes to the light-emitting layer prevents holes from diffusing into the electron transport layer, which moves electrons through reduction, and suppresses the phenomenon of lifespan reduction through irreversible decomposition reactions due to oxidation, contributing to improving the lifespan of organic light-emitting devices. You can.
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 벤조[c][1,2,5]티아디아졸 모이어티는 기본적으로 전기화학적 안정성이 매우 우수하고, 높은 유리전이온도와 캐리어 수송 능력이 우수하며, 전자 이동성 또한 매우 우수하여 청색 발광 효율이 상승되는 특성들을 나타낸다. 또한, 상기 화학식 1로 대표되는 재료들은 핵심 코어와 EWG(electron-withdrawing group)과 결합하는 것이 구조적인 특징적이며, 전자 이동성이 특히 우수할 뿐 높은 유리 전이온도 및 열적 안정이 우수하다. 따라서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층 또는 발광 보조층인 것이 유기 전계 발광 소자의 발광효율, 휘도, 전력효율, 열적 안정성 및 소자 수명을 매우 향상시킬 수 있어 바람직하다.In the present invention, the benzo[c][1,2,5]thiadiazole moiety of the compound represented by Formula 1 has excellent electrochemical stability, high glass transition temperature, and excellent carrier transport ability, Electron mobility is also very excellent, showing characteristics that increase blue light emission efficiency. In addition, the materials represented by Chemical Formula 1 are structurally characterized by bonding to the core core and an electron-withdrawing group (EWG), and have particularly excellent electron mobility, as well as a high glass transition temperature and excellent thermal stability. Therefore, it is preferable that the organic material layer containing the compound represented by Formula 1 is a light-emitting layer or a light-emitting auxiliary layer because it can greatly improve the luminous efficiency, luminance, power efficiency, thermal stability, and device lifespan of the organic electroluminescent device.
보다 바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층의 인광 호스트, 형광 호스트 또는 도펀트 재료일 수 있으며, 바람직하게는 발광층의 녹색 또는 적색의 인광 호스트일 수 있다.More preferably, the compound represented by Formula 1 may be a phosphorescent host, a fluorescent host, or a dopant material of the light-emitting layer, and preferably may be a green or red phosphorescent host of the light-emitting layer.
또한, 본 발명에서 상기 유기 전계 발광 소자는 상기한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층을 추가로 포함할 수 있다. In addition, in the present invention, the organic electroluminescent device not only includes an anode, one or more organic material layers, and a cathode sequentially stacked as described above, but may additionally include an insulating layer or an adhesive layer at the interface between the electrode and the organic material layer.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 적어도 하나 이상(예컨대, 전자 수송 보조층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 다른 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 수 있다.The organic electroluminescent device of the present invention uses materials and methods known in the art, except that at least one of the organic layers (e.g., electron transport auxiliary layer) includes the compound represented by Formula 1 above. It can be manufactured by forming other organic layers and electrodes.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.The organic material layer may be formed by vacuum deposition or solution application. Examples of the solution application method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 사용될 수 있다.There is no particular limitation on the substrate that can be used in the present invention, and silicon wafers, quartz, glass plates, metal plates, plastic films and sheets, etc. can be used.
또, 양극 물질로는 예컨대 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In addition, the anode material may be made of, for example, a conductor with a high work function to facilitate hole injection, and may include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO:Al or SnO 2 :Sb; Conductive polymers such as polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDT), polypyrrole, or polyaniline; and carbon black, but are not limited thereto.
또, 음극 물질로는 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
In addition, the cathode material can be made of a conductor with a low work function to facilitate electron injection, for example, magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, or lead. Same metals or alloys thereof; and multilayer structure materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al, etc., but are not limited thereto.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
[[ 합성예Synthesis example 1] One] Cpdcpd 1의 합성 synthesis of 1
<단계 1> 4-<Step 1> 4- 브로모bromo -7--7- 페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸의Phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole 합성 synthesis
화합물 4,7-디브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.9g, 20.0mmol), 페닐보로닉산 (2.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 톨루엔 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. Compound 4,7-dibromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (5.9g, 20.0mmol), phenylboronic acid (2.4g, 20.0mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (1.1 g, 1.0 mmol) was placed in a flask, dissolved in 30 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 200 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-브로모-7-페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.7g, 수율 81%)을 얻었다.After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to produce compound 4-bromo-7-phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.7g, yield 81%). ) was obtained.
<단계 2> <Step 2> Cpdcpd 1의 합성 synthesis of 1
진공 하에서 가열 건조한 3구 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 4-브로모-7-페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.7 g, 16.2 mmol), 디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 (5.6 g, 19.4 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.8mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 24.3㎖와 톨루엔 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 4-Bromo-7-phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.7 g, 16.2 mmol) obtained in <Step 1> above in a nitrogen atmosphere in a three-neck round bottom flask heated and dried under vacuum. Dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid (5.6 g, 19.4 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.9 g, 0.8 mmol) were added to a flask and mixed with 24.3 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution. 100 ml of toluene was added and dissolved, followed by heating and stirring for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 1(6.5g, 수율 88%)을 얻었다. After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and then purified by column chromatography to obtain compound Cpd 1 (6.5 g, yield 88%).
HRMS [M]+: 453.563
HRMS[M] + : 453.563
[[ 합성예Synthesis example 2] 2] Cpdcpd 2의 합성 Composition of 2
<단계 1> 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-7-<Step 1> 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-7- 브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸의Bromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole 합성 synthesis
화합물 4,7-디브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.9g, 20.0mmol), [1,1'-비페닐]-4-일보로닉산 (3.9g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 톨루엔 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. Compound 4,7-dibromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (5.9g, 20.0mmol), [1,1'-biphenyl]-4-ylboronic acid (3.9g, 20.0mmol) mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (1.1 g, 1.0 mmol) were placed in a flask, dissolved in 30 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 200 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-7-브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.8g, 수율 79%)을 얻었다.After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to obtain compound 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-7-bromobenzo[c][1, 2,5]thiadiazole (5.8g, yield 79%) was obtained.
<단계 2> <Step 2> Cpdcpd 2의 합성 Composition of 2
진공 하에서 가열 건조한 3구 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-7-브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.8g, 15.8 mmol) 및 9H-카바졸 (3.2 g, 19.0 mmol)을 톨루엔 100 ㎖에 녹인 다음 Pd2(dba)3 (0.7g, 0.8mmol)을 질소 하에 투입하였다. 이후, NaOtBu (3g, 31.6 mmol) 을 넣고, (t-Bu)3P (0.8 ㎖, 0.8mmol)을 상기 반응액에 투입한 다음 혼합물을 5시간 동안 환류 교반하였다. The 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-7-bromobenzo[c][1,2 obtained in <Step 1> above was placed in a three-neck round bottom flask heated and dried under vacuum under a nitrogen atmosphere. ,5] Thiadiazole (5.8 g, 15.8 mmol) and 9H-carbazole (3.2 g, 19.0 mmol) were dissolved in 100 ml of toluene, and then Pd 2 (dba) 3 (0.7 g, 0.8 mmol) was added under nitrogen. . Afterwards, NaOtBu (3 g, 31.6 mmol) was added, and (t-Bu) 3 P (0.8 ml, 0.8 mmol) was added to the reaction solution, and the mixture was refluxed and stirred for 5 hours.
TLC로 반응이 종결되는 것을 확인한 후 상온으로 식혔다. 반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4 로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 2(5.9g, 수율 83%)을 얻었다. HRMS [M]+: 456.130
After confirming that the reaction was complete by TLC, it was cooled to room temperature. After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and then purified by column chromatography to obtain compound Cpd 2 (5.9 g, yield 83%). HRMS[M] + : 456.130
[[ 합성예Synthesis example 3] 3] Cpdcpd 3의 합성 Composition of 3
<단계 1> 4-<Step 1> 4- 브로모bromo -7--7- 페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸의Phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole 합성 synthesis
화합물 4,7-디브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.9g, 20.0mmol), 페닐보로닉산 (2.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 톨루엔 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. Compound 4,7-dibromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (5.9g, 20.0mmol), phenylboronic acid (2.4g, 20.0mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (1.1 g, 1.0 mmol) was placed in a flask, dissolved in 30 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 200 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-브로모-7-페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.7g, 수율 81%)을 얻었다.After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to produce compound 4-bromo-7-phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.7g, yield 81%). ) was obtained.
<단계 2> <Step 2> Cpdcpd 3의 합성 Composition of 3
진공 하에서 가열 건조한 3구 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 4-브로모-7-페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.7 g, 16.2 mmol), (3-(7H-벤조[c]카바졸-7-일)페닐)보로닉산 (6.5 g, 19.4 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.8mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 24.3㎖와 톨루엔 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 4-Bromo-7-phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.7 g, 16.2 mmol) obtained in <Step 1> above in a nitrogen atmosphere in a three-neck round bottom flask heated and dried under vacuum. (3-(7H-benzo[c]carbazol-7-yl)phenyl)boronic acid (6.5 g, 19.4 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.9g, 0.8 mmol) were added to the flask and dissolved in 2M Na 2 CO 3 24.3 ml of saturated aqueous solution and 100 ml of toluene were added and dissolved, followed by heating and stirring for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 2(6.7g, 수율 82%)을 얻었다. HRMS [M]+: 503.146
After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to obtain compound Cpd 2 (6.7 g, yield 82%). HRMS[M] + : 503.146
[[ 합성예Synthesis example 4] 4] Cpdcpd 4의 합성 synthesis of 4
<단계 1> 4-<Step 1> 4- 브로모bromo -7--7- 페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸의Phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole 합성 synthesis
화합물 4,7-디브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.9g, 20.0mmol), 페닐보로닉산 (2.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 톨루엔 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. Compound 4,7-dibromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (5.9g, 20.0mmol), phenylboronic acid (2.4g, 20.0mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (1.1 g, 1.0 mmol) was placed in a flask, dissolved in 30 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 200 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-브로모-7-페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.7g, 수율 81%)을 얻었다.After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to produce compound 4-bromo-7-phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.7g, yield 81%). ) was obtained.
<단계 2> <Step 2> Cpdcpd 3의 합성 Composition of 3
진공 하에서 가열 건조한 3구 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 4-브로모-7-페닐벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.7 g, 16.2 mmol), 9-(6-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)나프탈렌-2-일)-9H-카바졸 (8.1 g, 19.4 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.8mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 24.3㎖와 Touene 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 4-Bromo-7-phenylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.7 g, 16.2 mmol) obtained in <Step 1> above in a nitrogen atmosphere in a three-neck round bottom flask heated and dried under vacuum. 9-(6-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalen-2-yl)-9H-carbazole (8.1 g, 19.4 mmol ) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.9 g, 0.8 mmol) were placed in a flask, dissolved in 24.3 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 100 ml of Touene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 4(7g, 수율 86%)을 얻었다. HRMS [M]+: 503.146
After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to obtain compound Cpd 4 (7 g, yield 86%). HRMS[M] + : 503.146
[[ 합성예Synthesis example 5] 5] Cpdcpd 5의 합성 synthesis of 5
<단계 1> 4-<Step 1> 4- 브로모bromo -7--7- (나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸의(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole 합성 synthesis
화합물 4,7-디브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.9g, 20.0mmol), 나프탈렌-2-일보로닉산 (3.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 톨루엔 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. Compounds 4,7-dibromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (5.9g, 20.0mmol), naphthalen-2-ylboronic acid (3.4g, 20.0mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (1.1 g, 1.0 mmol) was placed in a flask, dissolved in 30 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 200 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-브로모-7-(나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.8g, 수율 85%)을 얻었다.After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to produce compound 4-bromo-7-(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole ( 5.8g, yield 85%) was obtained.
<단계 2> <Step 2> Cpdcpd 5의 합성 synthesis of 5
진공 하에서 가열 건조한 3구 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 4-브로모-7-(나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.8 g, 17.0 mmol), 디벤조[b,d]퓨란-2-일보로닉산 (4.3 g, 20.4 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.8mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 25.5㎖와 톨루엔 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 4-Bromo-7-(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.8) obtained in <Step 1> above in a nitrogen atmosphere in a three-neck round bottom flask heated and dried under vacuum. g, 17.0 mmol), dibenzo[b,d]furan-2-ylboronic acid (4.3 g, 20.4 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.9g, 0.8 mmol) were added to the flask and 2M Na 2 CO 3 25.5 ml of saturated aqueous solution and 100 ml of toluene were added and dissolved, followed by heating and stirring for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 5(6.3g, 수율 87%)을 얻었다. HRMS [M]+: 428.098
After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to obtain compound Cpd 5 (6.3 g, yield 87%). HRMS[M] + : 428.098
[[ 합성예Synthesis example 6] 6] Cpdcpd 6의 합성 synthesis of 6
<단계 1> 4-<Step 1> 4- 브로모bromo -7--7- (나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸의(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole 합성 synthesis
화합물 4,7-디브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.9g, 20.0mmol), 나프탈렌-2-일보로닉산 (3.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 톨루엔 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. Compounds 4,7-dibromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (5.9g, 20.0mmol), naphthalen-2-ylboronic acid (3.4g, 20.0mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (1.1 g, 1.0 mmol) was placed in a flask, dissolved in 30 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 200 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-브로모-7-(나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.8g, 수율 85%)을 얻었다.After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to produce compound 4-bromo-7-(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole ( 5.8g, yield 85%) was obtained.
<단계 2> <Step 2> Cpdcpd 6의 합성 synthesis of 6
진공 하에서 가열 건조한 3구 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 4-브로모-7-(나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.8 g, 17.0 mmol), 디벤조[b,d]티오펜-2-일보로닉산 (4.6 g, 20.4 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.8mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 25.5㎖와 톨루엔 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 4-Bromo-7-(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.8) obtained in <Step 1> above in a nitrogen atmosphere in a three-neck round bottom flask heated and dried under vacuum. g, 17.0 mmol), dibenzo[b,d]thiophen-2-ylboronic acid (4.6 g, 20.4 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.9g, 0.8 mmol) were added to the flask and 2M Na 2 CO 3 25.5 ml of saturated aqueous solution and 100 ml of toluene were added and dissolved, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 6(6.7g, 수율 89%)을 얻었다. HRMS [M]+: 444.075After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to obtain compound Cpd 6 (6.7 g, yield 89%). HRMS[M] + : 444.075
[[ 합성예Synthesis example 7] 7] Cpdcpd 7의 합성 Composition of 7
<단계 1> 4-<Step 1> 4- 브로모bromo -7--7- (나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸의(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole 합성 synthesis
화합물 4,7-디브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.9g, 20.0mmol), 나프탈렌-2-일보로닉산 (3.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 톨루엔 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. Compounds 4,7-dibromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (5.9g, 20.0mmol), naphthalen-2-ylboronic acid (3.4g, 20.0mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (1.1 g, 1.0 mmol) was placed in a flask, dissolved in 30 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 200 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-브로모-7-(나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.8g, 수율 85%)을 얻었다.After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to produce compound 4-bromo-7-(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole ( 5.8g, yield 85%) was obtained.
<단계 2> <Step 2> Cpdcpd 7의 합성 Composition of 7
진공 하에서 가열 건조한 3구 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 4-브로모-7-(나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.8 g, 17.0 mmol), (9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)보로닉산 (4.8 g, 20.4 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.8mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 25.5㎖와 톨루엔 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 4-Bromo-7-(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.8) obtained in <Step 1> above in a nitrogen atmosphere in a three-neck round bottom flask heated and dried under vacuum. g, 17.0 mmol), (9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)boronic acid (4.8 g, 20.4 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.9g, 0.8 mmol) were added to the flask and 2M 25.5 ml of saturated Na 2 CO 3 aqueous solution and 100 ml of toluene were added and dissolved, followed by heating and stirring for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 7(6.8g, 수율 89%)을 얻었다. HRMS [M]+: 454.150After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and then purified by column chromatography to obtain compound Cpd 7 (6.8 g, yield 89%). HRMS[M] + : 454.150
[[ 합성예Synthesis example 8] 8] Cpdcpd 8의 합성 Composition of 8
<단계 1> 4-<Step 1> 4- 브로모bromo -7--7- (나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸의(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole 합성 synthesis
화합물 4,7-디브로모벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.9g, 20.0mmol), 나프탈렌-2-일보로닉산 (3.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 톨루엔 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. Compounds 4,7-dibromobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (5.9g, 20.0mmol), naphthalen-2-ylboronic acid (3.4g, 20.0mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (1.1 g, 1.0 mmol) was placed in a flask, dissolved in 30 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 200 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4-브로모-7-(나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (5.8g, 수율 85%)을 얻었다.After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to produce compound 4-bromo-7-(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole ( 5.8g, yield 85%) was obtained.
<단계 2> <Step 2> Cpdcpd 8의 합성 Composition of 8
진공 하에서 가열 건조한 3구 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 4-브로모-7-(나프탈렌-2-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸 (4.8 g, 17.0 mmol), 7-페닐-10-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-7H-벤조[c]카바졸 (8.5 g, 20.4 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.8mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 25.5㎖와 톨루엔 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 4-Bromo-7-(naphthalen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (4.8) obtained in <Step 1> above in a nitrogen atmosphere in a three-neck round bottom flask heated and dried under vacuum. g, 17.0 mmol), 7-phenyl-10-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxabororan-2-yl)-7H-benzo[c]carbazole ( 8.5 g, 20.4 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (0.9 g, 0.8 mmol) were placed in a flask, dissolved in 25.5 ml of 2M Na 2 CO 3 saturated aqueous solution and 100 ml of toluene, and then heated and stirred for 8 hours.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 8(7.7g, 수율 82%)을 얻었다. HRMS [M]+: 553.161
After completion of the reaction, distilled water was added and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was dried over Na 2 SO 4 , distilled under reduced pressure, and purified by column chromatography to obtain compound Cpd 8 (7.7 g, yield 82%). HRMS[M] + : 553.161
[[ 실시예Example 1~28] 적색 유기 1~28] Red organic 전계electric field 발광 소자의 제조 Manufacturing of light emitting devices
합성예 1에서 합성된 화합물 Cpd1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 한 후, 하기와 같이 적색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.The compound Cpd1 synthesized in Synthesis Example 1 was purified to high purity by sublimation using a commonly known method, and then a red organic electroluminescent device was manufactured as follows.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.First, a glass substrate coated with a thin film of ITO (indium tin oxide) to a thickness of 1500 Å was washed with distilled water ultrasonic waves. After cleaning with distilled water, ultrasonic cleaning with solvents such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, etc., drying, transferring to a UV OZONE cleaner (Power sonic 405, Hwashin Tech), and then cleaning the substrate using UV for 5 minutes and using a vacuum evaporator. The substrate was transferred to .
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ 합성예의 화합물 + 10 % (piq)2Ir(acac) (30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.On the ITO transparent electrode prepared in this way, m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/compound of the synthesis example + 10% (piq) 2 Ir(acac) (30nm)/BCP (10 nm)/Alq 3 (30 nm) An organic electroluminescent device was manufactured by stacking /LiF (1 nm)/Al (200 nm) in that order.
여기서 사용된 여기서, 사용된 m-MTDATA, TCTA, (piq)2Ir(acac), CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.The structures of m-MTDATA, TCTA, (piq) 2 Ir(acac), CBP and BCP used herein are as follows.
[[ 비교예Comparative example 1] One]
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 합성예 1에서 합성된 화합물 Cpd1 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1 와 동일한 과정으로 적색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.A red organic electroluminescent device was manufactured in the same process as Example 1, except that CBP was used instead of Cpd1, the compound synthesized in Synthesis Example 1, as a light-emitting host material when forming the light-emitting layer.
여기서, 사용된 m-MTDATA, TCTA, (piq)2Ir(acac), CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.Here, the structures of m-MTDATA, TCTA, (piq) 2 Ir(acac), CBP and BCP used are as follows.
[[ 평가예Evaluation example 1] One]
실시예 1 ~ 28 및 비교예 1 에서 제작한 각각의 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압 및 전류효율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
The driving voltage and current efficiency were measured at a current density of 10 mA/cm2 for each organic electroluminescent device manufactured in Examples 1 to 28 and Comparative Example 1, and the results are shown in Table 2 below.
(V)driving voltage
(V)
(cd/A)Current efficiency
(cd/A)
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 적색 유기 전계 발광 소자의 발광층의 재료로 사용하였을 경우(실시예 1 ~ 28) 종래 CBP를 발광층의 재료로 사용한 적색 유기 전계 발광 소자(비교예 1)와 비교해 볼 때 효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, when the compound according to the present invention was used as a material for the light-emitting layer of a red organic electroluminescent device (Examples 1 to 28), a red organic electroluminescent device using conventional CBP as a material for the light-emitting layer (Comparative Example) Compared to 1), it can be seen that it shows excellent performance in terms of efficiency and driving voltage.
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 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto and can be implemented with various modifications within the scope of the claims and detailed description of the invention, which also fall within the scope of the invention. It is natural.
10: 양극 20: 음극
30: 유기층 31: 정공 수송층
32: 발광층 33: 정공 수송 보조층
34: 전자 수송층 35: 전자 수송 보조층
36: 전자 주입층 37: 정공 주입층10: anode 20: cathode
30: organic layer 31: hole transport layer
32: light emitting layer 33: hole transport auxiliary layer
34: electron transport layer 35: electron transport auxiliary layer
36: electron injection layer 37: hole injection layer
Claims (10)
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
L1 은 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
L2는 단일결합 및 핵원자수 5 내지18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
R1은 수소, C1~C30의 알킬기 또는 C6~C30의 1가 방향족 해테로축합다환 그룹이며;
환 A는 방향족 해테로축합다환 그룹이며;
상기 환 A는 하기 화학식 A-2 및 A-5 내지 A-11 중 어느 하나로 표시되는 치환기이며;
상기 화학식 A-2 및 A-5 내지 A-11에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
R3 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알 킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내 지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴 실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30 의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접한 기와 결합하여 축합고리를 형성하며;
상기 R3 내지 R5의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴 옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보 론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C30의 알킬실릴기, C5~C30의 아릴실릴기, C1~C30의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스파닐기, C6~C30의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기, 환 A의 방향족 축합다환 그룹 및 방향족 헤테로 축합다환 그룹과, 상기 R1의 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 알킬기, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 알킬아민기, 아릴아민기, 알킬실릴기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C3~C30의 시클로알킬기, 핵원자수 5 내지 7개의 헤테로시클로알킬기, C1~C30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기, C2~C30의 알키닐기, C6~C30의 아릴기, C6~C30의 1가 비-방향족 축합다환 그룹, C6~C30의 1가 비-방향족 해테로축합다환 그룹, C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, C6~C30의 아릴티오기, C1~C30의 알킬아민기, C6~C30의 아릴아민기, C1~C30의 알킬실릴기 및 C5~C30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
Compound represented by the following formula (2):
[Formula 2]
In Formula 2,
L 1 is selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having C 6 to C 18 and a heteroarylene group having 5 to 18 nuclear atoms;
L2 is selected from the group consisting of a single bond and a heteroarylene group having 5 to 18 nuclear atoms;
R1 is hydrogen, a C1~C30 alkyl group, or a C6~C30 monovalent aromatic heterocondensed polycyclic group;
Ring A is an aromatic heterocondensed polycyclic group;
Ring A is a substituent represented by any one of the following formulas A-2 and A-5 to A-11;
In the above formulas A-2 and A-5 to A-11,
* refers to the part where the combination takes place;
R3 to R5 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, C1 to C30 alkyl group, C2 to C30 alkenyl group, C2 to C40 alkynyl group, C3 to C40 cycloalkyl group, and 5 to 5 nuclear atoms. 7 heterocycloalkyl groups, aryl group of C6~C30, heteroaryl group of 5~30 nuclear atoms, alkyloxy group of C1~C30, aryloxy group of C6~C30, alkylsilyl group of C1~C30, C5~ C30 aryl silyl group, C1 to C30 alkyl boron group, C6 to C30 aryl boron group, C6 to C30 arylphosphanyl group, C6 to C30 mono or diarylphosphinyl group and C6 to C30 arylamine group. is selected from the group consisting of, or is combined with an adjacent group to form a condensed ring;
The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, and aryl boron group of R3 to R5. , arylphosphanyl group, mono or diarylphosphinyl group, and arylsilyl group are each independently an alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, and alkylsilyl group. , arylsilyl group, alkylborone group, arylboron group, arylphosphanyl group, mono or diarylphosphinyl group, and arylamine group are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, alkyl group of C1~C30, and C2~C30 of Alkenyl group, alkynyl group of C2 to C40, cycloalkyl group of C3 to C40, heterocycloalkyl group of 5 to 7 nuclear atoms, aryl group of C6 to C30, heteroaryl group of 5 to 30 nuclear atoms, C1 to C30 Alkyloxy group, C6~C30 aryloxy group, C1~C30 alkylsilyl group, C5~C30 arylsilyl group, C1~C30 alkyl boron group, C6~C30 aryl boron group, C6~C30 arylphos It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of panyl group, C6~C30 mono or diarylphosphinyl group, and C6~C30 arylamine group, and when substituted with multiple substituents, they are the same or different from each other. You can;
The arylene group and heteroarylene group of L 1 and L 2 , the aromatic condensed polycyclic group and aromatic condensed heteropolycyclic group of ring A, and the alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, alkyl group, alkenyl, alkynyl, Aryl, heteroaryl, alkyloxy group, aryloxy group, arylthio group, alkylamine group, arylamine group, alkylsilyl group, and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, and C 3 to C 30 cycloalkyl group. , heterocycloalkyl group with 5 to 7 nuclear atoms, C 1 to C 30 alkyl group, C 2 to C 30 alkenyl group, C 2 to C 30 alkynyl group, C 6 to C 30 aryl group, C 6 to C 30 monovalent non-aromatic condensed polycyclic group, C 6 ~ C 30 monovalent non-aromatic heterocondensed polycyclic group, C 1 ~ C 30 alkyloxy group, C 6 ~ C 30 aryloxy group, nucleus Heteroaryl group having 5 to 30 atoms, C 6 to C 30 arylthio group, C 1 to C 30 alkylamine group, C 6 to C 30 arylamine group, C 1 to C 30 alkylsilyl group, and It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of C 5 to C 30 arylsilyl groups, and when substituted with multiple substituents, they may be the same or different from each other.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
According to paragraph 1,
The compound represented by Formula 2 is characterized in that it is selected from the group consisting of the following compounds:
상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항의 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.An organic electroluminescent device comprising (i) an anode, (ii) a cathode, and (iii) one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode,
An organic electroluminescent device, wherein at least one of the one or more organic layers includes the compound represented by the formula (2) of claim 1.
상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층, 전자 주입층, 수명 개선층, 발광층 및 발광 보조층으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.According to clause 9,
The organic material layer containing the compound is an organic electroluminescent device selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron transport auxiliary layer, an electron injection layer, a lifespan improvement layer, a light emitting layer, and a light emitting auxiliary layer.
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