KR20190044395A - 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20190044395A
KR20190044395A KR1020170136775A KR20170136775A KR20190044395A KR 20190044395 A KR20190044395 A KR 20190044395A KR 1020170136775 A KR1020170136775 A KR 1020170136775A KR 20170136775 A KR20170136775 A KR 20170136775A KR 20190044395 A KR20190044395 A KR 20190044395A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
layer
compound
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020170136775A
Other languages
English (en)
Inventor
민병철
안현철
강경민
김희주
함호완
김동준
박민수
한정우
임동환
이형진
임대철
김승호
문종훈
서정아
권동열
이성규
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
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 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Priority to KR1020170136775A priority Critical patent/KR20190044395A/ko
Priority to CN201811222653.9A priority patent/CN109694365A/zh
Publication of KR20190044395A publication Critical patent/KR20190044395A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/91—Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/54—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to two or three six-membered aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C07C211/61—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton with at least one of the condensed ring systems formed by three or more rings
    • H01L51/006—
    • H01L51/0073—
    • H01L51/5012—
    • H01L51/5056—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—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]
    • H10K50/17—Carrier 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
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Abstract

본원은 신규한 화합물, 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 신규한 화합물은 유기 발광 소자에 적용되어 유기발광소자의 고효율, 장수명, 낮은 구동전압 및 구동 안정성을 확보할 수 있다.

Description

신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{NOVEL COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DIVICE INCLUDING THE SAME}
본원은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기발광다이오드에서 유기물 층으로 사용되는 재료는 크게 기능에 따라, 발광 재료, 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 그리고 상기 발광 재료는 분자량에 따라 고분자와 저분자로 분류될 수 있고, 발광 메커니즘에 따라 전자의 일중항 여기상태로부터 유래되는 형광 재료와 전자의 삼중항 여기상태로부터 유래되는 인광 재료로 분류될 수 있으며, 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다. 그 원리는 발광층을 주로 구성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작고 발광 효율이 우수한 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 호스트에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트와 호스트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
현재까지 이러한 유기발광소자에 사용되는 물질로서 다양한 화합물들이 알려져 있으나, 이제까지 알려진 물질을 이용한 유기발광소자의 경우 높은 구동전압, 낮은 효율 및 짧은 수명으로 인해 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 따라서, 우수한 특성을 갖는 물질을 이용하여 저전압 구동, 고휘도 및 장수명을 갖는 유기발광소자를 개발하려는 노력이 지속되어 왔다.
한국 공개특허 10-2015-0086721
본원은 신규한 유기 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
그러나 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제1 측면은 하기 화학식 1로서 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
A 및 B는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기, 또는 NAr1Ar2이고, A 및 B 중 적어도 하나는 NAr1Ar2이며, Ar1 및 Ar2은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기이며,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴렌기이다.
본원의 제2 측면은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 본원에 따른 화합물을 함유하는 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 화합물은 오쏘(ortho) 위치로 연결된 터페닐과 상기 터페닐에 오쏘(ortho) 위치로 연결된 아릴 또는 아릴아민을 포함하여 정공주입 및 정공수송에 용이한 HOMO 준위를 형성하고, 동시에 전자 차단이 용이한 높은 LUMO 준위를 형성할 수 있다. 이에 따라 유기발광소자에 사용되어 유기발광소자의 저전압 및 고효율 특성을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물은 오쏘 위치로 연결된 터페닐 구조로 인하여 높은 T1을 유지할 수 있어 인광소자에 적용시 고효율을 구현할 수 있고, 분자들의 박막형성 및 계면배열이 우수하여 홀 모빌리티(hole mobility)가 증대되어 롤-오프(roll-off) 현상을 억제할 수 있고, 이에 따라 유기 발광소자의 고효율 및 장수명을 달성할 수 있다. 또한, 터페닐과 하나 또는 두개의 아릴아민이 결합되어 높은 유리전이온도(Tg)를 유지할 수 있어 박막의 재결정화를 방지할 수 있고, 이에 따라 열 안정성이 증가되고, 구동 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 유기 발광 소자의 개략도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 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.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "아릴"은 C6-30의 방향족 탄화수소 고리기, 예를 들어, 페닐, 벤질, 나프틸, 바이페닐, 터페닐, 플루오렌, 페난트레닐, 트리페닐레닐, 페릴레닐, 크리세닐, 플루오란테닐, 벤조플루오레닐, 벤조트리페닐레닐, 벤조크리세닐, 안트라세닐, 스틸베닐, 파이레닐 등의 방향족 고리를 포함하는 것을 의미하며, "헤테로아릴"은 적어도 1개의 헤테로 원소를 포함하는 C5-30의 방향족 고리로서, 예를 들어, 피롤릴, 피라지닐, 피리디닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 퓨릴, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 다이벤조퓨라닐, 벤조싸이오페닐, 다이벤조싸이오페닐, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴, 퀴녹살리닐, 카르바졸릴, 페난트리디닐, 아크리디닐, 페난트롤리닐, 티에닐, 및 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 인돌 고리, 퀴놀린 고리, 아크리딘고리, 피롤리딘 고리, 디옥산 고리, 피페리딘 고리, 모르폴린 고리, 피페라진 고리, 카르바졸 고리, 퓨란 고리, 싸이오펜 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 트리아졸 고리, 이미다졸 고리, 벤조이미다졸 고리, 피란 고리, 다이벤조퓨란 고리로부터 형성되는 헤테로고리기를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서 용어 "치환 또는 비치환 된"에서의 "치환"은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기 또는 C1~C20의 알킬기, C2~C20의 알케닐기, C1~C20의 알콕시기, C3~C20의 시클로 알킬기, C3~C20의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기 및 C3~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환되는 것을 의미할 수 있다. 또한, 본원 명세서 전체에서 동일한 기호는 특별히 언급하지 않는 한 같은 의미를 가질 수 있다.
본원의 제1 측면은 하기 화학식 1로서 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서,
A 및 B는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기, 또는 NAr1Ar2이고, A 및 B 중 적어도 하나는 NAr1Ar2이며, Ar1 및 Ar2은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기이며,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴렌기이다.
상기 Ar1과 Ar2는 서로 연결되어 고리를 형성하거나 고리를 형성하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 화합물은 오쏘(ortho) 위치로 연결된 터페닐과 상기 터페닐에 오쏘(ortho) 위치로 연결된 아릴 또는 아릴아민을 포함하여 정공주입 및 정공수송에 용이한 HOMO 준위를 형성하고, 동시에 전자 차단이 용이한 높은 LUMO 준위를 형성할 수 있다. 이에 따라 유기발광소자에 사용되어 유기발광소자의 저전압 및 고효율 특성을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물은 오쏘 위치로 연결된 터페닐 구조로 인하여 높은 T1을 유지할 수 있어 인광소자에 적용시 고효율을 구현할 수 있고, 분자들의 박막형성 및 계면배열이 우수하여 홀 모빌리티(hole mobility)가 증대되어 롤-오프(roll-off) 현상을 억제할 수 있고, 이에 따라 유기 발광소자의 고효율 및 장수명을 달성할 수 있다. 또한, 터페닐과 하나 또는 두개의 아릴아민이 결합되어 높은 유리전이온도(Tg)를 유지할 수 있어 박막의 재결정화를 방지할 수 있고, 이에 따라 열 안정성이 증가되고, 구동 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 플루오렌, 디메틸플루오렌, 디페닐플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 카바졸 또는 이들의 조합일 수 있다. 이들의 조합이란 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 플루오렌, 디메틸플루오렌, 또는 디페닐플루오렌 등의 아릴기가 서로 연결된 구조를 의미할 수 있다. 예를 들면, 페닐과 나프틸이 연결된 구조, 페닐과 플루오렌이 연결된 구조, 페닐, 플루오렌 및 나프틸이 연결된 구조 등이 있으며, 이에 제한되지 않고, 2개 이상의 아릴기가 연결된 구조를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 플루오렌, 디메틸플루오렌, 디페닐플루오렌 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2] [화학식 3]
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 화학식 2 또는 화학식 3에서,
Ar3, Ar4 , Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기이고,
X는 CR1R2 , NR3, O 또는 S이고, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환 된 C1~24의 알킬기, 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기이다.
상기 Ar3과 Ar4, 또는 Ar5과 Ar6은 각각 독립적으로 서로 연결되어 고리를 형성하거나 고리를 형성하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 Ar3, Ar4, Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로, 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 플루오렌, 디메틸플루오렌, 디페닐플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 카바졸 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같고, Ar5 및 Ar6은 서로 같을 수 있다. 또는 Ar3, Ar4 , Ar5 및 Ar6가 모두 같을 수 있다. 또는 Ar3은 Ar5와 같고, Ar4는 Ar6과 같을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 화학식 3으로 표시되는 경우의 화합물은 발광보조층에 적합한 HOMO 준위를 형성할 수 있으며, 이러한 경우 유기발광소자의 저전압, 고효율, 및 장수명을 달성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 2에서 Ar3은 Ar5와 같고, Ar4는 Ar6과 같은 대칭 구조를 가지는 경우 정공수송층에 적합한 HOMO 준위를 형성할 수 있으며, 이러한 경우 유기발광소자의 저전압, 고효율, 및 장수명을 달성할 수 있다. 이때 상기 화학식 2에서 Ar3은 Ar5와 같고, Ar4는 Ar6과 같은 대칭 구조를 가지면서 Ar3 및 Ar5가 다이벤조퓨란을 포함하는 경우 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00005
상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 터페닐에 아릴아민과 다이벤조퓨란이 각각 오쏘(ortho)위치에 연결된 것으로, 이러한 화합물은 유기발광소자의 수명특성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1과 같은 공정에 의해 합성될 수 있다:
[반응식 1]
Figure pat00006
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 반응식 2와 같은 공정에 의해 합성될 수 있다:
[반응식 2]
Figure pat00007
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 1 내지 화학식 4로 표시되는 화합물은 하기에 제시된 화합물일 수 있으며, 이에 제한되지 않을 수 있다:
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물은 하기 화합물일 중 어느 하나일 수 있다. 하기 화합물들은 소자의 장수명 구현에 보다 효과적일 수 있다.
Figure pat00041
본원의 제2 측면은 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 유기 발광 소자는 제1 전극 및 제2 전극 사이에 본원에 따른 화합물을 함유하는 유기물층을 1층 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 및 발광보조층 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 또한 본 발명의 화합물은 유기층을 형성할 때 단독으로 사용되거나 공지의 화합물과 함께 사용될 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 애노드(anode)와 캐소드(cathod) 사이에 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 등의 유기물층을 1층 이상 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 유기 발광 소자는 도 1에 기재된 구조와 같이 제조될 수 있다. 유기 발광 소자는 아래로부터 애노드(정공주입전극(1000))/정공주입층(200)/정공수송층(300)/발광층(400)/전자수송층(500)/전자주입층(600)/캐소드(전자주입전극(2000)) 순으로 적층될 수 있다.
도 1에서 기판(100)은 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있으며, 특히 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성, 및 방수성이 우수한 투명한 유리 기판 또는 플렉시블이 가능한 플라스틱 기판일 수 있다.
정공주입전극(1000)은 유기 발광 소자의 정공 주입을 위한 애노드로 사용된다. 정공의 주입이 가능하도록 낮은 일함수를 갖는 물질을 이용하며, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 그래핀(graphene)과 같은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
상기 애노드 전극 상부에 정공주입층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB(Langmuir-Blodgett)법 등과 같은 방법에 의해 증착하여 정공주입층(200)을 형성할 수 있다. 상기 진공증착법에 의해 정공주입층을 형성하는 경우 그 증착조건은 정공주입층(200)의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 정공주입층의 구조 및 열적특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 50-500 의 증착온도, 10-8 내지 10-3 torr의 진공도, 0.01 내지 100 Å/sec의 증착속도, 10 Å 내지 5 ㎛의 층 두께 범위에서 적절히 선택할 수 있다.
다음으로 상기 정공주입층(200) 상부에 정공수송층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 증착하여 정공수송층(300)을 형성할 수 있다. 상기 진공증착법에 의해 정공수송층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.
상기 정공수송층(300)은 본 발명에 따른 화합물을 사용할 수 있으며, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 단독으로 사용하거나 공지의 화합물을 함께 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면 정공수송층(300)은 1층 이상일 수 있으며, 공지의 물질로만 형성된 정공수송층을 함께 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 정공수송층(300) 상에 발광보조층을 형성할 수 있다. 본 발명에서 발광보조층이란 정공수송층과 발광층 사이에 형성되는 층을 의미하는 것으로, 정공수송층의 개수에 따라 제2 정공수송층 또는 제3 정공수송층 등으로도 지칭될 수 있다. 상기 발광보조층은 본 발명에 따른 화합물을 사용할 수 있으며, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 단독으로 사용하거나 공지의 화합물을 함께 사용할 수 있다
상기 정공수송층(300) 또는 발광보조층 상에 발광층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 증착하여 발광층(400)을 형성할 수 있다. 상기 진공증착법에 의해 발광층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다. 또한, 상기 발광층 재료는 공지의 화합물을 호스트 또는 도펀트로 사용할 수 있다.
또한, 발광층에 인광 도펀트와 함께 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공억제재료(HBL)를 추가로 진공증착법 또는 스핀코팅법에 의해 적층시킬 수 있다. 이때 사용할 수 있는 정공억제물질은 특별히 제한되지는 않으나, 정공억제재료로 사용되고 있는 공지의 것에서 임의의 것을 선택해서 이용할 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 또는 일본특개평 11-329734(A1)에 기재되어 있는 정공억제재료 등을 들 수 있으며, 대표적으로 Balq(비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀리놀나토)-알루미늄 비페녹사이드), 페난트롤린(phenanthrolines)계 화합물(예: UDC사 BCP(바쏘쿠프로인)) 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 형성된 발광층(400) 상부에는 전자수송층(500)이 형성되는데, 이때 상기 전자수송층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 전자수송층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.
그 뒤, 상기 전자수송층(500) 상부에 전자주입층 물질을 증착하여 전자주입층(600)을 형성할 수 있으며, 이때 상기 전자수송층은 통상의 전자주입층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
상기 유기발광 소자의 정공주입층(200), 정공수송층(300), 발광층(400), 전자수송층(500)는 본 발명에 따른 화합물을 사용하거나 아래와 같은 물질을 사용할 수 있으며, 또는 본 발명에 따른 화합물과 공지의 물질을 함께 사용할 수 있다.
Figure pat00042
전자주입층(600) 위에 전자 주입을 위한 캐소드(2000)을 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법에 의해 형성한다. 캐소드로는 다양한 금속이 사용될 수 있다. 구체적인 예로 알루미늄, 금, 은 등의 물질이 있다.
본 발명의 유기발광소자는 애노드, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 캐소드 구조의 유기 발광 소자뿐만 아니라, 다양한 구조의 유기발광소자의 구조가 가능하며, 필요에 따라 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 본 발명에 따라 형성되는 각 유기물층의 두께는 요구되는 정도에 따라 조절할 수 있으며, 구체적으로는 10 내지 1,000 ㎚이며, 더욱 구체적으로는 20 내지 150 ㎚일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 유기물층의 두께를 분자 단위로 조절할 수 있기 때문에 표면이 균일하며, 형태안정성이 뛰어난 장점이 있다.
본 측면에 따른 유기 발광 화합물에 대하여 본원의 제1 측면에 대하여 기재된 내용이 모두 적용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
이하, 본원의 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하며, 본 실시예에 의하여 본원의 범위가 제한되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
제조예 1: 메인 코어(main core) 1의 합성
목적 화합물 합성을 위해 메인 코어1(main core 1)을 하기와 같이 합성하였다.
Figure pat00043
둥근바닥플라스크에 1,2-phenylenediboronic acid 100.0g (603.32mmol, 1eq), 1-bromo-2-iodobenzene 341.3g (1206.64mmol, 2eq), Pd(PPh3)4 34.85g (30.17mmol, 0.05eq), K3PO4 256.13g (1206.64mmol, 2eq)를 1,4-Dioxane 1000mL, H2O 200mL에 녹인 뒤 환류 교반하였다. 2시간 뒤 TLC로 반응 종결을 확인하고 유기층을 MC로 추출하였다. 추출된 물질을 감압여과한 후 MC와 Hexane으로 재결정하여 메인 코어 1 220g (yield = 94.0%, White solid)을 얻었다.
제조예 2: 메인 코어(main core) 2의 합성
Figure pat00044
목적 화합물 합성을 위해 상기 제조예 1에서 얻어진 메인 코어 1을 출발물질로 하고, 다양한 Reagent(dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid, dibenzo[b,d]furan-3-ylboronic acid, dibenzo[b,d]furan-2-ylboronic acid)를 사용하여 Suzuki reaction을 통해 메인 코어 2의 합성을 진행하였다.
둥근바닥플라스크에 메인코어 1 50.0g (128.8mmol, 1eq), dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid 24.6g (115.94mmol, 0.9eq), Pd(PPh3)4 7.44g (6.44mmol, 0.05eq), K3PO4 54.7g (257.6mmol, 2eq)를 1,4-Dioxane 500mL, H2O 100mL에 녹인 뒤 환류 교반하였다. 1시간 뒤 TLC로 반응 종결을 확인하고 유기층을 MC로 추출하였다. 추출된 물질을 감압여과한 후 컬럼정제 및 MC와 Hexane으로 재결정하여 메인 코어 2-1 51.74g (yield = 84.5%, White solid)을 얻었다. Reagent를 달리하여 하기와 같은 구조의 메인 코어 2-2, 2-3을 얻었다.
Figure pat00045
화합물 합성
화합물 1
Figure pat00046
둥근바닥플라스크에 메인 코어 2-1 10.0g (21.01mmol, 1eq), diphenylamine 3.56g (21.01mmol, 1.0eq), Pd2(dba)3 0.38g (0.42mmol, 0.02eq), Tri-tert-butylphosphine 0.2g (0.84mmol, 0.04eq), NaOtBu 4.04g (42.02mmol, 2eq)를 Toluene 100mL에 녹인 뒤 환류 교반하였다. 5시간 뒤 TLC로 반응 종결을 확인하고 유기층을 MC로 추출하였다. 추출된 물질을 컬럼정제 및 재결정하여 화합물 1 10.9g (yield = 91.7%, White solid)을 얻었다.
화합물 2 내지 16
상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법을 사용하였으며, 출발물질로 메인코어 2-1을 사용하고, diphenylamine 대신 하기 표 1의 물질을 사용하여 화합물 2 내지 16을 합성하였다.
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
화합물 17 내지 32
상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법을 사용하였으며, 출발물질로 메인 코어 2-1 대신 메인 코어 2-2와 하기 표 2에 기재된 물질을 사용하여 화합물 17 내지 32를 합성하였다.
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
화합물 33 내지 48
상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법을 사용하였으며, 출발물질로 메인 코어 2-1 대신 메인 코어 2-3과 하기 표 3의 물질을 사용하여 화합물 33 내지 48을 합성하였다.
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
Figure pat00057
화합물 49
Figure pat00058
둥근바닥플라스크에 메인 코어 1 10.0g (25.77mmol, 1eq), diphenylamine 9.16g (54.12mmol, 2.1eq), Pd2(dba)3 0.47g (0.52mmol, 0.02eq), Tri-tert-butylphosphine 0.25mL (1.03mmol, 0.04eq), NaOtBu 4.95g (51.53mmol, 2eq)를 Toluene에 녹인 뒤 환류 교반하였다. 2시간 뒤 TLC로 반응 종결을 확인하고 유기층을 MC로 추출하였다. 추출된 물질을 컬럼정제 및 재결정하여 화합물 49 11.6g (yield = 80.0%, White solid)을 얻었다.
화합물 50 내지 52
상기 화합물 49의 합성과 동일한 방법을 사용하였으며, 출발물질로 메인 코어 1을 사용하고, diphenylamine 대신 하기 표 4의 물질을 사용하여 화합물 50 내지 52를 합성하였다.
Figure pat00059
Figure pat00060
상기 화합물 1 내지 56의 액체 크로마토그래피 질량분석법(LC-MS: Liquid chromatography mass spectrometry) 및 1H NMR(CDCl3, 300Mz)은 하기 표 5 및 표 6에 나타내었다.
LC-MS
화합물 LC-MS 화합물 LC-MS
1 563.22 (C42H29NO=563.70) 29 679.29 (C51H37NO=679.86)
2 639.26 (C48H33NO=639.80) 30 679.29 (C51H37NO=679.86)
3 639.26 (C48H33NO=639.80) 31 679.29 (C51H37NO=679.86)
4 613.24 (C46H31NO=613.76) 32 679.29 (C51H37NO=679.86)
5 689.27 (C52H35NO=689.86) 33 563.22 (C42H29NO=563.70)
6 715.29 (C54H37NO=715.90) 34 639.26 (C48H33NO=639.80)
7 715.29 (C54H37NO=715.90) 35 639.26 (C48H33NO=639.80)
8 689.27 (C52H35NO=689.86) 36 613.24 (C46H31NO=613.76)
9 803.32 (C61H41NO=804.00) 37 689.27 (C52H35NO=689.86)
10 803.32 (C61H41NO=804.00) 38 715.29 (C54H37NO=715.90)
11 803.32 (C61H41NO=804.00) 39 715.29 (C54H37NO=715.90)
12 803.32 (C61H41NO=804.00) 40 689.27 (C52H35NO=689.86)
13 679.29 (C51H37NO=679.86) 41 803.32 (C61H41NO=804.00)
14 679.29 (C51H37NO=679.86) 42 803.32 (C61H41NO=804.00)
15 679.29 (C51H37NO=679.86) 43 803.32 (C61H41NO=804.00)
16 679.29 (C51H37NO=679.86) 44 803.32 (C61H41NO=804.00)
17 563.22 (C42H29NO=563.70) 45 679.29 (C51H37NO=679.86)
18 639.26 (C48H33NO=639.80) 46 679.29 (C51H37NO=679.86)
19 639.26 (C48H33NO=639.80) 47 679.29 (C51H37NO=679.86)
20 613.24 (C46H31NO=613.76) 48 679.29 (C51H37NO=679.86)
21 689.27 (C52H35NO=689.86) 49 564.26 (C42H32N2=564.73)
22 715.29 (C54H37NO=715.90) 50 716.32 (C54H40N2=716.93)
23 715.29 (C54H37NO=715.90) 51 716.32 (C54H40N2=716.93)
24 689.27 (C52H35NO=689.86) 52 664.29 (C50H36N2=664.85)
25 803.32 (C61H41NO=804.00) 53 744.28 (C54H36N2O2=744.89)
26 803.32 (C61H41NO=804.00) 54 744.28 (C54H36N2O2=744.89)
27 803.32 (C61H41NO=804.00) 55 796.38 (C60H48N2=797.06)
28 803.32 (C61H41NO=804.00) 56 1044.44 (C80H56N2=1045.34)
NMR
화합물 NMR- 1 H ( CDCl3 , 300Mz )
1 7.00 - 7.39 (15H,m), 7.24 - 7.60 (5H,m), 7.96 - 8.10 (8H,m)
2 7.00 - 7.14 (4H,m), 7.37 - 7.60 (19H,m), 7.75 (2H,m), 7.96 - 8.08 (8H,m)
3 7.08 - 7.60 (30H,m), 7.96 - 8.10 (8H,m)
4 7.00 - 7.14 (5H,m), 7.37 - 7.60 (16H,m), 7.71 - 7.78 (2H,m), 7.96 - 8.10 (10H,m)
5 7.14 (1H,d), 7.31 - 7.63 (20H,m), 7.75 - 7.81 (3H,m), 7.96 - 8.22 (10H,m)
6 7.14 (1H,d), 7.37 - 7.60 (2H,m), 7.75 (4H,m), 7.96 - 8.10 (8H,m)
7 7.08 - 7.14 (4H,m), 7.31 - 7.60 (2H,m), 7.75 (4H,m), 7.96 - 8.10 (9H,m)
8 7.11 - 7.14 (2H,m), 7.40 - 7.60 (21H,m), 7.71 - 7.78 (4H,m), 7.96 - 8.08 (8H,m)
9 7.10 - 7.38 (24H,m), 7.55 - 7.60 (8H,m), 7.96 - 8.10 (9H,m)
10 7.00 - 7.38 (24H,m), 7.54 - 7.60 (7H,m), 7.96 - 8.02 (10H,m)
11 7.00 - 7.39 (24H,m), 7.55 - 7.60 (9H,m), 7.90 - 8.08 (9H, m)
12 7.00 - 7.39 (25H,m), 7.51 - 7.60 (7H,m), 7.96 - 8.10 (9H,m)
13 1.69 (6H,s), 7.00 - 7.14 (5H,m), 7.24 - 7.39 (9H,m), 7.55 - 7.60 (8H,m), 7.90 - 8.10 (9H,m)
14 1.69 (6H,s), 7.00 - 7.20 (4H,m), 7.24 - 7.44 (10H,m), 7.55 - 7.63 (8H,m), 7.91 - 8.10 (9H,m)
15 1.69 (6H,s), 7.00 - 7.14 (5H,m), 7.24 - 7.44 (10H,m), 7.55 - 7.63 (7H,m), 7.91 - 8.12 (9H,m)
16 1.69 (6H,s), 7.00 - 7.15 (5H,m), 7.24 - 7.42 (9H,m), 7.55 - 7.65 (8H,m), 7.90 - 8.11 (9H,m)
17 7.00 - 7.39 (15H,m), 7.54 - 7.60 (15H,m), 7.76 - 7.82 (2H,m), 7.96 - 8,10 (7H,m)
18 7.00 - 7.14 (4H,m), 7.24 - 7.60 (16H,m), 7.75 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.10 (7H,m)
19 7.00 - 7.43 (18H,m), 7.54 - 7.60 (5H,m), 7.76 - 7.82 (2H,m), 7.96 - 8.10 (8H,m)
20 7.00 - 7.14 (5H,m), 7.37 - 7.60 (15H,m), 7.76 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.10 (7H,m)
21 7.14 (1H,d), 7.37 - 7.63 (20H,m), 7.75 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.22 (9H,m)
22 7.14 (1H,d), 7.41 - 7.60 (23H,m), 7.75 - 7.82 (6H,m), 7.96 - 8.03 (6H,m)
23 7.08 - 7.14 (4H,m), 7.41 - 7.54 (21H,m), 7.75 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.10 (8H,m)
24 7.11 - 7.14 (2H,m), 7.31 - 7.54 (18H,m), 7.76 - 7.82 (6H,m), 7.96 - 8.10 (7H,m)
25 7.18 - 7.38 (22H,m), 7.55 - 7.60 (7H,m), 7.76 - 7.82 (2H,m), 7.96 - 8.10 (8H,m)
26 7.10 - 7.39 (22H,m), 7.55 - 7.60 (7H,m), 7.76 - 8.10 (11H,m)
27 7.18 - 7.38 (22H,m), 7.56 - 7.65 (7H,m), 7.76 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.10 (6H,m)
28 7.10 - 7.39 (22H,m), 7.55 - 7.62 (5H,m), 7.76 - 8.10 (13H,m)
29 1.69 (6H,s), 7.00 - 7.14 (5H,m), 7.24 - 7.39 (9H,m), 7.55 - 7.60 (7H,m), 7.76 - 7.82 (2H,m), 7.96 -8.03 (7H,m)
30 1.69 (6H,s), 7.16 - 7.39 (14H,m), 7.54 - 7.60 (6H,m), 7.96 - 8.03 (10H,m)
31 1.69 (6H,s), 7.06 - 7.14 (5H,m), 7.24 - 7.39 (8H,m), 7.51 - 7.62(8H,m), 7.76 - 7.82 (2H,m), 7.96 -8.03 (7H,m)
32 1.69 (6H,s), 7.14 - 7.39 (15H,m), 7.55 - 7.60 (6H,m), 7.76 - 7.82(2H,m), 7.96 - 8.03 (7H,m)
33 7.00 - 7.44 (15H,m), 7.54 - 7.65 (16H,m), 7.76 - 7.82 (2H,m), 7.88 - 8.14 (6H,m)
34 7.00 - 7.14 (4H,m), 7.24 - 7.60 (16H,m), 7.75 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.10 (7H,m)
35 7.00 - 7.55 (18H,m), 7.57 - 7.60 (5H,m), 7.76 - 7.82 (2H,m), 7.96 - 8.10 (8H,m)
36 7.00 - 7.14 (5H,m), 7.37 - 7.60 (12H,m), 7.76 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.15 (10H,m)
37 7.14 (1H,d), 7.37 - 7.65 (22H,m), 7.75 - 7.80 (2H,m), 7.96 - 8.22 (9H,m)
38 7.14 (1H,d), 7.41 - 7.60 (20H,m), 7.75 - 7.88 (9H,m), 7.96 - 8.03 (6H,m)
39 7.08 - 7.14 (4H,m), 7.41 - 7.54 (21H,m), 7.75 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.10 (8H,m)
40 7.11 - 7.14 (2H,m), 7.31 - 7.54 (18H,m), 7.76 - 7.82 (6H,m), 7.96 - 8.10 (7H,m)
41 7.18 - 7.39 (22H,m), 7.55 - 7.59 (8H,m), 7.76 - 7.82 (2H,m), 7.96 - 8.10 (7H,m)
42 7.10 - 7.39 (22H,m), 7.55 - 7.60 (8H,m), 7.76 - 8.10 (10H,m)
43 7.18 - 7.37 (22H,m), 7.56 - 7.64 (7H,m), 7.76 - 7.82 (4H,m), 7.96 - 8.10 (6H,m)
44 7.10 - 7.39 (22H,m), 7.55 - 7.64 (5H,m), 7.76 - 8.10 (13H,m)
45 1.69 (6H,s), 7.00 - 7.14 (5H,m), 7.24 - 7.39 (9H,m), 7.55 - 7.60 (7H,m), 7.76 - 8.03 (9H,m)
46 1.69 (6H,s), 7.16 - 7.39 (14H,m), 7.54 - 7.60 (6H,m), 7.96 - 8.03 (10H,m)
47 1.69 (6H,s), 7.06 - 7.14 (5H,m), 7.24 - 7.39 (8H,m), 7.51 - 7.62(8H,m), 7.76 - 8.03 (9H,m)
48 1.69 (6H,s), 7.14 - 7.39 (15H,m), 7.55 - 7.60 (6H,m), 7.76 - 7.82(2H,m), 7.96 - 8.03 (7H,m)
49 7.00 - 7.24 (22H,m), 7.37 - 7.39 (4H,m), 7.60 (2H,dd), 7.96 (2H,dd), 8.10 (2H, dd)
50 7.00 - 7.14 (8H,m), 7.37 - 7.60 (10H,m), 7.75 (4H,m), 7.96 (2H,dd), 8.10 (2H,dd)
51 7.00 - 7.24 (18H,m), 7.37 - 7.43 (14H,m), 7.60 (2H,dd), 7.96 (2H,dd), 8.10 (4H,m)
52 7.00 - 7.24 (14H,m), 7.37 - 7.54 (14H,m), 7.71 - 7.78 (4H,m), 7.96 (2H,dd), 8.10 (2H,dd)
53 7.08 - 7.39 (22H,m), 7.54 - 7.60 (6H,m), 7.96 - 7.98 (4H,m), 8.10 (2H,dd), 8.22 (2H,s)
54 6.91 (2H,m), 7.00 - 7.39 (24H,m), 7.54 - 7.60 (4H,m), 7.96 - 7.98 (4H,m), 8.10 (2H,m)
55 1.69 (12H,s), 7.00 - 7.39 (24H,m), 7.55 - 7.60 (4H,m), 7.86 - 7.96 (6H,m), 8.10 (2H,m)
56 7.00 - 7.39 (44H,m), 7.55 - 7.60 (4H,m), 7.90 - 7.96 (6H,m), 8.10 (2H,m)
유기발광소자 제조
실시예 1 : 발광보조층(제2 정공수송층)으로 사용
인듐틴옥사이드(ITO)가 1500Å 두께가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송 시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 ITO 기판 상부에 열 진공 증착기(thermal evaporator)를 이용하여 정공주입층 DNTPD 600Å, HATCN 50 Å, 제1 정공수송층으로 NPB 600 Å, 제2 정공수송층으로 화합물 1 100 Å을 제막한 후 상기 발광층으로 BH01:BD01 3%로 도핑하여 250 Å 제막하였다. 다음으로 전자전달층으로 ET01:Liq(1:1) 300 Å 제막한 후 LiF 10 Å, 알루미늄(Al) 1000 Å 제막하고, 이 소자를 글로브 박스에서 밀봉(Encapsulation)함으로써 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 2 내지 실시예 48
실시예 1과 같은 방법을 사용하되, 화합물 1 대신 화합물 2 내지 48을 사용하여 제막한 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 1 내지 4, 및 비교예 9 내지 12
실시예 1과 같은 방법을 사용하되, 화합물 1 대신 하기의 Ref.1 내지 Ref.4와 Ref.9 내지 Ref.12를 사용하여 제막한 유기발광소자를 제작하였다.
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
실시예 49 : 제1 정공수송층으로 사용
인듐틴옥사이드(ITO)가 1500Å 두께가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송 시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 ITO 기판 상부에 열 진공 증착기(thermal evaporator)를 이용하여 정공주입층 DNTPD 600Å, HATCN 50 Å, 제1 정공수송층으로 화합물 49 700 Å, 제2 정공수송층으로 DNTPD 100 Å을 제막한 후 상기 발광층으로 BH01:BD01 3%로 도핑하여 250 Å 제막하였다. 다음으로 전자전달층으로 ET01:Liq(1:1) 300 Å 제막한 후 LiF 10 Å, 알루미늄(Al) 1000 Å 제막하고, 이 소자를 글로브 박스에서 밀봉(Encapsulation)함으로써 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 50 내지 실시예 56
실시예 49와 같은 방법을 사용하되, 화합물 49 대신 화합물 50 내지 56을 사용하여 제막한 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 5 내지 8, 및 비교예 13 내지 16
실시예 49과 같은 방법을 사용하되, 화합물 49 대신 하기 Ref.5 내지 Ref.8과 Ref.13 내지 Ref.16을 사용하여 제막한 유기발광소자를 제작하였다.
Figure pat00069
Figure pat00070
[유기 발광 소자의 성능평가]
키슬리 2400 소스 메져먼트 유닛(Kiethley 2400 source measurement unit) 으로 전압을 인가하여 전자 및 정공을 주입하고 코니카 미놀타(Konica Minolta) 분광복사계(CS-2000)를 이용하여 빛이 방출될 때의 휘도를 측정함으로써, 실시예 및 비교예의 유기발광소자의 성능을 인가전압에 대한 전류 밀도 및 휘도를 대기압 조건하에 측정하여 평가하였으며, 그 결과를 각각 표 7 및 표 8에 나타내었다.
Op. V mA/cm2 Cd/A lm/w CIEx CIEy LT95
실시예1 3.901 10 7.47 6.74 0.140 0.109 200
실시예2 3.890 10 7.45 6.70 0.140 0.110 205
실시예3 3.890 10 7.43 6.69 0.141 0.110 207
실시예4 3.900 10 7.40 6.72 0.140 0.109 220
실시예5 3.900 10 7.41 6.65 0.141 0.110 195
실시예6 3.915 10 7.55 6.84 0.140 0.110 200
실시예7 3.916 10 7.33 6.63 0.140 0.110 230
실시예8 3.910 10 7.30 6.60 0.140 0.111 224
실시예9 3.913 10 7.34 6.62 0.139 0.109 195
실시예10 3.910 10 7.35 6.60 0.140 0.110 199
실시예11 3.901 10 7.47 6.74 0.140 0.109 195
실시예12 3.890 10 7.45 6.70 0.140 0.110 200
실시예13 3.890 10 7.43 6.69 0.141 0.110 200
실시예14 3.900 10 7.40 6.72 0.140 0.110 203
실시예15 3.900 10 7.41 6.65 0.141 0.111 210
실시예16 3.915 10 7.55 6.84 0.140 0.110 210
실시예17 3.916 10 7.33 6.63 0.140 0.110 161
실시예18 3.910 10 7.30 6.60 0.140 0.111 150
실시예19 3.913 10 7.34 6.62 0.139 0.111 160
실시예20 3.910 10 7.35 6.60 0.140 0.110 162
실시예21 3.901 10 7.44 6.74 0.140 0.109 175
실시예22 3.890 10 7.31 6.70 0.140 0.110 170
실시예23 3.890 10 7.33 6.69 0.141 0.110 179
실시예24 3.900 10 7.40 6.72 0.140 0.110 173
실시예25 3.900 10 7.40 6.65 0.141 0.110 175
실시예26 3.915 10 7.42 6.84 0.140 0.110 170
실시예27 3.916 10 7.33 6.63 0.140 0.110 155
실시예28 3.910 10 7.30 6.60 0.140 0.111 160
실시예29 3.913 10 7.39 6.62 0.139 0.111 155
실시예30 3.910 10 7.38 6.60 0.140 0.110 162
실시예31 3.901 10 7.47 6.74 0.140 0.110 175
실시예32 3.890 10 7.40 6.70 0.140 0.110 170
실시예33 3.890 10 7.55 6.69 0.141 0.110 159
실시예34 3.900 10 7.56 6.72 0.140 0.110 177
실시예35 3.900 10 7.35 6.65 0.141 0.110 175
실시예36 3.915 10 7.30 6.84 0.140 0.110 160
실시예37 3.916 10 7.42 6.63 0.140 0.110 161
실시예38 3.910 10 7.42 6.60 0.140 0.111 160
실시예39 3.913 10 7.44 6.62 0.139 0.111 160
실시예40 3.910 10 7.55 6.60 0.140 0.110 162
실시예41 3.915 10 7.51 6.84 0.140 0.110 155
실시예42 3.916 10 7.52 6.63 0.140 0.109 161
실시예43 3.910 10 7.33 6.60 0.140 0.111 160
실시예44 3.913 10 7.35 6.62 0.139 0.111 160
실시예45 3.910 10 7.30 6.60 0.140 0.109 162
실시예46 3.915 10 7.31 6.84 0.140 0.110 157
실시예47 3.916 10 7.35 6.63 0.140 0.110 161
실시예48 3.910 10 7.46 6.60 0.140 0.109 160
비교예1 4.010 10 5.97 5.39 0.141 0.111 100
비교예2 4.102 10 6.13 5.17 0.141 0.110 85
비교예3 4.115 10 6.19 5.20 0.141 0.111 75
비교예4 4.112 10 6.33 5.20 0.141 0.113 120
비교예9 4.200 10 6.72 5.20 0.141 0.110 120
비교예10 4.177 10 6.52 5.24 0.141 0.112 75
비교예11 4.218 10 6.88 5.50 0.141 0.113 75
비교예12 4.279 10 6.00 5.66 0.141 0.113 112
상기 표 7에 나타나는 바와 같이 본 발명의 실시예들은 비교예 1 내지 4, 비교예 9 내지 12와 비교하여, 유기발광소자의 효율 및 수명이 상승하는 결과를 볼 수 있었다.
보다 구체적으로, 터페닐에 아릴아민 또는 아릴기가 파라(Para) 또는 메타(Meta) 위치에 결합된 비교예 1 내지 4와 비교하여, 실시예 1 내지 48은 아릴아민 또는 아릴기가 터페닐의 오쏘(Ortho)의 위치로 연결되어 높은 T1값을 가지며, 박막형성 및 계면배열이 우수하여 빠른 홀 모빌리티(hole mobility)를 가질 수 있다. 또한, 다이벤조퓨란의 4번을 결합위치로 하는 실시예 1 내지 16은 보다 장수명의 특성을 나타내었다.
Op. V mA/cm2 Cd/A lm/w CIEx CIEy LT95
실시예49 3.913 10 7.41 6.62 0.139 0.111 160
실시예50 3.910 10 7.39 6.60 0.140 0.110 162
실시예51 3.913 10 7.52 6.62 0.139 0.111 160
실시예52 3.910 10 7.38 6.60 0.140 0.110 162
실시예53 3.913 10 7.41 6.62 0.139 0.111 180
실시예54 3.910 10 7.39 6.60 0.140 0.110 210
실시예55 3.913 10 7.52 6.62 0.139 0.111 170
실시예56 3.910 10 7.38 6.60 0.140 0.110 170
비교예5 4.201 10 6.02 5.26 0.141 0.110 90
비교예6 4.222 10 6.40 5.38 0.141 0.110 95
비교예7 4.471 10 6.29 5.48 0.141 0.111 100
비교예8 4.106 10 6.11 5.19 0.141 0.112 85
비교예13 4.111 10 6.16 5.88 0.141 0.110 100
비교예14 4.271 10 6.55 5.55 0.141 0.110 110
비교예15 4.335 10 6.51 5.55 0.141 0.111 90
비교예16 4.296 10 6.19 5.67 0.141 0.112 80
상기 표 8에 나타나는 바와 같이 본 발명의 실시예 49 내지 56은 비교예 5 내지 8, 비교예 13 내지 16과 비교하여 효율 및 수명이 상승하는 결과를 확인할 수 있고 모든 면에서 물성이 우수함을 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 터페닐의 양 말단이 대칭인 구조를 갖는 경우, 터페닐에 아릴아민 또는 아릴기가 파라(Para) 또는 메타(Meta) 위치에 결합된 비교예들에 비하여, 본 발명의 실시예 49 내지 56은 아릴아민 또는 아릴기가 터페닐의 오쏘(Ortho)의 위치로 연결되어 고효율, 장수명의 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 터페닐에 2개의 다이벤조퓨란기를 가지는 실시예 53, 54는 장수명 특성이 특히 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 5 내지 8, 비교예 13 내지 16와 비교하여, 아릴아민 또는 아릴기가 터페닐의 오쏘(Ortho)의 위치로 연결된 실시예 49 내지 56은 높은 T1값과 박막형성 및 계면배열이 우수하여 빠른 홀 모빌리티(hole mobility)를 가짐으로써 모든 물성면에서 우수하였으며, 정공수송층에 적합함 구조임을 확인하였다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 기판
200: 정공주입층
300: 정공수송층
400: 발광층
500: 전자수송층
600: 전자주입층
1000: 애노드
2000: 캐소드

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물,
    [화학식 1]
    Figure pat00071

    상기 화학식 1에서,
    A 및 B는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기, 또는 NAr1Ar2이고, A 및 B 중 적어도 하나는 NAr1Ar2이며, Ar1 및 Ar2은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기이며,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴렌기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 A 및 B는 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 플루오렌, 디메틸플루오렌, 디페닐플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 카바졸 또는 이들의 조합인 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물:
    [화학식 2] [화학식 3]
    Figure pat00072
    Figure pat00073

    상기 화학식 2 또는 화학식 3에서,
    Ar3, Ar4 , Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기이고,
    X는 CR1R2 , NR3, O 또는 S이고, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환 된 C1~24의 알킬기, 치환 또는 비치환 된 C6~30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환 된 C5~30의 헤테로아릴기이다.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 플루오렌, 디메틸플루오렌, 디페닐플루오렌 또는 이들의 조합인 화합물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 Ar3, Ar4, Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로, 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 플루오렌, 디메틸플루오렌, 디페닐플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 카바졸 또는 이들의 조합인 화합물.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 Ar3은 Ar5와 같고, Ar4는 Ar6과 같은 아릴기인 화합물.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 Ar3은 Ar5와 같고, Ar4는 Ar6과 같으며, Ar3 및 Ar5가 다이벤조퓨란을 포함하는 화합물.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물:
    [화학식 4]
    Figure pat00074
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 화합물.
    Figure pat00075
  10. 제1 전극 및 제2 전극 사이에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 함유하는 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 및 발광보조층 중 1층 이상인 유기 발광 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공수송층인 유기 발광 소자.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 유기물층은 발광보조층인 유기 발광 소자.
KR1020170136775A 2017-10-20 2017-10-20 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 KR20190044395A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136775A KR20190044395A (ko) 2017-10-20 2017-10-20 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN201811222653.9A CN109694365A (zh) 2017-10-20 2018-10-19 新颖化合物及包含其的有机发光器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136775A KR20190044395A (ko) 2017-10-20 2017-10-20 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190044395A true KR20190044395A (ko) 2019-04-30

Family

ID=66230077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170136775A KR20190044395A (ko) 2017-10-20 2017-10-20 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20190044395A (ko)
CN (1) CN109694365A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150086721A (ko) 2014-01-20 2015-07-29 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150086721A (ko) 2014-01-20 2015-07-29 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
CN109694365A (zh) 2019-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102628804B1 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR102583853B1 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190030004A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20180116740A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20180131091A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190081263A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20200009971A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR102566773B1 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190007892A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20180043726A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230171910A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR20180040079A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190005661A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102632832B1 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR102559633B1 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR20200134693A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR20200016436A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR20190011090A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190003252A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210034445A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102575687B1 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20200134694A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR20200046421A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR20190114636A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190010311A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자