KR20220083444A - 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열안정성과 발광능이 우수한 신규 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써, 열적 안정성고, 높은 발광효율, 낮은 구동전압, 장수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 {ORGANIC LIGHT-EMITTING COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 신규한 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열안정성과 발광능이 우수한 신규 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 Bernanose의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent) 소자에 대한 연구는 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 유기물 층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 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, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
유기 전계 발광 소자의 발광층 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료로 구분될 수 있다. 그밖에, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 발광재료로 노란색 및 주황색 발광재료도 사용된다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 재료로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다. 상기 도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 이러한 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지의 발광 효율을 향상시킬 수 있어 인광 도판트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대해 관심이 집중되고 있다. 현재까지 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층에 사용되는 물질로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있고, 발광 물질로는 안트라센 유도체들이 형광 도판트/호스트 재료로서 보고되고 있다. 특히 발광재료 중 효율 향상 측면에서 큰 장점을 가지고 있는 인광 재료로서는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색, 녹색, 적색 도판트 재료로 사용되고 있다. 현재까지는 CBP가 인광 호스트 재료로 우수한 특성을 나타내고 있다.
그러나 종래 발광 물질들은 발광 특성 측면에서 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮고 열적 안정성이 매우 좋지 않기 때문에, 유기 전계 발광 소자에서의 수명 측면에서 만족할만한 수준이 되지 못하고 있다. 따라서, 우수한 성능을 가지는 발광 물질의 개발이 요구되고 있다.
한편 중수소는 자연 존재비가 대략 0.015%이다. 중수소의 농도가 풍부한 중수소화 화합물은 잘 알려져 있다. 중수소화 방향족 화합물은 화학 반응 및 대사 경로를 연구하기 위해 사용되어 왔으며, 또한 의약, 농업 화학물질, 기능성 물질 및 분석 추적자용 원료로 사용되어 왔다. 어떤 중수소화 전계 발광 물질은 중수소화 되지 않은 동위 이성질체에 비해 향상된 성능(효율, 수명)을 나타낸다고 보고되기도 한다(예를 들면, Tong, et al. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 3490~4 참조). 현재 중수소화 화합물을 합성하는 방법으로는 높은 수준의 중수소화를 달성하기 위해 자중처리를 필요로 할 수 있다. 이러한 방법은 고비용이 소요되거나 또는 시간 소모적이므로, 비용과 효율 면에서 적절하지 않다. 이에 따라, 중수소화 방향족 화합물의 합성하기 위한 개선된 제조방법이 지속적으로 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보다 구체적으로 유기 전계 발광 소자에 적용할 수 있으며, 열안정성과 발광능, 정공 주입능, 정공 수송능, 발광능, 전자 수송능, 전자 주입능 등이 모두 우수한 신규 유기 화합물, 바람직하게는 열안정성과 발광능이 우수한 청색 형광 발광층 재료를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 신규 유기 화합물을 포함하여 열적 안정성, 낮은 구동전압과 높은 발광효율을 나타내며, 수명이 향상되는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 기술적 과제로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 설명될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1 로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R8 은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이고, 다만 R1 내지 R8 중 적어도 하나 이상은 중수소이며,
X는 O, S 또는 CRaRb이며,
Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, 또는 C6~C60의 아릴기이거나, 이들이 결합하여 축합고리를 형성하고,
R9 내지 R14는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 포스핀기, C1~C40의 포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며
L은 단일결합이거나, 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
n은 0 내지 2의 정수이며,
A1은 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이며,
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
R17 내지 R24 중 어느 하나는 화학식 1과 연결되고, 나머지 중 어느 하나는 적어도 하나 이상의 중수소를 갖는 아릴기(A2)가 연결되되,
다만 상기 화학식 1과 상기 중수소를 갖는 아릴기(A2)는 오르쏘(ortho) 위치로 연결되고,
상기 화학식 1 및 상기 중수소를 갖는 아릴기와 비(非)연결되는 R17 내지 R24는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 포스핀기, C1~C40의 포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R9 내지 R14, Ra, Rb, 상기 화학식 1 및 중수소를 갖는 아릴기(A2)와 비연결되는 R17 내지 R24에서, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 포스핀기, 포스핀옥사이드기, 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층 중 적어도 하나는 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 발광층인 것이 바람직하다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층의 청색 형광 호스트 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성 및 발광 특성이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층의 재료로 사용될 수 있다.
특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 형광 호스트 재료로 사용할 경우, 종래의 호스트 재료에 비해 저전압, 고효율 및 장수명 특성을 동시에 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능 및 수명이 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 보다 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
<유기 화합물>
본 발명에서는 소자의 저전압, 고효율 및 장수명 특성을 동시에 구현할 수 있는 신규 구조의 중수소화된 전계 발광물질을 제공하고자 한다.
본 발명에 따라 화학식 1로 표시되는 화합물은, 중수소화된 안트라센 모이어티와 비(非)중수소 나프탈렌(예, A1) 모이어티를 코어(core)로 가지면서, 상기 나프틸기(A1)의 오르쏘(ortho) 위치에 다른 중수소화된 아릴기 (예, A2)가 치환되고, 상기 중수소화된 안트라센의 일 페닐환에 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)가 직접 연결되거나 또는 별도의 링커(예, L)를 통해 연결되는 기본 골격구조를 갖는다.
구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물은 안트라센 코어에 중수소가 치환됨에 따라 소자의 수명 특성을 개선할 수 있으며, 상기 중수소화된 안트라센 코어에 캐리어 이동도가 높은 나프틸기(A1)을 도입함으로써 소자의 전압 및 효율 특성을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 나프틸기가 중수소로 치환될 경우, 마커스(Marcus) 이론에 따라 결합에너지(Bond dissociation energy)가 커지게 되므로, 중수소로 비치환된 나프틸기를 포함하는 재료 대비 소자의 안정성이 증대되어 수명 특성이 보다 향상될 수 있다.
특히 본 발명에서는 수명 개선을 위해 중수소화된 아릴기(A2)를 나프틸기(A1)에 도입하되, 입체장애 효과(steric effect)를 주기 위해 나프틸기(A1)를 기준으로 2개의 중수소화된 모이어티, 예컨대 중수소화된 안트라센과 중수소화된 아릴기(A2)가 오르쏘(ortho-) 위치가 되도록 결합된다. 이와 같이 중수소화된 아릴기(A2)의 오르쏘 결합위치 도입은 분자 간의 패킹을 막아줌으로써 효율 개선 효과를 나타낼 수 있다. 그리고 청색 형광 재료로 알려진 디벤조계 모이어티, 특히 디벤조퓨란기를 도입함으로써 청색 형광 특성을 극대화할 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 전술한 기본 골격 구조내에 복수 개의 중수소를 포함함으로써, 중수소가 비포함된 동일 구조의 화합물에 비해 색순도가 보다 극대화될 수 있으며, 약화된 탄소-수소 간의 분자 내 결합력을 더 증가시켜 수명 특성을 유의적으로 향상시킬 수 있다.
나아가, 유기 전계 발광 소자의 적색 및 녹색 발광층은 각각 인광 재료를 이용하고 있으며, 현재 이들의 기술 성숙도는 높은 상태이다. 이에 비해, 청색 발광층은 형광 재료와 인광 재료가 있는데, 이중 형광 재료는 성능 향상이 필요한 상태이며, 청색 인광재료는 아직 개발 중이어서 진입 장벽이 높은 상태이다. 즉, 청색 발광층은 개발 가능성이 큰 반면 기술난이도가 상대적으로 높기 때문에, 이를 구비하는 청색 유기발광소자의 성능(예, 구동전압, 효율, 수명 등)을 향상시키는데 한계가 있다. 전술한 관점 하에서, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 청색 형광 발광층 재료로 유용하게 적용될 수 있으므로, 청색 발광층의 성능과 이를 구비하는 유기 전계 발광 소자의 저전압, 고효율 및 장수명 특성을 동시에 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
전술한 사항들로 인해, 상기 화학식 1 로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 발광 특성을 향상시킴과 동시에, 전자 주입/수송 능력, 발광 효율, 구동 전압, 수명 특성 등을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 발광층 재료(청색 형광 호스트 재료)로 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 청색 형광 호스트 재료로 사용시, 종래의 발광 호스트 재료(예를 들어, CBP)에 비해 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 고효율 및 장수명 특성이 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은, 중수소화된 안트라센 모이어티와 비(非)중수소화 나프탈렌(예, A1) 모이어티를 코어(core)로 가지면서, 상기 나프틸기(A1)의 오르쏘(ortho) 위치에 다른 중수소화된 아릴기 (예, A2)가 치환되고, 상기 중수소화된 안트라센의 일 페닐환에 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)가 직접 연결되거나 또는 별도의 링커(예, L)를 통해 연결되는 기본 골격구조를 갖는다.
상기 안트라센은 적어도 하나 이상의 중수소(D)를 포함한다. 안트라센의 일 실시예를 들면, R1 내지 R8은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이고, 다만 R1 내지 R8 중 적어도 하나 이상은 중수소이다. 구체적으로, R1 내지 R8 중 적어도 하나는 중수소이며, 나머지는 수소일 수 있으며, 보다 구체적으로 R1 내지 R8는 모두 중수소일 수 있다. 이와 같이 복수 개의 중수소를 포함함으로써, 소자의 수명 특성을 개선할 수 있다.
중수소화된 안트라센에는 캐리어 특성이 우수한 비(非)중수소화 나프틸(A1) 모이어티가 연결되며, 상기 나프틸(A1)기의 특정 위치에는 중수소화된 아릴기(A2)가 연결된다. 구체적으로, 나프틸기(A1)의 탄소에 대해 중수소화된 안트라센과 중수소화된 아릴기(A2)가 서로 오르쏘(ortho) 위치로 결합된다. 이와 같이 나프틸기(A1)를 중심으로 오르쏘 결합된 2개의 중수소화 모이어티[안트라센, 아릴기(A2)]는 입체장애 효과 및 분자 간 패킹방지 효과를 통해 소자의 전압특성 및 효율 특성을 동반 상승시킬 수 있다.
상기 나프틸기(A1)은 하기 화학식 2와 같이 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 2의 R17 내지 R24 중에서, 화학식 1 및 중수소화된 아릴기(A2)와 연결되는 2개의 결합위치는 오르쏘(ortho) 위치이기만 하면, 특별히 제한되지 않는다. 일례를 들면, R17 내지 R24 중 어느 하나는 화학식 1과 연결되고, 나머지 중 어느 하나는 적어도 하나 이상의 중수소를 갖는 아릴기(A2)가 연결되되, 다만 상기 화학식 1과 상기 중수소를 갖는 아릴기(A2)는 오르쏘(ortho) 위치로 연결된다. 구체적으로, 상기 화학식 2의 R17 및 R18 중 하나는 화학식 1과 연결되고, 다른 하나는 적어도 하나 이상의 중수소를 갖는 아릴기(A2)와 연결될 수 있다.
또한 화학식 1 및 중수소를 갖는 아릴기(A2)와 각각 비(非)연결되는 R17 내지 R24는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 포스핀기, C1~C40의 포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 화학식 1 및 중수소를 갖는 아릴기(A2)와 각각 비(非)연결되는 R9 내지 R14는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C40의 알킬기, 및 C6~C60의 아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 2의 나프틸기(A1)에 도입되는 중수소화된 아릴기(A2)는 적어도 하나 이상의 중수소(D)가 치환된 당 분야에 공지된 통상의 C6~C60의 아릴기라면, 특별히 제한되지 않는다. 일례로, C6~C12의 페닐기 또는 나프틸기일 수 있다.
일 구체예를 들면, 상기 중수소를 갖는 아릴기(A2)는 하기 화학식 3a 내지 화학식 3c로 표시되는 구조식 중에서 선택될 수 있다. 그러나 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
[화학식 3a]
Figure pat00004
[화학식 3b]
Figure pat00005
[화학식 3c]
Figure pat00006
상기 화학식 3a 내지 3c에서,
*는 화학식 2와 결합이 이루어지는 부분을 의미하며,
a는 0 내지 5의 정수이며, b는 0 내지 7의 정수이다.
이러한 중수소를 갖는 아릴기(A2)는 하기 구조식과 같이 구체화될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
Figure pat00007
본 발명의 일 실시예에 따라 중수소를 갖는 아릴기(A2)가 도입된 화학식 2(나프틸기, A1)의 모이어티의 구체적인 일례를 들면, 하기 구조식과 같이 표시될 수 있다.
Figure pat00008
이때 전술한 구조식에 표시되지 않았으나, 당 분야에 공지된 치환기(예컨대, R9의 정의부와 동일)가 적어도 하나 이상 치환될 수 있다.
본 발명에 따른 중수소화된 안트라센에는, 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)가 직접 결합 또는 별도의 링커(예, L)를 통해 도입된다. 상기 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)는 높은 유리 전이온도(Tg) 및 열적 안정성 면에서 우수하다. 이러한 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)의 일 실시예를 들면, Y는 O, S, 또는 CRaRb이며, 구체적으로 O(디벤조퓨란) 또는 S(디벤조티오펜)이며, 바람직하게는 O이다.
여기서, Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, 또는 C6~C60의 아릴기이거나, 이들이 결합하여 축합고리(예, 스피로 고리)를 형성할 수 있다.
또한 디벤조계 모이어티에는 다양한 치환체로서 R9 내지 R16이 치환될 수 있다. 이러한 R9 내지 R16은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 포스핀기, C1~C40의 포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기(예, R13 내지 R16 끼리)와 결합하여 축합고리를 형성할 수 있다. 구체적으로, R9 내지 R16은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C40의 알킬기, 및 C6~C60의 아릴기에서 선택될 수 있다. 여기서 R9 내지 R16 중 적어도 하나, 구체적으로 R13 내지 R16 중 적어도 하나는 C6~C60의 아릴기, 또는 적어도 하나의 중수소로 치환된 C6~C60의 아릴기일 수 있다.
전술한 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)는 중수소화된 안트라센에 직접 결합되거나 또는 링커(L)를 통해 결합된다. 이와 같이, 디벤조계 모이어티와 중수소화된 안트라센 사이에 별도의 링커가 존재할 경우, HOMO 영역을 확장시켜 HOMO-LUMO 분포에 이득을 주고, HOMO-LUMO의 적절한 중첩을 통하여 전하 이동 효율을 높일 수 있다.
이러한 링커(예, L)는 특별히 제한되지 않으며, 단일결합이거나 또는 당 분야에 알려진 통상적인 2가(divalent) 그룹의 연결기(Linker)일 수 있다. 구체적으로, L은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합(예, 직접결합)이거나 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 상기 아릴렌기와 헤테로아릴렌기의 구체적인 예로는 페닐렌기, 비페닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 등이 있다. 보다 구체적으로, L은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합이거나 또는 C6~C12의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 12개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이때 링커의 개수(예, n)는 각각 0 내지 2의 정수일 수 있다. 일례로, n이 0일 경우, L은 단일결합일 수 있다. 또한 n이 0 초과, 2 이하일 경우, L은 전술한 링커의 정의부에서 단일결합을 제외한 나머지 치환기일 수 있다.
일 구체예를 들면, L은 단일결합이거나 또는 하기 구조식에 선택되는 연결기일 수 있다.
Figure pat00009
상기 구조식에서,
*는 상기 화학식 1과 결합이 이루어지는 부분을 의미한다. 또한 전술한 구조식에 표시되지 않았으나, 당 분야에 공지된 치환기(예컨대, R9의 정의부와 동일)가 적어도 하나 이상 치환될 수 있다.
전술한 화학식 1에서, 상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R9 내지 R14, Ra, Rb, 상기 화학식 1 및 중수소를 갖는 아릴기(A2)와 비연결되는 R17 내지 R24에서, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 포스핀기, 포스핀옥사이드기, 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 화학식 1로 표시되는 화합물은, 화학식 2의 나프틸기(A1)와 중수소화된 아릴기(A2)의 종류에 따라 하기 화학식 4 내지 화학식 9 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00010
[화학식 5]
Figure pat00011
[화학식 6]
Figure pat00012
[화학식 7]
Figure pat00013
[화학식 8]
Figure pat00014
[화학식 9]
Figure pat00015
상기 화학식 4 내지 9에서,
X, L, R1 내지 R16, R19 내지 R24, n, a 및 b는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
상기 화학식 4 내지 9로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 4a 내지 화학식 9a 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다.
[화학식 4a]
Figure pat00016
[화학식 5a]
Figure pat00017
[화학식 6a]
Figure pat00018
[화학식 7a]
Figure pat00019
[화학식 8a]
Figure pat00020
[화학식 9a]
Figure pat00021
본 발명의 다른 일 실시예를 들면, 화학식 1로 표시되는 화합물은 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)의 결합 위치에 따라 하기 화학식 10 내지 13 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 10]
Figure pat00022
[화학식 11]
Figure pat00023
[화학식 12]
Figure pat00024
[화학식 13]
Figure pat00025
상기 화학식 10 내지 13에서,
A1, X, L, R1 내지 R16, R19 내지 R24, n, a 및 b는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 또 다른 일 실시예를 들면, 화학식 1로 표시되는 화합물은 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)의 종류에 따라 하기 화학식 14 내지 16 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 14]
Figure pat00026
[화학식 15]
Figure pat00027
[화학식 16]
Figure pat00028
상기 화학식 14 내지 16에서,
A1, X, L, R1 내지 R16, R19 내지 R24, Ra, Rb, 및 n는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 또 다른 일 실시예를 들면, 화학식 1로 표시되는 화합물은 디벤조계 모이어티(예, X 함유 환)에 도입되는 치환기의 종류에 따라 하기 화학식 17 또는 18로 표시될 수 있다.
[화학식 17]
Figure pat00029
[화학식 18]
Figure pat00030
상기 화학식 17 또는 18에서,
A1, X, L, R1 내지 R12, 및 n는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 예시되는 화합물 1 내지 64 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. 그러나, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 예시된 것들에 의해 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 알킬의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 알케닐의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서"알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 알키닐의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40개의 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 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60개의 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 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60개의 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 포함될 수 있다. 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), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40개의 알킬을 의미한다. 이러한 알킬옥시는 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 6 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 "알킬보론"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 보론이고, "아릴보론"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 보론을 의미한다.
본 발명에서 "아릴포스핀"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 포스핀을 의미하고, "아릴포스핀옥사이드기"는 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 포스핀이 O를 포함하는 것을 의미한다.
본 발명에서 "축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
이와 같은 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 당 분야에 공지된 방법에 따라 제한 없이 제조될 수 있다. 일례로, 하기 실시예의 합성과정을 참고하여 다양하게 합성할 수 있다.
<유기 전계 발광 소자>
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode) 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 사용되거나, 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층일 수 있으며, 보다 구체적으로 청색 형광 발광층 재료일 수 있다.
한편 유기 전계 발광 소자의 발광층에서, 호스트 물질은 호스트의 삼중항 에너지 갭이 도펀트보다 높아야 한다. 즉, 도펀트로부터 효과적으로 인광 발광을 제공하기 위해서는 호스트의 가장 낮은 여기 상태가 도펀트의 가장 낮은 방출 상태보다 에너지가 더 높아야 한다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 높은 삼중항 에너지를 가지며, 에너지 준위가 도펀트에 비해 높게 조절될 수 있어 호스트 물질로 사용될 수 있다. 이러한 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층에서 생성된 엑시톤이 발광층에 인접하는 전자 수송층 또는 정공 수송층으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 발광층 내 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가됨으로써 소자의 발광 효율이 개선될 수 있고, 소자의 내구성 및 안정성이 향상되어 소자의 수명 또한 효율적으로 증가될 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함하며, 이때 상기 화학식 1의 화합물은 형광 호스트 재료로 사용될 수 있다. 전술한 화학식 1의 호스트 재료 이외에, 상기 발광층은 당 분야에 공지된 통상의 호스트 및/또는 도펀트를 제한 없이 포함할 수 있다. 이들의 함량 비율(혼합 비율)은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
이러한 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 비제한적인 예로 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
한편, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는, 당업계에 공지된 재료 및 방법으로 유기물층 및 전극을 형성하여 제조할 수 있다.
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 한정되지는 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조시 사용되는 기판은 특별히 한정되지 않으나, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등을 사용할 수 있다.
또한, 양극 물질로는 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 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 음극 물질로는 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 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상의 물질을 사용할 수 있다.
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.
준비예
[준비예 1] Core 1의 합성
<단계 1> Core 1-1의 합성
Figure pat00036
(1-Chloronaphthalen-2-yl)boronic acid (41 g, 200 mmol)과 1-Bromobenzene-2,3,4,5,6-d5 (32 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol)를 THF 1,000 ml와 H2O 500 ml에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 500 ml를 넣고 교반하였다. 반응 종료 후 추출을 통해 유기층을 분리 후 농축하였다. 농축된 유기층을 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core1-1 (42 g, 수율 88 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.51 (t, 1H), 7.59 (t, 1H), 7.62 (d, 1H), 7.88 (d, 1H), 8.24 (d, 1H), 8.25 (d, 1H)
<단계 2> Core 1-2의 합성
Figure pat00037
Core 1-1 (37 g, 150 mmol)과 (Anthracen-9-yl-d9)boronic acid (35 g, 150 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (7 g, 6 mmol), NaOH (18 g, 450 mmol)를 THF 500 ml와 H2O 250 ml에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 200 ml를 넣고 교반하였다. 반응 종료 후 추출을 통해 유기층을 분리 후 농축하였다. 농축된 유기층을 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core1-2 (47 g, 수율 79 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (t, 1H), 7.54 (t, 1H), 7.72 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.31 (d, 1H), 8.93 (d, 1H)
<단계 3> Core 1의 합성
Figure pat00038
Core 1-2 (39 g, 100 mmol) 및 N-Bromosuccinimide (18 g, 100 mmol)을 Dimethyl formamide 400 ml에 녹인 후, 상온에서 4시간 동안 교반 하였다. 반응 종결 후 물 400ml 넣은 후 생성된 고체를 필터하였다. 필터된 고체를 Dichloromethane에 녹인 후 silica filter를 한다. 유기용매를 농축 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 1 (40 g, 수율 93 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (t, 1H), 7.54 (t, 1H), 7.72 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.31 (d, 1H), 8.93 (d, 1H)
[준비예 2] Core 2의 합성
<단계 1> Core 2-1의 합성
Figure pat00039
(2-Chloronaphthalen-1-yl)boronic acid (41 g, 200 mmol)과 1-Bromobenzene-2,3,4,5,6-d5 (32 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol)를 THF 1,000 ml와 H2O 500 ml에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 500 ml를 넣고 교반하였다. 반응 종료 후 추출을 통해 유기층을 분리 후 농축하였다. 농축된 유기층을 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 2-1 (41 g, 수율 85 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.34 (t, 1H), 7.44 (d, 2H), 7.49 (t, 1H), 7.98 (d, 1H), 8.10 (d, 1H), 8.94 (d, 1H)
<단계 2> Core 2-2의 합성
Figure pat00040
Core 2-1 (37 g, 150 mmol)과 (Anthracen-9-yl-d9)boronic acid (35 g, 150 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (7 g, 6 mmol), NaOH (18 g, 450 mmol)를 THF 500 ml와 H2O 250 ml에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 200 ml를 넣고 교반하였다. 반응 종료 후 추출을 통해 유기층을 분리 후 농축하였다. 농축된 유기층을 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core2-2 (45 g, 수율 76 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (t, 1H), 7.54 (t, 1H), 7.72 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.31 (d, 1H), 8.93 (d, 1H)
<단계 3> Core 2의 합성
Figure pat00041
Core 2-2 (39 g, 100 mmol) 및 N-Bromosuccinimide (18 g, 100 mmol)을 Dimethyl formamide 400 ml에 녹인 후, 상온에서 4시간 동안 교반 하였다. 반응 종결 후 물 400ml 넣은 후 생성된 고체를 필터하였다. 필터된 고체를 Dichloromethane에 녹인 후 silica filter를 한다. 유기용매를 농축 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 2 (41 g, 수율 96 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (t, 1H), 7.54 (t, 1H), 7.72 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.31 (d, 1H), 8.93 (d, 1H)
[준비예 3] Core 3의 합성
<단계 1> Core 3-1의 합성
Figure pat00042
(2-Chloronaphthalen-1-yl)boronic acid (41 g, 200 mmol)과 2-Bromonaphthalene-1,3,4,5,6,7,8-d7 (43 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol)를 THF 1,000 ml와 H2O 500 ml에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 500 ml를 넣고 교반하였다. 반응 종료 후 추출을 통해 유기층을 분리 후 농축하였다. 농축된 유기층을 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 3-1 (50 g, 수율 85 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.34 (t, 1H), 7.44 (d, 2H), 7.49 (t, 1H), 7.98 (d, 1H), 8.10 (d, 1H), 8.94 (d, 1H)
<단계 2> Core 3-2의 합성
Figure pat00043
Core 3-1 (44 g, 150 mmol)과 (Anthracen-9-yl-d9)boronic acid (35 g, 150 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (7 g, 6 mmol), NaOH (18 g, 450 mmol)를 THF 500 ml와 H2O 250 ml에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 200 ml를 넣고 교반하였다. 반응 종료 후 추출을 통해 유기층을 분리 후 농축하였다. 농축된 유기층을 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 3-2 (50 g, 수율 75 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (t, 1H), 7.54 (t, 2H), 7.72 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 7.31 (d, 1H), 8.93 (d, 1H)
<단계 3> Core 3의 합성
Figure pat00044
Core 3-2 (45 g, 100 mmol) 및 N-Bromosuccinimide (18 g, 100 mmol)을 Dimethyl formamide 400 ml에 녹인 후, 상온에서 4시간 동안 교반 하였다. 반응 종결 후 물 400ml 넣은 후 생성된 고체를 필터하였다. 필터된 고체를 Dichloromethane에 녹인 후 silica filter를 한다. 유기용매를 농축 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 3 (47 g, 수율 89 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (t, 1H), 7.54 (t, 2H), 7.72 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 7.31 (d, 1H), 8.93 (d, 1H)
[준비예 4] Core 4의 합성
<단계 1> Core 4-1의 합성
Figure pat00045
(1-Chloronaphthalen-2-yl)boronic acid (37 g, 150 mmol)과 2-Bromonaphthalene-1,3,4,5,6,7,8-d7 (43 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (7 g, 6 mmol), NaOH (18 g, 450 mmol)를 THF 500 ml와 H2O 250 ml에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 200 ml를 넣고 교반하였다. 반응 종료 후 추출을 통해 유기층을 분리 후 농축하였다. 농축된 유기층을 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 4-1 (50 g, 수율 85 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.51 (t, 1H), 7.59 (t, 1H), 7.62 (d, 1H), 7.88 (d, 1H), 8.24 (d, 1H), 8.25 (d, 1H)
<단계 2> Core 4-2의 합성
Figure pat00046
Core 4-1 (44 g, 150 mmol)과 (Anthracen-9-yl-d9)boronic acid (35 g, 150 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (7 g, 6 mmol), NaOH (18 g, 450 mmol)를 THF 500 ml와 H2O 250 ml에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 200 ml를 넣고 교반하였다. 반응 종료 후 추출을 통해 유기층을 분리 후 농축하였다. 농축된 유기층을 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 4-2 (50 g, 수율 74 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (t, 1H), 7.54 (t, 2H), 7.72 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 7.31 (d, 1H), 8.93 (d, 1H)
<단계 3> Core 4의 합성
Figure pat00047
Core 4-2 (39 g, 100 mmol) 및 N-Bromosuccinimide (18 g, 100 mmol)을 Dimethyl formamide 400 ml에 녹인 후, 상온에서 4시간 동안 교반 하였다. 반응 종결 후 물 400ml 넣은 후 생성된 고체를 필터하였다. 필터된 고체를 Dichloromethane에 녹인 후 silica filter를 한다. 유기용매를 농축 후 Ethanol로 재결정하여 목적 화합물인 Core 4 (47 g, 수율 88 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (t, 1H), 7.54 (t, 2H), 7.72 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 7.31 (d, 1H), 8.93 (d, 1H)
합성예
[합성예 1] Compound 2의 합성
Figure pat00048
Core 1 (4.7 g, 10.0 mmol)과 Dibenzo[b,d]furan-2-ylboronic acid (2.1 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 2 (3.5 g, 수율 63 %)을 얻었다.
[LCMS]: 559
[합성예 2] Compound 3의 합성
Figure pat00049
Core 1 (4.7 g, 10.0 mmol)과 Dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid (2.1 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 3 (4.4 g, 수율 78 %)을 얻었다.
[LCMS]: 559
[합성예 3] Compound 6의 합성
Figure pat00050
Core 2 (4.7 g, 10.0 mmol)과 Dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid (2.1 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 6 (4.5 g, 수율 79 %)을 얻었다.
[LCMS]: 559
[합성예 4] Compound 9의 합성
Figure pat00051
Core 3 (5.2 g, 10.0 mmol)과 Dibenzo[b,d]furan-2-ylboronic acid (2.1 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 9 (4.7 g, 수율 77 %)을 얻었다.
[LCMS]: 611
[합성예 5] Compound 13의 합성
Figure pat00052
Core 1 (4.7 g, 10.0 mmol)과 (4-(Dibenzo[b,d]furan-1-yl)phenyl)boronic acid (2.9 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 13 (5.9 g, 수율 89 %)을 얻었다.
[LCMS]: 635
[합성예 6] Compound 14의 합성
Figure pat00053
Core 1 (4.7 g, 10.0 mmol)과 (3-(Dibenzo[b,d]furan-2-yl)phenyl)boronic acid (2.9 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 14 (4.8 g, 수율 75 %)을 얻었다.
[LCMS]: 635
[합성예 7] Compound 22의 합성
Figure pat00054
Core 1 (4.7 g, 10.0 mmol)과 (4-(Dibenzo[b,d]furan-1-yl)naphthalen-1-yl)boronic acid (3.4 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 22 (5.3 g, 수율 77 %)을 얻었다.
[LCMS]: 685
[합성예 8] Compound 45의 합성
Figure pat00055
Core 1 (4.7 g, 10.0 mmol)과 (4-Phenyldibenzo[b,d]furan-2-yl)boronic acid (2.9 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 45 (4.9 g, 수율 76 %)을 얻었다.
[LCMS]: 635
[합성예 9] Compound 46의 합성
Figure pat00056
Core 1 (4.7 g, 10.0 mmol)과 (4-(Dibenzo[b,d]furan-1-yl)phenyl)boronic acid (2.9 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 46 (4.7 g, 수율 73 %)을 얻었다.
[LCMS]: 635
[합성예 10] Compound 51의 합성
Figure pat00057
Core 4 (5.2 g, 10.0 mmol)과 (6-Phenyldibenzo[b,d]furan-2-yl)boronic acid (2.9 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 필터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 Compound 51 (5.9 g, 수율 85 %)을 얻었다.
[LCMS]: 687
[실시예 1 ~ 10] 청색 유기 EL 소자의 제작
합성예 1 내지 10에서 합성된 각 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 청색 유기 EL 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 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.
이와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205(두산社) (80 nm) / NPB (15nm) / 각 화합물 + ADN+5%DS-405 (두산社) (300nm) / BCP (10nm) / Alq3 (30 nm) / LiF (1 nm) / Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
참고로, 본원 실시예 및 비교예에서 사용된 NPB 및 ADN, BCP, 화합물 A-1 내지 A-4의 구조는 각각 하기와 같다.
Figure pat00058
Figure pat00059
[비교예 1] 청색 유기 EL 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 2 대신 A-1 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 1의 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[비교예 2] 청색 유기 EL 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 2 대신 A-2 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 2의 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[비교예 3] 청색 유기 EL 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 2 대신 A-3 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 3의 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[비교예 4] 청색 유기 EL 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 2 대신 A-4 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 4의 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[평가예]
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4에서 제작된 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압 및 전류 효율, 수명을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 발광층 구동 전압
(V)		 전류 효율
(cd/A)		 수명 T95
(hr)
실시예 1 2 3.6 9.2 300
실시예 2 3 3.4 9.6 330
실시예 3 6 3.5 9.2 310
실시예 4 9 3.7 8.9 310
실시예 5 13 3.2 9.3 305
실시예 6 14 3.3 9.1 290
실시예 7 22 3.7 9.0 270
실시예 8 45 3.8 9.0 300
실시예 9 46 3.4 9.7 330
실시예 10 51 3.5 8.9 310
비교예 1 A-1 5.0 6.4 100
비교예 2 A-2 4.3 7.0 100
비교예 3 A-3 4.7 7.2 150
비교예 4 A-4 4.8 7.0 180
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층 재료로 사용한 실시예 1 내지 10의 청색 유기 전계 발광 소자는, 분자 내 중수소가 비포함된 비교예 1 내지 2; 및 안트라센과 나프틸기를 포함하되, 상기 나프틸기가 메타(meta-) 및 파라(para-) 위치로 치환된 발광층 재료를 사용하는 비교예 3 내지 4의 청색 유기 전계 발광 소자에 비해 구동 전압, 전류 효율 및 수명 면에서 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히 소자의 수명특성에서 대략 2~3배 정도의 효과의 현저성을 가짐을 확인할 수 있었다.

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1 로 나타내는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00060

    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R8 은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이고, 다만 R1 내지 R8 중 적어도 하나 이상은 중수소이며,
    X는 O, S 또는 CRaRb이며,
    Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, 또는 C6~C60의 아릴기이거나, 이들이 결합하여 축합고리를 형성하고,
    R9 내지 R14는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 포스핀기, C1~C40의 포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며
    L은 단일결합이거나, 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    n은 0 내지 2의 정수이며,
    A1은 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이며,
    [화학식 2]
    Figure pat00061

    상기 화학식 2에서,
    R17 내지 R24 중 어느 하나는 화학식 1과 연결되고, 나머지 중 어느 하나는 적어도 하나 이상의 중수소를 갖는 아릴기(A2)가 연결되되,
    다만 상기 화학식 1과 상기 중수소를 갖는 아릴기(A2)는 오르쏘(ortho) 위치로 연결되고,
    상기 화학식 1 및 상기 중수소를 갖는 아릴기와 비(非)연결되는 R17 내지 R24는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 포스핀기, C1~C40의 포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R9 내지 R14, Ra, Rb, 상기 화학식 1 및 중수소를 갖는 아릴기(A2)와 비연결되는 R17 내지 R24에서, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 포스핀기, 포스핀옥사이드기, 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2의 R17 및 R18 중 하나는 화학식 1과 연결되고, 다른 하나는 적어도 하나 이상의 중수소를 갖는 아릴기(A2)와 연결되는 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중수소를 갖는 아릴기(A2)는 하기 화학식 3a 내지 화학식 3c 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 3a]
    Figure pat00062

    [화학식 3b]
    Figure pat00063

    [화학식 3c]
    Figure pat00064

    상기 화학식 3a 내지 3c에서,
    *는 화학식 2와 결합이 이루어지는 부분을 의미하며,
    a는 0 내지 5의 정수이며,
    b는 0 내지 7의 정수이다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중수소를 갖는 아릴기(A2)는 하기 구조식 중에서 선택되는 화합물:
    Figure pat00065

    상기 화학식에서,
    *는 화학식 2와 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 구조식으로 표시되는 치환체 군에서 선택되는 화합물.
    Figure pat00066
  6. 제1항에 있어서,
    L은 단일결합이거나, 또는 하기 구조식으로 표시되는 치환체 군에서 선택되는 화합물:
    Figure pat00067

    상기 구조식에서,
    *는 상기 화학식 1과 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  7. 제1항에 있어서,
    R9 내지 R14는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C40의 알킬기, 및 C6~C60의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 있는 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 4 내지 화학식 9 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 4]
    Figure pat00068

    [화학식 5]
    Figure pat00069

    [화학식 6]
    Figure pat00070

    [화학식 7]
    Figure pat00071

    [화학식 8]
    Figure pat00072

    [화학식 9]
    Figure pat00073

    상기 화학식 4 내지 9에서,
    X, L, R1 내지 R16, R19 내지 R24, n, a 및 b는 제1항에서 정의된 바와 같다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 10 내지 화학식 13 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 10]
    Figure pat00074

    [화학식 11]
    Figure pat00075

    [화학식 12]
    Figure pat00076

    [화학식 13]
    Figure pat00077

    상기 화학식 10 내지 13에서,
    A1, X, L, R1 내지 R16, R19 내지 R24, n, a 및 b는 제1항에서 정의된 바와 같다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 14 내지 화학식 16 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 14]
    Figure pat00078

    [화학식 15]
    Figure pat00079

    [화학식 16]
    Figure pat00080

    상기 화학식 14 내지 16에서,
    A1, X, L, R1 내지 R16, R19 내지 R24, Ra, Rb, 및 n는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 17 또는 화학식 18로 표시되는 화합물:
    [화학식 17]
    Figure pat00081

    [화학식 18]
    Figure pat00082

    상기 화학식 14 내지 16에서,
    A1, X, L, R1 내지 R12, 및 n는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 화합물 군 중에서 선택되는 화합물.
    Figure pat00083

    Figure pat00084

    Figure pat00085

    Figure pat00086

    Figure pat00087
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 형광 호스트 재료인 화합물.
  14. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 유기 전계 발광 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 형광 발광층인 유기 전계 발광 소자.
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