WO2015060684A2 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
WO2015060684A2
WO2015060684A2 PCT/KR2014/010066 KR2014010066W WO2015060684A2 WO 2015060684 A2 WO2015060684 A2 WO 2015060684A2 KR 2014010066 W KR2014010066 W KR 2014010066W WO 2015060684 A2 WO2015060684 A2 WO 2015060684A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
formula
aryl
compound
alkyl
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/010066
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2015060684A3 (ko
Inventor
김태형
한송이
이창준
신진용
조현종
백영미
Original Assignee
주식회사 두산
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 두산 filed Critical 주식회사 두산
Publication of WO2015060684A2 publication Critical patent/WO2015060684A2/ko
Publication of WO2015060684A3 publication Critical patent/WO2015060684A3/ko

Links

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D519/00—Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • 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
    • 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
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • 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
    • H10K85/656—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • 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
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • the present invention relates to an organic compound that can be used as a material of the organic electroluminescent device and an organic electroluminescent device comprising the same.
  • the material used as the organic material layer may be classified into a light emitting material, a hole injection material, a hole transport material, an electron transport material, an electron injection material and the like according to its function.
  • the light emitting material may be classified into blue, green, and red light emitting materials and yellow and orange light emitting materials required to realize a better natural color according to the light emitting color.
  • a host / dopant system may be used as a light emitting material to increase luminous efficiency through an increase in color purity and energy transfer.
  • the dopant material may be divided into a fluorescent dopant using an organic material and a phosphorescent dopant using a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • the conventional light emitting material has an advantageous aspect in terms of light emission characteristics, but there is a limit to increase the life of the organic EL device because the glass transition temperature is low thermal stability.
  • An object of the present invention is to provide an organic compound having a high glass transition temperature, excellent thermal stability and capable of improving the bonding force between holes and electrons.
  • an object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device including the organic compound is improved driving voltage, luminous efficiency and the like.
  • the present invention provides a compound represented by Formula 1:
  • At least one of R 1 and R 2 , R 2 and R 3, or R 3 and R 4 is condensed with each other to form a condensed ring represented by the following Formula 2;
  • At least one of R 5 and R 6 , R 6 and R 7 or R 7 and R 8 is condensed with each other to form a condensed ring represented by the following Formula 3;
  • the dotted line is the part where condensation takes place
  • X 1 to X 4 are the same or different from each other, and each independently O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 ) Selected;
  • At least one of X 1 and X 3 and at least one of X 2 and X 4 are each N (Ar 1 ), wherein when there are a plurality of N (Ar 1 ), they are the same or different from each other;
  • L is selected from the group consisting of a single bond, a C 6 -C 60 arylene group and a heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms;
  • Ar 1 to Ar 5 are the same or different and are each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ alkenyl group of the C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 of, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 aryl group, heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 40 Arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 ⁇ C 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 40 aryl boron group, C 6 ⁇ C 40 of an aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ C 40 selected from the
  • R 1 to R 8 and R 11 to R 18 which do not form the condensed ring of Formula 2 or 3 are the same or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl groups, C 2 to C 40 alkenyl groups, C 2 to C 40 alkynyl groups, C 6 to C 40 aryl groups, nuclear atoms 5 to 40 heteroaryl groups, C 6 to C 40 aryl jade group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 40 aryl amine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, the number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl of the group, C 1 ⁇ C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 40 aryl boron group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl
  • a and b are each an integer of 0 to 3
  • R 9 and R 10 are the same as or different from each other, and each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 6 to C 40 aryl group, nuclear atom 5 to 40 heteroaryl group, C 6 to C 40 aryloxy group, C 1 to C 40 Alkyloxy group, C 6 -C 40 arylamine group, C 3 -C 40 cycloalkyl group, nuclear atom 3-40 heterocycloalkyl group, C 1 -C 40 alkylsilyl group, C 1 -C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 40 group of the arylboronic, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ C 40 selected from an organic radicals.
  • the present invention also includes an anode, a cathode and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the at least one organic layer includes the compound represented by Formula 1 above.
  • An organic electroluminescent device is provided.
  • At least one of the one or more organic material layers including the compound represented by Formula 1 may be selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer and a light emitting layer, preferably may be a light emitting layer have.
  • the compound represented by Formula 1 may be a green or red phosphorescent host.
  • novel compounds according to the present invention are condensed with a carbazole moiety to one of an indole moiety, an indene moiety, a benzothiophene moiety, a benzofuran moiety, a benzosilol moiety and a benzoselenophene moiety.
  • Two condensed heteroaromatic ring moieties are directly connected to each other or connected through a linker such as an arylene group to form a basic skeleton, and a structure in which various substituents are bonded to the basic skeleton, represented by Chemical Formula 1 It features.
  • the carbazole moiety is variously used as a material for an organic electroluminescent device, in particular a phosphorescent host material.
  • the carbazole moiety has a high triplet energy of 3.0 eV and a low HOMO energy level of 6.0 eV, which is mainly used in blue phosphorescent hosts.
  • the compound represented by Formula 1 of the present invention condenses a carbazole moiety to one of an indole moiety, an indene moiety, a benzothiophene moiety, a benzofuran moiety, a benzosilol moiety, and a benzoselenophene moiety.
  • the triplet energy is less than 3.0 eV and the HOMO energy level rises so that the energy band gap is suitable for green / red phosphorescent hosts.
  • various substituents may be introduced into a condensed heteroaromatic ring moiety structure formed by condensation of an indole moiety with a carbazole moiety.
  • EWG electron withdrawing group
  • the entire molecule is bipolar because the carbazole structure in the condensed heteroaromatic ring moiety is electron donating. It has a (bipolar) property to increase the bonding force between the hole and the electron, and thus can be applied to the electron transport layer material, the electron injection layer material and the like as well as advantageous as a host in the phosphorescent layer.
  • the compound represented by Formula 1 is the molecular weight is significantly increased by the two condensed heteroaromatic ring moieties are directly connected to each other or through a linker (L) such as an arylene group, so that the glass transition temperature (Tg) Decomposed temperature (Td) can be improved, thereby exhibiting higher thermal stability than compounds for conventional organic electroluminescent devices such as CBP (4,4-dicarbazolybiphenyl), in particular the host material of the light emitting layer.
  • the compound represented by the formula (1) of the present invention also has a crystallization inhibitory effect of the organic material layer.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention when used as the hole injection / transport layer material of the organic electroluminescent device or phosphorescent host material of blue, green and / or red color, the conventional organic material layer material (for example, CBP) Compared with this, the luminous efficiency and lifespan of the organic EL device can be greatly improved. In addition, the life improvement of the organic EL device may maximize the performance of the full color organic light emitting panel.
  • the conventional organic material layer material for example, CBP
  • L is a divalent group linker known in the art, a single bond, C 6 ⁇ C 60 arylene group and heteroaryl having 5 to 60 nuclear atoms Although it is selected from the group which consists of a len group, it is preferable that it is a single bond.
  • the C 6 ⁇ C 60 arylene group of L and the heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms are each independently deuterium, halogen, cyano group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 aryl group, 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 to C 40 arylamine group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 to C 40 alkylsilyl group, C 1 to C 40 alkylboron group, C 6 ⁇ C 40 aryl boron group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ C 40 aryl silyl group substituted or with one or
  • Examples of the C 6 to C 60 arylene group and the heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms include phenylene group, biphenylene group, naphthylene group, anthracenylene group, indenylene group, pyrantrenylene group and car Basolylene group, thiophenylene group, indolylene group, furinylene group, quinolinyl group, pyrroylene group, imidazolylene group, oxazolylene group, thiazolylene group, triazolylene group, pyridinylene group, pyrimidinylene group And the like, but are not limited thereto.
  • two condensed heteroaromatic ring moieties bonded through L may be the same or different from each other.
  • R 1 and R 2 , R 2 and R 3 or R 3 and R 4 may be fused to each other to form a condensed ring represented by Formula 2, and R 5 and R 6 , R 6 And at least one of R 7 or R 7 and R 8 is condensed with each other to form a condensed ring represented by the formula (3).
  • the first condensed heteroaromatic ring moiety containing the condensed ring of Formula 2 and the second condensed heteroaromatic ring moiety containing the condensed ring of Formula 3 may be the same or different. have.
  • the first condensed heteroaromatic ring moiety may be represented by any one of the following Formulas A-1 to A-6.
  • X 1 and X 3 , R 1 to R 4 , R 9 , R 11 to R 14 and a are the same as defined in Chemical Formula 1.
  • the second condensed heteroaromatic ring moiety may be represented by any one of the following Formulas B-1 to B-6.
  • X 2 and X 4 , R 5 to R 8 , R 10 , R 15 to R 18 and b are the same as defined in Chemical Formula 1.
  • X 1 to X 4 are the same as or different from each other, and each independently O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ), and Si (Ar 4 ) (Ar 5 ) ) are selected from, wherein X 1 and at least one of X 3, X 2 and X 4 at least one is the all N (Ar 1), it is preferable that X 1 to X 4 are both N (Ar 1).
  • Ar 1 to Ar 5 are the same or different and are each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ alkenyl group of the C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 of, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 aryl group, heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 40 Arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 ⁇ C 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 40 aryl boron group, C 6 ⁇ C 40 of an aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ C 40 selected from the
  • Ar 1 to Ar 5 are the same as or different from each other, each independently represent a C 6 ⁇ C 40 aryl group, a nuclear atom of 5 to 40 heteroaryl group and a C 6 ⁇ C 40 arylamine group Can be selected.
  • the arylphosphine oxide group and the C 6 -C 40 arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, C 1 -C 40 alkyl group, C 2
  • Substituents which do not form the condensed ring of Formula 2 or 3 in R 1 to R 8 and R 11 to R 18 are the same or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 a ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 40 of the Aryloxy group, C 1 to C 40 alkyloxy group, C 6 to C 40 arylamine group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 to C 40 alkylsilyl group, a C 1 ⁇ C 40 group, the alkyl boron C 6 ⁇ C 40 group of the arylboronic, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine group, C 6
  • a substituent which does not form a condensed ring of Formula 2 or 3 in R 1 to R 8 and R 11 to R 18 is hydrogen, an aryl group of C 6 ⁇ C 40 , a heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms and It may be selected from the group consisting of C 6 ⁇ C 40 arylamine group.
  • a and b are each an integer of 0 to 3, and when a and b are each 0, it means that hydrogen is not substituted with substituents R 9 and R 10 , respectively, and when a and b are integers of 1 to 3, respectively.
  • R 9 and R 10 are the same as or different from each other, and each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alky Neyl group, C 6 ⁇ C 40 aryl group, C 5 ⁇ C 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 40 arylamine group, an aryl boronic of C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl group, C 1 ⁇ C 40
  • the arylphosphine oxide group and the C 6 -C 40 arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, C 1 -C 40 alkyl group, C
  • the substituents that do not form the condensed ring of Formula 2 or 3 in Ar 1 to Ar 5 and R 1 to R 8 and R 9 to R 18 are hydrogen, or may be selected from the following substituents S1 to S205 It may be, but is not limited thereto.
  • Examples of the compound represented by Formula 1 according to the present invention include a compound represented by Formula 4 to a compound represented by Formula 24, and the like, but are not limited thereto.
  • X 1 to X 4 , R 1 to R 18 , a and b are the same as defined in Chemical Formula 1.
  • Specific examples of the compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention include a compound represented by Chemical Formula 25 to a compound represented by Chemical Formula 45, but are not limited thereto.
  • a plurality of Ar 1 is the same as or different from each other, and as defined in formula (1).
  • More specific examples of the compound represented by Formula 1 according to the present invention include the following compounds C1 to C46, but are not limited thereto.
  • alkyl is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms, and examples thereof include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl and the like. There is, but is not limited to this.
  • alkenyl is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having one or more carbon-carbon double bonds, and examples thereof include vinyl and allyl ( allyl), isopropenyl, 2-butenyl, and the like, but is not limited thereto.
  • alkynyl is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon triple bond. Examples thereof include ethynyl, 2 -Propaneyl and the like, but are not limited thereto.
  • aryl means a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 40 carbon atoms in which a single ring or two or more rings are combined.
  • a form in which two or more rings are pendant or condensed with each other may also be included. Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, and the like.
  • Heteroaryl as used herein means a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 40 nuclear atoms. At least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • a form in which two or more rings are simply attached or condensed with each other may be included, and is also construed to include a form condensed with an aryl group.
  • heteroaryl examples include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl; Polycyclics such as phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl ring; 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.
  • aryloxy is a monovalent substituent represented by RO-, wherein R means aryl having 6 to 40 carbon atoms.
  • R means aryl having 6 to 40 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy, and the like.
  • alkyloxy is a monovalent substituent represented by R'O-, wherein R 'means 1 to 40 alkyl, and has a linear, branched or cyclic structure Interpret as included.
  • alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • Arylamine in the present invention means an amine substituted with aryl having 6 to 40 carbon atoms.
  • Cycloalkyl as used herein means monovalent substituents derived from monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbons having 3 to 40 carbon atoms. Examples of such cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine, and the like.
  • heterocycloalkyl monovalent substituents derived from non-aromatic hydrocarbons having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is N, O, S Or a hetero atom such as Se.
  • heterocycloalkyl include, but are not limited to, morpholine, piperazine, and the like.
  • alkylsilyl means silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • arylsilyl means silyl substituted with aryl having 6 to 40 carbon atoms
  • condensed ring means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring, or a combination thereof.
  • the compound of formula 1 of the present invention can be synthesized in various ways with reference to the following synthesis examples. Detailed synthesis procedures for the compounds of the present invention will be described in detail in the synthesis examples described below.
  • the present invention provides an organic electroluminescent device comprising a compound represented by the formula (1).
  • the organic electroluminescent device comprises an anode, a cathode and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, at least one of the at least one organic layer It includes a compound represented by the formula (1).
  • the compound may be used alone, or two or more may be mixed and used.
  • the at least one organic material layer may be any one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer, wherein at least one organic material layer may include a compound represented by the formula (1).
  • the organic material layer including the compound represented by Chemical Formula 1 may be a light emitting layer, particularly a phosphorescent light emitting layer.
  • the light emitting layer of the organic electroluminescent device may include a host material, and may include a compound represented by Chemical Formula 1 as the host material.
  • a compound represented by Chemical Formula 1 when included as a light emitting layer material of the organic electroluminescent device, preferably blue, green, or red phosphorescent host material, the bonding force of holes and electrons in the light emitting layer is increased, so that the organic electroluminescent device The efficiency (light emitting efficiency and power efficiency), lifespan, brightness and driving voltage can be improved.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be included in the organic light emitting device as a green and / or red phosphorescent host, a fluorescent host, or a dopant material.
  • the structure of the organic EL device according to the present invention is not particularly limited, and may be, for example, a structure in which a substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode are sequentially stacked.
  • An electron injection layer may be further stacked on the electron transport layer.
  • an insulating layer or an adhesive layer may be further inserted at the interface between the electrode and the organic material layer.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention is an organic material layer using materials and methods known in the art, except that at least one layer (eg, a light emitting layer) of the organic material layer is formed to include the compound represented by Chemical Formula 1. And it can be manufactured by forming an electrode.
  • the organic material layer may be formed by a vacuum deposition method or a solution coating method.
  • the solution coating method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
  • the substrate usable in the present invention is not particularly limited, and a silicon wafer, quartz, glass plate, metal plate, plastic film, or the like can be used.
  • the anode material that can be used is not particularly limited, and metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), 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 and the like can be used.
  • metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof
  • Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb
  • Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-
  • the negative electrode material which can be used is not specifically limited, Metals, such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, or lead, or alloys thereof; And multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al and the like.
  • Synthesis Example 1 was the same as in Synthesis Example 1, except that N- (biphenyl-4-yl) -N- (4-bromophenyl) biphenyl-4-amine (5.7 g, 12.00 mmol) was used instead of bromobenzene. The procedure was carried out to obtain compound C6 (9.16 g, yield 76%).
  • a glass substrate coated with ITO Indium tin oxide having a thickness of 1500 ⁇ was ultrasonically washed with distilled water. After washing the distilled water, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, dried, and then transferred to a UV OZONE cleaner (Power sonic 405, Hwasin Tech), and then wash the substrate using UV for 5 minutes And the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • ITO Indium tin oxide
  • Example 1 Except for using the compound C2 to C11, C21, C22, C32, C33 synthesized in Synthesis Examples 2 to 15 instead of the compound C1 used as a light emitting host material in Example 1, the same as in Example 1 The green organic electroluminescent device was manufactured.
  • a green organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that CBP was used instead of the compound C1 used as the light emitting host material in forming the emission layer in Example 1.
  • the structure of CBP used is as follows.
  • a green organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Ref-1 was used instead of the compound C1 used as the light emitting host material in forming the emission layer in Example 1.
  • the structure of Ref-1 used is as follows.
  • the green organic electroluminescent device of Examples 1 to 15, wherein the compound according to the present invention was used in the light emitting layer the green organic electroluminescent light of Comparative Examples 1 to 2, which used CBP and Ref-1, respectively, in the light emitting layer. It can be seen that the current efficiency and driving voltage are superior to those of the device.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention can be used as a material of the organic material layer of the organic electroluminescent device because of its excellent thermal stability and phosphorescence properties.
  • an organic electroluminescent device having excellent light emission performance, low driving voltage, high efficiency, and long life compared to a conventional host material can be manufactured. Full color display panels with significantly improved performance and lifetime can also be manufactured.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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 발광효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
본 발명은 유기 전계 발광 소자의 재료로 사용될 수 있는 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 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, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색의 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색, 주황색의 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통해 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다.
도판트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료는 이론적으로 형광 재료에 비해 최대 4배의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 인광 도판트 뿐만 아니라 인광 호스트에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
그러나 기존의 발광 물질은 발광 특성 측면에서 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 떨어지기 때문에 유기 전계 발광 소자의 수명을 높이는데 한계가 있었다.
본 발명은 높은 유리전이온도를 가지고, 열적 안정성이 우수하면서, 정공과 전자의 결합력을 향상시킬 수 있는 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 상기 유기 화합물을 포함하여 구동전압, 발광효율 등이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2, R2 및 R3 또는 R3 및 R4 중 적어도 하나는 서로 축합하여 하기 화학식 2로 표시되는 축합 고리를 형성하고;
R5 및 R6, R6 및 R7 또는 R7 및 R8 중 적어도 하나는 서로 축합하여 하기 화학식 3으로 표시되는 축합 고리를 형성하며;
[화학식 2]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000002
[화학식 3]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000003
상기 화학식 2 및 3에서,
점선은 축합이 이루어지는 부분이고;
X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되고;
다만, X1 및 X3 중 적어도 하나와 X2 및 X4 중 적어도 하나는 각각 N(Ar1)이고, 이때 N(Ar1)이 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
L은 단일결합, C6~C60의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고;
Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고;
상기 화학식 2 또는 3의 축합고리를 형성하지 않는 R1 내지 R8 및 R11 내지 R18는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고;
a 및 b는 각각 0 내지 3의 정수이고,
상기 a 및 b가 각각 1 내지 3의 정수인 경우, R9 및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 이때 R9가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며, R10이 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하고;
상기 L의 C6~C60의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 내지 R18 및 Ar1 내지 Ar5의 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
또한, 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 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자수송층, 전자주입층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 발광층일 수 있다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 녹색 또는 적색의 인광 호스트일 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
<신규 화합물>
본 발명에 따른 신규 화합물은 카바졸 모이어티(carbazole moiety)에 인돌 모이어티, 인덴 모이어티, 벤조싸이오펜 모이어티, 벤조퓨란 모이어티, 벤조실롤 모이어티 및 벤조셀레노펜 모이어티 중 하나가 축합되어 이루어진 축합 헤테로방향족고리 모이어티 2개가 서로 직접 연결되거나 또는 아릴렌기 등의 연결기(Linker)를 통해 연결되어 기본 골격을 이루고, 이러한 기본 골격에 다양한 치환체가 결합된 구조로서, 상기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 카바졸(carbazole) 모이어티의 경우, 유기 전계 발광 소자용 재료, 특히 인광 호스트 재료로서 다양하게 사용된다. 카바졸(carbazole) 모이어티는 삼중항 에너지가 3.0 eV로 크고, HOMO 에너지 레벨이 6.0 eV로 낮아 주로 청색 인광 호스트에 사용된다. 이와 달리, 본 발명의 화학식 1로 나타나는 화합물은 카바졸 모이어티에 인돌 모이어티, 인덴 모이어티, 벤조싸이오펜 모이어티, 벤조퓨란 모이어티, 벤조실롤 모이어티 및 벤조셀레노펜 모이어티 중 하나가 축합되어 있기 때문에, 삼중항 에너지가 3.0 eV 보다 작고, HOMO 에너지 레벨이 상승하여 에너지 밴드 갭이 녹색/적색 인광 호스트에 적합하다.
본 발명의 화학식 1로 나타나는 화합물은 카바졸(carbazole) 모이어티에 인돌 모이어티 등이 축합되어 이루어진 축합 헤테로방향족고리 모이어티 구조에 다양한 치환기가 도입될 수 있다. 이때, 상기 축합 헤테로방향족고리 모이어티에 전자 흡수성이 큰 전자끄는기(electron withdrawing group, EWG)가 치환될 경우, 상기 축합 헤테로방향족고리 모이어티 내 카바졸 구조가 전자 공여성이기 때문에, 분자 전체가 바이폴라(bipolar) 특성을 가져 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있고, 따라서 인광 발광층에서 호스트로서 유리할 뿐만 아니라, 전자 수송층 재료, 전자 주입층 재료 등으로도 응용될 수 있다. 한편, 상기 축합 헤테로방향족고리 모이어티에 전자 공여성이 큰 전자주는기(electron donating group, EDG)가 도입(결합)될 경우, 분자 전체가 정공 수송능이 증가하여, 정공 수송층, 정공 주입층 등으로도 응용될 수 있다.
또, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 축합 헤테로방향족고리 모이어티 2개가 서로 직접연결되거나 또는 아릴렌기 등의 링커(L)을 통해 연결됨으로써, 분자량이 유의적으로 증대되어 유리전이온도(Tg), 분해 온도(decomposed temperature, Td)가 향상될 수 있고, 이에 따라 CBP(4,4-dicarbazolybiphenyl) 등의 종래 유기 전계 발광 소자용 화합물, 특히 발광층의 호스트 물질보다 더 높은 열적 안정성을 나타낸다. 또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기물층의 결정화 억제 효과도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 정공 주입/수송층 재료 또는 청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료로 사용할 경우, 종래의 유기물층 재료(예를 들어, CBP)에 비해 유기 전계 발광 소자의 발광 효율 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 유기 전계 발광 소자 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, L은 당 업계에 알려진 2가(divalent) 그룹의 연결기(linker)로서, 단일결합, C6~C60의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되는데, 그 중 단일결합인 것이 바람직하다.
상기 L의 C6~C60의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다. 이때, 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
상기 C6~C60의 아릴렌기와 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기의 예를 들면, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물에서, L을 통해 결합하는 2개의 축합 헤테로방향족고리 모이어티는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
구체적으로, R1 및 R2, R2 및 R3 또는 R3 및 R4 중 적어도 하나는 서로 축합(fused)하여 상기 화학식 2로 표시되는 축합 고리를 형성하고, R5 및 R6, R6 및 R7 또는 R7 및 R8 중 적어도 하나는 서로 축합하여 상기 화학식 3으로 표시되는 축합 고리를 형성한다. 이때, 상기 화학식 1에서 상기 화학식 2의 축합고리가 함유되어 있는 제1 축합 헤테로방향족고리 모이어티와 상기 화학식 3의 축합고리가 함유되어 있는 제2 축합 헤테로방향족고리 모이어티는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 제1 축합 헤테로방향족고리 모이어티는 하기 화학식 A-1 내지 화학식 A-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2014010066-appb-I000004
Figure PCTKR2014010066-appb-I000005
Figure PCTKR2014010066-appb-I000006
상기 화학식 A-1 내지 A-6에서,
X1 및 X3, R1 내지 R4, R9, R11 내지 R14 및 a는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
상기 제2 축합 헤테로방향족고리 모이어티는 하기 화학식 B-1 내지 화학식 B-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2014010066-appb-I000007
Figure PCTKR2014010066-appb-I000008
Figure PCTKR2014010066-appb-I000009
상기 화학식 B-1 내지 B-6에서,
X2 및 X4, R5 내지 R8, R10, R15 내지 R18 및 b는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 1에서, X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로부터 선택되고, 이때 X1 및 X3 중 적어도 하나와, X2 및 X4 중 적어도 하나는 모두 N(Ar1)인데, X1 내지 X4가 모두 N(Ar1)인 것이 바람직하다.
Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있다.
바람직하게는 Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기 및 C6~C40의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 Ar1 내지 Ar5에서, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
R1 내지 R8 중 상기 화학식 2 또는 3의 축합고리를 형성하지 않는 치환기 및 R11 내지 R18는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있다.
바람직하게 R1 내지 R8 중 상기 화학식 2 또는 3의 축합고리를 형성하지 않는 치환기 및 R11 내지 R18는 수소, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기 및 C6~C40의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
a 및 b는 각각 0 내지 3의 정수로, 상기 a 및 b가 각각 0이면, 수소가 치환기 R9 및 R10으로 각각 치환되지 않는 것을 의미하며, 상기 a 및 b가 각각 1 내지 3의 정수인 경우, R9 및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있다. 이때, R9가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며, R10이 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하하다.
상기 R1 내지 R18에서, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R8 중 상기 화학식 2 또는 3의 축합고리를 형성하지 않는 치환기 및 R9 내지 R18는 수소이거나, 또는 하기 치환체 S1 내지 S205에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014010066-appb-I000010
Figure PCTKR2014010066-appb-I000011
Figure PCTKR2014010066-appb-I000012
Figure PCTKR2014010066-appb-I000013
Figure PCTKR2014010066-appb-I000014
Figure PCTKR2014010066-appb-I000015
Figure PCTKR2014010066-appb-I000016
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 예로는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 내지 화학식 24로 표시되는 화합물 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000017
[화학식 5]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000018
[화학식 6]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000019
[화학식 7]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000020
[화학식 8]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000021
[화학식 9]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000022
[화학식 10]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000023
[화학식 11]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000024
[화학식 12]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000025
[화학식 13]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000026
[화학식 14]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000027
[화학식 15]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000028
[화학식 16]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000029
[화학식 17]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000030
[화학식 18]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000031
[화학식 19]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000032
[화학식 20]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000033
[화학식 21]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000034
[화학식 22]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000035
[화학식 23]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000036
[화학식 24]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000037
상기 화학식 4 내지 24에서,
X1 내지 X4, R1 내지 R18, a 및 b는 각각 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 25로 표시되는 화합물 내지 화학식 45로 표시되는 화합물 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
[화학식 25]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000038
[화학식 26]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000039
[화학식 27]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000040
[화학식 28]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000041
[화학식 29]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000042
[화학식 30]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000043
[화학식 31]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000044
[화학식 32]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000045
[화학식 33]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000046
[화학식 34]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000047
[화학식 35]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000048
[화학식 36]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000049
[화학식 37]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000050
[화학식 38]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000051
[화학식 39]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000052
[화학식 40]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000053
[화학식 41]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000054
[화학식 42]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000055
[화학식 43]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000056
[화학식 44]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000057
[화학식 45]
Figure PCTKR2014010066-appb-I000058
상기 화학식 25 내지 45에서,
복수의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하며, 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 더 구체적인 예로는 하기 화합물 C1 내지 화합물 C46 등이 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014010066-appb-I000059
Figure PCTKR2014010066-appb-I000060
Figure PCTKR2014010066-appb-I000061
Figure PCTKR2014010066-appb-I000062
Figure PCTKR2014010066-appb-I000063
본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40의 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.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 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.
본 발명에서 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 40의 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.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 40의 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), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리; 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 6 내지 40의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 1 내지 40개의 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.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 40의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 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.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 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.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 6 내지 40의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 "축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명의 화학식 1의 화합물은 하기 합성예를 참조하여 다양하게 합성할 수 있다. 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
<유기 전계 발광 소자>
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
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, 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 특히 인광 발광층일 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 청색, 녹색, 적색의 인광 호스트 재료로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등이 향상될 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트, 형광 호스트, 또는 도펀트 재료로서 유기 발광 소자에 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 기판, 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 상기 전자수송층 위에는 전자주입층이 추가로 적층될 수 있다. 또한, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 추가로 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 1층 이상 (예컨대, 발광층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 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, 이들에 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 등이 사용될 수 있다.
또, 사용 가능한 양극 물질로는 특별히 한정되지 않으며, 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 사용될 수 있다.
또, 사용 가능한 음극 물질로는 특별히 한정되지 않으며, 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 사용될 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 1] 화합물 BIC-1 의 합성
<단계 1> 2-(5-chloro-2-nitrophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000064
질소 기류 하에서 4-chloro-2-iodo-1-nitrobenzene (77.66 g, 274 mmol), 9-phenyl-9H-carbazol-2-ylboronic acid (157.34 g, 548 mmol), NaOH (5.48 g, 137 mmol) 및 THF/H2O (800 ml/400 ml)를 혼합한 다음, 40 ℃에서 Pd(PPh3)4 (4.36 g, 5 mol%)를 넣고 80 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출한 다음, MgSO4를 넣고 여과하여 유기층을 얻었다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후, 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 3:1 (v/v))로 정제하여 2-(5-chloro-2-nitrophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole (114.8 g, 수율 73%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.28 (d, 2H), 7.53 (m, 6H), 7.80 (d, 2H), 7.93 (d, 1H), 8.23 (m, 3H), 8.56(d, 1H)
<단계 2> 화합물 C-1 및 C-2의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000065
질소 기류 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 2-(5-chloro-2-nitrophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole (114.8 g, 400 mmol), triphenylphosphine (314 g, 1200 mmol) 및 1,2-dichlorobenzene (1200 ml)를 혼합하고 12 시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후 1,2-dichlorobenzene를 제거하고 디클로로메탄으로 추출하여 유기층을 얻었다. 얻어진 유기층에 대해 MgSO4로 물을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:MC=3:1 (v/v))로 정제하여 화합물 C-1 (34.48 g, 수율 48%)과 화합물 C-2 (17.24 g, 수율 23%)를 얻었다.
C-1의 1H-NMR: δ 6.98 (d, 1H), 7.28 (d, 2H), 7.57 (m, 8H), 7.96 (d, 1H), 8.23 (d, 1H), 8.65 (d, 1H), 11.72 (s, 1H)
C-2의 1H-NMR: δ 7.11 (d, 1H), 7.54 (m, 11H), 7.98 (d, 1H), 8.57 (d, 1H), 11.72 (s, 1H)
<단계 3> 11-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-11,12-dihydroindolo[2,3-a]carbazole의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000066
질소 기류 하에서 준비예 1의 <단계 2>에서 얻은 화합물 C-1 (34.48 g, 94 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) (47.74 g, 188 mmol), Pd(dppf)Cl2 (3.4 g, 4.7 mmol), KOAc (26.67 g, 282 mmol) 및 1,4-dioxane (500 ml)를 혼합한 다음, 130 ℃에서 12 시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후, 에틸아세테이트로 추출한 다음 MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:EA = 10:1 (v/v))로 정제하여 11-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-11,12-dihydroindolo[2,3-a]carbazole(27.9 g, 수율 65%)를 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 7.26 (d, 1H), 7.63 (m, 8H), 7.95 (d, 1H), 8.22 (d, 1H), 8.57 (d, 1H), 11.72 (s, 1H)
<단계 4> 화합물 C-3의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000067
질소 기류 하에서 준비예 1의 <단계 3>에서 얻은 11-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-11,12-dihydroindolo[2,3-a]carbazole (27.9 g, 61.1 mmol), iodobenzene (24.89 g, 122 mmol), Cu powder (2 g, 30 mmol), K2CO3 (19 g, 138 mmol), 및 nitrobenzene (300 ml)를 혼합한 다음, 190 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음, MgSO4를 사용하여 유기층에서 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:MC = 3:1 (v/v))로 정제하여 화합물 C-3 (23.5 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 7.26 (d, 1H), 7.63 (m, 2H), 7.68 (m, 12H), 7.98 (d, 2H), 8.22 (d, 1H), 8.57 (d, 1H)
<단계 5> 화합물 BIC-1의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000068
질소 기류 하에서 준비예 1의 <단계 3>에서 얻은 화합물 C-1 (8.07 g, 22 mmol), 준비예 1의 <단계 4>에서 얻은 화합물 C-3 (23.5 g, 44 mmol), K2CO3 (9.12 g, 66 mmol) 및 THF/H2O(200 ml/100 ml)를 혼합한 다음, 40 ℃에서 Pd(PPh3)4 (1.27 g, 5 mol%)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하여 유기층을 얻었다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 3:1 (v/v))로 정제하여 화합물 BIC-1 (7.38 g, 수율 45%)을 얻었다.
1H NMR: δ 7.28 (m, 4H), 7.56 (m, 17H), 7.68 (d, 1H), 7.78 (s, 2H), 7.93 (d, 4H), 8.16 (d, 3H), 8.56 (d, 2H), 11.72 (s, 1H)
[준비예 2] 화합물 BIC-2의 합성
<단계 1> 3-(5-chloro-2-nitrophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000069
준비예 1의 <단계 1>에서 사용된 9-phenyl-9H-carbazol-2-ylboronic acid 대신 9-phenyl-9H-carbazol-3-ylboronic acid (157.34 g, 548 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 3-(5-chloro-2-nitrophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole (126.8 g, 수율 66%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.28 (d, 2H), 7.53 (m, 5H), 7.73 (m, 3H), 7.93 (d, 2H), 8.25 (m, 2H), 8.56(d, 1H)
<단계 2> 화합물 C-4 및 C-5의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000070
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 2-(5-chloro-2-nitrophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole 대신 준비예 2의 <단계 1>에서 얻은 3-(5-chloro-2-nitrophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole (126.8 g, 318 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C-4 (33.88 g, 수율 50%)과 화합물 C-5 (8.07 g, 수율 22%)를 얻었다.
C-4의 1H-NMR: δ 7.07 (d, 1H), 7.53 (m, 11H), 7.96 (d, 1H), 8.55 (d, 1H), 11.72 (s, 1H)
C-5의 1H-NMR: δ 7.07 (d, 1H), 7.28 (d, 2H), 7.63 (m, 9H), 7.93 (d, 1H), 8.56 (d, 1H), 11.72 (s, 1H)
<단계 3> 1-phenyl-6-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-1,3-dihydroindolo[2,3-b]carbazole의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000071
준비예 1의 <단계 3>에서 사용된 화합물 C-1 대신 준비예 2의 <단계 2>에서 얻은 화합물 C-4 (33.88 g, 106 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 1-phenyl-6-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-1,3-dihydroindolo[2,3-b]carbazole (30.71 g, 67 mmol)를 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 7.26 (d, 1H), 7.52 (m, 11H), 7.95 (d, 1H), 8.56 (d, 1H), 11.72 (s, 1H)
<단계 4> 화합물 C-6 의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000072
준비예 1의 <단계 4>에서 사용된 11-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-11,12-dihydroindolo[2,3-a]carbazole 대신 준비예 2의 <단계 3>에서 얻은 1-phenyl-6-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-1,3-dihydroindolo[2,3-b]carbazole (30.71 g, 67 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 4>과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C-6 (24.58 g, 수율 68%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 7.26 (d, 1H), 7.32 (m, 2H), 7.53 (m, 13H), 7.98 (d, 2H), 8.57 (d, 1H)
<단계 5> 화합물 BIC-2의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000073
준비예 1의 <단계 4>에서 사용된 화합물 C-1 및 화합물 C-3 대신 상기 준비예 2의 <단계 2>에서 얻은 화합물 C-4 (8.44 g, 23 mmol)과 상기 준비예 2의 <단계 4>에서 얻은 화합물 C-6 (24.58 g, 46 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 4>과 동일한 과정을 수행하여 화합물 BIC-2 (7.38 g, 수율 43%)을 얻었다.
1H NMR: δ 7.53 (m, 23H), 7.68 (d, 1H), 7.79 (s, 2H), 7.89 (d, 4H), 8.23 (d, 1H), 8.56 (d, 2H), 11.72 (s, 1H)
[준비예 3] 화합물 BIC-3 의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000074
준비예 1의 <단계 4>에서 사용된 화합물 C-1 및 화합물 C-3 대신 <준비예1> 의 <단계 2>에서 얻은 화합물 C-2 (17.24 g, 25 mmol)와 <준비예 1>의 <단계 4>에서 얻은 화합물 C-3 (26.72 g, 50 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 4>과 동일한 과정을 수행하여 화합물 BIC-3 (7.45 g, 수율 41%)을 얻었다.
1H NMR: δ 7.48 (m, 22H), 7.68 (d, 1H), 7.78 (s, 2H), 7.93 (d, 4H), 8.16 (d, 2H), 8.56 (d, 2H), 11.72 (s, 1H)
[준비예 4] 화합물 BIC-4 의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000075
준비예 1의 <단계 4>에서 사용된 화합물 C-1 및 화합물 C-3 대신 <준비예2>의 <단계 2>에서 얻은 화합물 C-5 (8.07 g, 22 mmol)와 <준비예1>의 <단계 4>에서 얻은 화합물 C-3 (23.5 g, 44 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 4>과 동일한 과정을 수행하여 화합물 BIC-4 (7.23 g, 수율 38%)을 얻었다.
1H NMR: δ 7.28 (d, 4H), 7.56 (m, 19H), 7.68 (d, 2H), 7.93 (d, 4H), 8.16 (d, 2H), 8.56 (d, 2H), 11.72 (s, 1H)
[합성예 1] 화합물 C1의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000076
질소 기류 하에서 화합물 BIC-1 (7.38 g, 10.00 mmol), bromobenzene (1.88 g, 12.0 mmol), Pd(dba)2 (0.22 g, 0.4 mmol), (t-Bu)3P (0.12 g, 0.6 mmol), 및 sodium tert-butoxide (2.88 g, 30.0 mmol)을 toluene (100 ml)에 넣고 110 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출한 다음, MgSO4를 넣고 필터링하였다. 필터링된 유기층에서 용매를 제거한 후, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 화합물 C1 (6.6 g, 8.1 mmol, 수율 81 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 814.31 g/mol, 측정치: 814 g/mol)
[합성예 2] 화합물 C2의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000077
합성예 1에서 사용된 bromobenzene 대신 1-bromo-3,5-diphenylbenzene (3.71 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C-2 (7.54 g, 수율 78%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 966.37 g/mol, 측정치: 967 g/mol)
[합성예 3] 화합물 C3의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000078
합성예 1에서 사용된 bromobenzene 대신 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (3.21 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C-3 (8.04 g, 수율 83%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 969.36 g/mol, 측정치: 970 g/mol)
[합성예 4] 화합물 C4의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000079
합성예 1에서 사용된 bromobenzene 대신 3-bromo-9-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole (5.72 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C4 (9.3 g, 수율 82%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1134.42 g/mol, 측정치: 1134 g/mol)
[합성예 5] 화합물 C5의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000080
합성예 1에서 사용된 bromobenzene 대신 2-(3-bromophenyl)triphenylene (4.58 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C5 (8.22 g, 수율 79%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1040.39 g/mol, 측정치: 1041 g/mol)
[합성예 6] 화합물 C6의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000081
합성예 1에서 사용된 bromobenzene 대신 N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-bromophenyl)biphenyl-4-amine (5.7 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C6 (9.16 g, 수율 76%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1205.45 g/mol, 측정치: 1205 g/mol)
[합성예 7] 화합물 C7의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000082
합성예 1에서 사용된 bromobenzene 대신 2-bromo-4-(4-(naphthalen-1-yl)phenyl)quinazoline (4.92 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C7 (7.9 g, 수율 74%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1068.39 g/mol, 측정치: 1068 g/mol)
[합성예 8] 화합물 C8의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000083
합성예 1에서 사용된 bromobenzene 대신 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.64 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C8 (7.52 g, 수율 72%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1045.36 g/mol, 측정치: 1045 g/mol)
[합성예 9] 화합물 C9의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000084
합성예 1에서 사용된 bromobenzene 대신 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenylpyrimidine (4.63 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C9 (7.83 g, 수율 75%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1044.39 g/mol, 측정치: 1044 g/mol)
[합성예 10] 화합물 C10의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000085
합성예 1에서 사용된 화합물 BIC-1 대신 준비예 2에서 얻은 화합물 BIC-2 (2.67 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C10 (6.67 g, 수율 82%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 814.31 g/mol, 측정치: 814 g/mol)
[합성예 11] 화합물 C11의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000086
합성예 2에서 사용된 화합물 BIC-1 대신 준비예 2에서 얻은 화합물 BIC-2 (2.67 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 2과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C11 (7.34 g, 수율 76%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 966.37 g/mol, 측정치: 966 g/mol)
[합성예 12] 화합물 C21의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000087
합성예 3에서 사용된 화합물 BIC-1 대신 준비예 3에서 얻은 화합물 BIC-3 (2.67 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 3과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C21 (7.75 g, 수율 80%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 969.36 g/mol, 측정치: 969 g/mol)
[합성예 13] 화합물 C22의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000088
합성예 4에서 사용된 화합물 BIC-1 대신 준비예 3에서 얻은 화합물 BIC-3 (2.67 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 4과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C22 (8.96 g, 수율 79%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1134.42 g/mol, 측정치: 1134 g/mol)
[합성예 14] 화합물 C32의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000089
합성예 5에서 사용된 화합물 BIC-1 대신 준비예 4에서 얻은 화합물 BIC-4 (2.67 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 5과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C32 (8.63 g, 수율 83%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1040.36 g/mol, 측정치: 1040 g/mol)
[합성예 15] 화합물 C33의 합성
Figure PCTKR2014010066-appb-I000090
합성예 6에서 사용된 화합물 BIC-1 대신 준비예 4에서 얻은 화합물 BIC-4 (2.67 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 6과 동일한 과정을 수행하여 화합물 C33 (8.38 g, 수율 74%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 1133.45 g/mol, 측정치: 1133 g/mol)
[실시예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 1에서 합성된 화합물 C1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 초음파 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.
이렇게 준비된 ITO 투명 기판(전극) 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ 합성예 1에서 합성한 화합물 C1 + 10 % Ir(ppy)3(30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
여기서, m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014010066-appb-I000091
Figure PCTKR2014010066-appb-I000092
[실시예 2] 내지 [실시예 15] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 발광층 형성시 발광 호스트 물질로 사용된 화합물 C1 대신 합성예 2 내지 15에서 각각 합성된 화합물 C2 내지 C11, C21, C22, C32, C33을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 발광층 형성시 발광 호스트 물질로 사용된 화합물 C1 대신 CBP을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 사용된 CBP의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014010066-appb-I000093
[비교예 2] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 발광층 형성시 발광 호스트 물질로 사용된 화합물 C1 대신 Ref-1을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 사용된 Ref-1의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014010066-appb-I000094
[평가예 1]
실시예 1 내지 15 및 비교예 1, 2에서 각각 제작된 녹색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
표 1
샘플 호스트 구동 전압 (V) EL 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 C1 6.50 520 41.8
실시예 2 C2 6.55 521 41.9
실시예 3 C3 6.45 520 41.5
실시예 4 C4 6.40 519 41.7
실시예 5 C5 6.40 518 41.6
실시예 6 C6 6.35 518 41.9
실시예 7 C7 6.35 519 40.9
실시예 8 C8 6.40 519 41.5
실시예 9 C9 6.45 517 41.8
실시예 10 C10 6.50 520 41.7
실시예 11 C11 6.50 519 41.7
실시예 12 C21 6.40 518 41.9
실시예 13 C22 6.35 519 41.9
실시예 14 C32 6.40 520 42.0
실시예 15 C33 6.35 518 42.0
비교예 1 CBP 6.93 516 38.2
비교예 2 Ref-1 6.75 517 40.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 발광층에 사용한 실시예 1 내지 15의 녹색 유기 전계 발광 소자는 종래 CBP 및 Ref-1를 각각 발광층에 사용한 비교예 1 내지 2의 녹색 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율 및 구동전압이 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1 로 표시되는 화합물은 열적 안정성 및 인광 특성이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층의 재료로 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 인광 호스트 재료로 사용할 경우, 종래 호스트 재료에 비해 우수한 발광 성능, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능, 수명이 크게 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000095
    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2, R2 및 R3 또는 R3 및 R4 중 적어도 하나는 서로 축합하여 하기 화학식 2로 표시되는 축합 고리를 형성하고;
    R5 및 R6, R6 및 R7 또는 R7 및 R8 중 적어도 하나는 서로 축합하여 하기 화학식 3으로 표시되는 축합 고리를 형성하며;
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000096
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000097
    X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되고;
    다만, X1 및 X3 중 적어도 하나와 X2 및 X4 중 적어도 하나는 각각 N(Ar1)이고, N(Ar1)이 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    L은 단일결합, C6~C60의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고;
    Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하고;
    R1 내지 R8 중 상기 화학식 2 또는 3의 축합고리를 형성하지 않는 치환기 및 R11 내지 R18는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하고;
    a 및 b는 각각 0 내지 3의 정수이고,
    상기 a 및 b가 각각 1 내지 3의 정수인 경우, R9 및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기,
    C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하고, 이때 R9가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며, R10이 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하고;
    상기 L의 C6~C60의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 내지 R18 및 Ar1 내지 Ar5의 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4 내지 화학식 24 중 어느 하나로 표시되는 것이 특징인 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000098
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000099
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000100
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000101
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000102
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000103
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000104
    [화학식 11]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000105
    [화학식 12]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000106
    [화학식 13]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000107
    [화학식 14]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000108
    [화학식 15]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000109
    [화학식 16]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000110
    [화학식 17]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000111
    [화학식 18]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000112
    [화학식 19]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000113
    [화학식 20]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000114
    [화학식 21]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000115
    [화학식 22]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000116
    [화학식 23]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000117
    [화학식 24]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000118
    상기 화학식 4 내지 24에서,
    X1 내지 X4, R1 내지 R18, a 및 b는 각각 제1항에서 정의한 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    L은 단일결합인 것이 특징인 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 25 내지 화학식 45 중 어느 하나로 표시되는 것이 특징인 화합물:
    [화학식 25]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000119
    [화학식 26]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000120
    [화학식 27]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000121
    [화학식 28]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000122
    [화학식 29]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000123
    [화학식 30]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000124
    [화학식 31]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000125
    [화학식 32]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000126
    [화학식 33]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000127
    [화학식 34]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000128
    [화학식 35]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000129
    [화학식 36]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000130
    [화학식 37]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000131
    [화학식 38]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000132
    [화학식 39]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000133
    [화학식 40]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000134
    [화학식 41]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000135
    [화학식 42]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000136
    [화학식 43]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000137
    [화학식 44]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000138
    [화학식 45]
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000139
    상기 화학식 25 내지 45에서,
    복수의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하며, 제1항에서 정의한 바와 같다.
  5. 제4항에 있어서,
    Ar1은 C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기 및 C6~C40의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 C1 내지 화합물 C46으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 화합물.
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000140
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000141
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000142
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000143
    Figure PCTKR2014010066-appb-I000144
  7. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 인광 발광층인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
PCT/KR2014/010066 2013-10-25 2014-10-24 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 WO2015060684A2 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130127862A KR20150047858A (ko) 2013-10-25 2013-10-25 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR10-2013-0127862 2013-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2015060684A2 true WO2015060684A2 (ko) 2015-04-30
WO2015060684A3 WO2015060684A3 (ko) 2015-06-11

Family

ID=52993724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/010066 WO2015060684A2 (ko) 2013-10-25 2014-10-24 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20150047858A (ko)
WO (1) WO2015060684A2 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140155622A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Samsung Display Co., Ltd. Indolocarbazole derivative and organic electroluminescence device including the same
CN110577488A (zh) * 2018-06-07 2019-12-17 江苏三月光电科技有限公司 一种以咔唑为核心的化合物及其在有机电致发光器件上的应用
CN111100129A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 北京夏禾科技有限公司 有机电致发光材料及器件
CN111689994A (zh) * 2020-06-05 2020-09-22 安徽师范大学 以联芴Aza-BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料及其制备方法和应用
CN113314678A (zh) * 2021-05-28 2021-08-27 北京京东方技术开发有限公司 量子点发光器件、其制作方法及显示装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102307755B1 (ko) * 2014-12-23 2021-10-05 솔루스첨단소재 주식회사 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR102559638B1 (ko) * 2016-05-24 2023-07-26 솔루스첨단소재 주식회사 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR102587955B1 (ko) 2016-06-02 2023-10-16 삼성전자주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
CN110114359B (zh) * 2017-05-31 2022-05-13 株式会社Lg化学 新型化合物及包含其的有机发光元件
KR102337571B1 (ko) * 2017-06-20 2021-12-14 엘티소재주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
US10968226B2 (en) * 2017-06-23 2021-04-06 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
KR20200043076A (ko) * 2018-10-17 2020-04-27 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200046339A (ko) * 2018-10-24 2020-05-07 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070112172A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-17 Xerox Corporation Compound having indolocarbazole moiety and divalent linkage
JP4564584B1 (ja) * 2009-08-31 2010-10-20 富士フイルム株式会社 有機電界発光素子
WO2011025282A2 (ko) * 2009-08-26 2011-03-03 주식회사 두산 신규한 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20120123368A (ko) * 2009-12-28 2012-11-08 신닛테츠가가쿠 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070112172A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-17 Xerox Corporation Compound having indolocarbazole moiety and divalent linkage
WO2011025282A2 (ko) * 2009-08-26 2011-03-03 주식회사 두산 신규한 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
JP4564584B1 (ja) * 2009-08-31 2010-10-20 富士フイルム株式会社 有機電界発光素子
KR20120123368A (ko) * 2009-12-28 2012-11-08 신닛테츠가가쿠 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140155622A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Samsung Display Co., Ltd. Indolocarbazole derivative and organic electroluminescence device including the same
CN110577488A (zh) * 2018-06-07 2019-12-17 江苏三月光电科技有限公司 一种以咔唑为核心的化合物及其在有机电致发光器件上的应用
CN111100129A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 北京夏禾科技有限公司 有机电致发光材料及器件
CN111100129B (zh) * 2018-10-29 2023-06-27 北京夏禾科技有限公司 有机电致发光材料及器件
CN111689994A (zh) * 2020-06-05 2020-09-22 安徽师范大学 以联芴Aza-BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料及其制备方法和应用
CN113314678A (zh) * 2021-05-28 2021-08-27 北京京东方技术开发有限公司 量子点发光器件、其制作方法及显示装置
CN113314678B (zh) * 2021-05-28 2024-04-09 北京京东方技术开发有限公司 量子点发光器件、其制作方法及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150047858A (ko) 2015-05-06
WO2015060684A3 (ko) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019004599A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
WO2015060684A2 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2016089080A1 (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2019017616A1 (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
WO2015053524A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2016105161A2 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2018038400A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2016105123A2 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2017209488A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2015111943A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2013168927A2 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2017111389A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2020218680A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
WO2015133808A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2020009381A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2016104954A2 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2015046982A2 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2015099477A2 (ko) 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
WO2015126156A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2016105072A2 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2022139455A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
WO2019203430A1 (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
WO2015012528A2 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2018117561A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
WO2018117562A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14855183

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 05/08/2016)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14855183

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2