WO2017061779A1 - 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2017061779A1
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substituted
unsubstituted
compound
light emitting
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하재승
홍성길
서상덕
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주식회사 엘지화학
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C13/00—Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
    • C07C13/28—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
    • C07C13/32—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings
    • C07C13/72—Spiro hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/54—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to two or three six-membered aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom

Definitions

  • the present specification relates to an amine compound and an organic light emitting device including the same.
  • This application is subject to the Korean Patent Application No. 10-2015-0140440 filed with the Korean Patent Office on October 6, 2015 and the Korean Patent Application No. 10-2016-0125684 filed with the Korean Patent Office on September 29, 2016. Claims are made, the contents of which are incorporated herein in their entirety.
  • organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic material layer is often made of a multi-layered structure composed of different materials to increase the efficiency and stability of the organic light emitting device, for example, it may be made of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heterocyclic group, Ar1 and Ar2 are connected to each other by E1, or Ar3 and Ar4 are each other by E2 Connected,
  • E1 and E2 are the same as or different from each other, and are each independently a direct bond, CRR ', NR, O or S,
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond, a substituted or unsubstituted arylene, or a substituted or unsubstituted heteroarylene
  • n and m are the same as or different from each other, and an integer of 0 to 3, respectively.
  • n and m are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • R1, R2, R and R ' are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted alkoxy group; Substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted aralkyl group; Substituted or unsubstituted aralkenyl group; Substituted or unsubstituted alkylaryl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group, p and q are the same as or different from each other, each is an integer of 0 to 7, and when p and q are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different from each other.
  • an exemplary embodiment of the present specification includes a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And an organic light emitting device including at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes the compound of Formula 1.
  • the compound described herein can be used as the material of the organic material layer of the organic light emitting device.
  • the compound according to at least one exemplary embodiment may improve efficiency, low driving voltage, and / or lifetime characteristics in the organic light emitting diode.
  • the compounds described herein can be used as hole injection, hole transport, hole injection and hole transport, luminescence, electron transport, or electron injection materials.
  • the compounds described herein can be preferably used as the light emitting layer, electron transport or electron injection material. Further, more preferably, the compound described herein exhibits low voltage, high efficiency and / or long life when used as a material for hole injection, hole transport, and hole control layers.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting element composed of a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 3, and a cathode 4. As shown in FIG.
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting element consisting of a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 3, an electron transport layer 7 and a cathode 4 It is.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a compound represented by Chemical Formula 1.
  • the term "substituted or unsubstituted” is deuterium; Halogen group; Nitrile group; An alkoxy group; Aryloxy group; An alkyl group; Cycloalkyl group; Alkenyl groups; Aryl group; Aralkyl group; Ar alkenyl group; Alkylaryl group; And it is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a heterocyclic group, or substituted or unsubstituted two or more substituents of the substituents exemplified above.
  • a substituent to which two or more substituents are linked may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group or may be interpreted as a substituent to which two phenyl groups are linked.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. According to an exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n -Pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl , n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl
  • the alkenyl group may be linear or branched chain, the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. According to an exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 6 carbon atoms.
  • Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 3-methyl-1- Butenyl, 1,3-butadienyl, allyl, 1-phenylvinyl-1-yl, 2-phenylvinyl-1-yl, 2,2-diphenylvinyl-1-yl, 2-phenyl-2- ( Naphthyl-1-yl) vinyl-1-yl, 2,2-bis (diphenyl-1-yl) vinyl-1-yl, stilbenyl group, styrenyl group and the like, but are not limited thereto.
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to one embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 6 carbon atoms.
  • the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 40 carbon atoms. According to an exemplary embodiment, the alkoxy group has 1 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkoxy group has 1 to 6 carbon atoms. Specific examples of the alkoxy group include, but are not limited to, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isobutyloxy group, sec-butyloxy group, pentyloxy group, iso-amyloxy group, hexyloxy group, and the like.
  • the aryl group is not particularly limited, but preferably has 6 to 60 carbon atoms, and may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group. According to an exemplary embodiment, the aryl group has 6 to 30 carbon atoms. According to an exemplary embodiment, the aryl group has 6 to 20 carbon atoms.
  • the aryl group may be a monocyclic aryl group, but may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc., but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, peryleneyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, triphenylene group, etc., but is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and two substituents may be bonded to each other to form a spiro structure.
  • the heterocyclic group is a heterocyclic group containing one or more of N, O, S, Si, and Se as hetero atoms, and the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms.
  • the heterocyclic group include thiophene group, furan group, pyrrole group, imidazole group, thiazole group, oxazole group, oxadiazole group, triazole group, pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazine group, triazole group, Acridyl group, pyridazine group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazoline group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidinyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group, isoquinoline group , Indole group, carb
  • heterocyclic group may be applied except that the heteroaryl group is aromatic.
  • aryloxy group the aralkyl group, and the aryl group in the alkylaryl group may be described with respect to the aforementioned aryl group.
  • alkyl group of the aralkyl group and the alkylaryl group may be applied to the description of the aforementioned alkyl group.
  • heteroaryl group may be described with respect to the aforementioned heterocyclic group.
  • heteroarylene is a divalent group.
  • Formula 1 may be represented by the following formula (2).
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms or a heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted Quarterphenyl groups, substituted or unsubstituted naphthyl groups, substituted or unsubstituted phenanthryl groups, substituted or unsubstituted triphenylene groups, substituted or unsubstituted fluorenyl groups, substituted or unsubstituted spirobifluorenyl groups, substituted Or an unsubstituted dibenzothiophene group, a substituted or unsubstituted dibenzofuran group, or a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted Quarterphenyl groups, substituted or unsubstituted naphthyl groups, substituted or unsubstituted phenanthryl groups, substituted or unsubstituted triphenylene groups, substituted or unsubstituted fluorenyl groups, substituted or unsubstituted spirobifluorenyl groups, substituted Or an unsubstituted dibenzothiophene group, a substituted or unsubstituted dibenzofuran group, or a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently substituted with a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a quarterphenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, a triphenylene group, an alkyl group or an aryl group or It is an unsubstituted fluorenyl group, a spirobifluorenyl group, a dibenzothiophene group, a dibenzofuran group, or an aryl group substituted or unsubstituted carbazole group.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently substituted with a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a quarterphenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, a triphenylene group, a methyl group, or a phenyl group
  • a phenyl group a biphenyl group, a terphenyl group, a quarterphenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, a triphenylene group, a methyl group, or a phenyl group
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently may be selected from the following structural formula.
  • R 4 is the same as or different from each other, and is an alkyl group or an aryl group.
  • R 4 is the same as or different from each other, and is a methyl group or a phenyl group.
  • Ar1 and Ar2 or Ar3 and Ar4 may be bonded to each other through CRR ', NR, S or O.
  • Ar1 and Ar2 or Ar3 and Ar4 may be bonded to each other through CRR ', NR, S or O to form a structure as follows.
  • R 4 is the same as or different from each other, and is an alkyl group or an aryl group.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond, a substituted or unsubstituted arylene having 6 to 60 carbon atoms; Or substituted or unsubstituted heteroarylene having 2 to 60 carbon atoms.
  • L1 and L2 may be the same as or different from each other, a direct bond, or may be selected from the following structural formula.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, a direct bond or phenylene.
  • the compound of Formula 1 may be any one selected from the following compounds.
  • organic light emitting device including the compound represented by Formula 1.
  • the first electrode A second electrode provided to face the first electrode; And one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein one or more layers of the organic material layers include the compound of Formula 1.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present specification may be formed of a single layer structure, but may be formed of a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer and the like as an organic material layer.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto and may include a smaller number of organic layers.
  • the organic material layer includes a hole transport layer
  • the hole transport layer includes the compound of Formula 1.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, and the hole injection layer includes the compound of Formula 1.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, the hole injection layer includes the compound of Formula 1, and further comprises a doping material.
  • the organic material layer includes a hole injection layer
  • the hole injection layer includes the compound of Formula 1 and includes a doping material doped at a doping concentration of 1 wt% to 20 wt%. do.
  • the hole injection layer may include a compound of the following structural formula.
  • the hole injection layer may be formed only with the compound of the above formula, or the compound of the present invention and the compound of the above formula may be used in combination.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, or a layer for simultaneously injecting and transporting holes
  • the hole injection layer, a hole transport layer, or a layer for simultaneously injecting and transporting a hole is the It includes a compound of formula (1).
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes the compound of Formula 1.
  • the compound of Formula 1 is a light emitting dopant, it may be included in the light emitting layer with the light emitting host.
  • the organic material layer includes an electron transport layer or an electron injection layer, and the electron transport layer or the electron injection layer includes the compound of Formula 1.
  • the organic material layer includes a hole control layer, and the hole control layer includes the compound of Formula 1.
  • the electron transport layer, the electron injection layer or the layer at the same time the electron transport and electron injection comprises a compound of the formula (1).
  • the organic material layer includes a light emitting layer and an electron transport layer
  • the electron transport layer includes the compound of Formula 1.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a compound represented by Chemical Formula A-1.
  • w is an integer of 1 or more
  • Ar5 is a substituted or unsubstituted monovalent or higher benzofluorene group; Substituted or unsubstituted monovalent or higher fluoranthene group; A substituted or unsubstituted monovalent or higher pyrene group; Or a substituted or unsubstituted monovalent or higher chrysene group,
  • L3 is a direct bond; Substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • Ar6 and Ar7 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted germanium group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted arylalkyl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or combine with each other to form a substituted or unsubstituted ring,
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a compound represented by Chemical Formula A-1 as a dopant of the light emitting layer.
  • L3 is a direct bond.
  • w is 2.
  • Ar5 is a divalent pyrene group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
  • Ar5 is a divalent pyrene group unsubstituted or substituted with deuterium, a methyl group, an ethyl group, or a tert-butyl group.
  • Ar5 is a divalent pyrene group.
  • Ar6 and Ar7 are the same as or different from each other, each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • Ar6 and Ar7 are the same as or different from each other, and each independently an aryl group unsubstituted or substituted with an alkyl group; Or a heteroaryl group unsubstituted or substituted with an alkyl group.
  • Ar6 and Ar7 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with a methyl group or tert-butyl group; Dibenzofuran group unsubstituted or substituted with a methyl group or tert-butyl group; Or a dibenzothiophene group unsubstituted or substituted with a methyl group or a tert-butyl group.
  • Ar6 and Ar7 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with a methyl group; Or a dibenzofuran group unsubstituted or substituted with a tert-butyl group.
  • Ar6 and Ar7 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group substituted with a methyl group; Or a dibenzofuran group substituted with a tert-butyl group.
  • the formula A-1 is represented by the following compound.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a compound represented by Chemical Formula A-2.
  • Ar8 and Ar9 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted monocyclic aryl group; Or a substituted or unsubstituted polycyclic aryl group,
  • G1 to G8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted monocyclic aryl group; Or a substituted or unsubstituted polycyclic aryl group.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a compound represented by Chemical Formula A-2 as a host of the light emitting layer.
  • Ar8 and Ar9 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted polycyclic aryl group.
  • Ar8 and Ar9 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted polycyclic aryl group having 10 to 30 carbon atoms.
  • Ar8 and Ar9 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted naphthyl group.
  • Ar8 and Ar9 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted 1-naphthyl group or 2-naphthyl group.
  • Ar8 is a 1-naphthyl group
  • Ar9 is a 2-naphthyl group.
  • the G1 to G8 is hydrogen.
  • the formula A-2 is represented by the following compound.
  • the organic material layer includes a light emitting layer
  • the light emitting layer includes the compound represented by Formula A-1 as a dopant of the light emitting layer
  • the compound represented by Formula A-2 includes a host of the light emitting layer
  • An organic light emitting device including two or more organic material layers provided between the light emitting layer and the first electrode or between the light emitting layer and the second electrode, wherein at least one of the two or more organic material layers includes the compound of Formula 1 .
  • two or more organic material layers may be selected from the group consisting of an electron transport layer, an electron injection layer, a layer for simultaneously performing electron transport and electron injection, and a hole blocking layer.
  • the organic material layer includes two or more electron transport layers, and at least one of the two or more electron transport layers includes the compound of Formula 1.
  • the compound of Formula 1 may be included in one layer of the two or more electron transport layers, and may be included in each of the two or more electron transport layers.
  • the organic light emitting diode may be an organic light emitting diode having a structure in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting diode may be an organic light emitting diode having an inverted type in which a cathode, one or more organic material layers, and an anode are sequentially stacked on a substrate.
  • FIGS. 1 and 2 For example, the structure of an organic light emitting diode according to one embodiment of the present specification is illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting element composed of a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 3, and a cathode 4. As shown in FIG. In such a structure, the compound may be included in the light emitting layer.
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting element consisting of a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 7, an electron transport layer 8 and a cathode 4 It is.
  • the compound may be included in one or more layers of the hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer and electron transport layer.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the compound of the present specification, that is, the compound of Formula 1.
  • the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the compound represented by Chemical Formula 1, that is, the compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation
  • a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof is deposited on the substrate to form an anode.
  • an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer thereon, and then depositing a material that can be used as a cathode thereon.
  • the compound of Formula 1 may be formed of an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method in the manufacture of the organic light emitting device.
  • the solution coating method means spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spray method, roll coating, etc., but is not limited thereto.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing an organic material layer and an anode material on a substrate (International Patent Application Publication No. 2003/012890).
  • the manufacturing method is not limited thereto.
  • the first electrode is an anode
  • the second electrode is a cathode
  • the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode.
  • the anode material a material having a large work function is usually preferred to facilitate hole injection into the organic material layer.
  • the positive electrode material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2 : Combination of metals and oxides such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • the cathode material is a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead or alloys thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole injection layer is a layer for injecting holes from an electrode.
  • the hole injection material has a capability of transporting holes to have a hole injection effect at an anode, and has an excellent hole injection effect for a light emitting layer or a light emitting material.
  • the compound which prevents the excitons from moving to the electron injection layer or the electron injection material, and is excellent in thin film formation ability is preferable.
  • the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • hole injection material examples include metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic material, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic material, quinacridone-based organic material, and perylene-based Organic materials, anthraquinone, and polyaniline and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited thereto.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the light emitting layer.
  • the hole transport material is a material capable of transporting holes from the anode or the hole injection layer to the light emitting layer.
  • the material is suitable. Specific examples thereof include an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together, but are not limited thereto.
  • the light emitting material is a material capable of emitting light in the visible region by transporting and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and a material having good quantum efficiency with respect to fluorescence or phosphorescence is preferable.
  • Specific examples thereof include 8-hydroxyquinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole series compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compound; Benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series compounds; Poly (p-phenylenevinylene) (PPV) -based polymers; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene and the like, but are not limited thereto.
  • the light emitting layer may include a host material and a dopant material.
  • the host material is a condensed aromatic ring derivative or a heterocyclic containing compound.
  • the condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds
  • the heterocyclic containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives and ladder types. Furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Dopant materials include aromatic amine derivatives, styrylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, metal complexes, and the like.
  • the aromatic amine derivative is a condensed aromatic ring derivative having a substituted or unsubstituted arylamine group, and includes pyrene, anthracene, chrysene and periplanthene having an arylamine group, and the styrylamine compound is substituted or unsubstituted.
  • At least one arylvinyl group is substituted with the arylamine, and one or two or more substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamine group are substituted or unsubstituted.
  • substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamine group are substituted or unsubstituted.
  • styrylamine, styryldiamine, styryltriamine, styryltetraamine and the like but is not limited thereto.
  • the metal complex includes, but is not limited to, an iridium complex, a platinum complex, and the like.
  • the electron transport layer is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports the electrons to the light emitting layer.
  • the electron transporting material a material capable of injecting electrons well from the cathode and transferring them to the light emitting layer, Suitable. Specific examples thereof include Al complexes of 8-hydroxyquinoline; Complexes including Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer can be used with any desired cathode material as used in accordance with the prior art.
  • suitable cathode materials are conventional materials having a low work function followed by an aluminum or silver layer. Specifically cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, followed by aluminum layers or silver layers in each case.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from an electrode, has an ability of transporting electrons, has an electron injection effect from a cathode, an electron injection effect with respect to a light emitting layer or a light emitting material, and hole injection of excitons generated in the light emitting layer.
  • the compound which prevents the movement to a layer and is excellent in thin film formation ability is preferable.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone and the like and derivatives thereof, metal Complex compounds, nitrogen-containing five-membered ring derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Examples of the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10-hydroxybenzo [h] Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) ( o-cresolato) gallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (1-naphtolato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtolato) gallium, It is not limited to this.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type according to a material used.
  • the compound of Formula 1 may be included in an organic solar cell or an organic transistor in addition to the organic light emitting device.
  • B1 (15g, 25.28 mmol) and di ([1,1'-biphenyl] -4- were prepared by recrystallization using tetrahydrofuran and ethyl acetate to prepare B1, and drying.
  • Il) amine 8.2 g, 25.54 mmol
  • sodium-t-butoxide 3.4 g, 35.4 mmol
  • Compound 2 was prepared by recrystallization using tetrahydrofuran and ethyl acetate.
  • Compound 5 was prepared in the same manner except for using N-phenylnaphthalen-1-amine instead of N-phenyl- [1,1′-biphenyl] -4-amine in the synthesis of Compound 1.
  • A3 (15 g, 34.9 mmol), diphenylamine (6.08 g, 35.9 mmol) and sodium-t-butoxide (4.7 g, 48.9 mmol) were added to toluene, stirred and heated to reflux, followed by [bis (tri-t- Butylphosphine)] palladium (357 mg. 2 mmol%) was added thereto. After the temperature was lowered to room temperature and the reaction was completed, B3 (15g, 28.95 mmol) and N, N-diphenyl-4- (4,4,) were prepared by recrystallization using tetrahydrofuran and ethyl acetate and drying.
  • A3 (15 g, 28.95 mmol) and, N, N-diphenyl-4- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaboroin-2-yl) aniline (11.29 g, 30.40 mmol) was added to dioxane (300 ml), 2M aqueous potassium carbonate solution (100 ml) was added, tetrakistriphenyl-phosphinopalladium (669 mg, 57.9 mmol) was added thereto, and the mixture was heated and stirred for 3 hours. After the temperature was lowered to room temperature and the reaction was terminated, the aqueous solution of potassium carbonate was removed to separate the layers.
  • a glass substrate (corning 7059 glass) coated with ITO (Indium Tin Oxide) with a thickness of 1,000 ⁇ was placed in distilled water in which a dispersant was dissolved, and ultrasonically washed. Fischer Co. products were used for the detergent, and Millipore Co. Secondly filtered distilled water was used as a filter of the product. After the ITO was washed for 30 minutes, the ultrasonic cleaning was repeated twice with distilled water for 10 minutes. After washing the distilled water, the ultrasonic washing in the order of isopropyl alcohol, acetone, methanol solvent and dried.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • A1 (hexanitrile hexaazatriphenylene) was thermally vacuum deposited to a thickness of 500 kPa on the prepared ITO transparent electrode to form a hole injection layer.
  • the host H1 and the dopant D1 compound (2%) were vacuum deposited to a thickness of 300 kPa.
  • an E1 compound was formed into an electron transport layer with LiQ 1: 1 (350 kV), and subsequently, lithium fluoride (LiF) having a thickness of 10 kW and aluminum of 1000 kW were deposited to form a cathode, thereby manufacturing an organic light emitting device. It was.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 1 ⁇ / sec
  • the lithium fluoride was 0.2 ⁇ / sec
  • the aluminum was maintained at a deposition rate of 3 to 7 ⁇ / sec.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound 4 was used instead of Compound 3 synthesized in Preparation Example 2 as the hole transport layer.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound 5 was used instead of Compound 3 synthesized in Preparation Example 2 as the hole transport layer.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound HT1 was used instead of Compound 3 synthesized in Preparation Example 2 as the hole transport layer, and Compound 1 was used instead of HT2 as the hole control layer.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 4, except that Compound 2 was used instead of Compound 1 synthesized in Preparation Example 2 as the hole control layer.
  • Compound 3 was deposited on the ITO transparent electrode prepared in Example 1 by vacuum vacuum to a thickness of 50 kV to form a hole injection layer (100 kPa), while A2 was doped with a 5% doping concentration, and the material for transporting holes thereon.
  • Compound 3 (1100 kPa) was vacuum deposited and then HT2 was vacuum deposited to a film thickness (600 kPa) on the hole transport layer to form a hole control layer.
  • the host H1 and the dopant D1 compound (2%) were vacuum deposited to a thickness of 300 kPa.
  • an E1 compound was formed into an electron transport layer with LiQ 1: 1 (350 kV), and subsequently, lithium fluoride (LiF) having a thickness of 10 kW and aluminum of 1000 kW were deposited to form a cathode, thereby manufacturing an organic light emitting device. It was.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 6, except that Compound 5 was used instead of Compound 3 synthesized in Preparation Example 2 as the hole injection layer and the hole transport layer.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 6, except that HT1 was used instead of compound 3 as the hole injection layer and the hole transport layer, and Compound 1 was used instead of HT2 as the hole control layer.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 8, except that Compound 2 was used instead of Compound 1 synthesized in Preparation Example 2 as the hole control layer.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound 6 was used instead of Compound 3 synthesized in Preparation Example 2 as the hole transport layer.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 8, except that Compound 7 was used instead of Compound 1 synthesized in Preparation Example 2 as the hole control layer.
  • A1 described above was thermally vacuum deposited to a thickness of 50 kPa to form a hole injection layer.
  • Compound 3 (800 kPa), which is a material for transporting holes, was vacuum-deposited thereon to form a hole transporting layer, and HT2 (100 kPa) was formed thereon as a hole control layer.
  • Host H2 and dopant D2 (4 wt%) were sequentially formed.
  • Vacuum deposition was performed at a thickness of 300 mm 3.
  • an E1 compound was formed in an electron transport layer with LiQ 1: 1 (300 kV), and subsequently, lithium fluoride (LiF) having a thickness of 10 kV and 800 kW of aluminum were deposited to form a cathode, thereby manufacturing an organic light emitting device. It was.
  • LiQ 1: 1 300 kV
  • LiF lithium fluoride
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 1 ⁇ / sec
  • the lithium fluoride was 0.2 ⁇ / sec
  • the aluminum was maintained at a deposition rate of 3 to 7 ⁇ / sec.
  • Compound 3 was thermally vacuum deposited to a thickness of 50 kPa on the prepared ITO transparent electrode as in Example 1 to form a hole injection layer, while compound A1 was doped at a 10% doping concentration, and the hole transport layer was vacuumed to compound 3 (800 kPa). It formed by vapor-depositing, and formed HT2 (100kPa) on it as a hole control layer, and then vacuum-deposited host H2 and dopant D2 (4 weight%) to thickness of 300kPa in order.
  • an E1 compound was formed in an electron transport layer with LiQ 1: 1 (300 kV), and subsequently, lithium fluoride (LiF) having a thickness of 10 kV and 800 kW of aluminum were deposited to form a cathode, thereby manufacturing an organic light emitting device. It was.
  • LiQ 1: 1 300 kV
  • LiF lithium fluoride
  • the compounds used in Examples 1 to 17 were used as the hole injection layer, the hole transport layer, and the hole control layer in the organic light emitting device, based on the excellent hole transport ability than the low-voltage, It shows high efficiency characteristics and plays an electron blocking role and hole control role based on high triplet energy which is characteristic of spiro material compared to carbazole type hole control layer.

Abstract

본 명세서는 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 명세서는 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다. 본 출원은 2015년 10월 6일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2015-0140440호 및 2016년 9월 29일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0125684호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서에는 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2016011167-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, Ar1과 Ar2가 E1에 의하여 서로 연결되거나, Ar3와 Ar4가 E2에 의하여 서로 연결되고,
E1 및 E2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, CRR', NR, O 또는 S이며,
L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합이거나, 치환 또는 비치환된 아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌이고, n 및 m 은 서로 같거나 상이하고 각각 0 내지 3의 정수이며, n 및 m이 각각 2 이상인 경우, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
R1, R2, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, p 및 q는 서로 같거나 상이하고, 각각 0 내지 7의 정수이고, p 및 q가 각각 2 이상인 경우 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공주입과 정공수송, 발광, 전자수송, 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 화합물은 바람직하게는 발광층, 전자수송 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공 조절층의 재료로 사용하는 경우 저전압, 고효율 및/또는 장수명의 특성을 나타낸다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자수송층
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 특별히 한정되지는 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알콕시기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알콕시기의 탄소수는 1 내지 6이다. 상기 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐렌기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2016011167-appb-I000002
,
Figure PCTKR2016011167-appb-I000003
및
Figure PCTKR2016011167-appb-I000004
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페녹사지닐기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 헤테로고리기는 지방족 헤테로고리기와 방향족 헤테로고리기를 포함한다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아르알킬기, 알킬아릴기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기 중 알킬기는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2016011167-appb-I000005
상기 화학식 2에 있어서, 치환기의 정의는 화학식 1에 기재한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 또는 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페닐렌기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 디벤조티오펜기, 디벤조퓨란기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 트리페닐렌기, 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 디벤조티오펜기, 디벤조퓨란기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조식들에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000006
Figure PCTKR2016011167-appb-I000007
Figure PCTKR2016011167-appb-I000008
상기 구조식들에 있어서, R4는 서로 같거나 상이하고, 알킬기 또는 아릴기이다.
상기 구조식들에 있어서, R4는 서로 같거나 상이하고, 메틸기 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1과 Ar2 또는 Ar3와 Ar4는 CRR', NR, S 또는 O를 통하여 서로 결합할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1과 Ar2 또는 Ar3와 Ar4는 CRR', NR, S 또는 O를 통하여 서로 결합하여 하기와 같은 구조를 형성할 수 있다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000009
상기 구조식들에 있어서, R4는 서로 같거나 상이하고, 알킬기 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합이거나, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 직접결합이거나, 하기 구조식에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000010
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 직접결합이거나, 페닐렌이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000011
Figure PCTKR2016011167-appb-I000012
Figure PCTKR2016011167-appb-I000013
Figure PCTKR2016011167-appb-I000014
Figure PCTKR2016011167-appb-I000015
Figure PCTKR2016011167-appb-I000016
Figure PCTKR2016011167-appb-I000017
Figure PCTKR2016011167-appb-I000018
Figure PCTKR2016011167-appb-I000019
Figure PCTKR2016011167-appb-I000020
Figure PCTKR2016011167-appb-I000021
또한, 본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층을 포함하고, 상기 정공 주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층을 포함하고, 상기 정공 주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 도핑물질을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층을 포함하고, 상기 정공 주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 1 중량% 내지 20 중량%의 도핑농도로 도핑되는 도핑물질을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공 주입층은 하기 구조식의 화합물을 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000022
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 구조식의 화합물만으로 정공주입층을 형성하거나, 본 발명의 화합물 및 상기 구조식의 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다. 일예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 발광 도펀트이고, 발광 호스트와 함께 발광층에 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 조절층을 포함하고, 상기 정공 조절층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 A-1]
Figure PCTKR2016011167-appb-I000023
상기 화학식 A-1에 있어서,
w는 1 이상의 정수이고,
Ar5는 치환 또는 비치환된 1가 이상의 벤조플루오렌기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 파이렌기; 또는 치환 또는 비치환된 1가 이상의 크라이센기이고,
L3은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar6 및 Ar7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 게르마늄기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며,
w가 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L3은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 w는 2 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5는 중수소, 알킬기, 시클로 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5는 중수소, 메틸기, 에틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5는 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar6 및 Ar7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar6 및 Ar7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar6 및 Ar7은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar6 및 Ar7은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 메틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar6 및 Ar7은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 메틸기로 치환된 페닐기; 또는 tert-부틸기로 치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-1는 하기 화합물로 표시된다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000024
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 A-2]
Figure PCTKR2016011167-appb-I000025
상기 화학식 A-2에 있어서,
Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이고,
G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 30의 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 1-나프틸기 또는 2-나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar8은 1-나프틸기이고, Ar9는 2-나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 내지 G8은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-2는 하기 화합물 로 표시된다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000026
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하며, 상기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화학식 1의 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아민기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로, 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<제조예 >
<제조예1> A1~A3의 합성
[A1 및 A3의 합성]
Figure PCTKR2016011167-appb-I000027
1. A1의 합성
1-브로모-2-아이오도벤젠 ( 30g, 106 mmol)과 (2-클로로페닐)보로닉 산 ( 16.9 g, 108.6 mmol)을 디옥산( 300ml)에 첨가한 후 2M 포타슘카보네이트 수용액( 100ml)을 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐( 2.45 g, 2mol%)을 넣은 후, 4시간동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 포타슘카보네이트 용액을 제거하여 층분리하였다. 용매 제거 후 헥산으로 컬럼하여 상기 화합물 A1 , 흰색 고체 (25.3 g, 90 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 266.95
2. A2의 합성
화합물 A1 (20g, 75.2 mmol) 을 THF (250ml) 에 용해한 후 온도를 -78℃로 낮춘 후 2.5M n-BuLi (39 ml) 을 적가하고 30분 후 2-브로모-9H-플루오레-9-온 (19.3 , 75.2 mmol) 을 넣어주고 상온으로 온도를 올린 후 1시간동안 교반하였다. 1N HCl (300 ml)를 넣어주고 30분간 교반한 후 층분리하여 용매제거 후 에틸아세테이트으로 씻어내어 화합물 A2 (28.5g, 85%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 447.01
3. A3의 합성
화합물 A2 (20g, 44.84 mmol) 을 아세트산(250ml) 에 넣은 후 황산 2 ml를 적가하고 교반 환류하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물로 중화한 후 걸러진 고체를 에틸아세테이트로 재결정하여 화합물 A3 (13.43 g, 70 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 429.00
<제조예2> 화합물 1~5 의 합성
- 화합물1 의 합성
Figure PCTKR2016011167-appb-I000028
A3 ( 15g, 35.05 mmol)과 , N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민( 17.35g, 70.8 mmol), 소듐-t-부톡사이드(9.43 g, 98.14 mmol) 을 자일렌(xylene) 에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐 (358 mg. 2mmol%) 을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 화합물 1을 제조하였다.
MS[M+H]+= 803.33
- 화합물 2 의 합성
Figure PCTKR2016011167-appb-I000029
A3 ( 15g, 35.05 mmol)과 , N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민( 8.7 g, 35.4 mmol), 소듐-t-부톡사이드(4.72 g, 49.07 mmol)를 톨루엔에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐 (179 mg. 2mmol%) 을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 B1을 제조하고 건조한 뒤 B1 ( 15g, 25.28 mmol)과 , 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 ( 8.2 g, 25.54 mmol), 소듐-t-부톡사이드(3.4 g, 35.4 mmol) 을 톨루엔에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐 (257 mg. 2mmol%) 을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 화합물 2를 제조하였다.
MS[M+H]+= 879.37
- 화합물 3의 합성
Figure PCTKR2016011167-appb-I000030
상기 화합물 2의 합성에서 N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 9,9'-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 B2를 제조한 다음 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 대신 N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민을 사용하여 화합물 3을 제조하였다.
MS[M+H]+= 843.37
- 화합물 4의 합성
Figure PCTKR2016011167-appb-I000031
상기 화합물 2의 합성에서 N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 디페닐아민을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 B3를 제조한 다음 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 대신 N, 9, 9-트리페닐-9H-플루오렌-2-아민을 사용하여 화합물 4를 제조하였다.
MS[M+H]+= 891.37
- 화합물5의 합성
Figure PCTKR2016011167-appb-I000032
상기 화합물 1의 합성에서 N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 N-페닐나프탈렌-1-아민을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 5를 제조하였다.
MS[M+H]+= 751.30
- 화합물 6의 합성
Figure PCTKR2016011167-appb-I000033
A3 ( 15g, 34.9 mmol)과 , 디페닐아민 ( 6.08 g, 35.9 mmol), 소듐-t-부톡사이드(4.7 g, 48.9 mmol) 을 톨루엔에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐 (357 mg. 2mmol%) 을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 B3을 제조하고 건조한 뒤 B3 ( 15g, 28.95 mmol)과 , N,N-디페닐-4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보레인-2-일)아닐린 ( 11.29 g, 30.40 mmol)을 디옥산(300ml)에 넣고, 2M 포타슘카보네이트 수용액( 100ml)을 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐( 669 mg, 57.9 mmol)을 넣은 후, 3시간동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 포타슘카보네이트 수용액을 제거하여 층분리하였다. 용매 제거 후 흰색의 고체를 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 상기 화합물 6 ( 15 g, 수율 68.4%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 727.92
- 화합물7의 합성
Figure PCTKR2016011167-appb-I000034
A3 ( 15g, 28.95 mmol)과 , N,N-디페닐-4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보레인-2-일)아닐린 ( 11.29 g, 30.40 mmol)을 디옥산(300ml)에 넣고, 2M 포타슘카보네이트 수용액( 100ml)을 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐( 669 mg, 57.9 mmol)을 넣은 후, 3시간동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 포타슘카보네이트 수용액을 제거하여 층분리하였다. 용매 제거 후 흰색의 고체를 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여B4를 제조하고 건조한 뒤 B4 ( 15g, 35.05 mmol)과 , N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민( 8.7 g, 35.4 mmol), 소듐-t-부톡사이드(4.72 g, 49.07 mmol) 을 toluene 에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐 (179 mg. 2mmol%) 을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 화합물 7을 제조하였다.
MS[M+H]+= 804.02
<실시예 1>
ITO(인듐 주석 산화물)가 1,000Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판(corning 7059 glass)을, 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 A1(hexanitrile hexaazatriphenylene)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 그 위에 정공을 수송하는 물질인 위 제조예 2에서 합성한 화합물3 (1100Å)을 진공증착한 후 이어서 상기 정공 수송층 위에 HT2를 막두께 600Å으로 진공증착하여 정공 조절층을 형성하였다. 화합물 발광층으로 호스트 H1과 도판트 D1 화합물(2%) 을 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 그 다음에 E1 화합물을 LiQ와 1:1 (350Å) 로 전자수송층으로 형성한 후 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 1000Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1 Å/sec를 유지하였고, 리튬플루오라이드는 0.2 Å/sec, 알루미늄은 3 ~ 7 Å/sec의 증착속도를 유지하였다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000035
< 실시예 2>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 3 대신 화합물4 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 3>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 3 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 4>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 3 대신 HT1을 정공조절층으로 HT2 대신 화합물 1를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 5>
상기 실시예 4에서 정공 조절층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 6>
실시예 1과 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 화합물 3을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층(100 Å )을 형성하되 A2을 5%의 도핑농도로 도핑하였고 그 위에 정공을 수송하는 물질인 위 화합물 3 (1100Å)을 진공증착한 후 이어서 상기 정공 수송층 위에 HT2를 막두께 (600Å) 으로 진공증착하여 정공 조절층을 형성하였다. 화합물 발광층으로 호스트 H1과 도판트 D1 화합물(2%) 을 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 그 다음에 E1 화합물을 LiQ와 1:1 (350Å) 로 전자수송층으로 형성한 후 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 1000Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 7>
상기 실시예 6에서 정공주입층 및 정공수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 3 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 8>
상기 실시예 6에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물 3 대신 HT1 을, 정공조절층으로 HT2 대신 화합물 1 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 9>
상기 실시예 8에서 정공 조절층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 2 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 10>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물3 대신 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 11>
상기 실시예 8에서 정공 조절층으로 제조예 2에서 합성한 화합물1 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 비교예1 >
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물3 대신 HT1 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 비교예2 >
상기 실시예 6에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물3 대신 HT1 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실험예(10mA/cm2) 정공주입층 정공수송층 정공조절층 전압(V) 효율(cd/A) CIE_x CIE-y
실시예1 A1 화합물3 HT2 4.01 25.95 0.658 0.340
실시예2 A1 화합물4 HT2 4.04 25.53 0.658 0.340
실시예3 A1 화합물5 HT2 3.99 25.99 0.658 0.340
실시예4 A1 HT1 화합물1 3.84 26.32 0.658 0.341
실시예5 A1 HT1 화합물2 3.95 28.66 0.657 0.340
실시예6 A2+화합물3 화합물3 HT2 3.82 27.01 0.658 0.340
실시예7 A2+화합물5 화합물5 HT2 3.93 28.21 0.658 0.340
실시예8 A2+HT1 HT1 화합물1 3.86 27.88 0.657 0.341
실시예9 A2+HT1 HT1 화합물2 3.88 28.12 0.658 0.340
실시예 10 A1 화합물6 HT2 4.01 25.95 0.658 0.340
실시예 11 A2+HT1 HT1 화합물7 3.86 27.83 0.657 0.341
비교예1 A1 HT1 HT2 4.32 23.55 0.658 0.340
비교예2 A2+HT1 HT1 HT2 4.21 23.88 0.658 0.340
< 실시예 12>
준비된 ITO 투명 전극 위에 전술한 A1을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 그 위에 정공을 수송하는 물질인 화합물3 (800Å) 을 진공증착하여 정공 수송층을 형성하고 그 위에 HT2 (100Å)를 정공 조절층으로 형성시킨 뒤, 차례로 호스트 H2과 도판트 D2 (4중량%) 을 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 그 다음에 E1 화합물을 LiQ와 1:1 (300Å) 로 전자수송층으로 형성한 후 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 800Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1 Å/sec를 유지하였고, 리튬플루오라이드는 0.2 Å/sec, 알루미늄은 3 ~ 7 Å/sec의 증착속도를 유지하였다.
Figure PCTKR2016011167-appb-I000036
< 실시예 13>
상기 실시예 12에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물3 대신 화합물4 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실시예 14>
상기 실시예 12에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 3 대신 화합물 5 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실시예 15>
실시예 1과 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 화합물3을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하되 화합물 A1을 10%의 도핑농도로 도핑하였고, 정공 수송층을 화합물3를 (800Å)을 진공증착하여 형성하고, 그 위에 HT2 (100Å) 를 정공 조절층으로 형성시킨 뒤, 차례로 호스트 H2과 도판트 D2 (4중량%) 을 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 그 다음에 E1 화합물을 LiQ와 1:1 (300Å) 로 전자수송층으로 형성한 후 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 800Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
.< 실시예 16>
상기 실시예 15에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물3 대신 화합물5 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 실시예 17>
상기 실시예 13에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물3 대신 HT1 을, 정공조절층으로 HT2 대신 화합물1 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 비교예3 >
상기 실시예 12에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물3 대신 HT1 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 비교예4 >
상기 실시예 15에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물3 대신 HT1 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 비교예5 >
상기 실시예 12에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물3 대신 HT3 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 비교예6 >
상기 실시예 12에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물3 대신 HT4 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 비교예7 >
상기 실시예 15에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물3 대신 HT3 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
< 비교예8 >
상기 실시예 15에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물3 대신 HT4 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실험예(10mA/cm2) 정공주입층 정공수송층 정공조절층 전압(V) 효율(cd/A) CIE_x CIE-y
실시예12 A1 화합물3 HT2 3.65 7.79 0.135 0.093
실시예13 A1 화합물4 HT2 3.56 7.82 0.135 0.093
실시예14 A1 화합물5 HT2 3.68 8.12 0.135 0.093
실시예15 A2+화합물3 화합물3 HT2 3.61 8.05 0.135 0.094
실시예16 A2+화합물5 화합물5 HT2 3.71 7.99 0.135 0.093
실시예17 A2+ HT1 HT1 화합물1 3.69 8.01 0.135 0.093
비교예3 A1 HT1 HT2 3.91 7.12 0.135 0.093
비교예4 A2+HT1 HT1 HT2 3.98 7.22 0.135 0.093
비교예5 A1 HT3 HT2 4.02 6.99 0.135 0.093
비교예6 A1 HT4 HT2 3.99 7.02 0.135 0.093
비교예7 A2+HT3 HT3 HT2 3.87 7.12 0.135 0.093
비교예8 A2+HT4 HT4 HT2 4.02 6.87 0.135 0.093
상기 표 1 및 표2 와 같이 실시예 1 내지 17 에 사용된 화합물은 유기발광 소자에서 정공주입층 및 정공수송층, 정공조절층으로 사용되었으며, 벤지딘 타입의 물질보다 우수한 정공 수송 능력을 바탕으로 저전압, 고효율의 특성을 나타내며 카바졸 타입의 정공조절층에 비해 스피로 물질의 특징인 높은 삼중항에너지를 바탕으로 전자 차단 역할 및 정공 조절 역할을 함을 알 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000037
    상기 화학식 1에 있어서,
    Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, Ar1과 Ar2가 E1에 의하여 서로 연결되거나, Ar3와 Ar4가 E2에 의하여 서로 연결되고,
    E1 및 E2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, CRR', NR, O 또는 S이며,
    L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합이거나, 치환 또는 비치환된 아릴렌 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌이고, n 및 m 은 서로 같거나 상이하고 각각 0 내지 3의 정수이며,
    R1, R2, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, p 및 q는 서로 같거나 상이하고, 각각 0 내지 7의 정수이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000038
    상기 화학식 2에 있어서, 치환기의 정의는 화학식 1에 기재한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, Ar1과 Ar2 또는 Ar3와 Ar4는 CRR', NR, S 또는 O를 통하여 서로 결합하고, R 및 R'의 정의는 화학식 1에 기재한 바와 같은 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조식들로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000039
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000040
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000041
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000042
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000043
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000044
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000045
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000046
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000047
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000048
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000049
  6. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층을 포함하고, 상기 정공 주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 정공 조절층을 포함하고, 상기 정공 조절층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 A-1]
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000050
    상기 화학식 A-1에 있어서,
    w는 1 이상의 정수이고,
    Ar5는 치환 또는 비치환된 1가 이상의 벤조플루오렌기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 파이렌기; 또는 치환 또는 비치환된 1가 이상의 크라이센기이고,
    L3은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    Ar6 및 Ar7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 게르마늄기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며,
    w가 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하다.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 L3은 직접결합이고, Ar5는 2 가의 파이렌기이며, Ar6 및 Ar7은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 메틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이고, w는 2인 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 A-2]
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000051
    상기 화학식 A-2에 있어서,
    Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이고,
    G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 Ar8은 1-나프틸기이고, Ar9는 2-나프틸기인 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 A-2]
    Figure PCTKR2016011167-appb-I000052
    상기 화학식 A-2에 있어서,
    Ar8 및 Ar9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이고,
    G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
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