WO2017073932A1 - 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2017073932A1
WO2017073932A1 PCT/KR2016/011420 KR2016011420W WO2017073932A1 WO 2017073932 A1 WO2017073932 A1 WO 2017073932A1 KR 2016011420 W KR2016011420 W KR 2016011420W WO 2017073932 A1 WO2017073932 A1 WO 2017073932A1
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group
substituted
unsubstituted
compound
light emitting
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차용범
홍성길
김진주
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주식회사 엘지화학
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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    • C07C13/54—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings with three condensed rings
    • C07C13/547—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings with three condensed rings at least one ring not being six-membered, the other rings being at the most six-membered
    • C07C13/567—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings with three condensed rings at least one ring not being six-membered, the other rings being at the most six-membered with a fluorene or hydrogenated fluorene ring system
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    • 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
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    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07D403/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
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    • 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
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    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]

Definitions

  • the present specification relates to an amine compound and an organic light emitting device including the same.
  • 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 formed 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.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group,
  • Ar1 and Ar2 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, or combine with each other to form a substituted or unsubstituted ring,
  • L is a direct bond, a substituted or unsubstituted arylene group
  • R3 to R11 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxyl group; Carbonyl group; Ester group; Imide group; Substituted or unsubstituted amine group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted boron group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted alkoxy group; Substituted or unsubstituted aryloxy group; Substituted or unsubstituted alkylthioxy group; Substituted or unsubstituted arylthioxy group; Substituted or unsubstituted alkyl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted aryl sulfoxy group
  • a is an integer of 0 to 6, and when a is an integer of 2 or more, R 11 is the same as 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 electron suppression layer.
  • 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 7, an electron transport layer 8 and a cathode 4. It is.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a compound represented by Chemical Formula 1.
  • substituted or unsubstituted is deuterium; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxyl group; Carbonyl group; Ester group; Imide group; Amine groups; Phosphine oxide groups; An alkoxy group; Aryloxy group; Alkyl thioxy group; Arylthioxy group; Alkyl sulfoxy groups; Aryl sulfoxy group; A silyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group; Boron group; Alkyl groups; Cycloalkyl group; Alkenyl groups; Aryl group; Aralkyl group; Ar alkenyl group; Alkylaryl group; Alkylamine group; Aralkyl amine groups; Heteroarylamine group; Arylamine group; Aryl phosphine 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
  • 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.
  • substituted or unsubstituted is preferably deuterium; Halogen group; Nitrile group; Alkyl groups; Trimethylsilyl group; Aryl group; And it may mean substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a heterocyclic group.
  • adjacent means a substituent substituted on an atom directly connected to an atom to which the substituent is substituted, a substituent positioned closest to the substituent, or another substituent substituted on an atom to which the substituent is substituted.
  • two substituents substituted at the ortho position in the benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in the aliphatic ring may be interpreted as "adjacent" to each other.
  • carbon number of a carbonyl group in this specification is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C40. Specifically, it may be a compound having a structure as follows, but is not limited thereto.
  • the oxygen of the ester group may be substituted with a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.
  • carbon number of an imide group is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C25. Specifically, it may be a compound having a structure as follows, but is not limited thereto.
  • the silyl group may be represented by the formula of -SiRR'R '', wherein R, R 'and R' 'are each hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • Specific examples of the silyl group include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, and phenylsilyl group. It doesn't happen.
  • the boron group may be represented by the formula of -BRR ', wherein R and R' are each hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the boron group is specifically trimethyl boron group, triethyl boron group, t-butyl dimethyl boron group, triphenyl boron group, phenyl boron group and the like, but is not limited thereto.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms 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-methylbutyl, 1-ethylbutyl, 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, and 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 methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isobutyloxy group, sec-butyloxy group, pentyloxy group, iso-amyloxy group and hexyloxy group, but are not limited thereto. .
  • the amine group is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • Specific examples of the amine group include methylamine group, dimethylamine group, ethylamine group, diethylamine group, phenylamine group, naphthylamine group, biphenylamine group, anthracenylamine group, 9-methylanthracenylamine group, Diphenylamine group, phenylnaphthylamine group, ditolylamine group, phenyltolylamine group, triphenylamine group and the like, but is not limited thereto.
  • examples of the arylamine group include a substituted or unsubstituted monoarylamine group, a substituted or unsubstituted diarylamine group, or a substituted or unsubstituted triarylamine group.
  • the aryl group in the arylamine group may be a monocyclic aryl group, may be a polycyclic aryl group.
  • the arylamine group including two or more aryl groups may simultaneously include a monocyclic aryl group, a polycyclic aryl group, or a monocyclic aryl group and a polycyclic aryl group.
  • aryl amine group examples include phenylamine, naphthylamine, biphenylamine, anthracenylamine, 3-methylphenylamine, 4-methylnaphthylamine, 2-methylbiphenylamine, 9-methylanthracenylamine, diphenyl Amine groups, phenylnaphthylamine groups, ditolylamine groups, phenyltolylamine groups, carbazoles and triphenylamine groups, and the like, but are not limited thereto.
  • examples of the heteroarylamine group include a substituted or unsubstituted monoheteroarylamine group, a substituted or unsubstituted diheteroarylamine group, or a substituted or unsubstituted triheteroarylamine group.
  • the heteroaryl group in the heteroarylamine group may be a monocyclic heterocyclic group or may be a polycyclic heterocyclic group.
  • the heteroarylamine group including two or more heterocyclic groups may include a monocyclic heterocyclic group, a polycyclic heterocyclic group, or a monocyclic heterocyclic group and a polycyclic heterocyclic group.
  • the arylheteroarylamine group means an amine group substituted with an aryl group and a heterocyclic group.
  • examples of the arylphosphine group include a substituted or unsubstituted monoarylphosphine group, a substituted or unsubstituted diarylphosphine group, or a substituted or unsubstituted triarylphosphine group.
  • the aryl group in the arylphosphine group may be a monocyclic aryl group, may be a polycyclic aryl group.
  • the arylphosphine group containing two or more aryl groups may simultaneously include a monocyclic aryl group, a polycyclic aryl group, or a monocyclic aryl group and a polycyclic aryl group.
  • 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 monocyclic aryl group 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.
  • the aryl group in the aryloxy group, arylthioxy group, aryl sulfoxy group, aryl phosphine group, aralkyl group, aralkylamine group, aralkenyl group, alkylaryl group, arylamine group, arylheteroarylamine group is described above.
  • the description of one aryl group may apply.
  • the alkyl group among the alkyl thioxy group, the alkyl sulfoxy group, the aralkyl group, the aralkyl amine group, the alkyl aryl group, and the alkyl amine group may be described with respect to the alkyl group described above.
  • heteroaryl group a heteroarylamine group, and an arylheteroarylamine group among the heteroaryl group may be applied to the description of the aforementioned heterocyclic group.
  • alkenyl group of the alkenyl group may be applied to the description of the alkenyl group described above.
  • the description of the aryl group described above may be applied except that the arylene group is a divalent group.
  • heteroarylene group is a divalent group.
  • L is a direct bond, or a fluorenylene group unsubstituted or substituted with a phenylene group, a biphenylylene group, a terphenylylene group, a quarterphenylylene group, a naphthylene group, an alkyl group or an aryl group. , Phenanthrenylene group and the like. L may be represented by the following structural formula.
  • A1 and A2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • L is a direct bond or a phenylene group.
  • Formula 1 may be represented by the following formula (2).
  • Formula 1 may be represented by the following formula (3).
  • R1 to R11, a, Ar1, and Ar2 are the same as defined in Formula 1
  • R12 is the same as or different from R11, the same as the definition of R11
  • b is an integer of 0 to 4
  • b is 2
  • R12 is the same as or different from each other.
  • Formula 3 may be represented by the following formula (4).
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted quarterphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted fluorenyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; Substituted or unsubstituted carbazole group; Substituted or unsubstituted benzocarbazole group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Or a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkyl group, a naphthyl group, a dialkylfluorenyl group, a phenanthrenyl group, a carbazole group Or a phenyl group unsubstituted or substituted with a benzocarbazole group; Biphenyl group; Terphenyl group; Quarter-phenyl group; Naphthyl group; A fluorenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group or an aryl group; Phenanthrenyl group; Carbazole groups unsubstituted or substituted with an aryl group; Dibenzofuran group unsubstituted or substituted with an aryl group; Or a dibenzothiophene group unsubstituted or substituted with an
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, naphthyl group, dialkylfluorenyl group or phenanthrenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Quarter-phenyl group; Naphthyl group; A fluorenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group or an aryl group; Phenanthrenyl group; Carbazole groups unsubstituted or substituted with an aryl group; Dibenzofuran group; Or a dibenzothiophene group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, naphthyl group, dimethylfluorenyl group or phenanthrenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Quarter-phenyl group; Naphthyl group; A fluorenyl group unsubstituted or substituted with a methyl group or a phenyl group; Phenanthrenyl group; Carbazole groups unsubstituted or substituted with a phenyl group or a biphenyl group; Dibenzofuran group; Or a dibenzothiophene group.
  • Ar1 and Ar2 may be the same as or different from each other, and each independently may be selected from the following structural formulas, but is not limited thereto.
  • Ar1 and Ar2 may be the same as or different from each other, and each independently may be selected from the following structural formulas, but is not limited thereto.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group, and combine with each other.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenylyl group; Or a substituted or unsubstituted naphthyl group, and are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted carbazole; Substituted or unsubstituted benzocarbazole; Or a substituted or unsubstituted dibenzocarbazole structure.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group; Biphenylyl group; Or a naphthyl group, and are bonded to each other to carbazole; Benzocarbazole; Or a dibenzocarbazole structure.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently an alkyl group; Aryl group; Or an aryl group substituted with an alkyl group.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently a methyl group; Phenyl group; Or a phenyl group substituted with a methyl group.
  • R3 to R10 are each hydrogen.
  • R3 and R4 combine with each other to form a substituted or unsubstituted benzene ring.
  • R3 and R4 combine with each other to form a benzene ring, and R5 to R10 are hydrogen.
  • R5 and R6 combine with each other to form a substituted or unsubstituted benzene ring.
  • R5 and R6 are bonded to each other to form a benzene ring, and R3, R4, R7 to R10 are each hydrogen.
  • the compound of Formula 1 may be any one selected from the following compounds.
  • the compound of Formula 1 may be prepared according to Schemes 1 and 2 below, or may be prepared according to Schemes 3 and 4.
  • the reaction conditions may be changed based on those known in the art as needed.
  • organic light emitting device including the compound represented by Formula 1.
  • the 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 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 material layers.
  • 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 holes is It includes a compound of formula (1).
  • the organic material layer includes an electron suppression layer
  • the electron suppression layer includes the 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 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 an exemplary 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.
  • 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 material layer includes a light emitting layer
  • the light emitting layer may include a compound represented by the following formula (5).
  • z1 is an integer of 1 or more, and if z1 is an integer of 2 or more, the structures in parentheses are the same or different from each other,
  • Ar100 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,
  • L100 is a direct bond; Substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • R100 and R101 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted arylalkyl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group, or may be combined with each other to form a substituted or unsubstituted ring.
  • the light emitting layer includes a compound represented by Formula 5 as a dopant of the light emitting layer.
  • the L100 is a direct bond.
  • z1 is 2.
  • Ar100 is a divalent pyrene group unsubstituted or substituted with deuterium, methyl, ethyl, iso-propyl, or tert-butyl groups; Or a divalent chrysene group unsubstituted or substituted with deuterium, methyl, ethyl, iso-propyl or tert-butyl groups.
  • Ar100 is a divalent pyrene group unsubstituted or substituted with deuterium, methyl, ethyl, iso-propyl or tert-butyl groups.
  • Ar100 is a divalent pyrene group.
  • R100 and R101 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R100 and R101 are the same as or different from each other, and each independently deuterium, alkyl, nitrile, aryl, alkylsilyl, or alkyl germanium group unsubstituted or substituted with 6 to 60 carbon atoms Aryl group; Or a heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, a nitrile group, an aryl group, an alkylsilyl group, or an alkylgermanium group.
  • R100 and R101 are the same as or different from each other, and each independently deuterium, methyl, ethyl, iso-propyl, tert-butyl, nitrile, phenyl, trimethylsilyl or trimethylgernium
  • R100 and R101 are the same as or different from each other, and each independently deuterium, methyl, ethyl, iso-propyl, tert-butyl, nitrile, phenyl, trimethylsilyl or trimethylgernium
  • Terphenyl groups unsubstituted or substituted with deuterium, methyl, ethyl, iso-propyl, tert-butyl, nitrile, phenyl, trimethylsilyl or trimethylgermanium groups;
  • R100 and R101 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with a trimethylgermanium group.
  • the R100 is a phenyl group.
  • R101 is a phenyl group substituted with a trimethylgermanium group.
  • Formula 5 may be selected from the following compounds.
  • the organic material layer includes a light emitting layer
  • the light emitting layer may include a compound represented by the following formula (6).
  • Ar101 and Ar102 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,
  • L101 and L102 are the same as or different from each other, and are each independently a direct bond; Substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • R102 is hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxyl group; Carbonyl group; Ester group; Imide group; Substituted or unsubstituted amine group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted boron group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted alkoxy group; Substituted or unsubstituted aryloxy group; Substituted or unsubstituted alkylthioxy group; Substituted or unsubstituted arylthioxy group; Substituted or unsubstituted alkyl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted aryl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted alken
  • z2 and z3 are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 or 2, z4 is an integer of 0 to 8, when z2 to z4 is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different from each other,
  • n is an integer of 1 or more, and when m is an integer of 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • the light emitting layer includes a compound represented by Formula 6 as a host of the light emitting layer.
  • Ar101 and Ar102 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • Ar101 and Ar102 are the same as or different from each other, and each independently an aryl group having 6 to 60 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group; Or a heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
  • Ar101 and Ar102 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group or heterocyclic group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group or a heterocyclic group; Terphenyl groups unsubstituted or substituted with an aryl group or a heterocyclic group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with an aryl group or a heterocyclic group; A fluorene group unsubstituted or substituted with an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group; Phenanthrene groups unsubstituted or substituted with an aryl group or a heterocyclic group; Or a triphenylene group unsubstituted or substituted with an aryl group or a heterocyclic group.
  • Ar101 and Ar102 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group; A fluorene group unsubstituted or substituted with a methyl group or a phenyl group; Phenanthrene group; Or a triphenylene group.
  • Ar101 is a 2-naphthyl group.
  • Ar102 is a 1-naphthyl group.
  • the L101 and L102 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Phenylene group; Or a naphthylene group.
  • L101 is a phenylene group.
  • L102 is a direct bond.
  • R102 is hydrogen
  • z2 is 1.
  • m is 1.
  • m is 2.
  • Chemical Formula 6 may be selected from the following compounds.
  • the organic material layer includes a light emitting layer
  • the light emitting layer includes the compound represented by Chemical Formula 5 as a dopant of the light emitting layer
  • the compound represented by Chemical Formula 6 as a host of the light emitting 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 sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate. At this time, by using 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. And, by forming an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport layer thereon, it can be prepared by depositing a material that can be used as a cathode thereon. In addition to the above method, an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • PVD physical vapor deposition
  • 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); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : 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 that can be used in the present invention 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 the electrode, and has a capability of transporting holes to the hole injection material, and has a hole injection effect at the anode, an excellent hole injection effect to the light emitting layer or the light emitting material, and is produced in the light emitting layer
  • 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 an anode or a hole injection layer and transferring them 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, benzothiazole 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 derivatives include condensed aromatic ring derivatives having a substituted or unsubstituted arylamine group, and include pyrene, anthracene, chrysene, and periplanthene having an arylamine group, and a styrylamine compound may be 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 electrons to the light emitting layer.
  • the electron transporting material is a material that can inject electrons well from the cathode and transfer 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 an aluminum layer or silver layer in each case.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from an electrode, has an ability to transport 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.
  • Compounds 13 to 24 were prepared by the same method as Preparation Examples 1 to 12, except that Compound B was used instead of Compound A in Preparation Examples 1 to 12. MS values of Compounds 13-24 are listed in Table 1 below.
  • Compounds 25 to 36 were prepared by the same method as Preparation Examples 1 to 12, except that Compound C was used instead of Compound A in Preparation Examples 1 to 12. MS values of Compounds 25-36 are listed in Table 2 below.
  • Compounds 37 to 48 were prepared by the same method as Preparation Examples 1 to 12, except that Compound D was used instead of Compound A in Preparation Examples 1 to 12. MS values of Compounds 37-48 are shown in Table 3 below.
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO (indium tin oxide) at a thickness of 1,000 ⁇ was placed in distilled water in which detergent was dissolved and ultrasonically cleaned.
  • ITO indium tin oxide
  • Fischer Co. product was used as a detergent
  • distilled water filtered secondly as a filter of Millipore Co. product was used as distilled water.
  • ultrasonic washing was performed twice with distilled water for 10 minutes.
  • ultrasonic washing with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, methanol dried and transported to a plasma cleaner.
  • the substrate was cleaned for 5 minutes using an oxygen plasma, and then the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • hexanitrile hexaazatriphenylene (HAT) of the following formula was thermally vacuum deposited to a thickness of 500 kPa on the prepared ITO transparent electrode to form a hole injection layer.
  • the following compound 1 was vacuum deposited to a film thickness of 100 kPa on the hole transport layer to form an electron suppression layer.
  • the light emitting layer was formed by vacuum depositing the following BH and BD in a weight ratio of 25: 1 on the electron suppressing layer with a film thickness of 300 Pa.
  • the compound ET1 and the compound LiQ were vacuum-deposited on the emission layer in a weight ratio of 1: 1 to form an electron injection and transport layer having a thickness of 300 kPa.
  • lithium fluoride (LiF) and aluminum were deposited to a thickness of 12 kPa in order to form a cathode.
  • the organic light emitting device was manufactured by maintaining 7 to 5 ⁇ 10 ⁇ 6 torr.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 2 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 3 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 4 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 5 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 6 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 7 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 8 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 9 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 10 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 11 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 12 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 14 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 15 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 16 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 17 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 18 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 19 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 26 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 27 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 28 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 29 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 30 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that compound 31 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Experimental Example 1 except for using the following EB1 compound instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Experimental Example 1 except for using the following EB2 compound instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that the following compound of EB3 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the organic light emitting device manufactured by using the compound of the present invention as the electron suppressing layer is compared with the case of using the material of Comparative Examples 1 to 3 where a substituent is connected to the position 2 or 3 of the carbazole
  • the compound of the present invention plays an electron blocking role, the compound exhibits excellent characteristics in terms of efficiency, driving voltage, and / or stability of the organic light emitting device.
  • the compound according to the present invention was found to be excellent in the electron blocking ability can be applied to the organic light emitting device.
  • the organic light emitting device manufactured by using the compound of the present invention as the hole transport layer compared with the case of using the material of Comparative Examples 4 to 6 in which a substituent is connected to the position 2 or 3 of the carbazole
  • the compound of the present invention plays a role of hole transport, it exhibited excellent characteristics in terms of efficiency, driving voltage and / or stability of the organic light emitting device.
  • the compound according to the present invention is not only excellent in electron blocking ability but also in hole transporting ability, and thus applicable to an organic light emitting device.

Abstract

본 명세서는 화학식 1의 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 출원은 2015년 10월 26일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2015-0149012호 및 2016년 10월 10일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0130723호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
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 이루어질 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 PCTKR2016011420-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
L은 직접결합이거나, 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
R3 내지 R11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
a는 0 내지 6의 정수이고, a가 2 이상의 정수인 경우 R11은 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, 전자억제층의 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(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)으로 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 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 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, "치환 또는 비치환된" 이라는 표현은 바람직하게는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 알킬기; 트리메틸실릴기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한"기로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000002
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000003
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000004
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiRR'R''의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 R, R' 및 R''는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BRR'의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 R 및 R'는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 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-메틸부틸, 1-에틸부틸, 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-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
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 한정되는 것은 아니다.
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 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 2 이상의 아릴기를 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 아릴 아민기의 구체적인 예로는 페닐아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 안트라세닐아민, 3-메틸페닐아민, 4-메틸나프틸아민, 2-메틸비페닐아민, 9-메틸안트라세닐아민, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 카바졸 및 트리페닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리헤테로아릴아민기가 있다. 상기 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 단환식 헤테로고리기일 수 있고, 다환식 헤테로고리기일 수 있다. 상기 2 이상의 헤테로고리기를 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테로고리기, 다환식 헤테로고리기, 또는 단환식 헤테로고리기와 다환식 헤테로고리기를 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴헤테로아릴아민기는 아릴기 및 헤테로고리기로 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 아릴포스핀기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 디아릴포스핀기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴포스핀기가 있다. 상기 아릴포스핀기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴포스핀기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
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 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 PCTKR2016011420-appb-I000005
,
Figure PCTKR2016011420-appb-I000006
,
Figure PCTKR2016011420-appb-I000007
,
Figure PCTKR2016011420-appb-I000008
,
Figure PCTKR2016011420-appb-I000009
,
Figure PCTKR2016011420-appb-I000010
,
Figure PCTKR2016011420-appb-I000011
및
Figure PCTKR2016011420-appb-I000012
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, 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, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기, 아릴포스핀기, 아르알킬기, 아랄킬아민기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, 아르알킬기, 아랄킬아민기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기, 헤테로아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 중 헤테로아릴기는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L은 직접결합이거나, 페닐렌기, 비페닐릴렌기, 터페닐릴렌기, 쿼터페닐릴렌기, 나프틸렌기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기 등일 수 있다. L은 하기 구조식과 같이 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000013
상기 구조식에 있어서,
A1 및 A2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L은 직접결합이거나 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000014
상기 화학식 2에 있어서, 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000015
상기 화학식 3에 있어서, R1 내지 R11, a, Ar1 및 Ar2는 화학식 1에서 정의한 바와 같고, R12는 R11와 같거나 상이하고, R11의 정의와 같고, b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상의 정수인 경우 R12는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000016
상기 화학식 4에 있어서, 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 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 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알킬기, 나프틸기, 디알킬플루오레닐기, 페난트레닐기, 카바졸기 또는 벤조카바졸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 쿼터페닐기; 나프틸기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 페난트레닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 나프틸기, 디알킬플루오레닐기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 쿼터페닐기; 나프틸기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 페난트레닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 나프틸기, 디메틸플루오레닐기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 쿼터페닐기; 나프틸기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 페난트레닐기; 페닐기 또는 바이페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조식들에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000017
Figure PCTKR2016011420-appb-I000018
Figure PCTKR2016011420-appb-I000019
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조식들에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000020
Figure PCTKR2016011420-appb-I000021
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이고, 서로 결합한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 카바졸; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조카바졸 구조를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 바이페닐릴기; 또는 나프틸기이고, 서로 결합하여 카바졸; 벤조카바졸; 또는 디벤조카바졸 구조를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기; 아릴기; 또는 알킬기로 치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 페닐기; 또는 메틸기로 치환된 페닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, R3 내지 R10은 각각 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, R3과 R4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, R3과 R4는 서로 결합하여 벤젠고리를 형성하고, R5 내지 R10은 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, R5와 R6은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, R5와 R6은 서로 결합하여 벤젠고리를 형성하고, R3, R4, R7 내지 R10은 각각 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000022
Figure PCTKR2016011420-appb-I000023
Figure PCTKR2016011420-appb-I000024
Figure PCTKR2016011420-appb-I000025
Figure PCTKR2016011420-appb-I000026
Figure PCTKR2016011420-appb-I000027
Figure PCTKR2016011420-appb-I000028
Figure PCTKR2016011420-appb-I000029
Figure PCTKR2016011420-appb-I000030
Figure PCTKR2016011420-appb-I000031
Figure PCTKR2016011420-appb-I000032
Figure PCTKR2016011420-appb-I000033
Figure PCTKR2016011420-appb-I000034
Figure PCTKR2016011420-appb-I000035
Figure PCTKR2016011420-appb-I000036
일 실시상태에 따르면, 전술한 화학식 1의 화합물은 하기 반응식 1 및 2에 따라 제조되거나, 반응식 3 및 4에 따라 제조될 수 있다. 반응조건은 필요에 따라 당기술분야에 알려져 있는 것들을 기초로 변경될 수 있다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000037
[반응식 2]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000038
[반응식 3]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000039
[반응식 4]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000040
상기 반응식들에 있어서, 치환기들의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같다. 예컨대, 상기 반응식 1 및 3에서는 하기와 같은 화합물 A, B, C 및 D가 제조될 수 있다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000041
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 1층 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 유기물층을 포함할 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 전자억제층을 포함하고, 상기 전자억제층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
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 도 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)으로 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 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000042
상기 화학식 5에 있어서,
z1은 1 이상의 정수이고, z1이 2 이상의 정수인 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하고,
Ar100은 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,
L100은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 상기 화학식 5로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L100은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 z1은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar100은 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기; 또는 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 크라이센기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar100은 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar100은 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 알킬기, 니트릴기, 아릴기, 알킬실릴기, 또는 알킬게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 중수소, 알킬기, 니트릴기, 아릴기, 알킬실릴기 또는 알킬게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 또는 중수소, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, tert-부틸기, 니트릴기, 페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R100은 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101은 트리메틸게르마늄기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 5는 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000043
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 6]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000044
상기 화학식 6에 있어서,
Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
L101 및 L102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
R102는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
z2 및 z3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고, z4는 0 내지 8의 정수이고, z2 내지 z4가 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
m은 1 이상의 정수이고, m이 2 이상의 정수인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 또는 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 페난트렌기; 또는 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar101은 2-나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar102는 1-나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L101 및 L102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L101은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L102는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R102는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 z2는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 6은 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2016011420-appb-I000045
Figure PCTKR2016011420-appb-I000046
Figure PCTKR2016011420-appb-I000047
Figure PCTKR2016011420-appb-I000048
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 5로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하며, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
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.
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 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 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. 본 발명에서 사용될 수 있는 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 정공주입층은 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 정공주입층으로부터 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 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤즈옥사졸, 벤조티아졸 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, 크라이센, 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 전자수송층은 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. 전자수송층은 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 알루미늄층 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 정공주입층에의 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 1>
하기 화합물 1의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000049
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), 디페닐아민 (7.10g, 41.98mmol)을 크실렌 160ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 1 (14.55g, 수율: 72%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 527
< 제조예 2>
하기 화합물 2 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000050
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민 (10.29g, 41.98mmol)을 크실렌 180ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 8 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 270ml로 재결정하여 상기 화합물 2 (16.17g, 수율: 70%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 603
< 제조예 3>
하기 화합물 3의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000051
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (13.48g, 41.98mmol)을 크실렌 200ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 6시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 290ml로 재결정하여 상기 화합물 3 (21.45g, 수율: 83%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 679
< 제조예 4>
하기 화합물 4의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000052
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (15.16g, 41.98mmol)을 크실렌 180ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 180ml로 재결정하여 상기 화합물 4 (24.56g, 수율: 89%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 719
< 제조예 5>
하기 화합물 5 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000053
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-2-아민 (13.48g, 41.98mmol)을 크실렌 200ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 230ml로 재결정하여 상기 화합물 5 (18.86g, 수율: 73%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 679
< 제조예 6>
하기 화합물 6 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000054
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (15.16g, 41.98mmol)을 크실렌 180ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 210ml로 재결정하여 상기 화합물 6 (23.22g, 수율: 85%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 719
< 제조예 7>
하기 화합물 7 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000055
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민 (15.16g, 41.98mmol)을 크실렌 180ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드 (4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 2 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 210ml로 재결정하여 상기 화합물 7 (21.01g, 수율: 86%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 643
< 제조예 8>
하기 화합물 8 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000056
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), N-페닐-[1,1':4',1''-터페닐]-4-아민 (13.48g, 41.98mmol)을 크실렌 200ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드 (4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 320ml로 재결정하여 상기 화합물 8 (22.76g, 수율: 88%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 679
< 제조예 9>
하기 화합물 9 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000057
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), N-페닐트리페닐렌-2-아민 (13.48g, 41.98mmol)을 크실렌 200ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드 (4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 320ml로 재결정하여 상기 화합물 9 (17.36g, 수율: 67%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 677
< 제조예 10>
하기 화합물 10 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000058
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), N-페닐디벤조[b,d]푸란-4-아민 (10.87g, 41.98mmol)을 크실렌 220ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드 (4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 10 (16.48g, 수율: 70%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 617
< 제조예 11>
하기 화합물 11 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000059
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), N-페닐디벤조[b,d]티오펜-2-아민 (11.55g, 41.98mmol)을 크실렌 230ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드 (4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 7 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 11 (17.72g, 수율: 73%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 633
< 제조예 12>
하기 화합물 12 의 화합물 합성
Figure PCTKR2016011420-appb-I000060
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A (15.0g, 38.17mmol), 9-([1,1'-비페닐]-4-일)-N-페닐-9H-카바졸-2-아민 (17.21g, 41.98mmol)을 크실렌 230ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드 (4.40g, 45.80mmol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.20g, 0.38mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 크실렌을 감압농축시키고 에틸아세테이트 230ml로 재결정하여 상기 화합물 12 (15.44g, 수율: 64%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 768
< 제조예 13> 내지 < 제조예 24>
Figure PCTKR2016011420-appb-I000061
제조예 1 내지 제조예 12에서 출발물질을 화합물 A 대신 화합물 B를 사용한 것을 제외하고 제조예 1 내지 제조예 12와 동일한 방법으로 상기 화합물 13 내지 화합물 24를 제조하였다. 상기 화합물 13 내지 화합물 24의 MS 값을 하기 표 1에 기재하였다.
화합물 MS[M+H]+ 화합물 MS[M+H]+
13 651 19 767
14 727 20 804
15 804 21 802
16 844 22 841
17 804 23 757
18 844 24 893
< 제조예 25> 내지 < 제조예 36>
Figure PCTKR2016011420-appb-I000062
제조예 1 내지 제조예 12에서 출발물질을 화합물 A 대신 화합물 C를 사용한 것을 제외하고 제조예 1 내지 제조예 12와 동일한 방법으로 상기 화합물 25 내지 화합물 36을 제조하였다. 상기 화합물 25 내지 화합물 36의 MS 값을 하기 표 2에 기재하였다.
화합물 MS[M+H]+ 화합물 MS[M+H]+
25 603 31 719
26 679 32 756
27 756 33 754
28 796 34 693
29 756 35 709
30 796 36 845
< 제조예 37> 내지 < 제조예 48>
Figure PCTKR2016011420-appb-I000063
제조예 1 내지 제조예 12에서 출발물질을 화합물 A 대신 화합물 D를 사용한 것을 제외하고 제조예 1 내지 제조예 12와 동일한 방법으로 상기 화합물 37 내지 화합물 48을 제조하였다. 상기 화합물 37 내지 화합물 48의 MS 값을 하기 표 3에 기재하였다.
화합물 MS[M+H]+ 화합물 MS[M+H]+
37 727 43 844
38 804 44 880
39 880 45 878
40 920 46 818
41 880 47 834
42 920 48 969
< 실험예 1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알코올, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene-hexanitrile; HAT)을 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다.
[HAT]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000064
상기 정공주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(300Å)를 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다.
[NPB]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000065
이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 100Å으로 하기 화합물 1을 진공 증착하여 전자억제층을 형성하였다.
[화합물 1]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000066
이어서, 상기 전자억제층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
[BH]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000067
[BD]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000068
[ET1]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000069
[LiQ]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000070
상기 발광층 위에 상기 화합물 ET1과 상기 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 ~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10-7 ~ 5 × 10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-1>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-2>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-3>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-4>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-5>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-6>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-7>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 8을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-8>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 9를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-9>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 10을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-10>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 11을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-11>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 12를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-12>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 14를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-13>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 15를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-14>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 16을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-15>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 17을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-16>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 18을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-17>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 19를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-18>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 26을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-19>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 27을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-20>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 28을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-21>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 29를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-22>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 30을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-23>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 31을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 1>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 하기 EB1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[EB1]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000071
<비교예 2>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 하기 EB2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[EB2]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000072
<비교예 3>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 하기 EB3의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[EB3]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000073
실험예 1 및 실험예 1-1 내지 1-23 및 비교예 1 내지 3에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 하기 표 4의 결과를 얻었다.
화합물(전자억제층) 전압(V@10mA/cm2) 효율(cd/A@10mA/cm2) 색좌표(x,y)
실험예 1 화합물 1 3.79 6.55 (0.138, 0.127)
실험예 1-1 화합물 2 3.84 6.45 (0.139, 0.122)
실험예 1-2 화합물 3 3.75 6.56 (0.138, 0.126)
실험예 1-3 화합물 4 3.86 6.41 (0.138, 0.127)
실험예 1-4 화합물 5 3.83 6.42 (0.137, 0.125)
실험예 1-5 화합물 6 3.72 6.57 (0.136, 0.125)
실험예 1-6 화합물 7 3.60 6.61 (0.136, 0.127)
실험예 1-7 화합물 8 3.77 6.55 (0.136, 0.125)
실험예 1-8 화합물 9 3.76 6.54 (0.137, 0.125)
실험예 1-9 화합물 10 3.75 6.51 (0.138, 0.125)
실험예 1-10 화합물 11 3.75 6.53 (0.136, 0.125)
실험예 1-11 화합물 12 3.61 6.62 (0.137, 0.125)
실험예 1-12 화합물 14 3.79 6.50 (0.136, 0.125)
실험예 1-13 화합물 15 3.79 6.50 (0.138, 0.126)
실험예 1-14 화합물 16 3.64 6.62 (0.137, 0.125)
실험예 1-15 화합물 17 3.60 6.60 (0.136, 0.127)
실험예 1-16 화합물 18 3.61 6.65 (0.135, 0.127)
실험예 1-17 화합물 19 3.64 6.61 (0.138, 0.127)
실험예 1-18 화합물 26 3.68 6.69 (0.137, 0.125)
실험예 1-19 화합물 27 3.64 6.66 (0.137, 0.125)
실험예 1-20 화합물 28 3.78 6.52 (0.136, 0.125)
실험예 1-21 화합물 29 3.79 6.56 (0.138, 0.126)
실험예 1-22 화합물 30 3.61 6.64 (0.137, 0.125)
실험예 1-23 화합물 31 3.75 6.50 (0.136, 0.127)
비교예 1 EB1 4.19 5.81 (0.136, 0.127)
비교예 2 EB2 4.23 5.97 (0.136, 0.127)
비교예 3 EB3 4.15 5.84 (0.135, 0.125)
상기 표 4에서 보는 바와 같이, 본원 발명의 화합물을 전자억제층으로 사용하여 제조된 유기 발광 소자는 카바졸의 2번 또는 3번 위치에 치환기가 연결된 비교예 1 내지 3의 물질을 사용한 경우와 비교하였을 때, 본원 발명의 화합물은 전자 차단역할을 하므로 유기 발광 소자의 효율, 구동전압 및/또는 안정성 면에서 우수한 특성을 나타내었다.
실험예 1-1 내지 1-23은 이러한 비교예들보다 전압은 10% ~ 12% 감소하며, 효율 또한 10% 이상 높은 특성을 보였다.
상기 표 4의 결과와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 전자 차단 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
< 실험예 2> 및 < 실험예 2-1> 내지 < 실험예 2-23>
상기 실험예 1에서 전자억제층으로 하기 TCTA물질을 사용하고, 상기 정공수송층으로 NPB 대신 실험예 1, 실험예 1-1 내지 1-23에서 전자억제층으로 사용한 화합물들을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
[TCTA]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000074
<비교예 4> 내지 <비교예 6>
정공수송층 재료로서 화합물 1 대신 각각 하기의 HT1, HT2, HT3의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2와 동일하게 실험하였다.
[HT1]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000075
[HT2]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000076
[HT3]
Figure PCTKR2016011420-appb-I000077
실험예 2 및 실험예 2-1 내지 2-23 및 비교예 4 내지 6에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 하기 표 5의 결과를 얻었다.
화합물(정공수송층) 전압(V@10mA/cm2) 효율(cd/A@10mA/cm2) 색좌표(x,y)
실험예 2 화합물 1 4.45 5.45 (0.138, 0.127)
실험예 2-1 화합물 2 4.52 5.35 (0.139, 0.122)
실험예 2-2 화합물 3 4.48 5.36 (0.138, 0.126)
실험예 2-3 화합물 4 4.59 5.39 (0.138, 0.127)
실험예 2-4 화합물 5 4.55 5.42 (0.137, 0.125)
실험예 2-5 화합물 6 4.46 5.47 (0.136, 0.125)
실험예 2-6 화합물 7 4.48 5.51 (0.136, 0.127)
실험예 2-7 화합물 8 4.53 5.35 (0.136, 0.125)
실험예 2-8 화합물 9 4.49 5.34 (0.137, 0.125)
실험예 2-9 화합물 10 4.52 5.38 (0.138, 0.125)
실험예 2-10 화합물 11 4.54 5.46 (0.136, 0.125)
실험예 2-11 화합물 12 4.46 5.36 (0.137, 0.125)
실험예 2-12 화합물 14 4.41 5.31 (0.136, 0.125)
실험예 2-13 화합물 15 4.50 5.50 (0.138, 0.126)
실험예 2-14 화합물 16 4.43 5.52 (0.137, 0.125)
실험예 2-15 화합물 17 4.57 5.58 (0.136, 0.127)
실험예 2-16 화합물 18 4.56 5.55 (0.135, 0.127)
실험예 2-17 화합물 19 4.44 5.51 (0.138, 0.127)
실험예 2-18 화합물 26 4.41 5.59 (0.137, 0.125)
실험예 2-19 화합물 27 4.58 5.46 (0.137, 0.125)
실험예 2-20 화합물 28 4.49 5.45 (0.136, 0.125)
실험예 2-21 화합물 29 4.57 5.46 (0.138, 0.126)
실험예 2-22 화합물 30 4.52 5.44 (0.137, 0.125)
실험예 2-23 화합물 31 4.43 5.40 (0.136, 0.127)
비교예 4 HT1 5.06 4.91 (0.136, 0.127)
비교예 5 HT2 5.11 4.95 (0.136, 0.127)
비교예 6 HT3 5.18 4.52 (0.135, 0.125)
상기 표 5에서 보는 바와 같이, 본원 발명의 화합물을 정공수송층으로 사용하여 제조된 유기 발광 소자는 카바졸의 2번 또는 3번 위치에 치환기가 연결된 비교예 4 내지 6의 물질을 사용한 경우와 비교하였을 때, 본원 발명의 화합물은 정공 수송 역할을 하므로 유기 발광 소자의 효율, 구동전압 및/또는 안정성 면에서 우수한 특성을 나타내었다.
구체적으로 실험예 2 및 2-1 내지 2-23은 이러한 비교예보다 전압은 10% 이상 감소하고, 효율 또한 7% ~ 10% 높은 특성을 보였다.
상기 표 4 및 표 5의 결과와 같이, 본 발명에 다른 화합물은 전자 차단 능력뿐만 아니라 정공 수송 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(전자억제층, 정공수송층)에 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 (22)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000078
    상기 화학식 1에 있어서,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
    L은 직접결합이거나, 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
    R3 내지 R11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고, a는 0 내지 6의 정수이고, a가 2 이상의 정수인 경우 R11은 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000079
    상기 화학식 2에 있어서, 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000080
    상기 화학식 3에 있어서, R1 내지 R11, a, Ar1 및 Ar2는 화학식 1에서 정의한 바와 같고, R12는 R11와 같거나 상이하고, R11의 정의와 같고, b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상의 정수인 경우 R12는 서로 같거나 상이하다.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000081
    상기 화학식 4에 있어서, 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1 및 Ar2는 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 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조식들에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000082
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000083
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000084
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이고, 서로 결합하는 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 카바졸; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조카바졸 구조를 형성하는 것인 화합물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 R1 및 R2는 알킬기; 아릴기; 또는 알킬기로 치환된 아릴기인 것인 화합물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 R3과 R4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성하는 것인 화합물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 R5와 R6은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성하는 것인 화합물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조식들로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000085
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000086
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000087
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000088
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000089
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000090
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000091
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000092
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000093
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000094
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000095
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000096
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000097
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000098
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000099
  13. 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 12 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 유기물층은 정공수송층을 포함하고, 상기 정공수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 정공주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 유기물층은 전자억제층을 포함하고, 상기 전자억제층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  17. 청구항 13에 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.
  18. 청구항 13에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000100
    상기 화학식 5에 있어서,
    z1은 1 이상의 정수이고, z1이 2 이상의 정수인 경우 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하고,
    Ar100은 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,
    L100은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 z1은 2이고, Ar100은 2가의 파이렌기이며, L100은 직접결합이고, R100 및 R101은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 알킬게르마늄기로 치환 또는 비치환된 아릴기인 것인 유기 발광 소자.
  20. 청구항 13에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000101
    상기 화학식 6에 있어서,
    Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    L101 및 L102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    R102는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    z2 및 z3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고, z4는 0 내지 8의 정수이고, z2 내지 z4가 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    m은 1 이상의 정수이고, m이 2 이상의 정수인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 Ar101은 2-나프틸기이고, Ar102는 1-나프틸기이고, L101은 페닐렌기이고, L102는 직접결합이고, z2는 1이고, R102는 수소이고, m은 1인 것인 유기 발광 소자.
  22. 청구항 18에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2016011420-appb-I000102
    상기 화학식 6에 있어서,
    Ar101 및 Ar102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    L101 및 L102는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    R102는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    z2 및 z3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고, z4는 0 내지 8의 정수이고, z2 내지 z4가 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    m은 1 이상의 정수이고, m이 2 이상의 정수인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
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