WO2017150859A1 - 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2017150859A1
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차용범
홍성길
김정범
이성재
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주식회사 엘지화학
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    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • the present specification relates to a nitrogen-containing 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 made of a multi-layered structure composed of different materials to increase the efficiency and stability of the organic light emitting device, for example, it may be made of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer.
  • One embodiment of the present specification provides a nitrogen-containing compound represented by the formula (1):
  • R1, R2 and R7 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen crab; Cyano group; Nitro group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing one or more of N, O and S,
  • R3 and R4 combine to form a ring, or R5 and R6 combine to form a ring, and the group that does not form a ring is as defined in R1, R2 and R7,
  • L 1 is a direct bond; Substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • Ar 1 to Ar 3 are the same as or different from each other, and each independently a nitro group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted phosphine oxide group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted arylamine group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group including one or more of N, O, and S.
  • an exemplary embodiment of the present specification includes a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And 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 a nitrogen-containing compound represented by Chemical Formula 1. do.
  • the nitrogen-containing 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.
  • 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 nitrogen compound represented by Chemical Formula 1.
  • substituted or unsubstituted refers to a halogen group; Cyano group; Nitro group; Amine group; Silyl groups; Phosphine oxide groups; An alkyl group; Cycloalkyl group; Alkenyl groups; Aryl group; Heterocyclic group; Aralkyl group; Ar alkenyl group; Alkylaryl group; Alkylamine group; Heteroarylamine group; And it is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of arylamine groups, or substituted or unsubstituted two or more substituents of the substituents exemplified above.
  • a substituent to which two or more substituents are linked may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group or may be interpreted as a substituent to which two phenyl groups are linked.
  • the halogen group may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the amine group is -NH 2 ; Monoalkylamine groups; Dialkylamine groups; N-alkylarylamine group; Monoarylamine group; Diarylamine group; N-aryl heteroaryl amine group; N-alkylheteroarylamine group; It may be selected from the group consisting of a monoheteroarylamine group and a diheteroarylamine group, and the carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • amine group examples include methylamine group, dimethylamine group, ethylamine group, diethylamine group, phenylamine group, naphthylamine group, biphenylamine group, anthracenylamine group, and 9-methyl-anthracenylamine group.
  • Diphenylamine group Ditolylamine group, N-phenyltolylamine group, triphenylamine group, N-phenylbiphenylamine group, N-phenylnaphthylamine group, N-biphenylnaphthylamine group, N- Naphthylfluorenylamine group, N-phenylphenanthrenylamine group, N-biphenylphenanthrenylamine group, N-phenylfluorenylamine group, N-phenylterphenylamine group, N-phenanthrenyl flu Orenylamine groups, N-biphenylfluorenylamine groups, and the like, but are not limited thereto.
  • the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. According to an exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n -Pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl , n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl
  • the alkenyl group may be linear or branched chain, the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. According to an exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 6 carbon atoms.
  • Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 3-methyl-1- Butenyl, 1,3-butadienyl, allyl, 1-phenylvinyl-1-yl, 2-phenylvinyl-1-yl, 2,2-diphenylvinyl-1-yl, 2-phenyl-2- ( Naphthyl-1-yl) vinyl-1-yl, 2,2-bis (diphenyl-1-yl) vinyl-1-yl, stilbenyl group, styrenyl group and the like, but are not limited thereto.
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to one embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 6 carbon atoms.
  • the silyl group includes trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, and the like.
  • the present invention is not limited thereto.
  • phosphine oxide groups include, but are not limited to, diphenylphosphine oxide group, dinaphthylphosphine oxide, and the like.
  • the aryl group is not particularly limited, but preferably has 6 to 60 carbon atoms, and may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group. According to an exemplary embodiment, the aryl group has 6 to 30 carbon atoms. According to an exemplary embodiment, the aryl group has 6 to 20 carbon atoms.
  • the aryl group may be a monocyclic aryl group, but may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc., but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the heterocyclic group is a heterocyclic group including one or more of O, N, S, Si, and Se as heterologous elements, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms.
  • the heterocyclic group are thiophene group, furan group, pyrrole group, imidazole group, thiazole group, oxazole group, oxadiazole group, pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazine group, triazole group, acridil 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 , Car
  • the aryl group in the aralkyl group, the aralkenyl group, the alkylaryl group, and the arylamine group may be described with respect to the aforementioned aryl group.
  • the alkyl group among the aralkyl group, the alkylaryl group, and the alkylamine group may be applied to the description of the aforementioned alkyl group.
  • heteroaryl of the heteroarylamine 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.
  • heteroarylene is a divalent group.
  • the meaning of bonding to each other to form a ring means that adjacent groups are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon ring; Substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring; Substituted or unsubstituted aliphatic heterocycle; Or to form a substituted or unsubstituted aromatic heterocycle.
  • the aliphatic hydrocarbon ring means a ring composed only of carbon and hydrogen atoms as a ring which is not aromatic.
  • examples of the aromatic hydrocarbon ring include, but are not limited to, benzene, naphthalene, anthracene, and the like.
  • the aliphatic heterocycle means an aliphatic ring including one or more of the hetero reactors.
  • the aromatic heterocycle means an aromatic ring containing one or more of the hetero atoms.
  • the aliphatic hydrocarbon ring, aromatic hydrocarbon ring, aliphatic hetero ring and aromatic hetero ring may be monocyclic or polycyclic.
  • Chemical Formula 1 is represented by the following Chemical Formula 2 or 3.
  • R1 to R7, L1 and Ar 1 to Ar 3 are the same as defined in Formula 1,
  • R11 to R18 are as defined in the above R1, R2 and R7.
  • Ar 1 to Ar 3 are the same as or different from each other, and each independently a cyano group; Nitro group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted phosphine oxide group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms; Substituted or unsubstituted arylamine group having 6 to 60 carbon atoms; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms including at least one of N, O, and S.
  • L1 in the general formula 1 is a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted naphthylene group; Substituted or unsubstituted divalent phenothiazine group; Substituted or unsubstituted divalent phenoxazine; Substituted or unsubstituted divalent carbazole group; A substituted or unsubstituted divalent benzocarbazole group; A substituted or unsubstituted divalent benzimidazole group; Substituted or unsubstituted divalent thiophene group; Substituted or unsubstituted divalent furan group; A substituted or unsubstituted divalent dibenzofuran group; A substituted or unsubstituted divalent dibenzothiophene group; A substituted or unsubstituted divalent tria
  • L1 in the general formula 1 is a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted divalent phenothiazine group; Substituted or unsubstituted divalent phenoxazine; Substituted or unsubstituted divalent carbazole group; A substituted or unsubstituted divalent benzocarbazole group; A substituted or unsubstituted divalent benzimidazole group; A substituted or unsubstituted divalent dibenzofuran group; A substituted or unsubstituted divalent dibenzothiophene group; A substituted or unsubstituted divalent triazine group; Or a substituted or unsubstituted divalent quinazoline group.
  • L1 in the general formula 1 is a direct bond; Phenylene group; Naphthylene group; Divalent phenothiazine group; Divalent phenoxazine; Divalent carbazole groups; Divalent benzocarbazole group; Divalent benzimidazole groups; Divalent thiophene group; Divalent furan group; Divalent dibenzofuran group; Divalent dibenzothiophene group; Divalent triazine group; Divalent pyridine group; Divalent pyrimidine group; Divalent quinoline groups; Or a divalent quinazoline group.
  • L1 in the general formula 1 is a direct bond; Phenylene group; Divalent phenothiazine group; Divalent phenoxazine; Divalent carbazole groups; Divalent benzocarbazole group; Divalent benzimidazole groups; Divalent dibenzofuran group; Divalent dibenzothiophene group; Divalent triazine group; or divalent quinazoline group.
  • L1 in the general formula 1 is a direct bond; Phenylene group; Divalent carbazole groups; Divalent dibenzofuran group; Divalent dibenzothiophene group; Divalent triazine group; Or a divalent quinazoline group.
  • L1 is a direct bond
  • it is a substituted or unsubstituted arylene group.
  • L1 is a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • L1 is a phenylene group; Biphenylylene group; Divalent terphenyl group; Divalent quarterphenyl group; Naphthalene group; Divalent anthracene groups; Divalent fluorene group; Divalent phenanthrene groups; Divalent pyrene group; Or a divalent triphenylene group.
  • L1 is a substituted or unsubstituted phenylene group; A substituted or unsubstituted biphenylylene group; A substituted or unsubstituted divalent terphenyl group; A substituted or unsubstituted divalent quarterphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthalene group; Substituted or unsubstituted divalent anthracene group; A substituted or unsubstituted divalent fluorene group; Substituted or unsubstituted divalent phenanthrene group; A substituted or unsubstituted divalent pyrene group; Or a substituted or unsubstituted divalent triphenylene group.
  • L1 is a substituted or unsubstituted divalent phenothiazine group (phenothiazine); Substituted or unsubstituted divalent phenoxazine; Substituted or unsubstituted divalent carbazole group; A substituted or unsubstituted divalent benzocarbazole group; A substituted or unsubstituted divalent benzimidazole group; Substituted or unsubstituted divalent thiophene group; Substituted or unsubstituted divalent furan group; A substituted or unsubstituted divalent dibenzofuran group; A substituted or unsubstituted divalent dibenzothiophene group; A substituted or unsubstituted divalent triazine group; A substituted or unsubstituted divalent pyridine group; A substituted or unsubstituted divalent pyrimidine group; Substi
  • L1 is a divalent phenothiazine group (phenothiazine phenoxazine group; divalent carbazole group; divalent benzocarbazole group; divalent benzimidazole group; divalent thiophene group; 2 The divalent furan group; the divalent dibenzofuran group; the divalent dibenzothiophene group; the divalent triazine group; the divalent pyridine group; the divalent pyrimidine group; the divalent quinoline group; or the divalent quinazoline group.
  • Ar 1 in Chemical Formula 1 is a substituted or unsubstituted phosphine oxide group; Substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrene group; Substituted or unsubstituted triphenylene group; Substituted or unsubstituted fluorene group; Substituted or unsubstituted carbazole group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Substituted or unsubstituted benzonaphthofuran group; Substituted or unsubstituted
  • Ar 1 in the general formula 1 is a phosphine oxide group; Phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Fluorene group; Carbazole groups; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Benzonaphthofuran group; Benzonaphthothiophene group; Phenothiazine groups; Phenoxazine; Quinazole group; Pyridine group; Pyrimidine groups; Triazine group; Phenanthrosine group; Benzimidazole group; Benzothiazole group; Or a benzoxazole group.
  • Ar 1 in Formula 1 is a phenyl group; A phenyl group unsubstituted or substituted with a substituent selected from the group consisting of a cyano group, a silyl group, and an alkyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group; Fluorene group; Carbazole groups unsubstituted or substituted with an aryl group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; A quinazole group unsubstituted or substituted with an aryl group; Or a triazine group unsubstituted or substituted with an aryl group.
  • -L1-Ar 1 in Chemical Formula 1 is selected from the following structural formulas.
  • Ar 2 in Chemical Formula 1 And Ar 3 is 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 including at least one of N, O, and S.
  • Ar 2 in Chemical Formula 1 And Ar 3 is the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms.
  • Ar 2 in Chemical Formula 1 And Ar 3 is 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; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrene group; Substituted or unsubstituted trephenylene group; Or a substituted or unsubstituted fluorene group.
  • Ar 2 in Chemical Formula 1 And Ar 3 is the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; Terphenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; Phenanthrene groups unsubstituted or substituted with an aryl group; Trephenylene group unsubstituted or substituted with an aryl group; Or a fluorene group unsubstituted or substituted with an aryl group or an alkyl group.
  • Ar 2 in Chemical Formula 1 And Ar 3 is the same as or different from each other, and each independently a phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Or a dimethylfluorene group.
  • -N (Ar 2 Ar 3 ) in Chemical Formula 1 is selected from the following structural formulas.
  • R1, R2, and R7 are hydrogen, and a group which does not form a ring among R3 and R4 or R5 and R6 is hydrogen.
  • R11 to R18 are hydrogen.
  • Chemical Formula 1 may be selected from the following structural formulas.
  • Nitrogen-containing compounds according to one embodiment of the present specification may be prepared by the production method described below.
  • reaction conditions and materials described in Scheme 1 may be used as those known in the art, and the type or number of substituents not described in the above schemes may also be changed by reaction conditions and materials known in the art.
  • Ar1 may refer to a substituent except for a halogen atom of a compound selected from the following compounds.
  • organic light emitting device including the compound represented by Formula 1.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present specification may be formed of a single layer structure, but may be formed of a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer and the like as an organic material layer.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto and may include a smaller number of organic layers.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, or a layer for simultaneously injecting and transporting holes
  • the hole injection layer, a hole transport layer, or a layer for simultaneously injecting and transporting a hole is the It includes a nitrogen-containing compound of formula (1).
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a nitrogen compound of Chemical Formula 1.
  • the organic material layer includes an electron transport layer or an electron injection layer, and the electron transport layer or the electron injection layer includes a nitrogen compound of Formula 1 above.
  • the organic material layer includes an electron blocking layer, and the electron blocking layer includes a nitrogen compound of Formula 1 above.
  • the electron transport layer, the electron injection layer or the layer for simultaneously transporting and electron injection includes a nitrogen-containing compound of formula (1).
  • the organic material layer includes a light emitting layer and an electron transport layer
  • the electron transport layer includes a nitrogen compound of Formula 1 above.
  • the organic light emitting diode may be an organic light emitting diode having a structure in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting diode may be an organic light emitting diode having an inverted type in which a cathode, one or more organic material layers, and an anode are sequentially stacked on a substrate.
  • FIGS. 1 and 2 For example, the structure of an organic light emitting diode according to one embodiment of the present specification is illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting element composed of a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 3, and a cathode 4. As shown in FIG. In such a structure, the nitrogen-containing compound may be included in the light emitting layer.
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting element consisting of a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 7, an electron transport layer 8 and a cathode 4 It is.
  • the compound may be included in one or more layers of the hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer and electron transport layer.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes a compound of the present specification, that is, a nitrogen-containing compound of Formula 1.
  • the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes a nitrogen-containing compound of Formula 1, that is, a compound represented by Formula 1. .
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation
  • a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof is deposited on the substrate to form an anode.
  • an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer thereon, and then depositing a material that can be used as a cathode thereon.
  • 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.
  • 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.
  • the first electrode is an anode
  • the second electrode is a cathode
  • the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode.
  • the anode material a material having a large work function is usually preferred to facilitate hole injection into the organic material layer.
  • the positive electrode material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2 : Combination of metals and oxides such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • the cathode material is a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead or alloys thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole injection material is a layer for injecting holes from an electrode, and the hole injection material has a capability of transporting holes, and thus has a hole injection effect at an anode, an excellent hole injection effect for a light emitting layer or a light emitting material, and is generated in a light emitting layer.
  • the compound which prevents the movement of the excited excitons to the electron injection layer or the electron injection material, and is excellent in thin film formation ability is preferable.
  • the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • hole injection material examples include metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic material, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic material, quinacridone-based organic material, and perylene-based Organic materials, anthraquinone, and polyaniline and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited thereto.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the light emitting layer.
  • the hole transport material is a material capable of transporting holes from the anode or the hole injection layer to the light emitting layer.
  • the material is suitable. Specific examples thereof include an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together, but are not limited thereto.
  • the light emitting material is a material capable of emitting light in the visible region by transporting and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and a material having good quantum efficiency with respect to fluorescence or phosphorescence is preferable.
  • Specific examples thereof include 8-hydroxyquinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole series compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compound; Benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series compounds; Poly (p-phenylenevinylene) (PPV) -based polymers; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene and the like, but are not limited thereto.
  • the light emitting layer may include a host material and a dopant material.
  • the host material is a condensed aromatic ring derivative or a heterocyclic containing compound.
  • the condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds
  • the heterocyclic containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives and ladder types. Furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Dopant materials include aromatic amine derivatives, styrylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, metal complexes, and the like.
  • the aromatic amine derivatives include condensed aromatic ring derivatives having a substituted or unsubstituted arylamino group, and include pyrene, anthracene, chrysene, and periplanthene having an arylamino group, and a styrylamine compound may be substituted or unsubstituted.
  • At least one arylvinyl group is substituted with the substituted 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 arylamino 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 arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • the metal complex includes, but is not limited to, an iridium complex, a platinum complex, and the like.
  • the electron transporting material 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 move them to the light emitting layer. This is suitable. Specific examples thereof include Al complexes of 8-hydroxyquinoline; Complexes including Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer can be used with any desired cathode material as used in accordance with the prior art.
  • suitable cathode materials are conventional materials having a low work function followed by an aluminum or silver layer. Specifically cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, followed by aluminum layers or silver layers in each case.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from an electrode, has an ability of transporting electrons, has an electron injection effect from a cathode, an electron injection effect with respect to a light emitting layer or a light emitting material, and hole injection of excitons generated in the light emitting layer.
  • the compound which prevents the movement to a layer and is excellent in thin film formation ability is preferable.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone and the like and derivatives thereof, metal Complex compounds, nitrogen-containing five-membered ring derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Examples of the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10-hydroxybenzo [h] Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) ( o-cresolato) gallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (1-naphtolato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtolato) gallium, It is not limited to this.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type according to a material used.
  • the nitrogen compound of Formula 1 may be included in an organic solar cell or an organic transistor in addition to the organic light emitting device.
  • Compound A-1 (10.0 g, 30.58 mmol) and di ([1,1'-biphenyl] -4-yl) amine (10.80 g, 33.64 mmol) were completely dissolved in 180 ml of xylene.
  • sodium tert-butoxide (3.82 g, 39.76 mmol) was added and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.16 g, 0.31 mmol) was added thereto, followed by heating and stirring for 3 hours.
  • After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 250ml of ethyl acetate to give the compound 1 (13.38g, yield: 71%).
  • Compound A-1 (10.0 g, 30.58 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene-2 in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere -Amine (12.14 g, 38.53 mmol) was completely dissolved in 160 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.82 g, 39.76 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.16 g , 0.31 mmol) was added thereto, followed by heating and stirring for 2 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 200ml of ethyl acetate to give the compound 2 (12.27g
  • Ar1 biphenyl.
  • Compound A-2 (10.0 g, 24.81 mmol) and di ([1,1'-biphenyl] -4-yl) amine (8.76 g, 27.30 mmol) were completely dissolved in 240 ml of xylene.
  • Compound A-2 (10.0 g, 24.81 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene-2 in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere -Amine (8.76 g, 27.30 mmol) was dissolved completely in 220 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.10 g, 32.26 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.13 g , 0.25mmol) was added thereto, followed by heating and stirring for 4 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 350ml of ethyl acetate to give the compound 4 (14.
  • Compound A-5 (10.0 g, 26.53 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene-2 in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere -Amine (10.53 g, 34.48 mmol) dissolved completely in 180 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.31 g, 47.71 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.14 g , 0.27mmol) was added thereto, followed by heating and stirring for 2 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 200ml of ethyl acetate to give the compound 5 (12
  • Compound A-5 (10.0 g, 26.53 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl)-[1,1 ': 4', 1 '' in a 500 ml round bottom flask in a nitrogen atmosphere -Terphenyl] -4-amine (11.58 g, 29.18 mmol) was completely dissolved in 260 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.31 g, 47.71 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.14 g, 0.27 mmol) was added and the mixture was heated and stirred for 9 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration, xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 300 ml of te
  • Compound A-7 (10.0 g, 24.81 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene-2 in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere -Amine (8.76 g, 27.30 mmol) was dissolved completely in 220 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (2.62 g, 27.31 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.11 g , 0.21 mmol) was added thereto, followed by heating and stirring for 4 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 350ml of ethyl acetate to give the compound 7 (
  • Ar1 terphenyl.
  • Compound A-7 (10.0 g, 24.81 mmol) and N-phenyl- [1,1'-biphenyl] -4-amine (5.66 g, 23.11 mmol) were completely dissolved in 280 ml of xylene.
  • Ar1 phenylnaphthyl.
  • Compound A-9 (10.0 g, 22.08 mmol) and N-phenyl- [1,1'-biphenyl] -4-amine (5.95 g, 24.28 mmol) were completely dissolved in 230 ml of xylene.
  • Ar1 phenyl.
  • Compound B-1 (10.0 g, 30.58 mmol) and di ([1,1'-biphenyl] -4-yl) amine (10.80 g, 33.64 mmol) were completely dissolved in 220 ml of xylene.
  • Compound B-1 (10.0 g, 30.58 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene-2 in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere -Amine (12.14 g, 38.53 mmol) was dissolved completely in 200 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.82 g, 39.76 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.16 g , 0.31 mmol) was added thereto, followed by stirring for 4 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized in 210ml of ethyl acetate to give the compound 11 (11.05g
  • Compound B-2 (10.0g, 24.81mmol), di ([1,1'-biphenyl] -4-yl) amine (8.76g, 27.30mmol) in a 500ml round bottom flask in nitrogen atmosphere completely in 280ml xylene
  • sodium tert-butoxide (3.10 g, 32.26 mmol) was added, bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.13 g, 0.25 mmol) was added thereto, and the mixture was heated and stirred for 8 hours.
  • Compound B-2 (10.0 g, 24.81 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene-2 in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere -Amine (8.76 g, 27.30 mmol) was completely dissolved in 260 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.10 g, 32.26 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.13 g , 0.25mmol) was added thereto, followed by heating and stirring for 6 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 360 ml of ethyl acetate to prepare the compound 13
  • Compound B-5 (10.0 g, 26.53 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene-2 in a 500 ml round bottom flask in a nitrogen atmosphere -Amine (10.53 g, 34.48 mmol) was dissolved completely in 220 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.31 g, 47.71 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.14 g , 0.27 mmol) was added thereto, and the resulting mixture was heated and stirred for 4 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 210ml of eth
  • Compound B-5 (10.0 g, 26.53 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl)-[1,1 ': 4', 1 '' in a 500 ml round bottom flask in a nitrogen atmosphere -Terphenyl] -4-amine (11.58 g, 29.18 mmol) was completely dissolved in 300 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.31 g, 47.71 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.14 g, 0.27 mmol) was added and the mixture was heated and stirred for 11 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration, xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 310 ml of te
  • Compound B-7 (10.0 g, 24.81 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene-2 in a 500 ml round bottom flask in a nitrogen atmosphere -Amine (8.76 g, 27.30 mmol) was completely dissolved in 260 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (2.62 g, 27.31 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.11 g , 0.21 mmol), and the mixture was heated and stirred for 6 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration to concentrate the xylene under reduced pressure and recrystallized with 360 ml of ethyl acetate to give the compound 16
  • Ar1 terphenyl.
  • Compound B-7 (10.0 g, 24.81 mmol) and N-phenyl- [1,1'-biphenyl] -4-amine (5.66 g, 23.11 mmol) were completely dissolved in 320 ml of xylene.
  • Ar1 2-phenylnaphthalene.
  • Compound B-9 (10.0 g, 22.08 mmol) and N-phenyl- [1,1'-biphenyl] -4-amine (5.95 g, 24.28 mmol) were completely dissolved in 270 ml of xylene.
  • Compound A-1 (10.0 g, 30.58 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl)-[1,1'-biphenyl] -2- in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere
  • Amine (10.80 g, 33.64 mmol) was completely dissolved in 180 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.82 g, 39.76 mmol), bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.16 g, 0.31 mmol), and the mixture was heated and stirred for 3 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 250ml of ethyl acetate to give the compound 19 (14.72g, yield:
  • Compound B-1 (10.0 g, 30.58 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl)-[1,1'-biphenyl] -2- in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere
  • Amine (10.80 g, 33.64 mmol) was dissolved completely in 220 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.82 g, 39.76 mmol), bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.16 g, 0.31 mmol), and the mixture was heated and stirred for 5 hours. After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized from 270ml of ethyl acetate to give the compound 20 (14.72g,
  • Compound A-2 (10.0 g, 24.81 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl)-[1,1'-biphenyl] -2- in a 500 ml round bottom flask under nitrogen atmosphere
  • the amine (8.76 g, 27.30 mmol) was completely dissolved in 270 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.10 g, 32.26 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.13 g, 0.25 mmol), and the mixture was heated and stirred for 5 hours.
  • After cooling to room temperature to remove the salt by filtration and xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 230ml tetrahydrofuran to prepare the compound 21 (
  • Compound B-2 (10.0 g, 24.81 mmol), N-([1,1'-biphenyl] -4-yl)-[1,1'-biphenyl] -2- in a 500 ml round bottom flask in nitrogen atmosphere
  • the amine (8.76 g, 27.30 mmol) was completely dissolved in 270 ml of xylene, followed by addition of sodium tert-butoxide (3.10 g, 32.26 mmol) and bis (tri- tert -butylphosphine) palladium (0) (0.13 g, 0.25 mmol), and the mixture was heated and stirred for 4 hours.
  • xylene was concentrated under reduced pressure and recrystallized with 230 ml of tetrahydrofuran to prepare the compound 22 (11.51g, yield
  • Ar1 2-fluorene.
  • Compound A-15 (10.0 g, 22.57 mmol) and di ([1,1'-biphenyl] -4-yl) amine (7.97 g, 24.83 mmol) were completely dissolved in 200 ml of xylene.
  • Ar1 2-9-phenyl-9H-carbazole.
  • Compound A-21 (10.0 g, 20.33 mmol), 9,9-dimethyl-N-phenyl-9H-fluoren-2-amine (6.37 g, 22.36 mmol) was added to 220 ml of xylene.
  • Ar 1 2-fluorene.
  • Compound B-15 (10.0 g, 22.57 mmol) and di ([1,1'-biphenyl] -4-yl) amine (7.97 g, 24.83 mmol) were completely dissolved in 220 ml of xylene.
  • Ar1 2-9-phenyl-9H-carbazole.
  • compound B-21 (10.0 g, 20.33 mmol), 9,9-dimethyl-N-phenyl-9H-fluoren-2-amine (6.37 g, 22.36 mmol) was added to 220 ml of xylene.
  • 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 the detergent
  • distilled water was filtered secondly as a filter (filtration) of Millerpore Co., Ltd. product.
  • 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 blocking 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 blocking layer with a film thickness of 300 GPa.
  • 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 1-1, except that compound 2 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 3 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Experimental Example 1-1 except for using the compound 4 instead of the compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 6 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 8 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • 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 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 10 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 12 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 15 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 17 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 22 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 23 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1-1, except that compound 24 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Experimental Example 1-1, except that the following EB1 compound was used instead of Compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Experimental Example 1-1 except for using the following EB2 compound instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Experimental Example 1-1, except that the following compound of EB3 was used instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Experimental Example 1-1 except for using the following EB4 compound instead of compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • the organic light emitting device manufactured by using the compound of the present invention as the electronic blocking layer is Comparative Example 1 in which a substituent is connected to another position of the core of the present invention and a linker substituted with a phenyl group, a biphenyl group Compared with the case of using the materials of Examples 2 and 3, the compound of the present invention plays an electron blocking role and thus exhibits excellent characteristics in terms of efficiency, driving voltage and / or stability of the organic light emitting device.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Experimental Example 2-1, except that Compound HT1 was used instead of Compound 1 in Experimental Example 2-1.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Experimental Example 2-1, except that Compound HT2 was used instead of Compound 1 in Experimental Example 2-1.
  • Comparative Example 5 in which a phenyl group, a biphenyl group is substituted with a comparative linker having a substituent connected to another position of the core of the present invention of the organic light emitting device manufactured using the compound of the present invention as a hole transport layer and Compared with the case where the material of 6 is used, the compound of the present invention plays a role of hole transport, and thus exhibits excellent characteristics in terms of efficiency, driving voltage, and / or stability of the organic light emitting device.
  • Experimental Examples 2-1 to 2-14 showed a voltage of 10% or more, and an efficiency of 7 to 10% or more higher than the comparative example.

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Abstract

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

Description

함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 명세서는 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 명세서는 2016년 2월 29일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0024290호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서에는 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 함질소 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2017002136-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐게; 시아노기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 N, O 및 S 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
R3과 R4가 결합하여 고리를 형성하거나, R5와 R6는 결합하여 고리를 형성하며, 고리를 형성하지 않는 기는 R1, R2 및 R7의 정의와 같고,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar1 내지 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 니트로기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 N, O 및 S 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
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 함질소 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 함질소 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.
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)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자수송층
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 함질소 화합물을 제공한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 아민기; 실릴기; 포스핀 옥사이드기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 헤테로고리기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 헤테로아릴아민기; 및 아릴아민기로 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, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 모노알킬아민기; 디알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 모노아릴아민기; 디아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기 및 디헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐바이페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, N-바이페닐나프틸아민기, N-나프틸플루오레닐아민기, N-페닐페난트레닐아민기, N-바이페닐페난트레닐아민기, N-페닐플루오레닐아민기, N-페닐터페닐아민기, N-페난트레닐플루오레닐아민기, N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 구체적으로 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2017002136-appb-I000002
,
Figure PCTKR2017002136-appb-I000003
,
Figure PCTKR2017002136-appb-I000004
및
Figure PCTKR2017002136-appb-I000005
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종 원소로 O, N, 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, 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), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민 중 헤테로아릴은 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리의 예로는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센 등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로 원자로 중 1개 이상을 포함하는 지방족 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로 원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 또는 3으로 표시된다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2017002136-appb-I000006
[화학식 3]
Figure PCTKR2017002136-appb-I000007
상기 화학식 2 및 3에 있어서,
상기 R1 내지 R7, L1 및 Ar1 내지 Ar3는 화학식 1에서의 정의와 같고,
R11 내지 R18은 상기 R1, R2 및 R7의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 시아노기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀 옥사이드기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 N, O 및 S 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 페노티아진기(phenothiazine); 치환 또는 비치환된 2가의 페녹사이진기(phenoxazine); 치환 또는 비치환된 2가의 카바졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 티오펜기; 치환 또는 비치환된 2가의 퓨란기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 퀴놀린기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 페노티아진기(phenothiazine); 치환 또는 비치환된 2가의 페녹사이진기(phenoxazine); 치환 또는 비치환된 2가의 카바졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 L1은 직접결합; 페닐렌기; 나프틸렌기; 2가의 페노티아진기(phenothiazine); 2가의 페녹사이진기(phenoxazine); 2가의 카바졸기; 2가의 벤조카바졸기; 2가의 벤즈이미다졸기; 2가의 티오펜기; 2가의 퓨란기; 2가의 디벤조퓨란기; 2가의 디벤조티오펜기; 2가의 트리아진기; 2가의 피리딘기; 2가의 피리미딘기; 2가의 퀴놀린기; 또는 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 L1은 직접결합; 페닐렌기; 2가의 페노티아진기(phenothiazine); 2가의 페녹사이진기(phenoxazine); 2가의 카바졸기; 2가의 벤조카바졸기; 2가의 벤즈이미다졸기; 2가의 디벤조퓨란기; 2가의 디벤조티오펜기; 2가의 트리아진기;또는 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 L1은 직접결합; 페닐렌기; 2가의 카바졸기; 2가의 디벤조퓨란기; 2가의 디벤조티오펜기; 2가의 트리아진기; 또는 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 페닐렌기; 비페닐릴렌기; 2가의 터페닐기; 2가의 쿼터페닐기; 나프탈렌기; 2가의 안트라센기; 2가의 플루오렌기; 2가의 페난쓰렌기; 2가의 파이렌기; 또는 2가의 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 터페닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 쿼터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기; 치환 또는 비치환된 2가의 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 페난쓰렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 2가의 페노티아진기(phenothiazine); 치환 또는 비치환된 2가의 페녹사이진기(phenoxazine); 치환 또는 비치환된 2가의 카바졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 티오펜기; 치환 또는 비치환된 2가의 퓨란기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 퀴놀린기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 2가의 페노티아진기(phenothiazine 페녹사이진기(phenoxazine); 2가의 카바졸기; 2가의 벤조카바졸기; 2가의 벤즈이미다졸기; 2가의 티오펜기; 2가의 퓨란기; 2가의 디벤조퓨란기; 2가의 디벤조티오펜기; 2가의 트리아진기; 2가의 피리딘기; 2가의 피리미딘기; 2가의 퀴놀린기; 또는 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar1은 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란기; 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜기; 치환 또는 비치환된 페노티아진기(phenothiazine); 치환 또는 비치환된 페녹사이진(phenoxazine); 치환 또는 비치환된 퀴나졸기; 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 트리아진기; 치환 또는 비치환된 페난쓰롤린기; 치환 또는 비치환된 벤조이미다졸기; 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기; 또는 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar1은 포스핀옥사이드기; 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 플루오렌기; 카바졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 벤조나프토퓨란기; 벤조나프토티오펜기; 페노티아진기(phenothiazine); 페녹사이진(phenoxazine); 퀴나졸기; 피리딘기; 피리미딘기; 트리아진기; 페난쓰롤린기; 벤조이미다졸기; 벤조티아졸기; 또는 벤즈옥사졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar1은 페닐기; 시아노기, 실릴기, 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 플루오렌기; 아릴기로 치환또는 비치환된 카바졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 퀴나졸기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 -L1-Ar1 은 하기 구조식들 중에서 선택된다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000008
Figure PCTKR2017002136-appb-I000009
Figure PCTKR2017002136-appb-I000010
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar2 및 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 N, O 및 S 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar2 및 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar2 및 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트레페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar2 및 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 트레페닐렌기; 또는 아릴기, 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 Ar2 및 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 또는 디메틸플루오렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1에서 -N(Ar2Ar3)은 하기 구조식들 중에서 선택된다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000011
Figure PCTKR2017002136-appb-I000012
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1, R2 및 R7은 수소이고, 상기 R3와 R4 또는 R5와 R6 중 고리를 형성하지 않는 기는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R18은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000013
Figure PCTKR2017002136-appb-I000014
Figure PCTKR2017002136-appb-I000015
Figure PCTKR2017002136-appb-I000016
Figure PCTKR2017002136-appb-I000017
Figure PCTKR2017002136-appb-I000018
Figure PCTKR2017002136-appb-I000019
Figure PCTKR2017002136-appb-I000020
Figure PCTKR2017002136-appb-I000021
Figure PCTKR2017002136-appb-I000022
Figure PCTKR2017002136-appb-I000023
Figure PCTKR2017002136-appb-I000024
Figure PCTKR2017002136-appb-I000025
Figure PCTKR2017002136-appb-I000026
Figure PCTKR2017002136-appb-I000027
Figure PCTKR2017002136-appb-I000028
Figure PCTKR2017002136-appb-I000029
Figure PCTKR2017002136-appb-I000030
Figure PCTKR2017002136-appb-I000031
본 명세서의 일 실시상태에 따른 함질소 화합물은 후술하는 제조 방법으로 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2017002136-appb-I000032
상기 반응식 1에 기재되는 반응조건, 재료는 당 기술분야에 알려진 것들로 사용할 수 있으며, 상기 반응식에 기재되지 않은 치환기의 종류 또는 개수도 당 기술분야에 알려진 반응조건 및 재료에 의하여 변경될 수 있다.
상기 반응식 1에서, Ar1은 하기 화합물 중에서 선택되는 화합물의 할로겐원자를 제외한 치환기를 의미할 수 있다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000033
또한, 본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1의 함질소 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 함질소 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 함질소 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화학식 1의 함질소 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물 층은 전자저지층을 포함하고, 상기 전자저지층은 상기 화학식 1의 함질소 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 함질소 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 1의 함질소 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 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 함질소 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1의 함질소 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 함질소 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 물질로는 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송 물질로는 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 함질소 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 봄 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
< 제조예 1> 하기 화합물 1의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000034
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 페닐을 사용하면 상기 화합물 A-1을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-1 (10.0g, 30.58mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (10.80g, 33.64mmol)을 자일렌 180ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드 (3.82g, 39.76mmol)을 첨가하고, 비스(트리- tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.16g, 0.31mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 1 (13.38g, 수율: 71%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 613
< 제조예 2> 하기 화합물 2의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000035
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 페닐을 사용하면 상기 화학물 A-1을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-1 (10.0g, 30.58mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-yl)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (12.14g, 38.53mmol)을 자일렌 160ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.82g, 39.76mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.16g, 0.31mmol)을 넣은 후 2 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 200ml로 재결정하여 상기 화합물 2 (12.27g, 수율: 61%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 653
< 제조예 3> 하기 화합물 3의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000036
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 비페닐을 사용하면 상기 화합물 A-2을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-2 (10.0g, 24.81mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (8.76g, 27.30mmol)을 자일렌 240ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.10g, 32.26mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.13g, 0.25mmol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 220ml로 재결정하여 상기 화합물 3 (15.92g, 수율: 93%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 689
< 제조예 4> 하기 화합물 4의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000037
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 비페닐을 사용하면 상기 화합물 A-2을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-2 (10.0g, 24.81mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (8.76g, 27.30mmol)을 자일렌 220ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.10g, 32.26mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.13g, 0.25mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 350ml로 재결정하여 상기 화합물 4 (14.64g, 수율: 81%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 729
< 제조예 5> 하기 화합물 5의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000038
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 2-나프틸을 사용하면 상기 화합물 A-5을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-5 (10.0g, 26.53mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (10.53g, 34.48mmol)을 자일렌 180ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.31g, 47.71mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.14g, 0.27mmol)을 넣은 후 2 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 200ml로 재결정하여 상기 화합물 5 (12.35g, 수율: 66%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 703
< 제조예 6> 하기 화합물 6의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000039
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 2-나프틸을 사용하면 상기 화합물 A-5을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-5 (10.0g, 26.53mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1':4',1''-터페닐]-4-아민 (11.58g, 29.18mmol)을 자일렌 260ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.31g, 47.71mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.14g, 0.27mmol)을 넣은 후 9 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 300ml로 재결정하여 상기 화합물 6 (17.71g, 수율: 91%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 703
< 제조예 7> 하기 화합물 7의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000040
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 터페닐을 사용하면 상기 화합물 A-7을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-7 (10.0g, 24.81mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (8.76g, 27.30mmol)을 자일렌 220ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.62g, 27.31mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 350ml로 재결정하여 상기 화합물 7 (14.26g, 수율: 84%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 805
< 제조예 8> 하기 화합물 8의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000041
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 터페닐을 사용하면 상기 화합물 A-7을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-7 (10.0g, 24.81mmol), N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민(5.66g, 23.11mmol)을 자일렌 280ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.62g, 27.31mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 350ml로 재결정하여 상기 화합물 8 (10.08g, 수율: 70%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 689
< 제조예 9> 하기 화합물 9의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000042
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 페닐나프틸을 사용하면 상기 화합물 A-9을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-9 (10.0g, 22.08mmol), N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민(5.95g, 24.28mmol)을 자일렌 230ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.62g, 27.31mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 8 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 350ml로 재결정하여 상기 화합물 9 (9.47g, 수율: 65%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 663
< 제조예 10> 하기 화합물 10의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000043
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 페닐을 사용하면 상기 화합물 B-1을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10.0g, 30.58mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (10.80g, 33.64mmol)을 자일렌 220ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.82g, 39.76mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.16g, 0.31mmol)을 넣은 후 5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 260ml로 재결정하여 상기 화합물 10 (12.05g, 수율: 63%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 613
< 제조예 11> 하기 화합물 11의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000044
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 페닐을 사용하면 상기 화학물 B-1을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10.0g, 30.58mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (12.14g, 38.53mmol)을 자일렌 200ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.82g, 39.76mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.16g, 0.31mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 210ml로 재결정하여 상기 화합물 11 (11.05g, 수율: 55%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 653
< 제조예 12> 하기 화합물 12 의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000045
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 4-비페닐을 사용하면 상기 화합물 B-2을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-2 (10.0g, 24.81mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-yl)아민 (8.76g, 27.30mmol)을 자일렌 280ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.10g, 32.26mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.13g, 0.25mmol)을 넣은 후 8 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 230ml로 재결정하여 상기 화합물 12 (14.33g, 수율: 84%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 689
< 제조예 13> 하기 화합물 13의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000046
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 4-비페닐을 사용하면 상기 화합물 B-2을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-2 (10.0g, 24.81mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-yl)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (8.76g, 27.30mmol)을 자일렌 260ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.10g, 32.26mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.13g, 0.25mmol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 360ml로 재결정하여 상기 화합물 13 (13.18g, 수율: 72%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 729
< 제조예 14> 하기 화합물 14의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000047
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 2-나프틸을 사용하면 상기 화합물 B-5을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-5 (10.0g, 26.53mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (10.53g, 34.48mmol)을 자일렌 220ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.31g, 47.71mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.14g, 0.27mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 210ml로 재결정하여 상기 화합물 14 (12.35g, 수율: 66%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 703
< 제조예 15> 하기 화합물 15의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000048
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 2-나프틸을 사용하면 상기 화합물 B-5을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-5 (10.0g, 26.53mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1':4',1''-터페닐]-4-아민 (11.58g, 29.18mmol)을 자일렌 300ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.31g, 47.71mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.14g, 0.27mmol)을 넣은 후 11 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 310ml로 재결정하여 상기 화합물 15 (15.94g, 수율: 82%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 703
< 제조예 16> 하기 화합물 16의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000049
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 터페닐을 사용하면 상기 화합물 B-7을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-7 (10.0g, 24.81mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (8.76g, 27.30mmol)을 자일렌 260ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.62g, 27.31mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 360ml로 재결정하여 상기 화합물 16 (12.82g, 수율: 76%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 805
< 제조예 17> 하기 화합물 17의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000050
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 터페닐을 사용하면 상기 화합물 B-7을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-7 (10.0g, 24.81mmol), N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민(5.66g, 23.11mmol)을 자일렌 320ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.62g, 27.31mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 8 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 360ml로 재결정하여 상기 화합물 17 (9.97g, 수율: 62%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 689
< 제조예 18> 하기 화합물 18의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000051
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 2-페닐나프탈렌을 사용하면 상기 화합물 B-9을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-9 (10.0g, 22.08mmol), N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민(5.95g, 24.28mmol)을 자일렌 270ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.62g, 27.31mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 10 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 370ml로 재결정하여 상기 화합물 18 (10.42g, 수율: 72%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 663
< 제조예 19> 하기 화합물 19의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000052
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 페닐을 사용하면 상기 화합물 A-1을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-1 (10.0g, 30.58mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-2-아민 (10.80g, 33.64mmol)을 자일렌 180ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.82g, 39.76mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.16g, 0.31mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 19 (14.72g, 수율: 78%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 613
< 제조예 20> 하기 화합물 20의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000053
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 페닐을 사용하면 상기 화합물 B-1을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (10.0g, 30.58mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-2-아민 (10.80g, 33.64mmol)을 자일렌 220ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.82g, 39.76mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.16g, 0.31mmol)을 넣은 후 5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 270ml로 재결정하여 상기 화합물 20 (14.72g, 수율: 78%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 613
< 제조예 21> 하기 화합물 21의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000054
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 4-비페닐을 사용하면 상기 화합물 A-2을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-2 (10.0g, 24.81mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-2-아민 (8.76g, 27.30mmol)을 자일렌 270ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.10g, 32.26mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.13g, 0.25mmol)을 넣은 후 5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 230ml로 재결정하여 상기 화합물 21 (14.33g, 수율: 83%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 689
< 제조예 22> 하기 화합물 22의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000055
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 4-비페닐을 사용하면 상기 화합물 B-2을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-2 (10.0g, 24.81mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-2-아민 (8.76g, 27.30mmol)을 자일렌 270ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(3.10g, 32.26mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.13g, 0.25mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 230ml로 재결정하여 상기 화합물 22 (11.51g, 수율: 67%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 689
< 제조예 23> 하기 화합물 23의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000056
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 2-플루오렌을 사용하면 상기 화합물 A-15을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-15 (10.0g, 22.57mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (7.97g, 24.83mmol)을 자일렌 200ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.82g, 29.35mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.12g, 0.23mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 220ml로 재결정하여 상기 화합물 23 (10.78g, 수율: 66%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 729
< 제조예 24> 하기 화합물 24 의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000057
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 A를 사용하고, Ar1 = 2-9-페닐-9H-카바졸을 사용하면 상기 화합물 A-21을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-21 (10.0g, 20.33mmol), 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민 (6.37g, 22.36mmol)을 자일렌 220ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.54g, 26.42mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.10g, 0.20mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 260ml로 재결정하여 상기 화합물 24 (11.59g, 수율:77%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 742
< 제조예 25> 하기 화합물 25 의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000058
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar 1 = 2-플루오렌을 사용하면 상기 화합물 B-15을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-15 (10.0g, 22.57mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (7.97g, 24.83mmol)을 자일렌 220ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.82g, 29.35mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.12g, 0.23mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 200ml로 재결정하여 상기 화합물 25 (8.66g, 수율: 55%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 729
< 제조예 26> 하기 화합물 26 의 화합물 합성
Figure PCTKR2017002136-appb-I000059
상기 반응식 1 step 3에서 출발물질로 B를 사용하고, Ar1 = 2-9-페닐-9H-카바졸을 사용하면 상기 화합물 B-21을 얻을 수 있다. 질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-21 (10.0g, 20.33mmol), 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민 (6.37g, 22.36mmol)을 자일렌 220ml에 완전히 녹인 후 소듐 tert-부톡사이드(2.54g, 26.42mmol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀) 팔라듐(0) (0.10g, 0.20mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후 에 자일렌을 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 235ml로 재결정하여 상기 화합물 26 (10.44g, 수율:69%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 742
<실험예 1-1>
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(여과)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 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; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000060
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(300Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000061
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 100Å으로 하기 화합물 1 를 진공 증착하여 전자 저지층을 형성하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000062
이어서, 상기 전자 저지층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000063
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 1-2>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 2 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-3>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 3 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-4>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 4 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-5>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 6 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-6>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 8 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-7>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 9 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-8>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 10 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-9>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 12 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-10>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 15 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-11>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 17 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-12>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 22 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-13>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 23 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-14>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 상기 화합물 24 을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 1>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 EB1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000064
<비교예 2>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 EB2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000065
<비교예 3>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 EB3의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000066
<비교예 4>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 EB4의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000067
실험예 1-1 내지 14 및 비교예 1 내지 4 에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 표 1의 결과를 얻었다.
화합물(전자저지층) 전압(V@10mA/cm2) 효율(cd/A@10mA/cm2) 색좌표(x,y)
실험예 1-1 화합물 1 3.68 6.64 (0.138, 0.127)
실험예 1-2 화합물 2 3.73 6.56 (0.139, 0.125)
실험예 1-3 화합물 3 3.64 6.65 (0.138, 0.126)
실험예 1-4 화합물 4 3.75 6.52 (0.138, 0.127)
실험예 1-5 화합물 6 3.72 6.51 (0.137, 0.125)
실험예 1-6 화합물 8 3.61 6.68 (0.136, 0.125)
실험예 1-7 화합물 9 3.59 6.90 (0.136, 0.127)
실험예 1-8 화합물 10 3.66 6.66 (0.136, 0.125)
실험예 1-9 화합물 12 3.65 6.63 (0.137, 0.125)
실험예 1-10 화합물 15 3.64 6.62 (0.138, 0.125)
실험예 1-11 화합물 17 3.65 6.64 (0.136, 0.125)
실험예 1-12 화합물 22 3.50 6.71 (0.137, 0.125)
실험예 1-13 화합물 23 3.68 6.68 (0.136, 0.125)
실험예 1-14 화합물 24 3.69 6.65 (0.138, 0.126)
비교예 1 EB1 4.08 5.91 (0.136, 0.127)
비교예 2 EB2 4.12 6.07 (0.136, 0.127)
비교예 3 EB3 4.04 5.94 (0.135, 0.125)
비교예 4 EB4 4.36 5.59 (0.136, 0.126)
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본원 발명의 화합물을 전자저지층으로 사용하여 제조된 유기 발광 소자는 본원 발명의 코어의 다른 위치에 치환기가 연결된 비교예 1 및 링커로 페닐기, 비페닐기가 치환된 비교예 2, 3 의 물질을 사용한 경우와 비교하였을 때 본원 발명의 화합물은 전자 차단역할을 하므로 유기 발광 소자의 효율, 구동전압 및/또는 안정성 면에서 우수한 특성을 나타낸다.
실험예 1-1~ 1-14는 이러한 비교예들보다 전압은 10% ~ 12% 감소하며, 효율 또한 10% 이상 높은 특성을 보인다.
상기 표 1의 결과와 같이, 본 발명에 다른 화합물은 전자 차단 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
<실험예 2-1 내지 2-14>
상기 실험예 1-1에서 전자저지층으로 하기 EB5 물질을 사용하고, 상기 정공 수송층으로 NPB 대신 실험예 1-1 내지 1-14의 화합물들을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000068
<비교예 5>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 하기 HT1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000069
<비교예 6>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 하기 HT2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2017002136-appb-I000070
실험예 2-1 내지 2-14, 비교예 5 및 6 에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 표 2의 결과를 얻었다.
화합물(정공수송층) 전압(V@10mA/cm2) 효율(cd/A@10mA/cm2) 색좌표(x,y)
실험예 2-1 화합물 1 4.45 5.45 (0.138, 0.127)
실험예 2-2 화합물 2 4.52 5.35 (0.139, 0.122)
실험예 2-3 화합물 3 4.48 5.36 (0.138, 0.126)
실험예 2-4 화합물 4 4.43 5.52 (0.138, 0.127)
실험예 2-5 화합물 6 4.57 5.58 (0.137, 0.125)
실험예 2-6 화합물 8 4.56 5.55 (0.136, 0.125)
실험예 2-7 화합물 9 4.44 5.51 (0.136, 0.127)
실험예 2-8 화합물 10 4.41 5.59 (0.136, 0.125)
실험예 2-9 화합물 12 4.58 5.46 (0.137, 0.125)
실험예 2-10 화합물 15 4.49 5.45 (0.138, 0.125)
실험예 2-11 화합물 17 4.57 5.46 (0.136, 0.125)
실험예 2-12 화합물 22 4.52 5.44 (0.137, 0.125)
실험예 2-13 화합물 23 4.43 5.40 (0.136, 0.125)
실험예 2-14 화합물 24 4.50 5.50 (0.138, 0.126)
비교예 5 HT1 5.06 4.91 (0.136, 0.127)
비교예 6 HT2 5.18 4.52 (0.135, 0.125)
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본원 발명의 화합물을 정공수송층으로 사용하여 제조된 유기 발광 소자의 본원 발명의 코어의 다른 위치에 치환기가 연결된 비교예 링커로 페닐기, 비페닐기가 치환된 비교예 5 및 6 의 물질을 사용한 경우와 비교하였을 때 본원 발명의 화합물은 정공 수송 역할을 하므로 유기 발광 소자의 효율, 구동전압 및/또는 안정성 면에서 우수한 특성을 나타낸다.
구체적으로 실험예 2-1 내지 2-14는 이러한 비교예보다 전압은 10% 이상 감소하고, 효율 또한 7~10% 이상 높은 특성을 보인다.
상기 표 1, 2의 결과와 같이, 본 발명에 다른 화합물은 전자 차단 능력 뿐만 아니라 정공 수송 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(전자저지층, 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 (15)

  1. 하기 화학식 1 로 표시되는 함질소 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000071
    상기 화학식 1에서,
    R1, R2 및 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐게; 시아노기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    R3과 R4가 결합하여 고리를 형성하거나, R5와 R6는 결합하여 고리를 형성하며, 고리를 형성하지 않는 기는 R1, R2 및 R7의 정의와 같고,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    Ar1 내지 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 니트로기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 것인 함질소 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000072
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000073
    상기 화학식 2 및 3에 있어서,
    상기 R1 내지 R7, L1 및 Ar1 내지 Ar3는 화학식 1에서의 정의와 같고,
    R11 내지 R18은 상기 R1, R2 및 R7의 정의와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1에서 -L1-Ar1 은 하기 구조식들 중에서 선택되는 것인 함질소 화합물:
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000074
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000075
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000076
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1에서 -N(Ar2Ar3)은 하기 구조식들 중에서 선택되는 것인 함질소 화합물:
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000077
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000078
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 직접결합인 것인 함질소 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 아릴렌기인 것인 함질소 화합물
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 페닐렌기; 비페닐릴렌기; 2가의 터페닐기; 2가의 쿼터페닐기; 나프탈렌기; 2가의 안트라센기; 2가의 플루오렌기; 2가의 페난쓰렌기; 2가의 파이렌기; 또는 2가의 트리페닐렌기인 것인 함질소 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 헤테로아릴렌기인 것인 함질소 화합물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 2가의 페노티아진기(phenothiazine); 2가의 페녹사이진기(phenoxazine); 2가의 카바졸기; 2가의 벤조카바졸기; 2가의 벤즈이미다졸기; 2가의 티오펜기; 2가의 퓨란기; 2가의 디벤조퓨란기; 2가의 디벤조티오펜기; 2가의 트리아진기; 2가의 피리딘기; 2가의 피리미딘기; 2가의 퀴놀린기; 또는 2가의 퀴나졸린기인 것인 함질소 화합물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 R1, R2 및 R7은 수소이고,
    상기 R3와 R4 또는 R5와 R6 중 고리를 형성하지 않는 기는 수소인 것인 함질소 화합물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조식들 중에서 선택되는 것인 함질소 화합물:
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000079
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000080
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000081
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000082
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000083
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000084
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000085
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000086
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000087
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000088
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000089
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000090
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000091
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000092
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000093
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000094
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000095
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000096
    Figure PCTKR2017002136-appb-I000097
  12. 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 11 중 어느 한 항에 따른 함질소 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 정공 수송을 동시에 하는 층은 상기 함질소 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 함질소 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층을 포함하고, 상기 전자저지층은 상기 함질소 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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