WO2019088561A1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2019088561A1
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서상덕
홍성길
김성소
천민승
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • the organic light emission phenomenon is one example in which current is converted into visible light by an internal process of a specific organic molecule.
  • the principle of organic luminescence phenomenon is as follows. When an organic layer is positioned between an anode and a cathode, when a voltage is applied between the two electrodes, electrons and holes are injected into the organic layer from the cathode and the anode, respectively. Electrons and holes injected into the organic material layer recombine in the light emitting layer to form a molecular exiton as an electron-hole pair, and the exciton falls back to a low ground state to emit light .
  • An organic light emitting device using such a principle may be generally composed of an organic material layer including a cathode, an anode, and an organic material layer disposed therebetween, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer.
  • the light emitting layer is composed of only the light emitting material or has a structure including a very small amount of the light emitting material (dopant).
  • a material containing a light emitting material is referred to as a host material or a matrix material, and a light emitting material is referred to as a dopant or guest material.
  • the light emitting material enhances the efficiency of the organic light emitting device by generating more photons from the excitons and has a variety of colors for each light emitting material, thereby playing an advantageous role in controlling the color of the organic light emitting device.
  • the present invention aims to provide a heterocyclic compound capable of realizing low voltage, high efficiency and / or high durability of a device.
  • the present invention provides a heterocyclic compound represented by the following formula (1).
  • One of X1 and X2 is CRaRb and the other is a direct bond
  • Ra and Rb are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group,
  • One of X3 and X4 is S or O and the other is a direct bond
  • a and B is substituted or unsubstituted benzene and the other is substituted or substituted naphthalene,
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of deuterium; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; Substituted or unsubstituted -O (R10); Substituted or unsubstituted -Si (R11) (R12) (R13); A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; Or substituted or unsubstituted -N (R14) (R15), or is bonded to an adjacent group to form a ring,
  • R10 to R15 are the same or different from each other and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An alkyl group; Or an aryl group,
  • a1 is an integer of 0 to 4; when a1 is 2 or more, R1 is the same as or different from each other,
  • a2 is an integer of 0 to 4, and when a2 is 2 or more, R2 is the same as or different from each other.
  • the organic electroluminescent device includes a first electrode, a second electrode, and at least one organic material layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the organic material layer includes the above-mentioned heterocyclic compound A light emitting device is provided.
  • the efficiency, driving voltage and / or lifetime characteristics of the device are improved.
  • the heterocyclic compound of the present invention can be used as a host material in an organic light emitting device.
  • Fig. 1 shows an example of an organic light emitting element comprising a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 8 and a cathode 4.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a substrate 1, an anode 2, a first hole injecting layer 5, a second hole injecting layer 9, a hole transporting layer 6, a hole adjusting layer 7,
  • An organic electroluminescent device comprising a transport layer 10, an electron injection layer 11 and a cathode 4 is shown.
  • substituted A halogen group; A nitrile group; A nitro group; An alkyl group; A cycloalkyl group; An alkenyl group; -O (R51); -Si (R52) (R53) (R54); An aryl group; A heteroaryl group; And -N (R55) (R56), or two or more groups selected from the group may be substituted with a group to which they are connected, or two or more groups selected from the group may be substituted, and two adjacent groups may be bonded to each other To form a ring.
  • R51 to R56 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An alkyl group; An aryl group; Or a heteroaryl group.
  • &quot a group to which two or more groups are connected " means a group in which two or more groups are linked by a covalent bond.
  • two groups of attached groups include alkylaryl groups; A cycloalkylaryl group; An alkylamine group; A heteroarylamine group, and the like.
  • a group in which three groups are connected includes a 4-methyl-2-phenyldibenzofuranyl group; 2-nitro-2-cyclohexylpentyl, and the like.
  • 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 one embodiment, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms. According to another embodiment, the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms. According to another embodiment, the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec- , n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, Octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, Hexyl, 5-methylhexyl, and the like, but are not limited thereto.
  • the cycloalkyl group means a cyclic saturated hydrocarbon group.
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 3 to 60, and according to one embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms. According to another embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 6 carbon atoms.
  • cyclopropyl cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and the like, but are not limited thereto.
  • the alkenyl group represents an unsaturated hydrocarbon group, and may be linear or branched.
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably from 2 to 30.
  • the alkenyl group has 2 to 20 carbon atoms. Specific examples include, but are not limited to, ethenyl, vinyl, propenyl, allyl, isopropenyl, butenyl, isobutenyl, 3-pentenyl and 2-hexenyl.
  • -Si (R52) (R53) (R54) specifically includes a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, Diphenylsilyl group, phenylsilyl group, and the like, but is not limited thereto
  • an aryl group means a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic, wholly or partially unsaturated.
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 6 to 60 carbon atoms, and may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group. According to one embodiment, the aryl group has 6 to 40 carbon atoms. According to one embodiment, the aryl group has 6 to 30 carbon atoms.
  • the aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group or the like as the monocyclic aryl group, but is not limited thereto.
  • polycyclic aryl group examples include, but are not limited to, a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthrenyl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, a klycenyl group, a fluorenyl group and a triphenylrenyl group.
  • the substituted fluorenyl group encompasses all of the compounds wherein the substituents on the pentagonal ring of the fluorenyl group are spiro bonded to each other to form aromatic hydrocarbons.
  • the substituted fluorenes include 9,9'-spirobifluorene, spiro [cyclopentane-1,9'-fluorene], spiro [benzo [c] fluorene-7,9-fluorene] , But is not limited thereto.
  • the heteroaryl group is an aryl group containing at least one of N, O, S and Se as a heteroatom, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms. According to one embodiment, the heteroaryl group has 2 to 40 carbon atoms. According to another embodiment, the heteroaryl group has 2 to 30 carbon atoms.
  • heteroaryl group examples include a thiophenyl group, a furanyl group, a pyrrolyl group, an imidazolyl group, a thiazolyl group, an oxazolyl group, an oxadiazolyl group, a triazolyl group, a pyridinyl group, a bipyridinyl group, a pyrimidinyl group, A thienyl group, a thienyl group, a thienyl group, a thienyl group, a thiazolyl group, a thiazolyl group, an acridinyl group, a carbolinyl group, an acenaphthoquinoxalinyl group, an indenoquinazolinyl group, an indenoisoquinolinyl group, A pyrimidinyl group, a pyrazinyl group, a quinolinyl group, a quinazol
  • adjacent means that the substituent is a substituent substituted on an atom directly connected to the substituted atom, a substituent stereostructically closest to the substituent, or another substituent substituted on the substituted atom .
  • 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 groups.
  • &quot forming a ring by bonding with adjacent groups " means a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon ring bonded to adjacent groups to form a ring; A substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring; A substituted or unsubstituted aliphatic heterocycle; A substituted or unsubstituted aromatic heterocycle; Or a condensed ring thereof.
  • an aliphatic hydrocarbon ring means a ring which is a non-aromatic ring and consists only of carbon and hydrogen atoms.
  • aromatic ring &quot means a ring having aromatic hydrocarbon rings only and consisting of only carbon and hydrogen atoms. Examples include, but are not limited to, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group.
  • an aliphatic heterocyclic ring means an aliphatic ring containing at least one hetero atom.
  • an aromatic heterocyclic ring means an aromatic ring containing at least one heteroatom.
  • Quot refers to a moiety that is connected to another substituent.
  • One embodiment of the present invention provides a heterocyclic compound represented by the following general formula (1).
  • One of X1 and X2 is CRaRb and the other is a direct bond
  • Ra and Rb are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group,
  • One of X3 and X4 is S or O and the other is a direct bond
  • a and B is substituted or unsubstituted benzene and the other is substituted or substituted naphthalene,
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of deuterium; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; Substituted or unsubstituted -O (R10); Substituted or unsubstituted -Si (R11) (R12) (R13); A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; Or substituted or unsubstituted -N (R14) (R15), or is bonded to an adjacent group to form a ring,
  • R10 to R15 are the same or different from each other and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An alkyl group; Or an aryl group,
  • a1 is an integer of 0 to 4; when a1 is 2 or more, R1 is the same as or different from each other,
  • a2 is an integer of 0 to 4, and when a2 is 2 or more, R2 is the same as or different from each other.
  • the chemical formula 1 is an electron acceptor ) And the electron donor portion (The compound of formula (1) can be used as a host material for the light emitting layer by reducing the bandgap of the compound by directly connecting the electron donor part and the electron acceptor part.
  • the compound represented by Formula 1 may be used as a host material of the red light emitting layer.
  • the formula (1) may be represented by any one of the following formulas (2) to (4).
  • X1, X2, X3, X4, R1, R2, Ar, a1 and a2 are as defined in formula (1)
  • R3 to R6 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of deuterium; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; Substituted or unsubstituted-O (R16); Substituted or unsubstituted -Si (R17) (R18) (R19); A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; Or substituted or unsubstituted -N (R20) (R21), or is bonded to an adjacent group to form a ring,
  • R16 to R21 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An alkyl group; Or an aryl group,
  • a3 is an integer of 0 to 2, and when a3 is 2, R3 is the same as or different from each other,
  • a4 is an integer of 0 to 6, and when a4 is 2 or more, R4 is the same or different from each other,
  • a5 is an integer of 0 to 6, and when a5 is 2 or more, R5 are the same as or different from each other,
  • a6 is an integer of 0 to 6, and when a6 is 2 or more, R6 is the same as or different from each other.
  • the formula (2) is represented by any one of the following formulas (2-1) to (2-3).
  • X1 to X4, R1 to R3, R6, Ar, a1 to a3 and a6 are as defined in formula (2).
  • the formula (3) is represented by any one of the following formulas (3-1) to (3-3).
  • X1 to X4, R1 to R4, Ar and a1 to a4 are the same as defined in formula (3).
  • the formula (4) is represented by any one of the following formulas (4-1) to (4-3).
  • X1 to X4, R1 to R3, R5, Ar, a1 to a3 and a5 are as defined in formula (4).
  • the formula (1) is represented by the following formula (5) or (6).
  • X1 to X4, R1, R2, a1, a2 and Ar are as defined in the formula (1)
  • R7 to R9 are the same as or different from each other, and each independently selected from the group consisting of deuterium; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; Substituted or unsubstituted -O (R22); Substituted or unsubstituted -Si (R23) (R24) (R25); A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; Or substituted or unsubstituted -N (R26) (R27), or combine with adjacent groups to form a ring,
  • R22 to R27 are the same or different from each other and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An alkyl group; Or an aryl group,
  • a7 is an integer of 0 to 4, and when a7 is 2 or more, R7 is the same as or different from each other,
  • a8 is an integer of 0 to 4, and when a8 is 2 or more, R8 are the same as or different from each other,
  • a9 is an integer of 0 to 4, and when a9 is 2 or more, R9 is the same as or different from each other.
  • X1 is a direct bond and X2 is CRaRb.
  • X1 is CRaRb and X2 is a direct bond.
  • X1 of X1 and X2 binds to the benzene ring more closely to N.
  • Ra and Rb are the same or different from each other and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • Ra and Rb are substituted or unsubstituted C1-C10 alkyl groups.
  • Ra and Rb are substituted or unsubstituted C1-C6 alkyl groups.
  • Ra and Rb are substituted or unsubstituted C1-C4 alkyl groups.
  • Ra and Rb are alkyl groups.
  • Ra is a methyl group.
  • Rb is a methyl group.
  • one of X3 and X4 is S or O and the other is a direct bond.
  • X3 or X4 is CH 2 it is highly unstable compound.
  • X3 or X4 is C (R60) (R61) and R60 and R61 are each independently an alkyl group or an aryl group, the lifetime of the device is lowered due to steric hindrance between R60 and R61 and Ar. Therefore, among X3 and X4 One of them is preferably S or O.
  • X3 is S and X4 is a direct bond.
  • X3 is O and X4 is a direct bond.
  • R1 is hydrogen
  • R2 is hydrogen
  • R3 is hydrogen
  • R4 is hydrogen
  • R5 is hydrogen
  • R6 is hydrogen
  • R7 is hydrogen
  • R8 is hydrogen
  • R9 is hydrogen
  • a1 is zero.
  • a2 is zero.
  • a3 is zero.
  • a4 is zero.
  • a5 is zero.
  • a6 is zero.
  • a7 is 0.
  • the a8 is zero.
  • a9 is 0.
  • A is naphthalene and B is benzene.
  • A is benzene and B is naphthalene.
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • Ar is a substituted or unsubstituted C6-C25 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2-C25 heteroaryl group.
  • Ar is a substituted or unsubstituted C6-C18 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryl group.
  • Ar is an aryl group substituted or unsubstituted with an alkyl group or an aryl group; Or a heteroaryl group substituted or unsubstituted with an alkyl group or an aryl group.
  • Ar is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group; A substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group; Or a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • Ar is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A dibenzofuranyl group substituted or unsubstituted with an aryl group; A dibenzofuranyl group substituted or unsubstituted with an aryl group; Or a carbazolyl group substituted or unsubstituted with an aryl group.
  • Ar represents a phenyl group; A biphenyl group; Naphthyl group; A dibenzofuranyl group; A dibenzothiophenyl group; Or a carbazolyl group substituted or unsubstituted with a phenyl group.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 is any one selected from the following heterocyclic compounds.
  • the heterocyclic compound represented by the above-mentioned formula (1) can be prepared in the same manner as in the following reaction formula (1).
  • the definitions of A, B, X1, X2, X3, X4, R1, R2, Ar, a1 and a2 are as defined in Formula 1, and X and X 'are each independently a halogen group.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be synthesized through a Suzuki coupling reaction and a Buchwald-Hartwig amination reaction.
  • the synthesis method of Reaction Scheme 1 is only one example of the synthesis method of the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1, and it is possible to use a method in which some of the reagents are different in Reaction Scheme 1, some synthesis steps are different,
  • the heterocyclic compound represented by the above formula (1) can be synthesized.
  • the present invention provides an organic light emitting device comprising the heterocyclic compound represented by Formula 1.
  • an organic light emitting device comprising a first electrode, a second electrode, and at least one organic material layer disposed between the first electrode and the second electrode, And a heterocyclic compound which is capable of reacting with an organic compound.
  • the second electrode is provided opposite to the first electrode.
  • the organic material layer of the organic light emitting device may have a single layer structure or 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 hole control 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 fewer or larger numbers of organic layers.
  • the organic material layer includes at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a layer that simultaneously transports and injects holes, and a hole control layer, and the hole injection layer, the hole transport layer, And at least one of the layer and hole-regulating layer simultaneously injecting a heterocyclic compound represented by the above formula (1).
  • the organic layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a heterocyclic compound represented by the general formula (1).
  • the organic layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1 as a host.
  • the light emitting layer containing the heterocyclic compound represented by the general formula (1) may be a red light emitting layer.
  • the light emitting layer further includes a dopant.
  • the dopant may be a phosphorescent dopant or a fluorescent dopant.
  • the phosphorescent dopants are those conventionally used in the art and include tris (2-phenylpyridinato-N, C2) ruthenium, bis (2-phenylpyridinato-N, C2) palladium, bis (2-phenylpyridinato-N, C2) rhenium, octaethylplatinum porphyrin, octaphenylplatinum porphyrin, octaethyl (4,6-difluorophenyl) -pyridinate-N, C2 '] picolinate (Firpic), tris (2-phenylpyridinato- N, C2) iridium (Ir (ppy) 3), fac- tris (2-phenylpyridine) iridium (iii) (fac-Ir ( ppy) 3), bis (2-phenylpyridinato -N Deen Sat, C2) Iridium (acetylacetonate) (
  • fluorescent dopant examples include Alq 3 (tris (8-hydroxyquinolino) aluminum), spiro-DPVBi, spiro-6P, distyrylbenzene (DSB), distyrylarylene (DSA), PFO- Bis (diphenylamine) pyrene, tetrakis (t-butyl) perylene, p-bis (pN, N-diphenyl-aminostyryl) Pheny1 cyclopentadiene, and the like, but the present invention is not limited thereto.
  • the organic material layer includes at least one of an electron injecting layer and an electron transporting layer, and at least one of the electron injecting layer and the electron transporting layer contains a hetero ring ≪ / RTI >
  • the organic layer includes an electron control layer, and the electron control layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1.
  • the organic material layer includes two or more hole injection layers.
  • the organic material layer includes a hole injecting layer, a hole transporting layer, a hole controlling layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer, and the light emitting layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1 .
  • the organic material layer includes a first hole injection layer, a second hole injection layer, a hole transport layer, a hole control layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer, And a heterocyclic compound to be represented.
  • the first hole injection layer and the second hole injection layer may be the same or different from each other.
  • the organic material layer includes a hole injecting layer, a hole transporting layer, a hole controlling layer, a light emitting layer, and a layer simultaneously transporting and injecting electrons, wherein the light emitting layer comprises a heterocyclic compound represented by Formula 1 .
  • the organic light emitting device may be a normal type organic light emitting device in which an anode, one or more organic layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting device may be an inverted type organic light emitting device in which a cathode, at least one organic material layer, and an anode are sequentially stacked on a substrate.
  • the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode.
  • the first electrode is a cathode and the second electrode is a cathode.
  • FIGS. 1-10 the structure of the organic light emitting device according to one embodiment of the present disclosure is illustrated in FIGS.
  • Fig. 1 shows an example of an organic light emitting element comprising a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 8 and a cathode 4.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be included in the light emitting layer 8.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a substrate 1, an anode 2, a first hole injecting layer 5, a second hole injecting layer 9, a hole transporting layer 6, a hole adjusting layer 7,
  • An organic electroluminescent device comprising a transport layer 10, an electron injection layer 11 and a cathode 4 is shown.
  • the heterocyclic compound represented by the formula (1) may be added to the first hole injection layer 5, the second hole injection layer 9, the hole transport layer 6, the light emitting layer 8, the electron transport layer 10, Or may be included in the electron injection layer 11.
  • the organic light emitting device of the present invention can be manufactured by materials and methods known in the art except that one or more of the organic layers include the compound of the present invention, i.e., the heterocyclic compound represented by the above formula (1).
  • the organic layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device of the present invention can be manufactured by sequentially laminating a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a PVD (physical vapor deposition) method such as a sputtering method or an e-beam evaporation method
  • a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof is deposited on the substrate to form a positive electrode
  • an organic material layer including a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer and an electron transporting layer thereon depositing a material usable as a cathode thereon.
  • an organic light emitting device can be formed by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and a cathode material on a substrate.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be formed into an organic layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method in the production of an organic light emitting device.
  • the solution coating method refers to spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, and the like, but is not limited thereto.
  • an organic light emitting device may be formed by sequentially depositing an organic material layer and a cathode material from a cathode material on a substrate.
  • the manufacturing method is not limited thereto.
  • the cathode material a material having a large work function is preferably used so that hole injection can be smoothly conducted into the organic material layer.
  • the cathode 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), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline.
  • the negative electrode material is preferably a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • Specific examples of 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; Layer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, but are not limited thereto.
  • the hole injection layer is a layer for injecting holes, which are received from the electrode, into an adjacent layer provided to the light emitting layer or the light emitting layer.
  • the hole injecting material has a hole injecting effect on the anode, an excellent hole injecting effect on the light emitting layer or the light emitting material due to its ability to transport holes, and the migration of the excitons generated in the light emitting layer to the electron injecting layer or the electron injecting material It is preferable to use a compound having excellent ability to form a thin film.
  • the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injecting material is preferably between the work function of the anode material and the HOMO of the surrounding organic layer.
  • the hole injecting material include organic materials such as metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic materials, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic materials, quinacridone-based organic materials, perylene- Based organic materials, anthraquinone, and polyaniline and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited thereto.
  • organic materials such as metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic materials, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic materials, quinacridone-based organic materials, 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 emission layer.
  • the hole transporting material a material capable of transporting holes from the anode or the hole injecting layer to the light emitting layer and having high mobility to holes is suitable.
  • Specific examples of the hole transporting material include an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together, but the present invention is not limited thereto.
  • the hole-adjusting layer is a light-emitting layer that prevents exciter electrons from entering the anode and regulates the performance of the entire device by controlling the flow of holes flowing into the light-emitting layer.
  • the hole-controlling material is preferably a compound having an ability to prevent the flow of electrons from the light-emitting layer to the anode and to control the flow of holes injected into the light-emitting layer or the light-emitting material.
  • an arylamine-based organic material may be used as the electron blocking layer, but the present invention is not limited thereto.
  • the light emitting material is preferably a material capable of emitting light in the visible light region by transporting and receiving holes and electrons from the hole transporting layer and the electron transporting layer, respectively, and having good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence.
  • Specific examples include 8-hydroxyquinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole-based compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compounds; Benzoxazole, benzothiazole and benzimidazole compounds; Polymers of poly (p-phenylenevinylene) (PPV) series; 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 compound.
  • Specific examples of the condensed aromatic ring derivative include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds and fluoranthene compounds.
  • Examples of heterocycle-containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, Furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Examples of the dopant material of the light emitting layer include aromatic amine derivatives, styrylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, and metal complexes.
  • aromatic amine derivative a condensed aromatic ring derivative having a substituted or unsubstituted arylamine group may be used, such as pyrene, anthracene, klysene, and peripherrhene having an arylamine group.
  • As the styrylamine compound a compound in which substituted or unsubstituted arylamine is substituted with at least one aryl vinyl group can be used.
  • styrylamine compound examples include, but are not limited to, styrylamine, styryldiamine, styryltriamine, styryltetraamine, and the like.
  • metal complex an iridium complex, a platinum complex, or the like can be used, but it is not limited thereto.
  • the electron control layer is a layer that blocks the flow of holes from the light emitting layer into the cathode and adjusts the performance of the entire device by controlling electrons flowing into the light emitting layer.
  • the electron control material is preferably a compound capable of preventing the inflow of holes from the light emitting layer to the cathode and controlling the electrons injected into the light emitting layer or the light emitting material.
  • As the electron control material an appropriate material may be used depending on the constitution of the organic material layer used in the device.
  • the electron control layer is disposed between the light emitting layer and the cathode, and is preferably provided directly in contact with the light emitting layer.
  • the electron transport layer is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports electrons to the light emission layer.
  • the electron transporting material a material capable of transferring electrons from the cathode well into the light emitting layer, which is suitable for electrons, is suitable.
  • the electron transporting material include an Al complex of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes, and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transporting layer can be used with any desired cathode material as used according to the prior art.
  • the negative electrode material comprises a material having a low work function; And an aluminum layer or a silver layer may be used. Examples of the material having the low work function include cesium, barium, calcium, ytterbium, and samarium.
  • An aluminum layer or a silver layer may be formed on the layer after forming the layer with the material.
  • the electron injection layer is a layer for injecting electrons received from the electrode into the light emitting layer.
  • the electron injecting material has an ability to transport electrons, has an electron injecting effect from the cathode, an electron injecting effect to the emitting layer or the light emitting material, prevents migration of excitons generated in the emitting layer to the hole injecting layer, Further, it is preferable to use a compound having excellent ability to form a thin film.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, A complex compound and a nitrogen-containing five-membered ring derivative, 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- Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10- Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8- quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtholato) gallium, and the like, But is not limited thereto.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be of a top emission type, a back emission type, or a both-side emission type, depending on the material used.
  • a thin glass substrate coated with ITO (Indium Tin Oxide) at a thickness of 1,400 ⁇ was immersed in distilled water containing detergent and washed with ultrasonic waves.
  • Fischer Co. was used as a detergent
  • distilled water filtered by a filter of Millipore Co. was used as distilled water.
  • the ITO was washed for 30 minutes and then washed twice with distilled water and ultrasonically cleaned for 10 minutes. After the distilled water was washed, it was ultrasonically washed with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, dried, and then transported to a plasma cleaner. Further, the substrate was cleaned using oxygen plasma for 5 minutes, and then the substrate was transported by a vacuum evaporator.
  • HI-A and hexaazatriphenylene were sequentially deposited by thermal vacuum deposition to a thickness of 800 ⁇ and 50 ⁇ , respectively, on the thus-prepared ITO transparent electrode to form first and second hole injection layers .
  • the following HT-A was vacuum deposited to a thickness of 800 ⁇ to form a hole transport layer
  • EB-A was thermally vacuum deposited thereon to a thickness of 600 ⁇ to form a hole control layer.
  • a host RH-A and a dopant RD of 2 wt% were vacuum-deposited to a thickness of 400 ⁇ to form a light emitting layer.
  • ET-A and Liq were thermally vacuum deposited at a weight ratio of 1: 1 to form an electron transport layer having a thickness of 360 ANGSTROM, followed by vacuum deposition of Liq to a thickness of 5 ANGSTROM to form an electron injection layer.
  • Magnesium and silver were sequentially deposited on the electron injection layer at a weight ratio of 10: 1 to a thickness of 220 ⁇ and aluminum to a thickness of 1000 to form a cathode, thereby preparing an organic light emitting device.
  • the structure in which the naphthalene ring is not present in the A or B ring in the structure of the formula (1), such as RH-B, has a high triplet energy.
  • the pulling force of electrons is insufficient, which causes the voltage increase when applied to the device.
  • the device When a compound having a structure represented by the formula (1) is applied to a host of a light emitting layer of an organic light emitting device, the device exhibits characteristics of low voltage, high efficiency, and long life.

Landscapes

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Abstract

본 출원은 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 출원은 2017년 10월 30일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2017-0142593호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 현상은 특정 유기 분자의 내부 프로세스에 의하여 전류가 가시광으로 전환되는 예의 하나이다. 유기 발광 현상의 원리는 다음과 같다. 양극과 음극 사이에 유기물 층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 음극과 양극으로부터 각각 전자와 정공이 유기물층으로 주입된다. 유기물층으로 주입된 전자와 정공은 발광층에서 재결합하여 전자-정공 쌍(pair)인 분자 여기자(molecular exiton)를 형성하고, 이 여기자가 다시 에너지가 낮은 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광 소자는 일반적으로 음극과 양극 및 그 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층을 포함하는 유기물층으로 구성될 수 있다.
여기서 발광층은 발광 재료만으로 구성되어 있거나, 미량의 발광 재료(도판트, dopant)가 포함된 구조로 되어 있다. 발광 재료가 포함될 경우 발광 재료가 포함되는 재료를 호스트(Host) 재료 또는 매트릭스(Matrix) 재료라고 하고 발광 재료를 도판트 혹은 게스트(Guest)재료라고 한다. 발광 재료는 여기자로부터 더욱 많은 광자를 생성시켜 유기 발광 소자의 효율을 향상시키며, 발광 재료마다 다양한 색을 띄고 있어 유기 발광 소자의 색을 조절하는 데 유리한 역할을 한다.
본 발명은 소자의 저전압, 고효율 및/또는 고수명을 구현할 수 있는 헤테로고리 화합물을 제공하고자 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
X1 및 X2 중 하나는 CRaRb이고, 나머지 하나는 직접결합이며,
Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
X3 및 X4 중 하나는 S 또는 O이고, 나머지 하나는 직접결합이며,
A 및 B 중 하나는 치환 또는 비치환된 벤젠이고, 나머지 하나는 치환 또는 치환된 나프탈렌이며,
Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 -O(R10); 치환 또는 비치환된 -Si(R11)(R12)(R13); 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 -N(R14)(R15)이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하며,
R10 내지 R15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
a1은 0 내지 4의 정수이고, a1가 2 이상인 경우 R1은 서로 동일하거나 상이하며,
a2는 0 내지 4의 정수이고, a2가 2 이상인 경우 R2는 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명은 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 전술한 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물을 유기 발광 소자에 사용하는 경우, 소자의 효율, 구동 전압 및/또는 수명 특성이 향상된다.
일 실시상태에 있어서, 본 발명의 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자에서 호스트 재료로 사용될 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 제1 정공주입층(5), 제2 정공주입층(9), 정공수송층(6), 정공조절층(7), 발광층(8), 전자수송층(10), 전자주입층(11) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; -O(R51); -Si(R52)(R53)(R54); 아릴기; 헤테로아릴기; 및 -N(R55)(R56)으로 이루어진 군에서 선택된 1개의 기로 치환되거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 기로 치환되거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 기로 치환되고 그 중 인접한 2개의 기가 서로 결합하여 고리를 형성하는 것을 의미한다. 여기서, R51 내지 R56은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이다.
상기 '2 이상의 기가 연결된 기'란, 2 이상의 기가 공유 결합으로 연결된 기를 의미한다. 예컨대, 2개의 기가 연결된 기로는 알킬아릴기; 시클로알킬아릴기; 알킬아민기; 헤테로아릴아민기 등이 있을 수 있다. 예컨대, 3개의 기가 연결된 기로는 4-메틸-2-페닐디벤조퓨라닐기; 2-나이트로-2-사이클로헥실펜틸 등이 있을 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸부틸, 1-에틸부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 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, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 환형 포화탄화수소기를 의미하며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 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, 상기 알케닐기는 불포화 탄화수소기를 나타내며, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 2 내지 30인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 구체적인 예로는 에테닐, 비닐, 프로페닐, 알릴, 이소프로페닐, 부테닐, 이소부테닐, 3-펜테닐 및 2-헥세닐 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, -Si(R52)(R53)(R54)는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등일 수 있으나 이에 한정되지 않는다
본 명세서에 있어서, 아릴기는 전체적으로 또는 부분적으로 불포화된 치환 또는 비치환된 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭을 의미한다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 40이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기가 치환될 수 있다고 할 때, 치환된 플루오레닐기는 플루오레닐기의 5각 고리의 치환기가 서로 스피로 결합하여 방향족 탄화수소를 형성하는 화합물까지 모두 포함하는 것이다. 상기 치환된 플루오렌은 9,9'-스피로바이플루오렌, 스피로[사이클로펜탄-1,9'-플루오렌], 스피로[벤조[c]플루오렌-7,9-플루오렌] 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S 및 Se중 1개 이상을 포함하는 아릴기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 40이다. 다른 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 30이다. 헤테로아릴기의 예로는 티오페닐기, 퓨라닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피리디닐기, 비피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리디닐기, 카르볼리닐기, 아세나프토퀴녹살리닐기, 인데노퀴나졸리닐기, 인데노이소퀴놀리닐기, 인데노퀴놀리닐기, 피리도인돌릴기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 피라지노피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐(phenanthrolinyl)기, 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페녹사지닐기 및 페노티아지닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
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 명세서에 있어서, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리; 또는 이들의 축합고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리의 방향성을 가지면서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다. 예로는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서,
Figure PCTKR2018012683-appb-I000002
는 다른 치환기에 연결되는 부위를 의미한다.
본 발명의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000003
상기 화학식 1에 있어서,
X1 및 X2 중 하나는 CRaRb이고, 나머지 하나는 직접결합이며,
Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
X3 및 X4 중 하나는 S 또는 O이고, 나머지 하나는 직접결합이며,
A 및 B 중 하나는 치환 또는 비치환된 벤젠이고, 나머지 하나는 치환 또는 치환된 나프탈렌이며,
Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 -O(R10); 치환 또는 비치환된 -Si(R11)(R12)(R13); 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 -N(R14)(R15)이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하며,
R10 내지 R15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
a1은 0 내지 4의 정수이고, a1가 2 이상인 경우 R1은 서로 동일하거나 상이하며,
a2는 0 내지 4의 정수이고, a2가 2 이상인 경우 R2는 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명에 있어서, 상기 화학식 1은 전자 받개(electron acceptor) 부분(
Figure PCTKR2018012683-appb-I000004
)과 전자 주개(electron donor) 부분(
Figure PCTKR2018012683-appb-I000005
)으로 구성되며, 화학식 1의 화합물은 상기 전자 주개 부분과 전자 받개 부분이 직접 연결됨으로써 화합물의 밴드갭이 줄어들어, 발광층의 호스트 재료로 사용될 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 적색 발광층의 호스트 재료로 사용될 수 있다.
일 실시상태에서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000006
[화학식 3]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000007
[화학식 4]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000008
상기 화학식 2 내지 4에 있어서,
X1, X2, X3, X4, R1, R2, Ar, a1 및 a2의 정의는 화학식 1에 정의된 바와 같고,
R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 -O(R16); 치환 또는 비치환된 -Si(R17)(R18)(R19); 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 -N(R20)(R21)이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하며,
R16 내지 R21은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
a3는 0 내지 2의 정수이고, a3가 2인 경우 R3는 서로 동일하거나 상이하며,
a4는 0 내지 6의 정수이고, a4가 2 이상인 경우 R4는 서로 동일하거나 상이하며,
a5는 0 내지 6의 정수이고, a5가 2 이상인 경우 R5는 서로 동일하거나 상이하며,
a6는 0 내지 6의 정수이고, a6가 2 이상인 경우 R6는 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 2-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 2-1]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000009
[화학식 2-2]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000010
[화학식 2-3]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000011
상기 화학식 2-1 내지 2-3에 있어서,
X1 내지 X4, R1 내지 R3, R6, Ar, a1 내지 a3 및 a6의 정의는 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 3-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 3-1]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000012
[화학식 3-2]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000013
[화학식 3-3]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000014
상기 화학식 3-1 내지 3-3에 있어서,
X1 내지 X4, R1 내지 R4, Ar 및 a1 내지 a4의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 내지 4-3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 4-1]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000015
[화학식 4-2]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000016
[화학식 4-3]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000017
상기 화학식 4-1 내지 4-3에 있어서,
X1 내지 X4, R1 내지 R3, R5, Ar, a1 내지 a3 및 a5의 정의는 화학식 4에서 정의한 바와 같다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 5 또는 화학식 6으로 표시된다.
[화학식 5]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000018
[화학식 6]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000019
상기 화학식 5 및 6에 있어서,
X1 내지 X4, R1, R2, a1, a2 및 Ar의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
R7 내지 R9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 -O(R22); 치환 또는 비치환된 -Si(R23)(R24)(R25); 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 -N(R26)(R27)이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하며,
R22 내지 R27은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
a7은 0 내지 4의 정수이고, a7이 2 이상인 경우 R7은 서로 동일하거나 상이하며,
a8은 0 내지 4의 정수이고, a8이 2 이상인 경우 R8은 서로 동일하거나 상이하며,
a9는 0 내지 4의 정수이고, a9가 2 이상인 경우 R9는 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1은 직접결합이고 X2는 CRaRb이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1은 CRaRb이고 X2는 직접결합이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1과 X2 중 X1이 벤젠 고리에 N과 보다 가깝게 결합한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra 및 Rb는 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra 및 Rb는 치환 또는 비치환된 C1-C6의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra 및 Rb는 치환 또는 비치환된 C1-C4의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra 및 Rb는 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra는 메틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rb는 메틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 X3 및 X4 중 하나는 S 또는 O이고, 나머지 하나는 직접결합이다. 상기 X3 또는 X4가 CH2이면 화합물이 매우 불안정하다. 또한, 상기 X3 또는 X4가 C(R60)(R61)이고, R60 및 R61이 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기이면, R60 및 R61과 Ar간의 입체 장애로 인하여 소자의 수명이 저하되므로, X3 및 X4 중 어느 하나는 S 또는 O인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 X3는 S이고 X4는 직접결합이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 X3는 O이고 X4는 직접결합이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1은 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R2는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R4는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R6는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R7은 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R8은 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 R9는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a1는 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a2는 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a3는 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a4는 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a5는 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a6는 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a7은 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a8는 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a9는 0이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 A는 나프탈렌이고, B는 벤젠이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 A는 벤젠이고, B는 나프탈렌이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 C6-C25의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C25의 헤테로아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 C6-C18의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20의 헤테로아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 페닐기; 바이페닐기; 나프틸기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 하기의 헤테로고리 화합물 중에서 선택된 어느 하나이다.
Figure PCTKR2018012683-appb-I000020
Figure PCTKR2018012683-appb-I000021
Figure PCTKR2018012683-appb-I000022
Figure PCTKR2018012683-appb-I000023
Figure PCTKR2018012683-appb-I000024
Figure PCTKR2018012683-appb-I000025
Figure PCTKR2018012683-appb-I000026
Figure PCTKR2018012683-appb-I000027
Figure PCTKR2018012683-appb-I000028
Figure PCTKR2018012683-appb-I000029
Figure PCTKR2018012683-appb-I000030
Figure PCTKR2018012683-appb-I000031
Figure PCTKR2018012683-appb-I000032
Figure PCTKR2018012683-appb-I000033
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 하기 반응식 1과 같은 방식으로 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2018012683-appb-I000034
상기 반응식 1에 있어서, A, B, X1, X2, X3, X4, R1, R2, Ar, a1 및 a2의 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고, X 및 X'는 각각 독립적으로 할로겐기이다. 본 발명에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 스즈키 커플링(suzuki coupling) 반응과 부크발드-하르트빅 아미노화(Buchwald-Hartwig amination) 반응을 통하여 합성할 수 있다.
그러나, 상기 반응식 1의 합성 방법은 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 합성 방법의 하나의 예시에 불과하며, 반응식 1에서 일부 시약을 달리하거나, 일부 합성 단계를 달리하거나, 공지된 기타 다른 방법에 의해서 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 합성할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 대향하여 구비된다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있고, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 정공조절층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적거나 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공 수송 및 주입을 동시에 하는 층 및 정공조절층 중 적어도 하나의 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 정공 수송 및 주입을 동시에 하는 층 및 정공조절층 중 적어도 하나의 층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 호스트로서 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 발광층은 적색 발광층일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 도판트를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 도판트는 인광 도판트 또는 형광 도판트일 수 있다.
상기 인광 도판트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)루테늄, 비스(2-페닐피리디나토-N,C2)팔라듐, 비스(2-페닐피리디나토-N,C2)플래티늄, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)오스뮴, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)레늄, 옥타에틸 플래티늄 포르피린, 옥타페닐 플래티늄 포르피린, 옥타에틸 팔라듐 포르피린, 옥타페닐 팔라듐 포르피린, 이리듐(Ⅲ)비스[(4,6-다이플루오로페닐)-피리디나토-N,C2']피콜리네이트(Firpic), 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)이리듐(Ir(ppy)3), fac-트리스(2-페닐피리딘)이리듐(Ⅲ)(fac-Ir(ppy)3), 비스-(2-페닐피리디나토-N,C2)이리듐(아세틸아세토네이트)(Ir(ppy)2(acac)) 및 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르핀 플래티늄(Ⅱ)(PtOEP) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 형광 도판트로는 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자, 1,6-비스(디페닐아민)파이렌(1,6-Bis(diphenylamine)pyrene), TBPe(tetrakis(t-butyl)perylene), p-비스(p-N,N-디페닐-아미노스티릴)벤젠 또는 페닐 사이클로펜타디엔(pheny1cyclopentadiene) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 유기물층은 전자주입층 및 전자수송층 중 적어도 한 층을 포함하고, 상기 전자주입층 및 전자수송층 중 적어도 하나의 층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자조절층을 포함하고, 상기 전자조절층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 정공주입층을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공조절층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 제1 정공주입층, 제2 정공주입층, 정공수송층, 정공조절층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 정공주입층 및 상기 제2 정공주입층은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공조절층, 발광층 및 전자 수송 및 주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 노말 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 발광층(8)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 제1 정공주입층(5), 제2 정공주입층(9), 정공수송층(6), 정공조절층(7), 발광층(8), 전자수송층(10), 전자주입층(11) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 제1 정공주입층(5), 제2 정공주입층(9), 정공수송층(6), 발광층(8) 전자수송층(10) 또는 전자주입층(11)에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 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 1로 표시되는 헤테로고리 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다. 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
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 정공주입층은 전극으로부터 수취받은 정공을 발광층 또는 발광층쪽으로 구비된 인접한 층에 주입하는 층이다. 상기 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 엑시톤의 전자주입층 또는 전자 주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)는 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 상기 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 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층이다. 상기 정공 수송 물질로는 양극이나 정공주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 상기 정공 수송 물질의 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공조절층은 발광층으로주터 전자가 양극으로 유입되는 것을 방지하고 발광층으로 유입되는 정공의 흐름을 조절하여 소자 전체의 성능을 조절하는 층이다. 상기 정공 조절 물질로는 발광층으로부터 양극으로의 전자의 유입을 방지하고, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 주입되는 정공의 흐름을 조절하는 능력을 갖는 화합물이 바람직하다. 일 실시상태에 있어서, 전자 차단층으로는 아릴아민 계열의 유기물이 사용될 수 있으나, 이에 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); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조퀴놀린-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 도판트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 파이렌 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.
상기 발광층의 도판트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스티릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 상기 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 파이렌, 안트라센, 크라이센, 페리플란텐 등을 사용할 수 있다. 상기 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환된 화합물을 사용할 수 있다. 상기 스티릴아민 화합물의 예로는 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자조절층은 발광층으로부터 정공이 음극으로 유입되는 것을 차단하고 발광층으로 유입되는 전자를 조절하여 소자 전체의 성능을 조절하는 층이다. 전자 조절 물질로는 발광층으로부터 음극으로의 정공의 유입을 방지하고, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 주입되는 전자를 조절하는 능력을 갖는 화합물이 바람직하다. 전자 조절 물질로는 소자 내 사용되는 유기물층의 구성에 따라 적절한 물질을 사용할 수 있다. 상기 전자조절층은 발광층과 음극 사이에 위치하며, 바람직하게는 발광층에 직접 접하여 구비된다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층이다. 상기 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 상기 전자 수송 물질의 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 전자수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 음극 물질과 함께 사용할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 물질로는 낮은 일함수를 가지는 물질; 및 알루미늄층 또는 실버층을 사용할 수 있다. 상기 낮은 일함수를 가지는 물질의 예로는 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨 등이 있으며, 상기 물질로 층을 형성한 후 알루미늄층 또는 실버층을 상기 층 위에 형성할 수 있다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 수취받은 전자를 발광층에 주입하는 층이다. 상기 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자 주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 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-히드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-히드록시벤조[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.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[제조예]
제조예 1: 화합물 A의 제조
화합물 A-1의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000035
3구 플라스크에 3-브로모-9,9-디메틸-9H-플루오렌(20g, 73.2mmol), 비스(피나콜라토)디보론(22.3g, 87.9mmol), Pd(dba)2(0.8g, 1.5mmol), 트리사이클로헥실포스핀(0.8g, 2.9mmol), KOAc(14.4g, 146.6mmol) 및 1,4-디옥산 300ml을 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건 하에서 12시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 에틸아세테이트로 추출하였다. 추출액을 황산마그네슘으로 건조하고, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-1을 수득하였다(15.9g, 수율 68%, MS: [M+H]+= 320).
화합물 A-2의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000036
3구 플라스크에 화합물 A-1(15g, 46.8mmol), 1-브로모-2-나이트로나프탈렌(13g, 51.5mmol)을 THF 225ml에 녹이고 K2CO3(25.9g, 187.4mmol)을 물 75ml에 녹여 넣는다. 여기에 Pd(PPh3)4(2.7g, 2.3mmol)를 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 8시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조하고, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-2를 수득하였다(13.9g, 수율 81%, MS[M+H]+= 365).
화합물 A의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000037
2구 플라스크에 화합물 A-2(13g, 35.6mmol), 트리페닐포스핀(7.4g, 53.4mmol) 및 o-디클로로벤젠(130mL)을 넣고 환류 조건 하에서 24시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 감압 증류하여 용매를 제거하고 CH2Cl2로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A를 수득하였다(8.9g, 수율 75%, MS:[M+H]+= 333).
제조예 2: 화합물 B의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000038
화합물 B-1의 제조
3-브로모-9,9-디메틸-9H-플루오렌 대신 2-브로모-9,9-디메틸-9H-플루오렌을 사용한 것을 제외하고는 화합물 A-1의 제조방법과 동일한 방법으로 화합물 B-1을 얻었다(MS:[M+H]+= 320).
화합물 B-2의 제조
화합물 A-1 대신 화합물 B-1을 사용한 것을 제외하고는 화합물 A-2의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 B-2를 얻었다(MS:[M+H]+= 365).
화합물 B의 제조
화합물 A-2 대신 화합물 B-2를 사용한 것을 제외하고는 화합물 A의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 B를 얻었다(MS:[M+H]+= 333).
제조예 3: 화합물 C의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000039
화합물 C-1의 제조
1-브로모-2-나이트로나프탈렌 대신 2-브로모-1-나이트로나프탈렌을 사용한 것을 제외하고는 화합물 B-2의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 C-1을 얻었다(MS:[M+H]+= 365).
화합물 C의 제조
화합물 A-2 대신 화합물 C-1을 사용한 것을 제외하고는 화합물 A의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 C를 얻었다(MS:[M+H]+= 333).
제조예 4: 화합물 D의 제조
화합물 D-1의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000040
3구 플라스크에 9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민(15g, 71.7mmol) 및 2,3-디브로모나프탈렌(22.5g, 78.8mmol)을 톨루엔(300mL)에 녹이고, 소듐 t-부톡사이드(10.3g, 107.5mmol) 및 Pd(P(t-Bu)3)2(0.7g, 1.4mmol)를 넣은 후, 아르곤 분위기 및 환류 조건 하에서 12시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 물을 넣고 반응액을 분액 깔대기에 옮겨 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 및 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 D-1을 수득하였다(23.2 g, 수율 78%, MS:[M+H]+= 414).
화합물 D의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000041
2구 플라스크에 화합물 D-1(20g, 48.3mmol), 트리페닐포스핀(10g, 72.4 mmol) 및 o-디클로로벤젠(200mL)을 넣고 환류 조건 하에서 24시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 감압 증류하여 용매를 제거하고 CH2Cl2로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 D를 수득하였다(12.1 g, 수율 75%, MS:[M+H]+= 333).
제조예 5: 화합물 E의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000042
화합물 E-1의 제조
9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 대신 9,9-디메틸-9H-플루오렌-4-아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 D-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 E-1을 얻었다(MS:[M+H]+= 414).
화합물 E의 제조
화합물 D-1 대신 화합물 E-1을 사용한 것을 제외하고는 화합물 D의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 E를 얻었다(MS:[M+H]+= 333).
제조예 6: 화합물 F의 제조
화합물 F-1의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000043
3구 플라스크에 2-브로모-4-클로로-1-나이트로벤젠(30g, 126.9mmol) 및 나프탈렌-2-일보론산(24g, 139.6mmol)을 THF(450mL)에 녹이고 K2CO3(70.1g, 507.5mmol)을 물(150mL)에 녹여 넣었다. 여기에 Pd(PPh3)4(7.3g, 6.3mmol)를 넣고, 아르곤 분위기의 환류 조건 하에서 8시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 여과 및 농축한 후, 에탄올로 재결정하여 화합물 F-1을 수득하였다(29.2g, 수율 81%, MS:[M+H]+= 283).
화합물 F-2의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000044
2구 플라스크에 화합물 F-1(29g, 102.2mmol), 트리페닐포스핀(21.2g, 153.3 mmol) 및 o-디클로로벤젠(290mL)을 넣고 환류 조건 하에서 24시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 감압 증류하여 용매를 제거하고 CH2Cl2로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 F-2를 수득하였다(18.3g, 수율 71%, MS:[M+H]+= 251).
화합물 F-3의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000045
건조된 3구 플라스크에 화합물 F-2(18g, 71.5mmol)를 질소 분위기 하에서 THF(180mL)에 녹인 후, -78℃에서 교반하면서 n-부틸리튬이 1.6M 농도로 포함된 헥산 용액(49mL, 78.7mmol)을 천천히 적가하였다. 적가가 완료되면 -78℃를 유지하며 1시간 더 교반하였다. 그 후, 트리메틸보레이트(8.9g, 85.8mmol)를 천천히 적가한 후, 상온으로 올려서 1시간 교반하였다. 반응이 종료되면 2N HCl 수용액(50mL)을 상온에서 적가한 후 30분 동안 교반하였다. 반응액을 분액 깔대기에 옮기고 물과 에틸 아세테이트를 이용하여 유기층을 추출하여 감압 농축한 후, CH2Cl2와 헥산으로 재결정하여 화합물 F-3를 수득하였다(12.7g, 수율 68%, MS:[M+H]+= 261).
화합물 F-4의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000046
3구 플라스크에 화합물 F-3(12g, 46mmol), 메틸-2-브로모벤조에이트(10.9 g, 50.6mmol)을 THF(180mL)에 녹이고 K2CO3(25.4g, 183.8mmol)을 물(60mL)에 녹여 넣었다. 여기에 Pd(PPh3)4(2.7g, 2.3mmol)를 넣고, 아르곤 분위기의 환류 조건 하에서 8시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 여과 및 농축한 후, 에탄올로 재결정하여 화합물 F-4를 수득하였다(13.9 g, 수율 86%, MS:[M+H]+= 351).
화합물 F-5의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000047
건조된 2구 플라스크에 화합물 F-4(13g, 37mmol)를 질소 분위기 하에서 THF(130mL)에 녹인 후, -78℃에서 교반하면서 메틸리튬 1.6M 농도로 포함된 헥산 용액(58mL, 92.5mmol)을 천천히 적가하였다. 적가가 완료되면 -78℃를 유지하며 2시간 더 교반하였다. 이후, 에탄올(30ml)을 넣고 상온으로 올려서 1시간 교반하였다. 반응이 종료되면 염화나트륨 수용액 100ml를 넣고 20분간 교반한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮겨 물과 에틸 아세테이트를 이용하여 유기층을 추출하여 감압 농축한 후, 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 F-5를 수득하였다(8.8g, 수율 68%, MS:[M+H]+= 351).
화합물 F의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000048
2구 플라스크에 화합물 F-5(8g, 22.8mmol)와 아세트산(160ml)을 넣은 후 진한황산(0.3ml)을 서서히 넣고 3시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 반응액을 물 500ml에 붓고 30분간 교반한 후, 분액 깔대기에 옮겨 클로로포름을 이용하여 추출한 후 유기층을 염화나트륨 수용액 300ml로 씻어주었다. 유기층을 MgSO4로 건조 후 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 F를 수득하였다(6.5g, 수율 85%, MS:[M+H]+= 333).
제조예 7: 화합물 G의 제조
화합물 G-1의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000049
3구 플라스크에 (7,7-디메틸-7H-벤조[c]플루오렌-5-일)보론산(15g, 52.1mmol), 1-브로모-2-나이트로벤젠(11.6g, 57.3mmol)을 THF 225ml에 녹이고 K2CO3(28.8g, 208.2mmol)을 물 75ml에 녹여 넣는다. 여기에 Pd(PPh3)4(3g, 2.6mmol)를 넣고, 아르곤 분위기 환류 조건하에서 8시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 G-1을 수득하였다. (16.2g, 수율 85%, MS[M+H]+= 365)
화합물 G의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000050
2구 플라스크에 화합물 G-1(15g, 41mmol), 트리페닐포스핀(8.5g, 61.6mmol) 및 o-디클로로벤젠(150mL)을 넣고 환류 조건 하에서 24시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 감압 증류하여 용매를 제거하고 CH2Cl2로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 여과 및 농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 G를 수득하였다(10.3g, 수율 75%, MS:[M+H]+= 333).
제조예 8: 화합물 H의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000051
화합물 H-1의 제조
(7,7-디메틸-7H-벤조[c]플루오렌-5-일)보론산 대신 (11,11-디메틸-11H-벤조[a]플루오렌-5-일)보론산을 사용한 것을 제외하고는 화합물 G-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 H-1을 얻었다(MS:[M+H]+= 365).
화합물 H의 제조
화합물 G-1 대신 화합물 H-1을 사용한 것을 제외하고는 화합물 G의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 H를 얻었다(MS:[M+H]+= 333).
제조예 9: 화합물 1의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000052
3구 플라스크에 화합물 A(10g, 30mmol) 및 화합물 a(10.7g, 36mmol)를 자일렌(200mL)에 녹이고 소듐 t-부톡사이드(4.3g, 45mmol) 및 Pd(P(t-Bu)3)2(0.3g, 0.6mmol)를 넣은 후, 아르곤 분위기의 환류 조건 하에서 12시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 물을 넣고 반응액을 분액 깔대기에 옮겨 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조, 농축하고 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 후 승화 정제하여 화합물 1을 수득하였다(5.5g, 수율 31%, MS:[M+H]+= 594).
제조예 10: 화합물 2의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000053
화합물 a 대신 화합물 b를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 2를 얻었다(MS:[M+H]+= 700).
제조예 11: 화합물 3의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000054
화합물 A 대신 화합물 B를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 c를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 3을 얻었다(MS:[M+H]+= 644).
제조예 12: 화합물 4의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000055
화합물 A 대신 화합물 C를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 4를 얻었다(MS:[M+H]+= 594).
제조예 13: 화합물 5의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000056
화합물 A 대신 화합물 C를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 d를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 5를 얻었다(MS:[M+H]+= 670).
제조예 14: 화합물 6의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000057
화합물 A 대신 화합물 D를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 e를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 6을 얻었다(MS:[M+H]+= 578).
제조예 15: 화합물 7의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000058
화합물 A 대신 화합물 D를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 f를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 7을 얻었다(MS:[M+H]+= 628).
제조예 16: 화합물 8의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000059
화합물 A 대신 화합물 E를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 g를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 8을 얻었다(MS:[M+H]+= 668).
제조예 17: 화합물 9의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000060
화합물 A 대신 화합물 F를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 h를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 9를 얻었다(MS:[M+H]+= 644).
제조예 18: 화합물 10의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000061
화합물 A 대신 화합물 F를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 i를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 10을 얻었다(MS:[M+H]+= 759).
제조예 19: 화합물 11의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000062
화합물 A 대신 화합물 G를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 11을 얻었다(MS:[M+H]+= 594).
제조예 20: 화합물 12의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000063
화합물 A 대신 화합물 G를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 j를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 12를 얻었다(MS:[M+H]+= 670).
제조예 21: 화합물 13의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000064
화합물 A 대신 화합물 G를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 i를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 13을 얻었다(MS:[M+H]+= 759).
제조예 22: 화합물 14의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000065
화합물 A 대신 화합물 G를 사용하고, 화합물 a 대신 화합물 k를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 14를 얻었다(MS:[M+H]+= 628).
제조예 23: 화합물 15의 제조
Figure PCTKR2018012683-appb-I000066
화합물 A 대신 화합물 H를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 15를 얻었다(MS:[M+H]+= 594).
<비교예 1>
ITO(Indium Tin Oxide)가 1,400Å의 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, 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 HI-A과 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexaazatriphenylene; HAT-CN)을 각각 800Å, 50Å의 두께로 순차적으로 열 진공 증착하여 제1 및 제2 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 하기 HT-A를 800Å 두께로 진공 증착하여 정공수송층을 형성하고, 그 위에 하기 EB-A를 600Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공조절층을 형성하였다. 이어서 하기 호스트 RH-A와 2wt%의 도판트 RD를 400Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다. 그 위에, 하기 ET-A와 Liq를 1:1의 중량비로 열 진공 증착하여 360Å의 두께의 전자 수송층을 형성하고, 이어서 Liq를 5Å의 두께로 진공 증착하여 전자 주입층을 형성하였다.
Figure PCTKR2018012683-appb-I000067
상기 전자주입층 위에 순차적으로 마그네슘과 은을 10:1의 중량비로 220Å의 두께로, 알루미늄을 1000Å 두께로 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실시예 1 내지 15 및 비교예 2 내지 8>
상기 비교예 1에서 RH-A 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 점을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법을 이용하여 실시예 1 내지 15 및 비교예 2 내지 8의 유기 발광 소자를 각각 제작하였다.
Figure PCTKR2018012683-appb-I000068
상기 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 8에서 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하여, 구동전압, 전류효율 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 구동전압 및 전류효율은 10mA/cm2의 전류 밀도를 인가하여 측정되었으며, LT97은 전류 밀도 20mA/cm2에서 초기휘도가 97%로 저하할 때까지의 시간을 의미한다.
호스트 구동전압(V) 전류효율(cd/A) LT97(hr)
실시예 1 화합물 1 4.95 23.4 110
실시예 2 화합물 2 4.91 23.2 105
실시예 3 화합물 3 5.02 23.1 109
실시예 4 화합물 4 4.93 23.0 115
실시예 5 화합물 5 4.98 22.8 111
실시예 6 화합물 6 5.06 22.9 101
실시예 7 화합물 7 4.95 23.4 99
실시예 8 화합물 8 4.97 22.5 106
실시예 9 화합물 9 5.00 22.7 91
실시예 10 화합물 10 5.08 22.1 104
실시예 11 화합물 11 4.88 21.9 103
실시예 12 화합물 12 4.85 21.4 90
실시예 13 화합물 13 4.81 21.5 96
실시예 14 화합물 14 4.86 21.7 91
실시예 15 화합물 15 4.93 21.1 91
비교예 1 RH-A 5.33 19.1 76
비교예 2 RH-B 5.71 11.1 30
비교예 3 RH-C 7.06 6.1 3
비교예 4 RH-D 6.90 8.5 10
비교예 5 RH-E 5.85 10.7 28
비교예 6 RH-F 5.49 17.6 61
비교예 7 RH-G 5.44 17.9 65
비교예 8 RH-H 5.42 18.2 68
상기 표 1의 결과에서 볼 수 있듯이, RH-B와 같이 화학식 1의 구조에서 A나 B 고리에 나프탈렌 고리가 있지 않은 구조는 삼중항 에너지가 높아 소자에 적용시 소자의 효율이 감소된다.
또한, RH-C 또는 RH-D와 같이 위쪽의 전자 받개 역할을 하는 유닛에 질소 개수가 한 개인 경우는 전자를 당기는 힘이 부족하여 소자에 적용 시 전압 상승의 원인이 된다.
RH-E처럼 X3 또는 X4에 C(CH3)2가 오는 경우 C(CH3)의 -CH3와 Ar기 간 입체 장애로 인하여 물질의 안정성이 떨어져 소자의 수명이 저하된다.
화학식 1의 구조를 갖는 화합물들을 유기 발광 소자의 발광층 호스트로 적용하였을 경우, 저전압, 고효율 및 장수명의 특성을 나타내 최적의 소자를 얻을 수 있다.
<부호의 설명>
1: 기판
2: 양극
4: 음극
5: 제1 정공주입층
6: 정공수송층
7: 정공조절층
8: 발광층
9: 제2 정공주입층
10: 전자수송층
11: 전자주입층

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000069
    상기 화학식 1에 있어서,
    X1 및 X2 중 하나는 CRaRb이고, 나머지 하나는 직접결합이며,
    Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    X3 및 X4 중 하나는 S 또는 O이고, 나머지 하나는 직접결합이며,
    A 및 B 중 하나는 치환 또는 비치환된 벤젠이고, 나머지 하나는 치환 또는 치환된 나프탈렌이며,
    Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 -O(R10); 치환 또는 비치환된 -Si(R11)(R12)(R13); 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 -N(R14)(R15)이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하며,
    R10 내지 R15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
    a1은 0 내지 4의 정수이고, a1가 2 이상인 경우 R1은 서로 동일하거나 상이하며,
    a2는 0 내지 4의 정수이고, a2가 2 이상인 경우 R2는 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000070
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000071
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000072
    상기 화학식 2 내지 4에 있어서,
    X1, X2, X3, X4, R1, R2, Ar, a1 및 a2의 정의는 화학식 1에 정의된 바와 같고,
    R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 -O(R16); 치환 또는 비치환된 -Si(R17)(R18)(R19); 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 -N(R20)(R21)이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하며,
    R16 내지 R21은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
    a3는 0 내지 2의 정수이고, a3가 2인 경우 R3는 서로 동일하거나 상이하며,
    a4는 0 내지 6의 정수이고, a4가 2 이상인 경우 R4는 서로 동일하거나 상이하며,
    a5는 0 내지 6의 정수이고, a5가 2 이상인 경우 R5는 서로 동일하거나 상이하며,
    a6는 0 내지 6의 정수이고, a6가 2 이상인 경우 R6는 서로 동일하거나 상이하다.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 2-3 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000073
    [화학식 2-2]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000074
    [화학식 2-3]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000075
    상기 화학식 2-1 내지 2-3에 있어서,
    X1 내지 X4, R1 내지 R3, R6, Ar, a1 내지 a3 및 a6의 정의는 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 3-3 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 3-1]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000076
    [화학식 3-2]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000077
    [화학식 3-3]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000078
    상기 화학식 3-1 내지 3-3에 있어서,
    X1 내지 X4, R1 내지 R4, Ar 및 a1 내지 a4의 정의는 화학식 3에서 정의한 바와 같다.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 내지 4-3 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 4-1]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000079
    [화학식 4-2]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000080
    [화학식 4-3]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000081
    상기 화학식 4-1 내지 4-3에 있어서,
    X1 내지 X4, R1 내지 R3, R5, Ar, a1 내지 a3 및 a5의 정의는 화학식 4에서 정의한 바와 같다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 5 또는 화학식 6으로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000082
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000083
    상기 화학식 5 및 6에 있어서,
    X1 내지 X4, R1, R2, a1, a2 및 Ar의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    R7 내지 R9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 -O(R22); 치환 또는 비치환된 -Si(R23)(R24)(R25); 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 -N(R26)(R27)이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하며,
    R22 내지 R27은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 또는 아릴기이며,
    a7은 0 내지 4의 정수이고, a7이 2 이상인 경우 R7은 서로 동일하거나 상이하며,
    a8은 0 내지 4의 정수이고, a8이 2 이상인 경우 R8은 서로 동일하거나 상이하며,
    a9는 0 내지 4의 정수이고, a9가 2 이상인 경우 R9는 서로 동일하거나 상이하다.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 하기의 헤테로고리 화합물 중에서 선택된 어느 하나인 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000084
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000085
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000086
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000087
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000088
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000089
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000090
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000091
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000092
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000093
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000094
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000095
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000096
    Figure PCTKR2018012683-appb-I000097
    .
  8. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층은 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층 및 전자수송층 중 적어도 한 층을 포함하고, 상기 전자주입층 및 전자수송층 중 적어도 하나의 층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공수송 및 주입을 동시에 하는 층 및 정공조절층 중 적어도 하나의 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 정공수송 및 주입을 동시에 하는 층 및 정공조절층 중 적어도 하나의 층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
PCT/KR2018/012683 2017-10-30 2018-10-25 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 WO2019088561A1 (ko)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113582907A (zh) * 2021-08-16 2021-11-02 陕西维世诺新材料有限公司 一种5-氢-苯并[b]咔唑衍生物的制备方法及其衍生物

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140079595A (ko) * 2012-12-17 2014-06-27 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20170063394A (ko) * 2015-11-30 2017-06-08 주식회사 엘지화학 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20170093388A (ko) * 2016-02-05 2017-08-16 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20170099476A (ko) * 2016-02-24 2017-09-01 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20170113334A (ko) * 2016-03-28 2017-10-12 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100998460B1 (ko) 2002-12-17 2010-12-06 후지필름 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자
KR20130114785A (ko) * 2012-04-10 2013-10-21 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 신규한 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102313358B1 (ko) * 2014-07-10 2021-10-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102417039B1 (ko) * 2015-08-20 2022-07-05 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102420475B1 (ko) * 2015-09-18 2022-07-13 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2017164632A1 (ko) * 2016-03-24 2017-09-28 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102110983B1 (ko) * 2016-04-14 2020-05-14 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20180011980A (ko) * 2016-07-26 2018-02-05 에스에프씨 주식회사 신규한 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102064413B1 (ko) * 2017-06-29 2020-01-09 주식회사 엘지화학 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
CN110945675A (zh) * 2017-07-26 2020-03-31 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 多种主体材料和包含其的有机电致发光装置
KR102598350B1 (ko) * 2017-09-26 2023-11-07 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140079595A (ko) * 2012-12-17 2014-06-27 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20170063394A (ko) * 2015-11-30 2017-06-08 주식회사 엘지화학 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20170093388A (ko) * 2016-02-05 2017-08-16 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20170099476A (ko) * 2016-02-24 2017-09-01 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20170113334A (ko) * 2016-03-28 2017-10-12 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자

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