WO2020036441A1 - 유기발광소자 - Google Patents

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WO2020036441A1
WO2020036441A1 PCT/KR2019/010378 KR2019010378W WO2020036441A1 WO 2020036441 A1 WO2020036441 A1 WO 2020036441A1 KR 2019010378 W KR2019010378 W KR 2019010378W WO 2020036441 A1 WO2020036441 A1 WO 2020036441A1
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unsubstituted
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PCT/KR2019/010378
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김영석
구기동
서상덕
이민우
윤정민
오중석
김공겸
천민승
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
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    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Definitions

  • the present specification relates to an organic light emitting device.
  • the organic light emitting device has a structure in which an organic thin film is disposed between two electrodes. When a voltage is applied to the organic light emitting device having such a structure, electrons and holes injected from two electrodes are combined in the organic thin film to form a pair, then disappear and emit light.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or multiple layers as necessary.
  • the materials used in the organic light emitting device are pure organic materials or complex compounds in which organic materials and metals are complexed, and depending on the purpose, hole injection materials, hole transport materials, light emitting materials, electron transport materials, electron injection materials, etc. It can be divided into.
  • the hole injection material or the hole transport material an organic material having a p-type property, that is, an organic material which is easily oxidized and has an electrochemically stable state during oxidation, is mainly used.
  • organic materials having n-type properties that is, organic materials that are easily reduced and have an electrochemically stable state at the time of reduction are mainly used.
  • the light emitting layer material a material having a p-type property and an n-type property at the same time, that is, a material having a stable form in both oxidation and reduction states, and excitons formed by recombination of holes and electrons in the light emitting layer are formed. It is preferable that the material having a high luminous efficiency to convert it into light when it is used.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2017-113808
  • first electrode A second electrode provided to face the first electrode; And an organic material layer including an emission layer and an electron transport layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein the emission layer includes a compound represented by Formula 1 below, and the electron transport layer is It provides an organic light emitting device comprising a compound represented by the formula (2).
  • X is O or S
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted phosphine oxide group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted ring,
  • L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Or a substituted or unsubstituted arylene group,
  • Ar3 and Ar4 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, at least one of Ar3 and Ar4 is an aryl group substituted with a cyano group or a heteroaryl group substituted with a cyano group,
  • A is a substituted or unsubstituted tricyclic or higher condensed ring
  • k1 to k3 are each an integer of 0 to 2, and when k1 to k3 are 2, the substituents in the two parentheses are the same as or different from each other,
  • n1 is an integer of 0 to 4, when n1 is 2 or more, two or more Ar1 are the same as or different from each other,
  • n2 is an integer of 0 to 8, and when n2 is 2 or more, two or more Ar2 are the same as or different from each other.
  • the organic light emitting device of the present invention includes the compound represented by the formula (1) in the light emitting layer, and by including the compound represented by the formula (2) in the electron transport layer, it is possible to obtain an organic light emitting device having a low driving voltage, high efficiency and long life.
  • the compound represented by the formula (1) in the light emitting layer it is possible to facilitate the flow of electrons in the light emitting layer, and at the same time by including the compound represented by the formula (2) in the electron transport layer, by controlling the flow of electrons in the device,
  • the charges in the light emitting layer can be balanced, and thus, the organic light emitting device having low driving voltage, high efficiency and long life can be manufactured.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting device consisting of a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 5, an electron transport layer 6 and a cathode 4. As shown in FIG.
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting device consisting of a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 3, a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, an electron transport layer 6 and a cathode 7. It is.
  • the organic light emitting device of the present invention comprises a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And an organic material layer including an emission layer and an electron transport layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein the emission layer includes a compound represented by Formula 1 below, and the electron transport layer is represented by Formula 2 below. Compound.
  • the organic light emitting device By including a compound represented by the following formula (1) in the light emitting layer of the organic light emitting device, and by including a compound represented by the following formula (2) in the electron transport layer, the organic light emitting device has a low driving voltage, the effect of improving the life of the device Have
  • X is O or S
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted phosphine oxide group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted ring,
  • L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Or a substituted or unsubstituted arylene group,
  • Ar3 and Ar4 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, at least one of Ar3 and Ar4 is an aryl group substituted with a cyano group or a heteroaryl group substituted with a cyano group,
  • A is a substituted or unsubstituted tricyclic or higher condensed ring
  • k1 to k3 are each an integer of 0 to 2, and when k1 to k3 are 2, the substituents in the two parentheses are the same as or different from each other,
  • n1 is an integer of 0 to 4, when n1 is 2 or more, two or more Ar1 are the same as or different from each other,
  • n2 is an integer of 0 to 8, and when n2 is 2 or more, two or more Ar2 are the same as or different from each other.
  • substituted means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited to a position where the hydrogen atom is substituted, that is, a position where the substituent can be substituted, if two or more substituted , Two or more substituents may be the same or different from each other.
  • the term "substituted or unsubstituted” is deuterium; Halogen group; Cyano group (-CN); Nitro group; Hydroxyl group; Silyl groups; Boron group; Alkyl groups; Amine groups; Cycloalkyl group; Phosphine oxide groups; Aryl group; And it is substituted with one or two or more substituents selected from the group consisting of a heterocyclic group or two or more of the substituents exemplified above are substituted with a substituent, or means that do not have any substituents.
  • a substituent to which two or more substituents are linked may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group or may be interpreted as a substituent to which two phenyl groups are linked.
  • examples of the halogen group include fluorine (-F), chlorine (-Cl), bromine (-Br) or iodine (-I).
  • the silyl group may be represented by the formula of -SiY a Y b Y c , wherein Y a , Y b and Y c are each hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the silyl group includes, but is not limited to, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, and phenylsilyl group.
  • the boron group may be represented by a chemical formula of -BY d Y e , wherein Y d and Y e are each hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the boron group may include, but is not limited to, trimethylboron group, triethylboron group, tert-butyldimethylboron group, triphenylboron group, and phenylboron group.
  • the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 60. According to an exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 30 carbon atoms. According to another 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.
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, n-pentyl group, hexyl group, n -Hexyl group, heptyl group, n-heptyl group, octyl group, n-octyl 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. Specifically, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group and the like, but is not limited thereto.
  • 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, a quarterphenyl group, or the like, but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, pyrenyl group, peryllenyl group, triphenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, triphenylenyl group, etc., but is not limited thereto. no.
  • a fluorenyl group may be substituted, and two substituents may be bonded to each other to form a spiro structure.
  • the heterocyclic group is a ring group containing one or more of N, O, S and Si as heteroatoms, and the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms. According to an exemplary embodiment, the heterocyclic group has 2 to 30 carbon atoms.
  • heterocyclic group examples include, for example, pyridine group, pyrrole group, pyrimidine group, quinoline group, pyridazinyl group, furan group, thiophene group, imidazole group, pyrazole group, dibenzofuran group, dibenzothiophene group , Carbazole groups, benzocarbazole groups, naphthobenzofuran groups, benzonaphthothiophene groups, indenocarbazole groups and the like, but are not limited thereto.
  • the amine group may be represented by the formula of -NY f Y g , wherein Y f and Y g are each hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • the amine group is an alkylamine group; Arylalkylamine group; Arylamni group; Aryl heteroaryl amine group; Alkyl heteroaryl amine group; And it may be selected from the group consisting of a heteroarylamine group, more specifically dimethylamine group; Diphenylamine group; It may be a dicyclohexylamine group and the like, but is not limited thereto.
  • the phosphine oxide group specifically includes a diphenylphosphine oxide group, dinaphthylphosphine oxide, and the like, but is not limited thereto.
  • heterocyclic group may be applied except that the heteroaryl group is aromatic.
  • ring in a substituted or unsubstituted ring formed by bonding to each other, a “ring” means a hydrocarbon ring; Or hetero ring.
  • the hydrocarbon ring may be an aromatic, aliphatic or a condensed ring of aromatic and aliphatic, and may be selected from examples of the cycloalkyl group or aryl group except for the divalent group.
  • the description of the aryl group may be applied except that the aromatic hydrocarbon ring is divalent.
  • heterocyclic group may be applied except that the hetero ring is divalent.
  • heteroaryl group may be applied except that the aromatic hetero ring is divalent.
  • the description regarding the aryl group may be applied except that the arylene group is divalent.
  • heteroaryl group In the present specification, the description regarding the heteroaryl group may be applied except that the heteroarylene group is divalent.
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms.
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • Ar is a substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted phenanthrenyl group.
  • Ar is a phenyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group, a naphthyl group or a phenanthrenyl group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group, a naphthyl group or a phenanthrenyl group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group, a naphthyl group or a phenanthrenyl group; Or a phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group, a naphthyl group or a phenanthrenyl group.
  • Ar is a phenyl group unsubstituted or substituted with a naphthyl group or a phenanthrenyl group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; Biphenyl group; Or a phenanthrenyl group.
  • Ar is represented by any one of the following structural formulas.
  • a dotted line means a bonding position
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Cyano group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted phosphine oxide group; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted ring having 2 to 60 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Cyano group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted ring having 2 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 is hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Cyano group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, or when n1 is 2 or more, two or more Ar1 combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic ring having 2 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 is hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Cyano group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, or when n1 is 2 or more, two or more Ar1 are bonded to each other to form benzofuran; Benzothiophene; Dihydrobenzofuran; Or dihydrobenzothiophene.
  • Ar1 is hydrogen or deuterium, or when n1 is 2 or more, two or more Ar1 are bonded to each other to form benzofuran; Benzothiophene; Dihydrobenzofuran; Or dihydrobenzothiophene.
  • Chemical Formula 1 is represented by any one of the following Chemical Formulas 1-1 to 1-4.
  • n1 is an integer of 0 to 3, and when n1 is 2 or more, two or more Ar1 are the same as or different from each other.
  • n1 is an integer of 0 to 2.
  • n1 is 1 or 2.
  • Ar2 is hydrogen
  • n2 is an integer of 0 to 2
  • two Ar2 are the same as or different from each other.
  • n2 is 0 or 1.
  • the L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms.
  • the L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms.
  • L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylene group; Substituted or unsubstituted terphenylene group; Or a substituted or unsubstituted naphthylene group.
  • the L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Phenylene group; Biphenylene group; Terphenylene group; Or a naphthylene group.
  • L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond or any one of the following structural formulas.
  • a dotted line means a bonding position
  • k1 is an integer of 0 to 2
  • two L1 are the same as or different from each other.
  • k1 is 1 or 2.
  • k2 is an integer of 0 to 2
  • two L2 are the same as or different from each other.
  • k2 is 1 or 2.
  • k3 is an integer of 0 to 2
  • two L3 are the same as or different from each other.
  • k3 is 1 or 2.
  • Ar3 and Ar4 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, and at least one of Ar3 and Ar4 is a aryl group having 6 to 60 carbon atoms substituted with a cyano group or a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms substituted with a cyano group .
  • At least one of Ar 3 and Ar 4 is an aryl group substituted with a cyano group or a heteroaryl group substituted with a cyano group. Since the triazine, which is a core structure of Formula 2, has a very fast ability to transport electrons, it may impair charge balance, but may be injected into the light emitting layer by including one or more substituents (Ar3, Ar4) containing a cyano group. It is possible to maintain the balance of charge by controlling the amount of electrons, which can be produced a low driving voltage, high efficiency and long life organic light emitting device.
  • Ar3 and Ar4 are the same as or different from each other, and each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, and at least one of Ar3 and Ar4 is carbon number substituted with a cyano group 6 to 60 aryl groups.
  • any one of Ar3 and Ar4 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, the other is a aryl group having 6 to 60 carbon atoms substituted with a cyano group.
  • Ar3 and Ar4 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted terphenyl group, at least one of Ar 3 and Ar 4 is a phenyl group substituted with a cyano group; A biphenyl group substituted with a cyano group; Or a terphenyl group substituted with a cyano group.
  • any one of Ar3 and Ar4 is a substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted terphenyl group, and the other is a phenyl group substituted with a cyano group; A biphenyl group substituted with a cyano group; Or a terphenyl group substituted with a cyano group.
  • any one of Ar3 and Ar4 is a phenyl group; Biphenyl group; Or a terphenyl group, and the other is a phenyl group substituted with a cyano group; A biphenyl group substituted with a cyano group; Or a terphenyl group substituted with a cyano group.
  • At least one of Ar3 and Ar4 is any one of the following structural formulas.
  • a dotted line means a bonding position
  • A is a substituted or unsubstituted tricyclic or more condensed hydrocarbon ring; Or a substituted or unsubstituted tricyclic or higher condensed hetero ring.
  • A which is a condensed ring of Formula 2 or more, as a substituent, the compound has thermochemical and electrochemical stability, and thus, the fabrication process of the device can be smoothly progressed, and the manufactured device has a long life characteristic. have.
  • A is represented by the following Formula A-1.
  • Y and Z are the same as or different from each other, and each independently hydrogen or deuterium, or combine with each other to form a direct bond or -W- connected ring,
  • W is C (Ra) (Rb), Si (Rc) (Rd), N (Re), O or S,
  • Ra, Rb, Rc, Rd, Re and R1 to R18 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted ring,
  • X1 is' '
  • Formula A-1 has the same structure as in Formula A-1-1, wherein X1 is' ', Formula A-1 has the same structure as in Formula A-1-2.
  • R 1 to R 18, Y and Z are the same as in Formula A-1.
  • the Y and Z are the same as or different from each other, and each independently hydrogen or deuterium, or directly bonded to each other to form a five-membered ring or bonded to each other to form a hexagonal ring connected by -W- .
  • W is C (Ra) (Rb), Si (Rc) (Rd), N (Re), O, or S.
  • Ra, Rb, Rc, Rd, and Re are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted ring.
  • Ra, Rb, Rc, Rd, and Re are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, or Ra, Rb, and Re combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted hydrocarbon ring.
  • Ra, Rb, Rc, Rd, and Re are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted phenyl group, Ra and Rb combine with each other to form a substituted or unsubstituted hydrocarbon ring having 12 to 30 carbon atoms, and Re combines with R18 adjacent to each other to form a hetero ring having 6 to 30 heterocyclic rings; .
  • the R1 to R18 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, or combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted ring.
  • R1 to R18 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, or combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted ring.
  • R1 to R18 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or deuterium or combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms.
  • R1 to R18 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or deuterium, or combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted hydrocarbon ring of 6 to 30 carbon atoms.
  • R1 to R18 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or deuterium, or combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted benzene ring.
  • A is one of the following structures.
  • the structures are hydrogen; heavy hydrogen; Cyano group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • A is one of the following structures.
  • the dotted line means a position connected to L3, wherein the structures are hydrogen; heavy hydrogen; Cyano group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • the structures are hydrogen; heavy hydrogen; Cyano group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • Formula 1 is represented by any one of the following compounds.
  • Chemical Formula 2 is represented by any one of the following compounds.
  • the light emitting layer includes a compound represented by Chemical Formula 1, and further includes a compound represented by Chemical Formula 3 or 4.
  • Cy1 and Cy2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring; Or a substituted or unsubstituted heterocycle,
  • L101, L102 and L11 to L14 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • R101 to R104 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or may be combined with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted ring,
  • Y1 to Y13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted phosphine oxide group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • Y4 and Y5 can combine to form a five-membered ring
  • n are integers of 0 or 1
  • n is an integer of 1,
  • Q1 and Q2 are the same as or different from each other, and each independently O, S or C (Rf) (Rg),
  • R201 to R206, Rf and Rg are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted amine group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • Cy3 and Cy4 are the same as or different from each other, and each independently a monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted ring,
  • n1 and m2 are each an integer of 0 to 2, and when m1 and m2 are each 2, the substituents in parentheses are the same or different from each other.
  • m and n is 1.
  • the light emitting layer includes a compound represented by Chemical Formula 1, further includes a compound represented by Chemical Formula 3 or 4, and an LUMO energy level of the compound represented by Chemical Formulas 3 and 4
  • the absolute value is less than or equal to the absolute value of the LUMO energy level of the compound represented by Formula 1. In this case, since energy transfer from the compound represented by Formula 1 to the compound represented by Formula 3 or 4 is performed smoothly, a device having high luminous efficiency and long lifespan can be manufactured.
  • energy level means the magnitude of energy. Therefore, even when the energy level is displayed in the negative (-) direction from the vacuum level, the energy level is interpreted to mean the absolute value of the corresponding energy value.
  • the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level means the distance from the vacuum level to the highest occupied molecular orbital.
  • the LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) energy level means the distance from the vacuum level to the lowest unoccupied molecular orbital.
  • HOMO Highest Occupied Molecular Orbital
  • LUMO Large Unoccupied Molecular Orbital
  • the inputted structure is optimized using density functional theory (DFT).
  • DFT density functional theory
  • the BPW91 calculation method (Becke exchange and perdew correlation-correlation functional) and the DNP (double numerical basis set including polarization functional) basis set are used for the DFT calculation.
  • BPW91 calculations are described in the paper A. D. Becke, Phys. Rev. A, 38, 3098 (1988) and 'J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B, 45, 13244 (1992), and the DNP base set is the paper 'B. Delley, J. Chem. Phys., 92, 508 (1990).
  • Biovia's “DMol3” package can be used to perform calculations using the density function method. Determining the optimal molecular structure using the method given above results in the energy levels that the electrons can occupy.
  • HOMO energy refers to the highest energy orbital energy among the electron-filled molecular orbitals when the neutral state energy is obtained
  • LUMO energy corresponds to the lowest energy orbital energy among the molecular orbitals without electrons.
  • the HOMO energy level uses IP (Ionization Potential) value (Equation-1) measured using ultraviolet photoemission spectroscopy (UPS), and the LUMO energy level is generally an optical gap in the HOMO energy level. Use the value minus (Equation-2 below).
  • IP Ionization Potential
  • the IP and the optical gap of the X molecule are obtained using the following equations-3 and-4.
  • IP (Ionization potential) E X + cation -E x neutral
  • electron affinity means the difference between the safest energy of the anion and the safest energy of the neutral structure, and may mean the energy released when one electron is added in the neutral state.
  • Equation-4 S0 is a single term of a ground state
  • S1 is a single term of a first excited state
  • E S1 S0 is a single term of a ground state and a single term of a first excited state.
  • Mean energy difference E S0 S0 means energy difference inside the single term of the ground state.
  • E S0 S0 means an energy difference due to a change in the geometry of the single term in the ground state.
  • the opctical gap corresponds to the S0-S1 gap.
  • the energy of the ground and excited states is based on values calculated using a density function.
  • ⁇ (solid / molecule) in the equation-5 means the energy difference between the molecular state and the solid state (Asphericity, Radius of gyration, Molecular weight) weight) may affect this.
  • the organic light emitting device of the present invention includes the compound represented by Chemical Formula 1 as a host of the light emitting layer, and the compound represented by Chemical Formula 3 or 4 as a dopant of the light emitting layer.
  • the content of the dopant is included in 0.5 parts by weight to 10 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the host.
  • the driving voltage of the manufactured organic light emitting diode is low, has a long life, and has an excellent luminous efficiency.
  • Cy1 and Cy2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring; Or a substituted or unsubstituted heterocycle.
  • the Cy1 and Cy2 are the same as or different from each other, and each independently substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted hetero ring having 2 to 60 carbon atoms.
  • Cy1 and Cy2 are the same as or different from each other, and each independently substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted hetero ring having 2 to 30 carbon atoms.
  • Cy1 and Cy2 are the same as or different from each other, and each independently may be any one selected from the following structural formulas, the following structures are an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and aryl having 6 to 60 carbon atoms It may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of groups.
  • Cy1 and Cy2 are the same as or different from each other, and each independently a dibenzofuran ring; Dibenzothiophene ring; Naphthobenzofuran ring; Naphthobenzothiophene ring; Dimethylfluorene ring; Or a dimethylbenzofluorene ring.
  • the L101, L102 and L11 to L14 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 30 carbon atoms.
  • L101, L102, and L11 to L14 are direct bonds.
  • R101 to R104 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted hetero ring.
  • R101 to R104 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted hetero ring.
  • R101 to R104 are the same as or different from each other, and are each independently substituted with deuterium, fluorine, cyano, trimethylsilyl, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or Unsubstituted phenyl group; Biphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, fluorine, cyano group, trimethylsilyl group, alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Deuterium, fluorine, cyano group, trimethylsilyl group, terphenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Naphthyl group which is unsubstituted or substituted with deuterium, fluorine, cyano group, trimethylsilyl group, alkyl
  • R101 to R104 are the same as or different from each other, and each independently deuterium, fluorine, cyano group, trimethylsilyl group, methyl group, propyl group or butyl group, phenyl group, naphthyl group or biphenyl group Substituted or unsubstituted phenyl group; Biphenyl groups unsubstituted or substituted with deuterium, fluorine, cyano, trimethylsilyl, methyl, propyl or butyl, phenyl, naphthyl or biphenyl groups; Terphenyl groups unsubstituted or substituted with deuterium, fluorine, cyano, trimethylsilyl, methyl, propyl or butyl, phenyl, naphthyl or biphenyl groups; Naphthyl groups unsubstituted or substituted with deuterium, fluorine, cyano, trimethylsilyl, methyl, propyl or buty
  • Y1 to Y13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted phosphine oxide group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, Y4 and Y5 may be bonded to form a five-membered ring.
  • Y1 to Y13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • the Y1 to Y13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the Y1 to Y13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted methyl group; A substituted or unsubstituted ethyl group; Or a substituted or unsubstituted tert-butyl group.
  • Y1 to Y13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or tert-butyl group.
  • Y4 and Y5 may be combined to form a pentagonal ring.
  • Formula 3 is represented by the following formula 3-1 or 3-2.
  • L101, L102, L11 to L14, R101 to R104, Y1 to Y13, m and n are the same as defined in Chemical Formula 3,
  • One of X11 and X12 is a direct bond, the other is O, S, C (R31) (R32) or Si (R33) (R34),
  • One of X13 and X14 is a direct bond, the other is O, S, C (R35) (R36) or Si (R37) (R38),
  • W1 to W4 are the same as or different from each other, each independently N or C (R39), at least one of W1 to W4 is N,
  • R21 to R39 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted phosphine oxide group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted ring.
  • any one of the X11 and X12 is a direct bond, the other is O, S, C (R31) (R32) or Si (R33) (R34).
  • X11 is O and X12 is a direct bond.
  • X11 is S and X12 is a direct bond.
  • X11 is C (R31) (R32), and X12 is a direct bond.
  • X11 is Si (R33) (R34), and X12 is a direct bond.
  • X11 is a direct bond
  • X12 is O.
  • X11 is a direct bond
  • X12 is S.
  • X11 is a direct bond
  • X12 is C (R31) (R32).
  • X11 is a direct bond
  • X12 is Si (R33) (R34).
  • any one of X13 and X14 is a direct bond, and the other one is O, S, C (R35) (R36) or Si (R37) (R38).
  • X13 is O and X14 is a direct bond.
  • X13 is S and X14 is a direct bond.
  • X13 is C (R35) (R36), and X14 is a direct bond.
  • X13 is Si (R37) (R38), and X14 is a direct bond.
  • X13 is a direct bond
  • X14 is O.
  • X13 is a direct bond
  • X14 is S.
  • X13 is a direct bond
  • X14 is C (R35) (R36).
  • X13 is a direct bond
  • X14 is Si (R37) (R38).
  • R39 is hydrogen
  • R31 and R32 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R31 and R32 are the same as or different from each other, and are each independently a methyl group.
  • R35 and R36 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R35 and R36 are the same as or different from each other, and are each independently a methyl group.
  • R33 and R34 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R33 and R34 are the same as or different from each other, and are each independently a methyl group.
  • R37 and R38 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R37 and R38 are the same as or different from each other, and are each independently a methyl group.
  • R21 to R30 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group, or combine with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring.
  • R21 to R30 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 40 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms.
  • R21 to R30 are hydrogen, or combine with adjacent groups to form a benzene ring.
  • Formula 3 is represented by any one of the following compounds.
  • Q1 and Q2 are the same as or different from each other, and are each independently O, S, or C (Rf) (Rg).
  • the Q1 and Q2 are the same as or different from each other, and each independently O; Or S.
  • Rf and Rg are the same as or different from each other, and each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Rf and Rg are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted methyl group.
  • R201 to R204 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Cyano group (-CN); Substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the R201 to R204 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Cyano group (-CN); A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms.
  • R201 to R204 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Cyano group (-CN); A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • the R201 to R204 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Cyano group (-CN); An alkyl group having 1 to 30 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R201 to R204 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Cyano group (-CN); Methyl group; Ethyl group; Profile group; Isopropyl group; Butyl group; tert-butyl group; Pentyl group; Hexyl group; Phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Or a naphthyl group.
  • the R201 to R204 is hydrogen or cyano group.
  • the R201 to R204 is hydrogen.
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Cyano group (-CN); Substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 2 to 60 carbon atoms; Substituted or unsubstituted amine group; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted amine group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted amine group; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted amine group; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted arylheteroarylamine group; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; An arylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group; An arylheteroarylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group; An aryl group having 6 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an aryl group; Or a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group.
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; An arylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An arylheteroarylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An aryl group having 6 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted with an aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; A diphenylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A phenylnaphthylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A biphenylphenylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A fluorenylphenylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; Dibenzofuranphenylamine group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A phenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group having 6 to 30 carbon atoms; A naphthyl group unsubstituted or substituted with an aryl group having 6 to 30 carbon atoms; A
  • R205 and R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; A diphenylamine group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; A phenylnaphthylamine group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; A biphenylphenylamine group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; A fluorenylphenylamine group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; A dibenzofuranphenylamine group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; A
  • m1 and m2 are each 1 or 2, when m1 is 2, R205 is the same as or different from each other, and when m2 is 2, two R206 are the same as or different from each other.
  • Cy3 and Cy4 are the same as or different from each other, and each independently a monocyclic or polycyclic substituted or hydrocarbon ring; Or a monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted hetero ring.
  • the Cy3 and Cy4 are the same as or different from each other, and each independently a monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms; Or a monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted hetero ring having 2 to 60 carbon atoms.
  • Cy3 and Cy4 are the same as or different from each other, and each independently a monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms; Or a monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted hetero ring having 2 to 30 carbon atoms.
  • the Cy3 and Cy4 are substituted or unsubstituted benzene ring; Substituted or unsubstituted naphthalene ring; Substituted or unsubstituted benzofuran ring; Substituted or unsubstituted benzothiophene ring; Or a substituted or unsubstituted indene ring.
  • the Cy3 and Cy4 is a benzene ring; Naphthalene ring; Benzofuran ring; Benzothiophene ring; Or an indene ring substituted with an alkyl group.
  • the Cy3 and Cy4 is a benzene ring; Naphthalene ring; Benzofuran ring; Benzothiophene ring; Or an indene ring substituted with a methyl group.
  • Formula 4 is represented by the following formula 4-1 or 4-2.
  • R301, R302 and Ar11 to Ar14 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • the R301 and R302 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R301 and R302 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • the R301 and the R302 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; An aryl group having 6 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group; Or a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group.
  • R301 and R302 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; Aryl groups having 6 to 30 carbon atoms; Or a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the R301 and the R302 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted anthracenyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; It is a carbazole group unsubstituted or substituted by a C1-C20 alkyl group.
  • R301 and R302 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; Phenyl group; Biphenyl group; Naphthyl group; Anthracenyl group substituted with a phenyl group; Phenanthrenyl group; Carbazole groups; Or a ditert-butylcarbazole group.
  • Ar11 to Ar14 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • Ar11 to Ar14 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • Ar11 to Ar14 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • Ar11 to Ar14 are the same as or different from each other, and each independently an aryl group having 6 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group; Or a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group.
  • Ar11 to Ar14 are the same as or different from each other, and each independently an aryl group having 6 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; Or a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Ar11 to Ar14 are the same as or different from each other, and each independently an aryl group having 6 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; Or a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group.
  • Ar11 to Ar14 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; A fluorenyl group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group; Or a dibenzofuran group unsubstituted or substituted with one or more from the group consisting of a methyl group and a tert-butyl group.
  • Chemical Formula 4 may be represented by any one of the following structures.
  • compounds having various energy band gaps may be synthesized by introducing various substituents into the core structures of Chemical Formulas 1 and 2.
  • the HOMO and LUMO energy levels of the compound may be adjusted by introducing various substituents into the core structure of the above structure.
  • X, Ar1, Ar2 and Ar are the same as defined in Formula 1, Y is halogen, preferably bromo or chloro.
  • the reaction is a Suzuki coupling reaction, preferably performed in the presence of a palladium catalyst, and the reactor for the Suzuki coupling reaction can be modified as known in the art. The manufacturing method may be more specific in the production examples to be described later.
  • L1 to L3, k1 to k3, Ar3, Ar4 and A are as defined in Chemical Formula 3
  • Y is halogen, preferably bromo or chloro.
  • the reaction is a Suzuki coupling reaction, preferably performed in the presence of a palladium catalyst, and the reactor for the Suzuki coupling reaction can be modified as known in the art. The manufacturing method may be more specific in the production examples to be described later.
  • the organic light emitting device of the present specification is a conventional organic light emitting device except that the light emitting layer is formed using the compound represented by Formula 1, and the electron transport layer is formed using the compound represented by Formula 2 described above. It can be manufactured by the manufacturing method and material.
  • the organic layer may be formed by a solution coating method as well as a vacuum deposition method.
  • the solution coating method means spin coating, dip coating, inkjet printing, screen printing, spraying method, roll coating and the like, but is not limited thereto.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present invention 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 includes at least one of a hole transport layer, a hole injection layer, an electron blocking layer electron transport and injection layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer, and an electron transport and injection layer as an organic material layer. It may have a structure to.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto, and may include fewer or more organic layers.
  • the organic light emitting device of the present invention comprises a light emitting layer and an electron transport layer, the light emitting layer comprises a compound represented by the formula (1), the electron transport layer comprises a compound represented by the formula (2).
  • the thickness of the light emitting layer including the compound represented by Formula 1 is 50 kPa to 500 kPa, preferably 100 kPa to 400 kPa.
  • the thickness of the electron transport layer including the compound represented by Formula 2 is 50 kPa to 500 kPa, preferably 100 kPa to 400 kPa.
  • the maximum emission peak of the emission layer is 400 nm to 500 nm.
  • the organic light emitting device further includes one or more light emitting layers.
  • the at least one light emitting layer may further include a compound represented by Formula 3 or 4 as a dopant, respectively.
  • the organic light emitting device of the present specification includes a hole transport layer, a hole injection layer, an electron blocking layer, an electron blocking layer, a hole transport layer and a hole injection layer simultaneously, an electron injection layer, a hole blocking layer, and an electron transport and electron injection at the same time It may further comprise one or more of the layers.
  • the structure of the organic light emitting device of the present disclosure is not limited thereto and may include a greater number of organic material layers.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer, and the electron blocking layer may be a material known in the art.
  • 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 organic light emitting diode may have a laminate structure as described below, but is not limited thereto.
  • the structure of the organic light emitting device of the present invention may have a structure as shown in FIG. 1 or 2, but is not limited thereto.
  • the emission layer 5 includes the compound represented by Chemical Formula 1
  • the electron transport layer 6 includes the compound represented by Chemical Formula 2 described above.
  • the 2 illustrates an organic light emitting device in which an anode 2, a hole injection layer 3, a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, an electron transport layer 6, and a cathode 7 are sequentially stacked on a substrate 1.
  • the structure is illustrated.
  • the emission layer 5 includes the compound represented by Chemical Formula 1
  • the electron transport layer 6 includes the compound represented by Chemical Formula 2 described above.
  • the organic light emitting device deposits a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof on a substrate by using a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation.
  • PVD physical vapor deposition
  • an organic material layer comprising a it can be prepared by 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 organic material layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a layer for simultaneously injecting and transporting holes, an electron blocking layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, an electron injection layer, a layer for simultaneously injecting and transporting electrons, and the like. It may have a multilayer structure, but is not limited thereto and may have a single layer structure.
  • the anode is an electrode for injecting holes, and a material having a large work function is preferable as an anode material so that hole injection can be smoothly performed into an organic material layer.
  • the positive electrode material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); A combination of a metal and an oxide such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • the cathode is an electrode for injecting electrons
  • the cathode material is preferably 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 cathode may be formed of one layer or two layers.
  • the hole injection layer is a layer that facilitates the injection of holes from the anode to the light emitting layer
  • the hole injection material is a material capable of well injecting holes from the anode at a low voltage, HOMO (highest occupied) of the hole injection material
  • the molecular orbital is preferably between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • the hole injection material include metal porphyrine, 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 injection layer may have a thickness of 1 to 150 nm. When the thickness of the hole injection layer is 1 nm or more, there is an advantage in that the hole injection characteristic is prevented from being lowered. When the thickness of the hole injection layer is 150 nm or less, the thickness of the hole injection layer is too thick, so that the driving voltage is increased to improve the movement of holes. There is an advantage that can be prevented.
  • the hole transport layer may serve to facilitate the transport of holes.
  • a hole transport material a material capable of receiving holes from an anode or a hole injection layer and transferring the holes to a light emitting layer 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.
  • a hole buffer layer may be additionally provided between the hole injection layer and the hole transport layer, and may include a material known in the art.
  • An electron blocking layer may be provided between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the electron blocking layer may be a material known in the art.
  • the emission layer may emit blue, and may be formed of the compound represented by Chemical Formula 1, and may further include the compound represented by Chemical Formula 3 or 4.
  • the material of the light emitting layer is a material capable of emitting light in the visible light region by transporting and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and corresponds to a material having good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence.
  • the electron transport layer may serve to facilitate the transport of electrons.
  • the electron transporting material a material capable of injecting electrons well from the cathode and transferring the electrons to the light emitting layer is suitable.
  • the electron transport layer a compound represented by Chemical Formula 2 may be used.
  • the thickness of the electron transport layer may be 1 to 50 nm. If the thickness of the electron transporting layer is 1 nm or more, there is an advantage that the electron transporting property can be prevented from being lowered. If the thickness of the electron transporting layer is 50 nm or less, the thickness of the electron transporting layer is too thick to prevent the driving voltage from rising to improve the movement of electrons. There is an advantage to this.
  • the electron injection layer may play a role of smoothly injecting electrons.
  • As the electron injection material it has the ability to transport electrons, has an electron injection effect from the cathode, excellent electron injection effect to the light emitting layer or the light emitting material, and prevents the movement of excitons generated in the light emitting layer to the hole injection layer, and The compound which 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 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-naphtholato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtolato) gallium, It is not limited to this.
  • the hole blocking layer is a layer that blocks the reaching of the cathode of the hole, and may be provided between the electron transport layer and the light emitting layer, and may be generally formed under the same conditions as the hole injection layer. Specifically, there are oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, BCP, aluminum complexes, and the like, but are not limited thereto.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be a top emission type, a bottom emission type or a double-sided emission type depending on the material used.
  • Compound 3-2 was synthesized in the same manner as in Production Example 14 using A3-1 and B3-2.
  • a glass substrate (corning 7059 glass) coated with ITO (Indium Tin Oxide) at a thickness of 1000 ⁇ was placed in distilled water in which a dispersant was dissolved, and washed with ultrasonic waves. Fischer Co. products were used for the detergent, and Millipore Co. Secondly filtered distilled water was used as a filter of the product. After ITO was washed for 30 minutes, ultrasonic washing was repeated 10 times with distilled water twice. After washing the distilled water, the ultrasonic washing in the order of isopropyl alcohol, acetone, methanol solvent and dried.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • Hexanitrile hexaazatriphenylene was thermally vacuum deposited to a thickness of 500 kPa on the prepared ITO transparent electrode to form a hole injection layer.
  • HT1 400 kPa
  • the host compound 1-1 and dopant compound 3-1 prepared in Preparation Example 1 were used as a host of the light emitting layer in a weight ratio of 25: 1 (4% wt). ), Vacuum deposition to a thickness of 300 kPa.
  • Compound 2-6 and LiQ (Lithium Quinolate) prepared on the emission layer were vacuum-deposited at a weight ratio of 1: 1 to form an electron transport layer having a thickness of 310 ⁇ .
  • a cathode was formed by sequentially depositing lithium fluoride (LiF) and aluminum at a thickness of 2,000 ⁇ on a thickness of 12 ⁇ on the electron transport layer.
  • An organic light emitting device was manufactured.
  • the organic light emitting device was manufactured by maintaining 7 to 5 ⁇ 10 ⁇ 6 torr.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that the compound shown in Table 1 was used as the host, dopant, and electron transport layer in Experimental Example 1, respectively.
  • the organic light emitting device was manufactured by the same method as Experimental Example 1, except that the compound shown in Table 2 was used as the host, dopant, and electron transport layer in Experimental Example 1, respectively.
  • the driving voltage and the luminous efficiency of the organic light emitting device manufactured using the respective compounds were measured at a current density of 10 mA / cm 2 , and a current of 20 mA / cm 2 .
  • the time (LT98) which becomes 98% of initial luminance in density was measured.
  • Experimental Examples 1 to 20 show the characteristics of the device using the compound of Formula 1 as a host of the light emitting layer, the compound of Formula 2 in the electron transport layer.
  • Comparative Examples 1 to 10 show the characteristics of the device using only the compound of the formula (1) of the present invention, and Comparative Examples 11 to 20 show the characteristics of the device using only the compound of the formula (2) of the present invention.
  • the organic light emitting diodes of Experimental Examples 1 to 20 basically exhibit characteristics of low voltage, high efficiency, and long life. Specifically, the organic light emitting device of Experimental Examples 1 to 20 compared to Comparative Examples 1 to 20, the voltage is reduced by up to about 30%, the luminous efficiency is increased by up to about 50%, the lifetime is up to about 240% Indicated.

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Abstract

본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자에 대한 것으로, 보다 상세하게는 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 전자수송층은 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자에 대한 것이다.

Description

유기발광소자
본 출원은 2018년 08월 14일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0094915호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 유기발광소자에 관한 것이다.
유기발광소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기발광소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 전공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기발광소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 정공 및 전자가 발광층에서 재결합하여 생성되는 엑시톤(exciton)이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
유기발광소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 한국특허공개 제10-2017-113808호
본 명세서에는 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명 특성을 갖는 유기발광소자가 기재된다.
본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 포함하는 유기발광소자에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 전자수송층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000001
[화학식 2]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000002
상기 화학식 1 및 2에 있어서,
X는 O 또는 S이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, Ar3 및 Ar4 중 1 이상은 시아노기로 치환된 아릴기 또는 시아노기로 치환된 헤테로아릴기이고,
A는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 축합고리이며,
k1 내지 k3는 각각 0 내지 2의 정수이고, k1 내지 k3가 2인 경우 2개의 괄호 내의 치환기는 각각 서로 같거나 상이하며,
n1은 0 내지 4의 정수이고, n1이 2 이상인 경우 2 이상의 Ar1은 서로 같거나 상이하며,
n2는 0 내지 8의 정수이고, n2가 2 이상인 경우 2 이상의 Ar2는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 유기발광소자는 발광층에 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 전자수송층에 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명을 갖는 유기발광소자를 얻을 수 있다. 구체적으로, 발광층 내에 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 발광층 내에 전자의 흐름으로 원활하게 할 수 있으며, 동시에 전자수송층에 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 소자 내의 전자의 흐름을 조절하여, 발광층 내의 전하의 균형을 이룰 수 있으며, 이로 인하여, 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명의 유기발광소자를 제작할 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(5), 전자수송층(6) 및 음극(4)으로 이루어진 유기발광소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(5), 전자수송층(6) 및 음극(7)으로 이루어진 유기발광소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 양극
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 음극
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 유기발광소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 전자수송층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
상기 유기발광소자의 발광층 내에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 전자수송층 내에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 유기발광소자가 낮은 구동 전압을 가지며, 소자의 수명이 개선되는 효과를 갖는다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000003
[화학식 2]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000004
상기 화학식 1 및 2에 있어서,
X는 O 또는 S이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, Ar3 및 Ar4 중 1 이상은 시아노기로 치환된 아릴기 또는 시아노기로 치환된 헤테로아릴기이고,
A는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 축합고리이며,
k1 내지 k3는 각각 0 내지 2의 정수이고, k1 내지 k3가 2인 경우 2개의 괄호 내의 치환기는 각각 서로 같거나 상이하며,
n1은 0 내지 4의 정수이고, n1이 2 이상인 경우 2 이상의 Ar1은 서로 같거나 상이하며,
n2는 0 내지 8의 정수이고, n2가 2 이상인 경우 2 이상의 Ar2는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환" 이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 니트로기; 히드록시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 아민기; 시클로알킬기; 포스핀옥사이드기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 도 있다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 요오드(-I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiYaYbYc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ya, Yb 및 Yc는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BYdYe의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Yd 및 Ye는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, tert-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 헵틸기, n-헵틸기, 옥틸기, n-옥틸기 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 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2019010378-appb-I000005
,
Figure PCTKR2019010378-appb-I000006
등의 스피로플루오레닐기,
Figure PCTKR2019010378-appb-I000007
(9,9-디메틸플루오레닐기), 및
Figure PCTKR2019010378-appb-I000008
(9,9-디페닐플루오레닐기) 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, S 및 Si 중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 30이다. 헤테로고리기의 예로는 예로는 피리딘기, 피롤기, 피리미딘기, 퀴놀린기, 피리다지닐기, 퓨란기, 티오펜기, 이미다졸기, 피라졸기, 디벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 나프토벤조퓨란기, 벤조나프토티오펜기, 인데노카바졸기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NYfYg의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Yf 및 Yg는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다. 상기 아민기는 알킬아민기; 아릴알킬아민기; 아릴암니기; 아릴헤테로아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 보다 구체적으로 디메틸아민기; 디페닐아민기; 디시클로헥실아민기 등일 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 구체적으로 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 탄화수소 고리; 또는 헤테로 고리를 의미한다.
상기 탄화수소 고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 2가기인 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소 고리는 2가인 것을 제외하고는 상기 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로 고리는 2가인 것을 제외하고는 상기 헤테로고리기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로 고리는 2가인 것을 제외하고는 상기 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가인 것을 제외하고는 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가인 것을 제외하고는 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
이하, 상기 화학식 1에 관하여 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 비페닐기; 또는 페난트레닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 하기 구조식 중 어느 하나로 표시된다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000009
상기 구조식에 있어서, 점선은 결합위치를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, n1이 2 이상인 경우, 2 이상의 Ar1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, n1이 2 이상인 경우, 2 이상의 Ar1은 서로 결합하여 벤조퓨란; 벤조티오펜; 디하이드로벤조퓨란; 또는 디하이드로벤조티오펜을 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 수소 또는 중수소이거나, n1이 2 이상인 경우, 2 이상의 Ar1은 서로 결합하여 벤조퓨란; 벤조티오펜; 디하이드로벤조퓨란; 또는 디하이드로벤조티오펜을 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지1-4 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000010
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000011
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000012
[화학식 1-4]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000013
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
X, Ar, Ar2 및 n2는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
X'는 O; 또는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n1은 0 내지 3의 정수이고, n1이 2 이상인 경우 2 이상의 Ar1은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n1은 0 내지 2의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n1은 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n2는 0 내지 2의 정수이고, n2가 2인 경우 2개의 Ar2는 서로 같거나 상이하다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 n2는 0 또는 1이다.
이하, 상기 화학식 2에 관하여 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 터페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 하기 구조식 중 어느 하나이다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000014
Figure PCTKR2019010378-appb-I000015
상기 구조식에 있어서, 점선은 결합위치를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 k1은 0 내지 2의 정수이고, k1이 2인 경우 2개의 L1은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 k1은 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 k2는 0 내지 2의 정수이고, k2가 2인 경우 2개의 L2는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 k2는 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 k3은 0 내지 2의 정수이고, k3이 2인 경우 2개의 L3는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 k3는 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며, Ar3 및 Ar4 중 1 이상은 시아노기로 치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 또는 시아노기로 치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
상기 화학식 2에서 Ar3 및 Ar4 중 1 이상이 시아노기로 치환된 아릴기 또는 시아노기로 치환된 헤테로아릴기이다. 상기 화학식 2의 코어구조인 트리아진은 전자를 수송할 수 있는 능력이 매우 빠르므로, 전하의 균형을 해칠 수 있으나, 시아노기를 포함하는 치환기(Ar3, Ar4)를 1 이상 포함함으로써, 발광층에 주입되는 전자의 양을 조절하여 전하의 균형을 유지할 수 있게 되고, 이로 인하여 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명의 유기발광소자를 제작할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이며, Ar3 및 Ar4 중 1 이상은 시아노기로 치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar4 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이며, 나머지 하나는 시아노기로 치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 터페닐기이며, Ar3 및 Ar4 중 1 이상은 시아노기로 치환된 페닐기; 시아노기로 치환된 비페닐기; 또는 시아노기로 치환된 터페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar4 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 터페닐기이며, 나머지 하나는 시아노기로 치환된 페닐기; 시아노기로 치환된 비페닐기; 또는 시아노기로 치환된 터페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4 중 어느 하나는 페닐기; 비페닐기; 또는 터페닐기이며, 나머지 하나는 시아노기로 치환된 페닐기; 시아노기로 치환된 비페닐기; 또는 시아노기로 치환된 터페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4 중 적어도 하나는 하기 구조식 중 어느 하나이다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000016
상기 구조식에 있어서, 점선은 결합위치를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 축합 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 축합 헤테로 고리이다. 상기 화학식 2가 3환 이상의 축합고리인 A를 치환기로 포함함으로써, 열화학적 및 전기화학적 안정성을 지니게 되고, 이로 인하여 소자의 제작 공정이 원활하게 진행될 수 있으며, 제작된 소자가 장수명 특성을 갖는 이점이 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 A는 하기 화학식 A-1로 표시된다.
[화학식 A-1]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000017
상기 화학식 A-1에 있어서,
X1은
Figure PCTKR2019010378-appb-I000018
또는
Figure PCTKR2019010378-appb-I000019
이고,
Y 및 Z는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이거나, 서로 결합하여 직접결합 또는 -W-로 연결된 고리를 형성하며,
W는 C(Ra)(Rb), Si(Rc)(Rd), N(Re), O 또는 S이고,
Ra, Rb, Rc, Rd, Re 및 R1 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
X1이
Figure PCTKR2019010378-appb-I000020
인 경우, R1 내지 R10 중 하나와 L3가 연결되고,
X1이
Figure PCTKR2019010378-appb-I000021
인 경우, R1 내지 R8 및 R11 내지 R18 중 하나와 L3가 연결되며,
*는 결합되는 위치를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1이 '
Figure PCTKR2019010378-appb-I000022
'인 경우, 상기 화학식 A-1은 하기 화학식 A-1-1과 같은 구조를 이루며, 상기 X1이 '
Figure PCTKR2019010378-appb-I000023
'인 경우, 상기 화학식 A-1은 하기 화학식 A-1-2와 같은 구조를 이룬다.
[화학식 A-1-1]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000024
[화학식 A-1-2]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000025
상기 화학식 A-1-1 및 A-1-2에 있어서,
R1 내지 R18, Y 및 Z의 정의는 상기 화학식 A-1에서와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y 및 Z는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이거나, 서로 직접결합하여 5각 고리 또는 서로 결합하여 -W-로 연결된 6각 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 W는 C(Ra)(Rb), Si(Rc)(Rd), N(Re), O 또는 S이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra, Rb, Rc, Rd 및 Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra, Rb, Rc, Rd 및 Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이거나, Ra, Rb및 Re는 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra, Rb, Rc, Rd 및 Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, Ra 및 Rb는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 12 내지 30의 탄화수소고리를 형성하고, Re는 인접한 기인 R18과 서로 결합하여 6 내지 30의 헤테로 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 탄화수소 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리를 형성한다.
상기 R1 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A는 하기 구조들 중 어느 하나이다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000026
Figure PCTKR2019010378-appb-I000027
는 L3와 연결되는 위치를 의미하며, 상기 구조들은 수소; 중수소; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
상기 구조들은 수소; 중수소; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 A는 하기 구조들 중 어느 하나이다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000028
점선은 L3와 연결되는 위치를 의미하며, 상기 구조들은 수소; 중수소; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
상기 구조들은 수소; 중수소; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시된다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000029
Figure PCTKR2019010378-appb-I000030
Figure PCTKR2019010378-appb-I000031
Figure PCTKR2019010378-appb-I000032
Figure PCTKR2019010378-appb-I000033
Figure PCTKR2019010378-appb-I000034
Figure PCTKR2019010378-appb-I000035
Figure PCTKR2019010378-appb-I000036
Figure PCTKR2019010378-appb-I000037
Figure PCTKR2019010378-appb-I000038
Figure PCTKR2019010378-appb-I000039
Figure PCTKR2019010378-appb-I000040
Figure PCTKR2019010378-appb-I000041
Figure PCTKR2019010378-appb-I000042
Figure PCTKR2019010378-appb-I000043
Figure PCTKR2019010378-appb-I000044
Figure PCTKR2019010378-appb-I000045
Figure PCTKR2019010378-appb-I000046
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시된다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000047
Figure PCTKR2019010378-appb-I000048
Figure PCTKR2019010378-appb-I000049
Figure PCTKR2019010378-appb-I000050
Figure PCTKR2019010378-appb-I000051
Figure PCTKR2019010378-appb-I000052
Figure PCTKR2019010378-appb-I000053
Figure PCTKR2019010378-appb-I000054
Figure PCTKR2019010378-appb-I000055
Figure PCTKR2019010378-appb-I000056
Figure PCTKR2019010378-appb-I000057
Figure PCTKR2019010378-appb-I000058
Figure PCTKR2019010378-appb-I000059
Figure PCTKR2019010378-appb-I000060
Figure PCTKR2019010378-appb-I000061
Figure PCTKR2019010378-appb-I000062
Figure PCTKR2019010378-appb-I000063
Figure PCTKR2019010378-appb-I000064
Figure PCTKR2019010378-appb-I000065
Figure PCTKR2019010378-appb-I000066
Figure PCTKR2019010378-appb-I000067
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 하기 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물을 더 포함한다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000068
상기 화학식 3에 있어서,
Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이고,
L101, L102 및 L11 내지 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
R101 내지 R104는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
Y1 내지 Y13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Y4 및 Y5는 결합하여 5각 고리를 형성할 수 있으며,
m 및 n은 0 또는 1의 정수이고,
m 및 n 중 적어도 하나는 1의 정수이며,
[화학식 4]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000069
상기 화학식 4에 있어서,
Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S 또는 C(Rf)(Rg)이고,
R201 내지 R206, Rf 및 Rg는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치화된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Cy3 및 Cy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 고리이며,
m1 및 m2는 각각 0 내지 2의 정수이고, m1 및 m2가 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m 및 n은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 하기 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물을 더 포함하며, 상기 화학식 3 및 4로 표시되는 화합물의 LUMO 에너지 준위 절대값은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 LUMO 에너지 준위 절대값과 같거나 그보다 작다. 이 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 상기 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물로의 에너지 전달이 원활하게 이루어지므로, 높은 발광효율 및 장수명 특성을 갖는 소자를 제조할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "에너지 준위"는 에너지의 크기를 의미하는 것이다. 따라서, 진공준위로부터 마이너스(-) 방향으로 에너지 준위가 표시되는 경우에도, 에너지 준위는 해당 에너지 값의 절대값을 의미하는 것으로 해석된다. 예컨대, HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위란 진공준위로부터 최고 점유 분자 오비탈까지의 거리를 의미한다. 또한, LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위란 진공준위로부터 최저 비점유 분자 오비탈까지의 거리를 의미한다.
본 발명에 있어서, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위와 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 준위 값은 하기와 같이 측정하였다.
화학물질의 분자구조를 결정하기 위해 범밀도 함수 방법 (density functional theory, DFT)를 사용하여 입력한 구조를 최적화한다. DFT 계산을 위해서 BPW91 계산법 (Becke exchange and Perdew correlation-correlation functional)과 DNP (double numerical basis set including polarization functional) 기저 집합(basis set)을 사용한다. BPW91 계산법은 논문 A. D. Becke, Phys. Rev. A, 38, 3098 (1988) '와 'J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B, 45, 13244 (1992) '에 게시되어 있고, DNP 기저 집합은 논문 'B. Delley, J. Chem. Phys., 92, 508 (1990)'에 게시되어 있다.
범밀도 함수 방법으로 계산을 수행하기 위해 Biovia사의 ‘DMol3’ package를 사용할 수 있다. 상기 주어진 방법을 이용해서 최적 분자구조를 결정하게 되면 전자가 점유할 수 있는 에너지 준위를 결과로 얻을 수 있다. HOMO 에너지는 중성 상태의 에너지를 구했을 때 전자가 채워진 분자 오비탈 중 가장 에너지가 높은 준위의 오비탈 에너지를 말하며, LUMO 에너지는 전자가 채워지지 않은 분자 오비탈 중 가장 에너지가 낮은 준위의 오비탈 에너지에 해당한다.
* HOMO/LUMO 계산
실험적으로 HOMO 에너지 준위는 UPS (ultraviolet photoemission spectroscopy)등을 이용하여 측정한 IP (Ionization Potential)값(하기 식-1)을 이용하고, LUMO 에너지 준위는 일반적으로 HOMO 에너지 준위에서 광학 갭(Optical Gap)을 뺀 값(하기 식-2)을 사용한다.
[식-1]
HOMO = IP (Ionization Potential)
[식-2]
LUMO = IP - Optical Gap
계산적으로는 이론적인 중성 상태(neutral state)에서의 HOMO, LUMO와 함께 실험에서 실제 측정하는 값에 맞춰 다음 두 가지 방법으로 계산한 값을 제공한다.
방법 1) IP와 Optical Gap을 이용하는 방법
실험에서 구하는 방법에 따라서 하기 식-3과 식-4를 이용하여 X 분자의 IP와 Optical Gap 을 구한다.
[식-3]
IP (Ionization potential) = EX+ cation - Ex neutral
[식-4]
Optical Gap = ES1 S0 - ES0 S0
상기 식-3에서 '
Figure PCTKR2019010378-appb-I000070
'는 기하학(geometry)이 양이온(cation), 음이온(anion) 또는 중성(neutral)으로 최적화된 구조에서 전하(charge)가 0, X+, 또는 X-인 에너지를 의미한다. 즉, 전자친화도는 중성 구조의 가장 안전한 구조의 에너지에서 음이온의 가장 안전한 에너지의 차이를 의미하며, 중성 상태에서 전자 한 개를 추가할 때 방출한 에너지를 의미할 수 있다.
상기 식-4에서 S0는 기저 상태(groudstate) 의 단일항, S1은 1번째 여기 상태(excit edstate)의 단일항을 의미하며, ES1 S0는 기저 상태의 단일항 에너지와 1번째 여기 상태의 단일항 에너지 차이를 의미하고, ES0 S0는 기저 상태의 단일항 내부의 에너지 차이를 의미한다. 이때, ES0 S0는 기저 상태의 단일항 내부의 기하학(geomet ry) 변화로 인한 에너지 차이를 의미한다. 또, S0와 S1의 구조 변화가 크지 않다는 가정 하에 흡수(absorption)의 에너지와 형광(fluorescence) 값은 유사하다. 이에 따라, Opctical Gap은 S0-S1 gap에 해당 된다. 상기 기저 및 여기 상태의 에너지는 범밀도 함수를 이용하여 계산해 얻은 값을 토대로 한다.
방법 2) 고체 상태(Solid state) IP와 Optical Gap을 이용하는 방법
층으로 구현할 때는 단분자가 아닌 고체 상태(solid state)가 되기 때문에, 그 때의 효과를 분자 모양 등을 고려하여 하기 식-5와 같이 보정하여 HOMO calc. 값을 구할 수 있으며, 이 값을 상기 식-2의 IP 값으로 대입하여 LUMO 에너지 준위를 구한다. 단, transition metal은 계산이 불가능하다.
[식-5]
HOMO calc. = IP + △ (solid / molecule)
상기 식-5에서 △ (solid / molecule)는 단분자 상태(molecule state)와 고체 상태(solid state)의 에너지 차이를 의미하며, 비구면성(Asphericity), 회전 반지름(Radius of gyration), 분자량(Molecular weight) 등이 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 유기발광소자는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로 포함하고, 상기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로 포함한다. 이때, 상기 도펀트의 함량은 호스트 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 내지 10 중량부로 포함하고, 바람직하게는 1 중량부 내지 5 중량부로 포함한다. 상기 유기발광소자의 발광층 내에 도펀트를 상기 함량 범위로 포함하는 경우, 제조된 유기발광소자의 구동전압이 낮고, 장수명을 가지며, 발광 효율이 우수한 이점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조식에서 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 하기 구조들은 탄소수 1 내지 20의 알킬기 및 탄소수 6 내지 60의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000071
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 디벤조퓨란 고리; 디벤조티오펜 고리; 나프토벤조퓨란 고리; 나프토벤조티오펜 고리; 디메틸플루오렌 고리; 또는 디메틸벤조플루오렌 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L101, L102 및 L11 내지 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 L101, L102 및 L11 내지 L14는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101 내지 R104는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R101 내지 R104는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R101 내지 R104는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리딜기; 또는 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 카바졸기를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R101 내지 R104는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 피리딜기; 또는 중수소, 불소, 시아노기, 트리메틸실릴기, 메틸기, 프로필기 또는 부틸기, 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 프로필기 또는 부틸기로 치환 또는 비치환된 카바졸기를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, Y4 및 Y5는 결합하여 5각 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y1 내지 Y13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 또는 치환 또는 비치환된 tert-부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1 내지 Y13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 tert-부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y4 및 Y5는 결합하여 5각 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 또는 3-2로 표시된다.
[화학식 3-1]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000072
[화학식 3-2]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000073
상기 화학식 3-1 및 3-2에 있어서,
L101, L102, L11 내지 L14, R101 내지 R104, Y1 내지 Y13, m 및 n는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
X11 및 X12 중 어느 하나는 직접결합이고, 나머지는 O, S, C(R31)(R32) 또는 Si(R33)(R34)이고,
X13 및 X14 중 어느 하나는 직접결합이고, 나머지는 O, S, C(R35)(R36) 또는 Si(R37)(R38)이고,
W1 내지 W4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 C(R39)이고, W1 내지 W4 중 1 이상은 N이며,
R21 내지 R39는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X11 및 X12 중 어느 하나는 직접결합이고, 나머지는 O, S, C(R31)(R32) 또는 Si(R33)(R34)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 O이고, X12는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 S이고, X12는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 C(R31)(R32)이고, X12는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 Si(R33)(R34)이고, X12는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 직접결합이고, X12는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 직접결합이고, X12는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 직접결합이고, X12는 C(R31)(R32)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 직접결합이고, X12는 Si(R33)(R34)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13 및 X14 중 어느 하나는 직접결합이고, 나머지는 O, S, C(R35)(R36) 또는 Si(R37)(R38)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13은 O이고, X14는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13은 S이고, X14는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13은 C(R35)(R36)이고, X14는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13은 Si(R37)(R38)이고, X14는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13은 직접결합이고, X14는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13은 직접결합이고, X14는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13은 직접결합이고, X14는 C(R35)(R36)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X13은 직접결합이고, X14는 Si(R37)(R38)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R39는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R31 및 R32는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R31 및 R32는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R35 및 R36은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R35 및 R36은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R33 및 R34는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R33 및 R34는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R37 및 R38은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R37 및 R38은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21 내지 R30은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21 내지 R30은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21 내지 R30은 수소이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3은 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시된다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000074
Figure PCTKR2019010378-appb-I000075
Figure PCTKR2019010378-appb-I000076
Figure PCTKR2019010378-appb-I000077
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S 또는 C(Rf)(Rg)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; 또는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rf 및 Rg는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rf 및 Rg는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201 내지 R204는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R201 내지 R204는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201 내지 R204는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R201 내지 R204는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201 내지 R204는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 메틸기; 에틸기; 프로필기; 이소프로필기; 부틸기; tert-부틸기; 펜틸기; 헥실기; 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R201 내지 R204는 수소 또는 시아노기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R201 내지 R204는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 탄소수 1 내지 60의 치환 또는 비치화된 알킬기; 탄소수 2 내지 60의 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 탄소수 6 내지 60의 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 60의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 탄소수 6 내지 60의 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 60의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 아민기; 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 30의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴헤테로아릴아민기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐나프틸아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 바이페닐페닐아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐페닐아민기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란페닐아민기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R205 및 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 디페닐아민기; 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 페닐나프틸아민기; 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 바이페닐페닐아민기; 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐페닐아민기; 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란페닐아민기; 페닐기; 나프틸기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1 및 m2는 각각 1 또는 2이고, m1이 2인 경우 R205는 서로 같거나 상이하며, m2가 2인 경우 2개의 R206는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy3 및 Cy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 치환 또는 탄화수소 고리; 또는 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 헤테로 고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy3 및 Cy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 탄화수소고리; 또는 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy3 및 Cy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소고리; 또는 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy3 및 Cy4는 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 벤조티오펜고리; 또는 치환 또는 비치환된 인덴(indene)고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Cy3 및 Cy4는 벤젠고리; 나프탈렌고리; 벤조퓨란고리; 벤조티오펜고리; 또는 알킬기로 치환된 인덴(indene)고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Cy3 및 Cy4는 벤젠고리; 나프탈렌고리; 벤조퓨란고리; 벤조티오펜고리; 또는 메틸기로 치환된 인덴(indene)고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 또는 4-2로 표시된다.
[화학식 4-1]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000078
[화학식 4-2]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000079
상기 화학식 4-1 및 4-2에 있어서,
Q1, Q2, R201 내지 R204, Cy1 및 Cy2는 화학식 4에서의 정의와 같고,
R301, R302 및 Ar11 내지 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R301 및 R302는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R301 및 R302는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R301 및 R302는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R301 및 R302는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R301 및 R302는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R301 및 R302는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 페닐기; 바이페닐기; 나프틸기; 페닐기로 치환된 안트라세닐기; 페난트레닐기; 카바졸기; 또는 디tert-부틸카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 내지 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 내지 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11 내지 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 내지 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11 내지 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 내지 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 내지 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 메틸기 및 tert-부틸기로 이루어진 군으로부터 1 이상으로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 구조들 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000080
Figure PCTKR2019010378-appb-I000081
Figure PCTKR2019010378-appb-I000082
Figure PCTKR2019010378-appb-I000083
Figure PCTKR2019010378-appb-I000084
Figure PCTKR2019010378-appb-I000085
본 명세서에서는 상기 화학식 1 및 화학식 2의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써, 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
본 발명의 화학식 1 및 2의 화합물은 각각 하기 반응식 1 및 2와 같이 코어구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 및 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000086
상기 반응식 1에서, X, Ar1, Ar2 및 Ar에 대한 설명은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고, Y는 할로겐이고, 바람직하게는 브로모 또는 클로로이다. 상기 반응은 스즈키 커플링 반응으로서, 팔라듐 촉매 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
[반응식 2]
Figure PCTKR2019010378-appb-I000087
상기 반응식 2에서, L1 내지 L3, k1 내지 k3, Ar3, Ar4 및 A에 대한 정의는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고, Y는 할로겐이고, 바람직하게는 브로모 또는 클로로이다. 상기 반응은 스즈키 커플링 반응으로서, 팔라듐 촉매 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
본 명세서의 유기발광소자는 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하여 발광층을 형성하고, 전술한 화학식 2로 표시되는 화합물을 이용하여 전자수송층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기발광소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 발광층 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 전자수송층이 형성된 유기발광소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기발광소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기발광소자는 유기물층으로서 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층 전자수송 및 주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층, 및 전자수송 및 주입층 중 1층 이상을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기발광소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기발광소자는 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 발광층은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 발광층의 두께는 50Å 내지 500Å이고, 바람직하게는 100Å 내지 400Å이다.
일 예에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 전자수송층의 두께는 50Å 내지 500Å이고, 바람직하게는 100Å 내지 400Å이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층의 최대 발광 피크는 400 nm 내지 500 nm이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 1 이상의 발광층을 더 포함한다. 상기 1 이상의 발광층은 각각 전술한 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물을 도펀트로 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기발광소자는 발광층 및 전자수송층 외에 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 전자주입층, 정공차단층, 및 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 더 포함할 수 있다. 그러나, 본 명세서의 유기발광소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자차단층을 포함할 수 있으며, 상기 전자차단층은 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
상기 유기발광소자는 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(5) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(7) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(8) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층 /음극
(10) 양극/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(11) 양극/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(12) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입 층/음극
(14) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(15) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/음극
(16) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(17) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입 층/음극
본 발명의 유기발광소자의 구조는 도 1 또는 도 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(5), 전자수송층(6) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기발광소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 발광층(5)에는 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함되고, 상기 전자수송층(6)에는 전술한 화학식 2로 표시되는 화합물이 포함된다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(5), 전자수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기발광소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 발광층(5)에는 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함되고, 상기 전자수송층(6)에는 전술한 화학식 2로 표시되는 화합물이 포함된다.
본 명세서에 따른 유기발광소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(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, 전자차단층, 전자수송층, 정공수송 및 주입층, 정공차단층, 전자수송 및 주입층, 및 전자주입층으로 이루어진 1층 이상을 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 유기발광소자를 만들 수도 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공차단층, 정공주입 및 정공수송을 동시에 하는 층, 전자차단층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다.
상기 양극은 정공을 주입하는 전극으로, 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, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)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 음극은 전자를 주입하는 전극으로, 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. 또한, 음극은 1층 또는 2층으로 형성될 수 있다.
상기 정공주입층은 양극으로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 정공주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 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. 정공주입층의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공수송 물질로는 양극이나 정공주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공주입층과 정공수송층 사이에 추가로 정공버퍼층이 구비될 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 재료를 포함할 수 있다.
정공수송층과 발광층 사이에 전자차단층이 구비될 수 있다. 상기 전자차단층은 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 발광층은 청색을 발광할 수 있으며, 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어질 수 있으며, 전술한 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 발광층의 재료는 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질에 해당한다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 상기 전자수송층은 전술한 화학식 2로 표시되는 화합물이 사용될 수 있다. 전자수송층의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 전자수송층의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자주입 물질로는 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.
상기 정공차단층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 전자수송층과 발광층 사이에 구비될 수 있으며, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예 및 비교예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 비교예에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예 및 비교예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예 1: 화합물 1-1의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000088
상기 화합물 A1-1 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B1-1 5.53 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.6 g), 및 테트라사이클로헥실포스핀(PCy3, 0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 1-1 9.8 g (수율 80%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 471
제조예 2: 화합물 1-2의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000089
상기 화합물 A1-2 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B1-2 4.62 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.6 g), 및 테트라사이클로헥실포스핀(PCy3, 0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 1-2 9.3 g (수율 78%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 547
제조예 3: 화합물 1-3의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000090
상기 화합물 A1-3 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B1-3 4.15 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.6 g), 및 테트라사이클로헥실포스핀(PCy3, 0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 1-3 7.37 g (수율 72%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 563
제조예 4: 화합물 1-4의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000091
상기 화합물 A1-4 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B1-4 9.07 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.6 g), 및 테트라사이클로헥실포스핀(PCy3, 0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 1-4 13.18 g (수율 86%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 511
제조예 5: 화합물 1-5의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000092
상기 화합물 A1-5 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B1-5 7.28 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.6 g), 및 테트라사이클로헥실포스핀(PCy3, 0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 1-5 11.21 g (수율 77%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 669
제조예 6: 화합물 1-6의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000093
상기 화합물 A1-6 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B1-6 7.77 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.6 g), 및 테트라사이클로헥실포스핀(PCy3, 0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 1-6 10.16 g (수율 69%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 603
제조예 7: 화합물 1-7의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000094
상기 화합물 A1-7 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B1-7 8.3 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.6 g), 및 테트라사이클로헥실포스핀(PCy3, 0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 1-7 12.63 g (수율 84%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 577
제조예 8: 화합물 2-1의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000095
상기 화합물 A2-1 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B2-1 11.6 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.6 g), 및 테트라사이클로헥실포스핀(PCy3, 0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 2-1 13.4 g (수율 82%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 651
제조예 9: 화합물 2-2의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000096
상기 화합물 A2-2 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B2-2 11.99 g(1당량)를 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), Pd(dba)2(0.5 g), 및 PCy3(0.5 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 2-2 12.33 g (수율 71%)를 제조하였다.
MS:[M+H]+= 777
제조예 10: 화합물 2-3의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000097
상기 화합물 A2-3 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B2-3 14.9 g(1당량)을 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), Pd(dba)2(0.6 g), 및 PCy3(0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 2-3 15.5 g (수율 78%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 817
제조예 11: 화합물 2-4의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000098
상기 화합물 A2-4 10 g(1당량) 및 상기 화합물 B2-2 11.1g (1당량)를 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), Pd(dba)2(0.6 g), 및 PCy3(0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 2-4 11.42g (수율 68%)를 제조하였다.
MS:[M+H]+= 814
제조예 12: 화합물 2-5의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000099
상기 화합물 A2-5 10 g (1당량) 및 상기 화합물 B2-4 11.2 g (1당량)를 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), Pd(dba)2(0.5 g), 및 PCy3(0.5 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 2-5 11.9 g, 수율 74%)를 제조하였다.
MS:[M+H]+= 665
제조예 13: 화합물 2-6의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000100
상기 화합물 A2-3 10 g (1당량) 및 상기 화합물 B2-4 11.2 g (1당량)를 테트라하이드로퓨란(150 mL)에 투입하였다. 2M K2CO3(100 mL), Pd(dba)2(0.6 g), 및 PCy3(0.6 g)을 투입한 후, 5 시간 동안 교반 및 환류하였다. 상온으로 식힌 후 여과하여 생성된 고체를 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 상기 화합물 2-6 12.9 g (수율 80%)을 제조하였다.
MS:[M+H]+= 665
제조예 14: 화합물 3-1의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000101
질소분위기에서 0.1L 플라스크에 A3-1 2.9 g (1당량 3.90 mmol), B3-1 2.23 g, (2.2당량) 소듐터트부톡사이드 1.87 g (5당량), 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.20 g (0.1당량)을 톨루엔 50 mL 에 넣고 환류하여 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 식힌 다음 톨루엔과 물로 추출하고 물 층을 제거하였다. 무수황산마그네슘으로 처리 후 여과 감압 농축하였다. 생성물은 컬럼 크로마토그래피로 법으로 분리 정제한 후 톨루엔과 노르말헥산으로 재결정하여 화합물 3-1 2.1 g, (수율 49%)을 얻었다.
Mass [M+1] = 1100
제조예 15: 화합물 3-2의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000102
A3-1과 B3-2를 이용하여 상기 제조예 14과 동일하게 실시하여, 화합물 3-2를 합성하였다.
Mass [M+1] = 1032
제조예 16: 화합물 3-3의 제조
Figure PCTKR2019010378-appb-I000103
소듐터트부톡사이드 7.2g, 75.3mmol를 톨루엔 80mL에 넣고, B3-3 16.2g, (2.2당량)을 투입하고 교반하면서, A3-2 12.0g, (1당량), 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.22g (0.02당량)을 투입하고 환류 교반하였다. 실온으로 냉각 후 에틸 아세테이트[EtOAc]와 물을 이용하여 추출하였고 얻어진 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조 후 감압 농축한 다음 컬럼크로마토그래피법 (n-Hexane:EtOAc)을 이용하여 정제하여 화합물 3-3 12.5g (수율 50%)을 얻었다.
MS:[M+H]+= 1169
실험예 1
ITO(인듐주석산화물)가 1000Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판 (corning 7059 glass)을, 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30 분간 세척한 후, 증류수로 2 회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexanitrile hexaazatriphenylene, HATCN)를 500 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 정공을 수송하는 물질인 HT1(400 Å)을 진공증착한 후 발광층의 호스트로 제조예 1에서 제조한 호스트 화합물 1-1과 도판트 화합물 3-1을 25:1의 중량비(4% wt), 300 Å의 두께로 진공 증착하였다. 상기 발광층 위에 제조한 화합물 2-6과 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 310Å의 두께로 전자수송층을 형성하였다. 상기 전자수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다. 유기발광소자를 제조하였다.
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.
Figure PCTKR2019010378-appb-I000104
실험예 1 내지 20
상기 실험예 1에서 각각 호스트, 도판트 및 전자수송층으로 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
구분 호스트 도판트 전자수송층
실험예 1 화합물 1-1 화합물 3-1 화합물 2-6
실험예 2 화합물 1-2 화합물 3-3 화합물 2-5
실험예 3 화합물 1-3 화합물 3-2 화합물 2-4
실험예 4 화합물 1-4 화합물 3-2 화합물 2-3
실험예 5 화합물 1-5 화합물 3-3 화합물 2-2
실험예 6 화합물 1-6 화합물 3-3 화합물 2-1
실험예 7 화합물 1-7 화합물 3-1 화합물 2-1
실험예 8 화합물 1-1 화합물 3-2 화합물 2-5
실험예 9 화합물 1-2 화합물 3-2 화합물 2-6
실험예 10 화합물 1-3 화합물 3-3 화합물 2-3
실험예 11 화합물 1-4 화합물 3-1 화합물 2-4
실험예 12 화합물 1-5 화합물 3-2 화합물 2-1
실험예 13 화합물 1-6 화합물 3-1 화합물 2-2
실험예 14 화합물 1-2 화합물 3-2 화합물 2-5
실험예 15 화합물 1-1 화합물 3-3 화합물 2-6
실험예 16 화합물 1-2 화합물 3-1 화합물 2-5
실험예 17 화합물 1-3 화합물 3-2 화합물 2-2
실험예 18 화합물 1-4 화합물 3-3 화합물 2-6
실험예 19 화합물 1-5 화합물 3-1 화합물 2-1
실험예 20 화합물 1-6 화합물 3-2 화합물 2-4
비교예 1 내지 20
상기 실험예 1에서 각각 호스트, 도판트 및 전자수송층으로 하기 표 2에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 호스트 도판트 전자수송층
비교예 1 화합물 1-1 화합물 3-1 ET-01
비교예 2 화합물 1-2 화합물 3-1 ET-02
비교예 3 화합물 1-3 화합물 3-2 ET-03
비교예 4 화합물 1-4 화합물 3-2 ET-03
비교예 5 화합물 1-5 화합물 3-3 ET-02
비교예 6 화합물 1-6 화합물 3-3 ET-01
비교예 7 화합물 1-7 화합물 3-1 ET-02
비교예 8 화합물 1-1 화합물 3-2 ET-03
비교예 9 화합물 1-2 화합물 3-2 ET-01
비교예 10 화합물 1-3 화합물 3-3 ET-02
비교예 11 BH-01 화합물 3-1 화합물 2-4
비교예 12 BH-01 화합물 3-2 화합물 2-1
비교예 13 BH-01 화합물 3-1 화합물 2-2
비교예 14 BH-01 화합물 3-2 화합물 2-5
비교예 15 BH-01 화합물 3-3 화합물 2-6
비교예 16 BH-02 화합물 3-1 화합물 2-5
비교예 17 BH-02 화합물 3-2 화합물 2-2
비교예 18 BH-02 화합물 3-3 화합물 2-6
비교예 19 BH-02 화합물 3-1 화합물 2-1
비교예 20 BH-02 화합물 3-2 화합물 2-4
Figure PCTKR2019010378-appb-I000105
상기 실험예 1 내지 20 및 비교예 1 내지 20과 같이 각각의 화합물을 사용하여 제조한 유기 발광 소자를 10 mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20mA/cm2의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 98%가 되는 시간(LT98)을 측정하였다.
그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 전압(V)at 10 mA/cm2 발광효율(cd/A)at 10 mA/cm2 Life Time 98 at 20mA/cm2
실험예 1 3.75 5.35 59
실험예 2 3.83 5.30 52
실험예 3 3.68 5.50 49
실험예 4 3.89 5.26 55
실험예 5 3.70 5.55 50
실험예 6 3.68 5.39 53
실험예 7 3.92 5.26 62
실험예 8 3.80 5.51 58
실험예 9 3.91 5.22 53
실험예 10 3.95 5.21 65
실험예 11 3.88 5.31 66
실험예 12 3.86 5.34 58
실험예 13 3.83 5.31 59
실험예 14 3.79 5.33 60
실험예 15 3.85 5.45 61
실험예 16 3.89 5.56 57
실험예 17 3.75 5.53 62
실험예 18 3.79 5.58 60
실험예 19 3.81 5.61 68
실험예 20 3.86 5.40 62
비교예 1 4.32 4.78 32
비교예 2 4.29 4.63 35
비교예 3 4.20 4.81 40
비교예 4 4.31 4.91 37
비교예 5 4.29 3.70 35
비교예 6 5.05 4.50 28
비교예 7 4.98 4.71 22
비교예 8 4.84 4.35 20
비교예 9 4.85 4.53 27
비교예 10 4.73 4.72 31
비교예 11 4.96 4.75 35
비교예 12 4.36 4.62 33
비교예 13 4.67 4.65 37
비교예 14 4.58 4.33 28
비교예 15 4.98 4.26 26
비교예 16 4.65 4.08 30
비교예 17 4.53 4.32 32
비교예 18 4.68 4.52 29
비교예 19 4.72 4.66 37
비교예 20 4.42 4.26 35
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실험예 1 내지 20은 본 발명 화학식 1의 화합물을 발광층의 호스트로, 화학식 2의 화합물을 전자수송층에 사용한 소자의 특성을 나타낸다. 비교예 1 내지 10은 본 발명 화학식 1의 화합물만을 사용한 소자의 특성을 나타내고, 비교예 11 내지 20은 본 발명 화학식 2의 화합물만을 사용한 소자의 특성을 나타낸다.
비교예 1 내지 20 대비 실험예 1 내지 20의 유기 발광 소자는 기본적으로 저전압, 고효율 및 장수명의 특성을 나타낸다. 구체적으로, 비교예 1 내지 20 대비 실험예 1 내지 20의 유기 발광 소자는 전압은 최대 약 30%까지 감소하고, 발광효율은 최대 약 50% 증가하고, 수명은 최대 약 240%까지 증가하는 결과를 나타내었다.

Claims (9)

  1. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 포함하는 유기발광소자에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
    상기 전자수송층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000106
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000107
    상기 화학식 1 및 2에 있어서,
    X는 O 또는 S이고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    L1 내지 L3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, Ar3 및 Ar4 중 1 이상은 시아노기로 치환된 아릴기 또는 시아노기로 치환된 헤테로아릴기이고,
    A는 치환 또는 비치환된 3환 이상의 축합고리이며,
    k1 내지 k3는 각각 0 내지 2의 정수이고, k1 내지 k3가 2인 경우 2개의 괄호 내의 치환기는 각각 서로 같거나 상이하며,
    n1은 0 내지 4의 정수이고, n1이 2 이상인 경우 2 이상의 Ar1은 서로 같거나 상이하며,
    n2는 0 내지 8의 정수이고, n2가 2 이상인 경우 2 이상의 Ar2는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 A는 하기 화학식 A-1로 표시되는 것인 유기발광소자:
    [화학식 A-1]
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000108
    상기 화학식 A-1에 있어서,
    X1은
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000109
    또는
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000110
    이고,
    Y 및 Z는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이거나, 서로 결합하여 직접결합 또는 -W-로 연결된 고리를 형성하며,
    W는 C(Ra)(Rb), Si(Rc)(Rd), N(Re), O 또는 S이고,
    Ra, Rb, Rc, Rd, Re 및 R1 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    X1이
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000111
    인 경우, R1 내지 R10 중 하나와 L3가 연결되고,
    X1이
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000112
    인 경우, R1 내지 R8 및 R11 내지 R18 중 하나와 L3가 연결되며,
    *는 결합되는 위치를 의미한다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 A는 하기 구조들 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기발광소자:
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000113
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000114
    는 L3와 연결되는 위치를 의미하며, 상기 구조들은 수소; 중수소; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이며, Ar3 및 Ar4 중 1 이상은 시아노기로 치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기인 것인 유기발광소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기발광소자:
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000115
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000116
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000117
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000118
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000119
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000120
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000121
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000122
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000123
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000124
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000125
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000126
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000127
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000128
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000129
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000130
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000131
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000132
    .
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기발광소자:
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000133
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000134
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000135
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000136
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000137
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000138
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000139
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000140
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000141
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000142
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000143
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000144
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000145
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000146
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000147
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000148
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000149
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000150
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000151
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000152
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000153
    .
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물을 더 포함하는 것인 유기발광소자:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000154
    상기 화학식 3에 있어서,
    Cy1 및 Cy2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이고,
    L101, L102 및 L11 내지 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    R101 내지 R104는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
    Y1 내지 Y13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    Y4 및 Y5는 결합하여 5각 고리를 형성할 수 있으며,
    m 및 n은 0 또는 1의 정수이고,
    m 및 n 중 적어도 하나는 1의 정수이며,
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2019010378-appb-I000155
    상기 화학식 4에 있어서,
    Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S 또는 C(Rf)(Rg)이고,
    R201 내지 R206, Rf 및 Rg는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치화된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    Cy3 및 Cy4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 고리이며,
    m1 및 m2는 각각 0 내지 2의 정수이고, m1 및 m2가 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 화학식 3 및 4로 표시되는 화합물의 LUMO 에너지 준위 절대값은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 LUMO 에너지 준위 절대값과 같거나 그보다 작은 것인 유기발광소자.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 정공수송 및 정공수송을 동시에 하는 층, 전자주입층, 정공차단층, 및 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층 중 1 층 이상을 더 포함하는 것인 유기발광소자.
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