WO2020091526A1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2020091526A1
WO2020091526A1 PCT/KR2019/014751 KR2019014751W WO2020091526A1 WO 2020091526 A1 WO2020091526 A1 WO 2020091526A1 KR 2019014751 W KR2019014751 W KR 2019014751W WO 2020091526 A1 WO2020091526 A1 WO 2020091526A1
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compound
layer
group
formula
light emitting
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PCT/KR2019/014751
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김민준
이동훈
김동희
김서연
이다정
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present application relates to a compound and an organic light emitting device comprising the same.
  • the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon that converts electrical energy into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including a first electrode, a second electrode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic material layer is often composed of a multi-layered structure composed of different materials, for example, may be formed of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the present application is to provide a compound and an organic light emitting device comprising the same.
  • X1 is NAr, X2 is a direct bond; Or X1 is a direct bond, X2 is NAr,
  • A is naphthalene
  • Ar is a substituted or unsubstituted N-containing heterocyclic group.
  • the present application is a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, and at least one layer of the organic material layer provides an organic light emitting device comprising the above-described compound.
  • the organic light emitting device using the compound according to an exemplary embodiment of the present application may have a low driving voltage, high luminous efficiency, or long life.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting device in which a substrate 1, a first electrode 2, a light emitting layer 3, and a second electrode 4 are sequentially stacked.
  • the substrate 1, the first electrode 2, the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, the light emitting layer 3, the electron transport layer 7 and the second electrode 4 are sequentially stacked
  • An example of an organic light emitting device is shown.
  • FIG. 3 shows a substrate 1, a first electrode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, an electron suppression layer 8, a light emitting layer 3, a hole blocking layer 9, electron injection and
  • An example of an organic light emitting device in which the transport layer 10 and the second electrode 4 are sequentially stacked is illustrated.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 has an advantage of controlling triplet energy by having the core structure as described above, and may exhibit characteristics of long life and high efficiency.
  • substitution means that the hydrogen atom bonded to the 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, and when two or more are substituted , 2 or more substituents may be the same or different from each other.
  • substituted or unsubstituted in this specification is hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxy group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted amine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group, substituted with 1 or 2 or more substituents selected from the group, or substituted with 2 or more substituents among the exemplified substituents, or having no substituents.
  • a substituent having two or more substituents 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 connected.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group may be straight chain or branched chain, and carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 50.
  • Specific examples are methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n-pentyl , Isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n -Heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, specifically, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3,4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and the like, but is not limited thereto. Does not.
  • the alkoxy group may be a straight chain, branched chain or cyclic chain.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 carbon atoms.
  • the aryl group is a monocyclic aryl group
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 6 to 25 carbon atoms.
  • the monocyclic aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, or a terphenyl group, but is not limited thereto.
  • the aryl group is a polycyclic aryl group
  • the number of carbon atoms is not particularly limited. It is preferable that it has 10 to 24 carbon atoms.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may combine with each other to form a ring.
  • the heterocyclic group includes one or more non-carbon atoms, heteroatoms, and specifically, the heteroatoms may include one or more atoms selected from the group consisting of O, N, Se, and S.
  • the number of carbon atoms in the heterocyclic group is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms.
  • heterocyclic group examples include thiophene group, furan group, pyrrol group, imidazole group, thiazole group, oxazole group, oxadiazole group, triazole group, pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazine group, triazole group, Acridil group, pyridazine group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazolinyl group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyridopyrimidinyl group, pyridopyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group, isoquinoline group , Indole group, carbazole group, benzoxazole group, benzimidazole group, benzothiazole group, benzocarbazole group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, benzofuranyl group, phenan
  • the description of the aryl group described above may be applied, except that the arylene group is a divalent group.
  • heterocyclic group described above may be applied, except that the heteroarylene group is a divalent group.
  • X1 is a NAr
  • X2 is a direct bond
  • X1 is a direct bond
  • X2 is NAr. That is, X1 and X2 are both direct bonds, or both X1 and X2 are not NAr, one of X1 and X2 is a direct bond, and the other is NAr.
  • A is naphthalene.
  • Ar is a heterocyclic group containing at least two N.
  • Ar is a bicyclic heterocyclic group containing N.
  • Ar is a bicyclic heterocyclic group containing at least two N.
  • the Ar is a substituted or unsubstituted quinazoline group; Or a substituted or unsubstituted quinoxaline group.
  • the Ar is a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted quinazoline group substituted or unsubstituted with a heterocyclic group; Or a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted quinoxaline group substituted or unsubstituted with a heterocyclic group.
  • the Ar is represented by the following formula 2-1 or 2-2.
  • R is hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group, n is an integer of 0 to 5, and when n is 2 or more, two or more R are the same or different from each other.
  • the R is hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • the R is hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms.
  • At least one of the R is a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.
  • the Ar is represented by the following formula 2-3 or 2-4.
  • R is a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.
  • R is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 15 carbon atoms.
  • R is an aryl group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; Or a heterocyclic group unsubstituted or substituted with a deuterium, alkyl group, or aryl group.
  • R is an aryl group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; Or a heterocyclic group of a ternary ring unsubstituted or substituted with a deuterium, alkyl group, or aryl group.
  • the R is hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted phenanthrene group; A substituted or unsubstituted fluorene group; A substituted or unsubstituted triphenylene group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; A substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • R is "substituted or unsubstituted” means that it is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, alkyl groups, and aryl groups.
  • R is "substituted or unsubstituted” means that it is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, methyl group, and phenyl group.
  • R is a deuterium, alkyl group, or a phenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with a deuterium, alkyl group, or aryl group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; A terphenyl group unsubstituted or substituted with a deuterium, alkyl group, or aryl group; A phenanthrene group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; A fluorene group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; Triphenylene group unsubstituted or substituted with deuterium, alkyl group, or aryl group; A dibenzofuran group unsub
  • R is deuterium; A phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with a deuterium, alkyl group, or aryl group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; A terphenyl group unsubstituted or substituted with a deuterium, alkyl group, or aryl group; A phenanthrene group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; A fluorene group unsubstituted or substituted with deuterium, an alkyl group, or an aryl group; Triphenylene group unsubstituted or substituted with deuterium, alkyl group, or aryl group; Dibenzofuran group;
  • R is a deuterium, methyl group, or a phenyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; Naphthyl group unsubstituted or substituted with deuterium, methyl group, or phenyl group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, methyl group, or phenyl group; A terphenyl group unsubstituted or substituted with a deuterium, methyl group, or phenyl group; Phenanthrene group unsubstituted or substituted with deuterium, methyl group, or phenyl group; Fluorene group unsubstituted or substituted with deuterium, methyl group, or phenyl group; Triphenylene group unsubstituted or substituted with deuterium, methyl group, or phenyl group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or
  • R is a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; Deuterium, or a naphthyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; A terphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; A phenanthrene group unsubstituted or substituted with deuterium; A fluorene group unsubstituted or substituted with a methyl group or a phenyl group; A triphenylene group unsubstituted or substituted with deuterium; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or a carbazole group unsubstituted or substituted with a phenyl group.
  • the formula 1 is represented by any one selected from the following formulas 1-1 to 1-3.
  • Ar is as defined above.
  • the formula 1 is represented by any one selected from the following formulas 1-4 to 1-6.
  • Ar is as defined above.
  • the compound represented by Formula 1 is any one selected from the following structural formulas.
  • the present specification provides an organic light emitting device comprising the above-described compound.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present specification may have a single layer structure, but may have a multi-layer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, an electron suppressing layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, an electron injection and transport layer, a hole blocking layer as an organic material layer.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto, and may include a smaller number of organic layers.
  • the organic material layer includes a hole injection layer or a hole transport layer, and the hole injection layer or hole transport layer includes the compound.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes the compound.
  • the compound is included as a host of the light emitting layer.
  • the compound is included as a red host in the light emitting layer.
  • the light emitting layer further includes a dopant.
  • the organic material layer including the compound of Formula 1 includes the compound of Formula 1 as a host, and may include other organic compounds, metals, or metal compounds as dopants.
  • the organic material layer including the compound of Formula 1 includes the compound of Formula 1 as a host, and may include an iridium-based dopant.
  • the organic material layer including the compound of Formula 1 includes the compound of Formula 1 as a host, and may include a phosphorescent dopant.
  • the organic material layer including the compound of Formula 1 includes the compound of Formula 1 as a host, and may include a red or green phosphorescent dopant.
  • the organic material layer including the compound of Formula 1 includes the compound of Formula 1 as a host, and may include an iridium-based phosphorescent dopant.
  • the light emitting layer includes the compound and the dopant in a weight ratio of 1:99 to 99: 1.
  • the light emitting layer includes the compound and the dopant in a weight ratio of 2: 1 to 99: 1.
  • the iridium-based dopant may be selected from the following structures, but is not limited thereto.
  • the organic material layer includes an electron transport layer or an electron injection layer, and the electron transport layer or electron injection layer includes the compound.
  • the organic material layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, or an electron suppressing layer.
  • the organic material layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron suppressing layer.
  • the organic layer is a hole blocking layer; Or it may include an electron injection and transport layer.
  • the organic layer is a hole blocking layer; And an electron injection and transport layer.
  • the organic light emitting device is a layer 1 or 2 selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, an electron injection and transport layer, an electron suppressing layer and a hole blocking layer It contains more layers.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode. It includes two or more organic material layers provided between the light emitting layer and the first electrode, or between the light emitting layer and the second electrode, and at least one of the two or more organic material layers comprises the compound.
  • two or more organic material layers may be selected from the group consisting of an electron transport layer, an electron injection layer, a layer simultaneously performing electron transport and electron injection, and a hole blocking layer.
  • the organic material layer includes two or more electron transport layers, and at least one of the two or more electron transport layers contains the compound.
  • the compound may be included in one layer of the two or more electron transport layers, or may be included in each of the two or more electron transport layers.
  • other materials except the compound when the compound is included in each of the two or more electron transport layers, other materials except the compound may be the same or different from each other.
  • the organic material layer further includes a hole injection layer or a hole transport layer comprising a compound containing an arylamino group, a carbazole group, or a benzocarbazole group in addition to the organic material layer containing the compound.
  • the organic light emitting device may be an organic light emitting device having a structure in which a first electrode, one or more organic material layers, and a second electrode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting device may be an inverted type organic light emitting device in which a second electrode, one or more organic material layers, and a first electrode are sequentially stacked on a substrate.
  • FIGS. 1 and 2 the structure of the organic light emitting device according to the exemplary embodiment of the present specification is illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 illustrates a structure of an organic light emitting device in which a substrate 1, a first electrode 2, a light emitting layer 3, and a second electrode 4 are sequentially stacked.
  • the compound may be included in the light emitting layer (3).
  • the substrate 1, the first electrode 2, the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, the light emitting layer 3, the electron transport layer 7 and the second electrode 4 are sequentially stacked
  • the structure of the organic light emitting element is illustrated.
  • the compound may be included in one or more of the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, the light emitting layer 3, and the electron transport layer 7.
  • FIG. 3 shows a substrate 1, a first electrode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, an electron suppression layer 8, a light emitting layer 3, a hole blocking layer 9, electron injection and Structural history of the organic light emitting device in which the transport layer 10 and the second electrode 4 are sequentially stacked is illustrated, and the compound may be included in the light emitting layer 3, but is not limited thereto.
  • the compound may be included in one or more of the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the organic light emitting device of the present specification may be made of materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the compound of the present specification, that is, the compound.
  • the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device of the present specification may be made of materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the compound, that is, the compound represented by Formula 1.
  • the organic light emitting device of the present specification can be manufactured by sequentially laminating a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a first electrode is obtained by depositing a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof on a substrate using a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation.
  • PVD physical vapor deposition
  • an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer thereon, and then depositing a material that can be used as a second electrode thereon.
  • an organic light emitting device may be formed by sequentially depositing a second electrode material, an organic material layer, and a first electrode material on a substrate.
  • the compound of Formula 1 may be formed into an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method when manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution application method means spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, and the like, but is not limited to these.
  • an organic light emitting device may be made by sequentially depositing an organic material layer and a first electrode material from a second electrode material on a substrate (International Patent Application Publication No. 2003/012890).
  • the manufacturing method is not limited thereto.
  • the first electrode is an anode
  • the second electrode is a cathode
  • the first electrode is a cathode
  • the second electrode is an anode
  • the first electrode material a material having a large work function is preferably used to facilitate hole injection into the organic material layer.
  • Specific examples of the first 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); ZnO: Al or SnO 2 : Combination of metal and oxide such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole, and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the second electrode material is preferably a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • Specific examples of the second electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead, or alloys thereof;
  • There is a multilayer structure material such as LiF / Al or LiO 2 / Al, but is not limited thereto.
  • the hole injection material is a layer for injecting holes from an electrode, and the hole injection material has the ability to transport holes, and thus has a hole injection effect in the first electrode, an excellent hole injection effect for a light emitting layer or a light emitting material, and a light emitting layer A compound that prevents migration of the excitons generated in the electron injection layer or the electron injection material, and has excellent thin film formation ability is preferred. It is preferable that the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is between the work function of the first electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • HOMO highest occupied molecular orbital
  • hole injection material examples include metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic matter, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic matter, quinacridone-based organic matter, and perylene-based Organic materials, anthraquinones, and polyaniline and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited thereto.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, and the hole injection layer is p-doped.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, and the hole injection layer is p-doped.
  • the hole injection layer further includes a p-doped material.
  • the p-doped material means a material that makes the host material have p-semiconductor properties.
  • the p-semiconductor property means a property in which holes are injected or transported at a HOMO (highest occupied molecular orbital) energy level, that is, a property of a material having high hole conductivity.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports the holes to the light emitting layer.
  • the hole transport material As the hole transport material, the hole is transported to the light emitting layer by transporting holes from the first electrode or the hole injection layer to the light emitting layer.
  • This large material is suitable.
  • Specific examples include arylamine-based organic materials, conductive polymers, and block copolymers having a conjugated portion and a non-conjugated portion, but are not limited thereto.
  • a material capable of emitting light in the visible light region by receiving and bonding holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively is preferably a material having good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence.
  • Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole-based compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzo quinoline-metal compound; Benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole compounds; Poly (p-phenylenevinylene) (PPV) polymers; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene, and the like, but are not limited to these.
  • the light emitting layer may include a host material and a dopant material.
  • the host material may be a condensed aromatic ring derivative or a heterocyclic compound.
  • condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, fluoranthene compounds, and the like
  • heterocyclic compounds include dibenzofuran derivatives, ladder-type furan compounds, and pyri. Midine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports electrons to the light emitting layer.
  • the electron transport material a material capable of receiving electrons from the second electrode and transferring them to the light emitting layer, which has high mobility for electrons
  • the material is suitable. Specific examples include Al complexes of 8-hydroxyquinoline; Complexes including Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes, and the like, but are not limited to these.
  • the electron transport layer can be used with any desired cathode material as used according to the prior art.
  • suitable cathode materials are those that have a low work function and are followed by an aluminum or silver layer. Specifically, cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, each case followed by an aluminum layer or a silver layer.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from the electrode, has the ability to transport electrons, has an electron injection effect from the second electrode, an excellent electron injection effect on the light emitting layer or the light emitting material, and excitons generated in the light emitting layer A compound that prevents migration to the hole injection layer and has excellent thin film forming ability is preferred.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, fluorenylidene methane, anthrone and the like and their derivatives, metal Complex compounds, nitrogen-containing 5-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) ( There are o-cresolato) gallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (1-naphtholato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtholato) gallium, It is not limited to this.
  • the hole blocking layer is a layer that blocks the arrival of the second electrode of the hole, 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 complex, and the like, but are not limited thereto.
  • the organic light emitting device may be a front emission type, a back emission type, or a double-sided emission type, depending on the material used.
  • the compounds of the present invention were prepared using Buchwald-Hartwig coupling reaction, Suzuki coupling reaction, Heck coupling reaction, and the like as representative reactions.
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO (indium tin oxide) at a thickness of 1,000 ⁇ was placed in distilled water in which detergent was dissolved and washed with ultrasonic waves.
  • Fischer Fischer Co.
  • distilled water filtered secondarily by a filter of Millipore Co. was used as the distilled water.
  • ultrasonic cleaning was repeated twice for 10 minutes with distilled water.
  • ultrasonic cleaning was performed with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, followed by drying and transporting to a plasma cleaner.
  • the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • the following HI-1 compound was formed as a hole injection layer on the prepared ITO transparent electrode to a thickness of 1150 ⁇ , but the following A-1 compound was p-doped at a concentration of 1.5%.
  • the following HT-1 compound was vacuum deposited on the hole injection layer to form a hole transport layer having a thickness of 800 mm 2.
  • the following EB-1 compound was vacuum-deposited to a thickness of 150 mm 2 on the hole transport layer to form an electron suppressing layer.
  • the following RH-1 compound and the following Dp-7 compound were vacuum-deposited at a weight ratio of 98: 2 on the EB-1 deposition film to form a 400-nm-thick red light emitting layer.
  • a hole blocking layer was formed by vacuum-depositing the following HB-1 compound with a thickness of 30 mm 2 on the light emitting layer. Subsequently, the following ET-1 compound and the following LiQ compound were vacuum deposited on the hole blocking layer in a weight ratio of 2: 1 to form an electron injection and transport layer with a thickness of 300 Pa. On the electron injection and transport layer, lithium fluoride (LiF) with a thickness of 12 ⁇ and aluminum with a thickness of 1,000 ⁇ were sequentially deposited to form a negative electrode.
  • LiF lithium fluoride
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Comparative Example 1 except for using the compound shown in Table 1 instead of RH-1 in the organic light emitting diode of Comparative Example 1.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Comparative Example 1 except for using the compound shown in Table 1 instead of RH-1 in the organic light emitting diode of Comparative Example 1.
  • T95 means the time required for the luminance to decrease from the initial luminance (10,000 nit) to 95%.

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Abstract

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

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 출원은 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 11월 2일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10- 2018-0133613호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 제1 전극과 제2 전극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 제1 전극에서는 정공이, 제2 전극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 출원은 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 출원은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000001
화학식 1에 있어서,
X1은 NAr, X2는 직접결합; 또는 X1은 직접결합, X2는 NAr이며,
A는 나프탈렌이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 N포함 헤테로고리기이다.
또한, 본 출원은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 전술한 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 화합물을 사용하는 유기 발광 소자는 낮은 구동전압, 높은 발광효율 또는 장수명이 가능하다.
도 1은 기판(1), 제1 전극(2), 발광층(3), 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자억제층(8), 발광층(3), 정공저지층(9), 전자주입 및 수송층(10) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 제1 전극
3: 발광층
4: 제2 전극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자수송층
8: 전자억제층
9: 정공저지층
10: 전자주입 및 수송층
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기와 같은 코어 구조를 가짐으로써, 삼중항 에너지를 조절할 수 있는 장점이 있고, 장수명 및 고효율의 특성을 나타낼 수 있다.
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 수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 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 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 24인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2019014751-appb-I000002
,
Figure PCTKR2019014751-appb-I000003
,
Figure PCTKR2019014751-appb-I000004
및
Figure PCTKR2019014751-appb-I000005
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 헤테로고리기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, X1은 NAr, X2는 직접결합; 또는 X1은 직접결합, X2는 NAr이다. 즉, X1 및 X2가 모두 직접결합이거나, X1 및 X2가 모두 NAr은 아니며, X1 및 X2 중 하나는 직접결합, 나머지 하나는 NAr이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, A는 나프탈렌이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 적어도 2개의 N을 포함하는 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 N을 포함하는 2환의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 적어도 2개의 N을 포함하는 2환의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 또는 치환 또는 비치환된 퀴녹살린기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 퀴녹살린기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시된다.
[화학식 2-1]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000006
[화학식 2-2]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000007
상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서, R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, n은 0 내지 5의 정수이고, n이 2 이상인 경우, 2이상의 R은 서로 같거나 상이하다.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000008
는 화학식 1의 N과 결합하는 위치를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar은 하기 화학식 2-3 또는 2-4로 표시된다.
[화학식 2-3]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000009
[화학식 2-4]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000010
상기 화학식 2-3 및 2-4에 있어서, R은 전술한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 3원고리의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 페난쓰렌기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 "치환 또는 비치환된"은 중수소, 알킬기, 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1이상의 치환기로 치환 또는 비치환 되는 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 "치환 또는 비치환된"은 중수소, 메틸기, 및 페닐기로 이루어진 군에서 선택되는 1이상의 치환기로 치환 또는 비치환 되는 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난쓰렌기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 중수소; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난쓰렌기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소, 알킬기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 중수소, 메틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 메틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 메틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 메틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 메틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 페난쓰렌기; 중수소, 메틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소, 메틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 R은 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난쓰렌기; 메틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 중에서 선택되는 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000011
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000012
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000013
상기 화학식 1-1 내지 1-3에 있어서,
Ar은 상기 정의와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-4 내지 1-6 중에서 선택되는 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-4]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000014
[화학식 1-5]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000015
[화학식 1-6]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000016
상기 화학식 1-4 내지 1-6에 있어서,
Ar은 상기 정의와 같다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나이다.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000017
Figure PCTKR2019014751-appb-I000018
Figure PCTKR2019014751-appb-I000019
Figure PCTKR2019014751-appb-I000020
Figure PCTKR2019014751-appb-I000021
Figure PCTKR2019014751-appb-I000022
Figure PCTKR2019014751-appb-I000023
Figure PCTKR2019014751-appb-I000024
Figure PCTKR2019014751-appb-I000025
Figure PCTKR2019014751-appb-I000026
Figure PCTKR2019014751-appb-I000027
Figure PCTKR2019014751-appb-I000028
Figure PCTKR2019014751-appb-I000029
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에서 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 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 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 전자억제층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자 주입 및 수송층, 정공저지층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층의 호스트로 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층의 적색 호스트로 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 도펀트를 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 이리듐계 도펀트를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 적색 또는 녹색 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 이리듐계 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 상기 화합물과 도펀트를 1:99 내지 99:1의 중량비로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 상기 화합물과 도펀트를 2:1 내지 99:1의 중량비로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 이리듐계 도펀트는 하기 구조에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000030
Figure PCTKR2019014751-appb-I000031
Figure PCTKR2019014751-appb-I000032
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 전자억제층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 및 전자억제층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공저지층; 또는 전자 주입 및 수송층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공저지층; 및 전자 주입 및 수송층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 전자주입 및 수송층, 전자억제층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸기 또는 벤조카바졸기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 1층 이상의 유기물층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 제2 전극, 1층 이상의 유기물층 및 제1 전극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 제1 전극(2), 발광층(3), 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서 상기 화합물은 상기 정공주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(3) 및 전자 수송층(7) 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
도 3은 기판(1), 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자억제층(8), 발광층(3), 정공저지층(9), 전자주입 및 수송층(10) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조사 예시되어 있으며, 상기 화합물은 발광층(3)에 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 제1 전극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 제2 전극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 제2 전극 물질부터 유기물층, 제1 전극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 제2 전극 물질로부터 유기물층, 제1 전극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 제1 전극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 제1 전극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 제2 전극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 물질로는 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 제1 전극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 제1 전극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 정공주입층은 p-도핑된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 정공주입층은 p-도핑된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공주입층은 p-도핑물질을 더 포함한다.
본 명세서에서 상기 p 도핑 물질이란, 호스트 물질을 p 반도체 특성을 갖도록 하는 물질을 의미한다. p 반도체 특성이란 HOMO(highest occupied molecular orbital)에너지 준위로 정공을 주입받거나 수송하는 특성 즉, 정공의 전도도가 큰 물질의 특성을 의미한다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 제1 전극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송 층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 제2 전극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 제2 전극으로부터의 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, 플루오레닐리덴 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 정공저지층은 정공의 제2 전극 도달을 저지하는 층으로, 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 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물의 제조방법 및 이들을 이용한 유기 발광 소자의 제조는 이하의 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 화합물은 대표적인 반응으로 Buchwald-Hartwig coupling reaction, Suzuki coupling reaction, Heck coupling reaction 등을 이용하여 제조되었다.
제조예 1.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000033
2-니트로나프탈렌-1-일 트리플루오로메텐설포네이트 100.0g (1.0 eq), 트리페닐렌-1-일 보로닉산 93.17 g (1.1 eq)을 테트라하이드로퓨란(THF) 1000ml 에 녹인 후 물 300ml 에 녹인 K2CO3 86.05 g (2.0 eq)을 같이 넣어 주었다. Pd(t-Bu3P)2 1.59 g (0.005 eq) 을 넣어 주고 환류하여 교반하였다. 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 무수황산마그네슘으로 처리하여 다시 감압하여 용매를 제거하고 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 A-1 (90.77 g, 수율 73 %)를 얻었다. [M+H]+=400
화학식 A-1 90.77g (1.0 eq) 트리에틸포스파이트 200 mL에 넣고 환류하여 교반하였다. 2시간 후 반응 종결하고 에탄올 2L에 반응물을 부어서 고체를 떨어트렸다. 이 고체를 CHCl3에 완전히 녹인 후 물로 씻어주고 무수황산마그네슘으로 처리하여 용액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. 화합물 A 53.44g, 수율 63 %)을 얻었다. [M+H]+=218
제조예 2.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000034
제조예1에서 2-니트로나프탈렌-1-일 트리플루오로메탄설포네이트 대신 3-니트로나프탈렌-2-일 트리플루오로메탄설포네이트를 사용하여 화학식 A의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 B 를 합성하였다.
제조예 3.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000035
제조예1에서 2-니트로나프탈렌-1-일 트리플루오로메탄설포네이트 대신 1-니트로나프탈렌-2-일 트리플루오로메탄설포네이트를 사용하여 화학식 A의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 C 를 합성하였다.
제조예 4.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000036
1-클로로나프탈렌-2-아민 100.0g (1.0 eq), 1-브로모트리페닐렌 190.13 g (1.1 eq)을 톨루엔 1000ml 에 녹인 후 NaOtBu 108.58 g (2.0 eq)을 같이 넣어 주었다. Pd(t-Bu3P)2 2.88 g (0.01 eq) 을 넣어 주고 환류하여 교반하였다. 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 무수황산마그네슘으로 처리하여 다시 감압하여 용매를 제거하고 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 D-1 (152.56 g , 수율 67 %)를 얻었다. [M+H]+=404
화합물 D-1 152.56 g (1.0 eq) 을 디메틸아세트아미드(DMAc) 1000ml 에 녹인 후 K3PO4 160.67 g (2.0 eq), Pd(t-Bu3P)2 1.93 g (0.01 eq) 을 넣어 주고 환류하여 교반하였다. 반응이 종료되면 식힌 후 물에 부어서 교반 및 고체화 진행 후 여과하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 무수황산마그네슘으로 처리하여 다시 감압하여 용매를 제거하고 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 D 94.48 g, 수율 68 %)를 얻었다. [M+H]+=368
제조예 5.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000037
제조예4에서 1-클로로나프탈렌-2-아민 대신 3-클로로나프탈렌-2-아민을 사용하여 화학식 D의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 E 를 합성하였다.
제조예 6.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000038
제조예4에서 1-클로로나프탈렌-2-아민 대신 2-클로로나프탈렌-1-아민을 사용하여 화학식 D의 제조 방법과 같은 방법으로 화학식 F 를 합성하였다.
< 합성예 >
합성예 1
Figure PCTKR2019014751-appb-I000039
화합물 D 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 7.19 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.13 g (0.01 eq), K3PO4 11.55 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 1 (11.35 g, 수율 73 %)를 얻었다. [M+H]+=572
합성예 2
Figure PCTKR2019014751-appb-I000040
화합물 D 10.0 g (1.0 eq), 4-([1,1'-비페닐]-3-일)-2-클로로퀴나졸린 9.47 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 2 (12.34 g, 수율 70 %)를 얻었다. [M+H]+=648
합성예 3
Figure PCTKR2019014751-appb-I000041
화합물 D 10.0 g (1.0 eq), 2-([1,1':3',1''-터페닐]-4'-일)-3-클로로퀴녹살린 11.74 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 3 (13.39 g, 수율 68 %)를 얻었다. [M+H]+=724
합성예 4
Figure PCTKR2019014751-appb-I000042
화합물 D 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-(나프탈렌-2-일)퀴녹살린 8.69 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 4 (12.01 g, 수율 71 %)를 얻었다. [M+H]+=622
합성예 5
Figure PCTKR2019014751-appb-I000043
화합물 E 10.0 g (1.0 eq), 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-클로로퀴나졸린 9.47 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 5 (11.45 g, 수율 65 %)를 얻었다. [M+H]+=648
합성예 6
Figure PCTKR2019014751-appb-I000044
화합물 E 10.0 g (1.0 eq), 4-([1,1':3',1''-터페닐]-5'-일)-2-클로로퀴나졸린 11.74 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 6 (12.60 g, 수율 64 %)를 얻었다. [M+H]+=724
합성예 7
Figure PCTKR2019014751-appb-I000045
화합물 E 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-(디벤조[b,d]퓨란-1-일)퀴녹살린 9.89 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 7 (10.98 g, 수율 61 %)를 얻었다. [M+H]+=662
합성예 8
Figure PCTKR2019014751-appb-I000046
화합물 E 10.0 g (1.0 eq), 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-3-클로로퀴녹살린 9.47 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 8 (11.10 g, 수율 63 %)를 얻었다. [M+H]+=648
합성예 9
Figure PCTKR2019014751-appb-I000047
화합물 F 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-4-(4-(나프탈렌-1-일)페닐)퀴나졸린 10.96 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 9 (11.58 g, 수율 61 %)를 얻었다. [M+H]+=698
합성예 10
Figure PCTKR2019014751-appb-I000048
화합물 F 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-4-(페난쓰렌-9-일)퀴나졸린 10.18 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 10 (10.60 g, 수율 58 %)를 얻었다. [M+H]+=672
합성예 11
Figure PCTKR2019014751-appb-I000049
화합물 F 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-(디벤조[b,d]티오펜-3-일)퀴녹살린 10.36 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 11 (10.88 g, 수율 59 %)를 얻었다. [M+H]+=678
합성예 12
Figure PCTKR2019014751-appb-I000050
화합물 F 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-4-일)퀴녹살린 10.66 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), NaOtBu 6.06 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 12 (9.73 g, 수율 52 %)를 얻었다. [M+H]+=687.27
합성예 13
Figure PCTKR2019014751-appb-I000051
화합물 A 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-4-(나프탈렌-2-일)퀴나졸린 8.87 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), NaOtBu 6.06 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 13 (12.01 g, 수율 71 %)를 얻었다. [M+H]+=622
합성예 14
Figure PCTKR2019014751-appb-I000052
화합물 A 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)퀴나졸린 9.89 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), NaOtBu 6.06 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 14 (13.14 g, 수율 73 %)를 얻었다. [M+H]+=662
합성예 15
Figure PCTKR2019014751-appb-I000053
화합물 A 10.0 g (1.0 eq), 2-([1,1':4',1''-터페닐]-4-일)-3-클로로퀴녹살린 11.75 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), NaOtBu 6.06 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 15 (13.79 g, 수율 70 %)를 얻었다. [M+H]+=724
합성예 16
Figure PCTKR2019014751-appb-I000054
화합물 A 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-3-일)퀴녹살린 10.66 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), NaOtBu 6.06 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 16 (12.73 g, 수율 68 %)를 얻었다. [M+H]+=688
합성예 17
Figure PCTKR2019014751-appb-I000055
화합물 B 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-페닐퀴녹살린 7.19 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), NaOtBu 6.06 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 17 (10.11 g, 수율 65 %)를 얻었다. [M+H]+=572
합성예 18
Figure PCTKR2019014751-appb-I000056
화합물 B 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-(페닐-d5)퀴녹살린 7.34 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 18 (9.73 g, 수율 62 %)를 얻었다. [M+H]+=577
합성예 19
Figure PCTKR2019014751-appb-I000057
화합물 B 10.0 g (1.0 eq), 2-([1,1'-비페닐]-4-일-2',3',4',5',6'-d5)-3-클로로퀴녹살린 9.62 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 19 (10.65 g, 수율 60 %)를 얻었다. [M+H]+=653
합성예 20
Figure PCTKR2019014751-appb-I000058
화합물 B 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-4-(디벤조[b,d]티오펜-3-일)퀴나졸린 10.36 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 20 (13.09 g, 수율 71 %)를 얻었다. [M+H]+=678
합성예 21
Figure PCTKR2019014751-appb-I000059
화합물 B 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)퀴녹살린 10.36 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 21 (11.62 g, 수율 63 %)를 얻었다. [M+H]+=678
합성예 22
Figure PCTKR2019014751-appb-I000060
화합물 C 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-4-(4-(나프탈렌-2-일)페닐)퀴나졸린 10.96 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 22 (13.48 g, 수율 71 %)를 얻었다. [M+H]+=698
합성예 23
Figure PCTKR2019014751-appb-I000061
화합물 C 10.0 g (1.0 eq), 2-(2-클로로퀴나졸린-4-일)-9-페닐-9H-카바졸 12.13 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 23 (13.63 g, 수율 68 %)를 얻었다. [M+H]+=737
합성예 24
Figure PCTKR2019014751-appb-I000062
화합물 C 10.0 g (1.0 eq), 3-(3-클로로퀴녹살린-2-일)-9-페닐-9H-카바졸 12.13 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), K3PO4 13.39 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 24 (12.23 g, 수율 61 %)를 얻었다. [M+H]+=737
합성예 25
Figure PCTKR2019014751-appb-I000063
화합물 C 10.0 g (1.0 eq), 2-클로로-3-(4-페닐나프탈렌-1-일)퀴녹살린 10.96 g (1.1 eq), Pd(t-Bu3P)2 0.16 g (0.01 eq), NaOtBu 6.06 g (2.0 eq)를 자일렌 250ml에 넣어서 환류하여 교반하였다. 2 시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하였다. 이 후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거하였다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과하였다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 25 (10.82 g, 수율 57 %)를 얻었다. [M+H]+=698
< 실험예 >
비교예 1
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 정공주입층으로 하기 HI-1 화합물을 1150Å의 두께로 형성하되 하기 A-1 화합물을 1.5% 농도로 p-도핑 하였다. 상기 정공주입층 위에 하기 HT-1 화합물을 진공 증착하여 막 두께 800Å 의 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 150Å으로 하기 EB-1 화합물을 진공 증착하여 전자억제층을 형성하였다. 이어서, 상기 EB-1 증착막 위에 하기 RH-1 화합물과 하기 Dp-7 화합물을 98:2의 중량비로 진공 증착하여 400Å 두께의 적색 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 막 두께 30Å으로 하기 HB-1 화합물을 진공 증착하여 정공저지층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공저지층 위에 하기 ET-1 화합물과 하기 LiQ 화합물을 2:1의 중량비로 진공 증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2×10-7 ~ 5×10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2019014751-appb-I000064
실시예 1 내지 실시예 25
비교예 1의 유기 발광 소자에서 RH-1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 2 내지 비교예 21
비교예 1의 유기 발광 소자에서 RH-1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
[비교예 화합물]
Figure PCTKR2019014751-appb-I000065
상기 실시예 1 내지 실시예 25, 및 비교예 1 내지 비교예 21 에서 제조한 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. T95은 휘도가 초기 휘도(10,000 nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
구분 물질 구동전압(V) 효율(cd/A) 수명 T95(hr) 발광색
비교예 1 RH-1 4.46 35.7 163 적색
실시예 1 화합물 1 4.12 41.2 278 적색
실시예 2 화합물 2 4.13 41.1 305 적색
실시예 3 화합물 3 4.03 47.8 242 적색
실시예 4 화합물 4 3.99 48.9 252 적색
실시예 5 화합물 5 4.17 43.7 301 적색
실시예 6 화합물 6 4.15 43.1 292 적색
실시예 7 화합물 7 3.97 47.0 237 적색
실시예 8 화합물 8 3.95 49.5 259 적색
실시예 9 화합물 9 4.28 41.5 297 적색
실시예 10 화합물 10 4.12 40.3 285 적색
실시예 11 화합물 11 4.27 45.8 259 적색
실시예 12 화합물 12 4.35 46.1 231 적색
실시예 13 화합물 13 4.19 43.7 343 적색
실시예 14 화합물 14 4.15 43.0 331 적색
실시예 15 화합물 15 3.95 52.9 280 적색
실시예 16 화합물 16 4.10 50.5 250 적색
실시예 17 화합물 17 3.86 51.5 261 적색
실시예 18 화합물 18 3.87 51.7 303 적색
실시예 19 화합물 19 3.83 52.3 317 적색
실시예 20 화합물 20 4.29 40.5 326 적색
실시예 21 화합물 21 4.08. 45.7 231 적색
실시예 22 화합물 22 4.21 43.5 285 적색
실시예 23 화합물 23 4.10 47.0 307 적색
실시예 24 화합물 24 3.86 50.1 251 적색
실시예 25 화합물 25 3.88 51.0 277 적색
비교예 2 C-1 5.00 18.4 15 적색
비교예 3 C-2 4.96 19.9 21 적색
비교예 4 C-3 5.03 19.6 23 적색
비교예 5 C-4 4.98 17.3 15 적색
비교예 6 C-5 4.95 16.8 28 적색
비교예 7 C-6 4.90 18.9 23 적색
비교예 8 C-7 5.01 17.8 23 적색
비교예 9 C-8 5.03 28.4 28 적색
비교예 10 C-9 4.20 37.9 152 적색
비교예 11 C-10 4.45 33.5 221 적색
비교예 12 C-11 4.28 31.7 182 적색
비교예 13 C-12 4.23 33.6 179 적색
비교예 14 C-13 4.70 35.5 210 적색
비교예 15 C-14 4.88 31.9 125 적색
비교예 16 C-15 4.43 32.1 230 적색
비교예 17 C-16 4.25 36.7 112 적색
비교예 18 C-17 4.61 29.8 151 적색
비교예 19 C-18 4.57 33.8 185 적색
비교예 20 C-19 4.33 32.1 238 적색
비교예 21 C-20 4.29 36.8 147 적색
상기 비교예 1의 적색 유기 발광 소자는 종래 널리 사용되고 있는 물질을 사용하였다. 비교예 2 내지 21은 RH-1 대신 C-1 내지 C-20을 사용하여 유기 발광 소자를 제조하였다. 상기 표 1의 결과를 보면 본 발명의 화합물이 적색 발광층의 호스트로 사용 헸을 때 비교예 물질에 비해서 구동전압이 크게는 20% 가까이 낮아졌으며, 효율 측면에서도 20% 이상 상승을 한 것으로 보아 호스트에서 적색 도펀트로의 에너지 전달이 잘 이뤄진다는 것을 알 수 있었다. 또한 높은 효율을 유지하면서도 수명 특성을 크게 개선되는 것을 확인하였다. 이것은 비교예 화합물 보다 본 발명의 화합물이 전자와 정공에 대한 안정도가 높으며 OLED Red 소자내에서 전자와 정공 이동의 균형이 잘 맞기 때문이라 판단 할 수 있다. 결론적으로 본 발명의 화합물을 적색 발광층의 호스트로 사용하였을 때 유기 발광 소자의 구동전압, 발광 효율 및 수명 특성을 개선할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000066
    화학식 1에 있어서,
    X1은 NAr, X2는 직접결합; 또는 X1은 직접결합, X2는 NAr이며,
    A는 나프탈렌이고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 N포함 헤테로고리기이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 중에서 선택되는 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000067
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000068
    [화학식 1-3]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000069
    상기 화학식 1-1 내지 1-3에 있어서,
    Ar은 청구항 1에서의 정의와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-4 내지 1-6 중에서 선택되는 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 1-4]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000070
    [화학식 1-5]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000071
    [화학식 1-6]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000072
    상기 화학식 1-4 내지 1-6에 있어서,
    Ar은 청구항 1에서의 정의와 같다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar은 N을 적어도 2개 포함하는 2환 헤테로고리기인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar은 화학식 2-1 또는 2-2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000073
    [화학식 2-2]
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000074
    상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서,
    R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, n은 0 내지 5의 정수이고, n이 2 이상인 경우, 2이상의 R은 서로 같거나 상이하다.
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000075
    는 화학식 1의 N과 결합하는 위치를 의미한다.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000076
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000077
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000078
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000079
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000080
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000081
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000082
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000083
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000084
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000085
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000086
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000087
    Figure PCTKR2019014751-appb-I000088
    .
  7. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
    상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고,
    상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고,
    상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 전자주입 및 수송층, 전자억제층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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