WO2020180005A1 - 바이나프탈렌 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

바이나프탈렌 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2020180005A1
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차용범
양정훈
홍성길
이재구
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LG Chem Ltd
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LG Chem Ltd
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    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers

Definitions

  • the present specification relates to a binaphthalene compound and an organic light emitting device including the same.
  • the organic light emission phenomenon refers to a phenomenon in which electrical energy is converted into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using the organic light emitting phenomenon has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic material layer is often made of a multi-layered structure made of different materials.
  • the organic material layer 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 specification is to provide a binaphthalene compound and an organic light emitting device including the same.
  • A1 to A6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, represented by the following formula (2),
  • A1, A3, A4 and A5 are represented by the following formula (2),
  • R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • L1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • X1 to X3 are the same as or different from each other, and each independently CH or N,
  • At least one of X1 to X3 is N.
  • the present specification 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, wherein at least one of the organic material layers comprises a binaphthalene compound represented by Formula 1 above. Provides.
  • the compound according to the exemplary embodiment of the present specification is used in an organic light-emitting device, so that a driving voltage of the organic light-emitting device may be lowered and light efficiency may be improved. In addition, it is possible to improve the life characteristics of the device by the thermal stability of the compound.
  • 1 to 3 illustrate examples of an organic light-emitting device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • the compound represented by Formula 1 is a compound in which a nitrogen-containing 6-membered substituent is connected to binaphthalene, and has long life and high efficiency characteristics when used as a hole blocking layer, an electron transport layer, or an electron injection layer of an organic light-emitting device.
  • substituted 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 as long as the position where the hydrogen atom is substituted, that is, the position where the substituent can be substituted, and when two or more are substituted , Two or more substituents may be the same or different from each other.
  • substituted or unsubstituted refers to deuterium; Halogen group; Nitrile group; Alkyl group; Silyl group; Aryl group; And a heteroaryl group containing at least one of N, O, and S atoms, substituted with one or two or more substituents selected from the group consisting of, or substituted with a substituent to which two or more substituents are connected, or have any substituents. Means not.
  • connection of two or more substituents means that hydrogen of any one substituent is connected with another substituent.
  • an isopropyl group and a phenyl group are connected or It can be a substituent of.
  • connection of three substituents is not only that (substituent 1)-(substituent 2)-(substituent 3) is continuously connected, but also (substituent 2) and (substituent 3) are Includes connections.
  • two phenyl groups and isopropyl groups are connected or It may be a substituent of. The same applies to those in which four or more substituents are connected.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine, or iodine.
  • the alkyl group may be a straight chain or a branched chain, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but 1 to 30; 1 to 20; 1 to 10; Or it is preferably 1 to 5.
  • Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, sec-butyl, 1-methylbutyl, 1-ethylbutyl, pentyl, n-pentyl, iso Pentyl, neopentyl, t-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentyl Methyl, cyclohexylmethyl
  • the silyl group is a substituent including Si and the Si atom is directly connected as a radical, and is represented by -SiR 201 R 202 R 203 , R 201 to R 203 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Alkyl group; Alkenyl group; Alkoxy group; Cycloalkyl group; Aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heterocyclic group.
  • silyl group examples include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, methyldiphenylsilyl group, t- Butyldiphenylsilyl group, phenylsilyl group, and the like, but are not limited thereto.
  • an aryl group means a monovalent group of a monovalent aromatic hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon derivative.
  • an aromatic hydrocarbon refers to a compound in which pi electrons are completely conjugated and includes a planar ring
  • a group derived from an aromatic hydrocarbon refers to a structure in which an aromatic hydrocarbon or a cyclic aliphatic hydrocarbon is condensed with an aromatic hydrocarbon.
  • the aryl group is intended to include a monovalent group in which two or more aromatic hydrocarbons or derivatives of aromatic hydrocarbons are connected to each other.
  • the aryl group is not particularly limited, but includes 6 to 50 carbon atoms; 6 to 30; 6 to 25; 6 to 20; 6 to 18; Or it is preferably 6 to 13, and the aryl group may be monocyclic or polycyclic. Specifically, the monocyclic aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, or a terphenyl group, but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthryl group, a triphenyl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, a chrysenyl group, a fluorenyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituted fluorenyl group when the fluorenyl group may be substituted, includes all compounds in which the substituents of the pentagonal rings of fluorene are spied to each other to form an aromatic hydrocarbon ring.
  • the substituted fluorenyl group includes 9,9'-spirobifluorene, spiro[cyclopentane-1,9'-fluorene], spiro[benzo[c]fluorene-7,9-fluorene], etc. However, it is not limited thereto.
  • the heterocyclic group is an atom other than carbon and includes one or more heteroatoms, and specifically, the heteroatoms may include one or more atoms selected from the group consisting of O, N, and S.
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, the number of carbon atoms is 2 to 50; 2 to 30; 2 to 20; 2 to 18; Or it is preferably 2 to 13.
  • heterocyclic groups include thiophene group, furanyl group, pyrrole group, imidazole group, thiazole group, oxazole group, oxadiazole group, pyridine group, bipyridine group, pyrimidine group, triazine group, triazole group, acridine group , Pyridazine group, pyrazine group, quinoline group, quinazoline group, quinoxaline group, phthalazine group, pyridopyrimidine group, pyridopyrazine group, pyrazino-pyrazine group, isoquinoline group, indole group, carbazole group, benzoxa Zol group, benzimidazole group, benzothiazole group, benzocarbazole group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, benzofuran group, phenanthroline group, thiazole group, isoxazole group, oxadiazole
  • the heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic, and may be aromatic, aliphatic, or condensed rings of aromatic and aliphatic, and may be selected from examples of the heterocyclic group.
  • the heteroaryl group refers to a monovalent aromatic heterocycle.
  • the aromatic heterocycle is a monovalent group of an aromatic ring or a derivative of an aromatic ring, and refers to a group including at least one of N, O, and S in the ring as a hetero atom.
  • the aromatic ring derivative includes all structures in which an aromatic ring or an aliphatic ring is condensed with an aromatic ring.
  • the heteroaryl group is intended to include a monovalent group in which an aromatic ring containing two or more heteroatoms or a derivative of an aromatic ring containing heteroatoms are connected to each other. 2 to 50 carbon atoms of the heteroaryl group; 2 to 30; 2 to 20; 2 to 18; Or it is preferably 2 to 13.
  • an arylene group means that the aryl group has two bonding positions, that is, a divalent group. Except that each of these is a divalent group, the description of the aryl group described above may be applied.
  • a heteroarylene group refers to a heteroaryl group having two bonding positions, that is, a divalent group. Except that each of these is a divalent group, the description of the aforementioned heteroaryl group may be applied.
  • the "adjacent" group means a substituent substituted on an atom directly connected to the atom where the corresponding substituent is substituted, a substituent positioned three-dimensionally closest to the corresponding substituent, or another substituent substituted on the atom where the corresponding substituent is substituted.
  • I can.
  • two substituents substituted at an ortho position in a benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in an aliphatic ring may be interpreted as "adjacent" groups to each other.
  • ring is a substituted or unsubstituted hydrocarbon ring; Or it means a substituted or unsubstituted heterocycle.
  • the hydrocarbon ring may be an aromatic, aliphatic, or condensed ring of aromatic and aliphatic, and may be selected from examples of the cycloalkyl group or the aryl group, except for the non-monovalent one.
  • the aromatic ring may be monocyclic or polycyclic, and may be selected from examples of the aryl group except that it is not monovalent.
  • a 6-membered nitrogen-containing substituent is connected to two or more carbons in the group consisting of carbons 3, 7, 3'and 7'of binaphthalene.
  • the nitrogen-containing 6-membered substituent includes triazine, pyrimidine, and pyridine, and the nitrogen-containing 6-membered substituent may be substituted with an aryl group or heteroaryl group.
  • the compound of Formula 1 is a nitrogen-containing 6 member at the 2nd, 4th, 5th, 6th, 8th, 2', 4', 5', 6'or/and 8'times of binaphthalene Device performance is better than when a substituent is connected.
  • a nitrogen-containing 6-membered substituent is connected to carbon 3 and 3'of binaphthalene.
  • 6-membered nitrogen-containing substituents are connected to carbons 7 and 7'of binaphthalene.
  • A1 to A6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, represented by Formula 2, and at least two of A1, A3, A4, and A5 are represented by Formula 2.
  • A1 and A6 are the same as or different from each other, and each independently is represented by Formula 2 above.
  • A3 and A4 are the same as or different from each other, and each independently is represented by Formula 2 above.
  • A1 to A6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C1-C10 alkyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms, represented by Formula 2, and at least two of A1, A3, A4, and A5 are represented by Formula 2.
  • A2 and A5 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen or deuterium.
  • A2 and A5 are hydrogen.
  • R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C1-C10 alkyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group.
  • R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted with deuterium.
  • R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • two of A1, A3, A4, and A5 are represented by Formula 2, and the remaining four and R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted with deuterium.
  • two of A1, A3, A4, and A5 are represented by Formula 2, and the remaining four and R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R1 and R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted C1-C6 alkyl group.
  • R1 and R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a methyl group.
  • R1 and R8 are the same.
  • R2 to R7 are each hydrogen.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • Ar1 and Ar2 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 C2 to C30 heteroaryl group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted monocyclic to tricyclic aryl group; Or a substituted or unsubstituted monocyclic to tricyclic heteroaryl group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted monocyclic or bicyclic aryl group; Or a substituted or unsubstituted monocyclic or bicyclic heteroaryl group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; A substituted or unsubstituted anthracenyl group; A substituted or unsubstituted triphenylene group; A substituted or unsubstituted fluoranthenyl group; A substituted or unsubstituted phenalene group; A substituted or unsubstituted pyrenyl group; A substituted or unsubstituted chrysenyl group; A substituted or unsubstituted fluorenyl group; A substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group;
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and are each independently an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted naphthyl group.
  • Ar1 and Ar2 are a phenyl group; Biphenyl group; Or a naphthyl group.
  • L1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • L1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group.
  • L1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; A substituted or unsubstituted biphenylene group; A substituted or unsubstituted terphenylene group; A substituted or unsubstituted naphthylene group; A substituted or unsubstituted fluorenylene group; A substituted or unsubstituted divalent pyridine group; A substituted or unsubstituted divalent pyrimidine group; A substituted or unsubstituted divalent carbazole group; A substituted or unsubstituted divalent dibenzofuran group; Or a substituted or unsubstituted divalent dibenzothiophene group.
  • L1 is a direct bond; Or a substituted or unsubstituted C 6 to C 30 arylene group.
  • L1 is a direct bond; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • L1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; Or a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L1 is a direct bond; Phenylene group; Or a biphenylene group.
  • L1 is a direct bond.
  • L1 is any one selected from the following structures.
  • the structure is deuterium; Halogen group; Nitrile group; Alkyl group; Silyl group; Aryl group; And it is substituted with one or two or more substituents selected from the group consisting of a heteroaryl group, or does not have any substituents.
  • X1 to X3 are the same as or different from each other, and each independently CH or N, and at least one of X1 to X3 is N.
  • X1 is N
  • X2 and X3 are CH.
  • X2 is N
  • X1 and X3 are CH.
  • X3 is N, and X1 and X2 are CH.
  • X1 and X2 are N, and X3 is CH.
  • X1 and X3 are N, and X2 is CH.
  • X2 and X3 are N, and X1 is CH.
  • X1 to X3 are N.
  • Chemical Formula 1 is represented by any one of the following Chemical Formulas 101 or 103.
  • A1 to A6, R1 to R8, L1, X1 to X3, Ar1 and Ar2 are as defined in Formula 1,
  • 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,
  • L2 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • X4 to X6 are the same as or different from each other, and each independently CH or N,
  • At least one of X4 to X6 is N.
  • Ar3 and Ar4 may be described with respect to Ar1 and Ar2 described above.
  • the compound represented by Formula 1 is any one selected from the following compounds.
  • the compound according to an exemplary embodiment of the present specification may be prepared by a manufacturing method described below. If necessary, a substituent may be added or removed, and the position of the substituent may be changed. In addition, starting materials, reactants, reaction conditions, and the like can be changed based on techniques known in the art.
  • the compound represented by Formula 1 may have a core structure as shown in Formula 1 below.
  • Substituents may be combined by methods known in the art, and the type, position or number of substituents may be changed according to techniques known in the art. Substituents may be combined as shown in the following general formula 1, but are not limited thereto.
  • R1, R8, L1, X1 to X3, Ar1 and Ar2 are the same as those defined in Chemical Formula 1.
  • A1 to A6 and R2 to R7 are not shown in the general formula 1, A1 to A6 and R2 using a reactant in which A1 to A6 and R2 to R7 are substituted, or using a method known for the compound prepared above. To R7 may be substituted to obtain a desired compound.
  • the present specification provides an organic light-emitting device including the above-described compound.
  • the present specification 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, wherein at least one layer of the organic material layer includes a compound represented by Formula 1 do.
  • the'layer' is meant to be compatible with the'film' mainly used in the present technical field, and means a coating covering a desired area.
  • the size of the'layer' is not limited, and each'layer' may be the same or different in size. In one embodiment, the size of the'layer' may be the same as the entire device, may correspond to the size of a specific functional region, and may be as small as a single sub-pixel.
  • the meaning that a specific A material is included in the B layer means that i) one or more A material is included in one layer B, and ii) the B layer is composed of one or more layers, and the A material is a multilayer B Includes all those included in one or more of the floors.
  • the meaning that a specific A material is included in the C layer or the D layer means i) is included in one or more of the C layers, ii) is included in one or more of the D layers, or iii ) It means both included in one or more layers C and one or more layers D.
  • the organic light-emitting device may include an additional organic material layer in addition to the emission layer.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present specification may have a single-layer structure, but may have a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • it may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, and the like.
  • 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 an emission layer, and the emission layer includes a binaphthalene compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, or an electron blocking layer, and the hole injection layer, the hole transport layer, or the electron blocking layer includes the binaphthalene compound represented by Formula 1 above. .
  • the organic material layer includes an electron injection layer, a hole blocking layer, or an electron transport layer, and the electron injection layer, the electron transport layer, or the hole blocking layer includes the binaphthalene compound represented by Formula 1 above. .
  • the organic material layer includes an electron injection layer, and the electron injection layer includes a binaphthalene compound represented by Formula 1 above.
  • the organic material layer includes an electron transport layer
  • the electron transport layer includes the binaphthalene compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic material layer includes a hole blocking layer
  • the hole blocking layer includes a binaphthalene compound represented by Formula 1 above.
  • the organic material layer including the binaphthalene compound represented by Formula 1 is in contact with the emission layer.
  • the organic material layer including the binaphthalene compound represented by Formula 1 is a hole blocking layer, and the hole blocking layer is provided in contact with the emission layer.
  • the organic material layer is a hole injection layer and a hole transport layer. It further includes one or two or more layers selected from the group consisting of a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer, and an electron blocking layer.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; An emission layer provided between the first electrode and the second electrode; And two or more organic material layers provided between the emission layer and the first electrode, or between the emission layer and the second electrode.
  • two or more organic material layers may be selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, a layer for simultaneously transporting and injecting holes, and an electron blocking layer.
  • 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 organic light-emitting device may be a normal type organic light-emitting device in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting device may be an inverted type organic light emitting device in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • FIGS. 1 to 3. 1 to 3 illustrate an organic light-emitting device, but are not limited thereto.
  • FIG. 1 illustrates a structure of an organic light-emitting device in which an anode 102, an emission layer 106, and a cathode 110 are sequentially stacked on a substrate 101.
  • the compound represented by Formula 1 is included in the emission layer.
  • an anode 102 an anode 102, a hole injection layer 103, a hole transport layer 104, an electron blocking layer 105, a light emitting layer 106, a hole blocking layer 107, and an electron transport layer 108 on the substrate 101.
  • the structure of an organic light emitting device in which the electron injection layer 109 and the cathode 110 are sequentially stacked is illustrated.
  • the compound represented by Formula 1 is included in the emission layer.
  • the compound represented by Formula 1 is included in a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, or an electron injection layer.
  • an anode 102, a hole injection layer 103, a hole transport layer 104, an electron blocking layer 105, a light emitting layer 106, a hole blocking layer 107, an electron injection and transport layer on the substrate 101 ( 111) and the cathode 110 are sequentially stacked on the structure of an organic light-emitting device.
  • the compound represented by Formula 1 is included in the emission layer.
  • the compound represented by Formula 1 is included in a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, or an electron injection layer.
  • the organic light-emitting device of the present specification may be manufactured by materials and methods known in the art, except that the emission layer includes 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 manufactured by sequentially laminating a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a PVD (physical vapor deposition) method such as sputtering or e-beam evaporation
  • a metal or a conductive metal oxide or an alloy thereof is deposited on the substrate to form the anode.
  • It can be prepared by forming an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer thereon, and then depositing a material that can be used as a cathode thereon.
  • an organic light-emitting device may be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • the compound represented by Formula 1 may be formed as 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 coating method refers to spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spray method, roll coating, and the like, but is not limited thereto.
  • an organic light-emitting device may be manufactured by sequentially depositing an organic material layer and an anode material from a cathode material on a substrate.
  • the manufacturing method is not limited thereto.
  • anode material a material having a large work function is preferable so that holes can be smoothly injected into the organic material layer.
  • 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; Poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDOT), conductive polymers such as polypyrrole and polyaniline, etc., but are not limited thereto.
  • the cathode material is a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • Metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead, or alloys thereof;
  • There are a multi-layered material such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but are not limited thereto.
  • the emission layer may include a host material and a dopant material.
  • Host materials include condensed aromatic ring derivatives or heterocyclic-containing compounds.
  • condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds
  • heterocycle-containing compounds include dibenzofuran derivatives, ladder furan compounds, And pyrimidine derivatives, but are not limited thereto.
  • the host material of the emission layer is an anthracene derivative.
  • the dopant material examples include aromatic amine derivatives, strylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, and metal complexes.
  • the aromatic amine derivative is a condensed aromatic ring derivative having a substituted or unsubstituted arylamine group, and includes pyrene, anthracene, chrysene, and periflanthene having an arylamine group.
  • the styrylamine compound is a compound in which at least one arylvinyl group is substituted with a substituted or unsubstituted arylamine, and is selected from the group consisting of an aryl group, silyl group, alkyl group, cycloalkyl group, and arylamine group.
  • the substituent is substituted or unsubstituted.
  • the metal complex includes an iridium complex, a platinum complex, and the like, but is not limited thereto.
  • the dopant material of the emission layer is a pyrene derivative having an arylamine group.
  • the dopant material of the emission layer is N 1 ,N 6 -bis(6-(tert-butyl)dibenzo[b,d]furan-4-yl)-N 1 ,N 6 -di -m-tolylpyrene-1,6-diamine.
  • the hole injection layer is a layer that receives holes from an electrode. It is preferable that the hole injection material has the ability to transport holes and thus has a hole receiving effect from the anode and an excellent hole injection effect with respect to the light emitting layer or the light emitting material. In addition, a material having excellent ability to prevent movement of excitons generated in the light emitting layer to the electron injection layer or the electron injection material is preferable. Further, a material excellent in thin film formation ability is preferred. In addition, it is preferable that the HOMO (highest occupied molecular orbital) of the hole injection material is between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • hole injection material examples include metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic material; Hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic material; Quinacridone series organic matter; Perylene-based organics; There are polythiophene-based conductive polymers such as anthraquinone and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the hole injection layer is a material in which at least two selected from the group consisting of an arylamine-based organic material and hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic material are mixed.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the emission layer.
  • the hole transport material is a material capable of receiving holes from the anode or the hole injection layer and transferring them to the emission layer, and a material having high mobility for holes is preferable. Specific examples include, but are not limited to, an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together.
  • 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 cathode and transferring them to the emission layer is preferable, and a material having high mobility for electrons is preferable. Specific examples include an Al complex of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes, and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer can be used with any desired negative electrode material, as used according to the prior art.
  • suitable cathode materials have a low work function and are conventional materials followed by an aluminum layer or a silver layer. Specifically, there are cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, and in each case, an aluminum layer or a silver layer follows.
  • the electron injection layer is a layer that receives electrons from an electrode. It is preferable that the electron-injection material is excellent in the ability to transport electrons, and has an electron-receiving effect from the second electrode and an excellent electron-injection effect on the light emitting layer or the light emitting material. In addition, a material that prevents the excitons generated in the light emitting layer from moving to the hole injection layer and has excellent thin film formation ability is preferable.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone, and their derivatives, Metal complex compounds and nitrogen-containing 5-membered ring derivatives, but are not limited thereto.
  • 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-naphtholato)gallium, etc. , But is not limited thereto.
  • the electron injection and transport layer includes an alkali metal complex compound.
  • the electron blocking layer is a layer capable of improving the lifespan and efficiency of a device by preventing electrons injected from the electron injection layer from entering the hole injection layer through the light emitting layer.
  • Known materials may be used without limitation, and may be formed between the light-emitting layer and the hole injection layer, or between the light-emitting layer and a layer that simultaneously injects and transports holes.
  • the hole blocking layer is a layer that prevents holes from reaching the cathode, and may be generally formed under the same conditions as the electron injection layer. Specifically, there are oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, aluminum complexes, etc., but are not limited thereto.
  • the hole blocking layer includes the compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double-sided emission type depending on the material used.
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO (indium tin oxide) to a thickness of 1,000 ⁇ was put in distilled water dissolved in a detergent and washed with ultrasonic waves.
  • ITO indium tin oxide
  • a product made by Fischer Co. was used as a detergent
  • distilled water secondarily filtered with a filter made by Millipore Co. was used as distilled water.
  • ultrasonic cleaning was performed with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, dried, and then transported to a plasma cleaner.
  • the substrate was transported to a vacuum evaporator.
  • a hole injection layer was formed by thermally vacuum depositing a compound of the following compound HI1 and the following compound HI2 to a ratio of 98:2 (molar ratio) to a thickness of 100 ⁇ on the prepared anode ITO transparent electrode.
  • the following compound HT1 (1150 ⁇ ) was vacuum deposited on the hole injection layer to form a hole transport layer.
  • the following compound EB1 was vacuum deposited on the hole transport layer with a film thickness of 50 ⁇ to form an electron blocking layer.
  • a light emitting layer was formed by vacuum depositing a compound represented by the following formula BH and a compound represented by the following formula BD with a film thickness of 200 ⁇ on the electron blocking layer at a weight ratio of 25:1.
  • a hole blocking layer was formed by vacuum depositing a compound represented by Compound 1 synthesized in Preparation Example 1 on the emission layer with a film thickness of 50 ⁇ . Subsequently, a compound represented by the following formula ET1 and a compound represented by the following formula LiQ were vacuum-deposited at a weight ratio of 1:1 on the hole blocking layer to form an electron injection and transport layer with a thickness of 310 ⁇ . Lithium fluoride (LiF) at a thickness of 12 ⁇ and aluminum at a thickness of 1,000 ⁇ were sequentially deposited on the electron injection and transport layer to form a negative electrode.
  • LiF lithium fluoride
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 ⁇ /sec to 0.7 ⁇ /sec, the lithium fluoride at the negative electrode maintained a deposition rate of 0.3 ⁇ /sec, and the aluminum at 2 ⁇ /sec, and the vacuum degree during deposition was 2
  • An organic light emitting device was manufactured by maintaining ⁇ 10 -7 torr to 5 ⁇ 10 -6 torr.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1-1, except that the compound shown in Table 1 was used instead of Compound 1.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1-1, except that the compound shown in Table 1 was used instead of the compound of Preparation Example 1.
  • the compounds of HB1, HB2, HB3 and HB4 used in Table 1 are as follows.
  • T95 refers to the time it takes for the luminance to decrease from the initial luminance (1600 nit) to 95%.
  • Example 1-1 One 4.56 6.39 (0.146, 0.042) 240
  • Example 1-2 2 4.57 6.34 (0.144, 0.045) 245
  • Example 1-3 3 4.52 6.38 (0.146, 0.046)
  • Example 1-4 7 4.41 6.57 (0.146, 0.042) 255
  • Example 1-5 8 4.42 6.54 (0.144, 0.045) 265
  • Example 1-6 9 4.44 6.58 (0.146, 0.046) 250
  • Example 1-7 10 4.36 6.64 (0.144, 0.045) 275
  • Example 1-8 11 4.37 6.61 (0.146, 0.046) 285
  • Example 1-9 12 4.33 6.65 (0.146, 0.047) 280
  • Example 1-10 16 4.36 6.69 (0.146, 0.047) 285
  • Example 1-11 17 4.32 6.68 (0.146, 0.046) 290
  • Example 1-12 18 4.31 6.69
  • the organic light-emitting device using the compound of the present invention as a hole blocking layer exhibited excellent characteristics in terms of efficiency, driving voltage, and stability of the organic light-emitting device.
  • Example 1-1 in the organic light emitting device using the compound of the present invention, 6-membered nitrogen-containing substituents are connected to carbon 4 and 4'of binaphthalene, or 2 and 2'of binaphthalene Comparative Example 1-1 prepared using a substance of HB1, HB2, HB3 and HB4, wherein a nitrogen-containing 6-membered substituent is connected to carbon or a nitrogen-containing 6-membered substituent is connected to carbon 6 and 6'of binaphthalene, Compared to the organic light emitting devices of 1-2, 1-3, and 1-4, it exhibited the characteristics of low voltage, high efficiency, and long life.

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Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

바이나프탈렌 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 명세서는 바이나프탈렌 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 03월 05일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2019-0025236호의 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 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서는 바이나프탈렌 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020000806-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
A1 내지 A6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 하기 화학식 2로 표시되고,
A1, A3, A4 및 A5 중 2 이상은 하기 화학식 2로 표시되고,
R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2020000806-appb-I000002
상기 화학식 2에 있어서,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
L1는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
X1 내지 X3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고,
X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이다.
또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에 사용되어, 유기 발광 소자의 구동전압을 낮출 수 있으며, 광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
101: 기판
102: 양극
103: 정공 주입층
104: 정공 수송층
105: 전자 차단층
106: 발광층
107: 정공 차단층
108: 전자 수송층
109: 전자 주입층
110: 음극
111: 전자 주입 및 수송층
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 바이나프탈렌에 함질소 6원 치환기가 연결된 화합물로, 유기 발광 소자의 정공 차단층, 전자 수송층 또는 전자 주입층으로 사용될 때 장수명 및 고효율의 특성이 있다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure PCTKR2020000806-appb-I000003
는 연결되는 부위를 의미한다.
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; 니트릴기; 알킬기; 실릴기; 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로아릴기로 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.
본 명세서에 있어서, 2 이상의 치환기가 연결된다는 것은 어느 하나의 치환기의 수소가 다른 치환기와 연결된 것을 말한다. 예를 들어, 이소프로필기와 페닐기가 연결되어
Figure PCTKR2020000806-appb-I000004
또는
Figure PCTKR2020000806-appb-I000005
의 치환기가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 3개의 치환기가 연결되는 것은 (치환기 1)-(치환기 2)-(치환기 3)이 연속하여 연결되는 것뿐만 아니라, (치환기 1)에 (치환기 2) 및 (치환기 3)이 연결되는 것도 포함한다. 예를 들어, 2개의 페닐기 및 이소프로필기가 연결되어
Figure PCTKR2020000806-appb-I000006
또는
Figure PCTKR2020000806-appb-I000007
의 치환기가 될 수 있다. 4 이상의 치환기가 연결되는 것에도 전술한 것과 동일하게 적용된다.
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 30; 1 내지 20; 1 내지 10; 또는 1 내지 5인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, sec-부틸, 1-메틸부틸, 1-에틸부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, t-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -SiR201R202R203로 표시되고, R201 내지 R203은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 메틸디페닐실릴기, t-부틸디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 1가의 방향족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소 유도체의 1가의 기를 의미한다. 본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소는 pi 전자가 완전히 콘쥬게이션되고 평면인 고리를 포함하는 화합물을 의미하며, 방향족 탄화수소에서 유도되는 기란, 방향족 탄화수소에 방향족 탄화수소 또는 고리형 지방족 탄화수소가 축합된 구조를 의미한다. 또한 본 명세서에 있어서, 아릴기는 2 이상의 방향족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소의 유도체가 서로 연결된 1가의 기를 포함하고자 한다. 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 50; 6 내지 30; 6 내지 25; 6 내지 20; 6 내지 18; 또는 6 내지 13인 것이 바람직하며, 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 트리페닐기, 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.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기가 치환될 수 있다고 할 때, 치환된 플루오레닐기는 플루오렌의 5각 고리의 치환기가 서로 스피로 결합하여 방향족 탄화수소고리를 형성하는 화합물까지 모두 포함하는 것이다. 상기 치환된 플루오레닐기는 9,9'-스피로바이플루오렌, 스피로[사이클로펜탄-1,9'-플루오렌], 스피로[벤조[c]플루오렌-7,9-플루오렌] 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 50; 2 내지 30; 2 내지 20; 2 내지 18; 또는 2 내지 13인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 피리딘기, 바이피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딘기, 피리다진기, 피라진기, 퀴놀린기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 프탈라진기, 피리도피리미딘기, 피리도피라진기, 피라지노 피라진기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 티아졸기, 이소옥사졸기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 벤조티아졸기, 페노티아진기, 디벤조퓨란기, 디하이드로페노티아진기, 디하이드로벤조이소퀴놀린기 및 크로멘기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 헤테로고리기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 1가의 방향족 헤테로고리를 의미한다. 여기서 방향족 헤테로고리란 방향족 고리 또는 방향족 고리의 유도체의 1가의 기로서, 이종원자로 N, O 및 S 중 1개 이상을 고리에 포함하는 기를 의미한다. 상기 방향족 고리의 유도체란, 방향족 고리에 방향족 고리 또는 지방족 고리가 축합된 구조를 모두 포함한다. 또한 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 2 이상의 이종원자를 포함한 방향족 고리 또는 이종원자를 포함한 방향족 고리의 유도체가 서로 연결된 1가의 기를 포함하고자 한다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수 2 내지 50; 2 내지 30; 2 내지 20; 2 내지 18; 또는 2 내지 13인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오르토(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기가 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족고리는 단환 또는 다환일 수 있으며, 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
이하, 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물에 관하여 상세히 설명한다.
Figure PCTKR2020000806-appb-I000008
바이나프탈렌의 탄소에 상기와 같이 번호를 부여하면, 상기 화학식 1은 바이나프탈렌의 3번, 7번, 3'번 및 7'번 탄소로 이루어진 군에서 2 이상의 탄소에 함질소 6원 치환기가 연결된다. 상기 함질소 6원 치환기는 트리아진, 피리미딘, 피리딘을 포함하며, 상기 함질소 6원 치환기는 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물은 바이나프탈렌의 2번, 4번, 5번, 6번, 8번, 2'번, 4'번, 5'번, 6'번 또는/및 8'번에 함질소 6원 치환기가 연결된 경우보다 소자 성능이 우수하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 바이나프탈렌의 3번 및 3'번 탄소에 함질소 6원 치환기가 연결된다. 또 다른 일 실시상태에 따르면, 바이나프탈렌의 7번 및 7'번 탄소에 함질소 6원 치환기가 연결된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A1 내지 A6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 상기 화학식 2로 표시되고, A1, A3, A4 및 A5 중 2 이상은 상기 화학식 2로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A1 및 A6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A3 및 A4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A1 내지 A6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이거나, 상기 화학식 2로 표시되고, A1, A3, A4 및 A5 중 2 이상은 상기 화학식 2로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A1, A3, A4 및 A5 중 두 개는 상기 화학식 2로 표시되고, 나머지는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A2 및 A5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A2 및 A5는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 탄소수 6 내지 30의 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A1, A3, A4 및 A5 중 두 개는 상기 화학식 2로 표시되고, 나머지 4개 및 R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A1, A3, A4 및 A5 중 두 개는 상기 화학식 2로 표시되고, 나머지 4개 및 R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 및 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 및 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 및 R8은 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R7는 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환 내지 3환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 단환 내지 3환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환 또는 2환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 2환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기; 치환 또는 비치환된 페날렌기; 치환 또는 비치환된 파이레닐기; 치환 또는 비치환된 크라이세닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 페닐기; 바이페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1는 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1는 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1는 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 카바졸기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1는 직접결합; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 페닐렌기; 또는 바이페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서. L1은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 하기 구조에서 선택된 어느 하나이다.
Figure PCTKR2020000806-appb-I000009
상기 구조는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 알킬기; 실릴기; 아릴기; 및 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되거나 어떠한 치환기도 갖지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 내지 X3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고, X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1은 N이고, X2 및 X3은 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X2는 N이고, X1 및 X3은 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X3은 N이고, X1 및 X2은 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 및 X2는 N이고, X3은 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 및 X3은 N이고, X2는 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X2 및 X3은 N이고, X1은 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 내지 X3은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 101 또는 103 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 101]
Figure PCTKR2020000806-appb-I000010
[화학식 103]
Figure PCTKR2020000806-appb-I000011
상기 화학식 101 및 103에 있어서,
A1 내지 A6, R1 내지 R8, L1, X1 내지 X3, Ar1 및 Ar2의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
Ar3 및 Ar4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
X4 내지 X6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고,
X4 내지 X6 중 적어도 하나는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2에는 전술한 L1에 관한 설명이 적용될 수 있다,
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 전술한 Ar1 및 Ar2에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X4 내지 X6에는 전술한 X1 내지 X3에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 101 및 103의
Figure PCTKR2020000806-appb-I000012
및
Figure PCTKR2020000806-appb-I000013
은 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 101 및 103의
Figure PCTKR2020000806-appb-I000014
및
Figure PCTKR2020000806-appb-I000015
은 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나이다.
Figure PCTKR2020000806-appb-I000016
Figure PCTKR2020000806-appb-I000017
Figure PCTKR2020000806-appb-I000018
Figure PCTKR2020000806-appb-I000019
Figure PCTKR2020000806-appb-I000020
Figure PCTKR2020000806-appb-I000021
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 후술하는 제조 방법으로 제조될 수 있다. 필요에 따라, 치환기를 추가하거나 제외할 수 있으며, 치환기의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 당 기술분야에 알려져 있는 기술을 기초로, 출발물질, 반응물질, 반응 조건 등을 변경할 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 일반식 1과 같이 코어 구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다. 하기 일반식 1과 같이 치환기를 결합시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[일반식 1]
Figure PCTKR2020000806-appb-I000022
상기 일반식 1에 있어서, R1, R8, L1, X1 내지 X3, Ar1 및 Ar2의 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다. 상기 일반식 1에는 A1 내지 A6 및 R2 내지 R7이 표시되어 있지 않지만, A1 내지 A6 및 R2 내지 R7가 치환된 반응물을 사용하거나, 상기에서 제조된 화합물에 공지된 방법을 사용하여 A1 내지 A6 및 R2 내지 R7를 치환시켜 원하는 화합물을 얻을 수 있다.
본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 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 명세서에 있어서, 상기 '층'은 본 기술분야에 주로 사용되는 '필름'과 호환되는 의미이며, 목적하는 영역을 덮는 코팅을 의미한다. 상기 '층'의 크기는 한정되지 않으며, 각각의 '층'은 그 크기가 동일하거나 상이할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, '층'의 크기는 전체 소자와 같을 수 있고, 특정 기능성 영역의 크기에 해당할 수 있으며, 단일 서브픽셀(sub-pixel)만큼 작을 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 특정한 A 물질이 B층에 포함된다는 의미는 i) 1종 이상의 A 물질이 하나의 B층에 포함되는 것과 ii) B층이 1층 이상으로 구성되고, A 물질이 다층의 B층 중 1층 이상에 포함되는 것을 모두 포함한다.
본 명세서에 있어서, 특정한 A 물질이 C층 또는 D층에 포함된다는 의미는 i) 1층 이상의 C층 중 1층 이상에 포함되거나, ii) 1층 이상의 D층 중 1층 이상에 포함되거나, iii) 1층 이상의 C층 및 1층 이상의 D층에 각각 포함되는 것을 모두 의미하는 것이다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 상기 발광층 이외에 추가의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 차단층, 정공 차단층 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 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 차단층을 포함하고, 상기 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 정공 차단층 또는 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 전자 수송층 또는 정공 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층을 포함하고, 상기 전자 주입층은 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 차단층을 포함하고, 상기 정공 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층에 접한다. 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 차단층이고, 정공 차단층은 발광층에 접하여 구비된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층. 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 차단층 및 전자 차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 및 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층 및 전자 차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조가 도 1 내지 3에 예시되어 있다. 상기 도 1 내지 도 3은 유기 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(101) 위에 양극(102), 발광층(106) 및 음극(110)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층에 포함된다.
도 2에는 기판(101) 위에 양극(102), 정공 주입층(103), 정공 수송층(104), 전자 차단층(105), 발광층(106), 정공 차단층(107), 전자 수송층(108), 전자 주입층(109) 및 음극(110)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층에 포함된다. 또 다른 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 정공 차단층, 전자 수송층 또는 전자 주입층에 포함된다.
도 3에는 기판(101) 위에 양극(102), 정공 주입층(103), 정공 수송층(104), 전자 차단층(105), 발광층(106), 정공 차단층(107), 전자 주입 및 수송층(111) 및 음극(110)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층에 포함된다. 또 다른 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 정공 차단층, 전자 수송층 또는 전자 주입층에 포함된다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 발광층이 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.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때, 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질, 유기물층 및 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 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 의미하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다. 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 예를 들어, 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 예를 들어, 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, 이에 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 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층의 호스트 재료는 안트라센 유도체이다.
상기 도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로, 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있다. 또한, 스티릴아민 화합물은 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아민기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층의 도펀트 재료는 아릴아민기를 갖는 피렌 유도체이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층의 도펀트 재료는 N1,N6-bis(6-(tert-butyl)dibenzo[b,d]furan-4-yl)-N1,N6-di-m-tolylpyrene-1,6-diamine이다.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 수취하는 층이다. 정공 주입 물질은 정공을 수송하는 능력을 가져 양극으로부터 정공 수취 효과 및 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 발광층에서 생성된 엑시톤의 전자 주입층 또는 전자 주입 재료에의 이동을 방지할 수 있는 능력이 우수한 물질이 바람직하다. 또한, 박막 형성 능력이 우수한 물질이 바람직하다. 또한, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는, 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물; 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물; 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물; 페릴렌(perylene) 계열의 유기물; 안트라퀴논, 폴리아닐린과 같은 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이에 한정 되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 정공 주입층은 아릴아민 계열의 유기물, 및 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상이 혼합된 물질이다.
상기 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층이다. 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는, 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송층은 전자 주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층이다. 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는, 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이, 임의의 원하는 음극 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 음극 물질은 낮은 일함수를 가지며, 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로, 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨 등이 있고, 각 경우 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자 주입층은 전극으로부터 전자를 수취하는 층이다. 전자 주입물로는 전자를 수송하는 능력이 우수하고, 제2 전극으로부터의 전자 수취 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 발광층에서 생성된 엑시톤이 정공 주입층으로 이동하는 것을 방지하고, 박막 형성 능력이 우수한 물질이 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 한정되는 것은 아니다.
상기 금속 착체 화합물로는 8-히드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-히드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 전자 주입 및 수송층은 알칼리금속 착제 화합물을 포함한다.
상기 전자 차단층은 전자 주입층으로부터 주입된 전자가 발광층을 지나 정공 주입층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이다. 공지된 재료는 제한 없이 사용 가능하며, 발광층과 정공 주입층 사이에, 또는 발광층과 정공 주입 및 정공 수송을 동시에 하는 층 사이에 형성될 수 있다.
상기 정공 차단층은 정공의 음극으로 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 전자 주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 정공 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서에 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.
<중간체>
Figure PCTKR2020000806-appb-I000023
Figure PCTKR2020000806-appb-I000024
<제조예 1> 화합물 1의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000025
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-1(7.65 g, 17.47 mmol), 및 화합물 a-1(6.47 g, 18.34 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.61 g, 0.52 mmol)을 넣은 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 310 mL로 재결정하여 화합물 1(10.08 g, 64%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 897
<제조예 2> 화합물 2의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000026
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-2(6.28 g, 14.34 mmol), 및 화합물 a-2(5.31 g, 15.05 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.50 g, 0.43 mmol)을 넣은 후 5시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 350 mL로 재결정하여 화합물 2(7.11 g, 57%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 871
<제조예 3> 화합물 3의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000027
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-3(6.74 g, 16.44 mmol), 및 화합물 a-1(6.09 g, 17.26 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.57 g, 0.49 mmol)을 넣은 후 7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 320 mL로 재결정하여 화합물 3(9.77 g, 68%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 869
<제조예 4> 화합물 7의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000028
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 C-1(7.12 g, 16.26 mmol), 및 화합물 a-1(6.03 g, 17.07 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.56 g, 0.49 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 톨루엔 250 mL로 재결정하여 화합물 7(10.08 g, 69%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 897
<제조예 5> 화합물 8의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000029
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 C-2(6.54 g, 15.87 mmol), 및 화합물 a-2(5.88 g, 16.67 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.55 g, 0.48 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 톨루엔 270 mL로 재결정하여 화합물 8(8.13 g, 85%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 871
<제조예 6> 화합물 9의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000030
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 C-3(6.05 g, 14.76 mmol), 및 화합물 a-3(5.45 g, 15.49 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.51 g, 0.44 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 테트라하이드로퓨란 260 mL로 재결정하여 화합물 9(7.28 g, 57%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 867
<제조예 7> 화합물 10 의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000031
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 D-1(5.26 g, 9.86 mmol), 및 화합물 b-1(6.25 g, 19.72 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.68 g, 0.59 mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 210 mL로 재결정하여 화합물 10(8.69 g, 52%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 845
<제조예 8> 화합물 11의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000032
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 D-2(5.52 g, 10.87 mmol), 및 화합물 b-2(6.89 g, 21.74 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.75 g, 0.65 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 290 mL로 재결정하여 화합물 11(11.16 g, 63%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 897
<제조예 9> 화합물 12의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000033
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 D-3(4.51 g, 8.91 mmol), 및 화합물 b-3(6.11 g, 17.81 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.62 g, 0.53 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280 mL로 재결정하여 화합물 12(8.73 g, 56%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 897
<제조예 10> 화합물 16의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000034
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 F-1(5.26 g, 9.86 mmol), 및 화합물 b-7(6.25 g, 19.72 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.68 g, 0.59 mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 210 mL로 재결정하여 화합물 16(8.69 g, 52%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 897
<제조예 11> 화합물 17의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000035
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 F-2(5.52 g, 10.87 mmol), 및 화합물 b-8(6.89 g, 21.74 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.75 g, 0.65 mmol)을 넣은 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 290 mL로 재결정하여 화합물 17(11.16 g, 63%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 871
<제조예 12> 화합물 18의 화합물 합성
Figure PCTKR2020000806-appb-I000036
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 F-3(6.75 g, 13.33 mmol), 및 화합물 b-7(7.12 g, 26.67 mmol)을 테트라하이드로퓨란 240 mL에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(120 mL)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.92 g, 0.80 mmol)을 넣은 후 5시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물 층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280 mL로 재결정하여 화합물 18(12.67 g, 66%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 717
실시예 1-1
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 양극인 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 HI1 및 하기 화합물 HI2의 화합물을 98:2(몰비)의 비가 되도록 100Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 위에 하기 화합물 HT1(1150Å)을 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 50Å으로 하기 화합물 EB1을 진공 증착하여 전자차단층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자차단층 위에 막 두께 200Å으로 하기 화학식 BH로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 BD로 표시되는 화합물을 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 막 두께 50Å으로 상기 제조예 1에서 합성한 화합물 1으로 표시되는 화합물을 진공 증착하여 정공차단층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공차단층 위에 하기 화학식 ET1으로 표시되는 화합물과 하기 화학식 LiQ로 표시되는 화합물을 1:1의 중량비로 진공증착하여 310Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
Figure PCTKR2020000806-appb-I000037
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4Å/sec 내지 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2×10-7 torr 내지 5×10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 1-2 내지 실시예 1-12
화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure PCTKR2020000806-appb-I000038
Figure PCTKR2020000806-appb-I000039
비교예 1-1 내지 1-4
제조예 1의 화합물 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 하기 표 1에서 사용한 HB1, HB2, HB3 및 HB4의 화합물은 하기와 같다.
Figure PCTKR2020000806-appb-I000040
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. T95은 휘도가 초기 휘도(1600 nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
화합물(정공차단층) 전압(V@10mA/cm2) 효율(cd/A@10mA/cm2) 색좌표(x,y) T95(hr)
실시예 1-1 1 4.56 6.39 (0.146, 0.042) 240
실시예 1-2 2 4.57 6.34 (0.144, 0.045) 245
실시예 1-3 3 4.52 6.38 (0.146, 0.046) 240
실시예 1-4 7 4.41 6.57 (0.146, 0.042) 255
실시예 1-5 8 4.42 6.54 (0.144, 0.045) 265
실시예 1-6 9 4.44 6.58 (0.146, 0.046) 250
실시예 1-7 10 4.36 6.64 (0.144, 0.045) 275
실시예 1-8 11 4.37 6.61 (0.146, 0.046) 285
실시예 1-9 12 4.33 6.65 (0.146, 0.047) 280
실시예 1-10 16 4.36 6.69 (0.146, 0.047) 285
실시예 1-11 17 4.32 6.68 (0.146, 0.046) 290
실시예 1-12 18 4.31 6.69 (0.146, 0.047) 280
비교예 1-1 HB1 5.25 5.57 (0.145, 0.046) 135
비교예 1-2 HB2 4.98 5.23 (0.144, 0.046) 160
비교예 1-3 HB3 5.14 5.60 (0.143, 0.046) 120
비교예 1-4 HB4 4.62 6.23 (0.146, 0.042) 230
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 화합물을 정공차단층으로 사용한 유기 발광 소자는, 유기 발광 소자의 효율, 구동 전압 및 안정성 면에서 우수한 특성을 나타내었다.
실시예 1-1 내지 1-12에서, 본원 발명의 화합물을 사용한 유기 발광 소자는 바이나프탈렌의 4번 및 4'번 탄소에 함질소 6원 치환기가 연결되거나, 바이나프탈렌의 2번 및 2'번 탄소에 함질소 6원 치환기가 연결되거나, 바이나프탈렌의 6번 및 6'번 탄소에 함질소 6원 치환기가 연결된, HB1, HB2, HB3 및 HB4의 물질을 사용하여 제조된 비교예 1-1, 1-2, 1-3 및 1-4의 유기 발광 소자보다 저전압, 고효율 및 장수명의 특성을 나타내었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(정공차단층)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000041
    상기 화학식 1에 있어서,
    A1 내지 A6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 하기 화학식 2로 표시되고,
    A1, A3, A4 및 A5 중 2 이상은 하기 화학식 2로 표시되고,
    R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000042
    상기 화학식 2에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    L1는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    X1 내지 X3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고,
    X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 101 또는 103 중 어느 하나로 표시되는 바이나프탈렌 화합물:
    [화학식 101]
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000043
    [화학식 103]
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000044
    상기 화학식 101 및 103에 있어서,
    A1 내지 A6, R1 내지 R8, L1, X1 내지 X3, Ar1 및 Ar2의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    Ar3 및 Ar4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    X4 내지 X6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고,
    X4 내지 X6 중 적어도 하나는 N이다.
  3. 청구항 1에 있어서, X1 내지 X3은 각각 N인 것인 바이나프탈렌 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, L1는 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기인 것인 바이나프탈렌 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기인 것인 바이나프탈렌 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, R1 및 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기인 것인 바이나프탈렌 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 바이나프탈렌 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 바이나프탈렌 화합물:
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000045
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000046
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000047
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000048
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000049
    Figure PCTKR2020000806-appb-I000050
    .
  8. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 바이나프탈렌 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 바이나프탈렌 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 차단층을 포함하고, 상기 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 차단층은 상기 바이나프탈렌 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 전자 수송층 또는 정공 차단층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 전자 수송층 또는 정공차단층은 상기 바이나프탈렌 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층, 정공 주입층, 정공수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 차단층 및 정공 차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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