WO2020222433A1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2020222433A1
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group
divalent
substituted
layer
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PCT/KR2020/004649
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허동욱
홍성길
허정오
한미연
이재탁
양정훈
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주식회사 엘지화학
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D235/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings
    • C07D235/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D235/04—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles
    • C07D235/24—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached in position 2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D235/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings
    • C07D235/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D235/04—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles
    • C07D235/20—Two benzimidazolyl-2 radicals linked together directly or via a hydrocarbon or substituted hydrocarbon radical
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
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    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/166—Electron transporting layers comprising a multilayered structure

Definitions

  • the present specification relates to a heterocyclic 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 composed of different materials in order to increase the efficiency and stability of the organic light-emitting device.For example, it 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.
  • Patent Document 1 Unexamined Patent Publication 10-2013-0135162
  • the present specification is to provide a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • 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 heterocyclic compound represented by the following Formula 1 Provides.
  • L1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted divalent to tetravalent phenyl group; A substituted or unsubstituted divalent to tetravalent biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted divalent to tetravalent terphenyl group,
  • L2 is a divalent to tetravalent phenyl group; Biphenyl group of divalent to tetravalent; Or a divalent to tetravalent terphenyl group,
  • Het is a group represented by the following formula A,
  • a and b are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 3,
  • the rest 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 aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • 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 and 2 illustrate an example of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • At least one cyano group is connected to the terminal of the core structure in which benzimidazole represented by Het and naphthalene are connected.
  • the compound of Formula 1 is used as a material for an electron transport layer or an electron injection layer, the long life characteristics of the organic light emitting device are improved due to an increase in the dipole moment in the molecule.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 has a cyano group connected to the end of the structure, so that the high efficiency and low voltage characteristics are improved compared to the compounds having different substitution positions of the cyano group.
  • the compound represented by Formula 1 does not contain a naphthalene linker in L1 and L2, but compared to a compound containing a naphthalene linker, high efficiency and low voltage characteristics are improved.
  • 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; Cyano group; Alkyl group; Aryl group; And substituted with one or two or more substituents selected from the group consisting of a heteroaryl group containing one or more heteroatoms other than carbon, or substituted with a substituent to which two or more substituents are connected, or not having any substituents Means that.
  • 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 may 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 linear or branched, 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, octyl
  • 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 Sol group, benzimidazole group, benzothiazole group, benzocarbazole group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, benzofuran group, phenanthroline group, thiazole group, isoxazole group, oxadiazole group,
  • 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 refers to a monovalent group of an aromatic ring or a derivative of an aromatic ring, and refers to a group including at least one of O, N, 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.
  • L1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted divalent to tetravalent phenyl group; A substituted or unsubstituted divalent to tetravalent biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted divalent to tetravalent terphenyl group.
  • L1 is a direct bond; A divalent to tetravalent phenyl group unsubstituted or substituted with a cyano group or an alkyl group; A divalent to tetravalent biphenyl group unsubstituted or substituted with a cyano group or an alkyl group; Or a cyano group or a divalent to tetravalent terphenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group.
  • L1 is a direct bond; A divalent to trivalent phenyl group; Biphenyl group of divalent to trivalent; Or a divalent to trivalent terphenyl group.
  • L1 is a direct bond; Divalent phenyl group; Divalent biphenyl group; Or a divalent terphenyl group.
  • L1 is a direct bond; Divalent phenyl group; Or a divalent biphenyl group.
  • L1 is a trivalent phenyl group.
  • L2 is an unsubstituted divalent to tetravalent phenyl group; Unsubstituted divalent to tetravalent biphenyl group; Or an unsubstituted divalent to tetravalent terphenyl group.
  • L2 is a divalent to trivalent phenyl group; Biphenyl group of divalent to trivalent; Or a divalent to trivalent terphenyl group.
  • L2 is a divalent phenyl group; Divalent biphenyl group; Or a divalent terphenyl group.
  • L2 is a direct bond; Divalent phenyl group; Or a divalent biphenyl group.
  • L2 is a trivalent phenyl group; Trivalent biphenyl group; Or a trivalent terphenyl group.
  • L1 is selected from a direct bond or the following structure
  • L2 is selected from the following structure.
  • L1 is selected from a direct bond or the following structure
  • L2 is selected from the following structure.
  • any one of R1 to R6 is connected to L1 of Formula 1.
  • R1 to R6 that are not connected to L1 of Formula 1 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 aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R1 to R6 that are not connected to L1 of Formula 1 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 aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group.
  • R1 to R6 that are not connected to L1 of Formula 1 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • At least one of R1 to R6 not connected to L1 in Formula 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, and the remainder 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 aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • At least one of R1 to R6 not connected to L1 in Formula 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group, and the remainder are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or deuterium.
  • At least one of R1 to R6 not connected to L1 in Formula 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, the remainder being 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 aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group.
  • At least one of R1 to R6 not connected to L1 in Formula 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms, the remainder being the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • At least one of R1 to R6 not connected to L1 in Formula 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, the remainder being the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • At least one of R1 to R6 not connected to L1 in Formula 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, the remainder being the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or deuterium,
  • the substituent not connected to L1 of Formula 1 among R1 to R6 is hydrogen.
  • R1 to R4 are hydrogen.
  • one of R5 and R6 is connected to L1 of Formula 1, and the other is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • one of R5 and R6 is connected to L1 of Formula 1, and the other is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • one of R5 and R6 is connected to L1 of Formula 1, and the other is a methyl group; Ethyl group; t-butyl group; Phenyl group; Or a biphenyl group.
  • R5 is a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • R5 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R5 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, or a biphenyl group.
  • R5 is an ethyl group or a phenyl group.
  • R6 is a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • R6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R6 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R6 is a methyl group, an ethyl group, a t-butyl group, or a phenyl group.
  • R6 is a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group.
  • R5 is connected to L1 in Chemical Formula 1.
  • R6 is connected to L1 in Chemical Formula 1.
  • R4 is connected to L1 in Chemical Formula 1.
  • R3 is connected to L1 in Chemical Formula 1.
  • R2 is connected to L1 in Formula 1.
  • R1 is connected to L1 in Formula 1.
  • R5 or R6 is connected to L1 in Formula 1.
  • the electron transport ability of the compound is more excellent by the adjacent nitrogen.
  • Chemical Formula 1 is represented by any one of Chemical Formulas 101 to 105 below.
  • L1, L2, R1 to R6, a and b are as defined in Formula 1.
  • R1 to R4 and R6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R6 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R1 to R5 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R1 to R3, R5, and R6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R5 and R6 are alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R1 and R3 to R6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R5 and R6 are alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R1, R2, and R4 to R6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R5 and R6 are alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • a is an integer of 1 to 3.
  • a is 1 or 2.
  • a is 1.
  • a is 2.
  • a is 2, and the two Het are the same as each other.
  • Chemical Formula 1 is represented by the following Chemical Formula 201 or 202.
  • L2, R1 to R6 and b are as defined in Formula 1,
  • L3 is a direct bond; A substituted or unsubstituted divalent phenyl group; Or a substituted or unsubstituted divalent biphenyl group,
  • R11 to R16 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 aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • L3 is a direct bond.
  • R1 to R4 and R11 to R14 in Formulas 201 and 202 are hydrogen.
  • R5 and R15 in Formula 201 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R5 and R15 in Formula 201 are phenyl groups.
  • R1 and R11 in Formulas 201 and 202 are the same, R2 and R12 are the same, R3 and R13 are the same, R4 and R14 are the same, and R5 and R15 are the same, R6 and R16 are the same.
  • b is 1 or 2.
  • b is 1.
  • b is 2.
  • -L2-(CN) b of Formula 1 is selected from the following structures.
  • L21 is a direct bond; Divalent phenyl group; Or a divalent biphenyl group.
  • L21 is a direct bond; Or a divalent phenyl group.
  • -L2-(CN) b of Formula 1 is selected from the following structures.
  • Chemical Formula 1 is represented by the following Chemical Formula 301 or 302.
  • Het, L1 and a are as defined in Formula 1,
  • L4 is a direct bond; Divalent phenyl group; Or a divalent biphenyl group.
  • Chemical Formula 1 is represented by any one of Chemical Formulas 401 to 406 below.
  • Het, L1 and a are as defined in Formula 1,
  • L4 is a direct bond; Divalent phenyl group; Or a divalent biphenyl group.
  • L4 is a direct bond; Or a divalent phenyl group.
  • L1 is a direct bond; A divalent to trivalent phenyl group; Biphenyl group of divalent to trivalent; Or a divalent to trivalent terphenyl group,
  • L2 is a divalent to trivalent phenyl group; Biphenyl group of divalent to trivalent; Or a divalent to trivalent terphenyl group,
  • a is 1 or 2
  • b is 1 or 2
  • At least one of R1 to R6 not connected to L1 in Formula 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, the remainder being the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or deuterium.
  • the heterocyclic 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.
  • L1, L2, a and b are the same as those in the general formula 1, X is halogen, more preferably bromo or chloro.
  • the reaction is a Suzuki coupling reaction, and is preferably carried out in the presence of a palladium catalyst and a base, and the reactor for the Suzuki coupling reaction may be changed as known in the art.
  • the manufacturing method may be more specific in the manufacturing examples to be described later.
  • 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 of the organic material layers comprises 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 that of 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, iii ) It means both included in one or more layers C and one or more layers D.
  • 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 heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the organic material layer includes an electron injection layer, an electron transport layer, a layer for simultaneously injecting and transporting electrons, or a hole blocking layer, and simultaneously performing the electron injection layer, the electron transport layer, and electron injection and transport.
  • the layer or hole blocking layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the electron injection layer, the electron transport layer, the layer for simultaneously injecting and transporting electrons, or the hole blocking layer includes one or two or more n-type dopants selected from alkali metals and alkaline earth metals. .
  • the organic alkali metal compound or the organic alkaline earth metal compound When used as an n-type dopant, stability against holes from the light emitting layer can be secured, thereby improving the life of the organic light emitting device.
  • the electron mobility of the electron transport layer may be adjusted by adjusting the ratio of the organic alkali metal compound or the organic alkaline earth metal compound to maximize the balance between holes and electrons in the emission layer, thereby increasing luminous efficiency.
  • LiQ is more preferable as the n-type dopant used in the electron transport layer in the present specification.
  • the electron transport layer may include the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the n-type dopant in a weight ratio of 1:9 to 9:1.
  • the heterocyclic compound of Formula 1 and the n-type dopant may be included in a ratio of 2:8 to 8:2, more preferably 3:7 to 7:3.
  • 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 one or more organic material layers provided between the emission layer and the first electrode, or between the emission layer and the second electrode.
  • the at least one organic material layer is a hole injection layer and a hole transport layer. It further includes at least one layer 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 first electrode is an anode
  • the second electrode is a cathode
  • the second electrode is a cathode, and 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.
  • 1 and 2 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 108 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 first hole transport layer 104, a second hole transport layer 105, a light emitting layer 106, an electron injection and transport layer 107 and a cathode on the substrate 101.
  • the structure of an organic light emitting device in which (108) is sequentially stacked is illustrated.
  • the compound represented by Formula 1 is included in the electron injection and transport layer 107.
  • 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.
  • an anthracene derivative substituted with deuterium may be used as a host material for the emission layer.
  • 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 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 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 hole transport layer may have a multilayer structure. For example, it may include a first hole transport layer and a second hole transport layer.
  • 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 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 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 compound represented by Formula E2 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used as in the above reaction formula.
  • a compound represented by Formula E3 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E4 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E5 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E6 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 in Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E7 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E8 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E9 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E10 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E11 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E12 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E13 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction scheme.
  • a compound represented by Formula E14 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of E1 of Preparation Example 1, except that each starting material was used in the above reaction formula.
  • a glass substrate coated with a thin film of 1000 ⁇ of ITO (indium tin oxide) was put in distilled water dissolved in a detergent and washed with ultrasonic waves.
  • ITO indium tin oxide
  • a Fischer Co. product was used as a detergent, and distilled water secondarily filtered with a filter manufactured 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.
  • the following HI-A compound was thermally vacuum deposited to a thickness of 600 ⁇ on the prepared ITO transparent electrode to form a hole injection layer.
  • the following HAT compound 50 ⁇ and the following HT-A compound 60 ⁇ were sequentially vacuum-deposited on the hole injection layer to form a first hole transport layer and a second hole transport layer.
  • the following BH compound and BD compound with a film thickness of 200 ⁇ were vacuum deposited on the hole transport layer at a weight ratio of 25:1 to form a light emitting layer.
  • the compound E1 of Preparation Example 1 and the following LiQ compound were vacuum-deposited at a weight ratio of 1:1 to form an electron injection and transport layer with a thickness of 350 ⁇ .
  • Lithium fluoride (LiF) in a thickness of 10 ⁇ and aluminum in a thickness of 1000 ⁇ were sequentially deposited on the electron injection and transport layer to form a negative electrode.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 to 0.9 ⁇ /sec, the deposition rate of lithium fluoride at the cathode was 0.3 ⁇ /sec, and the deposition rate of aluminum was 2 ⁇ /sec, and the vacuum degree during deposition was 1 ⁇ 10. Maintaining -7 to 5 ⁇ 10 -5 torr, an organic light emitting device was manufactured.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that compounds E2 to E14 shown in Table 1 below were used instead of compound E1, respectively.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that compounds ET-A to ET-K shown in Table 1 below were used instead of compound E1.
  • Example 1 (E1) 4.57 5.20 (0.142, 0.096) 301
  • Example 2 (E2) 4.60 5.11 (0.142, 0.096) 323
  • Example 3 (E3) 4.44 5.28 (0.142, 0.096) 287
  • Example 4 (E4) 4.42 5.30 (0.142, 0.096) 289
  • Example 5 (E5) 4.47 5.34 (0.142, 0.096) 293
  • Example 6 (E6) 4.54 5.31 (0.142, 0.097) 276
  • Example 7 (E7) 4.35 5.29 (0.142, 0.096) 264
  • Example 8 (E8) 4.27 5.40 (0.142, 0.099) 254
  • Example 9 (E9) 4.56 5.21 (0.142, 0.096) 300
  • Example 10 (E10) 4.61 5.05 (0.142, 0.099) 344
  • Example 10 (E10) 4.61 5.05 (0.142, 0.099) 344
  • Example 10 (E10) 4.61 5.05 (0.142, 0.099) 344
  • Example 10 (
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention can be used in an organic material layer capable of simultaneously injecting electrons and transporting electrons in an organic light-emitting device.
  • a cyano-based substituent (- The compound in which L1-naphthalene-L2-CN) is substituted is significantly superior to the compound in which the cyano-based substituent is unsubstituted in terms of the lifetime of the organic light-emitting device.

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Abstract

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

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 05월 02일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2019-0051624호의 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.
[선행문헌] (특허문헌 1) 공개특허공보 10-2013-0135162
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
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 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 페닐기; 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 비페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 터페닐기이고,
L2는 2가 내지 4가의 페닐기; 2가 내지 4가의 비페닐기; 또는 2가 내지 4가의 터페닐기이고,
Het는 하기 화학식 A로 표시되는 기이며,
a 및 b는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,
a가 2 이상인 경우, Het는 서로 동일하거나 상이하고,
[화학식 A]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000002
상기 화학식 A에 있어서,
R1 내지 R6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 L1에 연결되고,
나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
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 및 도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
101: 기판
102: 양극
103: 정공 주입층
104: 제1 정공 수송층
105: 제2 정공 수송층
106: 발광층
107: 전자 주입 및 수송층
108: 음극
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 Het로 표시되는 벤즈이미다졸과 나프탈렌이 연결된 코어 구조의 말단에 하나 이상의 시아노기가 연결되어 있다. 상기 화학식 1의 화합물을 전자 수송층 또는 전자 주입층 물질로 사용할 때, 분자 내 쌍극자 모멘트의 증가로 인하여, 유기 발광 소자의 장수명 특성이 향상된다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 구조의 말단에 시아노기가 연결되어, 시아노기의 치환위치가 상이한 화합물에 비하여, 고효율 및 저전압 특성이 향상된다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 L1 및 L2에 나프탈렌 링커를 포함하지 않는데, 나프탈렌 링커를 포함하는 화합물에 비하여, 고효율 및 저전압 특성이 향상된다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure PCTKR2020004649-appb-I000003
은 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; 시아노기; 알킬기; 아릴기; 및 탄소가 아닌 이종 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 PCTKR2020004649-appb-I000004
또는
Figure PCTKR2020004649-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 PCTKR2020004649-appb-I000006
또는
Figure PCTKR2020004649-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, 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, 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, 비페닐기, 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 O, N 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.
이하, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 관하여 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 페닐기; 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 비페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 시아노기 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 페닐기; 시아노기 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 비페닐기; 또는 시아노기 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 2가 내지 3가의 페닐기; 2가 내지 3가의 비페닐기; 또는 2가 내지 3가의 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 2가의 페닐기; 2가의 비페닐기; 또는 2가의 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 2가의 페닐기; 또는 2가의 비페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, L1은 3가의 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 비치환된 2가 내지 4가의 페닐기; 비치환된 2가 내지 4가의 비페닐기; 또는 비치환된 2가 내지 4가의 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 2가 내지 3가의 페닐기; 2가 내지 3가의 비페닐기; 또는 2가 내지 3가의 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 2가의 페닐기; 2가의 비페닐기; 또는 2가의 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 2가의 페닐기; 또는 2가의 비페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, L2는 3가의 페닐기; 3가의 비페닐기; 또는 3가의 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합 또는 하기 구조에서 선택되고, L2는 하기 구조에서 선택된다.
Figure PCTKR2020004649-appb-I000008
Figure PCTKR2020004649-appb-I000009
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합 또는 하기 구조에서 선택되고, L2는 하기 구조에서 선택된다.
Figure PCTKR2020004649-appb-I000010
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6 중 어느 하나는 화학식 1의 L1에 연결된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6 중 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6 중 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6 중 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다,
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6 중 화학식 1의 L1에 연결되지 않은 치환기는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6 중 하나는 화학식 1의 L1에 연결되고, 나머지 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6 중 하나는 화학식 1의 L1에 연결되고, 나머지 하나는 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6 중 하나는 화학식 1의 L1에 연결되고, 나머지 하나는 메틸기; 에틸기; t-부틸기; 페닐기; 또는 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5는 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5는 메틸기, 에틸기, 페닐기 또는 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5는 에틸기 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 메틸기, 에틸기, t-부틸기 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 메틸기, 에틸기 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5는 화학식 1의 L1에 연결된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 화학식 1의 L1에 연결된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R4는 화학식 1의 L1에 연결된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R3은 화학식 1의 L1에 연결된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2는 화학식 1의 L1에 연결된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 화학식 1의 L1에 연결된다.
R5 또는 R6이 화학식 1의 L1에 연결되는 것이 바람직하다. 이 경우, 인접한 질소에 의하여 화합물의 전자 수송 능력이 더욱 뛰어나다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 101 내지 105 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 101]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000011
[화학식 102]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000012
[화학식 103]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000013
[화학식 104]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000014
[화학식 105]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000015
상기 화학식 101 내지 105에 있어서,
L1, L2, R1 내지 R6, a 및 b의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 101에 있어서, R1 내지 R4 및 R6 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 101에 있어서, R6은 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 102에 있어서, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 102에 있어서, R5은 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 103에 있어서, R1 내지 R3, R5 및 R6 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 103에 있어서, R5 및 R6 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 104에 있어서, R1 및 R3 내지 R6 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 104에 있어서, R5 및 R6 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 105에 있어서, R1, R2 및 R4 내지 R6 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 105에 있어서, R5 및 R6 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a는 1 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a는 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a는 2이고, 2개의 Het는 서로 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 201 또는 202로 표시된다.
[화학식 201]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000016
[화학식 202]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000017
상기 화학식 201 및 202에 있어서,
L2, R1 내지 R6 및 b의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
L3는 직접결합; 치환 또는 비치환된 2가의 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 비페닐기이고,
R11 내지 R16는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 201 및 202의 R1 내지 R4 및 R11 내지 R14는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 201의 R5 및 R15는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 201의 R5 및 R15는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 201 및 202의 R1 및 R11은 동일하고, R2 및 R12는 동일하고, R3 및 R13은 동일하고, R4 및 R14는 동일하고, R5 및 R15은 동일하고, R6 및 R16은 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, b는 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, b는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, b는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 -L2-(CN)b 는 하기 구조에서 선택된다.
Figure PCTKR2020004649-appb-I000018
상기 구조에 있어서, L21은 직접결합; 2가의 페닐기; 또는 2가의 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L21은 직접결합; 또는 2가의 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 -L2-(CN)b는 하기 구조에서 선택된다.
Figure PCTKR2020004649-appb-I000019
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 301 또는 302로 표시된다.
[화학식 301]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000020
[화학식 302]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000021
상기 화학식 301 및 302에 있어서,
Het, L1 및 a의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
L4는 직접결합; 2가의 페닐기; 또는 2가의 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 401 내지 406 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 401]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000022
[화학식 402]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000023
[화학식 403]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000024
[화학식 404]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000025
[화학식 405]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000026
[화학식 406]
Figure PCTKR2020004649-appb-I000027
상기 화학식 401 내지 406에 있어서,
Het, L1 및 a의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
L4는 직접결합; 2가의 페닐기; 또는 2가의 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L4는 직접결합; 또는 2가의 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 2가 내지 3가의 페닐기; 2가 내지 3가의 비페닐기; 또는 2가 내지 3가의 터페닐기이고,
L2는 2가 내지 3가의 페닐기; 2가 내지 3가의 비페닐기; 또는 2가 내지 3가의 터페닐기이고,
a는 1 또는 2이고, b는 1 또는 2이고,
화학식 1의 L1에 연결되지 않은 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 하기 화합물 중에서 선택된 어느 하나이다.
Figure PCTKR2020004649-appb-I000028
Figure PCTKR2020004649-appb-I000029
Figure PCTKR2020004649-appb-I000030
Figure PCTKR2020004649-appb-I000031
Figure PCTKR2020004649-appb-I000032
Figure PCTKR2020004649-appb-I000033
Figure PCTKR2020004649-appb-I000034
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 PCTKR2020004649-appb-I000035
상기 일반식 1에서, L1, L2, a 및 b의 정의는 상기 화학식 1에서 정의한바와 같으며, X는 할로겐이고 보다 바람직하게는 브로모 또는 클로로이다. 상기 반응은 스즈키 커플링 반응으로서, 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
본 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 1층 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 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 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층 또는 정공 차단층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층 또는 정공 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층 또는 정공 차단층은 알칼리 금속 및 알칼리토금속 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 n형 도펀트를 포함한다.
유기 알칼리 금속 화합물 또는 유기 알칼리 토금속 화합물이 n 형 도펀트로 사용되는 경우에는 발광층으로부터 정공에 대한 안정성을 확보할 수 있어, 유기 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 전자수송층의 전자이동도를 유기 알칼리 금속 화합물 또는 유기 알칼리 토금속 화합물의 비율을 조절하여 발광층에서 정공과 전자의 균형을 극대화시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있다.
본 명세서에서 전자수송층에 사용되는 n형 도펀트로서 LiQ가 더욱 바람직하다.
상기 전자수송층은 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물과 상기 n형 도펀트를 1:9 내지 9:1의 중량비로 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물과 상기 n형 도펀트를 2:8 내지 8:2로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 3:7 내지 7:3으로 포함할 수 있다.
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 1층 이상의 유기물층을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층. 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 차단층 및 전자 차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 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 및 2에 예시되어 있다. 상기 도 1 및 도 2는 유기 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(101) 위에 양극(102), 발광층(106) 및 음극(108)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), 제1 정공 수송층(104), 제2 정공 수송층(105), 발광층(106), 전자 주입 및 수송층(107) 및 음극(108)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 주입 및 수송층(107)에 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, 발광층의 호스트 재료로 중수소로 치환된 안트라센 유도체를 사용할 수 있다.
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.
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.
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. 또한, 정공 수송층은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 정공수송층 및 제2 정공수송층을 포함할 수 있다.
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.
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 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.
제조예 1: 화합물 E1의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000036
상기 화합물 E1-A (10 g, 32.9 mmol)과 상기 화합물 E1-B (14.2 g, 32.9 mmol)을 테트라하이드로퓨란 (150 mL)에 완전히 녹인 후, 탄산칼륨 (13.7 g, 98.9 mmol)을 물 60 mL에 용해시켜 첨가하였다. 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (1.1g, 0.989 mmol)을 넣은 후, 8 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 탄산칼륨 용액을 제거하여 흰색 고체를 여과하였다. 여과된 흰색 고체를 테트라하이드로퓨란 및 에틸아세테이트로 각각 2 번씩 세척하여 화합물 E1 (14.1 g, 수율 81 %)을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 528
제조예 2: 화합물 E2의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000037
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E2로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 500
제조예 3: 화합물 E3의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000038
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E3로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 500
제조예 4: 화합물 E4의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000039
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E4로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 500
제조예 5: 화합물 E5의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000040
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E5로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 576
제조예 6: 화합물 E6의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000041
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E6로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 528
제조예 7: 화합물 E7의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000042
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E7로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 528
제조예 8: 화합물 E8의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000043
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E8로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 500
제조예 9: 화합물 E9의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000044
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E9로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 528
제조예 10: 화합물 E10의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000045
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E10로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 553
제조예 11: 화합물 E11의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000046
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E11로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 694
제조예 12: 화합물 E12의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000047
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E12로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 514
제조예 13: 화합물 E13의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000048
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E13로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 528
제조예 14: 화합물 E14의 제조
Figure PCTKR2020004649-appb-I000049
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1의 E1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화학식 E14로 표시되는 화합물을 제조하였다.
MS [M+H]+ = 528
실시예 1
ITO (indium tin oxide)가 1000 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사 (Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사 (Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30 분간 세척한 후 증류수로 2 회 반복하여 초음파 세척을 10 분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5 분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HI-A 화합물을 600 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 상에 하기 HAT 화합물 50 Å 및 하기 HT-A 화합물 60 Å를 순차적으로 진공 증착하여 제1 정공수송층 및 제2 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공수송층 상에 막 두께 200 Å로 하기 BH 화합물 및 BD 화합물을 25:1의 중량비로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 제조예 1의 화합물 E1과 하기 LiQ 화합물을 1:1의 중량비로 진공 증착하여 350Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 순차적으로 10Å의 두께로 리튬 플루오라이드(LiF)와 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 내지 0.9 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬 플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1×10-7 내지 5×10-5 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure PCTKR2020004649-appb-I000050
실시예 2 내지 14
화합물 E1 대신 아래 표 1에 기재된 화합물 E2 내지 E14을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure PCTKR2020004649-appb-I000051
비교예 1 내지 11
화합물 E1 대신 아래 표 1에 기재된 화합물 ET-A 내지 ET-K을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure PCTKR2020004649-appb-I000052
실험예
상기 실시예 1 내지 14 및 비교예 1 내지 11에서 제조한 유기 발광 소자에 대하여 10 mA/cm2의 전류 밀도에서 구동 전압과 발광 효율을 측정하였고, 20 mA/cm2의 전류 밀도에서 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간(T90)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분(화합물) 전압(V@10 mA/cm2) 효율(cd/A@10 mA/cm2) 색좌표(x, y) 수명(h)(T90 at 20 mA/cm2)
실시예 1 (E1) 4.57 5.20 (0.142, 0.096) 301
실시예 2 (E2) 4.60 5.11 (0.142, 0.096) 323
실시예 3 (E3) 4.44 5.28 (0.142, 0.096) 287
실시예 4 (E4) 4.42 5.30 (0.142, 0.096) 289
실시예 5 (E5) 4.47 5.34 (0.142, 0.096) 293
실시예 6 (E6) 4.54 5.31 (0.142, 0.097) 276
실시예 7 (E7) 4.35 5.29 (0.142, 0.096) 264
실시예 8 (E8) 4.27 5.40 (0.142, 0.099) 254
실시예 9 (E9) 4.56 5.21 (0.142, 0.096) 300
실시예 10 (E10) 4.61 5.05 (0.142, 0.099) 344
실시예 11 (E11) 4.62 5.03 (0.142, 0.096) 360
실시예 12 (E12) 4.58 5.16 (0.142, 0.097) 310
실시예 13 (E13) 4.26 5.27 (0.142, 0.097) 261
실시예 14 (E14) 4.59 5.14 (0.142, 0.096) 282
비교예 1 (ET-A) 4.57 5.24 (0.142, 0.096) 10
비교예 2 (ET-B) 4.70 3.08 (0.142, 0.096) 250
비교예 3 (ET-C) 4.88 3.02 (0.142, 0.096) 277
비교예 4 (ET-D) 4.78 3.15 (0.142, 0.096) 289
비교예 5 (ET-E) 4.88 3.86 (0.142, 0.096) 202
비교예 6 (ET-F) 5.01 2.87 (0.142, 0.097) 257
비교예 7 (ET-G) 5.50 2.25 (0.142, 0.097) 260
비교예 8 (ET-H) 4.40 5.21 (0.142, 0.097) 6
비교예 9 (ET-I) 4.50 5.26 (0.142, 0.096) 11
비교예 10 (ET-J) 5.40 2.21 (0.142, 0.097) 20
비교예 11 (ET-K) 5.50 2.26 (0.142, 0.096) 31
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 전자 주입 및 전자 수송을 동시에 할 수 있는 유기물층에 사용될 수 있다.
상기 표 1의 실시예와 비교예 1, 8 및 9(ET-A, ET-H 및 ET-I)를 비교하면, 본 발명에 따른 화학식 1과 같이 이미다졸(Het)에 시아노계 치환기(-L1-나프탈렌-L2-CN)가 치환된 화합물은, 시아노계 치환기가 비치환된 화합물에 비하여 유기 발광 소자의 수명 면에서 현저히 우수하다.
상기 표 1의 실시예와 비교예 3 및 4(ET-C 및 ET-D)을 비교하면, 본 발명에 따른 화학식 1과 같이 이미다졸(Het)에 시아노계 치환기(-L1-나프탈렌-L2-CN)가 치환된 화합물은, L1 또는 L2가 2가의 나프틸기인 화합물에 비하여 유기 발광 소자의 전압, 효율 면에서 현저히 우수하다.
상기 표 1의 실시예와 비교예 5 내지 7(ET-E 내지 ET-G)을 비교하면, 본 발명에 따른 화학식 1과 같이 이미다졸(Het)에 시아노계 치환기(-L1-나프탈렌-L2-CN)가 치환된 화합물은, L2가 치환된 아릴렌기인 화합물에 비하여 유기 발광 소자의 전압, 효율 면에서 현저히 우수하다.
상기 표 1의 실시예와 비교예 10 및 11(ET-J 및 ET-K)을 비교하면, 본 발명에 따른 화학식 1과 같이 이미다졸(Het)에 시아노계 치환기(-L1-나프탈렌-L2-CN)가 치환된 화합물은, 시아노기가 아릴기가 아닌 헤테로아릴기에 치환된 화합물에 비하여 유기 발광 소자의 전압, 효율, 수명 면에서 현저히 우수하다.

Claims (13)

  1. 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 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000053
    상기 화학식 1에 있어서,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 페닐기; 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 비페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 2가 내지 4가의 터페닐기이고,
    L2는 2가 내지 4가의 페닐기; 2가 내지 4가의 비페닐기; 또는 2가 내지 4가의 터페닐기이고,
    Het는 하기 화학식 A로 표시되는 기이며,
    a 및 b는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,
    a가 2 이상인 경우, Het는 서로 동일하거나 상이하고,
    [화학식 A]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000054
    상기 화학식 A에 있어서,
    R1 내지 R6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 L1에 연결되고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 101 내지 105 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 101]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000055
    [화학식 102]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000056
    [화학식 103]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000057
    [화학식 104]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000058
    [화학식 105]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000059
    상기 화학식 101 내지 105에 있어서,
    L1, L2, R1 내지 R6, a 및 b의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 201 또는 202로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 201]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000060
    [화학식 202]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000061
    상기 화학식 201 및 202에 있어서,
    L2, R1 내지 R6 및 b의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    L3는 직접결합; 치환 또는 비치환된 2가의 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 비페닐기이고,
    R11 내지 R16는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 301 또는 302로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 301]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000062
    [화학식 302]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000063
    상기 화학식 301 및 302에 있어서,
    Het, L1 및 a의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    L4는 직접결합; 2가의 페닐기; 또는 2가의 비페닐기이다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 401 내지 406 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 401]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000064
    [화학식 402]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000065
    [화학식 403]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000066
    [화학식 404]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000067
    [화학식 405]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000068
    [화학식 406]
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000069
    상기 화학식 401 내지 406에 있어서,
    Het, L1 및 a의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    L4는 직접결합; 2가의 페닐기; 또는 2가의 비페닐기이다.
  6. 청구항 1에 있어서, L1은 직접결합 또는 하기 구조에서 선택되고, L2는 하기 구조에서 선택되는 것인 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000070
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000071
    .
  7. 청구항 1에 있어서, R5는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기인 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 1에 있어서, R6는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기인 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 1에 있어서, L1은 직접결합; 2가 내지 3가의 페닐기; 2가 내지 3가의 비페닐기; 또는 2가 내지 3가의 터페닐기이고,
    L2는 2가 내지 3가의 페닐기; 2가 내지 3가의 비페닐기; 또는 2가 내지 3가의 터페닐기이고,
    a는 1 또는 2이고, b는 1 또는 2이고,
    화학식 1의 L1에 연결되지 않은 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소인 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000072
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000073
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000074
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000075
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000076
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000077
    Figure PCTKR2020004649-appb-I000078
    .
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층 또는 정공 차단층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층 또는 정공 차단층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층 또는 정공 차단층은 알칼리 금속 및 알칼리토금속 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 n형 도펀트를 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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