WO2021230681A1 - 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자 - Google Patents

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WO2021230681A1
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compound
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substituted
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서상덕
김민준
김영석
김동희
오중석
김서연
이다정
최승원
심재훈
이동훈
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주식회사 엘지화학
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a novel compound and an organic light emitting device using the same.
  • the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon in which electric energy is converted into light energy using an organic material.
  • the organic light emitting device using the organic light emitting phenomenon has a wide viewing angle, excellent contrast, fast response time, and excellent luminance, driving voltage, and response speed characteristics, and thus many studies are being conducted.
  • An organic light emitting device generally has a structure including an anode and a cathode and an organic material layer between the anode and the cathode.
  • the organic layer is often formed of a multi-layered structure composed of different materials in order to increase the efficiency and stability of the organic light-emitting device, and may include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • a voltage when a voltage is applied between the two electrodes, holes are injected into the organic material layer from the anode and electrons from the cathode are injected into the organic material layer. When the injected holes and electrons meet, excitons are formed, and the excitons When it falls back to the ground state, it lights up.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Publication No. 10-2013-073537
  • the present invention relates to a novel compound and an organic light emitting device comprising the same.
  • the present invention provides a compound represented by the following formula (1):
  • Y is O or S
  • L is a single bond or a substituted or unsubstituted C 6-60 arylene
  • X 1 , X 2 and X 3 are each independently N or CH, provided that at least one of them is N,
  • Ar 1 is substituted or unsubstituted C 6-60 aryl or substituted or unsubstituted C 2-60 heteroaryl containing one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O and S,
  • Ar 2 and Ar 3 are each independently substituted or unsubstituted C 6-60 aryl or substituted or unsubstituted C 2-60 hetero atom including one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O and S aryl,
  • R 1 and R 2 are each independently one selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl, substituted or unsubstituted C 6-60 aryl, or N, O and S It is a substituted or unsubstituted C 2-60 heteroaryl containing more than one hetero atom,
  • n are each independently an integer of 0 to 4.
  • the present invention 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 organic material layer includes the compound of the present invention.
  • the compound represented by Formula 1 described above may be used as a material for an organic layer of an organic light emitting device, and may improve efficiency, low driving voltage, and/or lifespan characteristics in the organic light emitting device.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 described above may be used as a material for a hole blocking layer, an electron transport layer, or a light emitting layer.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting device including a substrate 1 , an anode 2 , a light emitting layer 4 , and a cathode 3 .
  • FIG. 2 is a substrate (1), an anode (2), a hole injection layer (8), a hole transport layer (9), an electron blocking layer (10), a light emitting layer (4), a hole blocking layer (5), an electron injection layer (6) ) and an example of an organic light emitting device comprising an electron transport layer 7 and a cathode 3 .
  • substituted or unsubstituted refers to deuterium (D); halogen group; nitrile group; nitro group; hydroxyl group; carbonyl group; ester group; imid; amino group; phosphine oxide group; alkoxy group; aryloxy group; alkyl thiooxy group; arylthioxy group; an alkyl sulfoxy group; arylsulfoxy group; silyl group; boron group; an alkyl group; cycloalkyl group; alkenyl group; aryl group; aralkyl group; aralkenyl group; an alkylaryl group; an alkylamine group; an aralkylamine group; heteroarylamine group; arylamine group; an aryl phosphine group; Or N, O, and S atom means that it is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a hetero
  • a substituent in which two or more substituents are connected may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group, and may be interpreted as a substituent in which two phenyl groups are connected.
  • the number of carbon atoms of the carbonyl group is not particularly limited, but it is preferably from 1 to 40 carbon atoms. Specifically, it may be a compound having the following structure, but is not limited thereto.
  • the oxygen of the ester group may be substituted with a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.
  • a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.
  • the number of carbon atoms of the imide group is not particularly limited, but it is preferably from 1 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound having the following structure, but is not limited thereto.
  • the silyl group specifically includes a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, a diphenylsilyl group, a phenylsilyl group, and the like.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the boron group specifically includes, but is not limited to, a trimethylboron group, a triethylboron group, a t-butyldimethylboron group, a triphenylboron group, a phenylboron group, and the like.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. According to an exemplary embodiment, the number of carbon atoms in the alkyl group is 1 to 20. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n -pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl , n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl
  • the alkenyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. According to an exemplary embodiment, the carbon number of the alkenyl group is 2 to 20. According to another exemplary embodiment, the carbon number of the alkenyl group is 2 to 10. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 6 carbon atoms.
  • Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 3-methyl-1- Butenyl, 1,3-butadienyl, allyl, 1-phenylvinyl-1-yl, 2-phenylvinyl-1-yl, 2,2-diphenylvinyl-1-yl, 2-phenyl-2-( Naphthyl-1-yl)vinyl-1-yl, 2,2-bis(diphenyl-1-yl)vinyl-1-yl, stilbenyl group, styrenyl group, and the like, but are not limited thereto.
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to an exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the carbon number of the cycloalkyl group is 3 to 20. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 6 carbon atoms.
  • the aryl group is not particularly limited, but preferably has 6 to 60 carbon atoms, and may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group. According to an exemplary embodiment, the carbon number of the aryl group is 6 to 30. According to an exemplary embodiment, the carbon number of the aryl group is 6 to 20.
  • the aryl group may be a monocyclic aryl group, such as 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 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 two substituents may be bonded to each other to form a spiro structure.
  • the fluorenyl group is substituted, etc. can be
  • the present invention is not limited thereto.
  • the heteroaryl group includes at least one of O, N, Si and S as a heterogeneous element, and as a heterocyclic group having aromaticity, the number of carbon atoms is not particularly limited, but those having 2 to 60 carbon atoms are desirable.
  • heteroaryl group examples include a thiophene group, a furan group, a pyrrole group, an imidazole group, a thiazole group, an oxazole group, an oxadiazole group, a triazole group, a pyridyl group, a bipyridyl group, a pyrimidyl group, a triazine group, an acridyl group , pyridazine group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazoline group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidinyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group, isoquinoline group, indole group , carbazole group, benzoxazole group, benzoimidazole group, benzothiazole group, benzocarbazole group, benzothioph
  • the aryl group in the aralkyl group, the aralkenyl group, the alkylaryl group, and the arylamine group is the same as the example of the aryl group described above.
  • the alkyl group among the aralkyl group, the alkylaryl group, and the alkylamine group is the same as the example of the above-described alkyl group.
  • heteroaryl among heteroarylamines the description of the above-described heterocyclic group may be applied.
  • the alkenyl group among the aralkenyl groups is the same as the examples of the above-described alkenyl groups.
  • the description of the above-described aryl group may be applied except that arylene is a divalent group.
  • the description of the above-described heterocyclic group may be applied, except that heteroarylene is a divalent group.
  • the hydrocarbon ring is not a monovalent group, and the description of the above-described aryl group or cycloalkyl group may be applied, except that it is formed by combining two substituents.
  • the heterocyclic group is not a monovalent group, and the description of the above-described heterocyclic group may be applied, except that it is formed by combining two substituents.
  • the present invention provides a compound represented by the formula (1):
  • a triazine-based substituent ( ) is connected to any one carbon selected from the group consisting of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 in Formula 1, and R 1 and R 2 are each independently, a triazine-based substituent It can be linked to other unsubstituted carbons.
  • Y is O or S
  • L is a single bond or substituted or unsubstituted C 6-60 arylene
  • X 1 , X 2 and X 3 are each independently N or CH, provided that at least one of them is N,
  • Ar 1 is substituted or unsubstituted C 6-60 aryl or substituted or unsubstituted C 2-60 heteroaryl containing one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O and S,
  • Ar 2 and Ar 3 are each independently substituted or unsubstituted C 6-60 aryl or substituted or unsubstituted C 2-60 hetero atom including one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O and S aryl,
  • R 1 and R 2 are each independently one selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl, substituted or unsubstituted C 6-60 aryl, or N, O and S It is a substituted or unsubstituted C 2-60 heteroaryl containing more than one hetero atom,
  • n are each independently an integer of 0 to 4.
  • the compound represented by Formula 1 is a compound represented by Formula 1-1 or 1-8 below:
  • Y, L, X 1 , X 2 , X 3 , Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , R 1 , R 2 , m and n are as defined above,
  • n' and n' are each independently an integer of 0-3.
  • L is a single bond, phenylene, biphenylylene or naphthylene.
  • Ar 1 is phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, naphthylphenyl, phenylnaphthyl, phenanthrenyl, triphenylenyl, dimethylfluorenyl, diphenylfluorenyl, dibenzofu ranyl or dibenzothiophenyl, each independently substituted or unsubstituted with at least one deuterium.
  • Ar 1 when Ar 1 is substituted with deuterium, it is preferably substituted with 4 or more deuterium.
  • Ar 2 and Ar 3 are each independently phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, naphthylphenyl, phenylnaphthyl, phenanthrenyl, triphenylenyl, dimethylfluorenyl, diphenyl fluorenyl, dibenzofuranyl or dibenzothiophenyl. More preferably, they are phenyl, biphenylyl, naphthyl, naphthylphenyl, phenylnaphthyl, dimethylfluorenyl, dibenzofuranyl or dibenzothiophenyl.
  • R 1 and R 2 are each independently hydrogen, deuterium, phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, dibenzofuranyl or dibenzothiophenyl. More preferably, hydrogen, deuterium or phenyl.
  • n and n are each independently an integer from 0 to 3. More preferably, m and n are each independently 0 or 1.
  • the compound represented by Formula 1 is any one selected from the group consisting of:
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention includes a phenanthrooxazole and a phenanthrothiazole compound core structure, and these compounds have a high electronegativity and at the same time an electron-rich characteristic.
  • the present invention has rigid properties in a structure in which groups such as phenanthrene and oxazole, or phenanthrene and thiazole are fused, and thus facilitates the transfer of intermolecular charges. Since the substituents are connected, the electron transport ability is excellent. Through such excellent intermolecular stacking and charge transport ability, it is possible to realize fast electron current characteristics.
  • the compound according to the present invention when applied to the n-type host of the electron transport layer, the hole blocking layer, and the light emitting layer that mainly transports electrons of the organic electroluminescent device, it can greatly contribute to low voltage driving and improvement of efficiency and lifespan. Improvement of device characteristics is suitable for securing stability and improving performance due to high temperature exposure in the panel manufacturing process.
  • the compound represented by Formula 1 may be prepared through the following Reaction Scheme 1.
  • the Suzuki coupling reaction is preferably carried out in the presence of a palladium catalyst and a base, and the reactor for the Suzuki coupling reaction can be changed as known in the art.
  • the position of each substituent may be prepared by appropriately changing the structure of the starting material with reference to Scheme 1 above.
  • the method for preparing the compound represented by Formula 1 may be more specific in Preparation Examples to be described later.
  • the present invention provides an organic light emitting device including the compound represented by the formula (1).
  • the present invention provides a first electrode; a second electrode provided to face the first electrode; and at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes the compound represented by Formula 1 above. do.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present invention may further include a compound represented by the following formula (2) in addition to the compound represented by the formula (1):
  • A is a benzene ring
  • B is a naphthalene ring
  • Ar′ 1 is substituted or unsubstituted C 6-60 aryl or substituted or unsubstituted C 2-60 heteroaryl containing one or more hetero atoms selected from the group consisting of N, O and S,
  • Ar' 2 and Ar' 3 are each independently substituted or unsubstituted C 6-60 aryl or substituted or unsubstituted C 2- containing one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O and S 60 heteroaryl;
  • R′ 1 and R′ 2 are each independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C 6-60 aryl, or substituted or unsubstituted containing one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O and S C 2-60 heteroaryl,
  • a is an integer from 0 to 4,
  • b is an integer from 0 to 6.
  • the compound represented by Chemical Formula 2 is represented by the following Chemical Formulas 2-1 to 2-3.
  • Ar′ 1 , Ar′ 2 , Ar′ 3 , R′ 1 , R′ 2 , a and b are as defined above.
  • Ar' 1 is phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, naphthylphenyl, phenylnaphthyl, phenanthrenyl, triphenylenyl, dimethylfluorenyl, diphenylfluorenyl, dibenzo furanyl or dibenzothiophenyl. More preferably, they are phenyl, biphenylyl, naphthyl, naphthylphenyl or phenylnaphthyl.
  • Ar' 2 and Ar' 3 are each independently phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, naphthylphenyl, phenylnaphthyl, phenanthrenyl, triphenylenyl, dimethylfluorenyl, diphenylfluorenyl, dibenzofuranyl or dibenzothiophenyl. More preferably, they are phenyl, biphenylyl, naphthyl, naphthylphenyl, phenylnaphthyl, dimethylfluorenyl, dibenzofuranyl or dibenzothiophenyl.
  • R′ 1 and R′ 2 are each independently hydrogen, deuterium, phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, dibenzofuranyl or dibenzothiophenyl. More preferably, it is hydrogen or deuterium.
  • a and b are each independently an integer from 0 to 2.
  • the compound represented by Formula 2 is any one selected from the group consisting of:
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present invention may have a single-layer structure, but may have a multi-layer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, an electron suppression layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, etc. as an organic material layer.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto and may include a smaller number of organic layers.
  • the organic layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, or a layer that simultaneously injects and transports holes, and the hole injection layer, the hole transport layer, or a layer that simultaneously injects and transports holes is represented by Formula 1 The compounds shown are included.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, the light emitting layer includes the compound represented by Formula 1 above.
  • the light emitting layer may further include a compound represented by the formula (2) together with the compound represented by the formula (1).
  • the two compounds are used in combination as a host compound, and are suitable for implementing low voltage, high efficiency, and long life characteristics when applied to an organic light emitting device.
  • the organic material layer may include a hole blocking layer, the hole blocking layer includes the compound represented by the formula (1).
  • an anode, one or more organic material layers and a cathode are sequentially stacked on a substrate, wherein the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode.
  • the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode
  • the cathode, one or more organic material layers and the anode are sequentially stacked on a substrate of an inverted type organic structure. It may be a light emitting device.
  • the structure of the organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention is illustrated in FIGS. 1 and 2 .
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting device including a substrate 1 , an anode 2 , a light emitting layer 4 , and a cathode 3 .
  • the compound represented by Formula 1 may be included in the light emitting layer.
  • the light emitting layer may further include a compound represented by Formula 2 above.
  • the compound represented by Formula 1 may be included in the light emitting layer or the hole blocking layer.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be manufactured using materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the compound represented by Formula 1 above. Also, when the organic light emitting device includes a plurality of organic material layers, the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device may be manufactured by sequentially stacking 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 conductive metal oxide or an alloy thereof is deposited on a substrate to form an anode.
  • 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 into an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method when manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution coating method refers to spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, and the like, but is not limited thereto.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing an organic material layer and an anode material from a cathode material on a substrate (WO 2003/012890).
  • the manufacturing method is not limited thereto.
  • the first electrode is an anode
  • the second electrode is a cathode
  • the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode
  • anode material a material having a large work function is generally preferred so that holes can be smoothly injected into the organic material layer.
  • the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold, or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); combinations of metals and oxides such as ZnO:Al or SnO 2 :Sb; conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene](PEDOT), polypyrrole, and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the cathode material is preferably a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the anode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead, or alloys thereof; and a multilayer structure material such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but is not limited thereto.
  • the hole injection layer is a layer for injecting holes from the electrode, and as a hole injection material, it has the ability to transport holes, so it has a hole injection effect at the anode, an excellent hole injection effect on the light emitting layer or the light emitting material, and is produced in the light emitting layer
  • a compound which prevents the movement of excitons to the electron injection layer or the electron injection material and is excellent in the ability to form a thin film is preferable. It is preferable that the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • HOMO highest occupied molecular orbital
  • hole injection material examples include metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic material, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic material, quinacridone-based organic material, and perylene-based organic material.
  • organic substances anthraquinones, and conductive polymers of polyaniline and polythiophene series, but are not limited thereto.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports them to the light emitting layer.
  • the hole transport material is a material that can transport holes from the anode or the hole injection layer to the light emitting layer and transfer them to the light emitting layer. material is suitable.
  • the hole transport material the compound represented by Formula 1, or an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together may be used, but the present invention is not limited thereto. .
  • the electron blocking layer (or electron blocking layer, electron blocking layer) is formed on the hole transport layer, preferably provided in contact with the light emitting layer, to control hole mobility and prevent excessive movement of electrons between holes and electrons It refers to a layer that serves to improve the efficiency of the organic light emitting device by increasing the bonding probability.
  • the electron blocking layer may include an electron blocking material, for example, an arylamine-based organic material may be used, but is not limited thereto.
  • the light emitting material is a material capable of emitting light in the visible ray region by receiving and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and a material having good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence is preferable.
  • Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); carbazole-based compounds; dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzo quinoline-metal compounds; compounds of the benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series; Poly(p-phenylenevinylene) (PPV)-based polymers; spiro compounds; polyfluorene, rubrene, and the like, but is not limited thereto.
  • the light emitting layer may include a host material and a dopant material as described above.
  • the host material the compound of Formula 1 may be used, and preferably, the compound of Formula 2 may be used together.
  • the host material may further include a condensed aromatic ring derivative or a hetero ring-containing compound.
  • condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, fluoranthene compounds, etc.
  • heterocyclic-containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, ladder type Furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • the dopant material examples include an aromatic amine derivative, a strylamine compound, a boron complex, a fluoranthene compound, and a metal complex.
  • the aromatic amine derivative is a condensed aromatic ring derivative having a substituted or unsubstituted arylamino group, and includes pyrene, anthracene, chrysene, and periflanthene having an arylamino group.
  • styrylamine compound a substituted or unsubstituted It is a compound in which at least one arylvinyl group is substituted in the arylamine, and one or two or more substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • the metal complex includes an iridium complex, a platinum complex, and the like, but is not limited thereto.
  • the hole blocking layer is formed on the light emitting layer, preferably provided in contact with the light emitting layer, to improve the efficiency of the organic light emitting device by controlling electron mobility and preventing excessive movement of holes to increase the hole-electron coupling probability layer that plays a role.
  • the hole blocking layer includes a hole blocking material, and the compound of Formula 1 may be used as the hole blocking material.
  • examples of the hole blocking material that can be used include azine derivatives including triazine; triazole derivatives; oxadiazole derivatives; phenanthroline derivatives; A compound into which an electron withdrawing group is introduced, such as a phosphine oxide derivative, may be used, but the present invention is not limited thereto.
  • the electron injection and transport layer is a layer that simultaneously serves as an electron transport layer and an electron injection layer for injecting electrons from the electrode and transporting the received electrons to the emission layer, and is formed on the emission layer or the hole blocking layer.
  • the electron injection and transport material a material capable of receiving electrons from the cathode and transferring them to the light emitting layer is suitable, and a material having high electron mobility is suitable.
  • specific electron injection and transport materials include Al complex of 8-hydroxyquinoline; complexes containing Alq 3 ; organic radical compounds; hydroxyflavone-metal complexes; and triazine derivatives, but is not limited thereto.
  • anthraquinodimethane diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone, and derivatives thereof, metal complex compounds , or may be used together with a nitrogen-containing 5-membered ring derivative, etc., but is not limited thereto.
  • the electron injection and transport layer may also be formed as a separate layer such as an electron injection layer and an electron transport layer.
  • the electron transport layer is formed on the emission layer or the hole blocking layer, and the electron injection and transport material described above may be used as the electron transport material included in the electron transport layer.
  • the electron injection layer is formed on the electron transport layer, and the electron injection material included in the electron injection layer is LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, Thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone and the like may be used.
  • the electron injection material included in the electron injection layer is LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, Thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone and the like may be used.
  • the metal complex compound examples include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis(8-hydroxyquinolinato)zinc, bis(8-hydroxyquinolinato)copper, bis(8-hydroxyquinolinato)manganese, Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum, tris(2-methyl-8-hydroxyquinolinato)aluminum, tris(8-hydroxyquinolinato)gallium, bis(10-hydroxybenzo[h] Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) ( o-crezolato)gallium, bis(2-methyl-8-quinolinato)(1-naphtolato)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinato)(2-naphtolato)gallium, etc.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be a top emission type, a back emission type, or a double side emission type depending on the material used.
  • the compound represented by Formula 1 may be included in an organic solar cell or an organic transistor in addition to the organic light emitting device.
  • 5-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole (15.0 g, 40.1 mmol) and bis(pinacolato)diboron (11.2 g, 44.1 mmol) were refluxed in 300 ml of 1,4-dioxane and stirred. . After that, potassium acetate (5.9g, 60.1mmol) was added, and after sufficient stirring, bis(dibenzylideneacetone)palladium(0) (0.7g, 1.2mmol) and tricyclohexylphosphine (0.7g, 2.4mmol) were added.
  • compound 9-1 (15.0 g, 20.5 mmol) and phenylboronic acid (2.7 g, 22.6 mmol) were added to 300 ml of THF, followed by stirring and reflux. After that, potassium carbonate (11.3g, 82.0mmol) was dissolved in 34ml of water and thoroughly stirred, and then tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (0.7g, 0.6mmol) was added. After the reaction for 12 hours, it was cooled to room temperature, the organic layer and the water layer were separated, and the organic layer was distilled.
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO (Indium Tin Oxide) to a thickness of 1,400 ⁇ was placed in distilled water dissolved in detergent and washed with ultrasonic waves.
  • the detergent DeconTM CON705 of Fischer Co. was used, and as distilled water, distilled water that was secondarily filtered with a 0.22 ⁇ m sterilizing filter manufactured by Millipore Co. was used.
  • ultrasonic cleaning was performed for 10 minutes by repeating twice with distilled water.
  • ultrasonic washing was performed for 10 minutes each with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, and then transported to a plasma cleaner after drying.
  • the substrate was transported to a vacuum evaporator.
  • the following HI-A and LG-101 were sequentially thermally vacuum deposited to a thickness of 650 ⁇ and 50 ⁇ , respectively, to form a hole injection layer.
  • HT-A as a hole transport layer
  • EB-A as an electron blocking layer was thermally vacuum-deposited to a thickness of 50 ⁇ .
  • BH-A and BD-A were vacuum-deposited to a thickness of 200 ⁇ in a weight ratio of 96:4 as a light emitting layer.
  • HB-A as a hole blocking layer to a thickness of 50 ⁇ and a compound represented by ET-A and Liq as an electron transport layer to a thickness of 310 ⁇ in a weight ratio of 1:1 were thermally vacuum deposited, followed by vacuum deposition of a Liq compound to a thickness of 5 ⁇ .
  • an electron injection layer was formed.
  • magnesium and silver were sequentially deposited at a weight ratio of 10:1 to a thickness of 220 ⁇ and aluminum to a thickness of 1000 ⁇ to form a cathode, thereby manufacturing an organic light emitting diode.
  • Examples 1-1 to 1-11 and Comparative Example 1 were used in the same manner as in Comparative Example 1-1, except that the compounds shown in Table 1 were used as the hole blocking layer material in Comparative Example 1-1.
  • the organic light emitting devices of Comparative Examples 1-7 were manufactured, respectively.
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO (Indium Tin Oxide) to a thickness of 1,400 ⁇ was placed in distilled water dissolved in detergent and washed with ultrasonic waves.
  • the detergent DeconTM CON705 of Fischer Co. was used, and as distilled water, distilled water that was secondarily filtered with a 0.22 ⁇ m sterilizing filter manufactured by Millipore Co. was used.
  • ultrasonic cleaning was performed for 10 minutes by repeating twice with distilled water.
  • ultrasonic washing was performed for 10 minutes each with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, and then transported to a plasma cleaner after drying.
  • the substrate was transported to a vacuum evaporator.
  • the following HI-A and LG-101 were sequentially thermally vacuum deposited to a thickness of 800 ⁇ and 50 ⁇ , respectively, to form a hole injection layer. Thereafter, HT-A as a hole transport layer was vacuum deposited to a thickness of 800 ⁇ , and then EB-A as an electron blocking layer was thermally vacuum deposited to a thickness of 600 ⁇ . As a light emitting layer, RH-A and RD-A were vacuum-deposited to a thickness of 400 ⁇ in a weight ratio of 98:2. Then, as an electron transport and injection layer, the following ET-B and Liq were thermally vacuum deposited at a ratio of 1:1 to a thickness of 360 ⁇ , followed by vacuum deposition of Liq to a thickness of 5 ⁇ .
  • magnesium and silver were sequentially deposited at a ratio of 10:1 to a thickness of 220 ⁇ and aluminum to a thickness of 1000 ⁇ to form a cathode, thereby manufacturing an organic light emitting diode.
  • the weight ratio between the host compounds is indicated in parentheses.
  • Example 2 Compound 1: PRH-A (50:50) 4.42 22.6 103
  • Example 2-2 Compound 2:PRH-B (50:50) 4.48 21.3 113
  • Example 2-3 Compound 3: PRH-A (50:50) 4.46 22.0
  • Example 2-4 Compound 4:PRH-B (50:50) 4.49 21.6 111
  • Example 2-5 Compound 5:PRH-A (50:50) 4.36 19.3 100
  • Example 2-6 Compound 6:PRH-B (50:50) 4.33 19.7 119
  • Example 2-7 Compound 7:PRH-A (50:50) 4.39 19.6 108
  • Examples 2-8 Compound 8:PRH-B (50:50) 4.34 19.9 111
  • Examples 2-9 Compound 9:PRH-A (50:50) 4.43 20.6 104
  • Example 2-10 Compound 10:PRH-B (50:50) 4.38 19.8 112
  • Example 2 Compound 10:PRH-B (50) 4.38 19.8 112
  • Substrate 2 Anode
  • cathode 4 light emitting layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2020년 5월 13일자 한국 특허 출원 제10-2020-0057293호 및 2021년 5월 12일자 한국 특허 출원 제10-2021-0061610호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답 시간을 가지며, 휘도, 구동 전압 및 응답 속도 특성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다.
유기 발광 소자는 일반적으로 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 유기물 층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물 층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 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 소자에 사용되는 유기물에 대하여 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 한국특허 공개번호 제10-2013-073537호
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
Y는 O 또는 S이고,
L은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴렌이고,
X 1, X 2 및 X 3는 각각 독립적으로, N 또는 CH이고, 단, 이들 중 하나 이상이 N이고,
Ar 1은 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
Ar 2 및 Ar 3는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
R 1 및 R 2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C 1-60 알킬, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴, 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
m 및 n은 각각 독립적으로, 0 내지 4의 정수이다.
또한, 본 발명은 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 전술한 본 발명의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 유기물 층의 재료로서 사용될 수 있으며, 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공저지층, 전자수송층, 또는 발광층의 재료로 사용될 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(4) 및 음극(3)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(8), 정공수송층(9), 전자억제층(10), 발광층(4), 정공저지층(5), 전자주입층(6) 및 전자수송층(7) 및 음극(3)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.
(용어의 설명)
본 명세서에서,
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000002
및
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000003
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소(D); 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 사이클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000004
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000005
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000006
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 사이클로펜틸메틸,사이클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 사이클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 3-메틸사이클로펜틸, 2,3-디메틸사이클로펜틸, 사이클로헥실, 3-메틸사이클로헥실, 4-메틸사이클로헥실, 2,3-디메틸사이클로헥실, 3,4,5-트리메틸사이클로헥실, 4-tert-부틸사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000007
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로 아릴기는 이종 원소로 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하며, 방향족성(aromatic)을 갖는 헤테로고리기로, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로 아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민 중 헤테로아릴은 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 탄화수소 고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 아릴기 또는 사이클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
(화합물)
본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000008
상기 화학식 1에서, 트리아진계 치환기(
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)는, 상기 화학식 1에서 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 탄소와 연결되며, R 1 및 R 2는 각각 독립적으로, 트리아진계 치환기가 치환되지 않은 다른 탄소와 연결될 수 있다.
Y는 O 또는 S이고,
L은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴렌이고,
X 1, X 2 및 X 3는 각각 독립적으로, N 또는 CH이고, 단, 이들 중 하나 이상이 N이고,
Ar 1은 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
Ar 2 및 Ar 3는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
R 1 및 R 2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C 1-60 알킬, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴, 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
m 및 n은 각각 독립적으로, 0 내지 4의 정수이다.
바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 1-1 또는 1-8로 표시되는 화합물이다:
[화학식 1-1]
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[화학식 1-2]
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[화학식 1-3]
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[화학식 1-4]
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[화학식 1-5]
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[화학식 1-6]
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[화학식 1-7]
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[화학식 1-8]
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상기 화학식 1-1 내지 1-8에서,
Y, L, X 1, X 2, X 3, Ar 1, Ar 2, Ar 3, R 1, R 2, m 및 n은 앞서 정의한 바와 같고,
m＇ 및 n＇은 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다.
바람직하게는, L은 단일 결합, 페닐렌, 비페닐릴렌 또는 나프틸렌이다.
바람직하게는, Ar 1은 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐, 페닐나프틸, 페난쓰레닐, 트리페닐레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이고, 이들은 각각 독립적으로, 적어도 하나 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된다. 한편, Ar 1이 중수소로 치환될 경우, 바람직하게는 4개 이상의 중수소로 치환된다.
바람직하게는, Ar 2 및 Ar 3는 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐, 페닐나프틸, 페난쓰레닐, 트리페닐레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이다. 더욱 바람직하게는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐, 페닐나프틸, 디메틸플루오레닐, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이다.
바람직하게는, R 1 및 R 2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이다. 더욱 바람직하게는, 수소, 중수소 또는 페닐이다.
바람직하게는, m 및 n은 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. 더욱 바람직하게는, m 및 n은 각각 독립적으로, 0 또는 1이다.
바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다:
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본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 페난트로옥사졸 및 페난트로티아졸 화합물 코어 구조를 포함하며, 이들은 전기음성도가 크면서도 동시에 전자가 풍부한 특성을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 본원발명은 페난트렌과 옥사졸, 또는 페난트렌과 티아졸 등의 그룹이 융합된 구조로 rigid한 특성을 가져 분자간 전하의 전달에 용이하며, 특히, 여기에 함질소헤테로 고리인 트리아진계 치환기가 연결되어 전자 수송 능력이 뛰어나다. 이러한 우수한 분자간 스태킹(stacking)과 전하 수송 능력을 통해 빠른 전자 전류 특성 구현이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 전자를 주로 수송하는 전자수송층, 정공저지층, 발광층의 n형 호스트로에 적용 시, 낮은 전압 구동과 효율 및 수명 향상에 크게 기여할 수 있으며, 이러한 소자 특성 개선은 패널 제작 공정에서의 고온 노출에 따른 안정성 확보 및 성능 향상에 적합하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1을 거쳐 제조할 수 있다.
[반응식 1]
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상기 반응식 1에서, X를 제외한 다른 치환기에 대한 정의는 앞서 설명한 바와 같고, X는 할로겐이고, 바람직하게는 브로모, 또는 클로로이다.
상기 반응식 1은 스즈키 커플링 반응으로 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 각 치환기의 위치는 상기 반응식 1을 참조하여 적절하게 출발물질의 구조를 변화시킴으로써 제조할 수 있다. 이러한 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
(유기 발광 소자)
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 일례로, 본 발명은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물 층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 화학식 1로 표시되는 화합물 외에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다:
[화학식 2]
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상기 화학식 1에서,
A는 벤젠 고리이고,
B는 나프탈렌 고리이고,
Ar' 1은 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
Ar' 2 및 Ar' 3는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
R' 1 및 R' 2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
a는 0 내지 4의 정수이고,
b는 0 내지 6의 정수이다.
바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3으로 표시된다.
[화학식 2-1]
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[화학식 2-2]
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[화학식 2-3]
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상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에서,
Ar' 1, Ar' 2, Ar' 3, R' 1, R' 2, a 및 b는 앞서 정의한 바와 같다.
바람직하게는, Ar' 1은 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐, 페닐나프틸, 페난쓰레닐, 트리페닐레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이다. 더욱 바람직하게는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐 또는 페닐나프틸이다.
바람직하게는, Ar' 2 및 Ar' 3는 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐, 페닐나프틸, 페난쓰레닐, 트리페닐레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이다. 더욱 바람직하게는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐, 페닐나프틸, 디메틸플루오레닐, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이다.
바람직하게는, R' 1 및 R' 2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이다. 더욱 바람직하게는, 수소 또는 중수소이다.
바람직하게는, a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이다.
바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다:
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본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서, 정공주입층, 정공수송층, 전자억제층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기물 층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함할 수 있고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
또한, 상기 유기물층은 발광층을 포함할 수 있고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 바람직하게는, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 함께 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 두 화합물은 호스트 화합물로 조합하여 사용되며, 유기 발광 소자에 적용 시 저전압, 고효율, 장수명 특성을 구현하기 적합하다.
또한, 상기 유기물층은 정공저지층을 포함할 수 있고, 상기 정공저지층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 상기 제1 전극이 양극이고 상기 제2 전극은 음극인, 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 상기 제1 전극이 음극이고 상기 제2 전극은 양극인, 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(4) 및 음극(3)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 발광층은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(8), 정공수송층(9), 전자억제층(10), 발광층(4), 정공저지층(5), 전자주입층(6) 및 전자수송층(7) 및 음극(3)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층 또는 정공저지층에 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시켜 제조할 수 있다. 이때, 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 전자수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시켜 제조할 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 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, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다(WO 2003/012890). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
일례로, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이거나, 또는 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO 2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 상기 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO 2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 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 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 상기 정공 수송 물질로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하거나, 또는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자억제층(또는 전자저지층, 전자차단층)은 상기 정공수송층 상에 형성되어, 바람직하게는 발광층에 접하여 구비되어, 정공이동도를 조절하고, 전자의 과다한 이동을 방지하여 정공-전자간 결합 확률을 높여줌으로써 유기 발광 소자의 효율을 개선하는 역할을 하는 층을 의미한다. 상기 전자억제층은 전자저지물질을 포함하고, 예를 들어, 아릴아민 계열의 유기물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq 3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 상술한 바와 같이 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료로는 상기 화학식 1의 화합물이 사용될 수 있으며, 바람직하게는, 화학식 2의 화합물이 함께 사용될 수 있다. 또한, 이외에 호스트 재료로 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 사이클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공저지층은 발광층 상에 형성되어, 바람직하게는 발광층에 접하여 구비되어, 전자이동도를 조절하고 정공의 과다한 이동을 방지하여 정공-전자간 결합 확률을 높여줌으로써 유기 발광 소자의 효율을 개선하는 역할을 하는 층을 의미한다. 상기 정공저지층은 정공저지물질을 포함하고, 이러한 정공저지물질로 상기 화학식 1의 화합물이 사용될 수 있다. 이외에 사용 가능한 정공저지물질의 예로 트리아진을 포함한 아진류유도체; 트리아졸 유도체; 옥사디아졸 유도체; 페난트롤린 유도체; 포스핀옥사이드 유도체 등의 전자흡인기가 도입된 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입 및 수송층은 전극으로부터 전자를 주입하고, 수취된 전자를 발광층까지 수송하는 전자수송층 및 전자주입층의 역할을 동시에 수행하는 층으로, 상기 발광층 또는 상기 정공저지층 상에 형성된다. 이러한 전자 주입 및 수송물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 전자 주입 및 수송물질의 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq 3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물; 트리아진 유도체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 또는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물, 또는 질소 함유 5원환 유도체 등과 함께 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입 및 수송층은 전자 주입층 및 전자 수송층과 같은 별개의 층으로도 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 전자 수송층은 상기 발광층 또는 상기 정공저지층 상에 형성되고, 상기 전자 수송층에 포함되는 전자 수송 물질로는 상술한 전자 주입 및 수송 물질이 사용될 수 있다. 또한, 전자 주입층은 상기 전자 수송층 상에 형성되고, 상기 전자 주입층에 포함되는 전자 주입 물질로는 LiF, NaCl, CsF, Li 2O, BaO, 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 질소 함유 5원환 유도체 등이 사용될 수 있다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조를 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
제조예 1: 화합물 1의 합성
단계 1) 화합물 1-1의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000100
질소 분위기에서 5-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole (15.0g, 40.1mmol)와 bis(pinacolato)diboron (11.2g, 44.1mmol)를 1,4-dioxane 300ml에 환류시키며 교반하였다. 이 후 potassium acetate (5.9g, 60.1mmol)를 투입하고 충분히 교반한 후 bis(dibenzylideneacetone)palladium(0) (0.7g, 1.2mmol) 및 tricyclohexylphosphine (0.7g, 2.4mmol)을 투입하였다. 10시간 반응하고 상온으로 식히고 클로로포름과 물을 이용하여 유기층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-1을 12.0g 제조하였다. (수율 71%, MS: [M+H] += 422)
단계 2) 화합물 1의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000101
질소 분위기에서 화합물 1-1 (15.0g, 35.6mmol)와 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (13.5g, 39.2mmol)를 THF 300ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate (19.7g, 142.4mmol)를 물 59ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 tetrakis(triphenylphosphine) palladium(0) (1.2g, 1.1mmol)을 투입하였다. 12시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후, 승화정제를 통해 화합물 1을 7.5g 제조하였다. (수율 35%, MS: [M+H] += 604)
제조예 2: 화합물 2의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000102
제조예 1에서, 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine을 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-1-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 화합물 2를 제조하였다. (MS: [M+H] += 618)
제조예 3: 화합물 3의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000103
질소 분위기에서 5-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole (15.0g, 40.1mmol)와 2,4-di(naphthalen-2-yl)-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine (23.6g, 44.1mmol)를 THF 300ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate (22.2g, 160.3mmol)를 물 66ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (1.4g, 1.2mmol)을 투입하였다. 10시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후, 승화정제를 통해 화합물 3를 13.8g 제조하였다. (수율 49%, MS: [M+H] += 704)
제조예 4: 화합물 4의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000104
제조예 3에서, 2,4-di(naphthalen-2-yl)-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine을 2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-4-phenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 화합물 3의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 화합물 4를 제조하였다. (MS: [M+H] += 730)
제조예 5: 화합물 5의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000105
제조예 1에서, 5-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole을 6-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole로, 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine을 2-chloro-4-(naphthalen-2-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 화합물 5를 제조하였다. (MS: [M+H] += 578)
제조예 6: 화합물 6의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000106
제조예 1에서, 5-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole을 6-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole로, 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)-6-(naphthalen-1-yl)-1,3,5-triazine으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 화합물 6을 제조하였다. (MS: [M+H] += 684)
제조예 7: 화합물 7의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000107
제조예 3에서, 5-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole을 6-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole로, 2,4-di(naphthalen-2-yl)-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine을 2-(4-(naphthalen-1-yl)phenyl)-4-phenyl-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 화합물 3의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 화합물 7을 제조하였다. (MS: [M+H] += 730)
제조예 8: 화합물 8의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000108
제조예 3에서, 5-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole을 6-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole로, 2,4-di(naphthalen-2-yl)-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine을 2,4-di(naphthalen-2-yl)-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 화합물 8을 제조하였다. (MS: [M+H] += 704)
제조예 9: 화합물 9의 합성
단계 1) 화합물 9-1의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000109
질소 분위기에서 5,10-dibromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole (15.0g, 33.1mmol)와 2-(naphthalen-2-yl)-4-phenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine (17.7g, 36.4mmol)를 THF 300ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate (18.3g, 132.4mmol)를 물 55ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (1.1g, 1.0mmol)을 투입하였다. 10시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 9-1을 18.9g 제조하였다. (수율 78%, MS: [M+H] += 733)
단계 2) 화합물 9의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000110
질소 분위기에서 화합물 9-1 (15.0g, 20.5mmol)와 phenylboronic acid (2.7g, 22.6mmol)를 THF 300ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate (11.3g, 82.0mmol)를 물 34ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (0.7g, 0.6mmol)을 투입하였다. 12시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후, 승화정제를 통해 화합물 9를 7.2g 제조하였다. (수율 48%, MS: [M+H] += 730)
제조예 10: 화합물 10의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000111
제조예 9에서, 5,10-dibromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole을 6,9-dibromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole로, 2-(naphthalen-2-yl)-4-phenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine을 2-(naphthalen-1-yl)-4-phenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 화합물 10을 제조하였다. (MS: [M+H] += 730)
제조예 11: 화합물 11의 합성
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000112
제조예 1에서, 5-bromo-2-phenylphenanthro[9,10-d]oxazole을 5-bromo-2-(naphthalen-2-yl)phenanthro[9,10-d]thiazole로, 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine을 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로 화합물 11을 제조하였다. (MS: [M+H] += 594)
[실험예 1 - 정공저지층 적용]
[실시예 및 비교예]
비교예 1-1
ITO(Indium Tin Oxide)가 1,400Å의 두께로 박막 코팅된 유리기판을 세제에 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때 세제로는 피셔사(Fischer Co.)의 Decon™ CON705 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 0.22㎛ sterilizing filter로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필 알코올, 아세톤 및 메탄올의 용제로 각각 10분간 초음파 세척하고, 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후, 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HI-A와 LG-101을 각각 650Å, 50Å의 두께로 순차적으로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 정공수송층으로 하기 HT-A를 600Å 두께로 진공 증착한 후 전자저지층으로 하기 EB-A를 50Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 이어서 발광층으로 BH-A와 BD-A를 96:4의 중량비로 200Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서 정공저지층으로 HB-A를 50Å 두께로, 전자 수송층으로 ET-A와 Liq로 표시되는 화합물을 1:1의 중량비로 310Å의 두께로 열 진공 증착하고 이어서 Liq 화합물을 5Å의 두께로 진공 증착하여 전자 주입층을 형성하였다. 상기 전자주입층 위에 순차적으로 마그네슘과 은을 10:1의 중량비로 220Å의 두께로, 알루미늄을 1000Å 두께로 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000113
실시예 1-1 내지 실시예 1-11 및 비교예 1-1 내지 비교예 1-7
상기 비교예 1-1에서 정공저지층 재료로 표 1에 기재한 화합물들을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1-1과 동일한 방법을 이용하여 실시예 1-1 내지 실시예 1-11 및 비교예 1-2 내지 비교예 1-7의 유기 발광 소자를 각각 제작하였다.
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000114
상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-11 및 비교예 1-1 내지 비교예 1-7에서 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하여, 전압, 효율, 수명(T95)을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 여기서, 전압, 효율은 10mA/cm 2의 전류 밀도를 인가하여 측정되었으며, LT95는 전류 밀도 20mA/cm 2에서 초기 휘도가 95%로 저하할 때까지의 시간을 의미한다.
구분 정공저지층 @ 10mA/cm 2 @20mA/cm 2
V cd/A LT95
실시예 1-1 화합물 1 3.89 5.21 151
실시예 1-2 화합물 2 3.81 5.28 148
실시예 1-3 화합물 3 3.85 5.26 161
실시예 1-4 화합물 4 3.88 5.21 147
실시예 1-5 화합물 5 3.92 5.20 150
실시예 1-6 화합물 6 3.95 5.24 152
실시예 1-7 화합물 7 3.98 5.21 161
실시예 1-8 화합물 8 3.97 5.23 158
실시예 1-9 화합물 9 3.89 5.27 146
실시예 1-10 화합물 10 3.96 5.21 152
실시예 1-11 화합물 11 3.88 5.26 156
비교예 1-1 HB-A 4.34 4.87 108
비교예 1-2 화합물 A 4.23 5.10 80
비교예 1-3 화합물 B 4.26 5.09 76
비교예 1-4 화합물 C 4.83 4.17 53
비교예 1-5 화합물 D 4.79 4.08 42
비교예 1-6 화합물 E 4.57 4.56 66
비교예 1-7 화합물 F 4.93 3.12 21
상기 표 1의 결과로부터 화학식 1의 구조를 갖는 화합물들을 유기 발광 소자의 정공저지층 화합물로 적용하였을 경우, 저전압, 고효율, 장수명의 특성을 갖는 소자를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
[실험예 2 - 발광층 적용]
[실시예 및 비교예]
비교예 2-1
ITO(Indium Tin Oxide)가 1,400Å의 두께로 박막 코팅된 유리기판을 세제에 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때 세제로는 피셔사(Fischer Co.)의 Decon™ CON705 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 0.22㎛ sterilizing filter로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필 알코올, 아세톤 및 메탄올의 용제로 각각 10분간 초음파 세척하고, 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후, 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HI-A과 LG-101을 각각 800Å, 50Å의 두께로 순차적으로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 정공수송층으로 하기 HT-A를 800Å 두께로 진공 증착한 후 전자저지층으로 하기 EB-A를 600Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 발광층으로 RH-A와 RD-A를 98:2의 중량비로 400Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서 전자 수송 및 주입층으로 하기 ET-B와 Liq를 1:1의 비율로 360Å의 두께로 열 진공 증착하고 이어서 Liq를 5Å의 두께로 진공 증착하였다.
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000115
상기 전자주입층 위에 순차적으로 마그네슘과 은을 10:1의 비율로 220Å의 두께로, 알루미늄을 1000Å 두께로 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2-1 내지 실시예 2-11 및 비교예 2-2 내지 비교예 2-7
상기 비교예 2-1의 발광층 재료로 RH-A 및 RD-A 대신 표 2의 성분을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 2-1과 동일한 방법을 이용하여 실시예 2-1 내지 실시예 2-11 및 비교예 2-2 내지 비교예 2-7의 유기 발광 소자를 각각 제작하였다. 이 때, 호스트로서 2종의 화합물의 혼합물을 사용한 경우, 괄호 안은 호스트 화합물간의 중량비를 의미한다.
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000116
Figure PCTKR2021006011-appb-img-000117
실험예 2
상기 실시예 2-1 내지 실시예 2-11 및 비교예 2-1 내지 비교예 2-7에서 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하여, 전압, 효율, 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 전압, 효율은 10mA/cm 2의 전류 밀도를 인가하여 측정되었으며, LT97은 전류 밀도 20mA/cm 2에서 초기휘도가 97%로 저하할 때까지의 시간을 의미한다.
구분 발광층 호스트 @10mA/cm2 @20mA/cm2
V cd/A LT97 (hr)
실시예 2-1 화합물 1:PRH-A
(50:50)		 4.42 22.6 103
실시예 2-2 화합물 2:PRH-B(50:50) 4.48 21.3 113
실시예 2-3 화합물 3:PRH-A(50:50) 4.46 22.0 106
실시예 2-4 화합물 4:PRH-B(50:50) 4.49 21.6 111
실시예 2-5 화합물 5:PRH-A(50:50) 4.36 19.3 100
실시예 2-6 화합물 6:PRH-B(50:50) 4.33 19.7 119
실시예 2-7 화합물 7:PRH-A(50:50) 4.39 19.6 108
실시예 2-8 화합물 8:PRH-B(50:50) 4.34 19.9 111
실시예 2-9 화합물 9:PRH-A(50:50) 4.43 20.6 104
실시예 2-10 화합물 10:PRH-B(50:50) 4.38 19.8 112
실시예 2-11 화합물 11:PRH-A(50:50) 4.47 20.9 108
비교예 2-1 RH-A:RD-A(98:2) 5.23 18.1 65
비교예 2-2 화합물 A:PRH-A(50:50) 4.63 18.6 81
비교예 2-3 화합물 B:PRH-B(50:50) 4.79 18.7 83
비교예 2-4 화합물 C:PRH-A(50:50) 5.63 14.3 41
비교예 2-5 화합물 D:PRH-B(50:50) 5.72 13.9 49
비교예 2-6 화합물 E:PRH-A(50:50) 5.13 15.3 66
비교예 2-7 화합물 F:PRH-B(50:50) 5.77 10.2 21
상기 표 2의 결과로부터 화학식 1의 구조를 갖는 화합물들을 유기 발광 소자의 발광층 호스트 화합물로 적용하였을 경우, 저전압, 고효율, 장수명의 특성을 갖는 소자를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
부호의 설명
1: 기판 2: 양극
3: 음극 4: 발광층
5: 정공저지층 6: 전자주입층
7: 전자수송층 8: 정공주입층
9: 정공수송층 10: 전자억제층

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000118
    상기 화학식 1에서,
    Y는 O 또는 S이고,
    L은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴렌이고,
    X 1, X 2 및 X 3는 각각 독립적으로, N 또는 CH이고, 단, 이들 중 하나 이상이 N이고,
    Ar 1은 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
    Ar 2 및 Ar 3는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
    R 1 및 R 2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C 1-60 알킬, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴, 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
    m 및 n은 각각 독립적으로, 0 내지 4의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-8로 표시되는,
    화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000119
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000120
    [화학식 1-3]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000121
    [화학식 1-4]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000122
    [화학식 1-5]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000123
    [화학식 1-6]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000124
    [화학식 1-7]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000125
    [화학식 1-8]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000126
    상기 화학식 1-1 내지 1-8에서,
    Y, L, X 1, X 2, X 3, Ar 1, Ar 2, Ar 3, R 1, R 2, m 및 n은 청구항 1에서 정의한 바와 같고,
    m＇ 및 n＇은 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다.
  3. 제1항에 있어서,
    L은 단일 결합, 페닐렌, 비페닐릴렌 또는 나프틸렌인,
    화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    Ar 1은 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐, 페닐나프틸, 페난쓰레닐, 트리페닐레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이고,
    이들은 각각 독립적으로, 적어도 하나 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된,
    화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    Ar 2 및 Ar 3는 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 나프틸페닐, 페닐나프틸, 페난쓰레닐, 트리페닐레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐인,
    화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    R 1 및 R 2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐인,
    화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    m 및 n은 각각 독립적으로, 0 또는 1인,
    화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    화합물:
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000127
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000128
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000129
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000130
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000131
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000132
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000133
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000134
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000135
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000136
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    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000139
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000140
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000141
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000142
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000143
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000144
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000145
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000146
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000147
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000148
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000149
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000150
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000151
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000152
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000153
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000154
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000155
    .
  9. 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 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공저지층 또는 전자수송층인,
    유기 발광 소자.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인,
    유기 발광 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하는,
    유기 발광 소자:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000156
    상기 화학식 2에서,
    A는 벤젠 고리이고,
    B는 나프탈렌 고리이고,
    Ar' 1은 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
    Ar' 2 및 Ar' 3는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
    R' 1 및 R' 2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C 6-60 아릴 또는 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 C 2-60 헤테로아릴이고,
    a는 0 내지 4의 정수이고,
    b는 0 내지 6의 정수이다.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3으로 표시되는,
    유기 발광 소자:
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000157
    [화학식 2-2]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000158
    [화학식 2-3]
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000159
    상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에서,
    Ar' 1, Ar' 2, Ar' 3, R' 1, R' 2, a 및 b는 청구항 12항에서 정의한 바와 같다.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000160
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000161
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000162
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000163
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000164
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000165
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000166
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000167
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000168
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000169
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000170
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000171
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000172
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000173
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000174
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000175
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000176
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000177
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000178
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000179
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000180
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000181
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000182
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000183
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000184
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000185
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000186
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000187
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000188
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000189
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000190
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000191
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000192
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000193
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000194
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000195
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000196
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000197
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000198
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000199
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000200
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000201
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000202
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000203
    Figure PCTKR2021006011-appb-img-000204
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    .
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