WO2022108259A1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
WO2022108259A1
WO2022108259A1 PCT/KR2021/016551 KR2021016551W WO2022108259A1 WO 2022108259 A1 WO2022108259 A1 WO 2022108259A1 KR 2021016551 W KR2021016551 W KR 2021016551W WO 2022108259 A1 WO2022108259 A1 WO 2022108259A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
compound
layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/016551
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이성재
차용범
홍성길
금수정
이형진
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to CN202180070266.1A priority Critical patent/CN116323575A/zh
Publication of WO2022108259A1 publication Critical patent/WO2022108259A1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C07C211/61—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton with at least one of the condensed ring systems formed by three or more rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/91—Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76—Dibenzothiophenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D407/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00
    • C07D407/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings
    • C07D407/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • 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]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/02—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems
    • C07C2603/04—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings
    • C07C2603/06—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members
    • C07C2603/10—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings
    • C07C2603/12—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings only one five-membered ring
    • C07C2603/18—Fluorenes; Hydrogenated fluorenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/02—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems
    • C07C2603/04—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings
    • C07C2603/22—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing only six-membered rings
    • C07C2603/24—Anthracenes; Hydrogenated anthracenes
    • 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
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • 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]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • 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]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H10K50/181—Electron blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present specification relates to a compound and an organic light emitting device including the same.
  • the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon in which electric energy is converted into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using an organic light emitting phenomenon generally has a structure including an anode and a cathode and an organic material layer therebetween.
  • the organic material 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, 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.
  • the present specification relates to a compound and an organic light emitting device including the same.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; nitrile group; a substituted or unsubstituted silyl group; a substituted or unsubstituted alkyl group; a substituted or unsubstituted alkenyl group; a substituted or unsubstituted alkoxy group; a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • b is an integer of 0 to 4, and when b is 2 or more, R2 or more are the same as or different from each other,
  • d is an integer from 0 to 2
  • R4 are the same as or different from each other
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group; a substituted or unsubstituted alkenyl group; a substituted or unsubstituted cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted aryl group; a substituted or unsubstituted heteroaryl group; Or a compound of Formula 2, wherein at least one of Ar1 and Ar2 is a compound of Formula 2,
  • R5 is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; nitrile group; a substituted or unsubstituted silyl group; a substituted or unsubstituted alkyl group; a substituted or unsubstituted alkenyl group; a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • e is an integer of 0 to 3, and when e is 2 or more, 2 or more R 5 are the same as or different from each other.
  • an exemplary embodiment of the present specification includes 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 organic material layer includes the compound.
  • the compound described herein may be used as a material for an organic layer of an organic light emitting device.
  • an organic light emitting device including the compound according to an exemplary embodiment of the present invention an organic light emitting device having excellent luminous efficiency, low driving voltage, high efficiency, and long life can be obtained.
  • the driving voltage of the device is lowered, the efficiency of the device is increased, and the lifespan is prolonged.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting device including a substrate 1 , an anode 2 , a light emitting layer 3 , and a cathode 4 .
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting device including a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 7, an electron transport layer 8, and a cathode 4 did it
  • FIG. 3 is a substrate (1), an anode (2), a hole injection layer (5), a hole transport layer (6), an electron blocking layer (9), a light emitting layer (7), a hole blocking layer (10), electron transport and electron injection
  • an organic light emitting device connected to the layer 11 and the cathode 4 at the same time is shown.
  • the present specification provides a compound of Formula 1 below.
  • an amine group is substituted at the 2-position of fluorene, at least one of Ar1 and Ar2 is substituted with the compound of Formula 2, and an aryl group unsubstituted or substituted with a substituent at the 3-position of fluorene;
  • the energy barrier with each organic layer can be controlled by controlling the HOMO and LUMO energy levels of the compound.
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as the position at which the hydrogen atom is substituted, that is, a position where the substituent is substitutable, is not limited, and two or more When substituted, two or more substituents may be the same as or different from each other.
  • substituted or unsubstituted refers to deuterium; halogen group; nitro group; nitrile group; an alkyl group; cycloalkyl group; alkoxy group; alkenyl group; an arylalkyl group; aryl alkenyl group; aryloxy group; silyl group; aryl group; And it means that it is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a heteroaryl group, is substituted with a substituent to which two or more of the above-exemplified substituents are connected, or does not have any substituents.
  • examples of the halogen group include fluorine (-F), chlorine (-Cl), bromine (-Br), or iodine (-I).
  • the alkyl group may be a straight chain, branched chain, or cyclic chain, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 50. According to an exemplary embodiment, the number of carbon atoms in the alkyl group is 1 to 40. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the number of carbon atoms in the alkyl group is 1 to 10.
  • 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, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl,
  • 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 is 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 alkoxy group may be a straight chain, branched chain or cyclic chain. Although carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C40. Specifically, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, i-propyloxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, Isopentyloxy, n-hexyloxy, 3,3-dimethylbutyloxy, 2-ethylbutyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, benzyloxy, p-methylbenzyloxy, etc. may be, but is not limited thereto.
  • the substituents containing an alkyl group, an alkoxy group, and other alkyl group moieties described herein include both straight-chain or pulverized forms.
  • the amine group is -NH 2 ; monoalkylamine group; dialkylamine group; N-alkylarylamine group; monoarylamine group; diarylamine group; triarylamine group; N-aryl heteroarylamine group; It may be selected from the group consisting of an N-alkylheteroarylamine group, a monoheteroarylamine group and a diheteroarylamine group, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • the amine group include a methylamine group, a dimethylamine group, a trimethylamine group, an ethylamine group, a diethylamine group, a triethylamine group, a phenylamine group, a naphthylamine group, a biphenylamine group, and an anthracenylamine group.
  • 9-methyl-anthracenylamine group diphenylamine group, ditolylamine group, N-phenyltolylamine group, triphenylamine group, N-phenylbiphenylamine group; N-phenylnaphthylamine group; N-biphenylnaphthylamine group; N-naphthylfluorenylamine group; N-phenylphenanthrenylamine group; N-biphenylphenanthrenylamine group; N-phenylfluorenylamine group; N-phenylterphenylamine group; N-phenanthrenylfluorenylamine group; N-biphenylfluorenylamine group and the like, but is not limited thereto.
  • the silyl group may be represented by the formula of -SiY a Y b Y c , wherein Y a , Y b and Y c are each hydrogen; a substituted or unsubstituted alkyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the silyl group specifically includes, but is not limited to, 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. does not
  • 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, a terphenyl group, or a quaterphenyl group, but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, triphenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, triphenylenyl group, etc., but is not limited thereto not.
  • the fluorenyl group may be substituted, and two substituents may be bonded to each other to form a spiro structure.
  • the aryl group may be substituted with an alkyl group to function as an arylalkyl group.
  • the alkyl group may be selected from the examples described above.
  • the heteroaryl group is an aromatic ring group containing one or more atoms other than carbon and heteroatoms, specifically, the heteroatoms may include one or more atoms selected from the group consisting of O, N, Se and S.
  • the heterocyclic group has 2 to 30 carbon atoms.
  • the heteroaryl group may be monocyclic or polycyclic.
  • heteroaryl group examples include a thiophenyl group, a furanyl group, a pyrrole group, an imidazole group, a thiazole group, an oxazole group, an oxadiazole group, a pyridine group, a pyrimidine group, a triazine group, a triazole group, a quinolinyl group, a quinazoline group, a carba group.
  • Jolyl group benzoxazole group, benzimidazole group, benzothiazolyl group, benzocarbazolyl group, benzothiophenyl group, dibenzothiophenyl group, benzofuranyl group, phenanthroline group, isoxazole group, thiadiazole group, There are a naphthobenzofuran group, a dibenzofuranyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the arylene group means that the aryl group has two bonding positions, that is, a divalent group. Except that each of these is a divalent group, the description of the aryl group described above may be applied.
  • the heteroarylene group means that the heteroaryl group has two bonding positions, that is, a divalent group. Except that each of these is a divalent group, the description of the heteroaryl group described above may be applied.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; nitrile group; a substituted or unsubstituted silyl group; a substituted or unsubstituted alkyl group; a substituted or unsubstituted alkenyl group; a substituted or unsubstituted alkoxy group; a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; nitrile group; a substituted or unsubstituted silyl group; a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group; a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms; a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; a substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkyl group; or a substituted or unsubstituted C6-C30 aryl group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; or deuterium.
  • R1 to R4 are hydrogen.
  • a is an integer of 0 to 4, and when a is 2 or more, R1 of 2 or more are the same as or different from each other.
  • R1 is hydrogen, and a is 4.
  • b is an integer of 0 to 4, and when b is 2 or more, two R2 are the same as or different from each other.
  • R2 is hydrogen
  • b is 4.
  • R3 is hydrogen, and c is 4.
  • d is an integer of 0 to 2
  • b is 2
  • two R4 are the same as or different from each other.
  • R4 is hydrogen
  • d is 2.
  • L1 to L4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms.
  • L1 to L4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms.
  • L1 is a direct bond; or a substituted or unsubstituted phenylene group.
  • L1 is a direct bond; or a phenylene group.
  • L1 is a direct bond.
  • L2 to L4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms.
  • L2 to L4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted phenylene group; a substituted or unsubstituted biphenylene group; a substituted or unsubstituted terphenylene group; a substituted or unsubstituted naphthylene group; a substituted or unsubstituted phenanthrenylene group; a substituted or unsubstituted triphenylenylene group; or a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • L2 to L4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted phenylene group; Or a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L2 to L4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; phenylene group; or a biphenylene group.
  • Ar3 is a substituted or unsubstituted amine group having 1 to 30 carbon atoms; a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • Ar3 is a substituted or unsubstituted diarylamine group; a substituted or unsubstituted triarylamine group; a substituted or unsubstituted C6-C30 aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • Ar3 is a substituted or unsubstituted diphenylamine group; a substituted or unsubstituted triphenylamine group; a substituted or unsubstituted phenyl group; a substituted or unsubstituted biphenyl group; a substituted or unsubstituted naphthyl group; a substituted or unsubstituted fluorenyl group; a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group; A substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group; Or a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • Ar3 is a diphenylamine group; triphenylamine group; a phenyl group unsubstituted or substituted with a butyl group; biphenyl group; terphenyl group; naphthyl group; dimethyl fluorenyl group; dibenzofuranyl group; dibenzothiophenyl group; or a carbazolyl group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group; a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms; a substituted or unsubstituted C 3 to C 60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms; or a compound of Formula 2, wherein at least one of Ar1 and Ar2 is a compound of Formula 2.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkyl group; a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenyl group; a substituted or unsubstituted C 3 to C 30 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6-C30 aryl group; a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms; or a compound of Formula 2, wherein at least one of Ar1 and Ar2 is a compound of Formula 2.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted methyl group; a substituted or unsubstituted propyl group; a substituted or unsubstituted ter-butyl group; a substituted or unsubstituted adamantyl group; a substituted or unsubstituted phenyl group; a substituted or unsubstituted biphenyl group; a substituted or unsubstituted terphenyl group; a substituted or unsubstituted naphthyl group; a substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; a substituted or unsubstituted triphenylenyl group; a substituted or unsubstituted fluorenyl group; a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group; A substituted or unsubstituted dibenz
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a ter-butyl group; adamantyl group; phenyl group; biphenyl group; terphenyl group; a naphthyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; phenanthrenyl group; triphenylenyl group; fluorenyl group; dimethyl fluorenyl group; diphenylfluorenyl group; spirobifluorenyl group; dibenzofuranyl group; dibenzothiophenyl group; a carbazolyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; or a compound of Formula 2, wherein at least one of Ar1 and Ar2 is a compound of Formula 2.
  • R5 is hydrogen; heavy hydrogen; a substituted or unsubstituted alkyl group; a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R5 is hydrogen
  • R5 is hydrogen
  • c is 3.
  • the compound of Formula 1 may be represented by any one of the following compounds.
  • the compound of Formula 1 of the present specification may have a core structure as shown in the following reaction scheme. Substituents may be combined by methods known in the art, and the type, position, and number of substituents may be changed according to techniques known in the art.
  • X and Y may each be a halogen group such as Cl, Br, or I.
  • compounds having various energy band gaps can be synthesized by introducing various substituents into the core structure as described above.
  • the HOMO and LUMO energy levels of the compound can be controlled by introducing various substituents into the core structure of the structure as described above.
  • a compound having the intrinsic properties of the introduced substituent can be synthesized.
  • a substituent mainly used for a hole injection layer material, a hole transport material, an electron suppression material, a light emitting layer material, and an electron transport layer material used in manufacturing an organic light emitting device into the core structure, the conditions required for each organic material layer are satisfied. substances can be synthesized.
  • the organic light emitting device includes 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 of Formula 1 described above.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by a conventional method and material for manufacturing an organic light emitting device, except for forming one or more organic material layers using the above-described compound.
  • the compound 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, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, and the like, but is not limited thereto.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present specification may have a single-layer structure, but may have a multi-layer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present specification is an organic material layer, a hole injection layer, a hole transport layer, a layer that transports and injects holes at the same time, an electron blocking layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer, and a layer that simultaneously transports and injects electrons. It may have a structure including the like.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto and may include a smaller number or a larger number of organic material layers.
  • the organic material layer may include an electron transport layer or an electron injection layer, and the electron transport layer or the electron injection layer may include the above-described compound.
  • the organic material layer may include a hole injection layer or a hole transport layer, and the hole injection layer or the hole transport layer may include the above-described compound.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes the above-described compound.
  • the organic material layer may include an emission layer, and the emission layer may include the above-described compound as a dopant of the emission layer.
  • the organic material layer may include a light emitting layer
  • the light emitting layer may include the above-described compound as a dopant of the light emitting layer, and may further include a host.
  • the organic material layer includes a light emitting layer
  • the light emitting layer includes the above-described compound as a dopant of the light emitting layer, a fluorescent host or a phosphorescent host, and another organic compound, a metal or a metal compound as a dopant may include
  • the organic material layer includes an emission layer
  • the emission layer includes the above-described compound as a dopant of the emission layer, a fluorescent host or a phosphorescent host, and may be used together with an iridium-based (Ir) dopant.
  • the organic material layer may include an emission layer, and the emission layer may include the above-described compound as a host of the emission layer.
  • the organic material layer may include an emission layer
  • the emission layer may include the above-described compound as a host of the emission layer, and further include a dopant.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer, and the electron blocking layer may include the compound described above.
  • the first electrode is an anode
  • the second electrode is a cathode
  • the first electrode is a cathode
  • the second electrode is an anode
  • the organic light emitting device may have, for example, a stacked structure as follows, but is not limited thereto.
  • the structure of the organic light emitting device of the present specification may have a structure as shown in FIGS. 1 to 3 , but is not limited thereto.
  • FIG. 1 illustrates a structure of an organic light emitting device in which an anode 2, a light emitting layer 3, and a cathode 4 are sequentially stacked on a substrate 1 .
  • the compound may be included in the light emitting layer 3 .
  • an organic light emitting device in which an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 7, an electron transport layer 8, and a cathode 4 are sequentially stacked on a substrate 1
  • the structure is illustrated.
  • the compound may be included in the hole injection layer 5 , the hole transport layer 6 , the light emitting layer 7 or the electron transport layer 8 .
  • FIG. 3 shows an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, an electron blocking layer 9, a light emitting layer 7, a hole blocking layer 10, an electron transport and electron injection on the substrate 1
  • the structure of the organic light emitting device in which the layer 11 and the cathode 4 are sequentially stacked is illustrated. In such a structure, the compound may be included in the hole transport layer 6 or the electron blocking layer 9 .
  • the organic light-emitting device uses a PVD (physical vapor deposition) method such as sputtering or e-beam evaporation, to form a metal or a conductive metal oxide or an alloy thereof on a substrate.
  • PVD physical vapor deposition
  • an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron blocking layer, a hole suppression layer, and a layer for simultaneously transporting and injecting electrons is formed thereon, then as a cathode
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, a hole suppression layer, a layer that simultaneously injects and transports electrons, an electron blocking layer, a light emitting layer and an electron transport layer, an electron injection layer, a layer that simultaneously injects holes and transports holes, etc. It may have a multi-layer structure, but is not limited thereto and may have a single-layer structure.
  • the organic layer is formed using a variety of polymer materials in a smaller number by a solvent process rather than a vapor deposition method, such as spin coating, dip coating, doctor blading, screen printing, inkjet printing, or thermal transfer method. It can be made in layers.
  • the anode is an electrode for injecting holes, and as the anode material, a material having a large work function is preferable so that holes can be smoothly injected into the organic material layer.
  • the anode material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold, or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2 : Combination of metals and oxides such as Sb; conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene](PEDOT), polypyrrole, and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the cathode is an electrode for injecting electrons
  • the cathode material is preferably a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead, or alloys thereof; and a multi-layered material such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but is not limited thereto.
  • the hole injection layer is a layer that facilitates injection of holes from the anode to the light emitting layer.
  • the hole injection material holes can be well injected from the anode at a low voltage, and the highest occupied (HOMO) of the hole injection material is The molecular orbital) is preferably between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • the hole injection material include metal porphyrine, oligothiophene, arylamine-based organic material, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic material, quinacridone-based organic material, and perylene-based organic material. of organic substances, anthraquinones, polyaniline and polythiophene-based conductive polymers, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole transport layer may serve to facilitate hole transport.
  • a material capable of transporting holes from the anode or the hole injection layer to the light emitting layer is suitable, and a material having high hole mobility is suitable.
  • Specific examples include, but are not limited to, an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together.
  • the electron 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 to increase the probability of hole-electron coupling by increasing the efficiency of the organic light emitting device It means a layer that plays a role in improving
  • the electron blocking layer includes an electron blocking material, and as an example of the electron blocking material, the compound of Formula 1 or an arylamine-based organic material may be used, but is not limited thereto.
  • the light emitting layer may emit red, green, or blue light, and may be made of a phosphorescent material or a fluorescent material.
  • 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.
  • the organic light emitting device includes an additional light emitting layer in addition to the light emitting layer including the compound of Formula 1 described above, the additional light emitting layer may emit red, green or blue light, and may be made of a phosphorescent material or a fluorescent material.
  • Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq3); 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.
  • Alq3 8-hydroxy-quinoline aluminum complex
  • 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 host material of the light emitting layer includes a condensed aromatic ring derivative or a compound containing a hetero ring.
  • 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.
  • a hole blocking layer may be provided between the electron transport layer and the light emitting layer, and the hole blocking layer is a layer that blocks the holes from reaching the cathode, and may be generally formed under the same conditions as the hole injection layer.
  • the hole-inhibiting material includes, but is not limited to, a triazine derivative, a phenanthroline derivative, and the like, and materials known in the art may be used.
  • the electron transport layer may serve to facilitate the transport of electrons.
  • the electron 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 examples include 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 injection layer may serve to facilitate electron injection.
  • the electron injection material has the ability to transport electrons, has an electron injection effect from the cathode, an excellent electron injection effect on the light emitting layer or the light emitting material, prevents the movement of excitons generated in the light emitting layer to the hole injection layer, and , a compound having excellent thin film forming ability is preferable.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone, etc., derivatives thereof, metals complex compounds and nitrogen-containing 5-membered ring derivatives, but are not limited thereto.
  • 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.
  • a glass substrate coated with ITO (Indium Tin Oxide) to a thickness of 1,400 ⁇ was placed in distilled water in which detergent was dissolved and washed with ultrasonic waves.
  • a product manufactured by Fischer Co. was used as the detergent
  • distilled water that was secondarily filtered with a filter manufactured by Millipore Co. was used as the distilled water.
  • ultrasonic cleaning was performed for 10 minutes by repeating twice with distilled water.
  • ultrasonic washing was performed with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, and after drying, it was transported to a plasma cleaner.
  • the substrate was transported to a vacuum evaporator.
  • a hole injection layer was formed by thermal vacuum deposition of a compound represented by the following formula HAT on the prepared ITO transparent electrode to a thickness of 100 ⁇ .
  • the compound 1 prepared in Synthesis Example 1 was thermally vacuum deposited to a thickness of 150 ⁇ as an electron blocking layer.
  • a compound represented by the following Chemical Formula BH and a compound represented by the following Chemical Formula BD were vacuum-deposited to a thickness of 200 ⁇ in a weight ratio of 25:1.
  • a compound represented by the following Chemical Formula HB1 was vacuum-deposited to a thickness of 50 ⁇ .
  • a compound represented by the following formula ET1 and a compound represented by the following Liq were thermally vacuum deposited to a thickness of 310 ⁇ in a weight ratio of 1:1.
  • An organic light emitting device was manufactured by sequentially depositing lithium fluoride (LiF) to a thickness of 12 ⁇ and aluminum to a thickness of 1000 ⁇ on the layer for performing the electron transport and injection at the same time to form a cathode.
  • LiF lithium fluoride
  • Experimental Examples 1-2 to 1-12 and Comparative Experimental Example 1-1 in the same manner as in Experimental Example 1-1, except that the compound shown in Table 1 was used instead of Compound 1 in Experimental Example 1-1.
  • organic light emitting devices were manufactured.
  • a current of 10 mA/cm 2 was applied to the organic light emitting diodes prepared in Experimental Examples 1-1 to 1-12 and Comparative Experimental Examples 1-1 to 1-4, voltage, efficiency, color coordinates, and lifetime were measured and the The results are shown in Table 1 below.
  • T95 denotes a time required for the luminance to decrease from the initial luminance (6000 nit) to 95% at a current density of 10 mA/cm 2 .
  • the compound of the present invention has excellent electron blocking ability, and it was confirmed that the organic light emitting device using the same as the electron blocking layer exhibits remarkable effects in terms of driving voltage, efficiency and lifespan.
  • Experimental Example 1-1 the compound represented by Formula EB1 was used instead of Compound 1 as the electron blocking layer, and the compound shown in Table 2 was used instead of the compound represented by Formula HT1 as the hole transport layer.
  • Organic light emitting devices of Experimental Examples 2-1 to 2-14 and Comparative Experimental Examples 2-1 to 2-4 were manufactured in the same manner as in Experimental Example 1-1.
  • a current of 10 mA/cm 2 was applied to the organic light emitting diodes prepared in Experimental Examples and Comparative Experimental Examples, voltage, efficiency, color coordinates and lifetime were measured, and the results are shown in Table 2 below.
  • T95 denotes a time required for the luminance to decrease from the initial luminance (6000 nit) to 95% at a current density of 10 mA/cm 2 .
  • the compound of the present invention has excellent hole transport ability, and it was confirmed that the organic light emitting device using the compound as a hole transport layer exhibits remarkable effects in terms of driving voltage, efficiency, and lifespan.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

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

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 11월 19일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2020-0155405호의 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 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 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 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
a는 0 내지 4의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 각각 서로 같거나 상이하고,
b는 0 내지 4의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2 이상의 R2는 각각 서로 같거나 상이하고,
c는 0 내지 4의 정수이고, 상기 c가 2 이상인 경우, 2 이상의 R3은 각각 서로 같거나 상이하고,
d는 0 내지 2의 정수이고, 상기 d가 2인 경우, R4는 각각 서로 같거나 상이하며,
L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 알케닐렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar3은 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 하기 화학식 2의 화합물이며, 상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 하기 화학식 2의 화합물이고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000002
상기 화학식 2에 있어서,
R5는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
e는 0 내지 3의 정수이고, 상기 e가 2 이상인 경우, 2 이상의 R5는 각각 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 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 1층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제조하는 경우, 발광 효율이 우수하고, 낮은 구동전압, 고효율 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 화합물을 정공주입층, 정공수송층 또는 전자저지층에 사용하는 경우 소자의 구동전압이 낮아지며, 또한 소자의 효율이 증가하고, 수명이 길어지는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자저지층(9), 발광층(7), 정공억제층(10), 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층(11) 및 음극(4)으로 이어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자수송층
9: 전자저지층
10: 정공억제층
11: 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다. 하기 화학식 1의 화합물은 플루오렌의 2번 위치에 아민기가 치환되고, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나가 화학식 2의 화합물로 치환되고, 플루오렌의 3번 위치에 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 등을 가짐으로써, 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위를 조절하여 각 유기물 층과의 에너지 배리어를 조절할 수 있다.
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.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 명세서의 치환기를 이하에서 상세하게 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000003
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
본 명세서에서 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; 니트로기; 니트릴기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 알케닐기; 아릴알킬기; 아릴알케닐기; 아릴옥시기; 실릴기; 아릴기; 및 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 요오드(-I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 40이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 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, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 아다만틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 기재된 알킬기, 알콕시기 및 그 외 알킬기 부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 모노알킬아민기; 디알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 모노아릴아민기; 디아릴아민기; 트리아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기, 모노헤테로아릴아민기 및 디헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 트리메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 트리에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐바이페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; N-바이페닐나프틸아민기; N-나프틸플루오레닐아민기; N-페닐페난트레닐아민기; N-바이페닐페난트레닐아민기; N-페닐플루오레닐아민기; N-페닐터페닐아민기; N-페난트레닐플루오레닐아민기; N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiYaYbYc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ya, Yb 및 Yc는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인것이 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, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000004
(스피로플루오레닐기) 및
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000005
(스피로비플루오레닐기),
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000006
(9,9-디메틸플루오레닐기) 및
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000007
(9,9-디페닐플루오레닐기) 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기는 알킬기로 치환되어, 아릴알킬기로 작용할 수 있다. 상기 알킬기는 전술한 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 방향족고리기로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 30이다. 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오페닐기, 퓨란닐기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 퀴놀린닐기, 퀴나졸린기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸기, 티아디아졸기, 나프토벤조퓨란기, 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 0 내지 4의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 각각 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 수소이고, 상기 a는 4이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 0 내지 4의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2개의 R2는 각각 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 수소이고, 상기 b는 4이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 0 내지 4의 정수이고, 상기 c가 2 이상인 경우, 2개의 R3는 각각 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 수소이고, 상기 c는 4이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 d는 0 내지 2의 정수이고, 상기 b가 2인 경우, 2개의 R4는 각각 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4는 수소이고, 상기 d는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합; 또는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 바이페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 치환 또는 비치환된 디아릴아민기; 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 치환 또는 비치환된 디페닐아민기; 치환 또는 비치환된 트리페닐아민기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3은 디페닐아민기; 트리페닐아민기; 부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 또는 카바졸릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 상기 화학식 2의 화합물이며, 상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 상기 화학식 2의 화합물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기; 또는 상기 화학식 2의 화합물이며, 상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 상기 화학식 2의 화합물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 프로필기; 치환 또는 비치환된 ter-부틸기; 치환 또는 비치환된 아다만틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴기; 또는 상기 화학식 2의 화합물이며, 상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 상기 화학식 2의 화합물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 ter-부틸기; 아다만틸기; 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트레닐기; 트리페닐레닐기; 플루오레닐기; 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 스피로비플루오레닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸릴기; 또는 상기 화학식 2의 화합물이며, 상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 상기 화학식 2의 화합물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소이고, 상기 c는 3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000008
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000009
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000010
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000011
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000012
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000013
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000014
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000015
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000016
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000017
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000018
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000019
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000020
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000021
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000022
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000023
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000024
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000025
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000026
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000027
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000028
본 명세서의 화학식 1의 화합물은 하기 반응식과 같이 코어구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 및 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
<반응식 1>
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000029
<반응식 2>
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000030
상기 반응식 1 및 2에 있어서, R1 내지 R5, Ar1 내지 Ar3, L1 내지 L4, a, b, c 및 d의 정의는 전술한 화학식 1 및 2에서 정의한 바와 같다.
상기 반응식 1 및 2에 있어서, X와 Y는 각각 Cl, Br, I 등의 할로겐기일 수 있다.
본 명세서에서는 상기와 같이 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 전자 억제용 물질, 발광층 물질 및 전자 수송층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기전술한 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 전술한 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 전자저지층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층, 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함할 수 있고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 전술한 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함할 수 있고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 전술한 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층이 상기 전술한 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시 상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 전술한 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 호스트를 더 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함하며, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함하며, 이리듐계(Ir) 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기발광층은 전술한 화합물을 발광층의 호스트로서 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화합물을 발광층의 호스트로서 포함하고, 도펀트를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자저지층을 포함하고, 상기 전자저지층은 전술한 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은음극이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
상기 유기 발광 소자는 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(5) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(7) 양극/ 정공수송층/전자저지층/발광층/전자수송층/음극
(8) 양극/ 정공수송층/전자저지층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공수송층/전자저지층/발광층/전자수송층/음극
(10) 양극/정공주입층/정공수송층/전자저지층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(11) 양극/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/음극
(12) 양극/정공수송층/발광층/ 정공억제층/전자수송층/전자주입층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/음극
(14) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/전자주입층/음극
(15) 양극/정공주입층/정공수송층/전자저지층/발광층/정공억제층/전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층/음극
본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 3에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7) 또는 전자수송층(8)에 포함될 수 있다.
도 3은 기판 (1) 위에 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자저지층(9), 발광층(7), 정공억제층(10), 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층(11) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공수송층(6) 또는 전자저지층(9)에 포함될 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자저지층, 정공억제층, 및 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공억제층, 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층, 전자저지층, 발광층 및 전자수송층, 전자주입층, 정공주입 및 정공수송을 동시에 하는 층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
상기 양극은 정공을 주입하는 전극으로, 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극은 전자를 주입하는 전극으로, 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 양극으로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 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(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자저지층은 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 전자저지층은 전자저지물질을 포함하고, 이러한 전자저지물질의 예로 상기 화학식 1의 화합물을 사용하거나, 또는 아릴아민 계열의 유기물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 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. 상기 유기발광소자가 전술한 화학식 1의 화합물을 포함하는 발광층 외에 추가의 발광층을 포함하는 경우, 추가의 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
발광층의 호스트 재료로는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물등이 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 한정되지 않는다.
상기 전자수송층과 발광층 사이에 정공억제층이 구비될 수 있으며, 상기 정공억제층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 정공 억제 물질로는 트리아진 유도체, 페난트롤린 유도체, 등이 있으나, 이에 한정되지 않으며, 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실험예를 들어 상세하기 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<합성예>
합성예 1. 화합물 1의 합성
단계 1) 화합물 1-A의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000031
3-페닐-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (50.0 g, 122.69 mmol), 6-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (32.78 g, 122.69 mmol) 및 소듐 터트-부톡사이드(NaOtBu, 16.51 g, 171.77 mmol)에 톨루엔(400 ml)을 가한 후, 10분 동안 가열 교반하였다. 상기 혼합물에 톨루엔(30ml)에 용해시킨 1,1’-비스(디페닐포스피노)페로센디클로로팔라듐(II) (Pd(dppf)Cl2, 0.35 g, 0.61 mmol)을 가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 클로로포름과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-A (56.5 g, 77.55 % 수율)를 수득하였다.
단계 2) 화합물 1의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000032
상기 합성예 1의 단계 1에서 수득한 화합물 1-A (20.0 g, 33.68 mmol), 4-브로모-1,1’-비페닐 (8.01 g, 34.35 mmol) 및 소듐 터트-부톡사이드(4.53 g, 47.15 mmol)에 톨루엔(200 ml)을 가한 후, 10분 동안 가열 교반하였다. 상기 혼합물에 톨루엔(20ml)에 용해시킨 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐 (BTP, 0.09 g, 0.17 mmol)을 가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 톨루엔과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1 (19.5 g, 77.61 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 746)
합성예 2. 화합물 2의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000033
상기 합성예 1의 단계 1에서 수득한 화합물 1-A (20.0 g, 33.68 mmol)와 1-(4-브로모페닐)나프탈렌 (9.73 g, 34.35 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 2 (20.8 g, 77.58 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 796)
합성예 3. 화합물 3의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000034
상기 합성예 1의 단계 1에서 수득한 화합물 1-A (20.0 g, 33.68 mmol)와 2-브로모-9,9-디메틸-9H-플루오렌 (9.38 g, 34.35 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 3 (20.5 g, 77.43 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 786)
합성예 4. 화합물 4의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000035
상기 합성예 1의 단계 1에서 수득한 화합물 1-A (20.0 g, 33.68 mmol)와 4-브로모디벤조[b,d]퓨란 (8.49 g, 34.35 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 4 (20.0 g, 78.14 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 760)
합성예 5. 화합물 5의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000036
N-([1,1’-비페닐]-4-일)-3-페닐-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (20.0 g, 35.73 mmol)과 6-(4-클로로페닐)-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (10.89 g, 36.45 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 5 (22.5 g, 76.60 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 822)
합성예 6. 화합물 6의 합성
단계 1) 화합물 6-A의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000037
3-페닐-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (50.0 g, 122.69 mmol)과 2-브로모-9,9-디메틸-9H-플루오렌 (33.52 g, 122.69 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 6-A (57.0 g, 77.46 % 수율)를 수득하였다.
단계 2) 화합물 6의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000038
상기 합성예 6의 단계 1에서 수득한 화합물 6-A (20.0 g, 33.46 mmol)와 6-(4-클로로페닐)-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (10.13 g, 34.01 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 6 (22.5 g, 77.99 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 862)
합성예 7. 화합물 7의 합성
단계 1) 화합물 7-A의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000039
3-([1,1’-비페닐]-4-일)-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (50.0 g, 103.39 mmol)과 6-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (27.63 g, 103.39 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 7-A (53.0 g, 76.52 % 수율)을 수득하였다.
단계 2) 화합물 7의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000040
상기 합성예 7의 단계 1에서 수득한 화합물 7-A (20.0 g, 29.85 mmol)와 4-브로모-1,1’-비페닐 (7.10 g, 30.45 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 7 (19.2 g, 78.24 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 822)
합성예 8. 화합물 8의 합성
단계 1) 화합물 8-A의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000041
3-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (50.0 g, 100.48 mmol)과 6-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (26.85 g, 100.48 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 8-A (53.0 g, 77.13 % 수율)를 수득하였다.
단계 2) 화합물 8의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000042
상기 합성예 8의 단계 1에서 수득한 화합물 8-A (20.0 g, 29.24 mmol)와 4-브로모-1,1’-비페닐 (6.95 g, 29.83 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 8 (19.0 g, 77.72 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 836)
합성예 9. 화합물 9의 합성
단계 1) 화합물 9-A의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000043
3-(4-(디페닐아미노)페닐)-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (50.0 g, 87.00 mmol)과 6-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (23.25 g, 87.00 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 9-A (52.5 g, 79.29 % 수율)를 수득하였다.
단계 2) 화합물 9의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000044
상기 합성예 9의 단계 1에서 수득한 화합물 9-A (20.0 g, 26.28 mmol)와 4-브로모-1,1’-비페닐 (6.25 g, 26.81 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 9 (19.2 g, 80.00 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 913)
합성예 10. 화합물 10의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000045
3-페닐-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (15.0 g, 36.81 mmol), 6-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (20.16 g, 75.46 mmol) 그리고 소듐 터트-부톡사이드(9.9 g, 103.07 mmol)에 자일렌(200 ml)을 가한 후, 10분 동안 가열 교반하였다. 상기 혼합물에 자일렌(20ml)에 용해시킨 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐 (0.15 g, 0.29 mmol) 을 가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 톨루엔과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 10 (22.5 g, 78.35 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 780)
합성예 11. 화합물 11의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000046
3-(4-(디페닐아미노)페닐)-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (15.0 g, 26.05 mmol)과 6-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (14.27 g, 53.41 mmol)을 이용하여 상기 합성예 10과 동일한 방법으로 상기 화합물 11 (19.5 g, 79.02 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 947)
합성예 12. 화합물 12의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000047
N-([1,1’-비페닐]-4-일)-3-페닐-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (20.0 g, 35.73 mmol)과 5-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (9.74 g, 36.45 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 12 (20.8 g, 78.03 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 746)
합성예 13. 화합물 13의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000048
상기 합성예 6의 단계 1에서 수득한 화합물 6-A (20.0 g, 33.36 mmol)와 5-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (9.09 g, 34.01 mmol)을 이용하여 상기 합성예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 13 (20.0 g, 75.65 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 786)
합성예 14. 화합물 14의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000049
3-페닐-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (15.0 g, 36.81 mmol)과 5-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (20.16 g, 75.46 mmol)을 이용하여 상기 합성예 10과 동일한 방법으로 상기 화합물 14 (22.5 g, 78.35 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 780)
합성예 15. 화합물 15의 합성
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000050
3-(4-(디페닐아미노)페닐)-9,9’-스피로비[플루오렌]-2-아민 (15.0 g, 26.10 mmol)과 5-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (14.30 g, 53.51 mmol)을 이용하여 상기 합성예 10과 동일한 방법으로 상기 화합물 15 (19.5 g, 78.87 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 947)
<실험예 및 비교 실험예>
실험예 1-1.
ITO(Indium Tin Oxide)가 1,400Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식 HAT로 표시되는 화합물을 100Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 정공수송층으로 하기 화학식 HT1로 표시되는 화합물을 1150Å 두께로 진공 증착한 후, 전자저지층으로 상기 합성예 1에서 제조된 화합물 1을 150Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 이어서, 발광층으로 하기 화학식 BH로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 BD로 표시되는 화합물을 25:1의 중량비로 200Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서, 정공억제층으로 하기 화학식 HB1으로 표시되는 화합물을 50Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서, 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층으로 하기 화학식 ET1로 표시되는 화합물과 하기 Liq로 표시되는 화합물을 1:1의 중량비로 310Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 상기 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층 위에 순차적으로 12Å의 두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000051
실험예 1-2 내지 1-12 및 비교실험예 1-1 내지 1-4.
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 실험예 1-2 내지 1-12 및 비교실험예 1-1 내지 1-4의 유기 발광 소자를 제작하였다. 실험예 1-1 내지 1-12 및 비교실험예 1-1 내지 1-4에서 제조한 유기 발광 소자에 10 mA/cm2의 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 한편, T95는 10 mA/cm2의 전류밀도에서 휘도가 초기 휘도(6000 nit)에서 95%로 감소되는 데 소요되는 시간을 의미한다.
[표 1]
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000052
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000053
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 화합물은 전자 저지 능력이 우수하여 이를 전자저지층으로 사용한 유기 발광 소자는 구동 전압, 효율 및 수명 면에서 현저한 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.
특히, Ar3의 결합위치가 본 발명의 플루오렌의 3번 위치가 아닌 다른 위치에 결합한 경우, Ar1 또는 Ar2가 상기 화학식 2의 화합물이고 Ar3이 수소인 경우, Ar1 및 Ar2가 모두 화학식 2의 화합물이 아닌 경우 및 아민기와 플루오렌의 결합위치가 다른 경우에 효과가 수명면에서 효과가 좋지 못함을 확인하였다.
실험예 2-1 내지 2-14 및 비교실험예 2-1 내지 2-4.
상기 실험예 1-1에서 전자저지층으로 화합물 1 대신 상기 화학식 EB1으로 표시되는 화합물을 사용하고, 정공수송층으로 상기 화학식 HT1으로 표시되는 화합물 대신 하기 표 2에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 실험예 2-1 내지 2-14 및 비교 실험예 2-1 내지 2-4의 유기 발광 소자를 제작하였다. 실험예 및 비교 실험예에서 제조한 유기 발광 소자에 10 mA/cm2의 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 한편, T95는 10 mA/cm2의 전류밀도에서 휘도가 초기 휘도(6000 nit)에서 95%로 감소되는 데 소요되는 시간을 의미한다.
[표 2]
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000054
Figure PCTKR2021016551-appb-img-000055
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 화합물은 정공 수송 능력이 우수하여 이를 정공수송층으로 사용한 유기 발광 소자는 구동 전압, 효율 및 수명 면에서 현저한 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000056
    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    a는 0 내지 4의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 각각 서로 같거나 상이하고,
    b는 0 내지 4의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2 이상의 R2는 각각 서로 같거나 상이하고,
    c는 0 내지 4의 정수이고, 상기 c가 2 이상인 경우, 2 이상의 R3은 각각 서로 같거나 상이하고,
    d는 0 내지 2의 정수이고, 상기 d가 2인 경우, R4는 각각 서로 같거나 상이하며,
    L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 알케닐렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    Ar3은 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 또는 하기 화학식 2의 화합물이며, 상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 하기 화학식 2의 화합물이고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000057
    상기 화학식 2에 있어서,
    R5는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    e는 0 내지 3의 정수이고, 상기 e가 2 이상인 경우, 2 이상의 R5는 각각 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기인 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기; 또는 상기 화학식 2의 화합물이며, 상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 상기 화학식 2의 화합물인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar3은 치환 또는 비치환된 디아릴아민기; 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물들 중 어느 하나인 화합물:
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000058
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000059
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000060
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000061
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000062
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000063
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000064
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000065
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000066
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000067
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000068
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000069
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000070
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000071
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000072
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000073
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000074
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000075
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000076
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000077
    Figure PCTKR2021016551-appb-img-000078
  6. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 전자저지층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자저지층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
PCT/KR2021/016551 2020-11-19 2021-11-12 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 WO2022108259A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180070266.1A CN116323575A (zh) 2020-11-19 2021-11-12 化合物及包含其的有机发光器件

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200155405A KR20220068526A (ko) 2020-11-19 2020-11-19 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR10-2020-0155405 2020-11-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022108259A1 true WO2022108259A1 (ko) 2022-05-27

Family

ID=81709321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/016551 WO2022108259A1 (ko) 2020-11-19 2021-11-12 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20220068526A (ko)
CN (1) CN116323575A (ko)
WO (1) WO2022108259A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160108798A (ko) * 2015-03-06 2016-09-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20170028859A (ko) * 2015-09-04 2017-03-14 주식회사 엘지화학 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20180033100A (ko) * 2016-09-23 2018-04-02 주식회사 엘지화학 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN108912102A (zh) * 2018-07-27 2018-11-30 吉林奥来德光电材料股份有限公司 一种芳胺衍生物、其制备方法与应用
KR20200122116A (ko) * 2019-04-17 2020-10-27 엘지디스플레이 주식회사 신규 화합물 및 유기 발광 소자

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160108798A (ko) * 2015-03-06 2016-09-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20170028859A (ko) * 2015-09-04 2017-03-14 주식회사 엘지화학 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20180033100A (ko) * 2016-09-23 2018-04-02 주식회사 엘지화학 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN108912102A (zh) * 2018-07-27 2018-11-30 吉林奥来德光电材料股份有限公司 一种芳胺衍生物、其制备方法与应用
KR20200122116A (ko) * 2019-04-17 2020-10-27 엘지디스플레이 주식회사 신규 화합물 및 유기 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
CN116323575A (zh) 2023-06-23
KR20220068526A (ko) 2022-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019164331A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2017043887A1 (ko) 유기전계발광소자
WO2014010823A1 (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
WO2015152650A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2017061779A1 (ko) 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2021049840A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020171532A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020149666A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2019160315A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020040514A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2020106098A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2019147077A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2018030786A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
WO2020096326A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2015152651A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2019088751A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020149596A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2019177393A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2021066351A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2020153792A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020149609A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2020080714A1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020091526A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020022811A1 (ko) 유기발광소자
WO2019168378A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21895027

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21895027

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1