WO2022173203A1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자 - Google Patents

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WO2022173203A1
WO2022173203A1 PCT/KR2022/001947 KR2022001947W WO2022173203A1 WO 2022173203 A1 WO2022173203 A1 WO 2022173203A1 KR 2022001947 W KR2022001947 W KR 2022001947W WO 2022173203 A1 WO2022173203 A1 WO 2022173203A1
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윤희경
홍성길
허동욱
한미연
이재탁
윤정민
박호윤
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    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Definitions

  • the present specification relates to a compound and an organic electronic device including the same.
  • a typical example of the organic electronic device is an organic light emitting device.
  • 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 multilayer 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 material used in the organic light emitting device may be classified into a hole injection material, a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material, an electron injection material, etc. depending on the use.
  • a hole injection material or the hole transport material an organic material having a p-type property, that is, an organic material that is easily oxidized and has an electrochemically stable state during oxidation, is mainly used.
  • an electron injection material or an electron transport material an organic material having an n-type property, that is, an organic material that is easily reduced and has an electrochemically stable state during reduction is mainly used.
  • As the light emitting layer material a material having both p-type properties and n-type properties, that is, a material having a stable form in both oxidation and reduction states, is preferable. desirable.
  • the present specification relates to a compound and an organic electronic device including the same.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a compound of Formula 1 below.
  • G1 and G2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or represented by the following formula (2), at least one of G1 and G2 is represented by the following formula (2),
  • a is an integer of 1 to 8, and when a is 2 or more, G1 of 2 or more are the same as or different from each other,
  • b is an integer of 1 to 8, and when b is 2 or more, 2 or more G2 are the same as or different from each other,
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; a substituted or unsubstituted alkyl group; a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • X is S, O or CR5R6;
  • R5 and R6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group, adjacent groups may combine with each other to form a ring,
  • n is an integer from 0 to 5
  • n is an integer from 0 to 5
  • Z is a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • the * means a position combined with Formula 1 above.
  • 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 electronic device.
  • an organic electronic device including the compound according to at least one embodiment is manufactured, an organic electronic device having a low driving voltage and a long lifespan 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 .
  • 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 injection and transport layer 8, and a cathode 4 will show
  • the present specification provides a compound of Formula 1 below.
  • the compound of Formula 1 at least one of the substituents substituted on the core is combined with the compound of Formula 2 below, thereby lowering the driving voltage of the device, increasing the efficiency of the device, and extending the lifespan.
  • G1 and G2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or represented by the following formula (2),
  • At least one of G1 and G2 is represented by the following formula (2),
  • a is an integer of 1 to 8, and when a is 2 or more, G1 of 2 or more are the same as or different from each other,
  • b is an integer of 1 to 8, and when b is 2 or more, 2 or more G2 are the same as or different from each other,
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; a substituted or unsubstituted alkyl group; a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • X is S, O or CR5R6;
  • R5 and R6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group, adjacent groups may combine with each other to form a ring,
  • n is an integer from 0 to 5
  • n is an integer from 0 to 5
  • Z is a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • the * means a position combined with Formula 1 above.
  • 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 includes deuterium (-D); halogen group; cyano group (-CN); nitro group; an alkyl group; alkenyl group; cycloalkyl group; alkoxy group; amine 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 substituents are connected among the above-exemplified substituents, 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 alkyl group has 1 to 10 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, 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.
  • N-phenylfluorenylamine 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; There is an 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.
  • fluorenyl group When the fluorenyl group is substituted, (spirofluorenyl group), (spirobifluorenyl group), (9,9-dimethyl fluorenyl group) and It may be a substituted fluorenyl group such as (9,9-diphenylfluorenyl group), but is not limited thereto.
  • the aryl group may be substituted with an alkyl group to function as an alkylaryl 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 heteroatoms may include one or more atoms selected from the group consisting of O, N, Se and S.
  • carbon number is not specifically limited, It is preferable that carbon number is 2-60.
  • the heteroaryl group has 2 to 30 carbon atoms.
  • the heteroaryl group may be monocyclic or polycyclic.
  • 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 pyridine group, a pyrimidine group, a triazine group, a triazole group, a quinolinyl group, a quinazoline group, Carbazole group, benzoxazole group, benzimidazole group, benzothiazole group, benzocarbazole group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, benzofuran group, phenanthroline group, isoxazole group, thiadiazole group, A naphthobenzofuran group, a dibenzofuran 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.
  • the "adjacent" group means a substituent substituted on an atom directly connected to the atom in which the substituent is substituted, a substituent sterically closest to the substituent, or another substituent substituted on the atom in which the substituent is substituted.
  • two substituents substituted at an ortho position in a benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in an aliphatic ring may be interpreted as "adjacent" groups.
  • ring in a substituted or unsubstituted ring formed by bonding with an adjacent group, "ring" is a hydrocarbon ring; or a heterocyclic ring.
  • the hydrocarbon ring may be aromatic, aliphatic, or a condensed ring of aromatic and aliphatic, and may be selected from examples of the cycloalkyl group or the aryl group, except for the divalent group.
  • Chemical Formula 2 may be any one of Chemical Formulas 2-1 to 2-12.
  • X, R1 to R4, L1, L2, Z, m, n and * are as defined in Formula 2 above.
  • G1 is represented by Formula 2
  • G2 is hydrogen or deuterium
  • a is an integer of 1 to 8.
  • G1 is represented by Formula 2
  • G2 is hydrogen or deuterium
  • a is an integer of 1 to 4.
  • G1 is represented by Formula 2
  • G2 is hydrogen or deuterium
  • a is 1.
  • G1 is hydrogen or deuterium
  • G2 is represented by Formula 2
  • b is an integer of 1 to 8.
  • G1 is hydrogen or deuterium
  • G2 is represented by Formula 2
  • b is an integer of 1 to 4.
  • G1 is hydrogen or deuterium
  • G2 is represented by Formula 2
  • b is 1.
  • 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 50 alkyl group; 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; a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • 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; a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; or a substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkyl group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; or deuterium.
  • R1 to R4 are each hydrogen.
  • R1 to R4 are each deuterium.
  • R1 and R2 are deuterium, and R3 and R4 are hydrogen.
  • R1 and R2 are hydrogen, and R3 and R4 are deuterium.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroarylene group.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms; or a substituted or unsubstituted C 2 to C 30 heteroarylene group.
  • L1 and L2 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 naphthylene group; a substituted or unsubstituted anthracenylene group; a substituted or unsubstituted phenanthrenylene group; a substituted or unsubstituted pyrenylene group; a substituted or unsubstituted fluorenylene group; a substituted or unsubstituted spirobifluorenylene group; a substituted or unsubstituted pyridinylene group; a substituted or unsubstituted pyrimidinylene group; a substituted or unsubstituted furanylene group; a substituted or unsubstituted thiophenylene group; A
  • L1 and L2 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 naphthylene group; a substituted or unsubstituted pyridinylene group; a substituted or unsubstituted furanylene group; Or a substituted or unsubstituted thiophenylene group.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; phenylene group; biphenylene group; naphthylene group; pyridinylene group; furanylene group; or a thiophenylene group.
  • m is 0 or 1.
  • n is 0 to 2.
  • n is 0 or 1.
  • X is S, O or CR5R6, wherein R5 and R6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or adjacent groups may combine with each other to form a substituted or unsubstituted ring having 3 to 30 carbon atoms.
  • X is S, O or CR5R6, wherein R5 and R6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms; Or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or adjacent groups may be bonded to each other to form a hydrocarbon ring having 3 to 30 carbon atoms.
  • X is S, O or CR5R6, wherein R5 and R6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Or it is an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or adjacent groups may combine with each other to form a hydrocarbon ring having 3 to 30 carbon atoms.
  • X is S, O or CR5R6, wherein R5 and R6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; methyl group; ethyl group; Profile group; butyl group; phenyl group; biphenyl group; or a naphthyl group, or adjacent groups may combine with each other to form a fluorenyl group.
  • X is S, O or CR5R6, wherein R5 and R6 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; methyl group; or a phenyl group, or adjacent groups may combine with each other to form a fluorenyl group.
  • Z is a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • Z is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • Z is an aryl group having 6 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with an alkyl group; or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • Z is a substituted or unsubstituted phenyl group; a substituted or unsubstituted biphenyl group; a substituted or unsubstituted naphthyl group; a substituted or unsubstituted anthracenyl group; a substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; a fluorenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group; a substituted or unsubstituted fluoranthenyl group; a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group; a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group; a substituted or unsubstituted pyridinyl group; Or a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • Z is a substituted or unsubstituted phenyl group; a substituted or unsubstituted biphenyl group; a substituted or unsubstituted naphthyl group; a substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; a fluorenyl group unsubstituted or substituted with a methyl group; a substituted or unsubstituted fluoranthenyl group; a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group; a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group; Or a substituted or unsubstituted pyridinyl group.
  • Z is a phenyl group; biphenyl group; naphthyl group; phenanthrenyl group; 9,9-dimethyl fluorenyl group; fluoranthenyl group; dibenzofuranyl group; dibenzothiophenyl group; or a pyridinyl group.
  • 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 Schemes 1 and 2 below. 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.
  • Y1 to Y4, L1, R1 to R4, Z, G1 and G2 are the same as defined in Formula 2 above, and A is halogen, preferably bromo or chloro.
  • 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 above structure.
  • the organic electronic 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 comprises the compound represented by the above-described Chemical Formula 1.
  • the organic electronic device of the present specification may be manufactured by a conventional method and material for manufacturing an organic electronic device, except for forming one or more organic material layers using the above-described compound.
  • the organic electronic device may be selected from the group consisting of an organic light emitting device, an organic phosphorescent device, an organic solar cell, an organic photoreceptor (OPC), and a glass transistor.
  • 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, 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 injection layer, and the electron injection layer may include the above-described compound.
  • the organic material layer may include an electron transport layer, and the electron 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 includes an emission layer
  • the emission layer includes the above-described compound as a dopant of the emission 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 may further include a dopant.
  • 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 may further include a dopant.
  • the content of the dopant may be included in an amount of 1 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the host.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer, and the electron blocking layer may include the above-described compound.
  • 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 and 2 , 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 .
  • the anode 2 the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, the light emitting layer 7, the layer 8 and the cathode 4 for simultaneously injecting and transporting electrons are sequentially shown on the substrate 1
  • the compound may be included in the hole injection layer 5 , the hole transport layer 6 , the light emitting layer 7 , or the layer 8 that simultaneously injects and transports electrons.
  • 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 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, and a layer that simultaneously injects and transports holes. 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 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 multilayer structure 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.
  • the molecular orbital is preferably between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • Specific examples of 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.
  • An electron blocking layer may be provided between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the electron blocking layer is a layer capable of improving the lifetime and efficiency of the device by preventing the holes injected from the hole injection layer from entering the electron injection layer through the light emitting layer, and the above-described compound or a material known in the art can be used
  • 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 represented by 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 (Alq 3 ); carbazole-based compounds; dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzo quinoline-metal compounds; benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole-based compounds; Poly(p-phenylenevinylene) (PPV)-based polymers; spiro compounds; polyfluorene, rubrene, and the like, but is not limited thereto.
  • Alq 3 8-hydroxy-quinoline aluminum complex
  • carbazole-based compounds dimerized styryl compounds
  • BAlq 10-hydroxybenzo quinoline-metal compounds
  • benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole-based compounds benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole-based compounds
  • Poly(p-phenylenevinylene) (PPV)-based polymers spiro compounds; polyfluorene, rubrene, and the like, but is not
  • the host material of the light emitting layer includes a condensed aromatic ring derivative or a heterocyclic compound 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 emission dopant is PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) ), a phosphorescent material such as octaethylporphyrin platinum (PtOEP), or a fluorescent material such as Alq 3 (tris(8-hydroxyquinolino)aluminum) may be used, but is not limited thereto.
  • a phosphor such as Ir(ppy)3 (fac tris(2-phenylpyridine)iridium) or a fluorescent material such as Alq 3 (tris(8-hydroxyquinolino)aluminum) may be used as the emission dopant.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the light-emitting dopant includes a phosphorescent material such as (4,6-F2ppy) 2 Irpic, spiro-DPVBi, spiro-6P, distylbenzene (DSB), distrylarylene (DSA),
  • a fluorescent material such as a PFO-based polymer or a PPV-based polymer may be used, but is 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 prevents 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 BCP, and a material 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 well injecting electrons from the cathode and transferring them to the light emitting layer, and a material having high electron mobility is suitable. Specific examples include Al complex of 8-hydroxyquinoline; complexes comprising Alq 3 ; organic radical compounds; hydroxyflavone-metal complexes, and the like, but are not limited thereto.
  • the thickness of the electron transport layer may be 1 to 50 nm.
  • the thickness of the electron transport layer is 1 nm or more, there is an advantage that the electron transport properties can be prevented from being lowered, and if it is 50 nm or less, the thickness of the electron transport layer is too thick to prevent the driving voltage from being increased to improve the movement of electrons. There are advantages that can be
  • 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 layer that simultaneously injects and transports electrons means a layer that simultaneously functions as the aforementioned electron injection layer and electron transport layer.
  • 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.
  • compound P1 (21.6 g, 39.2 mmol) and compound A1 (14.3 g, 117.6 mmol) were added to 1000 ml of toluene and stirred. After that, potassium carbonate (16.2 g, 117.6 mmol) was dissolved in 100 ml of water, and after stirring sufficiently, [1,1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene] palladium (II) dichloride (0.14 g, 0.02 mmol) was put in. Thereafter, the temperature was gradually raised to reflux, and after reaction for 12 hours, the mixture was cooled to room temperature.
  • Compound C2 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C3 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C4 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C5 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C6 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C7 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C8 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C9 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C10 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C11 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C12 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C13 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C14 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C15 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C16 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C17 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C18 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C19 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C20 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C21 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C22 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C23 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C24 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C25 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C26 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C27 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C28 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C29 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C30 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • Compound C31 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1-1, except that each starting material was prepared as in the above reaction scheme.
  • a glass substrate coated with indium tin oxide (ITO) to a thickness of 1,000 ⁇ was placed in distilled water in which detergent was dissolved and washed with ultrasonic waves.
  • ITO indium tin oxide
  • 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.
  • the following compound [HI-A] was thermally vacuum-deposited to a thickness of 600 ⁇ to form a hole injection layer.
  • hexanitrile hexaazatriphenylene (HAT) of the following formula was vacuum-deposited 50 ⁇ and the following compound [HT-A] (600 ⁇ ) sequentially to form a hole transport layer.
  • the compound C1 and the following compound [LiQ] (Lithiumquinolate) were vacuum-deposited in a 1:1 weight ratio to form a layer that simultaneously injects and transports electrons to a thickness of 350 ⁇ .
  • a cathode was formed by sequentially depositing lithium fluoride (LiF) to a thickness of 10 ⁇ and aluminum to a thickness of 1,000 ⁇ on the electron injection and transport layer.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 to 0.9 ⁇ /sec
  • the deposition rate of lithium fluoride of the negative electrode was maintained at 0.3 ⁇ /sec
  • the deposition rate of aluminum was maintained at 2 ⁇ /sec
  • the vacuum degree during deposition was 1 ⁇ 10
  • Example 1-1 an organic light emitting diode was manufactured in the same manner as in Example 1-1, except that the compound of Table 1 was used instead of Compound C1.
  • Example 1-1 an organic light emitting diode was manufactured in the same manner as in Example 1-1, except that the compound of Table 1 was used instead of Compound C1.
  • the driving voltage and luminous efficiency of the organic light emitting device were measured at a current density of 10 mA/cm 2 , and the time (T 90 ) at which the initial luminance became 90% compared to the initial luminance was measured at a current density of 20 mA/cm 2 .
  • the results are shown in Table 1 below.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present specification may be used in an organic material layer capable of simultaneously performing electron injection and electron transport of the organic light emitting device.
  • the organic light emitting device including the compound of Formula 1 and Formula 2 combination according to the present specification is, Efficiency than an organic light-emitting device comprising a benzocyenopyridine different from Formula 2, or benzocyenotriazine, or a compound in which Formula 2 is substituted with two or more or a compound in which a benzene ring is condensed to the core structure of Formula 1, It was confirmed that it showed remarkably excellent characteristics in terms of lifespan.

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Abstract

본 명세서는 화학식 1의 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자를 제공한다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자에 관한 것이다.
본 출원은 2021년 02월 09일 한국 특허청에 제출된 한국특허출원 제10-2021-0018331호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
유기전자소자의 대표적인 예로는 유기발광소자가 있다. 일반적으로 유기발광현상이란 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 유기발광소자의 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.
유기발광소자에서 사용되는 물질은 대부분 순수 유기 물질 또는 유기 물질과금속이 착물을 이루는 착화합물이다. 상기 유기발광소자에 사용되는 물질은 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화 시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원 시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 엑시톤이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
전술한 유기발광소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자에 관한 것이다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 하기 화학식 2로 표시되고, 상기 G1 및 G2 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되며,
a는 1 내지 8의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 G1은 각각 서로 같거나 상이하고,
b는 1 내지 8의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2 이상의 G2는 각각 서로 같거나 상이하고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000002
상기 화학식 2에 있어서,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
X는 S, O 또는 CR5R6이고,
상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
Y1 내지 Y4 중 2개는 N이고, 나머지는 L1 또는 L2에 결합하고,
상기 m은 0 내지 5의 정수이고,
상기 n은 0 내지 5의 정수이고,
상기 Z는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
상기 *은 상기 화학식 1과 결합하는 위치를 의미한다.
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 유기전자소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물을 포함하는 유기전자소자를 제조하는 경우, 낮은 구동 전압 및 장수명을 갖는 유기전자소자를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 화합물을 전자주입층, 전자저지층, 전자수송층 및 발광층에 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), 전자주입 및 수송층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다. 하기 화학식 1의 화합물은 코어에 치환되는 치환기들 중에 적어도 한 개가 하기 화학식 2의 화합물과 결합함으로써, 소자의 구동전압이 낮아지며, 또한 소자의 효율이 증가하고, 수명이 길어지는 효과를 얻을 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000003
상기 화학식 1에서,
G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 하기 화학식 2로 표시되고,
상기 G1 및 G2 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되고,
a는 1 내지 8의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 G1은 각각 서로 같거나 상이하고,
b는 1 내지 8의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2 이상의 G2는 각각 서로 같거나 상이하고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000004
상기 화학식 2에 있어서,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
X는 S, O 또는 CR5R6이고,
상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
Y1 내지 Y4 중 2개는 N이고, 나머지는 L1 또는 L2에 결합하고,
상기 m은 0 내지 5의 정수이고,
상기 n은 0 내지 5의 정수이고,
상기 Z는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
상기 *은 상기 화학식 1과 결합하는 위치를 의미한다.
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 PCTKR2022001947-appb-img-000005
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(-D); 할로겐기; 시아노기(-CN); 니트로기; 알킬기; 알케닐기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아민기; 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 PCTKR2022001947-appb-img-000006
(스피로플루오레닐기),
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000007
(스피로비플루오레닐기),
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000008
(9,9-디메틸플루오레닐기) 및
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000009
(9,9-디페닐플루오레닐기) 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기는 알킬기로 치환되어, 알킬아릴기로 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 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 30이다. 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 퀴놀린닐기, 퀴나졸린기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸기, 티아디아졸기, 나프토벤조퓨란기, 디벤조퓨란기 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 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오르토(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기와 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 탄화수소고리; 또는 헤테로고리를 의미한다.
상기 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 2가기인 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 2-12 중 어느 하나일 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000010
[화학식 2-2]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000011
[화학식 2-3]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000012
[화학식 2-4]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000013
[화학식 2-5]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000014
[화학식 2-6]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000015
[화학식 2-7]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000016
[화학식 2-8]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000017
[화학식 2-9]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000018
[화학식 2-10]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000019
[화학식 2-11]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000020
[화학식 2-12]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000021
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-12에 있어서,
X, R1 내지 R4, L1, L2, Z, m, n 및 *은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1은 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 G2는 수소 또는 중수소이며, 상기 a는 1 내지 8의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1은 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 G2는 수소 또는 중수소이며, 상기 a는 1 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1은 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 G2는 수소 또는 중수소이며, 상기 a는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1은 수소 또는 중수소이고, 상기 G2는 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 b는 1 내지 8의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1은 수소 또는 중수소이고, 상기 G2는 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 b는 1 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1은 수소 또는 중수소이고, 상기 G2는 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 b는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알킬기; 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; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 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; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
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 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 각각 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 중수소이고, R3 및 R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 수소이고, R3 및 R4는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기; 치환 또는 비치환된 페난쓰레닐렌기; 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 피리디닐렌기; 치환 또는 비치환된 피리미디닐렌기; 치환 또는 비치환된 퓨라닐렌기; 치환 또는 비치환된 티오페닐렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 피리디닐렌기; 치환 또는 비치환된 퓨라닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 티오페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 나프틸렌기; 피리디닐렌기; 퓨라닐렌기; 또는 티오페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 0 내지 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S, O 또는 CR5R6이고, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S, O 또는 CR5R6이고, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 탄소수 3 내지 30의 탄화수소고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S, O 또는 CR5R6이고, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 탄소수 3 내지 30의 탄화수소고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S, O 또는 CR5R6이고, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 메틸기; 에틸기; 프로필기; 부틸기; 페닐기; 바이페닐기; 또는 나프틸기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 플루오레닐기를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S, O 또는 CR5R6이고, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 메틸기; 또는 페닐기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 플루오레닐기를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 치환 또는 비치환된 피리디닐기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 피리디닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 페닐기; 바이페닐기; 나프틸기; 페난트레닐기; 9,9-디메틸플루오레닐기; 플루오란테닐기; 디벤조퓨라닐기; 디벤조티오페닐기; 또는 피리디닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
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본 명세서의 화학식 1의 화합물은 하기 반응식 1 및 2와 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]
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[반응식 2]
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상기 반응식 1 및 2에서 Y1 내지 Y4, L1, R1 내지 R4, Z, G1 및 G2는 전술한 화학식 2에서의 정의와 같고, A는 할로겐이고, 바람직하게는 브로모, 또는 클로로이다.
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, 전자수송용 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 유기전자소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기전자소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 유기전자소자는 전술한 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기전자소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기전자소자는 유기발광소자, 유기인광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC) 및 유리트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
이하에서는 유기발광소자에 대하여 예시한다.
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 전자주입층을 포함할 수 있고, 상기 전자주입층은 상기 전술한 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층을 포함할 수 있고, 상기 전자수송층은 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.
또 하나의 예로서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 전술한 화합물을 발광층의 호스트로서 포함하고, 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 도펀트의 함량은 호스트 100 중량부에 대하여, 1 중량부 내지 20 중량부로 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 1 중량부 내지 5 중량부로 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/전자주입 및 수송층/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/전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층/음극
본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 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 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층(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 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층(8)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 정공수송층과 발광층 사이에 전자저지층이 구비될 수 있다. 상기 전자저지층은 정공주입층으로부터 주입된 정공이 발광층을 지나 전자주입층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이고, 전술한 화합물 또는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
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 1로 표시되는 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.
발광층이 적색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 녹색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
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, BCP 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. 전자수송층의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 전자수송층의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
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 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층은, 전술한 전자주입층과 전자수송층의 역할을 동시에 하는 층을 의미한다.
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.
제조예 1-1 <화합물 C1의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000087
질소 분위기에서 화합물 P1-A (41.0g, 108.9mmol)와 화합물 S (27.7g, 108.9mmol)를 테트라하이드로퓨란 500ml에 넣고 교반하였다. 이 후 포타슘카보네이트(15.8g, 114.3mmol)를 물 65ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II)디클로라이드 (Pd(dppf)Cl2, 0.16g, 0.218mmol)을 투입하였다. 이 후 서서히 승온하여 환류시키고, 7시간 반응 후 상온으로 식혔다. 이 후 유기층과 물층을 분리하고, 생성된 고체를 여과하였다. 여과한 고체를 톨루엔 100℃에 투입하여 녹이고, 물로 2회 세척한 후 유기층을 분리하였다. 분리된 유기층에 무수황산마그네슘과 산성백토를 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압증류하였다. 농축하며 생성된 고체를 여과하고, 테트라하이드로퓨란 10배에 환류하여 슬러리교반을 1시간 진행 한 후 상온으로 식혀 여과하여 흰색의 고체화합물 P1 (43.8g, 73%, MS: [M+H]+=552)를 제조하였다.
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000088
질소 분위기에서 화합물 P1 (21.6g, 39.2mmol)와 화합물 A1 (14.3g, 117.6mmol)를 톨루엔 1000ml에 넣고 교반하였다. 이 후 포타슘카보네이트(16.2g, 117.6mmol)를 물 100ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 [1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센]팔라듐(II) 다이클로라이드 (0.14g, 0.02mmol)을 투입하였다. 이 후 서서히 승온하여 환류시키고, 12시간 반응 후 상온으로 식혔다. 톨루엔을 500ml 증류하고 상온으로 식힌 후 생성된 고체를 여과하였다. 여과한 고체를 톨루엔 90℃에 투입하여 녹이고, 물로 2회 세척한 후 유기층을 분리하였다. 분리된 유기층에 무수황산마그네슘과 산성백토, 차콜을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압증류하였다. 농축하며 생성된 고체를 여과하고, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트 재결정을 통해 흰색의 고체화합물 C1 (15.2g, 66%, MS: [M+H]+=593)를 제조하였다.
제조예 1-2: <화합물 C2의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000089
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C2을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 669
제조예 1-3: <화합물 C3의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000090
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C3을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 669
제조예 1-4: <화합물 C4의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000091
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C4을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 719
제조예 1-5: <화합물 C5의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000092
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C5을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 719
제조예 1-6: <화합물 C6의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000093
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C6을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 709
제조예 1-7: <화합물 C7의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000094
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C7을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 669
제조예 1-8: <화합물 C8의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000095
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C8을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-9: <화합물 C9의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000096
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C9을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 795
제조예 1-10: <화합물 C10의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000097
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C10을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 759
제조예 1-11: <화합물 C11의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000098
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C11을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 669
제조예 1-12: <화합물 C12의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000099
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C12을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-13: <화합물 C13의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000100
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C13을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-14: <화합물 C14의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000101
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C14을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 795
제조예 1-15: <화합물 C15의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000102
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C15을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 669
제조예 1-16: <화합물 C16의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000103
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C16 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-17: <화합물 C17의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000104
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C17을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 795
제조예 1-18: <화합물 C18의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000105
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C18을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-19: <화합물 C19의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000106
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C19를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-20: <화합물 C20의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000107
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C20을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 795
제조예 1-21: <화합물 C21의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000108
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C21을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-22: <화합물 C22의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000109
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C22을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 669
제조예 1-23: <화합물 C23의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000110
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C23을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 669
제조예 1-24: <화합물 C24의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000111
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C24을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 795
제조예 1-25: <화합물 C25의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000112
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C25을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 745
제조예 1-26: <화합물 C26의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000113
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C26을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 795
제조예 1-27: <화합물 C27의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000114
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C27을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 670
제조예 1-28: <화합물 C28의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000115
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C28을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 679
제조예 1-29: <화합물 C29의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000116
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C29을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 643
제조예 1-30: <화합물 C30의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000117
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C30을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 670
제조예 1-31: <화합물 C31의 제조>
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000118
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 C31을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 647
실시예 1-1
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 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 화합물 [HI-A]를 600Å의 두께로 열 진공증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 50Å 및 하기 화합물 [HT-A] (600Å)를 순차적으로 진공증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 200Å으로 하기 화합물 [BH]와 [BD]를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 상기 화합물 C1과 하기 화합물 [LiQ](Lithiumquinolate)를 1:1 중량비로 진공증착하여 350Å의 두께로 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 10Å 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 내지 0.9 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착 시 진공도는 1 × 10-7 내지 5 × 10-8 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000119
실시예 1-2 내지 1-31
상기 실시예 1-1에서, 화합물 C1 대신 하기 표 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1-1 내지 1-7
상기 실시예 1-1에서, 화합물 C1 대신 하기 표 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000120
유기 발광 소자를 10 mA/cm2의 전류밀도에서 구동 전압과 발광 효율을 측정하였고, 20 mA/cm2의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간(T90)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000121
Figure PCTKR2022001947-appb-img-000122
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 본 명세서에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 전자 주입 및 전자 수송을 동시에 할 수 있는 유기물층에 사용될 수 있다.
상기 표 1의 실시예 1-1 내지 1-31과 비교예 1-1 내지 1-3을 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1과 화학식 2 조합의 화합물을 사용하는 경우, 화학식 1에 트리아진을 추가로 포함하는 화합물의 유기 발광 소자보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 1의 실시예 1-1 내지 1-31과 비교예 1-4 내지 1-7을 비교하면, 본 명세서에 따른 화학식 1과 화학식 2 조합의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는, 본 발명의 화학식 2와 상이한 벤조사이에노피리딘, 또는 벤조사이에노트리아진, 또는 화학식 2가 2개 이상 치환된 화합 또는 화학식 1의 코어구조에 벤젠고리가 축합된 화합물을 포함하는 유기 발광 소자보다 효율, 수명 면에서 현저히 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000123
    상기 화학식 1에서,
    G1 및 G2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 하기 화학식 2로 표시되고, 상기 G1 및 G2 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되고,
    a는 1 내지 8의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 2 이상의 G1은 각각 서로 같거나 상이하고,
    b는 1 내지 8의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 2 이상의 G2는 각각 서로 같거나 상이하고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000124
    상기 화학식 2에 있어서,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    X는 S, O 또는 CR5R6이고,
    상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접한 기는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
    Y1 내지 Y4 중 2개는 N이고, 나머지는 L1 또는 L2에 결합하고,
    상기 m은 0 내지 5의 정수이고,
    상기 n은 0 내지 5의 정수이고,
    상기 Z는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    상기 *은 상기 화학식 1과 결합하는 위치를 의미한다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 2-12 중 어느 하나인 것인 화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000125
    [화학식 2-2]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000126
    [화학식 2-3]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000127
    [화학식 2-4]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000128
    [화학식 2-5]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000129
    [화학식 2-6]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000130
    [화학식 2-7]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000131
    [화학식 2-8]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000132
    [화학식 2-9]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000133
    [화학식 2-10]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000134
    [화학식 2-11]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000135
    [화학식 2-12]
    Figure PCTKR2022001947-appb-img-000136
    상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-12에 있어서,
    X, R1 내지 R4, L1, L2, Z, m 및 n은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 G1은 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 G2는 수소 또는 중수소이며, 상기 a는 1 내지 4의 정수인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 G1은 수소 또는 중수소이며, 상기 G2는 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 b는 1 내지 4의 정수인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기; 치환 또는 비치환된 페난쓰레닐렌기; 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 피리디닐렌기; 치환 또는 비치환된 피리미디닐렌기; 치환 또는 비치환된 퓨라닐렌기; 치환 또는 비치환된 티오페닐렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기인 것인 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 Z는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 피리디닐기인 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화합물들 중 어느 하나인 것인 화합물:
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    .
  9. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기전자소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 유기전자소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 전자주입층을 포함하고, 상기 전자주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기전자소자.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기전자소자.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기전자소자.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 호스트로 포함하는 것인 유기전자소자.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기전자소자는 유기발광소자, 유기인광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC) 및 유리트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유기전자소자.
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