WO2022177400A1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2022177400A1
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조우진
차용범
홍성길
김동헌
이성재
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present specification relates to a compound and an organic light emitting device including the same.
  • the organic light emitting diode has a structure in which an organic thin film is disposed between two electrodes. When a voltage is applied to the organic light-emitting device having such a structure, electrons and holes injected from the two electrodes combine in the organic thin film to form a pair, and then disappear and emit light.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or multiple layers, if necessary.
  • the materials used in organic light emitting devices are pure organic materials or complex compounds in which organic materials and metals are complexed.
  • the 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.
  • 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, and excitons generated by recombination of holes and electrons in the light emitting layer are formed A material with high luminous efficiency that converts it into light when it is formed is preferable.
  • the present specification provides a compound and an organic light emitting device comprising the same.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a compound of Formula 1 below.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Or a substituted or unsubstituted arylene group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a monocyclic aryl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group, a cycloalkyl group, and an aryl group; a polycyclic aryl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group; Or a substituted or unsubstituted O-containing heterocyclic group,
  • a1 is an integer from 0 to 9
  • a2 is an integer from 0 to 6.
  • Another embodiment of the present specification is a first electrode; a second electrode; and at least one organic material layer including a light emitting 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 above.
  • the compound according to an exemplary embodiment of the present specification may be used as a material for an organic material layer of an organic light emitting device, and by using the compound, it is possible to improve efficiency, low driving voltage and/or lifespan characteristics in an organic light emitting device.
  • the compound of the present invention when used for a hole injection layer, a hole transport layer or an electron blocking layer, the driving voltage of the device is lowered, the efficiency of the device is increased, and the lifespan of the device can be obtained.
  • 1 to 3 illustrate an organic light emitting diode according to some exemplary embodiments of the present specification.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a compound of Formula 1 below.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Or a substituted or unsubstituted arylene group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a monocyclic aryl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group, a cycloalkyl group, and an aryl group; a polycyclic aryl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group; Or a substituted or unsubstituted O-containing heterocyclic group,
  • a1 is an integer from 0 to 9
  • a2 is an integer from 0 to 6.
  • 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 when two or more are substituted , two or more substituents may be the same as or different from each other.
  • substituted or unsubstituted refers to deuterium; halogen group; nitrile group (-CN); hydroxyl group; carbonyl group; ester group; silyl group; alkoxy group; an alkyl group; cycloalkyl group; aryl group; And it means that it is substituted with one or two or more substituents selected from the group consisting of a heterocyclic group, is substituted with a substituent to which two or more of the above exemplified substituents are connected, or does not have any substituents.
  • a substituent in which two or more substituents are connected may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group or may be interpreted as a substituent in which two phenyl groups are connected.
  • the halogen group may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n-pentyl , isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n -Heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl,
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 30 carbon atoms, and specifically, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3,4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, etc., but are limited thereto it is not
  • 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-C30. Specifically, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, isopentyloxy, n -hexyloxy, 3,3-dimethylbutyloxy, 2-ethylbutyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, and the like, but is not limited thereto.
  • the silyl group may be an alkylsilyl group or an arylsilyl group, and further may be a trialkylsilyl group or a triarylsilyl group.
  • the number of carbon atoms of the silyl group is not particularly limited, but preferably 1 to 30, the alkylsilyl group may have 1 to 30 carbon atoms, and the arylsilyl group may have 5 to 30 carbon atoms.
  • trimethylsilyl group triethylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, etc., but is not limited thereto. .
  • the aryl group is not particularly limited, but preferably has 6 to 50 carbon atoms, such as 6 to 30 carbon atoms, and the aryl group may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group.
  • the aryl group is a monocyclic aryl group
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but preferably 6 to 30 carbon atoms.
  • the monocyclic aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the aryl group is a polycyclic aryl group
  • the number of carbon atoms is not particularly limited. It is preferable that it is C10-30.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, triphenylene group, pyrene group, phenalenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, fluoranthene group, etc.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent groups may combine with each other to form a ring.
  • the heterocyclic group includes atoms other than carbon and one or more heteroatoms, specifically, the heteroatoms may include one or more atoms selected from the group consisting of O, N, S and P, and the like.
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but preferably has 1 to 50 carbon atoms, further preferably 2 to 30 carbon atoms, and the heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic.
  • the heterocyclic group may be an aromatic ring, an aliphatic ring, and a ring condensed therewith.
  • heterocyclic group examples include a thiophene group, a furanyl group, a pyrrole group, an imidazolyl group, a thiazolyl group, an oxazolyl group, an oxadiazolyl group, a pyridyl group, a bipyridyl group, a pyrimidyl group, a triazinyl group, Triazolyl group, acridyl group, pyridazinyl group, pyrazinyl group, quinolyl group, quinazolyl group, quinoxalyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group group, isoquinolyl group, indolyl group, carbazolyl group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, benzothiazolyl group, benzocar
  • Chemical Formula 1 is represented by the following Chemical Formula 1-1 or 1-2.
  • L1 and L2 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 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 naphthylene group; Or a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a phenylene group unsubstituted or substituted with deuterium; a naphthylene group unsubstituted or substituted with deuterium; Or a biphenylene group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, and a monocyclic aryl group having 6 to 30 carbon atoms which is unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Substituted or an unsubstituted polycyclic aryl group having 10 to 30 carbon atoms; or a substituted or unsubstituted C 2 to C 30 O-containing heterocyclic group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a monocyclic aryl group substituted or unsubstituted with one or more selected from the group consisting of deuterium and an aryl group; a polycyclic aryl group substituted or unsubstituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, an alkyl group and an aryl group; Or an O-containing heterocyclic group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group, a cycloalkyl group, and an aryl group.
  • a naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group
  • a biphenyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group, a cycloalkyl group, and an aryl group
  • a terphenyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, a halogen group, a nitrile group, a silyl group, an alkoxy group, a cycloalkyl group, and an aryl group
  • a phenant unsubstituted or substituted with
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium and an aryl group; a naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium and an aryl group; a biphenyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium and an aryl group; a terphenyl group substituted or unsubstituted with one or more selected from the group consisting of deuterium and an aryl group; a phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of deuterium and an aryl group; a fluorenyl group substituted or unsubstituted with one or more selected from the group consisting of deuterium, an alkyl group and
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; a naphthyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; a naphthyl group unsubstituted or substituted with deuterium; a biphenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; a biphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; terphenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; a terphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; a phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with an aryl group; a phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with deuterium;
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with a fluorenyl group substituted with deuterium, a naphthyl group, a phenanthrenyl group, or an alkyl group; a naphthyl group unsubstituted or substituted with deuterium, a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, or a phenanthrenyl group; a biphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium or a naphthyl group; a terphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; a phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; a fluorenyl group unsubstituted or substituted with a methyl group; or a dibenzofuran group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently has any one of the following structures.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group,
  • the structures may be substituted with additional deuterium,
  • Chemical Formula 1 is selected from the following compounds.
  • hydrogen that is not indicated among the compounds may be substituted with deuterium.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be prepared according to the following reaction scheme.
  • 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 light emitting device includes a first electrode; a second electrode; and at least one organic material layer including a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one organic material layer includes the compound of Formula 1 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 light emitting device of the present specification may be manufactured by sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation
  • a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof is deposited on the substrate.
  • PVD physical vapor deposition
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing a second electrode material, an organic material layer, and a first electrode material on a substrate.
  • the compound of Formula 1 may be formed into an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method when manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution coating method refers to spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, and the like, but is not limited thereto.
  • the organic material layer may have a single-layer structure, but may have a multi-layered structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic material layer is a hole injection layer, a hole transport layer, a layer for injecting and transporting holes at the same time, an electron blocking layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer and an electron injection and It may be a multi-layered structure including a layer that simultaneously transports and 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 be formed of the same material or different materials.
  • 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.
  • a multi-layered organic material layer is included between the first electrode and the light emitting layer, and the organic material layer close to the light emitting layer contains the compound.
  • the organic material layer includes an electron transport layer or an electron injection layer, and the electron transport layer or the electron injection layer includes the compound.
  • the organic material layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, or an electron blocking layer, and the hole injection layer, the hole transport layer or the electron blocking layer may include the compound.
  • the organic material layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron blocking layer
  • the electron blocking layer may include the compound
  • the light emitting layer includes the compound.
  • the light emitting layer may include the compound as a dopant of the light emitting layer.
  • the light emitting layer may include the compound as a dopant of the light emitting layer, and may further include a host.
  • the light emitting layer may include the compound as a dopant of the light emitting layer, further include a fluorescent host or a phosphorescent host, and may further include another organic compound, a metal or a metal compound as a dopant.
  • the emission layer includes the compound as a dopant of the emission layer, further includes a fluorescent host or a phosphorescent host, and an iridium-based (Ir) dopant may also be used.
  • the light emitting layer may include the compound as a host of the light emitting layer.
  • the light emitting layer may include the compound as a host of the light emitting layer, and may further include a dopant.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer, and the electron blocking layer may include the compound.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; a second electrode; and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, and further comprising a single organic material layer between the light emitting layer and the first electrode, wherein the organic material layer includes the compound of Formula 1 above.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; a second electrode; and a light-emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, and further comprising a multi-layered organic material layer between the light-emitting layer and the first electrode, wherein at least one of the organic material layers contains the compound.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; a second electrode; and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, and further comprising at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron blocking layer between the light emitting layer and the first electrode, the hole injection layer and the hole At least one of the transport layer and the electron blocking layer contains the compound.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; a second electrode; and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, comprising a hole injection layer, a hole transport layer and an electron blocking layer between the first electrode and the light emitting layer, the hole injection layer, the hole transport layer and the electron blocking layer At least one mezzanine layer contains the compound.
  • an organic light emitting device includes a first electrode; hole injection layer; hole transport layer; electron blocking layer; light emitting layer; and a second electrode in sequence, and at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, and the electron blocking layer contains the compound.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; hole injection layer; hole transport layer; electron blocking layer; light emitting layer; and a structure in which a second electrode is sequentially stacked, and the hole injection layer, hole transport layer, or electron blocking layer includes the compound.
  • an additional organic material layer may be further included between the light emitting layer and the second electrode.
  • a hole blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer, and a layer for simultaneously injecting and transporting electrons may be further included between the light emitting layer and the second electrode.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; hole injection layer; hole transport layer; electron blocking layer; light emitting layer; hole blocking layer; electron injection and transport layer; and a structure in which the second electrode is sequentially stacked, and at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, and the electron blocking layer includes the compound.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; hole injection layer; hole transport layer; electron blocking layer; light emitting layer; hole blocking layer; electron injection and transport layer; and a structure in which a second electrode is sequentially stacked, and the hole injection layer, hole transport layer, or electron blocking layer includes the compound
  • the organic light emitting device includes a first electrode; hole injection layer; hole transport layer; electron blocking layer; light emitting layer; hole blocking layer; electron injection and transport layer; and a structure in which a second electrode is sequentially stacked, and the electron blocking layer includes the 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 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 shows an example of an organic light emitting device including a substrate 1 , a first electrode 2 , a light emitting layer 3 , and a second electrode 4 .
  • FIG. 2 is an organic light emitting device including a substrate 1 , a first electrode 2 , a hole injection layer 5 , a hole transport layer 6 , a light emitting layer 7 , an electron transport layer 8 , and a second electrode 4 .
  • a substrate 1 a substrate 1 , a first electrode 2 , a hole injection layer 5 , a hole transport layer 6 , a light emitting layer 7 , an electron transport layer 8 , and a second electrode 4 .
  • FIG. 3 shows a substrate 1, a first electrode 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 injection and An example of an organic light emitting device connected to the transport layer 11 and the second electrode 4 is shown.
  • the organic light emitting device may have, for example, the following stacked structure in addition to the structure specified in the drawings, but is not limited thereto.
  • the 'electron transport layer/electron injection layer' may be replaced with an 'electron injection and transport layer' or 'a layer that simultaneously injects and transports electrons'.
  • the hole transport layer may have a multilayer structure.
  • it may be composed of a first hole transport layer and a second hole transport layer including different materials.
  • 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 include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold, or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); combinations of metals and oxides such as ZnO:Al or SnO 2 :Sb; and 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 anode material metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof, LiF/Al or LiO 2 /Al, such as multi-layered materials, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole injection layer may serve to smoothly inject holes from the anode to the light emitting layer.
  • the hole injection material is a material capable of well injecting holes from the anode at a low voltage, and it is preferable that the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is between the work function of the anode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • hole injection material metal porphyrine, oligothiophene, arylamine-based compound, hexanitrile hexaazatriphenylene-based compound, quinacridone-based compound, and perylene-based compound compound, benzonitrile-based compound, anthraquinone, polyaniline, and polythiophene-based conductive polymer, but is not limited thereto.
  • an arylamine-based compound and a benzonitrile-based compound may be used for the hole injection layer.
  • the hole injection layer may have a thickness of 1 to 150 nm.
  • the thickness of the hole injection layer is 1 nm or more, there is an advantage in that the hole injection characteristics can be prevented from being deteriorated, and when it is 150 nm or less, the thickness of the hole injection layer is too thick, so that the driving voltage is increased to improve hole movement There are advantages to avoiding this.
  • the hole transport layer may serve to facilitate hole transport.
  • the hole transport material a material capable of receiving holes from the anode or hole injection layer and transferring them to the light emitting layer is suitable.
  • the hole transport material includes, but is not limited to, an arylamine-based compound, a carbazole-based compound, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together.
  • a carbazole-based compound substituted with an arylamine group may be used in the hole transport layer, but is not limited thereto.
  • An additional hole buffer layer may be provided between the hole injection layer and the hole transport layer, and may include hole injection or transport materials known in the art.
  • An electron blocking layer may be provided between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the above-described compound or a material known in the art may be used for the electron blocking layer.
  • the light emitting layer may emit red, green, or blue light, and may be formed 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 transporting 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 light-emitting material includes an 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); carbazole-based compounds; dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzo quinoline-metal compounds; compounds of the benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series; Poly(p-phenylenevinylene) (PPV)-based polymers; spiro compounds; polyfluorene; Rubrene and the like, but are not limited thereto.
  • Alq 3 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 are not limited thereto.
  • Examples of the host material for the light emitting layer include 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, and the like
  • heterocyclic-containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, ladder type Furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • an anthracene derivative may be used as the host of the emission layer, but is 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.
  • a fluorescent material such as Alq 3 (tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)
  • Alq 3 tris(8-hydroxyquinolino)aluminum
  • 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 pyrene-based compound, a PFO-based polymer, or a PPV-based polymer may be used, but is not limited thereto.
  • a pyrene-based compound may be used as the dopant, but is not limited thereto.
  • a hole blocking layer may be provided between the electron transport layer and the light emitting layer.
  • 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 blocking material includes, but is not limited to, an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a triazine derivative, a phenanthroline derivative, BCP, an aluminum complex, and the like.
  • a triazine derivative may be used, but is not limited thereto.
  • 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.
  • the electron transport material includes an Al complex of 8-hydroxyquinoline, a complex including Alq 3 , an organic radical compound, a hydroxyflavone-metal complex, and the like, but is 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 in that the electron transport characteristics can be prevented from being deteriorated, and if it is 50 nm or less, the thickness of the electron transport layer is too thick to prevent an increase in the driving voltage to improve the movement of electrons. There is an advantage.
  • the electron injection layer may serve to facilitate electron injection.
  • As the electron injection material a compound having an ability to transport electrons, an electron injection effect from the cathode, an excellent electron injection effect for a light emitting layer or a light emitting material, and an excellent thin film forming ability is preferable.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, triazine, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane , anthrone and the like, derivatives thereof, metal complex compounds, nitrogen-containing 5-membered ring derivatives, and the like, 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 electron transport layer and the electron injection layer may be formed as a single layer.
  • the electron injection and transport layer may be formed by vacuum deposition of the electron injection material and the electron transport material at the same time.
  • the electron injection and transport layer may further include a metal complex.
  • the metal complex include, but are not limited to, an Al complex of 8-hydroxyquinoline (Alq 3 ), LiQ, and a metal complex compound.
  • the electron injection and transport layer may be a triazine derivative and lithium quinolite (LiQ), but 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 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 washing 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 thermally vacuum-depositing a compound of the following compound HI1 and a compound of the following compound HI2 to a thickness of 100 ⁇ in a ratio of 98:2 (molar ratio) on the prepared anode, ITO transparent electrode.
  • a hole transport layer was formed by vacuum-depositing a compound (1150 ⁇ ) represented by the following formula HT1 on the hole injection layer. Then, the compound 1 prepared in Preparation Example 1 was vacuum-deposited to a film thickness of 50 ⁇ on the hole transport layer to form an electron blocking layer.
  • the compound represented by the following formula BH and the compound represented by the following formula BD to a thickness of 200 ⁇ on the electron blocking layer were vacuum-deposited in a weight ratio of 25:1 to form a light emitting layer.
  • a hole blocking layer was formed by vacuum-depositing a compound represented by the following Chemical Formula HB1 to a film thickness of 50 ⁇ on the light emitting layer.
  • the compound represented by the formula ET1 and the compound represented by the formula LiQ were vacuum-deposited in a weight ratio of 1:1 to form an electron injection and transport layer to a thickness of 310 ⁇ .
  • a cathode was formed by sequentially depositing lithium fluoride (LiF) to a thickness of 12 ⁇ and aluminum to a thickness of 1,000 ⁇ on the electron injection and transport layer.
  • LiF lithium fluoride
  • the deposition rate of organic material was maintained at 0.4 ⁇ /sec to 0.7 ⁇ /sec, the deposition rate of lithium fluoride of the negative electrode was 0.3 ⁇ /sec, and the deposition rate of aluminum was 2 ⁇ /sec, and the vacuum degree during deposition was 2x10.
  • An organic light emitting diode was manufactured in the same manner as in Example 1-1, except that the compound shown in Table 1 was used instead of Compound 1 in Example 1-1.
  • An organic light emitting diode was manufactured in the same manner as in Example 1-1, except that the compound shown in Table 1 was used instead of Compound 1 in Example 1-1.
  • the compounds of EB1, EB2, EB3 and EB4 used in Table 1 below are as follows.
  • T95 means the time required for the luminance to decrease from the initial luminance (1600 nit) to 95%.
  • the organic light emitting device using the compound of the present invention as an electron blocking layer exhibited excellent characteristics in terms of efficiency, driving voltage and stability of the organic light emitting device.
  • the organic light emitting device using a compound other than Chemical Formula 1 as the electron blocking layer showed characteristics that the driving voltage increased and the efficiency and lifespan decreased.
  • a compound in which -L1-Ar1 and -L2-Ar2 are the same (Comparative Example 1-1)
  • a compound in which at least one of Ar1 and Ar2 is substituted with an amine group (Comparative Example 1-2)
  • Ar1 and Ar2 When the compound (Comparative Examples 1-3 and 1-4) in which at least one is an N-containing heterocyclic ring or an S-containing heterocyclic group is applied, the driving voltage is increased compared to the Examples, and the efficiency and lifespan are reduced.

Abstract

본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 출원은 본 출원은 2021년 2월 22일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2021-0023444호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 전공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 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 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 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, 정공 및 전자가 발광층에서 재결합하여 생성되는 엑시톤(exciton)이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000001
상기 화학식 1에 있어서,
L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 O 함유 헤테로고리기이며,
-L1-Ar1과 -L2-Ar2는 서로 상이하고,
a1은 0 내지 9의 정수이며,
a2는 0 내지 6의 정수이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 사용함으로써 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성의 향상이 가능하다.
특히, 본 발명의 화합물을 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층에 사용하는 경우 소자의 구동전압이 낮아지며, 소자의 효율이 증가하고, 또한 소자의 수명이 길어지는 효과를 얻을 수 있다.
도 1 내지 3는 본 명세서의 몇몇 실시상태들에 따른 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
1: 기판
2: 제1 전극
3: 발광층
4: 제2 전극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자수송층
9: 전자차단층
10: 정공차단층
11: 전자주입 및 수송층
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000002
상기 화학식 1에 있어서,
L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 O 함유 헤테로고리기이며,
-L1-Ar1과 -L2-Ar2는 서로 상이하고,
a1은 0 내지 9의 정수이며,
a2는 0 내지 6의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기발광소자에 적용시 구동 전압의 감소, 효율의 상승 및/또는 수명이 상승되는 효과가 있다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서,
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000003
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기(-CN); 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 실릴기; 알콕시기; 알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 도 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 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, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 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 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 알킬실릴기 또는 아릴실릴기일 수 있으며, 나아가 트리알킬실릴기 또는 트리아릴실릴기일 수 있다. 상기 실릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하며, 알킬실릴기의 탄소수는 1 내지 30이고, 아릴실릴기의 탄소수는 5 내지 30일 수 있다. 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 50, 예컨대 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 아릴기는 단환의 아릴기 또는 다환의 아릴기일 수 있다.
상기 아릴기가 단환의 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환의 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환의 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환의 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 트리페닐렌기, 피렌기, 페날레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 플루오란텐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000004
,
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000005
,
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000006
및
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000007
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴렌기는 2가인 것을 제외하고 상술한 아릴기의 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, S 및 P 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50, 나아가 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 상기 헤테로고리기는 방향족 고리, 지방족 고리 및 이들이 축합된 고리일 수 있다. 상기 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀릴기, 퀴나졸릴기, 퀴녹살릴기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀릴기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000008
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000009
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
a1, a2, L1, L2, Ar1 및 Ar2의 정의는 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환의 아릴기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 30의 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 O 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 중수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 O 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 중수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 나프틸기, 페난트레닐기, 또는 알킬기로 치환된 플루오레닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기 또는 페난트레닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조 중 어느 하나이다.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000010
상기 구조에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
상기 구조들은 추가의 중수소로 치환될 수 있으며,
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000011
은 화학식 1에 결합되는 부분이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택된다.
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Figure PCTKR2022002561-appb-img-000013
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상기 화합물들은 중수소로 치환될 수 있다.
구체적으로, 상기 화합물들 중 표시가 생략된 수소는 중수소로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 반응식에 따라 제조될 수 있다.
[반응식]
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000019
상기 반응식에 있어서, a1, a2, L1, L2, Ar1 및 Ar2의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
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 정공주입층 물질, 정공수송층 물질, 전자차단층 물질, 발광층 물질 및 전자수송층 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; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
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.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 물리 증착 방법(PVD: physical Vapor Deposition)을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 제1 전극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 발광층, 정공차단층 및 전자주입 및 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 제2 전극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 제2 전극 물질부터 유기물층, 제1 전극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 예컨대, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공주입 및 수송을 동시에 하는 층, 전자차단층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 전자주입 및 수송을 동시에 하는 층 등을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극과 발광층 사이에 다층의 유기물층을 포함하고, 상기 발광층에 가까운 측의 유기물층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층은 상기 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층을 포함하고, 상기 전자차단층은 상기 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 호스트를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 더 포함하며, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 더 포함하며, 이리듐계(Ir) 도펀트도 함께 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 호스트로서 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화합물을 발광층의 호스트로서 포함하고, 도펀트를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층을 포함하고, 상기 전자차단층은 상기 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층과 제1 전극 사이에 단층의 유기물층을 더 포함하며, 상기 유기물층이 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층과 제1 전극 사이에 다층의 유기물층을 더 포함하며, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층과 제1 전극 사이에 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상을 더 포함하며, 상기 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 제1 전극과 발광층 사이에 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층을 포함하며, 상기 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 및 제2 전극이 순차적으로 구비된 구조이며, 상기 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층과 제2 전극 사이에 추가의 유기물층이 더 포함될 수 있다. 예컨대, 상기 발광층과 제2 전극 사이에 정공차단층, 전자주입층, 전자수송층, 및 전자주입 및 수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상이 더 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 정공차단층; 전자주입 및 수송층; 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 정공차단층; 전자주입 및 수송층; 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층이 상기 화합물을 포함한다
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 정공주입층; 정공수송층; 전자차단층; 발광층; 정공차단층; 전자주입 및 수송층; 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 전자차단층이 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 3에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판(1), 제1 전극(2), 발광층(3) 및 제2 전극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 제2 전극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자차단층(9), 발광층(7), 정공차단층(10), 전자주입 및 수송층(11) 및 제2 전극(4)으로 이어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
구체적으로, 상기 유기 발광 소자는 상기 도면에 명시된 구조 외에 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/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(8) 양극/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(9) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/음극
(10) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(11) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(12) 양극/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/음극
(14) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/음극
(15) 양극/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/정공차단층/전자주입 및 수송층/음극
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 '전자수송층/전자주입층'은 '전자주입 및 수송층' 또는 '전자주입 및 수송을 동시에 하는 층'으로 대체될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공수송층은 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 서로 상이한 물질을 포함하는 제1 정공수송층 및 제2 정공수송층으로 구성될 수 있다.
상기 양극은 정공을 주입하는 전극으로, 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 예컨대, 상기 양극 물질예로는 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; 및 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. 예컨대, 상기 음극 물질로는 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 애노드로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 애노드로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 애노드 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 예컨대, 정공 주입 물질로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 화합물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 화합물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 화합물, 페릴렌(perylene) 계열의 화합물, 벤조니트릴 계열의 화합물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 정공주입층은 아릴아민 계열의 화합물 및 벤조니트릴계열의 화합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 할로겐기로 치환된 벤조니트릴계 화합물 및 카바졸기로 치환된 아릴아민계 화합물이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 정공주입층의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 수송 물질로는 애노드나 정공주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 예컨대, 정공 수송 물질로는 아릴아민 계열의 화합물, 카바졸 계열의 화합물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 정공수송층에는 아릴아민기로 치환된 카바졸계 화합물이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
정공주입층과 정공수송층 사이에 추가로 정공버퍼층이 구비될 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 정공주입 또는 수송재료를 포함할 수 있다.
상기 정공수송층과 발광층 사이에 전자차단층이 구비될 수 있다. 상기 전자차단층에는 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 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송 받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 예컨대, 상기 발광 물질로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카바졸 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 화합물 등이 있다. 예컨대, 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, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 발광층의 호스트로는 안트라센 유도체가 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
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, 이들에만 한정되는 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, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), 피렌계 화합물, PFO계 고분자, PPV계 고분자와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 도펀트로는 피렌계 화합물이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자수송층과 발광층 사이에 정공차단층이 구비될 수 있다. 상기 정공차단층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 정공 차단 물질로는 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 트리아진 유도체가 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 예컨대, 상기 전자 수송 물질로는 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, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 예컨대, 상기 전자 주입 물질로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 트리아진, 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.
상기 전자수송층 및 전자주입층은 단층으로 형성될 수 있다. 예컨대, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질을 동시에 진공증착하여 전자주입 및 수송층을 형성할 수 있다. 상기 전자주입 및 수송층은 금속 착체를 더 포함할 수 있다. 상기 금속 착체의 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물(Alq3), LiQ, 금속 착체 화합물 등이 있으나, 이에만 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 전자주입 및 수송층은 트리아진 유도체와 리튬퀴놀라이트(LiQ)가 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다
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 >
제조예 1.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000020
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A(12.0 g, 35.42 mmol) 및 화합물 a-1(14.08 g, 35.42 mmol)을 크실렌 120 mL에 완전히 녹인 후 소듐 터트-부톡사이드(Sodium tert-butoxide, NaOtBu)(4.76 g, 49.58 mmol)를 첨가하고, 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0)(Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0))(0.18 g, 0.35 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 필터(filter)하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 1(18.5 g, 수율: 75%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 700
제조예 2.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000021
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A(10.5 g, 30.99 mmol) 및 화합물 a-2(11.51 g, 30.99 mmol)를 크실렌 105 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.17 g, 43.38 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.16 g, 0.31 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 2(14.4 g, 수율: 69%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 674
제조예 3.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000022
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A(11.3 g, 33.35 mmol) 및 화합물 a-3(11.52 g, 33.35 mmol)을 크실렌 113 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.49 g, 46.69 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.17 g, 0.33 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 3(13.8 g, 수율: 64%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 648
제조예 4.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000023
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A(12.1 g, 35.71 mmol) 및 화합물 a-4(13.27 g, 35.71 mmol)를 크실렌 121 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.80 g, 50.00 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.18 g, 0.36 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 4(15.2 g, 수율: 63%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 674
제조예 5.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000024
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A(10.8 g, 31.87 mmol) 및 화합물 a-5(15.03 g, 31.87 mmol)를 크실렌 108 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.29 g, 44.62 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.16 g, 0.32 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 5(13.5 g, 수율: 55%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 774
제조예 6.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000025
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A(10.5 g, 30.99 mmol) 및 화합물 a-6(11.2 g, 30.99 mmol)을 크실렌 105 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.17 g, 43.38 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.16 g, 0.31 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 6(16.2 g, 수율: 79%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 664
제조예 7.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000026
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A(10.2 g, 30.10 mmol) 및 화합물 a-7(13.47 g, 30.10 mmol)을 크실렌 102 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.05 g, 42.15 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.15 g, 0.30 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 7(15.4 g, 수율: 68%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 750
제조예 8.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000027
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B(11.5 g, 33.94 mmol) 및 화합물 a-1(13.49 g, 33.94 mmol)을 크실렌 115 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.57 g, 47.52 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.17 g, 0.34 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 8(15.00 g, 수율: 63%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 700
제조예 9.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000028
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B(10.3 g, 30.40 mmol) 및 화합물 a-8(12.81 g, 30.40 mmol)을 크실렌 103 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.09 g, 42.56 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.16 g, 0.30 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 9(14.80 g, 수율: 67%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 724
제조예 10.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000029
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B(12.0 g, 35.42 mmol) 및 화합물 a-5(16.70 g, 35.42 mmol)를 크실렌 120 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.76 g, 49.58 mmol)를 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.18 g, 0.35 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 10(14.50 g, 수율: 53%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 774
제조예 11.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000030
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B(11.5 g, 33.94 mmol) 및 화합물 a-9(12.61 g, 33.94 mmol)를 크실렌 115 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(4.57 g, 47.52 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.17 g, 0.34 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL로 재결정하여 화합물 11(11.50 g, 수율: 50%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 674
제조예 12.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000031
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 C(15.0 g, 42.38 mmol) 및 화합물 a-10(12.77 g, 43.23 mmol)을 크실렌 120 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(6.11 g, 63.57 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.22 g, 0.42 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL으로 재결정하여 화합물 12(14.50 g, 수율: 56%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 613
제조예 13.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000032
질소 분위기에서 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 D(15.0 g, 42.38 mmol) 및 화합물 a-11(13.46 g, 42.23 mmol)을 크실렌 120 mL에 완전히 녹인 후 NaOtBu(6.11 g, 63.57 mmol)을 첨가하고, Bis(tri-tert-butylphosphine) palladium(0)(0.22 g, 0.42 mmol)을 넣은 후 3시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 filter하여 base를 제거한 후 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250 mL으로 재결정하여 화합물 13(15.4 g, 수율: 58%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 629
< 실시예 >
실시예 1-1
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 양극인 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 HI1 및 하기 화합물 HI2의 화합물을 98:2(몰비)의 비가 되도록 100Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 위에 하기 화학식 HT1으로 표시되는 화합물(1150Å)을 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 50Å으로 제조예 1에서 제조된 화합물 1을 진공 증착하여 전자차단층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자차단층 위에 막 두께 200Å으로 하기 화학식 BH로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 BD로 표시되는 화합물을 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 막 두께 50Å으로 하기 화학식 HB1으로 표시되는 화합물을 진공 증착하여 정공차단층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공차단층 위에 하기 화학식 ET1으로 표시되는 화합물과 하기 화학식 LiQ로 표시되는 화합물을 1:1의 중량비로 진공증착하여 310Å의 두께로 전자주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000033
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4Å/sec 내지 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2x10- 7torr 내지 5x10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 1-2 내지 실시예 1-13.
상기 실시예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1-1 내지 1-4.
상기 실시예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 하기 표 1에서 사용한 EB1, EB2, EB3 및 EB4의 화합물을 하기와 같다.
Figure PCTKR2022002561-appb-img-000034
상기 실시예 1-1 내지 1-13 및 비교예 1-1 내지 1-4에서 제조한 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. T95는 휘도가 초기 휘도(1600 nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
화합물
(전자차단층)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A
@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)		 T95
(hr)
실시예 1-1 화합물 1 3.88 4.34 (0.141, 0.052) 175
실시예 1-2 화합물 2 3.62 4.36 (0.141, 0.053) 188
실시예 1-3 화합물 3 3.67 4.19 (0.141, 0.054) 185
실시예 1-4 화합물 4 3.76 4.44 (0.141, 0.052) 198
실시예 1-5 화합물 5 3.88 4.36 (0.141, 0.052) 202
실시예 1-6 화합물 6 3.62 4.39 (0.141, 0.053) 184
실시예 1-7 화합물 7 3.73 4.27 (0.141, 0.054) 179
실시예 1-8 화합물 8 3.77 4.36 (0.142, 0.052) 195
실시예 1-9 화합물 9 3.75 4.42 (0.142, 0.052) 200
실시예 1-10 화합물 10 3.82 4.26 (0.142, 0.051) 182
실시예 1-11 화합물 11 3.58 4.28 (0.141, 0.052) 188
실시예 1-12 화합물 12 3.62 4.19 (0.141, 0.054) 215
실시예 1-13 화합물 13 3.70 4.40 (0.141, 0.052) 222
비교예 1-1 EB1 3.95 3.94 (0.141, 0.052) 168
비교예 1-2 EB2 4.06 3.52 (0.141, 0.053) 150
비교예 1-3 EB3 4.29 3.66 (0.142, 0.052) 142
비교예 1-4 EB4 4.29 3.64 (0.142, 0.052) 135
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 화합물을 전자차단층으로 사용한 유기 발광 소자는, 유기 발광 소자의 효율, 구동 전압 및 안정성 면에서 우수한 특성을 나타내었다.
반면에, 화학식 1이 아닌 화합물을 전자차단층으로 사용한 유기 발광 소자는 구동 전압이 상승하고, 효율 및 수명이 저하되는 특성을 보였다.
구체적으로, 화학식 1에서 -L1-Ar1 및 -L2-Ar2가 동일한 화합물(비교예 1-1), Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나가 아민기로 치환된 화합물(비교예 1-2), Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나가 N 함유 헤테로고리 또는 S 함유 헤테로고리기인 화합물(비교예 1-3 및 1-4)을 적용한 경우 실시예에 비하여 구동 전압이 상승하고, 효율 및 수명이 저하되는 특성을 보였다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(전자차단층)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000035
    상기 화학식 1에 있어서,
    L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 실릴기, 알콕시기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 O 함유 헤테로고리기이며,
    -L1-Ar1과 -L2-Ar2는 서로 상이하고,
    a1은 0 내지 9의 정수이며,
    a2는 0 내지 6의 정수이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000036
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000037
    상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
    a1, a2, L1, L2, Ar1 및 Ar2의 정의는 화학식 1에서의 정의와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 중수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 O 함유 헤테로고리기인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 중수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조 중 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000038
    상기 구조에 있어서,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
    상기 구조들은 추가의 중수소로 치환될 수 있으며,
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000039
    은 화학식 1에 결합되는 부분이다.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000040
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000041
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000042
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000043
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000044
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000045
    Figure PCTKR2022002561-appb-img-000046
    상기 화합물들은 중수소로 치환될 수 있다.
  8. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 및 전자차단층을 포함하고, 상기 전자차단층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000012229A (ja) * 1998-06-29 2000-01-14 Toyo Ink Mfg Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20170082995A (ko) * 2016-01-07 2017-07-17 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR20180071217A (ko) * 2016-10-21 2018-06-27 삼성디스플레이 주식회사 모노아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2018186404A1 (ja) * 2017-04-03 2018-10-11 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
KR20190140233A (ko) * 2018-06-11 2019-12-19 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6370568B2 (ja) 2014-03-14 2018-08-08 出光興産株式会社 インク組成物、インク組成物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000012229A (ja) * 1998-06-29 2000-01-14 Toyo Ink Mfg Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20170082995A (ko) * 2016-01-07 2017-07-17 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR20180071217A (ko) * 2016-10-21 2018-06-27 삼성디스플레이 주식회사 모노아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2018186404A1 (ja) * 2017-04-03 2018-10-11 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
KR20190140233A (ko) * 2018-06-11 2019-12-19 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

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