WO2023085789A1 - 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2023085789A1
WO2023085789A1 PCT/KR2022/017602 KR2022017602W WO2023085789A1 WO 2023085789 A1 WO2023085789 A1 WO 2023085789A1 KR 2022017602 W KR2022017602 W KR 2022017602W WO 2023085789 A1 WO2023085789 A1 WO 2023085789A1
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mmol
group
layer
water
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PCT/KR2022/017602
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김민준
이동훈
서상덕
김영석
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04—Ortho-condensed systems
    • C07D491/044—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C07D491/048—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a novel compound and an organic light emitting device including the same.
  • the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon in which electrical energy is converted into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using an organic light emitting phenomenon has a wide viewing angle, excellent contrast, and a fast response time, and has excellent luminance, driving voltage, and response speed characteristics, and thus many studies are being conducted.
  • An organic light emitting device generally has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer between the anode and the cathode.
  • the organic material layer is often composed of a multi-layered structure composed of different materials, and may include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • a voltage is applied between the two electrodes, holes are injected from the anode and electrons from the cathode are injected into the organic material layer, and when the injected holes and electrons meet, excitons are formed. When it falls back to the ground state, it glows.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2000-0051826
  • the present invention relates to a novel organic light emitting material and an organic light emitting device including the same.
  • the present invention provides a compound represented by Formula 1 below:
  • Any one of X 1 to X 10 is N, the others are CR,
  • R is each independently hydrogen, deuterium, or a substituent represented by the following formula (2),
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; Or a C 2-60 heteroaryl containing at least one selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S, except for biphenylyl substituted with a methoxy group,
  • L 1 to L 3 are each independently a single bond; Substituted or unsubstituted C 6-60 arylene; Or a C 2-60 heteroarylene containing at least one selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S.
  • the present invention is a first electrode; a second electrode provided to face the first electrode; and one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes the compound represented by Chemical Formula 1. .
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be used as a material for an organic material layer of an organic light emitting device, and may improve efficiency, low driving voltage, and/or lifetime characteristics of an organic light emitting device.
  • the compound represented by Formula 1 may be used as a hole injection, hole transport, light emission, electron transport, and/or electron injection material.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting device composed of a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 3 and a cathode 4.
  • FIG. 2 shows a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, an electron blocking layer 7, a light emitting layer 3, a hole blocking layer 8, an electron injection and transport layer ( 9) and an example of an organic light emitting element composed of a cathode 4 is shown.
  • the present invention provides a compound represented by Formula 1 above.
  • substituted or unsubstituted means deuterium; halogen group; nitrile group; nitro group; hydroxy group; carbonyl group; ester group; imide group; amino group; phosphine oxide group; alkoxy group; aryloxy group; Alkyl thioxy group; Arylthioxy group; an alkyl sulfoxy group; aryl sulfoxy group; silyl group; boron group; an alkyl group; cycloalkyl group; alkenyl group; aryl group; aralkyl group; Aralkenyl group; Alkyl aryl group; Alkylamine group; Aralkylamine group; heteroarylamine group; Arylamine group; Arylphosphine group; Or substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a heteroaryl group containing one or more of N, O, and S atoms, or substituted or unsub
  • a substituent in which two or more substituents are connected may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group, and may be interpreted as a substituent in which two phenyl groups are connected.
  • the number of carbon atoms of the carbonyl group is not particularly limited, but is preferably 1 to 40 carbon atoms. Specifically, it may be a substituent having the following structure, but is not limited thereto.
  • the ester group may be substituted with an aryl group having 6 to 25 carbon atoms or a straight-chain, branched-chain or cyclic chain alkyl group having 1 to 25 carbon atoms in the ester group. Specifically, it may be a substituent of the following structural formula, but is not limited thereto.
  • the number of carbon atoms of the imide group is not particularly limited, but is preferably 1 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a substituent having the following structure, but is not limited thereto.
  • the silyl group is specifically 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. but not limited to
  • the boron group specifically includes a trimethyl boron group, a triethyl boron group, a t-butyldimethyl boron group, a triphenyl boron group, a phenyl boron group, but is not limited thereto.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group may be straight-chain or branched-chain, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. According to one embodiment, the number of carbon atoms of the alkyl group is 1 to 20. According to another exemplary embodiment, the number of carbon atoms of the alkyl group is 1 to 10. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n -pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl , n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl
  • the alkenyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. According to one embodiment, the alkenyl group has 2 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkenyl group has 2 to 10 carbon atoms. 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, etc., 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 number of carbon atoms of the cycloalkyl group is 3 to 20. According to another exemplary embodiment, the number of carbon atoms of the cycloalkyl group is 3 to 6.
  • 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 one embodiment, the number of carbon atoms of the aryl group is 6 to 30. According to one embodiment, the number of carbon atoms of the aryl group is 6 to 20.
  • the aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc. as a monocyclic aryl group, but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and two substituents may be bonded to each other to form a spiro structure.
  • the fluorenyl group is substituted, etc.
  • it is not limited thereto.
  • the heteroaryl group is a heteroaryl group containing one or more of O, N, Si, and S as heterogeneous elements, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but preferably has 2 to 60 carbon atoms. According to one embodiment, the heteroaryl group has 6 to 30 carbon atoms. According to one embodiment, the carbon number of the heteroaryl group is 6 to 20.
  • heteroaryl group examples include a thiophene group, a furan group, a pyrrole group, an imidazole group, a thiazole group, an oxazole group, an oxadiazole group, a triazole group, a pyridyl group, a bipyridyl group, a pyrimidyl group, a triazine group, and an acridyl group.
  • pyridazine group pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazoline group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyridopyrimidinyl group, pyridopyrazinyl group, pyrazinopyrazinyl group, isoquinoline group, indole group , carbazole group, benzoxazole group, benzoimidazole group, benzothiazole group, benzocarbazole group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, benzofuranyl group, phenanthroline group, isoxazolyl group, thiadia A zolyl group, a phenothiazinyl group, and a dibenzofuranyl group, but are not limited thereto.
  • an aralkyl group, an aralkenyl group, an alkylaryl group, and an aryl group among arylamine groups are the same as the examples of the aryl group described above.
  • the alkyl group among the aralkyl group, the alkylaryl group, and the alkylamine group is the same as the examples of the above-mentioned alkyl group.
  • the description of the heteroaryl group described above may be applied to the heteroaryl of the heteroarylamine.
  • the alkenyl group among the aralkenyl groups is the same as the examples of the alkenyl group described above.
  • the description of the aryl group described above may be applied except that the arylene is a divalent group.
  • the description of the heteroaryl group described above may be applied except that heteroarylene is a divalent group.
  • the hydrocarbon ring is not a monovalent group, and the description of the aryl group or cycloalkyl group described above may be applied, except that the hydrocarbon ring is formed by combining two substituents.
  • heteroaryl is not a monovalent group, and the description of the above-described heteroaryl group may be applied, except that it is formed by combining two substituents.
  • Chemical Formula 1 may be represented by any one of the following Chemical Formulas 1-1 to 1-10:
  • R is as defined in Formula 1 above.
  • one of R is a substituent represented by Formula 2, and the others may be hydrogen or deuterium. More preferably, any one of R is a substituent represented by Formula 2, and the others may be hydrogen.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted C 6-30 aryl; Or it may be a C 2-30 heteroaryl containing at least one selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O, and S, except for biphenylyl substituted with a methoxy group.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently selected from phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, phenanthrenyl, dimethylfluorenyl, diphenylfluorenyl, spirobifluorenyl, di It may be benzofuranyl, dibenzothiophenyl, or phenyl carbazolyl, and Ar 1 and Ar 2 may be unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms. Most preferably, Ar 1 and Ar 2 may each independently be any one selected from the group consisting of:
  • L 1 to L 3 are each independently a single bond; Substituted or unsubstituted C 6-20 arylene; Or it may be a C 2-20 heteroarylene containing at least one selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S.
  • L 1 to L 3 may each independently be a single bond, phenylene, naphthalenediyl, dimethylfluorenediyl, diphenylfluorenediyl, or carbazolediyl, wherein L 1 to L 3 are phenyl In the case of rene, naphthalenediyl, dimethylfluorenediyl, diphenylfluorenediyl, or carbazolediyl, L 1 to L 3 may be unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms. Most preferably, L 1 to L 3 may each independently be a single bond or any one selected from the group consisting of:
  • L 1 may be a single bond or phenylene which is unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms.
  • X 1 when X 1 is N, X 2 is a substituent represented by Formula 2, X 3 to X 10 are CR, and L 1 is not a single bond, for example, as shown in Scheme 1 below: It can be prepared by a manufacturing method, X 1 is N, X 2 is a substituent represented by Formula 2, X 3 to X 10 are CR, and L 1 is a single bond, for example, as shown in Scheme 2 below method, and other compounds can be similarly prepared.
  • R, L 2 , L 3 , Ar 1 and Ar 2 are as defined in Formula 1, Z 1 and Z 2 are independently halogen, preferably Z 1 and Z 2 are each independently chloro or bromo.
  • Scheme 1 is a Suzuki coupling reaction, which is preferably carried out in the presence of a palladium catalyst and a base, and a reactor for the Suzuki coupling reaction may be modified as known in the art.
  • Reaction Scheme 2 is an amine substitution reaction, which is preferably carried out in the presence of a palladium catalyst and a base, and the reactor for the amine substitution reaction may be modified as known in the art.
  • the manufacturing method may be more specific in Preparation Examples to be described later.
  • the present invention provides an organic light emitting device including the compound represented by Formula 1 above.
  • the present invention provides a first electrode; a second electrode provided to face the first electrode; and one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes the compound represented by Chemical Formula 1. do.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present invention may have a single-layer structure, or may have a multi-layer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like as organic layers.
  • the structure of the organic light emitting diode is not limited thereto and may include a smaller number of organic material layers.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include the compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic material layer may include a hole transport layer, a hole injection layer, a layer that simultaneously transports and injects holes, or an electron blocking layer, and the hole transport layer, the hole injection layer, and a layer that simultaneously transports and injects holes
  • the electron blocking layer may include the compound represented by Formula 1 above.
  • the hole transport layer, the hole injection layer, or the electron blocking layer may include the compound represented by Chemical Formula 1. More preferably, the electron blocking layer may include the compound represented by Formula 1 above.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be a normal type organic light emitting device in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be an organic light emitting device of an inverted type in which a cathode, one or more organic material layers, and an anode are sequentially stacked on a substrate.
  • FIGS. 1 and 2 the structure of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention is illustrated in FIGS. 1 and 2 .
  • 1 shows an example of an organic light emitting device composed of a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 3 and a cathode 4.
  • 2 shows a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, an electron blocking layer 7, a light emitting layer 3, a hole blocking layer 8, an electron injection and transport layer ( 9) and an example of an organic light emitting element composed of a cathode 4 is shown.
  • the compound represented by Formula 1 may be included in the hole injection layer, the hole transport layer, the electron blocking layer, or the light emitting layer.
  • the compound represented by Formula 1 may be included in the hole injection layer, the hole transport layer, or the electron blocking layer. More preferably, the compound represented by Chemical Formula 1 may be included in the electron blocking layer.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be manufactured using materials and methods known in the art, except that at least one of the organic layers includes the compound represented by Chemical Formula 1. Also, when the organic light emitting device includes a plurality of organic material layers, the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device may be manufactured by sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation, depositing a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof on the substrate to form an anode
  • PVD physical vapor deposition
  • after forming an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer thereon it can be prepared by depositing a material that can be used as a cathode thereon.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be formed as an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method when manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution coating method means spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, etc., but is not limited to these.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing an organic material layer and an anode material on a substrate from a cathode material (WO 2003/012890).
  • the manufacturing method is not limited thereto.
  • the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode, or the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode.
  • the cathode material a material having a high work function is generally preferred so that holes can be smoothly injected into the organic layer.
  • the cathode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); combinations of metals and oxides such as ZnO:Al or SnO 2 :Sb; Conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDOT), polypyrrole, and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the cathode material is preferably a material having a small work function so as to easily inject electrons into the organic material layer.
  • Specific examples of the anode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead, or alloys thereof; There are multi-layered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but are not limited thereto.
  • the hole injection layer is a layer for injecting holes from the electrode, and the hole injection material has the ability to transport holes and has a hole injection effect at the anode, an excellent hole injection effect for the light emitting layer or the light emitting material, and generated in the light emitting layer
  • a compound that prevents migration of excitons to the electron injecting layer or electron injecting material and has excellent thin film formation ability is preferred. 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 layer.
  • HOMO highest occupied molecular orbital
  • the hole injection material include metal porphyrins, oligothiophenes, arylamine-based organic materials, hexanitrilehexaazatriphenylene-based organic materials, quinacridone-based organic materials, and perylene-based organic materials. of organic materials, anthraquinone, polyaniline, and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited thereto.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports the holes to the light emitting layer.
  • a hole transport material a material capable of receiving holes from the anode or the hole injection layer and transferring them to the light emitting layer is a material having high hole mobility. This is suitable Specific examples include, but are not limited to, arylamine-based organic materials, conductive polymers, and block copolymers having both conjugated and non-conjugated parts.
  • the electron blocking layer is a layer placed between the hole transport layer and the light emitting layer to prevent electrons injected from the cathode from passing to the hole transport layer without recombination in the light emitting layer, and is also called an electron blocking layer.
  • a material having a smaller electron affinity than the electron transport layer is preferable for the electron blocking layer.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be included as a material for the electron blocking layer.
  • the light emitting material is a material capable of emitting light in the visible ray region by receiving and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and a material having good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence is preferable.
  • Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); carbazole-based compounds; dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compounds; compounds of the benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series; poly(p-phenylenevinylene) (PPV)-based polymers; spiro compounds; Polyfluorene, rubrene, etc., but are not limited thereto.
  • the light emitting layer may include a host material and a dopant material.
  • the host material includes a condensed aromatic ring derivative or a compound containing a hetero ring.
  • condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, fluoranthene compounds, etc.
  • heterocyclic-containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, ladder type furan compounds, pyrimidine derivatives, etc., but are not limited thereto.
  • Dopant materials include aromatic amine derivatives, strylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, metal complexes, and the like.
  • aromatic amine derivatives are condensed aromatic ring derivatives having a substituted or unsubstituted arylamino group, such as pyrene, anthracene, chrysene, periplanthene, etc.
  • styrylamine compounds include substituted or unsubstituted arylamine is substituted with at least one arylvinyl group, wherein one or two or more substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • metal complexes include, but are not limited to, iridium complexes and platinum complexes.
  • one or more selected from the following group may be used as a dopant material, but is not limited thereto:
  • the hole blocking layer is a layer placed between the electron transport layer and the light emitting layer to prevent holes injected from the anode from being recombinated in the light emitting layer and passing to the electron transport layer, and is also called a hole blocking layer.
  • a material having high ionization energy is preferred for the hole-blocking layer.
  • the electron transport layer is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports electrons to the light emitting layer.
  • the electron transport material a material capable of receiving electrons from the cathode and transferring them to the light emitting layer is suitable. do. Specific examples include Al complexes of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; organic radical compounds; hydroxyflavone-metal complexes and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer can be used with any desired cathode material as used according to the prior art.
  • suitable cathode materials are conventional materials having a low work function followed by a layer of aluminum or silver. Specifically cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, followed in each case by a layer of aluminum or silver.
  • the electron injection layer is a layer for injecting electrons from an electrode, has the ability to transport electrons, has an excellent electron injection effect from a cathode, an excellent electron injection effect for a light emitting layer or a light emitting material, and injects holes of excitons generated in the light emitting layer.
  • a compound that prevents migration to a layer and has excellent thin film forming ability is preferred. Specifically, fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preonylidene methane, anthrone, etc. and their derivatives, metals complex compounds and nitrogen-containing 5-membered ring derivatives, but are not limited thereto.
  • Examples of the metal complex compound 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)( There are o-cresolato) gallium, bis(2-methyl-8-quinolinato)(1-naphtolato)aluminum, and bis(2-methyl-8-quinolinato)(2-naphtolato)gallium. Not limited to this.
  • the "electron injection and transport layer” is a layer that performs both the roles of the electron injection layer and the electron transport layer, and materials that play the role of each layer may be used alone or in combination, but are limited thereto. It doesn't work.
  • the organic light emitting device according to the present invention may be a bottom emission device, a top emission device, or a double-sided light emitting device, and in particular, may be a bottom emission device requiring relatively high light emitting efficiency.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be included in an organic solar cell or an organic transistor in addition to an organic light emitting device.
  • 3-bromopyridin-2-amine (15 g, 86.7 mmol) and (5-chloro-2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid (21.5 g, 91 mmol) were added to 300 ml of THF, stirred and refluxed. Thereafter, potassium carbonate (35.9 g, 260.1 mmol) was dissolved in 100 ml of water, and after stirring sufficiently, bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.4 g, 0.9 mmol) was added. After reacting for 4 hours, the mixture was cooled to room temperature, and the organic layer and the water layer were separated, and the organic layer was distilled.
  • 2-bromopyridin-3-amine (15 g, 86.7 mmol) and (5-chloro-2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid (21.5 g, 91 mmol) were added to 300 ml of THF, stirred and refluxed. Thereafter, potassium carbonate (35.9 g, 260.1 mmol) was dissolved in 100 ml of water, and after stirring sufficiently, bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.4 g, 0.9 mmol) was added. After reacting for 4 hours, the mixture was cooled to room temperature, and the organic layer and the water layer were separated, and the organic layer was distilled.
  • 2-bromo-6-chloroaniline (15 g, 72.6 mmol) and (3-methoxyisoquinolin-4-yl)boronic acid (15.5 g, 76.3 mmol) were added to 300 ml of THF, stirred and refluxed. Thereafter, potassium carbonate (30.1 g, 217.9 mmol) was dissolved in 100 ml of water, and after stirring sufficiently, bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.4 g, 0.7 mmol) was added. After reacting for 3 hours, the reaction mixture was cooled to room temperature, and the organic layer was distilled after separating the organic layer and the water layer.
  • 2-bromoaniline (15 g, 87.2 mmol) and (7-chloro-6-methoxyquinolin-5-yl)boronic acid (21.7 g, 91.5 mmol) were added to 300 ml of THF and stirred and refluxed. Thereafter, potassium carbonate (36.2 g, 261.6 mmol) was dissolved in 100 ml of water, and after stirring sufficiently, bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.4 g, 0.9 mmol) was added. After reacting for 5 hours, the mixture was cooled to room temperature, and an organic layer and an aqueous layer were separated, and the organic layer was distilled.
  • 2-bromo-4-chloroaniline (15 g, 72.6 mmol) and (7-methoxyisoquinolin-8-yl)boronic acid (15.5 g, 76.3 mmol) were added to 300 ml of THF, stirred and refluxed. Thereafter, potassium carbonate (30.1 g, 217.9 mmol) was dissolved in 100 ml of water, and after stirring sufficiently, bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.4 g, 0.7 mmol) was added. After reacting for 5 hours, the mixture was cooled to room temperature, and an organic layer and an aqueous layer were separated, and the organic layer was distilled.
  • 2-bromoaniline (15 g, 87.2 mmol) and (5-chloro-7-methoxyquinolin-8-yl)boronic acid (21.7 g, 91.5 mmol) were added to 300 ml of THF and stirred and refluxed. Thereafter, potassium carbonate (36.2 g, 261.6 mmol) was dissolved in 100 ml of water, and after stirring sufficiently, bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.4 g, 0.9 mmol) was added. After reacting for 4 hours, the mixture was cooled to room temperature, and the organic layer and the water layer were separated, and the organic layer was distilled.
  • Precursor materials other than the precursor compounds synthesized in Preparation Examples 1 to 10 were obtained by synthesizing in the same manner as above, but using different intermediates. Each of the obtained precursor materials was used to prepare compounds in Synthesis Examples to be described later.
  • compound A-4-3 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine2 18.3 g, 62.1 mmol
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-4-1 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine3 (22.4 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-1-3 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine4 (22.4 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-1-1 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine5 20 g, 62.1 mmol
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-1-5 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine6 (23.7 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-2-7 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine7 (21.7 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide (7.4 g, 76.8 mmol)
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-2-7 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine8 (25.5 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-2-2 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine10 (23.1 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-2-1 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine11 (24.7 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-3-7 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine12 (20.8 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide (7.4 g, 76.8 mmol)
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-3-8 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine13 (24.7 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-5-2 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine14 (25.5 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-6-2 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine16 30.1 g, 62.1 mmol
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-6-7 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine17 (24.7 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-7-4 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine19 (22.7 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide (7.4 g, 76.8 mmol)
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-7-1 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine20 (23.1 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-8-1 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine21 (26.2 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide (7.4 g, 76.8 mmol)
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-8-5 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine22 30.1 g, 62.1 mmol
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-9-5 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine24 (30 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-10-2 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine26 (20 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide (7.4 g, 76.8 mmol)
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-10-7 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine27 (21.4 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • compound A-10-8 (15 g, 59.1 mmol), compound amine28 (26.5 g, 62.1 mmol), and sodium tert-butoxide (7.4 g, 76.8 mmol) were added to 300 ml of xylene, stirred and refluxed. After that, bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) (0.3 g, 0.6 mmol) was added. After 4 hours, the reaction was completed, cooled to room temperature, and the solvent was removed under reduced pressure.
  • compound A-10-5 15 g, 59.1 mmol
  • compound amine29 (25.5 g, 62.1 mmol)
  • sodium tert-butoxide 7.4 g, 76.8 mmol
  • bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0) 0.3 g, 0.6 mmol
  • a glass substrate coated with ITO (indium tin oxide) to a thickness of 1000 ⁇ was put in distilled water in which detergent was dissolved and washed with ultrasonic waves.
  • a Fischer Co. product was used as the detergent
  • distilled water filtered through a second filter of a Millipore Co. product was used as the distilled water.
  • ultrasonic cleaning was performed twice with distilled water for 10 minutes.
  • ultrasonic cleaning was performed with solvents such as isopropyl alcohol, acetone, and methanol, dried, and transported to a plasma cleaner.
  • solvents such as isopropyl alcohol, acetone, and methanol
  • the following compound HI-1 was formed to a thickness of 1150 ⁇ as a hole injection layer on the prepared ITO transparent electrode, but the following compound A-1 was p-doped at a concentration of 1.5% by weight.
  • the following compound HT-1 was vacuum deposited on the hole injection layer to form a hole transport layer having a thickness of 800 ⁇ .
  • an electron blocking layer was formed on the hole transport layer by vacuum depositing the previously prepared Compound 1 to a film thickness of 150 ⁇ .
  • the following compound RH-1 as a host and the following compound Dp-7 as a dopant were vacuum deposited on the compound 1 at a weight ratio of 98:2 to form a red light emitting layer having a thickness of 400 ⁇ .
  • a hole blocking layer was formed on the light emitting layer by vacuum depositing the following compound HB-1 to a film thickness of 30 ⁇ . Subsequently, the following ET-1 compound and the following LiQ compound were vacuum deposited at a weight ratio of 2:1 on the hole blocking layer to form an electron injection and transport layer with a thickness of 300 ⁇ .
  • a negative electrode was formed by sequentially depositing lithium fluoride (LiF) to a thickness of 12 ⁇ and aluminum to a thickness of 1000 ⁇ on the electron injection and transport layer.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 ⁇ 0.7 ⁇ /sec
  • the deposition rate of lithium fluoride on the anode was 0.3 ⁇ /sec
  • the deposition rate of aluminum was 2 ⁇ /sec
  • the vacuum level during deposition was 2 * 10 Maintaining -7 to 5 * 10 -6 torr, an organic light emitting device was fabricated.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the compound shown in Table 1 was used instead of Compound 1 in the organic light emitting device of Example 1.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that the compound shown in Table 1 was used instead of Compound 1 in the organic light emitting device of Example 1.
  • the structures of compounds C-1 to C-6 in Table 1 are as follows.
  • the lifetime T95 means the time required for the luminance to decrease from the initial luminance (6000 nit) to 95%.
  • the driving voltage, luminous efficiency and lifetime characteristics of the organic light emitting device can be improved when the compound of the present invention is used as an electron blocking layer of the red light emitting layer.
  • substrate 2 anode

Abstract

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

Description

신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2021년 11월 10일자 한국 특허 출원 제10-2021-0153680호 및 2022년 11월 8일자 한국 특허 출원 제10-2022-0147816호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답 시간을 가지며, 휘도, 구동 전압 및 응답 속도 특성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다.
유기 발광 소자는 일반적으로 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 유기물 층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물 층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자에 사용되는 유기물에 대하여 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 1) 한국특허 공개번호 제10-2000-0051826호
본 발명은 신규한 유기발광 재료 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X10 중 어느 하나는 N이고, 나머지는 CR이고,
상기 R은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 또는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000002
상기 화학식 2에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴이되, 단 메톡시기로 치환된 비페닐릴은 제외하고,
L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이다.
또한, 본 발명은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자를 제공한다.
상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있으며, 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공주입, 정공수송, 발광, 전자수송, 및/또는 전자주입 재료로 사용될 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), 전자차단층(7), 발광층(3), 정공저지층(8), 전자 주입 및 수송층(9) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서에서,
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000003
또는
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000004
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 사이클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 치환기가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000005
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 치환기가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000006
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 치환기가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000007
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 사이클로펜틸메틸, 사이클로헥실메틸, 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 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 사이클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 3-메틸사이클로펜틸, 2,3-디메틸사이클로펜틸, 사이클로헥실, 3-메틸사이클로헥실, 4-메틸사이클로헥실, 2,3-디메틸사이클로헥실, 3,4,5-트리메틸사이클로헥실, 4-tert-부틸사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000008
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종 원소로 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로아릴기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민 중 헤테로아릴은 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 탄화수소 고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 아릴기 또는 사이클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴은 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-10 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000009
상기 화학식 1-1 내지 1-10에서,
R은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
바람직하게는, 상기 화학식 1에서, R 중 어느 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 수소 또는 중수소일 수 있다. 보다 바람직하게는, R 중 어느 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 수소일 수 있다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-30 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-30 헤테로아릴일 수 있으나, 단 메톡시기로 치환된 비페닐릴은 제외한다. 보다 바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 페난트레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 스피로비플루오레닐, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 또는 페닐 카바졸릴일 수 있고, 상기 Ar1 및 Ar2는 비치환되거나 1개 이상의 중수소로 치환될 수 있다. 가장 바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000010
.
바람직하게는, L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-20 헤테로아릴렌일 수 있다. 보다 바람직하게는, L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 나프탈렌디일, 디메틸플루오렌디일, 디페닐플루오렌디일, 또는 카바졸디일일 수 있고, 상기 L1 내지 L3가 페닐렌, 나프탈렌디일, 디메틸플루오렌디일, 디페닐플루오렌디일, 또는 카바졸디일인 경우, L1 내지 L3는 비치환되거나 1개 이상의 중수소로 치환될 수 있다. 가장 바람직하게는, L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일결합, 또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000011
.
바람직하게는, L1은 단일결합, 또는 비치환되거나 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐렌일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다:
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.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 중 X1이 N이고, X2는 화학식 2로 표시되는 치환기이고, X3 내지 X10은 CR이고, L1은 단일결합이 아닌 경우, 일례로 하기 반응식 1과 같은 제조 방법으로 제조할 수 있으며, X1이 N이고, X2는 화학식 2로 표시되는 치환기이고, X3 내지 X10은 CR이고, L1은 단일결합인 경우, 일례로 하기 반응식 2와 같은 제조 방법으로 제조할 수 있고, 그 외 나머지 화합물도 유사하게 제조할 수 있다.
[반응식 1]
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[반응식 2]
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000048
상기 반응식 1 및 2에서, R, L2, L3, Ar1 및 Ar2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같으며, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 할로겐이고, 바람직하게는 Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 클로로 또는 브로모이다.
상기 반응식 1은 스즈키 커플링 반응으로서, 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 또한, 상기 반응식 2는 아민 치환 반응으로서, 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 아민 치환 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 일례로, 본 발명은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물 층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물 층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물 층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기물 층은 발광층을 포함할 수 있고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기물 층은 정공수송층, 정공주입층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 또는 전자차단층을 포함할 수 있고, 상기 정공수송층, 정공주입층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 또는 전자차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 정공수송층, 정공주입층, 또는 전자차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 전자차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물 층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물 층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자차단층(7), 발광층(3), 정공저지층(8), 전자 주입 및 수송층(9) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 또는 발광층에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 전자차단층에 포함될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 전자차단층에 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 상기 유기물 층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시켜 제조할 수 있다. 이때, 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물 층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시켜 제조할 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물 층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다(WO 2003/012890). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
일례로, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이거나, 또는 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물 층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 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 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 상기 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물 층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로 양극이나 정공주입층으로부터 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 전자차단층은 음극에서 주입된 전자가 발광층에서 재결합되지 않고 정공수송층으로 넘어가는 것을 방지하기 위해 정공수송층과 발광층의 사이에 두는 층으로, 전자저지층으로 불리기도 한다. 전자차단층에는 전자수송층보다 전자 친화력이 작은 물질이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 전자차단층의 물질로 포함할 수 있다.
상기 발광 물질로는 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(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.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 사이클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일례로, 하기 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이 도펀트 재료로 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다:
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Figure PCTKR2022017602-appb-img-000051
상기 정공저지층은 양극에서 주입된 정공이 발광층에서 재결합되지 않고 전자수송층으로 넘어가는 것을 방지하기 위해 전자수송층과 발광층의 사이에 두는 층으로, 정공억제층으로 불리기도 한다. 정공저지층에는 이온화에너지가 큰 물질이 바람직하다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 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. 전자수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 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 질소 함유 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.
한편, 본 발명에 있어서 "전자 주입 및 수송층"은 상기 전자주입층과 상기 전자수송층의 역할을 모두 수행하는 층으로 상기 각 층의 역할을 하는 물질을 단독으로, 혹은 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 배면 발광(bottom emission) 소자, 전면 발광(top emission) 소자, 또는 양면 발광 소자일 수 있으며, 특히 상대적으로 높은 발광 효율이 요구되는 배면 발광 소자일 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조는 이하 합성예 및 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000052
5-bromo-2-chloropyridin-4-amine(15 g, 72.3 mmol)와(2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid(15.3 g, 75.9 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(30 g, 216.9 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.7 mmol)을 투입하였다. 5 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-1-1_P1를 14 g 제조하였다.(수율 68%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-1-1_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 8 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-1-1를 6.9 g 제조하였다.(수율 52%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 2
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000053
4-bromopyridin-3-amine(15 g, 86.7 mmol)와(4-chloro-2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid(21.5 g, 91 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(35.9 g, 260.1 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.9 mmol)을 투입하였다. 2 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-2-4_P1를 16.5 g 제조하였다.(수율 67%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-2-4_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 10 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-2-4를 6.7 g 제조하였다.(수율 50%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 3
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000054
3-bromopyridin-2-amine(15 g, 86.7 mmol)와(5-chloro-2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid(21.5 g, 91 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(35.9 g, 260.1 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.9 mmol)을 투입하였다. 4 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-3-5_P1를 17.7 g 제조하였다.(수율 72%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-3-5_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 9 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-3-5를 7.1 g 제조하였다.(수율 53%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 4
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000055
2-bromopyridin-3-amine(15 g, 86.7 mmol)와(5-chloro-2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid(21.5 g, 91 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(35.9 g, 260.1 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.9 mmol)을 투입하였다. 4 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-4-6_P1를 17.2 g 제조하였다.(수율 70%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-4-6_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 10 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-4-6를 9.7 g 제조하였다.(수율 73%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 5
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000056
2-bromo-6-chloroaniline(15 g, 72.6 mmol)와(3-methoxyisoquinolin-4-yl)boronic acid(15.5 g, 76.3 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(30.1 g, 217.9 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.7 mmol)을 투입하였다. 3 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-5-3_P1를 13.8 g 제조하였다.(수율 67%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-5-3_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 10 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-5-3를 8.3 g 제조하였다.(수율 62%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 6
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000057
2-bromoaniline(15 g, 87.2 mmol)와(7-chloro-3-methoxyquinolin-4-yl)boronic acid(21.7 g, 91.5 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(36.2 g, 261.6 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.9 mmol)을 투입하였다. 3 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-6-6_P1를 18.6 g 제조하였다.(수율 75%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-6-6_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 8 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-6-6를 7.7 g 제조하였다.(수율 58%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 7
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000058
2-bromoaniline(15 g, 87.2 mmol)와(7-chloro-6-methoxyquinolin-5-yl)boronic acid(21.7 g, 91.5 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(36.2 g, 261.6 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.9 mmol)을 투입하였다. 5 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-7-4_P1를 18.1 g 제조하였다.(수율 73%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-7-4_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 10 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-7-4를 7.9 g 제조하였다.(수율 59%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 8
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000059
2-bromoaniline(15 g, 87.2 mmol)와 (3-chloro-6-methoxyisoquinolin-5-yl)boronic acid(21.7 g, 91.5 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(36.2 g, 261.6 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.9 mmol)을 투입하였다. 2 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-8-7_P1를 18.3 g 제조하였다.(수율 74%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-8-7_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 8 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-8-7를 6.7 g 제조하였다.(수율 50%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 9
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000060
2-bromo-4-chloroaniline(15 g, 72.6 mmol)와 (7-methoxyisoquinolin-8-yl)boronic acid(15.5 g, 76.3 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(30.1 g, 217.9 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.7 mmol)을 투입하였다. 5 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-9-1_P1를 14.2 g 제조하였다.(수율 69%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-9-1_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 10 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-9-1를 9.9 g 제조하였다.(수율 74%, MS: [M+H]+= 254)
제조예 10
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000061
2-bromoaniline(15 g, 87.2 mmol)와 (5-chloro-7-methoxyquinolin-8-yl)boronic acid(21.7 g, 91.5 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(36.2 g, 261.6 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.4 g, 0.9 mmol)을 투입하였다. 4 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-10-5_P1를 18.1 g 제조하였다.(수율 73%, MS: [M+H]+= 285)
화합물 A-10-5_P1(15 g, 52.7 mmol)와 HBF4(9.3 g, 105.4 mmol)를 Acetonitrile 150 ml에 넣고 교반하였다. 이 후 NaNO2(14.6 g, 105.4 mmol)를 물 30 ml에 녹여 0 ℃에서 천천히 넣어주었다. 8 시간 반응 후 상온으로 승온 후, 물 300 ml를 넣어 희석하였다. 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-10-5를 8.4 g 제조하였다.(수율 63%, MS: [M+H]+= 254)
상기 제조예 1 내지 제조예 10에서 합성한 전구체 화합물 외의 전구체 물질은 중간체를 다르게 하되, 위와 같은 방법으로 합성을 하여 얻었다. 얻어진 각 전구체 물질을 후술할 합성예의 화합물 제조에 사용하였다.
합성예 1
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000062
화합물 A-4-8(15 g, 59.1 mmol)와 화합물 amine1(32.5 g, 62.1 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(24.5 g, 177.3 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입하였다. 2 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1을 25.8g 제조하였다.(수율 71%, MS: [M+H]+= 615)
합성예 2
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000063
질소 분위기에서 화합물 A-4-3(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine2(18.3 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 2 20.6 g을 얻었다.(수율 68%, MS: [M+H]+= 513)
합성예 3
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000064
질소 분위기에서 화합물 A-4-1(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine3(22.4 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 5 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 3 23.6 g을 얻었다.(수율 69%, MS: [M+H]+= 579)
합성예 4
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000065
질소 분위기에서 화합물 A-1-3(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine4(22.4 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 5 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 4 20.9 g을 얻었다.(수율 61%, MS: [M+H]+= 579)
합성예 5
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000066
질소 분위기에서 화합물 A-1-1(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine5(20 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 5 21 g을 얻었다.(수율 66%, MS: [M+H]+= 539)
합성예 6
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000067
질소 분위기에서 화합물 A-1-5(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine6(23.7 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 6 24.8 g을 얻었다.(수율 70%, MS: [M+H]+= 599)
합성예 7
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000068
질소 분위기에서 화합물 A-2-7(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine7(21.7 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 7 24.8 g을 얻었다.(수율 74%, MS: [M+H]+= 567)
합성예 8
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000069
질소 분위기에서 화합물 A-2-7(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine8(25.5 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 8 26.7 g을 얻었다.(수율 72%, MS: [M+H]+= 628)
합성예 9
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000070
화합물 A-2-5(15 g, 59.1 mmol)와 화합물 amine9(30.9 g, 62.1 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(24.5 g, 177.3 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입하였다. 4 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 9를 26.1g 제조하였다.(수율 75%, MS: [M+H]+= 589)
합성예 10
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000071
질소 분위기에서 화합물 A-2-2(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine10(23.1 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide (7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 10 21.9 g을 얻었다.(수율 63%, MS: [M+H]+= 589)
합성예 11
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000072
질소 분위기에서 화합물 A-2-1(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine11(24.7 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide (7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 11 26.1 g을 얻었다.(수율 72%, MS: [M+H]+= 615)
합성예 12
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000073
질소 분위기에서 화합물 A-3-7(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine12(20.8 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 2 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 12 24.5 g을 얻었다.(수율 75%, MS: [M+H]+= 553)
합성예 13
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000074
질소 분위기에서 화합물 A-3-8(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine13(24.7 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 13 22.5 g을 얻었다.(수율 62%, MS: [M+H]+= 615)
합성예 14
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000075
질소 분위기에서 화합물 A-5-2(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine14(25.5 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 14 22.7 g을 얻었다.(수율 61%, MS: [M+H]+= 629)
합성예 15
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000076
화합물 A-5-7(15 g, 59.1 mmol)와 화합물 amine15(34.4 g, 62.1 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(24.5 g, 177.3 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입하였다. 2 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 15를 24 g 제조하였다.(수율 63%, MS: [M+H]+= 645)
합성예 16
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000077
질소 분위기에서 화합물 A-6-2(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine16(30.1 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 16 29.1 g을 얻었다.(수율 70%, MS: [M+H]+= 703)
합성예 17
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000078
질소 분위기에서 화합물 A-6-7(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine17(24.7 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 17 22.9 g을 얻었다.(수율 63%, MS: [M+H]+= 615)
합성예 18
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000079
화합물 A-7-2(15 g, 59.1 mmol)와 화합물 amine18(30.9 g, 62.1 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(24.5 g, 177.3 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입하였다. 2 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 18을 21.6 g 제조하였다.(수율 62%, MS: [M+H]+= 589)
합성예 19
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000080
질소 분위기에서 화합물 A-7-4(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine19(22.7 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 2 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 19 23.1 g을 얻었다.(수율 67%, MS: [M+H]+= 583)
합성예 20
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000081
질소 분위기에서 화합물 A-7-1(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine20(23.1 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 20 24.7 g을 얻었다.(수율 71%, MS: [M+H]+= 589)
합성예 21
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000082
질소 분위기에서 화합물 A-8-1(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine21(26.2 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 21 28.3 g을 얻었다.(수율 75%, MS: [M+H]+= 639)
합성예 22
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000083
질소 분위기에서 화합물 A-8-5(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine22(30.1 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 22 31.1 g을 얻었다.(수율 75%, MS: [M+H]+= 703)
합성예 23
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000084
화합물 A-9-1(15 g, 59.1 mmol)와 화합물 amine23(29.6 g, 62.1 mmol)을 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(24.5 g, 177.3 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입하였다. 5 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 23을 24.1 g 제조하였다.(수율 73%, MS: [M+H]+= 559)
합성예 24
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000085
질소 분위기에서 화합물 A-9-5(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine24(30 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 3 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 24 28.2 g을 얻었다.(수율 68%, MS: [M+H]+= 701)
합성예 25
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000086
화합물 A-9-4(15 g, 59.1 mmol)와 화합물 amine25(27.8 g, 62.1 mmol)를 THF 300 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 potassium carbonate(24.5 g, 177.3 mmol)를 물 100 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입하였다. 2 시간 반응 후 상온으로 식히고 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름에 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 25를 23.9g 제조하였다.(수율 75%, MS: [M+H]+= 539)
합성예 26
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000087
질소 분위기에서 화합물 A-10-2(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine26(20 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 5 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 26 20.4 g을 얻었다.(수율 64%, MS: [M+H]+= 539)
합성예 27
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000088
질소 분위기에서 화합물 A-10-7(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine27(21.4 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 2 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 27 23.9 g을 얻었다.(수율 72%, MS: [M+H]+= 563)
합성예 28
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000089
질소 분위기에서 화합물 A-10-8(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine28(26.5 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 28 24 g을 얻었다.(수율 63%, MS: [M+H]+= 645)
합성예 29
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000090
질소 분위기에서 화합물 A-10-5(15 g, 59.1 mmol), 화합물 amine29(25.5 g, 62.1 mmol), Sodium tert-butoxide(7.4 g, 76.8 mmol)을 Xylene 300 ml에 넣고 교반 및 환류했다. 이 후 bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)(0.3 g, 0.6 mmol)을 투입했다. 4 시간 후 반응이 종결되어서 상온으로 식히고 감압하여 용매를 제거했다. 이 후 화합물을 다시 클로로포름에 완전히 녹이고 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여 무수황산마그네슘 처리 후 여과하여 여액을 감압 증류했다. 농축한 화합물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제해서 화합물 29 24.1 g을 얻었다.(수율 65%, MS: [M+H]+= 628)
실시예 1
ITO(indium tin oxide)가 1000 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척했다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용했다. ITO를 30 분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10 분간 진행했다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5 분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 정공주입층으로 하기 화합물 HI-1을 1150 Å의 두께로 형성하되 하기 화합물 A-1을 1.5 중량% 농도로 p-doping 했다. 상기 정공주입층 위에 하기 화합물 HT-1을 진공 증착하여 막 두께 800 Å의 정공수송층을 형성했다. 이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 150 Å으로 앞서 제조한 화합물 1을 진공 증착하여 전자차단층을 형성했다. 이어서, 상기 화합물 1 위에 호스트로 하기 화합물 RH-1, 도판트로 하기 화합물 Dp-7을 98:2의 중량비로 진공 증착하여 400 Å 두께의 적색 발광층을 형성했다. 상기 발광층 위에 막 두께 30 Å으로 하기 화합물 HB-1을 진공 증착하여 정공저지층을 형성했다. 이어서, 상기 정공저지층 위에 하기 ET-1 화합물과 하기 LiQ 화합물을 2:1의 중량비로 진공 증착하여 300 Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성했다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12 Å 두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1000 Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성했다.
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000091
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 * 10-7 ~ 5 * 10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작했다.
실시예 2 내지 실시예 29
실시예 1의 유기 발광 소자에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조했다.
비교예 1 내지 비교예 6
실시예 1의 유기 발광 소자에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조했다. 표 1의 화합물 C-1 내지 C-6의 구조는 아래와 같다.
Figure PCTKR2022017602-appb-img-000092
실험예
상기 실시예 1 내지 실시예 29 및 비교예 1 내지 비교예 6에서 제조한 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율을 측정(15 mA/cm2)하고 그 결과를 하기 표1에 나타냈다. 수명 T95는 휘도가 초기 휘도(6000 nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
구분 물질 구동전압(V) 효율(cd/A) 수명 T95(hr) 발광색
실시예 1 화합물 1 3.68 19.08 141 적색
실시예 2 화합물 2 3.72 19.44 155 적색
실시예 3 화합물 3 3.76 19.23 148 적색
실시예 4 화합물 4 3.46 19.82 186 적색
실시예 5 화합물 5 3.40 20.20 176 적색
실시예 6 화합물 6 3.41 20.30 184 적색
실시예 7 화합물 7 3.40 21.35 174 적색
실시예 8 화합물 8 3.39 21.55 170 적색
실시예 9 화합물 9 3.42 22.28 173 적색
실시예 10 화합물 10 3.42 21.71 185 적색
실시예 11 화합물 11 3.46 21.29 180 적색
실시예 12 화합물 12 3.57 21.18 161 적색
실시예 13 화합물 13 3.55 20.79 174 적색
실시예 14 화합물 14 3.64 20.00 164 적색
실시예 15 화합물 15 3.61 20.39 150 적색
실시예 16 화합물 16 3.64 19.43 155 적색
실시예 17 화합물 17 3.65 19.79 141 적색
실시예 18 화합물 18 3.46 19.75 190 적색
실시예 19 화합물 19 3.47 20.08 182 적색
실시예 20 화합물 20 3.47 19.80 172 적색
실시예 21 화합물 21 3.43 22.09 178 적색
실시예 22 화합물 22 3.43 21.22 189 적색
실시예 23 화합물 23 3.67 19.18 154 적색
실시예 24 화합물 24 3.68 19.10 143 적색
실시예 25 화합물 25 3.80 19.30 151 적색
실시예 26 화합물 26 3.67 19.44 147 적색
실시예 27 화합물 27 3.56 19.96 150 적색
실시예 28 화합물 28 3.65 20.20 152 적색
실시예 29 화합물 29 3.55 20.13 146 적색
비교예 1 화합물 C-1 4.31 8.93 23 적색
비교예 2 화합물 C-2 3.91 17.68 108 적색
비교예 3 화합물 C-3 3.84 18.23 126 적색
비교예 4 화합물 C-4 3.97 17.14 101 적색
비교예 5 화합물 C-5 4.13 14.65 64 적색
비교예 6 화합물 C-6 4.22 14.32 52 적색
실시예 1 내지 29 및 비교예 1 내지 6에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 상기 표 1의 결과를 얻었다. 상기 실시예 1의 적색 유기 발광 소자의 구성 물질로는 종래 널리 사용되고 있는 물질을 사용하였으며, 적색 발광층의 도판트로 화합물 Dp-7을 사용하는 구조이다.
비교예 1 내지 6은 화합물 1 대신 C-1 내지 C-6을 사용하여 유기 발광 소자를 제조했다. 상기 표 1의 결과를 보면 본 발명의 화합물이 전자차단층으로 사용됐을 때 비교예 물질에 비해서 구동 전압이 낮아졌으며, 효율도 상승을 한 것으로 보아 호스트에서 적색 도판트로의 에너지 전달이 잘 이뤄진다는 것을 알 수 있었다. 또한 높은 효율을 유지하면서도 수명 특성을 크게 개선시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 이것은 결국 비교예 화합물 보다 본 발명의 화합물이 전자와 정공에 대한 안정도가 높기 때문이라 판단할 수 있다.
결론적으로 본 발명의 화합물을 적색 발광층의 전자차단층으로 사용하였을 때 유기 발광 소자의 구동전압, 발광 효율 및 수명 특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.
[부호의 설명]
1: 기판 2: 양극
3: 발광층 4: 음극
5: 정공주입층 6: 정공수송층
7: 전자차단층 8: 정공저지층
9: 전자 주입 및 수송층

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000093
    상기 화학식 1에서,
    X1 내지 X10 중 어느 하나는 N이고, 나머지는 CR이고,
    상기 R은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 또는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000094
    상기 화학식 2에서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴이되, 단 메톡시기로 치환된 비페닐릴은 제외하고,
    L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이다.
  2. 제1항에 있어서,
    R 중 어느 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 수소 또는 중수소인,
    화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 페난트레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 스피로비플루오레닐, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 또는 페닐 카바졸릴이고,
    상기 Ar1 및 Ar2는 비치환되거나 1개 이상의 중수소로 치환되는,
    화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    화합물:
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000095
    .
  5. 제1항에 있어서,
    L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 나프탈렌디일, 디메틸플루오렌디일, 디페닐플루오렌디일, 또는 카바졸디일이고,
    상기 L1 내지 L3가 페닐렌, 나프탈렌디일, 디메틸플루오렌디일, 디페닐플루오렌디일, 또는 카바졸디일인 경우, L1 내지 L3는 비치환되거나 1개 이상의 중수소로 치환되는,
    화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    L1 내지 L3는 각각 독립적으로, 단일결합, 또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    화합물:
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000096
    .
  7. 제1항에 있어서,
    L1은 단일결합, 또는 비치환되거나 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐렌인,
    화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    화합물:
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000097
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000098
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000099
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000100
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000101
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000102
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000103
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000104
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000105
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    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000107
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000108
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000109
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000110
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000111
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000112
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000113
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000114
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000115
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000116
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000117
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    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000119
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000120
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000121
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000122
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000123
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000124
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000125
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000126
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000127
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000128
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000129
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000130
    Figure PCTKR2022017602-appb-img-000131
    .
  9. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는,
    유기 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 전자차단층인,
    유기 발광 소자.
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