WO2023140649A1 - 신규한 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents

신규한 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2023140649A1
WO2023140649A1 PCT/KR2023/000947 KR2023000947W WO2023140649A1 WO 2023140649 A1 WO2023140649 A1 WO 2023140649A1 KR 2023000947 W KR2023000947 W KR 2023000947W WO 2023140649 A1 WO2023140649 A1 WO 2023140649A1
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compound
unsubstituted
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PCT/KR2023/000947
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허동욱
이재탁
윤정민
한수진
윤희경
홍성길
이재구
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주식회사 엘지화학
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    • H10K85/656—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring

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 at the anode and electrons at the cathode are injected into the organic layer.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Publication No. 10-2000-0051826
  • the present invention relates to a novel compound and an organic light emitting device including the same.
  • the present invention provides a compound represented by Formula 1 below:
  • L is a substituted or unsubstituted biphenyldiyl, terphenyldiyl, or quaterphenyldiyl,
  • X is each independently N or CR 1 , but at least one of X is N,
  • R 1 is hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl, or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl;
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted C 6-60 aryl, and at least one of Ar 1 and Ar 2 is substituted with one or more cyano groups;
  • Ar 3 is a monovalent substituent having a structure represented by Formula 2 below;
  • Y 1 is each independently N, or CR 2 , but at least one of Y 1 is N,
  • Y 2 is NR 2 , O, or S
  • Each R 2 is independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl, or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl, or two adjacent R 2 are bonded together to form a substituted or unsubstituted C 6-60 aryl.
  • 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 layer of an organic light emitting diode, and may improve efficiency, low driving voltage, and/or lifespan characteristics of an organic light emitting diode.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be used as a material for hole injection, hole transport, hole injection and transport, light emission, electron transport, or electron injection.
  • 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 an example of an organic light emitting device composed of a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 3, an electron injection and transport layer 7, and a cathode 4.
  • 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 heterocyclic group containing at least one 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.
  • substituted or unsubstituted can be understood as "unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, halogen, cyano, C 1-10 alkyl, C 1-10 alkoxy and C 6-20 aryl".
  • substituted with one or more substituents may be understood as “substituted with one to the maximum number of substitutable hydrogens.”
  • substituted with one or more substituents may be understood as “substituted with 1 to 5 substituents” or “substituted with 1 or 2 substituents”.
  • 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 compound 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.
  • it may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.
  • the number of carbon atoms of the imide group is not particularly limited, but is preferably 1 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound having the following structure, but is not limited thereto.
  • the silyl group specifically includes a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, a diphenylsilyl group, a phenylsilyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • 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-dimethyl Butyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-
  • 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, a stilbenyl group, a styrenyl group, and the like, but are not limited thereto.
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to an exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the 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 heterocyclic group is a heterocyclic group containing at least one 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.
  • the heterocyclic group include thiophene, furan, pyrrole, imidazole, thiazole, oxazole, oxadiazole, triazole, pyridyl, bipyridyl, pyrimidyl, triazine, acridyl, pyridazine, pyrazinyl, quinolinyl, quinazoline, quinoxalinyl, phthalazinyl, pyridopyrimidinyl, Pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group, isoquinoline group, indole group, carbazole group, benzooxazole group, benzoimidazole group, benzothiazole group
  • 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 heterocyclic 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 heterocyclic group described above may be applied except that the 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.
  • the heterocyclic group is not a monovalent group, and the description of the above-described heterocyclic group may be applied, except that it is formed by combining two substituents.
  • the present invention provides a compound represented by Formula 1 above.
  • L is biphenyldiyl, terphenyldiyl, or quaterphenyldiyl, wherein L is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, halogen, cyano, and C 1-10 alkyl.
  • L is biphenyldiyl, terphenyldiyl, or quaterphenyldiyl, wherein L is unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms.
  • L is any one selected from the group consisting of:
  • any two or more of X are N.
  • R 1 is hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C 1-10 alkyl, or substituted or unsubstituted C 6-12 aryl.
  • R 1 is hydrogen, deuterium, methyl, tertbutyl, or phenyl.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted C 6-20 aryl.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently phenyl, phenyl substituted with one or more deuterium atoms, biphenylyl, or terphenylyl.
  • Ar 1 is phenyl optionally substituted with deuterium
  • Ar 2 is substituted or unsubstituted C 6-20 aryl, provided that Ar 2 is substituted with one or more cyano.
  • Ar 1 is phenyl optionally substituted with deuterium
  • Ar 2 is substituted or unsubstituted C 6-20 aryl, provided that Ar 2 is substituted with 1 or 2 cyano atoms.
  • Ar 1 is phenyl or phenyl substituted with one or more deuterium
  • Ar 2 is phenyl, biphenylyl, or terphenylyl
  • Ar 2 is substituted with one or more cyano.
  • R 2 is each independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C 1-10 alkyl, or substituted or unsubstituted C 6-20 aryl, or two adjacent R 2 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted benzene ring fused with an adjacent pentagonal ring; or a substituted or unsubstituted naphthalene ring.
  • the monovalent substituent of the structure represented by Formula 2 is represented by Formula 2-1 below:
  • R 3 is substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl.
  • R 3 is substituted or unsubstituted ethyl, substituted or unsubstituted tertbutyl, substituted or unsubstituted phenyl, substituted or unsubstituted naphthyl, or substituted or unsubstituted biphenylyl.
  • the monovalent substituent of the structure represented by Formula 2 is represented by Formula 2-2:
  • Z is O or S
  • R 4 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C 6-60 aryl.
  • R 4 is bonded to each other to form a substituted or unsubstituted benzene ring or a substituted or unsubstituted naphthalene ring fused with an adjacent pentagonal ring.
  • the monovalent substituent of the structure represented by Chemical Formula 2 is represented by Chemical Formula 2-3:
  • Z is O or S
  • R 5 is a substituted or unsubstituted C 6-60 aryl.
  • R 5 is substituted or unsubstituted phenyl.
  • the monovalent substituent of the structure represented by Formula 2 is represented by Formula 2-4:
  • Z is O or S
  • R 6 is a substituted or unsubstituted C 6-60 aryl.
  • R 6 is substituted or unsubstituted phenyl.
  • the present invention provides a method for preparing the compound represented by Formula 1 as shown in Reaction Scheme 1 below.
  • the reaction is preferably carried out in the presence of a palladium catalyst and a base, and the reactor for the reaction can be changed 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.
  • 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, an electron blocking 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 device is not limited thereto and may include fewer organic layers.
  • the organic material layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, or a layer that simultaneously injects and transports holes, and the hole injection layer, the hole transport layer, or the layer that simultaneously injects and transports holes may include the compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic material layer may include a light emitting layer
  • the light emitting layer may include the compound represented by Chemical Formula 1.
  • the compound according to the present invention can be used as a dopant of the light emitting layer.
  • the organic material layer may include an electron transport layer, an electron injection layer, or a layer simultaneously transporting and injecting electrons
  • the electron transport layer, electron injection layer, or layer simultaneously transporting and injecting electrons may include a compound represented by Formula 1.
  • 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 .
  • Chemical Formula 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.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be included in the light emitting layer.
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting device composed of a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 3, an electron injection and transport layer 7, and a cathode 4. It shows.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be included in the electron injection and transport 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
  • a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof is deposited on a substrate to form an anode
  • PVD physical vapor deposition
  • 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 manufactured 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, so that it has a hole injection effect at the anode and an excellent hole injection effect with respect to the light emitting layer or the light emitting material, prevents the movement of excitons generated in the light emitting layer to the electron injection layer or electron injection material, and also has excellent thin film forming ability. 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 examples include metal porphyrins, oligothiophenes, arylamine-based organic materials, hexanitrilehexaazatriphenylene-based organic materials, quinacridone-based organic materials, perylene-based organic materials, anthraquinone, and 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 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 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, and fluoranthene compounds
  • heterocyclic compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, ladder-type furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Dopant materials include aromatic amine derivatives, strylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, metal complexes, and the like.
  • the aromatic amine derivative is a condensed aromatic ring derivative having a substituted or unsubstituted arylamino group, and includes pyrene, anthracene, chrysene, periplanthene, etc.
  • the styrylamine compound is a compound in which a substituted or unsubstituted arylamine is substituted with at least one arylvinyl group, in which 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.
  • the electron transport layer is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports them 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. 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 the electrode, has the ability to transport electrons, has an electron injection effect from the cathode and an excellent electron injection effect with respect to the light emitting layer or the light emitting material, prevents movement of excitons generated in the light emitting layer to the hole injection layer, and also has excellent thin film forming ability.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, fluorenylidene methane, anthrone, and the like, derivatives thereof, metal complex compounds, and nitrogen-containing 5-membered ring derivatives, but the like, 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-hydroxy Benzo[h]quinolinato)berylium, bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)zinc, bis(2-methyl-8-quinolinato)chlorogallium, bis(2-methyl-8-quinolinato)(o-cresolato)gallium, bis(2-methyl-8-quinolinato)(1-naphtolato)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinato)(2-na Ptolato) gallium, etc., but is not limited thereto.
  • 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 according to the present invention may be included in an organic solar cell or an organic transistor in addition to an organic light emitting device.
  • E1-A (20 g, 54.2 mmol) and E1-B (28.3 g, 54.2 mmol) were added to tetrahydrofuran (400 ml), stirred and refluxed. After dissolving potassium carbonate (22.5 g, 162.7 mmol) in water (22 ml), the mixture was added, and after sufficiently stirred, tetrakis triphenyl-phosphinopalladium (1.9 g, 1.6 mmol) was added. After reacting for 2 hours, cooled to room temperature, separated the organic layer and the water layer, and then distilled the organic layer.
  • Compound E2 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the reaction scheme above.
  • Compound E3 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the reaction scheme above.
  • Compound E4 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the reaction scheme above.
  • Compound E5 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the reaction scheme above.
  • Compound E6 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the above reaction scheme.
  • Compound E7 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the above reaction scheme.
  • Compound E8 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the reaction scheme above.
  • Compound E9 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the reaction scheme above.
  • Compound E10 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the reaction scheme.
  • Compound E11 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the reaction scheme above.
  • Compound E12 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the above reaction scheme.
  • Compound E13 was prepared in the same manner as in Example 1, except for using each starting material as in the above reaction scheme.
  • a glass substrate coated with indium tin oxide (ITO) to a thickness of 1000 ⁇ was put in distilled water in which detergent was dissolved and washed with ultrasonic waves.
  • ITO indium tin oxide
  • a product of Fischer Co. was used as a detergent
  • distilled water filtered through a second filter of a product of Millipore Co. was used as 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
  • a hole injection layer was formed by thermally vacuum depositing the compound HI-A to a thickness of 600 ⁇ on the prepared ITO transparent electrode.
  • the following compound HAT (50 ⁇ ) and the following compound HT-A (60 ⁇ ) were sequentially vacuum deposited on the hole injection layer to form a first hole transport layer and a second hole transport layer.
  • a light emitting layer was formed by vacuum depositing the following compounds BH and BD at a weight ratio of 25:1 to a film thickness of 200 ⁇ on the second hole transport layer.
  • the previously prepared compound E1 and the following compound LiQ were vacuum deposited at a weight ratio of 1:1 to form an electron injection and transport layer with a thickness of 350 ⁇ .
  • a negative electrode was formed by sequentially depositing lithium fluoride (LiF) to a thickness of 10 ⁇ 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 ⁇ /sec to 0.9 ⁇ /sec
  • the deposition rate of lithium fluoride on the cathode was 0.3 ⁇ /sec
  • the deposition rate of aluminum was 2 ⁇ /sec
  • the vacuum level during deposition was maintained at 1 x 10 -7 torr to 5 x 10 -5 torr to manufacture an organic light emitting device.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Experimental Example 1, except that the compound of Table 1 was used instead of Compound E1.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Experimental Example 1, except for using the compound of Table 1 below instead of Compound E1.
  • Compounds ET-1 to ET-14 used in Table 1 are as follows.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention may be used in an organic material layer capable of simultaneously injecting and transporting electrons in an organic light emitting device.
  • the organic light emitting device including the compound represented by Formula 1 of the present invention includes a compound in which L contains naphthylene. It was confirmed that the drive voltage, efficiency and lifetime are superior to those of the organic light emitting device.
  • the organic light-emitting device including the compound represented by Formula 1 of the present invention has a cyano group-unsubstituted organic light-emitting device.
  • substrate 2 anode

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Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 화합물; 및 제1전극, 제2전극 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것입니다.

Description

신규한 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2022년 1월 24일자 한국 특허 출원 제10-2022-0010119호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 포함한 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 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자에 사용되는 유기물에 대하여 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 0001) 한국특허 공개번호 제10-2000-0051826호
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
L은 치환 또는 비치환된 비페닐디일, 터페닐디일, 또는 쿼터페닐디일이고,
X는 각각 독립적으로, N 또는 CR1이되, X 중 어느 하나 이상은 N이고,
R1은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이되, Ar1 및 Ar2 중 어느 하나 이상은 하나 이상의 시아노로 치환되고,
Ar3는 하기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기이고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000002
상기 화학식 2에서,
Y1은 각각 독립적으로, N, 또는 CR2이되, Y1 중 어느 하나 이상은 N이고,
Y2는 NR2, O, 또는 S이고,
R2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이거나, 또는 인접하는 두 개의 R2가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴을 형성한다.
또한, 본 발명은 제1전극; 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.
상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 유기물 층의 재료로서 사용될 수 있으며, 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공주입 및 수송, 발광, 전자수송, 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자주입 및 수송층(7) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서,
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000003
또는
Figure PCTKR2023000947-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 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다. 일례로, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 "비치환되거나, 또는 중수소, 할로겐, 시아노, C1-10 알킬, C1-10 알콕시 및 C6-20 아릴로 구성되는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환된"이라는 의미로 이해될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "1개 이상의 치환기로 치환된"이라는 용어는 "1개 내지 치환 가능한 수소의 최대 개수로 치환된"이라는 의미로 이해될 수 있다. 또는, 본 명세서에서 "1개 이상의 치환기로 치환된"이라는 용어는 "1개 내지 5개의 치환기로 치환된", 또는 "1개 또는 2개의 치환기로 치환된"이라는 의미로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2023000947-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 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000006
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2023000947-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,사이클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 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 PCTKR2023000947-appb-img-000008
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종 원소로 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 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 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 탄화수소 고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 아릴기 또는 사이클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
(화합물)
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
바람직하게는, L은 비페닐디일, 터페닐디일, 또는 쿼터페닐디일이고, 상기 L은 비치환되거나, 또는 중수소, 할로겐, 시아노 및 C1-10 알킬로 구성되는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환된다.
바람직하게는, L은 비페닐디일, 터페닐디일, 또는 쿼터페닐디일이고, 상기 L은 비치환되거나, 또는 1개 이상의 중수소로 치환된다.
바람직하게는, L은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다:
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000009
바람직하게는, X 중 어느 둘 이상은 N이다.
바람직하게는, R1은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-10 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-12 아릴이다.
바람직하게는, R1은 수소, 중수소, 메틸, 터트부틸, 또는 페닐이다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴이다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 페닐, 하나 이상의 중수소로 치환된 페닐, 비페닐릴, 또는 터페닐릴이다.
바람직하게는, Ar1은 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐이고, Ar2는 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴이되, 단, Ar2이 하나 이상의 시아노로 치환된다.
바람직하게는, Ar1은 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐이고, Ar2는 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴이되, 단, Ar2이 1개 또는 2개의 시아노로 치환된다.
바람직하게는, Ar1은 페닐, 또는 하나 이상의 중수소로 치환된 페닐이고, Ar2는 페닐, 비페닐릴, 또는 터페닐릴이고, Ar2는 하나 이상의 시아노로 치환된다.
바람직하게는, R2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-10 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴이거나, 또는 인접하는 두 개의 R2가 서로 결합하여 이웃하는 오각 고리와 융합된, 치환 또는 비치환된 벤젠 고리; 또는 치환 또는 비치환된 나프탈렌 고리를 형성한다.
바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기는 하기 화학식 2-1로 표시된다:
[화학식 2-1]
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000010
상기 화학식 2-1에서,
R3는 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이다.
더욱 바람직하게는, 상기 R3는 치환 또는 비치환된 에틸, 치환 또는 비치환된 터트부틸, 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 나프틸, 또는 치환 또는 비치환된 비페닐릴이다.
바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기는 하기 화학식 2-2로 표시된다:
[화학식 2-2]
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000011
상기 화학식 2-2에서,
Z는 O, 또는 S이고,
R4는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴을 형성한다.
더욱 바람직하게는, 상기 R4는 서로 결합하여, 이웃하는 오각 고리와 융합된, 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 또는 치환 또는 비치환된 나프탈렌 고리를 형성한다.
바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기는 하기 화학식 2-3으로 표시된다:
[화학식 2-3]
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000012
상기 화학식 2-3에서,
Z는 O, 또는 S이고,
R5는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이다.
더욱 바람직하게는, 상기 R5는 치환 또는 비치환된 페닐이다.
바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기는 하기 화학식 2-4로 표시된다:
[화학식 2-4]
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000013
상기 화학식 2-4에서,
Z는 O, 또는 S이고,
R6는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이다.
더욱 바람직하게는, 상기 R6는 치환 또는 비치환된 페닐이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 하기와 같다:
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000014
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Figure PCTKR2023000947-appb-img-000023
또한, 본 발명은 하기 반응식 1과 같은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조 방법을 제공한다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000024
상기 반응식 1에서, A를 제외한 나머지 정의는 앞서 정의한 바와 같으며, A는 할로겐이고, 바람직하게는 브로모, 또는 클로로이다.
상기 반응은 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 상기 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
(유기 발광 소자)
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 일례로, 본 발명은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물 층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 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, 전자억제층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기물 층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함할 수 있고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기물 층은 발광층을 포함할 수 있고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 화합물은 발광층의 도펀트로 사용할 수 있다.
또한, 상기 유기물 층은 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함할 수 있고, 상기 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자주입 및 수송층(7) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 전자주입 및 수송층에 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 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 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 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 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. 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.
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. 전자 수송층은 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.
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, 본 발명에 따른 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 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 화합물 E1의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000025
질소 분위기에서 E1-A(20 g, 54.2 mmol)와 E1-B(28.3 g, 54.2 mmol)를 테트라하이드로 퓨란(400 ml)에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘카보네이트(22.5 g, 162.7 mmol)를 물(22 ml)에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 테트라키스 트리페닐-포스피노팔라듐(1.9 g, 1.6 mmol)을 투입하였다. 2시간 반응 후 상온으로 식인 후 유기층과 물층을 분리 후 유기층을 증류하였다. 이를 다시클로로포름(790 mL)에 투입하여 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 클로로포름과 에틸아세테이트 재결정을 통해 흰색의 고체 화합물 E1(23.7 g, 60%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 729
실시예 2: 화합물 E2의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000026
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E2를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 604
실시예 3: 화합물 E3의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000027
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E3를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 631
실시예 4: 화합물 E4의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000028
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E4를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 631
실시예 5: 화합물 E5의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000029
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E5를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 696
실시예 6: 화합물 E6의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000030
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E6를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 730
실시예 7: 화합물 E7의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000031
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E7을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 680
실시예 8: 화합물 E8의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000032
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E8을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 757
실시예 9: 화합물 E9의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000033
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E9을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 755
실시예 10: 화합물 E10의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000034
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E10을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 799
실시예 11: 화합물 E11의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000035
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E11을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 695
실시예 12: 화합물 E12의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000036
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E12를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 782
실시예 13: 화합물 E13의 제조
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000037
각 출발 물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 E13을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 707
[실험예]
실험예 1
ITO(indium tin oxide)가 1000 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30 분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 HI-A를 600 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 위에 하기 화합물 HAT(50 Å) 및 하기 화합물 HT-A(60 Å)를 순차적으로 진공 증착하여 제1 정공수송층 및 제2 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 제2 정공수송층 위에 막 두께 200 Å로 하기 화합물 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 앞서 제조한 화합물 E1과 하기 화합물 LiQ를 1:1의 중량비로 진공 증착하여 350 Å의 두께로 전자주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자주입 및 수송층 위에 순차적으로 10 Å의 두께로 리튬 플루오라이드(LiF)와 1000 Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000038
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 Å/sec 내지 0.9 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬 플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1 x 10-7 torr 내지 5 x 10-5 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
실험예 2 내지 13
화합물 E1 대신 하기 표 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교실험예 1 내지 14
화합물 E1 대신 하기의 표 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 하기 표 1에서 사용한 화합물 ET-1 내지 ET-14는 하기와 같다.
Figure PCTKR2023000947-appb-img-000039
상기 실험예 1 내지 13 및 비교실험예 1 내지 14에서 제조한 유기 발광 소자에 대하여 10 mA/cm2의 전류 밀도에서 구동 전압과 발광 효율을 측정하였고, 20 mA/cm2의 전류 밀도에서 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간(T90)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 화합물 구동 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표(x, y) 수명(hr)
(T90@20mA/cm2)
실험예 1 E1 4.03 5.43 (0.140, 0.094) 189
실험예 2 E2 3.95 5.54 (0.140, 0.096) 170
실험예 3 E3 3.99 5.48 (0.140, 0.095) 180
실험예 4 E4 3.91 5.65 (0.141, 0.094) 163
실험예 5 E5 4.07 5.38 (0.140, 0.094) 208
실험예 6 E6 3.97 5.56 (0.140, 0.094) 168
실험예 7 E7 4.07 5.54 (0.140, 0.094) 174
실험예 8 E8 4.11 5.32 (0.140, 0.096) 219
실험예 9 E9 3.91 5.70 (0.140, 0.095) 151
실험예 10 E10 3.95 5.59 (0.141, 0.094) 153
실험예 11 E11 4.15 5.27 (0.140, 0.094) 170
실험예 12 E12 4.19 5.24 (0.140, 0.094) 174
실험예 13 E13 3.92 5.69 (0.141, 0.094) 150
비교실험예 1 ET-1 4.43 4.34 (0.140, 0.096) 132
비교실험예 2 ET-2 4.27 4.89 (0.140, 0.095) 113
비교실험예 3 ET-3 4.19 4.98 (0.141, 0.094) 102
비교실험예 4 ET-4 4.67 2.17 (0.140, 0.094) 76
비교실험예 5 ET-5 4.58 2.22 (0.140, 0.094) 68
비교실험예 6 ET-6 4.63 2.19 (0.140, 0.094) 72
비교실험예 7 ET-7 4.53 2.26 (0.140, 0.096) 65
비교실험예 8 ET-8 4.23 4.94 (0.140, 0.095) 38
비교실험예 9 ET-9 4.61 2.22 (0.141, 0.094) 67
비교실험예 10 ET-10 4.19 4.99 (0.140, 0.094) 36
비교실험예 11 ET-11 4.77 2.13 (0.140, 0.094) 88
비교실험예 12 ET-12 4.27 4.89 (0.140, 0.094) 42
비교실험예 13 ET-13 4.17 5.06 (0.140, 0.094) 34
비교실험예 14 ET-14 4.27 5.04 (0.140, 0.094) 35
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 전자 주입 및 전자 수송을 동시에 할 수 있는 유기물층에 사용될 수 있다.
상기 표 1의 실험예 1 내지 13과 비교실험예 1 내지 3를 비교하면, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 L이 나프틸렌을 포함하는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 구동전압, 효율 및 수명이 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 1의 실험예 1 내지 13과 비교실험예 4 내지 7 및 9를 비교하면, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 L이 치환 또는 비치환된 페닐렌을 포함하는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 구동전압, 효율 및 수명이 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
상기 표 1의 실험예 1 내지 13과 비교실험예 8, 및 10 내지 14를 비교하면, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 시아노기가 비치환된 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 보다 수명이 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
[부호의 설명]
1: 기판 2: 양극
3: 발광층 4: 음극
5: 정공주입층 6: 정공수송층
7: 전자주입 및 수송층

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000040
    상기 화학식 1에서,
    L은 치환 또는 비치환된 비페닐디일, 터페닐디일, 또는 쿼터페닐디일이고,
    X는 각각 독립적으로, N 또는 CR1이되, X 중 어느 하나 이상은 N이고,
    R1은 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이되, Ar1 및 Ar2 중 어느 하나 이상은 하나 이상의 시아노로 치환되고,
    Ar3는 하기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기이고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000041
    상기 화학식 2에서,
    Y1은 각각 독립적으로, N, 또는 CR2이되, Y1 중 어느 하나 이상은 N이고,
    Y2는 NR2, O, 또는 S이고,
    R2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이거나, 또는 인접하는 두 개의 R2가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴을 형성한다.
  2. 제1항에 있어서,
    L은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    화합물:
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000042
  3. 제1항에 있어서,
    X 중 어느 둘 이상은 N인,
    화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    R1은 수소, 중수소, 메틸, 터트부틸, 또는 페닐인,
    화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 페닐, 하나 이상의 중수소로 치환된 페닐, 비페닐릴, 또는 터페닐릴인,
    화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    Ar1은 페닐, 또는 하나 이상의 중수소로 치환된 페닐이고,
    Ar2는 페닐, 비페닐릴, 또는 터페닐릴이고, Ar2는 하나 이상의 시아노로 치환된,
    화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기는 하기 화학식 2-1로 표시되는,
    화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000043
    상기 화학식 2-1에서,
    R3는 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기는 하기 화학식 2-2로 표시되는,
    화합물:
    [화학식 2-2]
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000044
    상기 화학식 2-2에서,
    Z는 O, 또는 S이고,
    R4는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴을 형성한다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기는 하기 화학식 2-3으로 표시되는,
    화합물:
    [화학식 2-3]
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000045
    상기 화학식 2-3에서,
    Z는 O, 또는 S이고,
    R5는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 구조의 1가 치환기는 하기 화학식 2-4로 표시되는,
    화합물:
    [화학식 2-4]
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000046
    상기 화학식 2-4에서,
    Z는 O, 또는 S이고,
    R6는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    화합물:
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000047
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000048
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000049
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000050
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000051
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000052
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000053
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000054
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000055
    Figure PCTKR2023000947-appb-img-000056
  12. 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 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서
    상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자주입 및 수송층인,
    유기 발광 소자.
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