WO2023182730A1 - 헤테로고리 함유 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 함유 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2023182730A1
WO2023182730A1 PCT/KR2023/003542 KR2023003542W WO2023182730A1 WO 2023182730 A1 WO2023182730 A1 WO 2023182730A1 KR 2023003542 W KR2023003542 W KR 2023003542W WO 2023182730 A1 WO2023182730 A1 WO 2023182730A1
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group
substituted
unsubstituted
layer
compound
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PCT/KR2023/003542
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이재탁
윤정민
윤희경
한수진
허동욱
홍성길
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주식회사 엘지화학
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • H—ELECTRICITY
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
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    • H10K50/16—Electron transporting layers
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    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom

Definitions

  • This specification relates to heterocycle-containing compounds and organic light-emitting devices containing the same.
  • organic luminescence refers to a phenomenon that converts electrical energy into light energy using organic materials.
  • Organic light-emitting devices that utilize the organic light-emitting phenomenon usually have a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer between them.
  • the organic material layer is often composed of a multi-layer structure made of different materials to increase the efficiency and stability of the organic light-emitting device, and may be composed of, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • this organic light-emitting device when a voltage is applied between the two electrodes, holes are injected from the anode and electrons from the cathode into the organic material layer. When the injected holes and electrons meet, an exciton is formed, and this exciton is When it falls back to the ground state, it glows.
  • the present specification provides heterocycle-containing compounds and organic light-emitting devices containing the same.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a compound represented by the following formula (1).
  • L1 is direct bonding; Or a substituted or unsubstituted arylene group,
  • L2 is a substituted or unsubstituted arylene group
  • n 2 or 3
  • L2 is the same as or different from each other
  • X1 to X3 are the same as or different from each other, and are each independently N; or CR',
  • R1 to R4 and R' are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
  • Np is represented by the formula 2 below,
  • dotted line “ " is a site bound to L1 or (L2)n of Formula 1, respectively,
  • R'' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
  • n is an integer from 0 to 6, and when m is 2 or more, R'' of 2 or more is the same as or different from each other.
  • an exemplary embodiment of the present specification includes an anode; cathode; and an organic light emitting device comprising at least one organic material layer provided between the anode and the cathode, wherein at least one layer of the organic material layer includes the compound represented by Formula 1.
  • the compounds described in this specification can be used as a material for the organic layer of an organic light-emitting device.
  • the compound according to at least one embodiment can improve efficiency, low driving voltage, and/or improve lifespan characteristics in organic light-emitting devices.
  • the compounds described herein can be used as hole injection, hole transport, hole injection and hole transport, electron blocking, light emission, hole blocking, electron transport, or electron injection materials. Additionally, compared to existing organic light emitting devices, they have the effects of low driving voltage, high efficiency, and/or long lifespan.
  • Figure 1 shows an example of an organic light emitting device in which a substrate 1, an anode 2, an organic material layer 21, and a cathode 10 are sequentially stacked.
  • FIG. 2 shows a substrate (1), anode (2), hole injection layer (3), hole transport layer (4), electron blocking layer (5), light emitting layer (6), hole blocking layer (7), and electron transport layer (8).
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting device in which the electron injection layer 9 and the cathode 10 are sequentially stacked.
  • Figure 3 shows a substrate (1), anode (2), hole injection layer (3), hole transport layer (4), electron blocking layer (5), light emitting layer (6), hole blocking layer (7), electron injection and transport layer ( 11) and the cathode 10 are sequentially stacked.
  • the deuterium substitution rate of the compound is determined by using TLC-MS (Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry), and is determined by maximizing the distribution of molecular weights at the end of the reaction.
  • a method of calculating the substitution rate based on the value or a quantitative analysis method using NMR can be determined by adding DMF as an internal standard and calculating the D-substitution rate from the integral amount of the total peak using the integration rate on 1H NMR. You can.
  • energy level means energy level. Therefore, the energy level is interpreted to mean the absolute value of the corresponding energy value. For example, a low or deep energy level means that the absolute value increases in the minus direction from the vacuum level.
  • HOMO highest occupied molecular orbital
  • LUMO lowest unoccupied molecular orbital
  • the HOMO energy level refers to the distance from the vacuum level to HOMO.
  • the LUMO energy level refers to the distance from the vacuum level to the LUMO.
  • bandgap refers to the energy level difference between HOMO and LUMO, that is, the HOMO-LUMO gap (Gap).
  • the HOMO energy level can be measured using an atmospheric photoelectron spectroscopy device (manufactured by RIKEN KEIKI Co., Ltd.: AC3), and the LUMO energy level can be calculated from the wavelength value measured through photoluminescence (PL). You can.
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound is changed to another substituent.
  • the position to be substituted is not limited as long as it is the position where the hydrogen atom is substituted, that is, a position where the substituent can be substituted, and if two or more substituents are substituted. , two or more substituents may be the same or different from each other.
  • the term “substituted or unsubstituted” refers to deuterium; halogen group; Nitrile group (-CN); nitro group; hydroxyl group; Alkyl group; Cycloalkyl group; Alkoxy group; Phosphine oxide group; Aryloxy group; Alkylthioxy group; Arylthioxy group; Alkyl sulphoxy group; Aryl sulfoxy group; alkenyl group; silyl group; boron group; Amine group; Aryl group; Alternatively, it means that it is substituted with 1 or 2 or more substituents selected from the group consisting of heterocyclic groups, or is substituted with a substituent in which 2 or more of the above-exemplified substituents are linked, or does not have any substituents.
  • a substituent group in which two or more substituents are connected may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group, or it may be interpreted as a substituent in which two phenyl groups are connected.
  • the term “substituted or unsubstituted” refers to deuterium; halogen group; Nitrile group; nitro group; hydroxyl group; amino group; silyl group; boron group; Alkoxy group; Aryloxy group; Alkyl group; Cycloalkyl group; Aryl group; and a heterocyclic group, or is substituted with a substituent in which two or more of the above-exemplified substituents are linked, or does not have any substituent.
  • substituted or unsubstituted refers to deuterium; Alkyl group; Aryl group; and a heterocyclic group, or is substituted with a substituent in which two or more of the above-exemplified substituents are linked, or does not have any substituent.
  • N% substitution with deuterium means that N% of the hydrogen available in the structure is replaced with deuterium. For example, if 25% of dibenzofuran is replaced with deuterium, it means that 2 of the 8 hydrogens in dibenzofuran are replaced with deuterium.
  • halogen groups include fluoro group (-F), chloro group (-Cl), bromo group (-Br), or iodo group (-I).
  • the silyl group may be represented by the formula -SiY a Y b Y c , where Y a , Y b and Y c are each hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; Or, it may be a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the silyl group specifically includes, but is not limited to, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, and phenylsilyl group. No.
  • the boron group may be represented by the chemical formula -BY dY e , where Y d and Y e are each hydrogen; Substituted or unsubstituted alkyl group; Or, it may be a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the boron group specifically includes, but is not limited to, trimethyl boron group, triethyl boron group, t-butyldimethyl boron group, triphenyl boron group, and phenyl boron group.
  • the alkyl group may be straight chain or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 60. According to one embodiment, the carbon number of the alkyl group is 1 to 30. According to another embodiment, the carbon number of the alkyl group is 1 to 20. According to another embodiment, the carbon number of the alkyl group is 1 to 10.
  • alkyl groups include methyl group, ethyl group, propyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, n-pentyl group, hexyl group, n -Hexyl group, heptyl group, n-heptyl group, octyl group, n-octyl group, etc., but are not limited to these.
  • the description of the alkyl group described above may be applied, except that the arylalkyl group is substituted with an aryl group.
  • the alkoxy group may be straight chain, branched chain, or ring chain.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 carbon atoms.
  • Substituents containing alkyl groups, alkoxy groups, and other alkyl group moieties described in this specification include both straight-chain or branched forms.
  • the alkenyl group may be straight chain 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 embodiment, the alkenyl group has 2 to 10 carbon atoms. According to another 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 are not limited to these.
  • the alkynyl group is a substituent containing a triple bond between carbon atoms, and may be straight chain or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. According to one embodiment, the alkynyl group has 2 to 20 carbon atoms. According to another embodiment, the carbon number of the alkynyl group is 2 to 10.
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to one embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another embodiment, the carbon number of the cycloalkyl group is 3 to 20. According to another embodiment, the carbon number of the cycloalkyl group is 3 to 6. Specifically, it includes cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, and adamantyl group, but is not limited thereto.
  • the amine group is -NH 2
  • the amine group may be substituted with the above-described alkyl group, aryl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkyl group, and combinations thereof.
  • the number of carbon atoms of the substituted amine group is not particularly limited, but is preferably 1 to 30. According to one embodiment, the carbon number of the amine group is 1 to 20. According to one embodiment, the carbon number of the amine group is 1 to 10.
  • substituted amine groups include methylamine group, dimethylamine group, ethylamine group, diethylamine group, phenylamine group, 9,9-dimethylfluorenylphenylamine group, pyridylphenylamine group, and diphenylamine.
  • phenylpyridylamine group phenylpyridylamine group, naphthylamine group, biphenylamine group, anthracenylamine group, dibenzofuranylphenylamine group, 9-methylanthracenylamine group, diphenylamine group, phenylnaphthylamine group, Ditolylamine group, phenyltolylamine group, diphenylamine group, etc., but are not limited to these.
  • 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 aryl group has 6 to 30 carbon atoms. According to one embodiment, the aryl group has 6 to 20 carbon atoms.
  • the aryl group may be a monocyclic aryl group, such as a phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, or quarterphenyl group, but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may include a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, triphenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, triphenylenyl group, etc., but is not limited thereto. no.
  • a substituted aryl group may include a structure in which an aliphatic hydrocarbon ring is condensed with an aryl group.
  • the substituted aryl group may include a tetrahydronaphthalene group, more specifically, It may include (1,1,4,4-tetramethyl-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene group), but is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and two substituents may be combined with each other to form a spiro structure.
  • the spiro structure may be an aromatic hydrocarbon ring or an aliphatic hydrocarbon ring.
  • fluorenyl group When the fluorenyl group is substituted, , , Spirofluorenyl groups such as (9,9-dimethylfluorenyl group), and It may be a substituted fluorenyl group such as (9,9-diphenylfluorenyl group). However, it is not limited to this.
  • the above-described description of the aryl group may be applied to the aryl group in the aryloxy group.
  • the above-described description of the alkyl group may be applied to the alkyl group among the alkylthioxy group and the alkylsulfoxy group.
  • the above-mentioned description of the aryl group may be applied to the aryl group among the arylthioxy group and the arylsulfoxy group.
  • the heterocyclic group is a cyclic group containing one or more of N, O, P, S, Si, and Se as heteroatoms, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but it is preferably 2 to 60 carbon atoms. According to one embodiment, the carbon number of the heterocyclic group is 2 to 30. According to one embodiment, the carbon number of the heterocyclic group is 2 to 20.
  • heterocyclic groups include pyridine group, pyrrole group, pyrimidine group, quinoline group, pyridazinyl group, furan group, thiophene group, imidazole group, pyrazole group, dibenzofuran group, and dibenzothiophene group.
  • carbazole group benzocarbazole group, naphthobenzofuran group, benzonaphthothiophene group, indenocarbazole group, triazinyl group, etc., but is not limited to these.
  • heterocyclic group described above can be applied, except that the heteroaryl group is aromatic.
  • the description of the aryl group may be applied, except that the arylene group is divalent.
  • ring is a hydrocarbon ring; Or refers to a heterocycle.
  • the hydrocarbon ring may be aromatic, aliphatic, or a condensed ring of aromatic and aliphatic, and may be selected from examples of the cycloalkyl group or aryl group.
  • forming a ring by combining with adjacent groups means a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon ring by combining with adjacent groups; Substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring; Substituted or unsubstituted aliphatic heterocycle; Substituted or unsubstituted aromatic heterocycle; Or it means forming a condensation ring thereof.
  • the hydrocarbon ring refers to a ring consisting only of carbon and hydrogen atoms.
  • the heterocycle refers to a ring containing one or more elements selected from N, O, P, S, Si, and Se.
  • the aliphatic hydrocarbon ring, aromatic hydrocarbon ring, aliphatic heterocycle, and aromatic heterocycle may be monocyclic or polycyclic.
  • an aliphatic hydrocarbon ring refers to a non-aromatic ring consisting only of carbon and hydrogen atoms.
  • Examples of aliphatic hydrocarbon rings include cyclopropane, cyclobutane, cyclobutene, cyclopentane, cyclopentene, cyclohexane, cyclohexene, 1,4-cyclohexadiene, cycloheptane, cycloheptene, cyclooctane, and cyclooctene. It is not limited to this.
  • an aromatic hydrocarbon ring refers to an aromatic ring consisting only of carbon and hydrogen atoms.
  • aromatic hydrocarbon rings include benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, perylene, fluoranthene, triphenylene, phenalene, pyrene, tetracene, chrysene, pentacene, fluorene, indene, acenaphthylene, Benzofluorene, spirofluorene, etc., but are not limited thereto.
  • an aromatic hydrocarbon ring can be interpreted to have the same meaning as an aryl group.
  • an aliphatic heterocycle refers to an aliphatic ring containing one or more heteroatoms.
  • aliphatic heterocycles include oxirane, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, pyrrolidine, piperidine, morpholine, oxepane, and azocaine. , thiocane, etc., but is not limited thereto.
  • an aromatic heterocycle refers to an aromatic ring containing one or more heteroatoms.
  • aromatic heterocycles include pyridine, pyrrole, pyrimidine, pyridazine, furan, thiophene, imidazole, parazole, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, triazole, oxadiazole, and thiazole.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention improves efficiency by increasing electron mobility by including triazine and/or pyrimidine in naphthalene in the form of a dimer, and the linker length of the triazine is set to 1 or less, and the remaining By adjusting the length of the N-containing ring group to two or more linkers, the electron injection characteristics are adjusted to increase the lifespan of the organic light-emitting device.
  • the efficiency and lifespan of the device are improved. Specifically, when hydrogen is replaced with deuterium, the chemical properties of the compound rarely change, but the physical properties of the deuterated compound change and the vibrational energy level is lowered. Compounds substituted with deuterium can prevent a decrease in quantum efficiency due to a decrease in intermolecular van der Waals forces or collisions due to intermolecular vibrations. Additionally, C-D bonds can improve the stability of compounds.
  • L1 is direct bonding; Or a substituted or unsubstituted arylene group,
  • L2 is a substituted or unsubstituted arylene group
  • n 2 or 3
  • L2 is the same as or different from each other
  • X1 to X3 are the same as or different from each other, and are each independently N; or CR',
  • R1 to R4 and R' are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
  • Np is represented by the formula 2 below,
  • dotted line “ " is a site bound to L1 or (L2)n of Formula 1, respectively,
  • R'' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
  • n is an integer from 0 to 6, and when m is 2 or more, R'' of 2 or more is the same as or different from each other.
  • L1 is a direct bond; Or it is a substituted or unsubstituted arylene group.
  • L1 is a direct bond; Or it is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms.
  • L1 is a direct bond; Or it is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms.
  • L1 is a direct bond; Or it is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • L1 is a direct bond; Or it is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 12 carbon atoms.
  • L1 is a direct bond; Or, it is an arylene group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • L1 is a direct bond; Or, it is an arylene group having 6 to 60 carbon atoms substituted or unsubstituted with deuterium.
  • L1 is a direct bond; Or, it is an arylene group having 6 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted with deuterium.
  • L1 is a direct bond; Or, it is an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with deuterium.
  • L1 is a direct bond; Or, it is an arylene group having 6 to 12 carbon atoms substituted or unsubstituted with deuterium.
  • L1 is a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylylene group; Substituted or unsubstituted terphenylylene group; Substituted or unsubstituted naphthylene group; Substituted or unsubstituted fluorenylene group; Substituted or unsubstituted phenanthrenylene group; Or a substituted or unsubstituted triphenylenenylylene group.
  • L1 is a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylylene group; Substituted or unsubstituted terphenylylene group; Substituted or unsubstituted naphthylene group; Or a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • L1 is a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylylene group; Substituted or unsubstituted terphenylylene group; Or a substituted or unsubstituted naphthylene group.
  • L1 is a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylylene group; Or a substituted or unsubstituted naphthylene group.
  • L1 is a direct bond; A phenylene group substituted or unsubstituted with deuterium; A biphenylylene group substituted or unsubstituted with deuterated water; Or it is a naphthylene group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • L1 is a direct bond; phenylene group; Biphenylylene group; Or it is a naphthylene group.
  • L1 is a direct bond; phenylene group; Or it is a biphenylylene group.
  • L1 is a direct bond; Or a substituted or unsubstituted phenylene group.
  • L1 is a direct bond; Or it is a phenylene group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • L1 is a direct bond; Or it is a phenylene group.
  • L1 is a direct bond
  • L1 is a phenylene group.
  • L2 is a substituted or unsubstituted arylene group.
  • L2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms.
  • L2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms.
  • L2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • L2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 12 carbon atoms.
  • L2 is an arylene group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • L2 is an arylene group having 6 to 60 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with deuterium.
  • L2 is an arylene group having 6 to 30 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with deuterium.
  • L2 is an arylene group having 6 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with deuterium.
  • L2 is an arylene group having 6 to 12 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with deuterium.
  • L2 is a substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylylene group; Substituted or unsubstituted terphenylylene group; Substituted or unsubstituted naphthylene group; Substituted or unsubstituted fluorenylene group; Substituted or unsubstituted phenanthrenylene group; Or a substituted or unsubstituted triphenylenenylylene group.
  • L2 is a substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylylene group; Substituted or unsubstituted terphenylylene group; Substituted or unsubstituted naphthylene group; Or it is a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • L2 is a substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylylene group; Substituted or unsubstituted terphenylylene group; Or a substituted or unsubstituted naphthylene group.
  • L2 is a substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted biphenylylene group; Or a substituted or unsubstituted naphthylene group.
  • L2 is a phenylene group substituted or unsubstituted with deuterium; A biphenylylene group substituted or unsubstituted with deuterated water; Or it is a naphthylene group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • L2 is a phenylene group; Biphenylylene group; Or it is a naphthylene group.
  • L2 is a phenylene group; Or it is a biphenylylene group.
  • L2 is a substituted or unsubstituted phenylene group.
  • L2 is a phenylene group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • L2 is a phenylene group.
  • n 2 or 3.
  • n is 2.
  • n 3.
  • X1 to X3 are the same as or different from each other, and are each independently N; Or CR'.
  • two or more of X1 to X3 are N.
  • two of X1 to X3 are N.
  • X1 and X2 are N.
  • X1 and X3 are N.
  • X2 and X3 are N.
  • X1 to X3 are all N.
  • R1 to R4 and R' are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted O, S or N containing heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing O, S or N having 2 to 20 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms substituted or unsubstituted with deuterium; An aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with deuterated water; Or it is an O, S or N-containing heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms that is substituted or unsubstituted with deuterated water.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or it is a substituted or unsubstituted aryl group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or it is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or it is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or it is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or it is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or, it is an aryl group having 6 to 30 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with deuterium.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or, it is an aryl group having 6 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with deuterium.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or, it is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with deuterium.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or, it is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with deuterium.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Or a substituted or unsubstituted fluorenyl group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Or a substituted or unsubstituted fluorenyl group.
  • R1 to R4 are the same or different from each other, and are each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; Biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Terphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Or it is a fluorenyl group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted naphthyl group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Or it is a naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted phenyl group.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or it is a phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • R1 to R4 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted phenyl group.
  • R1 to R4 are the same or different from each other, and each independently represents a phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • R1 to R4 are phenyl groups.
  • R' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group.
  • R' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms.
  • R' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Or it is a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Or it is an alkyl group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • R' is hydrogen; Or deuterium.
  • R' is hydrogen
  • Np is represented by the following formula (2).
  • dotted line “ " is a site bound to L1 or (L2)n of Formula 1, respectively,
  • R'' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
  • n is an integer from 0 to 6, and when m is 2 or more, R'' of 2 or more is the same as or different from each other.
  • R'' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • R'' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R'' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms.
  • R'' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Or it is a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R'' is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Or it is an alkyl group substituted or unsubstituted with deuterium.
  • R'' is hydrogen; Or deuterium.
  • R'' is hydrogen
  • Formula 1 is represented by the following Formula 1-1 or 1-2.
  • Formula 1 is represented by the following Formula 2-1 or 2-2.
  • the compound represented by Formula 1 is at least 40% substituted with deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 is substituted by more than 50% with deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 is substituted by more than 60% with deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 is substituted by more than 70% with deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 is substituted by more than 80% with deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 is substituted by more than 90% with deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 is 100% substituted with deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 contains 40% to 60% of deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 contains 40% to 80% of deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 contains 60% to 80% of deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 contains 80% to 100% of deuterium.
  • Formula 1 is represented by any one of the following compounds.
  • the core structure of the compound represented by Formula 1 may be manufactured as in the method of the production example described later. Substituents may be combined by methods known in the art, and the type, position, or number of substituents may be changed according to techniques known in the art.
  • compounds having various energy band gaps can be synthesized by introducing various substituents into the core structure of the compound represented by Formula 1 above.
  • the HOMO and LUMO energy levels of the compound can be adjusted by introducing various substituents into the core structure of the above structure.
  • the present specification provides an organic light-emitting device containing the above-mentioned compound.
  • the organic light emitting device includes an anode; cathode; And an organic light-emitting device comprising at least one organic material layer provided between the anode and the cathode, wherein at least one layer of the organic material layer includes a compound represented by the above-mentioned formula (1).
  • the organic light-emitting device of the present specification can be manufactured using conventional organic light-emitting device manufacturing methods and materials, except that the organic material layer is formed using the compound of Formula 1 described above.
  • the compound may be formed into an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method when manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution application method refers to spin coating, dip coating, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, etc., but is not limited to these.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present specification 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 is an organic material layer that includes one or more of a hole transport layer, a hole injection layer, an electron blocking layer, a hole injection and transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer, and an electron injection and transport layer. It can have a structure.
  • the structure of the organic light emitting device of the present specification is not limited to this and may include fewer or more organic material layers.
  • the organic material layer includes a light-emitting layer, and the light-emitting layer includes the compound.
  • the organic material layer includes a hole injection layer or a hole transport layer, and the hole injection layer or the hole transport layer includes the compound.
  • the organic material layer includes a light-emitting layer, and the light-emitting layer includes the compound.
  • the organic layer includes an electron transport layer or an electron injection layer, and the electron transport layer or electron injection layer includes the compound.
  • the organic material layer includes an electron transport layer
  • the electron transport layer includes the compound
  • the organic material layer includes an electron blocking layer or a hole blocking layer
  • the electron blocking layer or hole blocking layer includes the compound
  • the organic material layer is an electron transport layer
  • the organic light-emitting device is a layer selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron injection layer, an electron blocking layer, and a hole blocking layer. Includes two or more floors.
  • the organic light emitting device includes a first electrode; a second electrode provided opposite to the first electrode; and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode; It includes two or more organic material layers provided between the light-emitting layer and the first electrode or between the light-emitting layer and the second electrode, and at least one of the two or more organic material layers includes the compound.
  • the two or more organic layers may be selected from the group consisting of an electron transport layer, an electron injection layer, a layer that simultaneously transports and injects electrons, and a hole blocking layer.
  • the organic material layer includes two or more electron transport layers, and at least one of the two or more electron transport layers includes the compound.
  • the compound may be included in one of the two or more electron transport layers, and may be included in each of the two or more electron transport layers.
  • other materials excluding the compound may be the same or different from each other.
  • the organic material layer includes an electron injection and transport layer
  • the electron injection and transport layer includes the compound
  • the organic material layer further includes a hole injection layer or a hole transport layer including a compound including an arylamino group, a carbazolyl group, or a benzocarbazolyl group in addition to the organic material layer including the compound.
  • the organic light emitting device 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 may be an inverted type organic light emitting device in which a cathode, one or more organic material layers, and an anode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting device may have, for example, a stacked structure as shown below, but is not limited thereto.
  • the structure of the organic light emitting device of the present specification may have the same structure as shown in FIGS. 1 to 3, but is not limited thereto.
  • Figure 1 shows an example of an organic light emitting device in which a substrate 1, an anode 2, an organic material layer 21, and a cathode 10 are sequentially stacked.
  • the compound may be included in the light-emitting layer 6.
  • the compound is a hole injection layer (3), a hole transport layer (4), an electron blocking layer (5), a light emitting layer (6), a hole blocking layer (7), an electron transport layer (8), or an electron injection layer. It can be included in (9).
  • Figure 3 shows a substrate (1), anode (2), hole injection layer (3), hole transport layer (4), electron blocking layer (5), light emitting layer (6), hole blocking layer (7), electron injection and transport layer ( 11) and the cathode 10 are sequentially stacked.
  • the compound is included in the hole injection layer (3), the hole transport layer (4), the electron blocking layer (5), the light emitting layer (6), the hole blocking layer (7), or the electron injection and transport layer (11). You can.
  • the compound may be included in one or more of the hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, and electron transport layer.
  • the compound may be included in the electron injection and transport layer.
  • the organic light emitting device of the present application can be manufactured using materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer contains the compound of the present application, that is, the compound.
  • the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device of the present application can be manufactured using materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer contains the above compound, that is, the compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic light emitting device of the present application can be manufactured by sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a PVD (physical vapor deposition) method such as sputtering or e-beam evaporation is used to deposit a metal or a conductive metal oxide or an alloy thereof on the substrate to form an anode.
  • It can be manufactured by forming an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer thereon, and then depositing a material that can be used as a cathode thereon.
  • an organic light-emitting device can be made by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • the compound of Formula 1 may be formed into an organic layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method when manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution application method refers to 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 can also be made by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate (International Patent Application Publication No. 2003/012890).
  • the manufacturing method is not limited to this.
  • the anode material is generally preferably a material with a large work function to facilitate hole injection into the organic layer.
  • anode materials that can be used in the present invention 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); ZnO:Al or SnO 2 : A combination of a metal such as Sb and an oxide; Conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene](PEDOT), polypyrrole, and polyaniline are included, but are not limited to these.
  • the cathode material is generally preferably a material with a small work function to facilitate electron injection into the organic layer.
  • Specific examples of cathode materials include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead, or alloys thereof;
  • There are multi-layer structure materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but they are not limited to these.
  • the hole injection material is a layer that injects holes from an electrode.
  • the hole injection material has the ability to transport holes and has an excellent hole injection effect at the anode, a light-emitting layer or a light-emitting material, and is generated in the light-emitting layer.
  • a compound that prevents movement of excitons to the electron injection layer or electron injection material and has excellent thin film forming ability is preferred.
  • the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is between the work function of the anode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • hole injection materials include metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic substances, hexanitrilehexaazatriphenylene-based organic substances, quinacridone-based organic substances, and perylene-based organic substances.
  • hole injection materials include metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic substances, hexanitrilehexaazatriphenylene-based organic substances, quinacridone-based organic substances, and perylene-based organic substances.
  • organic materials anthraquinone, polyaniline, and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited to these.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the light-emitting layer.
  • the hole transport material is a material that can receive holes from the anode or hole injection layer and transfer them to the light-emitting layer, and has high mobility for holes.
  • the material is suitable. Specific examples include arylamine-based organic materials, conductive polymers, and block copolymers with both conjugated and non-conjugated portions, but are not limited to these.
  • the light-emitting material is a material capable of emitting light in the visible range by receiving and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and is preferably a material with good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence.
  • Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole-based compounds; dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compound; Compounds of the benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series; Poly(p-phenylenevinylene) (PPV) series polymer; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene, etc., but are not limited to these.
  • the light emitting layer may include a host material and a dopant material.
  • Host materials include condensed aromatic ring derivatives or heterocyclic ring-containing compounds.
  • condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds
  • heterocyclic-containing compounds include compounds, dibenzofuran derivatives, and ladder-type furan compounds. , pyrimidine derivatives, etc., but are not limited thereto.
  • the electron transport material is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports electrons to the light-emitting layer.
  • the electron transport material is a material that can easily inject electrons from the cathode and transfer them to the light-emitting layer, and has high mobility for electrons. This is suitable. Specific examples include Al complex of 8-hydroxyquinoline; Complex containing Alq 3 ; organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes, etc., but are not limited to these.
  • 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 with a low work function followed by an aluminum or silver layer. Specifically, cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, in each case followed by an aluminum layer or a silver layer.
  • the electron transport layer may include a compound represented by Formula 1 of the present invention, and may further include an n-type dopant or an organometallic compound.
  • the n-type dopant or organometallic compound may be LiQ
  • the compound represented by Formula 1 of the present invention and the n-type dopant (or organometallic compound) are 2:8 to 8:2, for example, 4: It may be included in a weight ratio of 6 to 6:4.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from the electrode, has the ability to transport electrons, has an electron injection effect from the cathode, has an excellent electron injection effect to the light-emitting layer or light-emitting material, and injects holes of excitons generated in the light-emitting layer.
  • a compound that prevents movement to the layer and has excellent thin film forming ability is preferred.
  • the electron transport material and/or the electron injection material may be used as the electron injection and transport layer material.
  • metal complex compounds include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis(8-hydroxyquinolinato)zinc, bis(8-hydroxyquinolinato)copper, bis(8-hydroxyquinolinato)manganese, Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum, Tris(2-methyl-8-hydroxyquinolinato)aluminum, Tris(8-hydroxyquinolinato)gallium, bis(10-hydroxybenzo[h] Quinolinato)beryllium, bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)zinc, bis(2-methyl-8-quinolinato)chlorogallium, bis(2-methyl-8-quinolinato)( o-cresolato) gallium, bis(2-methyl-8-quinolinato)(1-naphtolato) aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinato)(2-naphtolato) gallium, etc. It is not limited to this.
  • the hole blocking layer is a layer that prevents holes from reaching the cathode, and can generally be formed under the same conditions as the hole injection layer. Specifically, it includes oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, BCP, aluminum complex, etc., but is not limited thereto.
  • the organic light emitting device may be a front emitting type, a back emitting type, or a double-sided emitting type depending on the material used.
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO (indium tin oxide) with a thickness of 1,000 ⁇ was placed in distilled water with a detergent dissolved in it and washed ultrasonically.
  • a detergent manufactured by Fischer Co. was used, and distilled water filtered secondarily using a filter manufactured by Millipore Co. was used as distilled water.
  • ultrasonic cleaning was repeated twice with distilled water for 10 minutes.
  • the compounds of the following compound HI1 and the following compound HI2 were thermally vacuum deposited to a thickness of 100 ⁇ at a ratio of 98:2 (molar ratio) to form a hole injection layer.
  • a hole transport layer was formed by vacuum depositing a compound (1150 ⁇ ) represented by the following chemical formula HT1 on the hole injection layer.
  • an electron blocking layer was formed by vacuum depositing a compound of EB1 with a film thickness of 50 ⁇ on the hole transport layer.
  • a light emitting layer was formed by vacuum depositing a compound represented by the following formula BH and a compound represented by the following formula BD at a weight ratio of 50:1 at a film thickness of 200 ⁇ on the electron blocking layer.
  • a hole blocking layer was formed by vacuum depositing a compound represented by the following chemical formula HB1 with a film thickness of 50 ⁇ on the light emitting layer.
  • compound E1 synthesized in Preparation Example 1 and the compound represented by the formula LiQ below were vacuum deposited on the hole blocking layer at a weight ratio of 1:1 to form an electron injection and transport layer with a thickness of 30 ⁇ .
  • a cathode was formed by sequentially depositing lithium fluoride (LiF) to a thickness of 12 ⁇ and aluminum to a thickness of 1,000 ⁇ on the electron injection and transport layer.
  • LiF lithium fluoride
  • the deposition rate of organic matter was maintained at 0.4 ⁇ 0.7 ⁇ /sec
  • the deposition rate of lithium fluoride of the cathode was maintained at 0.3 ⁇ /sec
  • the deposition rate of aluminum was maintained at 2 ⁇ /sec
  • the vacuum degree during deposition was 2x10 -7 ⁇
  • An organic light emitting device was manufactured by maintaining 5 ⁇ 10 -6 torr.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as Example 1-1, except that the compounds listed in Table 1 below were used instead of Compound E1 of Example 1-1.
  • Example 1-1 An organic light emitting device was manufactured in the same manner as Example 1-1, except that the compounds listed in Table 1 below were used instead of Compound E1 of Example 1-1.
  • the compounds of ET-1, ET-2, ET-3, ET-4, ET-5, ET-6, ET-7, ET-8, ET-9 and ET-10 used in Table 1 below are as follows. .
  • T95 refers to the time it takes for the luminance to decrease from the initial luminance (1600nit) to 95%.
  • Example 1-1 Compound E1 4.25 6.03 (0.140, 0.041) 236
  • Example 1-2 Compound E2 4.43 6.22 (0.140, 0.041) 228
  • Example 1-3 Compound E3 4.31 6.31 (0.141, 0.041) 245
  • Example 1-4 Compound E4 4.12 6.44 (0.141, 0.040) 269
  • Examples 1-5 Compound E5 4.25 6.26 (0.140, 0.041) 239
  • Example 1-6 Compound E6 4.36 6.31 (0.141, 0.040) 257
  • Example 1-7 Compound E7 4.28 6.47 (0.140, 0.040) 231
  • Examples 1-8 Compound E8 4.41 6.10 (0.140, 0.040) 264
  • Example 1-9 Compound E9 4.30 6.19 (0.141, 0.041) 227
  • Examples 1-10 Compound E10 4.27 6.18 (0.
  • the organic light-emitting device manufactured using the compound of the present invention as an electron injection and transport layer exhibits excellent characteristics in terms of efficiency, driving voltage, and/or stability of the organic light-emitting device.
  • the compounds of the present invention have a longer linker length between the N-containing ring group and naphthalene than ET-1 to ET-10 of Comparative Examples 1-1 to 1-10, and Experimental Examples 1-1 to 1-11 are similar to Comparative Examples 1-1. It can be seen that the driving voltage is lower, the efficiency is higher, and the lifespan (T95) is longer than that of 1-10.
  • the compounds of the present invention are ET-1, ET-2, ET-9, and ET-10 of Comparative Examples 1-1, 1-2, 1-9, and 1-10, in which an N-containing ring group and naphthalene are directly bonded. It had higher efficiency, longer lifespan (T95), and exhibited lower voltage, higher efficiency, and longer lifespan characteristics than ET-3 to ET-6 of Comparative Examples 1-3 to 1-6, in which the N-containing ring group and naphthalene were connected to phenylene.
  • the N-containing ring group and triazine were more efficient than ET-7 of Comparative Example 1-7, in which the N-containing ring group and triazine were bonded to positions 1 and 3 rather than positions 1 and 2 of naphthalene, and 2 was bonded to positions different from X1 to It was confirmed that it exhibited a lower driving voltage and higher efficiency than ET-8 of Comparative Example 1-8, which contains an N-containing ring group containing N.

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Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

헤테로고리 함유 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 명세서는 헤테로고리 함유 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원은 2022년 3월 21일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2022-0034756호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
[선행문헌] 한국 공개특허공보 제2003-012890호
본 명세서에서는 헤테로고리 함유 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 것인 화합물을 제공한다.
하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
[화학식 1]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000001
상기 화학식 1에 있어서,
L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
L2는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
n은 2 또는 3이고, L2는 각각 서로 같거나 상이하고,
X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N; 또는 CR'이며,
X1 내지 X3 중 2 이상은 N이고,
R1 내지 R4 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
Np는 하기 화학식 2로 표시되며,
[화학식 2]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000002
상기 화학식 2에 있어서,
점선 "
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000003
"은 각각 화학식 1의 L1 또는 (L2)n에 결합되는 부위이고,
R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
m은 0 내지 6의 정수이고, m이 2 이상인 경우, 2 이상의 R''는 각각 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공주입과 정공수송, 전자차단, 발광, 정공차단, 전자수송, 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 기존 유기 발광 소자에 비하여, 낮은 구동전압, 고효율 및/또는 장수명의 효과가 있다.
도 1은 기판(1), 애노드(2), 유기물층(21) 및 캐소드(10)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 전자차단층(5), 발광층(6), 정공차단층(7), 전자수송층(8), 전자주입층(9) 및 캐소드(10)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 전자차단층(5), 발광층(6), 정공차단층(7), 전자주입 및 수송층(11) 및 캐소드(10)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 애노드
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 전자차단층
6: 발광층
7: 정공차단층
8: 전자수송층
9: 전자주입층
10: 캐소드
11: 전자주입 및 수송층
21: 유기물층
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서, "
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000004
" 또는 점선은 화학식 또는 화합물에 결합되는 위치를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 화합물의 중수소 치환율은 TLC-MS (Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry)를 사용하여, 반응의 종결시점에서 분자량들이 이루는 분포의 max. 값을 기준으로 치환율을 계산하는 방법 또는 NMR을 이용한 정량분석 방법으로, Internal standard로 DMF를 첨가하고, 1H　NMR 상의 integration 비율을 이용하여　총　peak의 적분량으로부터 D-치환율을 계산하는 방법을 통하여 파악할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "에너지 준위"는 에너지 크기를 의미하는 것이다. 따라서 에너지 준위는 해당 에너지 값의 절대값을 의미하는 것으로 해석된다. 예컨대, 에너지 준위가 낮거나 깊다는 것은 진공 준위로부터 마이너스 방향으로 절대값이 커지는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, HOMO(highest occupied molecular orbital)란, 전자가 결합에 참여할 수 있는 영역에서 가장 에너지가 높은 영역에 있는 분자궤도함수(최고 점유 분자 오비탈)를 의미하고, LUMO(lowest unoccupied molecular orbital)란, 전자가 반결합영역 중 가장 에너지가 낮은 영역에 있는 분자궤도함수(최저 비점유 분자 오비탈)를 의미하고, HOMO 에너지 준위란 진공 준위로부터 HOMO까지의 거리를 의미한다. 또한, LUMO 에너지 준위란 진공 준위로부터 LUMO까지의 거리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 밴드갭(bandgap)이란, HOMO와 LUMO의 에너지 준위 차이, 즉, HOMO-LUMO 갭(Gap)을 의미한다.
본 명세서에 있어서, HOMO 에너지 준위는 대기하 광전자 분광장치(RIKEN KEIKI Co., Ltd. 제조: AC3)를 이용하여 측정할 수 있고, LUMO 에너지 준위는 photoluminescence(PL)을 통하여 측정된 파장값으로 계산할 수 있다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환" 이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기(-CN); 니트로기; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 포스핀옥사이드기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 알케닐기; 실릴기; 붕소기; 아민기; 아릴기; 또는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 아미노기; 실릴기; 붕소기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 중수소로 N% 치환되었다는 것은 해당 구조에서 이용가능한 수소의 N%가 중수소로 치환되는 것을 의미한다. 예를 들어, 디벤조퓨란에서 중수소로 25% 치환되었다고 하면, 디벤조퓨란의 8개의 수소 중 2개가 중수소로 치환된 것을 의미한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 플루오로기(-F), 클로로기(-Cl), 브로모기(-Br) 또는 아이오도기(-I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiYaYbYc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ya, Yb 및 Yc는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BYdYe의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Yd 및 Ye는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 헵틸기, n-헵틸기, 옥틸기, n-옥틸기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 것을 제외하고는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 기재된 알킬기, 알콕시기 및 그 외 알킬기 부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
본 명세서에 있어서, 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, 상기 알키닐기는 탄소원자와 탄소원자 사이에 삼중결합을 포함하는 치환기로서, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 10이다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2이며, 상기 아민기에는 전술한 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기, 알케닐기, 시클로알킬기 및 이들의 조합 등이 치환될 수 있다. 상기 치환된 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아민기의 탄소수는 1 내지 20이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아민기의 탄소수는 1 내지 10이다. 치환된 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 9,9-디메틸플루오레닐페닐아민기, 피리딜페닐아민기, 디페닐아민기, 페닐피리딜아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 디벤조퓨라닐페닐아민기, 9-메틸안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 디페닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
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, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 치환된 아릴기는 아릴기에 지방족 탄화수소고리가 축합된 구조를 포함할 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 치환된 아릴기는 테트라하이드로나프탈렌기를 포함할 수 있고, 더욱 구체적으로는
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(1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌기)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 이때, 스피로 구조는 방향족 탄화수소 고리 또는 지방족 탄화수소 고리일 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
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,
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000007
,
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000008
등의 스피로플루오레닐기,
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000009
(9,9-디메틸플루오레닐기), 및
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(9,9-디페닐플루오레닐기) 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬티옥시기 및 알킬술폭시기 중의 알킬기에는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴티옥시기 및 아릴술폭시기 중의 아릴기에는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, P, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 20이다. 헤테로고리기의 예로는 예로는 피리딘기, 피롤기, 피리미딘기, 퀴놀린기, 피리다지닐기, 퓨란기, 티오펜기, 이미다졸기, 피라졸기, 디벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 나프토벤조퓨란기, 벤조나프토티오펜기, 인데노카바졸기, 트리아지닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴렌기는 2가인 것을 제외하고는 상기 아릴기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 2가의 헤테로고리는 2가인 것을 제외하고는 상기 헤테로고리기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기와 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 탄화수소고리; 또는 헤테로고리를 의미한다.
상기 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리; 또는 이들의 축합고리를 형성하는 것을 의미한다. 상기 탄화수소고리는 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다. 상기 헤테로고리는 N, O, P, S, Si 및 Se 등의 원소 중에서 선택된 1 이상으로 포함하는 고리를 의미한다. 본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다. 지방족 탄화수소고리의 예로는 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로부텐, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 시클로헥산, 시클로헥센, 1,4-시클로헥사디엔, 시클로헵탄, 시클로헵텐, 시클로옥탄, 시클로옥텐 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리란 탄소와 수소 원자로만 이루어진 방향족의 고리를 의미한다. 방향족 탄화수소고리의 예로는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 페릴렌, 플루오란텐, 트리페닐렌, 페날렌, 파이렌, 테트라센, 크라이센, 펜타센, 플루오렌, 인덴, 아세나프틸렌, 벤조플루오렌, 스피로플루오렌 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 아릴기와 동일한 의미로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족 고리를 의미한다. 지방족 헤테로고리의 예로는, 옥시레인(oxirane), 테트라하이드로퓨란, 1,4-디옥세인(1,4-dioxane), 피롤리딘, 피페리딘, 모르폴린(morpholine), 옥세판, 아조케인, 티오케인 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족 고리를 의미한다. 방향족 헤테로고리의 예로는, 피리딘, 피롤, 피리미딘, 피리다진, 퓨란, 티오펜, 이미다졸, 파라졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 티아졸, 이소티아졸, 트리아졸, 옥사디아졸, 티아디아졸, 디티아졸, 테트라졸, 피란, 티오피란, 디아진, 옥사진, 티아진, 다이옥신, 트리아진, 테트라진, 이소퀴놀린, 퀴놀린, 퀴논, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 디아자나프탈렌, 드리아자인덴, 인돌, 인돌리진, 벤조티아졸, 벤조옥사졸, 벤조이미다졸, 벤조티오펜, 벤조퓨란, 디벤조티오펜, 디벤조퓨란, 카바졸, 벤조카바졸, 디벤조카바졸, 페나진, 이미다조피리딘, 페녹사진, 인돌로카바졸, 인데노카바졸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하 본 발명의 바람직한 실시상태를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시상태는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시상태들에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 나프탈렌에 트리아진 및/또는 피리미딘을 dimer 형태로 포함함으로써 전자 이동도를 증가 시켜 효율을 향상 시키고, 트리아진의 링커 길이를 1개 이하로 하고, 나머지 N 함유 고리기의 길이를 링커 2개 이상으로 함으로써 전자 주입 특성을 조절하여 유기발광소자의 수명을 증가시키는 효과를 나타낸다.
추가적으로, 본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물이 중수소를 포함하는 경우, 소자의 효율 및 수명이 개선된다. 구체적으로 수소가 중수소로 대체되는 경우, 화합물의 화학적 성질은 거의 변화하지 않지만, 중수소화된 화합물은 물리적 성질이 변화하여 진동 에너지 준위가 낮아진다. 중수소로 치환된 화합물은 분자 간 반데르발스 힘의 감소나 분자간 진동으로 인한 충돌에 기인하는 양자 효율 감소를 방지할 수 있다. 또한 C-D 결합이 화합물의 안정성을 개선할 수 있다.
따라서, 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 발광 소자에 적용시, 고효율, 저전압 및/또는 장수명 특성을 가지는 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
이하, 화학식 1에 대하여 상세히 설명한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000011
상기 화학식 1에 있어서,
L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
L2는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
n은 2 또는 3이고, L2는 각각 서로 같거나 상이하고,
X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N; 또는 CR'이며,
X1 내지 X3 중 2 이상은 N이고,
R1 내지 R4 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
Np는 하기 화학식 2로 표시되며,
[화학식 2]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000012
상기 화학식 2에 있어서,
점선 "
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000013
"은 각각 화학식 1의 L1 또는 (L2)n에 결합되는 부위이고,
R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
m은 0 내지 6의 정수이고, m이 2 이상인 경우, 2 이상의 R''는 각각 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수수로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐릴렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 페닐렌기; 또는 바이페닐릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 중수소로 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수수로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 페닐렌기; 바이페닐릴렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 페닐렌기; 또는 바이페닐릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L2는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 2 또는 3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N; 또는 CR'이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 내지 X3 중 2 이상은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 내지 X3 중 2개는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 및 X2는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 및 X3은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X2 및 X3은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X1 내지 X3는 모두 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 O, S 또는 N 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 O, S 또는 N 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 중수수로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 중수수로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 O, S 또는 N 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R'는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R'는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R'는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R'는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R'는 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R'는 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R'는 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R'는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Np는 하기 화학식 2로 표시된다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000014
상기 화학식 2에 있어서,
점선 "
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000015
"은 각각 화학식 1의 L1 또는 (L2)n에 결합되는 부위이고,
R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
m은 0 내지 6의 정수이고, m이 2 이상인 경우, 2 이상의 R''는 각각 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R''는 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R''는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2 로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000016
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000017
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서, L1, L2, n, R1 내지 R4, X1 내지 X3, R'' 및 m의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시된다.
[화학식 2-1]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000018
[화학식 2-2]
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000019
상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서 L1, L2, n, R1 내지 R4, R' 및 Np의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 적어도 40% 치환된다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 50% 이상 치환된다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 60% 이상 치환된다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 70% 이상 치환된다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 80% 이상 치환된다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 90% 이상 치환된다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소로 100% 치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소를 40% 내지 60% 포함한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소를 40% 내지 80% 포함한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소를 60% 내지 80% 포함한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 중수소를 80% 내지 100% 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시된다.
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000020
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000021
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000022
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000023
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000024
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000025
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000026
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000027
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000028
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000029
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000030
.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 후술하는 제조예의 방법과 같이 코어구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
본 명세서에서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 따른 유기발광소자는 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 전술한 화학식 1로 표시되는 것인 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 전술한 화학식 1의 화합물을 이용하여 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 유기발광소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기발광소자는 유기물층으로서 정공수송층, 정공주입층, 전자차단층, 정공주입 및 수송층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층, 및 전자주입 및 수송층 중 1층 이상을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 본 명세서의 유기발광소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층이고, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자주입층, 전자차단층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸릴기 또는 벤조카바졸릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 애노드/정공수송층/발광층/캐소드
(2) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/캐소드
(3) 애노드/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/캐소드
(4) 애노드/정공수송층/발광층/전자수송층/캐소드
(5) 애노드/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(6) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/캐소드
(7) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(8) 애노드/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/캐소드
(9) 애노드/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층 /캐소드
(10) 애노드/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/캐소드
(11) 애노드/ 정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(12) 애노드/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/캐소드
(13) 애노드/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(14) 애노드/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/캐소드
(15) 애노드/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(16) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/캐소드
(17) 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입층/캐소드
(18) 애노드/정공주입층/정공수송층/전자차단층/발광층/정공차단층/전자수송층/전자주입 층/캐소드/캡핑층
본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 3에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판(1), 애노드(2), 유기물층(21) 및 캐소드(10)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(6)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 전자차단층(5), 발광층(6), 정공차단층(7), 전자수송층(8), 전자주입층(9) 및 캐소드(10)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 정공주입층(3), 정공수송층(4), 전자차단층(5), 발광층(6), 정공차단층(7), 전자수송층(8) 또는 전자주입층(9)에 포함될 수 있다.
도 3은 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 전자차단층(5), 발광층(6), 정공차단층(7), 전자주입 및 수송층(11) 및 캐소드(10)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 정공주입층(3), 정공수송층(4), 전자차단층(5), 발광층(6), 정공차단층(7) 또는 전자주입 및 수송층(11)에 포함될 수 있다.
이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 전자주입 및 수송층에 포함될 수 있다.
본 출원의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 출원의 화합물, 즉 상기 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 출원의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 출원의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 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 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 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. 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 정공 주입 물질로는 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 유기물층의 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 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
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 화합물, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송 물질로는 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 Al착물; 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층은 본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, n형 도펀트 또는 유기 금속 화합물을 더 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 n형 도펀트 또는 유기 금속 화합물은 LiQ일 수 있고, 본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 n형 도펀트(또는 유기 금속 화합물)는 2:8 내지 8:2, 예컨대 4:6 내지 6:4의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에서, 전자주입 및 수송층 물질로는 상기 전자 수송 물질 및/또는 상기 전자 주입 물질이 사용될 수 있다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공차단층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하기 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예 1. 화합물 E1의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000031
상기 화합물 2-(2-브로모나프탈렌-1-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 (10.0g, 22.8mmol)과 2,4-다이페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-4-일)피리미딘 (11.64g, 22.8mmol)을 테트라하이드로퓨란 (100ml)에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 (15.7g, 114mmol)을 물 75ml에 용해시켜 첨가하고, 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (476mg, 0.8mmol) 을 테트라하이드로퓨란에 녹여서 서서히 투입하였다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 탄산칼륨 용액을 제거하여 상기의 흰색 고체를 걸렀다. 걸러진 흰색의 고체를 물과 에틸아세테이트로 각각 2번씩 세척하여 상기 화합물 E1 (15.2g, 수율 90%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 741
제조예 2. 화합물 E2의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000032
제조예 1에서 상기 2,4-다이페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-4-일)피리미딘 대신 2,4-다이페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-2-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E2를 제조하였다.
MS[M+H]+= 741
제조예 3. 화합물 E3의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000033
제조예 2에서 상기 2-(2-브로모나프탈렌-1-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(1-브로모나프탈렌-2-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 상기 화합물 E3을 제조하였다.
MS[M+H]+= 741
제조예 4. 화합물 E4의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000034
제조예 3에서 화합물 2,4-다이페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-2-일)피리미딘 대신 2,4-다이페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-4-일)피리미딘 을 사용하는 것을 제외하고, 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 상기 화합물 E4를 제조하였다.
MS[M+H]+= 741
제조예 5. 화합물 E5의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000035
제조예 3에서 화합물 2,4-다이페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-2-일)피리미딘 대신 2,4-다이페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 상기 화합물 E5를 제조하였다.
MS[M+H]+= 741
제조예 6. 화합물 E6의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000036
제조예 5에서 화합물 2-(1-브로모나프탈렌-2-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(4-(1-브로모나프탈렌-2-일)페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 5와 동일한 방법으로 상기 화합물 E6을 제조하였다.
MS[M+H]+= 818
제조예 7. 화합물 E7의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000037
제조예 4에서 2-(1-브로모나프탈렌-2-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(2-(1-브로모나프탈렌-2-일)페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 4와 동일한 방법으로 상기 화합물 E7을 제조하였다.
MS[M+H]+= 818
제조예 8. 화합물 E8의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000038
제조예 4에서 상기 화합물 2-(1-브로모나프탈렌-2-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(2-(2-브로모나프탈렌-1-일)페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 4와 동일한 방법으로 상기 화합물 E8을 제조하였다.
MS[M+H]+= 818
제조예 9. 화합물 E9의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000039
제조예 8에서 상기 화합물 2,4-다이페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-4-일)피리미딘 대신 2,4-다이페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 8과 동일한 방법으로 상기 화합물 E9를 제조하였다.
MS[M+H]+= 818
제조예 10. 화합물 E10의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000040
제조예 3에서 상기 화합물 2-(1-브로모나프탈렌-2-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 대신 2,4-다이페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-2-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 상기 화합물 E10을 제조하였다.
MS[M+H]+= 741
제조예 11. 화합물 E11의 합성
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000041
제조예 3에서 상기 화합물 2-(1-브로모나프탈렌-2-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 대신 2,4-다이페닐-6-(2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-[1,1'-바이페닐]-4-일)피리미딘 을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 상기 화합물 E11을 제조하였다.
MS[M+H]+= 741
실시예 1-1
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 양극인 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 HI1 및 하기 화합물 HI2의 화합물을 98:2(몰비)의 비가 되도록 100Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 위에 하기 화학식 HT1으로 표시되는 화합물(1150Å)을 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 50Å으로 EB1의 화합물을 진공 증착하여 전자차단층을 형성하였다. 이어서, 상기 전자차단층 위에 막 두께 200Å으로 하기 화학식 BH로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 BD로 표시되는 화합물을 50:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 막 두께 50Å으로 하기 화학식 HB1으로 표시되는 화합물을 진공 증착하여 정공차단층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공차단층 위에 상기 제조예 1에서 합성한 화합물 E1과 하기 화학식 LiQ로 표시되는 화합물을 1:1의 중량비로 진공증착하여 30Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000042
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2ⅹ10-7 ~ 5ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 1-2 내지 실시예 1-11
실시예 1-1의 화합물 E1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1-1 내지 1-10
실시예 1-1의 화합물 E1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 하기 표 1에서 사용한 ET-1, ET-2, ET-3, ET-4, ET-5, ET-6, ET-7, ET-8, ET-9 및 ET-10의 화합물은 하기와 같다.
Figure PCTKR2023003542-appb-img-000043
실시예 1-1 내지 1-11, 비교예 1-1 내지 1-10 에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. T95은 휘도가 초기휘도 (1600nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
화합물
(전자주입 및 수송층)		 전압
(V@20mA/cm2)		 효율
(cd/A@20mA/cm2)		 색좌표(x,y) T95(hr)
실시예 1-1 화합물 E1 4.25 6.03 (0.140, 0.041) 236
실시예 1-2 화합물 E2 4.43 6.22 (0.140, 0.041) 228
실시예 1-3 화합물 E3 4.31 6.31 (0.141, 0.041) 245
실시예 1-4 화합물 E4 4.12 6.44 (0.141, 0.040) 269
실시예 1-5 화합물 E5 4.25 6.26 (0.140, 0.041) 239
실시예 1-6 화합물 E6 4.36 6.31 (0.141, 0.040) 257
실시예 1-7 화합물 E7 4.28 6.47 (0.140, 0.040) 231
실시예 1-8 화합물 E8 4.41 6.10 (0.140, 0.040) 264
실시예 1-9 화합물 E9 4.30 6.19 (0.141, 0.041) 227
실시예 1-10 화합물 E10 4.27 6.18 (0.139, 0.041) 252
실시예 1-11 화합물 E11 4.33 6.27 (0.140, 0.041) 248
비교예 1-1 ET-1 4.58 5.34 (0.141, 0.042) 78
비교예 1-2 ET-2 4.61 4.93 (0.139, 0.041) 81
비교예 1-3 ET-3 5.17 4.24 (0.140, 0.040) 185
비교예 1-4 ET-4 5.01 4.12 (0.141, 0.041) 179
비교예 1-5 ET-5 5.65 4.38 (0.139, 0.040) 175
비교예 1-6 ET-6 6.42 4.58 (0.141, 0.040) 197
비교예 1-7 ET-7 4.87 5.21 (0.140, 0.039) 201
비교예 1-8 ET-8 5.24 5.14 (0.139, 0.039) 210
비교예 1-9 ET-9 5.19 5.29 (0.140, 0.038) 206
비교예 1-10 ET-10 4.69 5.32 (0.140, 0.039) 185
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본원 발명의 화합물을 전자주입 및 수송층으로 사용하여 제조된 유기 발광 소자의 경우에 유기 발광 소자의 효율, 구동전압 및/또는 안정성 면에서 우수한 특성을 나타낸다.
본원 발명의 화합물은 비교예 1-1 내지 1-10의 ET-1 내지 ET-10보다 N 함유 고리기와 나프탈렌 사이의 링커 길이가 길어, 실험예 1-1 내지 1-11이 비교예 1-1 내지 1-10보다 구동전압이 낮고, 효율이 높으며, 수명(T95)이 긴 것을 알 수 있다.
즉, 실시예 1-1 내지 1-11을 통하여, 일반적으로 사용하고 있는 전자주입 및 수송층 보다 N 함유 고리기와 나프탈렌 사이에 링커 길이를 변화시켜 컨쥬게이션을 적당히 조절한 전자주입 및 수송층을 사용하였을 때, 전자수송층으로서의 특성이 저전압, 고효율 및 장수명의 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
구체적으로, 본원 발명의 화합물은 N 함유 고리기와 나프탈렌이 직접 결합된 비교예 1-1, 1-2, 1-9 및 1-10의 ET-1, ET-2, ET-9 및 ET-10보다 효율이 높고, 수명(T95)이 길었고, N 함유 고리기와 나프탈렌이 페닐렌으로 연결된 비교예 1-3 내지 1-6의 ET-3 내지 ET-6보다 저전압, 고효율 및 장수명의 특성을 나타내었으며, N 함유 고리기와 트리아진이 나프탈렌의 1, 2번 위치가 아닌 1, 3번 위치에 결합된 비교예 1-7의 ET-7보다 효율이 높았고, 본원 화학식 1의 X1 내지 X3와 다른 위치에 2개의 N을 포함하는 N 함유 고리기를 포함하는 비교예 1-8의 ET-8보다 낮은 구동전압과 높은 효율을 나타냄을 확인할 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(전자주입 및 수송층)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000044
    상기 화학식 1에 있어서,
    L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    L2는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
    n은 2 또는 3이고, L2는 각각 서로 같거나 상이하고,
    X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N; 또는 CR'이며,
    X1 내지 X3 중 2 이상은 N이고,
    R1 내지 R4 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    Np는 하기 화학식 2로 표시되며,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000045
    상기 화학식 2에 있어서,
    점선 "
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000046
    "은 각각 화학식 1의 L1 또는 (L2)n에 결합되는 부위이고,
    R''는 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    m은 0 내지 6의 정수이고, m이 2 이상인 경우, 2 이상의 R''는 각각 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000047
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000048
    상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
    L1, L2, n, R1 내지 R4, X1 내지 X3, R'' 및 m의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000049
    [화학식 2-2]
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000050
    상기 화학식 2-1 및 2-2에 있어서,
    L1, L2, n, R1 내지 R4, R' 및 Np의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이고,
    상기 L2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 R''는 수소; 또는 중수소인 것인 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이고,
    상기 L2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기인 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기인 것인 화합물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이며,
    L2는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고,
    X1 내지 X3 중 2개는 N이며,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000051
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000052
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000053
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000054
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000055
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000056
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000057
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000058
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000059
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000060
    Figure PCTKR2023003542-appb-img-000061
    .
  11. 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자주입 및 수송층을 포함하고,
    상기 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 전자수송층, 전자주입층, 또는 전자주입 및 수송층은 n형 도펀트 또는 유기 금속 화합물을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 화합물과 상기 n형 도펀트 또는 유기 금속 화합물은 2:8 내지 8:2의 중량비로 포함되는 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 정공주입 및 수송층, 전자차단층, 발광층, 정공차단층, 전자주입층, 전자수송층 및 전자주입 및 수송층 중 1층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 유기물층은 전자주입 및 수송층을 포함하고,
    상기 전자주입 및 수송층은 상기 화합물을 포함하며,
    상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 발광층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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