WO2024167337A1 - 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 - Google Patents

신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
WO2024167337A1
WO2024167337A1 PCT/KR2024/001891 KR2024001891W WO2024167337A1 WO 2024167337 A1 WO2024167337 A1 WO 2024167337A1 KR 2024001891 W KR2024001891 W KR 2024001891W WO 2024167337 A1 WO2024167337 A1 WO 2024167337A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound
group
chemical formula
deuterium
substituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2024/001891
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김훈준
정민우
한미연
이정하
오중석
조혜민
이호중
허정회
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Priority to US18/865,994 priority Critical patent/US20250318428A1/en
Priority to CN202480002313.2A priority patent/CN119095841A/zh
Publication of WO2024167337A1 publication Critical patent/WO2024167337A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B59/00—Introduction of isotopes of elements into organic compounds ; Labelled organic compounds per se
    • C07B59/002—Heterocyclic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/14—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/06—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing organic luminescent materials
    • 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
    • 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
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • 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
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • 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
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • 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
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • the present invention relates to a novel compound and an organic light-emitting device comprising the same.
  • the organic luminescence phenomenon refers to the phenomenon of converting electrical energy into light energy using organic materials.
  • Organic light-emitting devices utilizing the organic luminescence phenomenon have a wide viewing angle, excellent contrast, fast response time, and excellent brightness, driving voltage, and response speed characteristics, so much research is being conducted.
  • Organic light-emitting devices generally have a structure including an anode, a cathode, and an organic layer between the anode and the cathode.
  • the organic layer is often composed of a multilayer structure composed of different materials in order 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, an electron injection layer, etc.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Publication No. 10-2000-0051826
  • the present invention relates to a novel compound and an organic light-emitting device comprising the same.
  • the present invention provides a compound represented by the following chemical formula 1:
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; or a C 2-60 heteroaryl comprising at least one heteroatom selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S,
  • R 1 to R 8 are each independently deuterium; or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl, provided that at least one of R 1 to R 8 is deuterium,
  • R 9 to R 11 is a bond with the following chemical formula 2, and the others are each independently hydrogen or deuterium,
  • R 12 is hydrogen or deuterium
  • X is O or S
  • R 13 to R 16 is a bond with the above formula 1, and the others are each independently hydrogen; deuterium; or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl,
  • R 17 to R 20 are each independently hydrogen; deuterium; or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl.
  • the present invention provides an organic light-emitting device including a first electrode; a second electrode provided opposite the first electrode; and at least one organic layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic layers includes a compound represented by the chemical formula 1.
  • the compound represented by the chemical formula 1 described above can be used as a material of an organic layer of an organic light-emitting device, and can exhibit effects of improving efficiency, lowering driving voltage, and/or improving lifespan characteristics in the organic light-emitting device.
  • the compound represented by the chemical formula 1 described above can be used as a hole injection, hole transport, hole injection and transport, electron suppression, luminescence, electron transport, or electron injection material.
  • Figure 1 illustrates an example of an organic light-emitting device composed of a substrate (1), an anode (2), an organic layer (3), and a cathode (4).
  • Figure 2 illustrates an example of an organic light-emitting device composed of a substrate (1), an anode (2), a hole injection layer (5), a hole transport layer (6), an electron suppression layer (7), an emitting layer (8), a hole suppression layer (9), an electron transport layer (10), an electron injection layer (11), and a cathode (4).
  • Figure 3 illustrates an example of an organic light-emitting device composed of a substrate (1), an anode (2), a hole injection layer (5), a hole transport layer (6), an electron suppression layer (7), an emitting layer (8), a hole suppression layer (9), an electron injection and transport layer (12), and a cathode (4).
  • the present invention provides a compound represented by the chemical formula 1.
  • substituted or unsubstituted means substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium; a halogen group; a cyano group; a nitro group; a hydroxy group; a carbonyl group; an ester group; an imide group; an amino group; a phosphine oxide group; an alkoxy group; an aryloxy group; an alkylthioxy group; an arylthioxy group; an alkylsulfoxy group; an arylsulfoxy group; a silyl group; a boron group; an alkyl group; a cycloalkyl group; an alkenyl group; an aryl group; an aralkyl group; an aralkenyl group; an alkylaryl group; an alkylamine group; an aralkylamine group; a heteroarylamine group; an arylamine group; an arylamine group; an ary
  • a substituent having two or more substituents connected may be a biphenylyl group. That is, the biphenylyl group may also be an aryl group, and may be interpreted as a substituent having two phenyl groups connected.
  • substituted or unsubstituted may be understood to mean “unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, halogen, cyano, C 1-10 alkyl, C 1-10 alkoxy, and C 6-20 aryl”; or “unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of deuterium, halogen, cyano, methyl, ethyl, phenyl, and naphthyl.”
  • substituted with one or more substituents may be understood to mean “substituted with 1 to the maximum number of substitutable hydrogens.”
  • substituted with one or more substituents may be understood to mean “substituted with one to five substituents", or “substituted with one or two substituents.”
  • the number of carbon atoms in the carbonyl group is not particularly limited, but is preferably 1 to 40 carbon atoms. Specifically, it may be a substituent having the following structure, but is not limited thereto.
  • the ester group may have the oxygen of the ester group substituted with a straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.
  • the ester group may have a substituent of the following structural formula, but is not limited thereto.
  • the number of carbon atoms in the imide group is not particularly limited, but is preferably 1 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a substituent having the following structure, but is not limited thereto.
  • a substituted or unsubstituted silyl group means -Si(Z 1 )(Z 2 )(Z 3 ), wherein Z 1 , Z 2 and Z 3 can each independently be hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C 1-60 alkyl, a substituted or unsubstituted C 1-60 haloalkyl, a substituted or unsubstituted C 2-60 alkenyl, a substituted or unsubstituted C 2-60 haloalkenyl, or a substituted or unsubstituted C 6-60 aryl.
  • Z 1 , Z 2 and Z 3 can each independently be hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C 1-10 alkyl, a substituted or unsubstituted C 1-10 haloalkyl, or a substituted or unsubstituted C 6-20 aryl.
  • silyl group examples include, but are not limited to, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, a diphenylsilyl group, and a phenylsilyl group.
  • the boron group specifically includes, but is not limited to, a trimethyl boron group, a triethyl boron group, a t-butyldimethyl boron group, a triphenyl boron group, a phenyl boron group, etc.
  • halogen groups include fluoro, chloro, bromo, or iodo.
  • the alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. According to one embodiment, the number of carbon atoms in the alkyl group is 1 to 20. According to another embodiment, the number of carbon atoms in the alkyl group is 1 to 10.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethylbutyl, pentyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, 1-ethyl-propyl, 1,1-dimethylpropyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n-heptyl, isohexyl, 1-methylhexyl, 2-methylhexyl, 3-methylhexyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl,
  • the alkenyl group may be linear or branched, and the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. According to one embodiment, the carbon number of the alkenyl group is 2 to 20. According to another embodiment, the carbon number of the alkenyl group is 2 to 10. According to another embodiment, the carbon number of the alkenyl group is 2 to 6.
  • Specific examples include, but are not limited to, 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, and styrenyl.
  • the alicyclic group refers to a monovalent substituent derived from a saturated or unsaturated hydrocarbon ring compound that contains only carbon as a ring-forming atom and does not have aromaticity, and is understood to encompass both monocyclic and condensed polycyclic compounds.
  • the alicyclic group has 3 to 60 carbon atoms.
  • the alicyclic group has 3 to 30 carbon atoms.
  • the alicyclic group has 3 to 20 carbon atoms.
  • alicyclic groups include a monocyclic group such as a cycloalkyl group, a bridged hydrocarbon group, a spiro hydrocarbon group, a substituent derived from a hydrogenated derivative of an aromatic hydrocarbon compound, and the like.
  • examples of the cycloalkyl group include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3,4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and the like.
  • hydrocarbon group spanning the bridge examples include, but are not limited to, bicyclo[1.1.0]butyl, bicyclo[2.2.1]heptyl, bicyclo[4.2.0]octa-1,3,5-trienyl, adamantyl, and decalinyl.
  • examples of the spiro ring hydrocarbon group include, but are not limited to, spiro[3.4]octyl and spiro[5.5]undecanyl.
  • a substituent derived from a hydrogenated derivative of the above aromatic hydrocarbon compound means a substituent derived from a compound in which hydrogen is added to a part of an unsaturated bond of a monocyclic or polycyclic aromatic hydrocarbon compound, and examples of such substituents include, but are not limited to, 1 H -indenyl, 2 H -indenyl, 4 H -indenyl, 2,3 -dihydro-1 H -indenyl, 1,4-dihydronaphthalenyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenyl, 6,7,8,9-tetrahydro-5 H -benzo[7]annulenyl, 6,7-dihydro-5 H -benzocycloheptenyl, and the like.
  • an aryl group is understood to mean a substituent derived from a monocyclic or condensed polycyclic compound having aromaticity and containing only carbon as a ring-forming atom, and the carbon number is not particularly limited, but is preferably 6 to 60. 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, a biphenylyl group, or a terphenylyl group, but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, a chrysenyl group, or a fluorenyl 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 fluorenyl group is substituted, It can be, but is not limited to, the following.
  • a heterocyclic group means a monovalent substituent derived from a monocyclic or condensed polycyclic compound further containing one or more heteroatoms selected from O, N, Si and S in addition to carbon as a ring-forming atom, and is understood to encompass both a substituent having aromaticity and a substituent not having aromaticity.
  • the heterocyclic group has 2 to 60 carbon atoms.
  • the heterocyclic group has 2 to 30 carbon atoms.
  • the heterocyclic group has 2 to 20 carbon atoms. Examples of such heterocyclic groups include a heteroaryl group, a substituent derived from a hydrogenated derivative of a heteroaromatic compound, and the like.
  • the heteroaryl group refers to a substituent derived from a monocyclic or condensed polycyclic compound which further includes at least one heteroatom selected from N, O and S in addition to carbon as a ring-forming atom, and refers to a substituent having aromaticity.
  • the heteroaryl group has 2 to 60 carbon atoms.
  • the heteroaryl group has 2 to 30 carbon atoms.
  • the heteroaryl group has 2 to 20 carbon atoms.
  • heteroaryl group examples include a thiophenyl group, a furanyl group, a pyrrolyl group, an imidazolyl group, a thiazolyl group, an oxazolyl group, an oxadiazolyl group, a triazolyl group, a pyridinyl group, a bipyridinyl group, a pyrimidinyl group, a triazinyl group, an acridinyl group, a pyridazinyl group, a pyrazinyl group, a quinolinyl group, a quinazolinyl group, a quinoxalinyl group, a phthalazinyl group, a pyridopyrimidinyl group, a pyridopyrazinyl group, an isoquinolinyl group, an indolyl group, a carbazolyl group, a benzoxazolyl group, a thi
  • a substituent derived from a hydrogenated derivative of the heteroaromatic compound means a substituent derived from a compound in which hydrogen is added to a part of an unsaturated bond of a monocyclic or polycyclic heteroaromatic compound , and examples of such a substituent include, but are not limited to, 1,3-dihydroisobenzofuranyl, 2,3-dihydrobenzofuranyl, 1,3-dihydrobenzo[ c ]thiophenyl, 2,3 -dihydro[b ] thiophenyl, etc.
  • the aryl group among the aralkyl group, the aralkenyl group, the alkylaryl group, the arylamine group, and the arylsilyl group is the same as the examples of the aryl group described above.
  • the alkyl group among the aralkyl group, the alkylaryl group, and the alkylamine group is the same as the examples of the alkyl group described above.
  • the heteroaryl among the heteroarylamine may be applied with the description of the heteroaryl described above.
  • the alkenyl group among the aralkenyl group is the same as the examples of the alkenyl group described above.
  • the description of the aryl group described above may be applied with the exception that arylene is a divalent group.
  • the description of the heteroaryl described above may be applied with the exception that heteroarylene is a divalent group.
  • the description of the aryl group or the cycloalkyl group described above may be applied with the exception that the hydrocarbon ring is not a monovalent group but is formed by combining two substituents.
  • the description of the heteroaryl described above may be applied, except that the heterocycle is not monovalent and is formed by combining two substituents.
  • deuterated or deuterium substituted means that at least one of the substitutable hydrogens in the compound, divalent linking group or monovalent substituent is replaced with deuterium.
  • unsubstituted or substituted with deuterium or “substituted or unsubstituted with deuterium” means “unsubstituted or substituted with 1 to 9 deuterium atoms”.
  • the term “unsubstituted or substituted with deuterium phenanthryl” can be understood to mean “unsubstituted or substituted with 1 to 9 deuterium atoms", considering that the maximum number of hydrogen atoms that can be substituted with deuterium in the phenanthryl structure is 9.
  • deuterated structure is meant to encompass compounds of all structures in which at least one hydrogen is replaced by a deuterium, a divalent linking group or a monovalent substituent.
  • deuterated structure of phenyl can be understood to refer to monovalent substituents of all structures in which at least one substitutable hydrogen in the phenyl group is replaced by a deuterium, as follows.
  • the "deuterium substitution rate” or “deuteration degree” of a compound means the ratio of the number of substituted deuteriums to the total number of hydrogens that can exist in the compound (the sum of the number of hydrogens replaceable with deuterium in the compound and the number of substituted deuteriums) calculated as a percentage. Therefore, when the "deuterium substitution rate” or “deuteration degree” of a compound is "K%,” it means that K% of the hydrogens replaceable with deuterium in the compound are replaced with deuterium.
  • whether or not the compound is substituted with deuterium can be measured by a commonly known method, such as MALDI-TOF MS (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometer), nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1 H NMR), TLC/MS (Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry), or GC/MS (Gas Chromatography/Mass Spectrometry).
  • MALDI-TOF MS Microx-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometer
  • 1 H NMR nuclear magnetic resonance spectroscopy
  • TLC/MS Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry
  • GC/MS Gas Chromatography/Mass Spectrometry
  • the "deuterium substitution rate” or “deuteration degree” can be obtained by obtaining the number of substituted deuterium atoms in a compound through MALDI-TOF MS analysis, and then calculating the ratio of the number of substituted deuterium atoms to the total number of hydrogen atoms that may exist in the compound as a percentage.
  • the "deuterium substitution rate” or “degree of deuteration” can be obtained by calculating the substitution rate based on the maximum value (max. value) of the distribution of molecular weights at the end of the reaction.
  • the "deuterium substitution rate” or “degree of deuteration” can be calculated from the integration amount of the total peak using the integration ratio on 1 H NMR.
  • the present invention provides a compound represented by the chemical formula 1.
  • the compound of the above chemical formula 1 includes a carbazole bonded to a triazine at an ortho position, and the carbazole includes one or more deuteriums.
  • the compound of the above chemical formula 1 has a structure in which dibenzofuran or dibenzothiophene is bonded to a benzene ring to which the triazine and the carbazole are bonded, but is bonded to carbon that is not at an ortho position with respect to the triazine.
  • the inventors of the present invention have confirmed that in the case of a compound having a structure in which a carbazolyl group is substituted at the ortho position of a triazine with respect to a benzene ring, steric hindrance is induced so that the triazine moiety and the carbazole moiety have a distorted form, and in this structure, due to the electron donating characteristics of the carbazolyl group, the stability of the overall molecule increases, while the electron distribution is separated, so that the compound has additional CT (charge transfer) characteristics, and through this, an increase in the voltage and efficiency of a device employing the compound is induced, thereby completing the present invention.
  • CT charge transfer
  • the compound represented by the chemical formula 1 has a deuterium or aryl group instead of hydrogen in the carbazolyl group, and additionally includes dibenzofuranyl or dibenzothiophenyl in the benzene ring, and accordingly, the stability and electronic properties of the molecule of the compound represented by the chemical formula 1 can be maximized. Accordingly, the life characteristics of the organic light-emitting device employing the compound represented by the chemical formula 1 can be further improved.
  • R 10 of the above chemical formula 1 is a bond with chemical formula 2, and R 9 and R 11 are each independently hydrogen or deuterium; or
  • R 11 of the above chemical formula 1 is a bond with chemical formula 2, and R 9 and R 10 can each independently be hydrogen or deuterium.
  • R 13 of the above chemical formula 2 is a bond with the above chemical formula 1, and R 14 , R 15 and R 16 are each independently hydrogen; deuterium; or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl;
  • R 14 is a bond with the above chemical formula 1, and R 13 , R 15 and R 16 are each independently hydrogen; deuterium; or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl;
  • R 15 of the above chemical formula 2 is a bond with the above chemical formula 1, and R 13 , R 14 and R 16 are each independently hydrogen; deuterium; or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl; or
  • R 16 of the above chemical formula 2 is a bond with the above chemical formula 1, and R 13 , R 14 and R 15 can each independently be hydrogen; deuterium; or substituted or unsubstituted C 6-60 aryl.
  • the chemical formula 1 can be represented by any one of the following chemical formulas 1-1 to 1-6.
  • Ar 1 , Ar 2 , X, and R 1 to R 20 are as defined in the chemical formula 1.
  • R 1 to R 8 are each independently deuterium; or C 6-20 aryl substituted or unsubstituted with deuterium.
  • R 1 to R 8 are each independently deuterium; or phenyl substituted with one or more deuterium atoms (preferably phenyl substituted with 5 deuterium atoms).
  • R 1 to R 8 are each independently deuterium; or phenyl substituted with 5 deuterium atoms.
  • R 1 to R 8 are all deuterium; or any one of R 1 to R 8 is C 6-12 aryl which is unsubstituted or substituted with deuterium, and the others can all be deuterium.
  • R 1 to R 8 can be deuterium.
  • any one of R 1 to R 8 can be phenyl substituted with one or more deuteriums, and the others can be deuteriums.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted C 6-20 aryl; or a C 2-20 heteroaryl comprising at least one heteroatom selected from the group consisting of substituted or unsubstituted N, O and S.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently phenyl; phenyl substituted with one or more deuterium atoms; biphenylyl; or biphenylyl substituted with one or more deuterium atoms.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently phenyl; or phenyl substituted with one or more deuterium atoms (preferably phenyl substituted with 5 deuterium atoms).
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently phenyl; or phenyl substituted with 1 5 deuterium atoms.
  • R 9 to R 11 that are not bonded to chemical formula 2 are hydrogen.
  • R 12 is hydrogen
  • R 13 to R 16 not bonded to formula 1 and R 17 to R 20 are each independently hydrogen; deuterium; or substituted or unsubstituted C 6-20 aryl.
  • R 13 to R 16 not bonded to formula 1 and R 17 to R 20 are each independently hydrogen; deuterium; phenyl; or phenyl substituted with one or more deuteriums.
  • the remainder of R 13 to R 16 that is not bonded to formula 1 and R 17 to R 20 are all hydrogen; or all are deuterium; or the remainder of R 13 to R 16 that is not bonded to formula 1 and one of R 17 to R 20 are unsubstituted C 6-20 aryl and the remainder are all hydrogen; or the remainder of R 13 to R 16 that is not bonded to formula 1 and one of R 17 to R 20 are C 6-20 aryl in which all substitutable positions are substituted with deuterium and the remainder are all deuterium.
  • the remainder of R 13 to R 16 that is not bonded to formula 1 and R 17 to R 20 are all hydrogen; or all are deuterium; the remainder of R 13 to R 16 that is not bonded to formula 1 and one of R 17 to R 20 are phenyl and the remainder are all hydrogen; or the remainder of R 13 to R 16 that is not bonded to formula 1 and one of R 17 to R 20 are phenyl substituted with 5 deuteriums and the remainder are all deuterium.
  • the present invention provides a method for producing a compound represented by the chemical formula 1.
  • a compound represented by Chemical Formula 1 can be prepared by a preparation method as shown in the following Reaction Scheme 1.
  • the following Reaction Scheme 1 exemplifies a case where R 10 of Chemical Formula 1 is a bond with Chemical Formula 2, R 9 , R 11 , and R 12 are hydrogen, and the remainder of R 13 to R 16 that are not bonds with Chemical Formula 1 and R 17 to R 20 are all hydrogen:
  • Ar 1 , Ar 2 , and X are as defined in Chemical Formulas 1 and 2, D is deuterium, n is an integer from 1 to 8, and X' is halogen.
  • X' is each independently fluoro, chloro, or bromo.
  • Step 1 of the above reaction scheme 1 is a Suzuki coupling reaction, which is preferably performed in the presence of a palladium catalyst and a base, and the reactor for the Suzuki coupling reaction can be changed as known in the art.
  • Step 2 of the above reaction scheme 1 is an amine substitution reaction, which is preferably performed in the presence of a palladium catalyst and a base, and the reactor for the amine substitution reaction can be changed as known in the art.
  • the present invention provides an organic light-emitting device comprising a compound represented by the chemical formula 1.
  • the present invention provides an organic light-emitting device comprising a first electrode; a second electrode provided opposite the first electrode; and at least one organic layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic layers comprises a compound represented by the chemical formula 1.
  • the organic layer of the organic light-emitting device of the present invention may be formed as a single-layer structure, but may be formed as a multilayer structure in which two or more organic layers are laminated.
  • the organic light-emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, etc. as the organic layers.
  • the structure of the organic light-emitting device is not limited thereto and may include a smaller number of organic layers.
  • the organic layer may include a light-emitting layer, and the light-emitting layer includes a compound represented by the chemical formula 1.
  • the compound according to the present invention can be used as a host of the light-emitting layer.
  • the organic layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, or an electron suppression layer, and the hole injection layer, the hole transport layer, or the electron suppression layer includes a compound represented by the chemical formula 1.
  • the organic light-emitting device according to the present invention may be an organic light-emitting device having a structure (normal type) in which an anode, one or more organic layers, and a cathode are sequentially laminated on a substrate.
  • the organic light-emitting device according to the present invention may be an organic light-emitting device having a structure (inverted type) in which a cathode, one or more organic layers, and an anode are sequentially laminated on a substrate.
  • the structure of an organic light-emitting device according to an embodiment of the present invention is exemplified in FIGS. 1 to 3.
  • Figure 1 illustrates an example of an organic light-emitting device composed of a substrate (1), an anode (2), an organic layer (3), and a cathode (4).
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be included in the organic layer.
  • FIG. 2 illustrates an example of an organic light-emitting device composed of a substrate (1), an anode (2), a hole injection layer (5), a hole transport layer (6), an electron suppression layer (7), an emitting layer (8), a hole suppression layer (9), an electron transport layer (10), an electron injection layer (11), and a cathode (4).
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be included in one or more layers of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron suppression layer, the emitting layer, the hole suppression layer, the electron transport layer, and the electron injection layer, and for example, may be included in the emitting layer.
  • FIG. 3 illustrates an example of an organic light-emitting device composed of a substrate (1), an anode (2), a hole injection layer (5), a hole transport layer (6), an electron suppression layer (7), an emitting layer (8), a hole suppression layer (9), an electron injection and transport layer (12), and a cathode (4).
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be included in one or more layers of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron suppression layer, the emitting layer, the hole suppression layer, and the electron injection and transport layer, and for example, may be included in the emitting layer.
  • the organic light-emitting device according to the present invention can be manufactured using materials and methods known in the art, except that at least one of the organic layers includes a compound represented by the chemical formula 1.
  • the organic layers can be formed of the same material or different materials.
  • the organic light-emitting device can be manufactured by sequentially stacking a first electrode, an organic 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, and then an organic layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, and an electron transport layer is formed thereon, and then a material that can be used as a cathode is deposited thereon, thereby manufacturing the device.
  • the organic light-emitting device can be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic layer, and an anode material on the substrate.
  • the compound represented by the above chemical formula 1 can 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 coating method means spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, etc., but is not limited thereto.
  • an organic light-emitting device can be manufactured by sequentially depositing an organic layer and an anode material from a cathode material on a substrate (WO 2003/012890).
  • the manufacturing method is not limited to this.
  • the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode, or the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode.
  • anode material a material having a high work function is generally preferred so that hole injection into the organic layer can be smooth.
  • Specific examples of the above anode material include, but are not limited to, metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); combinations of metals and oxides such as ZnO:Al or SnO 2 :Sb; and conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDOT), polypyrrole, and polyaniline.
  • metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof
  • metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO)
  • combinations of metals and oxides such as ZnO:Al
  • the cathode material is preferably a material having a low work function to facilitate electron injection into the organic layer.
  • Specific examples of the cathode material include, but are not limited to, metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead, or alloys thereof; multilayered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al.
  • the above hole injection layer is a layer that injects holes from the electrode
  • the hole injection material is preferably a compound that has the ability to transport holes, has an excellent hole injection effect at the anode, an excellent hole injection effect for the light-emitting layer or the light-emitting material, prevents movement of excitons generated in the light-emitting layer to the electron injection layer or the electron injection material, and further has excellent thin film forming ability.
  • the HOMO (highest occupied molecular orbital) of the hole injection material is between the work function of the anode material and the HOMO of the surrounding organic layer.
  • hole injection material examples include, but are not limited to, metal porphyrin, oligothiophene, arylamine series organic compounds, hexanitrilehexaazatriphenylene series organic compounds, quinacridone series organic compounds, perylene series organic compounds, anthraquinone, and conductive polymers of polyaniline and polythiophene series.
  • the above hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports the holes to the light-emitting layer.
  • a hole transport material that can transport holes from the anode or the hole injection layer and transfer them to the light-emitting layer is suitable, and a material having high mobility for holes is suitable. Specific examples include, but are not limited to, arylamine-based organic compounds, conductive polymers, and block copolymers having both conjugated and non-conjugated portions.
  • the above electron suppression layer improves the efficiency of the organic light-emitting device by suppressing electrons injected from the cathode from being transferred to the anode without being recombined in the light-emitting layer.
  • a material having a lower electron affinity than the electron transport layer is preferable for the electron suppression layer.
  • the above-mentioned light-emitting material is a material that can emit light in the visible light range by transporting holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer respectively and combining them, and a material having good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence is preferable.
  • Specific examples include, but are not limited to, 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); carbazole series compounds; dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzo quinoline-metal compounds; benzoxazole, benzthiazole, and benzimidazole series compounds; poly(p-phenylenevinylene) (PPV) series polymers; spiro compounds; polyfluorene, rubrene, etc.
  • PV poly(p-phenylenevinylene)
  • the above-described light-emitting layer may include a host material and a dopant material.
  • the host material may include a condensed aromatic ring derivative or a heterocycle-containing compound.
  • the condensed aromatic ring derivative may include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, fluoranthene compounds, and the like
  • the heterocycle-containing compounds may include, but are not limited to, carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, ladder-type furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like.
  • the compound represented by the above-described chemical formula 1 may be used as a host material of the light-emitting layer, and in this case, low voltage, high efficiency, and/or long lifespan characteristics of the organic light-emitting device may be obtained.
  • Dopant materials include aromatic amine derivatives, styrylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, metal complexes, etc.
  • aromatic amine derivatives are condensed aromatic ring derivatives having a substituted or unsubstituted arylamino group, such as pyrene, anthracene, chrysene, periflanthene, etc.
  • styrylamine compounds are compounds in which at least one arylvinyl group is substituted in a substituted or unsubstituted arylamine, and one or more substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • styrylamine, styryldiamine, styryltriamine, styryltetraamine, etc. but are not limited thereto.
  • metal complexes include iridium complexes, platinum complexes, etc., but are not limited thereto.
  • the above electron transport layer is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports them to the light-emitting layer.
  • the electron transport material a material that can well receive electrons from the cathode and transfer them to the light-emitting layer is suitable.
  • a material having high electron mobility is suitable. Specific examples include, but are not limited to, an Al complex of 8-hydroxyquinoline; a complex including Alq 3 ; an organic radical compound; and a hydroxyflavone-metal complex.
  • the electron transport layer can be used with any desired cathode material as used according to the prior art.
  • suitable cathode materials are conventional materials having a low work function and followed by an aluminum layer or a silver layer. Specific examples include cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, and in each case followed by an aluminum layer or a silver layer.
  • the above electron injection layer is a layer that injects electrons from an electrode, has the ability to transport electrons, has an excellent electron injection effect for an electron injection effect from a cathode, an excellent electron injection effect for a light-emitting layer or a light-emitting material, prevents movement of excitons generated in the light-emitting layer to a hole injection layer, and further, a compound having excellent thin-film forming ability is preferable.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, fluorenylidene methane, anthrone, and the like, derivatives thereof, metal complex compounds, and nitrogen-containing 5-membered ring derivatives.
  • 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-naphtholato)aluminum, Bis(2-methyl-8-quinolinato)(2-naphtholato)gallium, etc., but are not limited thereto.
  • the electron transport material and the electron injection material can be simultaneously deposited to manufacture a single layer of electron injection and transport layers.
  • the above hole suppression layer prevents holes injected from the anode from being recombined in the light-emitting layer and from passing to the electron transport layer, and a material having a high ionization energy is preferable for the hole suppression layer.
  • 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.
  • the compound represented by the above chemical formula 1 can be included in an organic solar cell or an organic transistor in addition to an organic light-emitting device.
  • sub1-1 50 g, 149.7 mmol
  • bis(pinacolato)diboron 38.4 g, 164.7 mmol
  • potassium acetate 43.2 g, 449.1 mmol
  • palladium dibenzylidene acetone palladium 2.6 g, 4.5 mmol
  • tricyclohexylphosphine 2.5 g, 9 mmol
  • a glass substrate coated with a 100 nm thick ITO (indium tin oxide) film was placed in distilled water containing a detergent and cleaned using ultrasonic waves.
  • the detergent used was a Fischer Co. product, and the distilled water used was distilled water that had been filtered twice through a Millipore Co. filter. After washing the ITO for 30 minutes, ultrasonic cleaning was performed twice with distilled water for 10 minutes. After the distilled water washing was complete, ultrasonic cleaning was performed with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, and methanol, and after drying, the substrate was transported to a plasma cleaner. In addition, the substrate was cleaned for 5 minutes using oxygen plasma and then transported to a vacuum deposition device.
  • the compound HI-A below was thermally vacuum deposited to a thickness of 60 nm on the ITO transparent electrode prepared in this manner to form a hole injection layer.
  • a first hole transport layer having a thickness of 5 nm was formed by vacuum depositing the compound HAT below on the hole injection layer, and a second hole transport layer having a thickness of 50 nm was formed by vacuum depositing the compound HT-A below on the first hole transport layer.
  • the following compound HT-B was thermally vacuum deposited to a thickness of 45 nm to form an electron blocking layer.
  • the previously manufactured compound GH1 was mixed with the following compound GH-H at a weight ratio of 1:1, and then vacuum deposited with the following compound GD at a weight ratio of 90:10 to a thickness of 40 nm to form a light-emitting layer.
  • the compound ET-A below was vacuum-deposited to a thickness of 5 nm to form a hole-blocking layer.
  • the following compound ET-B and the following compound LiQ were vacuum-deposited at a weight ratio of 1:1 to form an electron injection and transport layer with a thickness of 35 nm.
  • lithium fluoride LiF
  • aluminum was then deposited with a thickness of 100 nm to form a cathode, thereby manufacturing an organic light-emitting device.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.04 nm/sec to 0.09 nm/sec, the deposition rate of lithium fluoride was maintained at 0.03 nm/sec, and the deposition rate of aluminum was maintained at 0.2 nm/sec.
  • the vacuum during deposition was maintained at 1*10 -7 torr to 5*10 -5 torr.
  • the organic light-emitting device of the example manufactured using the compound according to the present invention as a host of the light-emitting layer exhibits superior performance in terms of voltage, efficiency, and/or lifespan compared to the organic light-emitting device of the comparative example.
  • the organic light-emitting device of the above example exhibits lower operating voltage, higher efficiency, and significantly improved lifespan characteristics compared to the organic light-emitting device of Comparative Example 4 employing Comparative Compound GH-D.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 which exhibits additional CT (charge transfer) characteristics because the triazine moiety and the carbazole moiety have a twisted form with respect to the benzene ring to induce steric hindrance, can improve the device characteristics, whereas the Comparative Compound GH-D does not exhibit CT characteristics because the carbazolyl group is present at the meta position of the triazine, so steric hindrance cannot be induced, and thus does not contribute to the improvement of the device characteristics.
  • CT charge transfer
  • the organic light-emitting device of the above example exhibits significantly improved lifespan characteristics compared to the organic light-emitting devices of Comparative Examples 1 and 2, which employed comparative compounds GH-A and GH-B, respectively. It is judged that this is because the stability of the molecules was reduced in the case of comparative compounds GH-A and GH-B due to the electron deficiency phenomenon of the carbazole moiety, and accordingly, it is confirmed that the compound represented by the above chemical formula 1 has improved molecular stability by having deuterium in the carbazole moiety, unlike comparative compounds GH-A and GH-B.
  • the electron donating characteristic of the dibenzofuranyl/dibenzothiophenyl group directly affects the carbazolyl group, so that the electron deficiency phenomenon of the carbazolyl group may become more severe.
  • the increase in the lifespan characteristics of a device employing the compound may not be large due to the instability of the hydrogen atoms present in the carbazolyl group. This can be confirmed by comparing the lifespan data of the organic light-emitting device of the example with the lifespan data of the organic light-emitting device employing the comparative compound GH-E.
  • Substrate 2 Anode
  • Electron suppression layer 8 Emitting layer
  • Electron injection layer 12 Electron injection and transport layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

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

Description

신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2023년 2월 9일자 한국 특허 출원 제10-2023-0017584호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답 시간을 가지며, 휘도, 구동 전압 및 응답 속도 특성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다.
유기 발광 소자는 일반적으로 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 유기물 층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물 층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자에 사용되는 유기물에 대하여 새로운 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 0001) 한국특허 공개번호 제10-2000-0051826호
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R1 내지 R8은 각각 독립적으로 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이고, 단, R1 내지 R8 중 적어도 하나는 중수소이고,
R9 내지 R11 중 어느 하나는 하기 화학식 2와의 결합이고, 나머지는 각각독립적으로 수소 또는 중수소이고,
R12는 수소 또는 중수소이고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000002
상기 화학식 2에서,
X는 O 또는 S이고,
R13 내지 R16 중 어느 하나는 상기 화학식 1과의 결합이고, 나머지는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이고,
R17 내지 R20은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이다.
또한, 본 발명은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물 층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자를 제공한다.
상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 유기물 층의 재료로서 사용될 수 있으며, 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압, 및/또는 수명 특성 향상 효과를 나타낼 수 있다. 특히, 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공주입 및 수송, 전자억제, 발광, 전자수송, 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 유기물층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자억제층(7), 발광층(8), 정공억제층(9), 전자수송층(10), 전자주입층(11) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자억제층(7), 발광층(8), 정공억제층(9), 전자주입 및 수송층(12) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서 있어서,
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000003
및
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000004
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미하고, "D"는 중수소를 의미한다.
본 명세서 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 사이클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐릴기일 수 있다. 즉, 비페닐릴기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다. 일례로, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 "비치환되거나, 또는 중수소, 할로겐, 시아노, C1-10 알킬, C1-10 알콕시 및 C6-20 아릴로 구성되는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환된"; 또는 "비치환되거나, 또는 중수소, 할로겐, 시아노, 메틸, 에틸, 페닐 및 나프틸로 구성되는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환된"이라는 의미로 이해될 수 있다. 또한, 본 명세서 있어서, "1개 이상의 치환기로 치환된"이라는 용어는 "1개 내지 치환 가능한 수소의 최대 개수로 치환된"이라는 의미로 이해될 수 있다. 또는, 본 명세서 있어서, "1개 이상의 치환기로 치환된"이라는 용어는 "1개 내지 5개의 치환기로 치환된", 또는 "1개 또는 2개의 치환기로 치환된"이라는 의미로 이해될 수 있다.
본 명세서 있어서, "상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된다"는 것은 어느 하나의 치환기의 수소가 다른 치환기로 치환된 것을 말한다.
본 명세서 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"에 있어서, 중수소의 함량이 0%, 수소의 함량이 100% 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 한, 화학식 또는 화합물 구조 내에 수소와 중수소가 혼재되어 있는 것으로 볼 수 있다.
본 명세서 있어서, 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 치환기가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000005
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 치환기가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000006
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 치환기가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000007
본 명세서에 있어서, 치환 또는 비치환된 실릴기는 -Si(Z1)(Z2)(Z3)를 의미하고, 여기서 Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬, 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬, 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐, 치환 또는 비치환된 C2-60 할로알케닐, 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-10 알킬, 치환 또는 비치환된 C1-10 할로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴일 수 있다. 상기 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 플루오로, 클로로, 브로모, 또는 아이오도가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸프로필, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 이소헥실, 1-메틸헥실, 2-메틸헥실, 3-메틸헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실, 사이클로펜틸메틸, 사이클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2,4,4-트리메틸-1-펜틸, 2,4,4-트리메틸-2-펜틸, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 지방족고리기(Alicyclic group)는 고리 형성 원자로 탄소만을 포함하면서 방향족성을 갖지 않는 포화 또는 불포화 탄화수소 고리 화합물로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하는 것으로, 단환 또는 축합다환 화합물 모두를 포괄하는 것으로 이해된다. 일 실시상태에 따르면, 상기 지방족고리기의 탄소수는 3 내지 60 이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 지방족고리기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 지방족고리기의 탄소수는 3 내지 20이다. 이러한 지방족고리기의 예로 사이클로알킬기와 같은 단일고리기(monocyclic group), 다리 걸친 탄화수소기(bridged hydrocarbon group), 스피로 고리 탄화수소기(spiro hydrocarbon group), 방향족 탄화수소 화합물의 수소화된 유도체로부터 유래된 치환기 등을 들 수 있다.
구체적으로, 상기 사이클로알킬기의 예로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 3-메틸사이클로펜틸, 2,3-디메틸사이클로펜틸, 사이클로헥실, 3-메틸사이클로헥실, 4-메틸사이클로헥실, 2,3-디메틸사이클로헥실, 3,4,5-트리메틸사이클로헥실, 4-tert-부틸사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 다리 걸친 탄화수소기의 예로 바이사이클로[1.1.0]부틸, 바이사이클로[2.2.1]헵틸, 바이사이클로[4.2.0]옥타-1,3,5-트리에닐, 아다만틸, 데칼리닐 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 스피로 고리 탄화수소기의 예로 스피로[3.4]옥틸, 스피로[5.5]운데카닐 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 방향족 탄화수소 화합물의 수소화된 유도체로부터 유래된 치환기는 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소 화합물의 불포화 결합 일부에 수소가 첨가된 화합물로부터 유래된 치환기를 의미하는 것으로, 이러한 치환기의 예로 1H-인데닐, 2H-인데닐, 4H-인데닐, 2,3-디하이드로-1H-인데닐, 1,4-디하이드로나프탈레닐, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈레닐, 6,7,8,9-테트라하이드로-5H-벤조[7]아눌레닐(6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzo[7]annulenyl), 6,7-디하이드로-5H-벤조사이클로헵테닐 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 고리 형성 원자로 탄소만을 포함하면서 방향족성을 갖는 단환 또는 축합다환 화합물로부터 유래된 치환기를 의미하는 것으로 이해되며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000008
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기(Heterocyclic group)는 고리 형성 원자로 탄소 외에 O, N, Si 및 S 중에서 선택되는 1개 이상의 헤테로원자를 더 포함하는 단환 또는 축합다환 화합물로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하는 것으로, 방향족성을 갖는 치환기 또는 방향족성을 갖지 않는 치환기 모두를 포괄하는 것으로 이해된다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 탄소수 2 내지 60이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 20이다. 이러한 헤테로고리기의 예로 헤테로아릴기, 헤테로방향족 화합물의 수소화된 유도체로부터 유래된 치환기 등을 들 수 있다.
구체적으로, 상기 헤테로아릴기는 고리 형성 원자로 탄소 외에 N, O 및 S 중에서 선택되는 1개 이상의 헤테로원자를 더 포함하는 단환 또는 축합다환 화합물로부터 유래된 치환기를 의미하는 것으로, 방향족성을 갖는 치환기를 의미한다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 탄소수 2 내지 60이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 20이다. 상기 헤테로아릴기의 예로 티오페닐기, 퓨라닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 티아졸일기, 옥사졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아졸일기, 피리디닐기, 비피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 아크리디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌일기, 카바졸일기, 벤즈옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 벤조티아졸일기, 벤조카바졸일기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 페난트롤리닐기, 이소옥사졸일기, 티아디아졸일기 및 페노티아지닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 헤테로방향족 화합물의 수소화된 유도체로부터 유래된 치환기는 단환 또는 다환의 헤테로방향족 화합물의 불포화 결합 일부에 수소가 첨가된 화합물로부터 유래된 치환기를 의미하는 것으로, 이러한 치환기의 예로 1,3-디하이드로이소벤조퓨라닐(1,3-dihydroisobenzofuranyl), 2,3-디하이드로벤조퓨라닐(2,3-dihydrobenzofuranyl), 1,3-디하이드로벤조[c]티오페닐(1,3-dihydrobenzo[c]thiophenyl), 2,3-디하이드로[b]티오페닐(2,3-디하이드로[b]티오페닐) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기, 아릴실릴기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민 중 헤테로아릴은 전술한 헤테로아릴에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 탄화수소 고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 아릴기 또는 사이클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, "중수소화된 또는 중수소로 치환된"이라는 의미는 화합물, 2가의 연결기 또는 1가의 치환기 내 치환 가능한 수소 중 적어도 하나가 중수소로 치환됨을 의미한다.
또한, "비치환되거나 또는 중수소로 치환된" 또는 "중수소로 치환 또는 비치환된" 이라는 의미는 "비치환되거나 또는 치환 가능한 수소 중 1개 내지 최대 개수가 중수소로 치환된"을 의미한다. 일례로, "비치환되거나 또는 중수소로 치환된 페난트릴"이라는 용어는 페난트릴 구조 내 중수소로 치환 가능한 수소의 최대 개수가 9개라는 점 고려할 때, "비치환되거나 또는 1개 내지 9개의 중수소로 치환된 페난트릴"이라는 의미로 이해될 수 있다.
또한, "중수소화된 구조"라는 의미는 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 모든 구조의 화합물, 2가의 연결기 또는 1가의 치환기를 포괄하는 것을 의미한다. 일례로, 페닐의 중수소화된 구조는 하기와 같이 페닐기 내 치환가능한 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 모든 구조의 1가의 치환기들을 일컫는 것으로 이해될 수 있다.
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000009
또한, 화합물의 "중수소 치환율" 또는 "중수소화도"는 화합물 내 존재할 수 있는 수소의 총 개수(화합물 내 중수소로 치환 가능한 수소의 개수 및 치환된 중수소의 개수의 총 합)에 대한 치환된 중수소의 개수의 비율을 백분율로 계산한 것을 의미한다. 따라서 화합물의 "중수소 치환율" 또는 "중수소화도"가 "K%"라고 함은, 화합물 내 중수소로 치환 가능한 수소 중 K%가 중수소로 치환된 것을 의미한다.
이 때, 화합물의 중수소 치환 여부는 MALDI-TOF MS(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometer), 핵자기 공명 분광법(1H NMR), TLC/MS(Thin-Layer Chromatography/Mass Spectrometry), 또는 GC/MS(Gas Chromatography/Mass Spectrometry) 등을 이용하여 통상적으로 알려진 방법에 따라 측정할 수 있다.
보다 구체적으로, MALDI-TOF MS를 이용하는 경우, 상기 "중수소 치환율" 또는 "중수소화도"는 MALDI-TOF MS 분석을 통해 화합물 내에 치환된 중수소 개수를 구한 다음, 화합물 내 존재할 수 있는 수소의 총 개수 대비 치환된 중수소의 개수의 비율을 백분율로 계산하여 구할 수 있다.
또한, TLC/MS를 이용하는 경우, 상기 "중수소 치환율" 또는 "중수소화도"는　반응의 종결시점에 분자량들이 이루는 분포의 최대값(max.값)을 기준으로 치환율을 계산하여 구할 수 있다.
또한, 핵자기 공명 분광법(1H NMR)을 이용하는 경우, 상기 "중수소 치환율" 또는 "중수소화도"는 1H　NMR 상의 integration 비율을 이용하여　총　peak의 적분량으로부터 계산하여 구할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
상기 화학식 1의 화합물은 트리아진과 오쏘(ortho) 위치에 결합된 카바졸을 포함하며, 상기 카바졸은 하나 이상의 중수소를 포함한다. 또한 상기 화학식 1의 화합물은, 트리아진 및 카바졸이 결합한 벤젠 고리에 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜이 결합하되, 트리아진에 대하여 오쏘(ortho) 위치가 아닌 탄소에 결합한 구조를 갖는다. 이러한 구조를 만족함에 따라 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자에 사용되어 저전압, 고효율, 및 장수명 특성을 나타낼 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은 벤젠 고리를 기준으로 카바졸일기가 트리아진의 오쏘(ortho) 위치에 치환된 구조를 갖는 화합물의 경우, 입체 장애가 유발되어 트리아진 모이어티와 카바졸 모이어티가 뒤틀린 형태를 갖게 되고, 이러한 구조에서 카바졸일기의 전자 주개(electron donating) 특성으로 인해 전체적인 분자의 안정성은 증가되면서, 전자 분포는 분리되어, 상기 화합물이 추가적인 CT(charge transfer) 특성을 가지게 되고, 이를 통해 상기 화합물을 채용한 소자의 전압 및 효율 증가가 유도됨을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.
다만, 이러한 구조에서는 카바졸일기의 전자 부족 현상이 야기될 수 있는 바, 이러한 문제의 극복을 위해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 카바졸일기에 수소 대신 중수소 또는 아릴기를 가지면서, 벤젠 고리에 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐을 추가로 포함하고, 이에 따라 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 분자의 안정성 및 전자 특성이 극대화될 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 채용하는 유기 발광 소자의 수명 특성이 보다 향상될 수 있다.
바람직하게는, 상기 화학식 1의 R10이 화학식 2와의 결합이고, R9 및 R11은 각각 독립적으로 수소 또는 중수소이거나; 또는
상기 화학식 1의 R11이 화학식 2와의 결합이고, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소 또는 중수소일 수 있다.
또한, 상기 화학식 2의 R13이 상기 화학식 1과의 결합이고, R14, R15 및 R16은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이거나;
상기 화학식 2의 R14가 상기 화학식 1과의 결합이고, R13, R15 및 R16은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이거나;
상기 화학식 2의 R15가 상기 화학식 1과의 결합이고, R13, R14 및 R16은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이거나; 또는
상기 화학식 2의 R16이 상기 화학식 1과의 결합이고, R13, R14 및 R15는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴일 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000010
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000011
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000012
[화학식 1-4]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000013
[화학식 1-5]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000014
[화학식 1-6]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000015
[화학식 1-7]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000016
[화학식 1-8]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000017
상기 화학식 1-1 내지 1-8에서,
Ar1, Ar2, X, 및 R1 내지 R20은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
바람직하게는, R1 내지 R8은 각각 독립적으로 중수소; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴이다.
바람직하게는, R1 내지 R8은 각각 독립적으로 중수소; 또는 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐(바람직하게는, 5개의 중수소로 치환된 페닐)이다.
보다 바람직하게는, R1 내지 R8은 각각 독립적으로 중수소; 또는 5개의 중수소로 치환된 페닐이다.
바람직하게는, R1 내지 R8는 모두 중수소이거나; 또는 R1 내지 R8 중 어느 하나는 중수소로 치환 또는 비치환된 C6-12 아릴이고, 나머지는 모두 중수소일 수 있다.
일례로, R1 내지 R8는 모두 중수소일 수 있다. 또는, R1 내지 R8 중 어느 하나는 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐이고, 나머지는 중수소일 수 있다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-20 헤테로아릴이다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 페닐; 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐; 비페닐릴; 또는 1개 이상의 중수소로 치환된 비페닐릴이다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 페닐; 또는 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐(바람직하게는, 5개의 중수소로 치환된 페닐)이다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 페닐; 또는 1 5개의 중수소로 치환된 페닐이다.
바람직하게는, R9 내지 R11 중 화학식 2와 결합하지 않은 나머지는 모두 수소이다.
바람직하게는, R12는 수소이다.
바람직하게는, R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴이다.
바람직하게는, R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 페닐; 또는 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐이다.
바람직하게는, R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20이 모두 수소이거나; 모두 중수소이거나; R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20 중 하나가 비치환된 C6-20 아릴이고, 나머지는 모두 수소이거나; 또는 R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20 중 하나가 치환 가능한 모든 위치가 중수소로 치환된 C6-20 아릴이고, 나머지는 모두 중수소이다.
보다 바람직하게는, R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20이 모두 수소이거나; 모두 중수소이거나; R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20 중 하나가 페닐이고 나머지는 모두 수소이거나; 또는 R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20 중 하나가 5개의 중수소로 치환된 페닐이고, 나머지는 모두 중수소이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다:
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000018
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000019
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000020
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000021
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000022
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000023
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000024
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000025
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000026
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000027
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000028
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000029
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000030
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000031
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000032
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000033
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000034
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000035
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000036
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000037
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000038
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000039
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000040
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000041
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조 방법을 제공한다.
일례로, 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1과 같은 제조 방법으로 제조될 수 있다. 하기 반응식 1은, 화학식 1의 R10이 화학식 2와의 결합이고, R9, R11, 및 R12가 수소이며, R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합이 아닌 나머지와 R17 내지 R20이 모두 수소인 경우를 예시한 것이다:
[반응식 1]
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000042
상기에서, Ar1, Ar2, 및 X는 화학식 1 및 2에서 정의한 바와 같으며, D는 중수소이고, n은 1 내지 8의 정수이고, X'은 할로겐이다. 바람직하게는 X'은 각각 독립적으로, 플루오로, 클로로, 또는 브로모이다.
상기 반응식 1의 step 1은 스즈키 커플링 반응으로서, 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다.
상기 반응식 1의 step 2는 아민 치환 반응으로서, 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 아민 치환 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다.
상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 일례로, 본 발명은 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물 층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물 층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물 층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기물 층은 발광층을 포함할 수 있고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 특히, 본 발명에 따른 화합물은 발광층의 호스트로 사용할 수 있다.
또한, 상기 유기물 층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 전자억제층을 포함할 수 있고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 전자억제층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물 층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물 층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 도 3에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 유기물층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 유기물층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자억제층(7), 발광층(8), 정공억제층(9), 전자수송층(10), 전자주입층(11) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자억제층, 발광층, 정공억제층, 전자수송층, 및 전자주입층 중 1층 이상에 포함될 수 있고, 일례로 발광층에 포함될 수 있다.
도 3은 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자억제층(7), 발광층(8), 정공억제층(9), 전자주입 및 수송층(12) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자억제층, 발광층, 정공억제층, 전자주입 및 수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있고, 일례로 발광층에 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 상기 유기물 층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시켜 제조할 수 있다. 이때, 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물 층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시켜 제조할 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물 층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다(WO 2003/012890). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
일례로, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이거나, 또는 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물 층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 상기 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물 층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자억제층은 음극에서 주입된 전자가 발광층에서 재결합하지 않고 양극 쪽으로 전달되는 것을 억제하여 유기 발광 소자의 효율을 향상시키는 역할을 한다. 전자억제층에는 전자수송층보다 전자 친화력이 작은 물질이 바람직하다.
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 예로 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 특히, 본 발명에서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있으며, 이 경우 유기 발광 소자의 저전압, 고효율 및/또는 고수명 특성을 얻을 수 있다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 사이클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 질소 함유 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 전자 수송 물질 및 전자 주입 물질을 동시에 증착하여 전자 주입 및 수송층의 단일층으로 제조할 수 있다.
상기 정공억제층은 양극에서 주입된 정공이 발광층에서 재결합되지 않고 전자수송층으로 넘어가는 것을 방지하며, 정공억제층에는 이온화에너지가 큰 물질이 바람직하다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
제조예 1: 화합물 GH1의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000043
제조예 1-1: 화합물 1-1의 제조
질소 분위기에서 2-(4-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine(30 g, 73.8 mmol)와 dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid(15.7 g, 73.8mmol)를 테트라하이드로퓨란 600ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘카보네이트(30.6 g, 221.5mmol)를 물31 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(2.6 g, 2.2mmol)을 투입하였다. 2시간 반응 후 상온으로 식인 후 생성된 고체를 여과하였다. 고체를 클로로포름 1822 mL에 투입하여 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 클로로포름과 에틸아세테이트 재결정을 통해 흰색의 고체 화합물 1-1(29.2g, 80%, MS: [M+H]+ = 494.5)을 제조하였다.
제조예 1-2: 화합물 GH1의 제조
질소 분위기에서 1-1(10 g, 20.3 mmol)와 3-(phenyl-d5)-9H-carbazole-1,2,4,5,6,7,8-d7(5.2 g, 20.3mmol)를 DMF 200ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘 아세테이트(6 g, 60.8mmol)를 투입하고 6시간 반응 후 상온으로 식인 후 생성된 고체를 여과하였다. 고체를 클로로포름 443 mL에 투입하여 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 클로로포름과 에틸아세테이트를 이용하여 실리카 컬럼을 통해 정제하여 노란색의 고체 화합물 GH1(10.9g, 74%, MS: [M+H]+ = 729.9)을 제조하였다.
제조예 2: 화합물 GH2의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000044
제조예 2-1: 화합물 2-1의 제조
dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 대신 (8-phenyldibenzo[b,d]furan-1-yl)boronic acid을 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 2-1(31.1g, 74%, MS: [M+H]+ = 570.6)을 제조하였다.
제조예 2-2: 화합물 GH2의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 2-1을 사용하고, 3-(phenyl-d5)-9H-carbazole-1,2,4,5,6,7,8-d7 대신 9H-carbazole-1,2,3,4,5,6,7,8-d8를 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH2(8.8g, 69%, MS: [M+H]+ = 725.9)을 제조하였다.
제조예 3: 화합물 GH3의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000045
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000046
제조예 3-1: 화합물 sub 1-1의 제조
질소 분위기에서 4-bromo-6-phenyldibenzo[b,d]furan (50 g, 154.7 mmol), TfOH (10 ml)을 C6D6 (500ml)에 넣고 40도에서 6시간 교반하였다. 반응 종료 후 실온으로 온도를 낮춰준 후 D2O(100 ml)를 넣고 30분 교반한 뒤 트리메틸아민(trimethylamine) (12 ml)를 적가하였다. 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 클로로포름으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 에탄올로 재결정하여 화합물 sub 1-1을 44.5g 수득하였다. (수율 86%, MS[M+H]+=334)
제조예 3-2: 화합물 sub 1의 제조
질소 분위기에서 sub1-1(50 g, 149.7 mmol)와 비스(피나콜라토)디보론(38.4 g, 164.7mmol)를 Diox 1000ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘아세테이트(43.2 g, 449.1mmol)를 투입하고 충분히 교반한 후 팔라듐디벤질리덴아세톤팔라듐(2.6 g, 4.5mmol) 및 트리시클로헥실포스핀 (2.5 g, 9mmol)을 투입하였다. 5시간 반응 후 상온으로 식인 후 유기층을 필터 처리하여 염을 제거한 후 걸러진 유기층을 증류하였다. 이를 다시 클로로포름 571 mL에 투입하여 녹이고, 물로 2회 세척 후에 유기층을 분리하여, 무수황산마그네슘을 넣고 교반한 후 여과하여 여액을 감압 증류하였다. 농축한 화합물을 클로로포름과 에탄올재결정을 통해 회색의 고체 화합물 sub1(51.4g, 90%, MS: [M+H]+ = 382.4)을 제조하였다.
제조예 3-3: 화합물 3-1의 제조
dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 대신 화합물 sub1을 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 3-1(24.4g, 57%, MS: [M+H]+ = 581.7)을 제조하였다.
제조예 3-4: 화합물 GH3의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 3-1을 사용하고, 3-(phenyl-d5)-9H-carbazole-1,2,4,5,6,7,8-d7 대신 9H-carbazole-1,2,3,4,5,6,7,8-d8를 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH3(8g, 63%, MS: [M+H]+ = 737)을 제조하였다.
제조예 4: 화합물 GH4의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000047
제조예 4-1: 화합물 4-1의 제조
2-(4-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-(5-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine을 사용한 것 외에는 제조예 3-3과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 4-1(26.2g, 72%, MS: [M+H]+ = 494.5)을 제조하였다.
제조예 4-2: 화합물 GH4의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 4-1을 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH4(7.5g, 51%, MS: [M+H]+ = 729.9)을 제조하였다.
제조예 5: 화합물 GH5의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000048
제조예 5-1: 화합물 5-1의 제조
2-(4-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-([1,1'-biphenyl]-3-yl)-4-(5-bromo-2-fluorophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 을 사용하고 dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 대신 dibenzo[b,d]furan-3-ylboronic acid를 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 5-1(20.5g, 58%, MS: [M+H]+ = 570.6)을 제조하였다.
제조예 5-2: 화합물 GH5의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 5-1을 사용하고, 3-(phenyl-d5)-9H-carbazole-1,2,4,5,6,7,8-d7 대신 9H-carbazole-1,2,3,4,5,6,7,8-d8를 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH5(9.4g, 74%, MS: [M+H]+ = 725.9)을 제조하였다.
제조예 6: 화합물 GH6의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000049
제조예 6-1: 화합물 6-1의 제조
dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 대신 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid를 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 6-1(24.8g, 66%, MS: [M+H]+ = 510.6)을 제조하였다.
제조예 6-2: 화합물 GH6의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 6-1을 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH6(7g, 48%, MS: [M+H]+ = 746)을 제조하였다.
제조예 7: 화합물 GH7의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000050
제조예 7-1: 화합물 7-1의 제조
dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 대신 (6-phenyldibenzo[b,d]thiophen-4-yl)boronic acid를 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 7-1(30.3g, 70%, MS: [M+H]+ = 586.7)을 제조하였다.
제조예 7-2: 화합물 GH7의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 7-1을 사용하고, 3-(phenyl-d5)-9H-carbazole-1,2,4,5,6,7,8-d7 대신 9H-carbazole-1,2,3,4,5,6,7,8-d8를 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH7(6.6g, 52%, MS: [M+H]+ = 742)을 제조하였다.
제조예 8: 화합물 GH8의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000051
제조예 8-1: 화합물 8-1의 제조
2-(4-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-(4-bromo-2-fluorophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 을 사용하고 dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 대신 dibenzo[b,d]thiophen-2-ylboronic acid를 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 8-1(23.3g, 64%, MS: [M+H]+ = 586.7)을 제조하였다.
제조예 8-2: 화합물 GH8의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 8-1을 사용하고, 3-(phenyl-d5)-9H-carbazole-1,2,4,5,6,7,8-d7 대신 9H-carbazole-1,2,3,4,5,6,7,8-d8를 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH8(7.6g, 60%, MS: [M+H]+ = 742)을 제조하였다.
제조예 9: 화합물 GH9의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000052
제조예 9-1: 화합물 9-1의 제조
2-(4-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-(5-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine을 사용하고 dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 대신 dibenzo[b,d]thiophen-1-ylboronic acid를 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 9-1(28.6g, 76%, MS: [M+H]+ = 510.6)을 제조하였다.
제조예 9-2: 화합물 GH9의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 9-1을 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH9(11g, 75%, MS: [M+H]+ = 746)을 제조하였다.
제조예 10: 화합물 GH10의 제조
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000053
제조예 10-1: 화합물 10-1의 제조
2-(4-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-(5-bromo-2-fluorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine을 사용하고 dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 대신 (6-phenyldibenzo[b,d]thiophen-4-yl)boronic acid를 사용한 것 외에는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 흰색의 고체 화합물 10-1(22.9g, 53%, MS: [M+H]+ = 586.7)을 제조하였다.
제조예 10-2: 화합물 GH10의 제조
화합물 1-1 대신 화합물 10-1을 사용하고, 3-(phenyl-d5)-9H-carbazole-1,2,4,5,6,7,8-d7 대신 9H-carbazole-1,2,3,4,5,6,7,8-d8를 사용한 것 외에는 제조예 1-2와 동일한 방법으로 노란색의 고체 화합물 GH10(8.2g, 65%, MS: [M+H]+ = 742)을 제조하였다.
[실시예]
실시예 1
ITO(indium tin oxide)가 100 nm의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 HI-A을 60 nm의 두께로 열진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
상기 정공 주입층 상에 하기 화합물 HAT를 진공 증착하여 5 nm 두께의 제1 정공 수송층을 형성하고, 상기 제1 정공수송층 상에 하기 화합물 HT-A를 진공 증착하여 50 nm 두께의 제2 정공수송층을 형성하였다.
상기 정공수송층 위에, 하기 화합물 HT-B를 45 nm 두께로 열 진공 증착하여 전자억제층을 형성하였다.
상기 전자억제층 위에, 앞서 제조한 화합물 GH1을 하기 화합물 GH-H와 1:1 중량비로 혼합한 뒤, 하기 화합물 GD와 90:10의 중량비로 40 nm의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에, 하기 화합물 ET-A를 5 nm의 두께로 진공 증착하여 정공억제층을 형성하였다.
상기 정공억제층 위에, 하기 화합물 ET-B와 하기 화합물 LiQ를 1:1의 중량비로 진공 증착하여 35 nm의 두께의 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
상기 전자 주입 및 수송층 상에 1 nm의 두께로 리튬 플루오라이드(LiF)를 증착한 후, 이어서 100 nm 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.04 nm/sec 내지 0.09 nm/sec를 유지하였고, 리튬 플루오라이드의 증착 속도는 0.03 nm/sec를 유지하였으며, 알루미늄의 증착속도는 0.2 nm/sec를 유지하였다. 증착시 진공도는 1*10-7 torr 내지 5*10-5 torr를 유지하였다.
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000054
실시예 2 내지 10
상기 실시예 1에서 GH1 대신, 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2 내지 10의 유기 발광 소자를 제조하였다. 상기 실시예에서 사용된 화합물의 구조를 정리하면 하기와 같다.
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000055
비교예 1 내지 5
상기 실시예 1에서 GH1 대신, 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1 내지 5의 유기 발광 소자를 제조하였다. 비교예 1 내지 5에서 사용한 GH-A 내지 GH-E의 구조는 다음과 같다.
Figure PCTKR2024001891-appb-img-000056
[실험예]
상기 실시예 1 내지 실시예 10 및 비교예 1 내지 5에서 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하여 전압, 효율, 발광색, 수명(T95)을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 전압 및 효율은 10 mA/cm2의 전류 밀도를 인가하여 측정하였며, T95은 전류 밀도 20 mA/cm2에서 초기 휘도가 95 %로 저하할 때까지의 시간(hr)을 의미한다.
구분 발광층
화합물		 전압(V)
(@10mA/cm2)		 효율(cd/A)
(@10mA/cm2)		 발광색 T95(hr)
(@20mA/cm2)
실시예 1 GH1 3.51 90.4 녹색 160
실시예 2 GH2 3.44 89.1 녹색 180
실시예 3 GH3 3.55 91.7 녹색 155
실시예 4 GH4 3.47 90.5 녹색 160
실시예 5 GH5 3.64 91.4 녹색 175
실시예 6 GH6 3.48 93.2 녹색 170
실시예 7 GH7 3.51 93.5 녹색 180
실시예 8 GH8 3.46 88.8 녹색 155
실시예 9 GH9 3.49 89.1 녹색 175
실시예 10 GH10 3.57 92.2 녹색 175
비교예 1 GH-A 3.46 89.3 녹색 90
비교예 2 GH-B 3.47 93.2 녹색 95
비교예 3 GH-C 3.87 75.4 녹색 110
비교예 4 GH-D 3.75 71.8 녹색 105
비교예 5 GH-E 3.51 88.9 녹색 130
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 발광층의 호스트로 사용하여 제조된 실시예의 유기 발광 소자의 경우, 비교예의 유기 발광 소자에 비하여 전압, 효율 및/또는 수명 측면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 실시예의 유기 발광 소자는 비교화합물GH-D를 채용한 비교예 4의 유기 발광 소자 대비 낮은 구동 전압, 높은 효율 및 현저히 향상된 수명 특성을 나타냄을 알 수 있다. 이로써, 벤젠 고리를 기준으로 트리아진 모이어티와 카바졸 모이어티가 입체 장애가 유발되도록 뒤틀린 형태를 갖게 됨에 따라 추가적인 CT(charge transfer) 특성을 나타내는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 소자 특성을 향상시킬 수 있는 반면, 비교화합물GH-D는 카바졸일기가 트리아진의 메타(meta) 위치에 존재하여 입체 장애가 유발될 수 없어 CT 특성을 나타내지 못하므로, 소자 특성 향상에 기여하지 못함을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예의 유기 발광 소자는 비교화합물GH-A 및 GH-B를 각각 채용한 비교예 1 및 2의 유기 발광 소자 대비 현저히 향상된 수명 특성을 나타냄을 알 수 있다. 이는 비교화합물GH-A 및 GH-B의 경우 카바졸 모이어티의 전자 부족 현상으로 인해 분자의 안정성이 저하되었기 때문으로 판단되며, 이에 따라 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비교화합물GH-A 및 GH-B와 달리 카바졸 모이어티에 중수소를 가짐으로써 향상된 분자의 안정성을 가짐이 확인된다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 R12 위치에 디벤조퓨라닐 또는 디벤조티오페닐이 위치하는 화합물의 효과 비교를 위해, 비교화합물 GH-C를 채용한 비교예 3의 유기 발광 소자의 특성을 확인하였다. 그 결과, 비교예 3의 유기 발광 소자는 실시예의 유기 발광 소자 대비 전압, 효율 및 수명 측면 모두에서 열악한 특성을 나타냄을 알 수 있고, 이는 디벤조퓨라닐-트리아진-카바졸 모이어티들이 모두 뒤틀린 구조를 형성하는 경우 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서의 디벤조퓨라닐/디벤조티오페닐이 나타내는 분자의 안정성 및 전자 특성 향상 효과를 나타내지 못했기 때문으로 판단된다.
또한, 벤젠 고리에서 카바졸일기가 트리아진의 오쏘 위치에 존재하고, 카바졸일기의 파라 위치에 디벤조퓨라닐/디벤조티오페닐기가 존재하는 구조의 경우, 디벤조퓨라닐/디벤조티오페닐기의 전자 받개(electron donating) 특성이 카바졸일기에 직접적인 영향을 주기 때문에 카바졸일기의 전자 부족 현상이 보다 심해질 수 있다. 따라서, 이러한 구조를 가지면서 카바졸일기의 일부만 중수소가 치환되어 있는 화합물의 경우 카바졸일기에 존재하는 수소 원자의 불안정성으로 인하여, 상기 화합물을 채용한 소자의 수명 특성의 증가폭이 크지 않을 수 있다. 이는 실시예의 유기 발광 소자의 수명 데이터 및 비교화합물 GH-E를 채용한 유기 발광 소자의 수명 데이터를 비교하여 확인 가능하다.
[부호의 설명]
1: 기판 2: 양극
3: 유기물층 4: 음극
5: 정공주입층 6: 정공수송층
7: 전자억제층 8: 발광층
9: 정공억제층 10: 전자수송층
11: 전자주입층 12: 전자 주입 및 수송층

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000057
    상기 화학식 1에서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R1 내지 R8은 각각 독립적으로 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이고, 단, R1 내지 R8 중 적어도 하나는 중수소이고,
    R9 내지 R11 중 어느 하나는 하기 화학식 2와의 결합이고, 나머지는 각각독립적으로 수소 또는 중수소이고,
    R12는 수소 또는 중수소이고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000058
    상기 화학식 2에서,
    X는 O 또는 S이고,
    R13 내지 R16 중 어느 하나는 상기 화학식 1과의 결합이고, 나머지는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이고,
    R17 내지 R20은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표시되는,
    화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000059
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000060
    [화학식 1-3]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000061
    [화학식 1-4]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000062
    [화학식 1-5]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000063
    [화학식 1-6]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000064
    [화학식 1-7]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000065
    [화학식 1-8]
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000066
    상기 화학식 1-1 내지 1-8에서,
    Ar1, Ar2, X, 및 R1 내지 R20은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    R1 내지 R8은 각각 독립적으로, 중수소; 또는 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐인,
    화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 페닐; 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐; 비페닐릴; 또는 1개 이상의 중수소로 치환된 비페닐릴인,
    화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    R9 내지 R11 중 화학식 2와 결합하지 않은 나머지는 모두 수소인,
    화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    R12는 수소인,
    화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 페닐; 또는 1개 이상의 중수소로 치환된 페닐인,
    화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20이 모두 수소이거나; 모두 중수소이거나; R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20 중 하나가 페닐이고 나머지는 모두 수소이거나; 또는 R13 내지 R16 중 화학식 1과 결합하지 않은 나머지 및 R17 내지 R20 중 하나가 5개의 중수소로 치환된 페닐이고 나머지는 모두 중수소인,
    화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    화합물:
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000067
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000068
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000069
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000070
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000071
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000072
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000073
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000074
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000075
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000076
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000077
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000078
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000079
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000080
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000081
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000082
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000083
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000084
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000085
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000086
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000087
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000088
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000089
    Figure PCTKR2024001891-appb-img-000090
  10. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인, 유기 발광 소자.
PCT/KR2024/001891 2023-02-09 2024-02-08 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 Ceased WO2024167337A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/865,994 US20250318428A1 (en) 2023-02-09 2024-02-08 Novel compound and organic light emitting device comprising the same
CN202480002313.2A CN119095841A (zh) 2023-02-09 2024-02-08 新的化合物和包含其的有机发光器件

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2023-0017584 2023-02-09
KR20230017584 2023-02-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024167337A1 true WO2024167337A1 (ko) 2024-08-15

Family

ID=92263025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2024/001891 Ceased WO2024167337A1 (ko) 2023-02-09 2024-02-08 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20250318428A1 (ko)
KR (1) KR20240124825A (ko)
CN (1) CN119095841A (ko)
WO (1) WO2024167337A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117946090A (zh) * 2023-12-28 2024-04-30 南京高光半导体材料有限公司 一种含有三嗪基团化合物及有机电致发光器件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020032424A1 (ko) * 2018-08-09 2020-02-13 덕산네오룩스 주식회사 이종 화합물의 혼합물을 호스트로 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200083171A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 삼성전자주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 장치
US20200331898A1 (en) * 2017-10-30 2020-10-22 Cynora Gmbh Organic molecules for use in optoelectronic devices
KR20210067976A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
WO2022031033A1 (ko) * 2020-08-04 2022-02-10 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
WO2023200282A1 (ko) * 2022-04-15 2023-10-19 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100430549B1 (ko) 1999-01-27 2004-05-10 주식회사 엘지화학 신규한 착물 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 유기 발광 소자 및 그의 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200331898A1 (en) * 2017-10-30 2020-10-22 Cynora Gmbh Organic molecules for use in optoelectronic devices
WO2020032424A1 (ko) * 2018-08-09 2020-02-13 덕산네오룩스 주식회사 이종 화합물의 혼합물을 호스트로 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200083171A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 삼성전자주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 장치
KR20210067976A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
WO2022031033A1 (ko) * 2020-08-04 2022-02-10 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
WO2023200282A1 (ko) * 2022-04-15 2023-10-19 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
US20250318428A1 (en) 2025-10-09
CN119095841A (zh) 2024-12-06
KR20240124825A (ko) 2024-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2024053991A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
WO2022031033A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2020185026A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020231242A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2023146319A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2020262861A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
WO2022031020A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2021125813A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2021091165A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2023195735A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
WO2023146318A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2023121096A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2023121062A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2024219945A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020235955A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
WO2017111420A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
WO2020231021A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2024162819A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2024162669A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2024128844A1 (ko) 유기 발광 소자
WO2023096405A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
WO2023096318A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2022059923A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
WO2021034156A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2020246835A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24753658

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202480002313.2

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 18865994

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 24753658

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1