WO2015016498A1 - 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom

Definitions

  • the present specification relates to a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic material layer is often made of a multi-layered structure composed of different materials to increase the efficiency and stability of the organic light emitting device, for example, it may be made of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer.
  • L 1 is a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene; Or a substituted or unsubstituted divalent monocyclic heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms;
  • L 2 is a direct bond; Substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted divalent heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms;
  • X 1 is N or CR 11
  • X 2 is N or CR 12
  • X 3 is N or CR 13
  • A is hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxyl group; Carbonyl group; Ester group; Imide group; Amide group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted alkoxy group; Substituted or unsubstituted aryloxy group; Substituted or unsubstituted alkylthioxy group; Substituted or unsubstituted arylthioxy group; Substituted or unsubstituted alkyl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted aryl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted alkenyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted boron group; Substituted or unsubsti
  • Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxyl group; Carbonyl group; Ester group; Imide group; Amide group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted alkoxy group; Substituted or unsubstituted aryloxy group; Substituted or unsubstituted alkylthioxy group; Substituted or unsubstituted arylthioxy group; Substituted or unsubstituted alkyl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted aryl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted alkenyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstit
  • R 1 to R 4 and R 11 to R 13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxyl group; Carbonyl group; Ester group; Imide group; Amide group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted alkoxy group; Substituted or unsubstituted aryloxy group; Substituted or unsubstituted alkylthioxy group; Substituted or unsubstituted arylthioxy group; Substituted or unsubstituted alkyl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted aryl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted alkenyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substitute
  • a and c are each an integer of 0 to 4
  • b and d are each an integer of 0 to 3
  • R 1 is the same or different from each other
  • b is 2 or more
  • R 2 is the same or different from each other
  • R 3 is the same as or different from each other
  • R 4 is the same or different from each other.
  • an exemplary embodiment of the present specification includes a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And an organic light emitting device including at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes the compound of Formula 1.
  • the compound described herein can be used as the material of the organic material layer of the organic light emitting device.
  • Compounds according to at least some embodiments may improve efficiency, low driving voltage, and / or lifetime characteristics in organic light emitting diodes.
  • the compounds described herein can provide high efficiency and / or long life organic light emitting devices when used as a host of the phosphorescent light emitting layer or as an electron transporting material adjacent to the light emitting layer.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting element composed of a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 3, and a cathode 4. As shown in FIG.
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting element consisting of a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 7, an electron transport layer 8 and a cathode 4 It is.
  • 3 to 16 show synthetic confirmation data of the main compounds.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a compound represented by Chemical Formula 1.
  • substituted or unsubstituted is deuterium; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Imide group; Amide group; Hydroxyl group; Thiol group; An alkyl group; Alkenyl groups; An alkoxy group; Cycloalkyl group; Silyl groups; Aryl alkenyl group; Aryl group; Aryloxy group; Alkyl thioxy group; Arylthioxy group; Alkyl sulfoxy groups; Aryl sulfoxy group; Silyl groups; Boron group; Carbazole groups; Aryl group; Fluorenyl group; Arylalkyl group; Aryl alkenyl group; And heterocyclic or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of heterocyclic groups including one or more of O, N and S, or substituted or unsubstituted with a substituent to which two or more substituents of the above-described substituents are linked.
  • a substituent to which two or more substituents are linked may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group and can be interpreted as a substituent to which two phenyl groups are linked.
  • examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • carbon number of a carbonyl group in this specification is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C50. Specifically, it may be a compound having a structure as follows, but is not limited thereto.
  • the oxygen of the ester group may be substituted with a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.
  • carbon number of an imide group is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C25. Specifically, it may be a compound having a structure as follows, but is not limited thereto.
  • the amide group may be substituted with one or two of the nitrogen of the amide group is hydrogen, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.
  • the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 50.
  • Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n-pentyl , Isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n -Heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-o
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably 3 to 60 carbon atoms, specifically, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3,4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and the like, but are not limited thereto. Do not.
  • the alkoxy group may be linear, branched or cyclic. Although carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C20. Specifically, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, i-propyloxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, Isopentyloxy, n-hexyloxy, 3,3-dimethylbutyloxy, 2-ethylbutyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, benzyloxy, p-methylbenzyloxy and the like It may be, but is not limited thereto.
  • the alkenyl group may be linear or branched chain, the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 40.
  • Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 3-methyl-1- Butenyl, 1,3-butadienyl, allyl, 1-phenylvinyl-1-yl, 2-phenylvinyl-1-yl, 2,2-diphenylvinyl-1-yl, 2-phenyl-2- ( Naphthyl-1-yl) vinyl-1-yl, 2,2-bis (diphenyl-1-yl) vinyl-1-yl, stilbenyl group, styrenyl group and the like, but are not limited thereto.
  • the aryl group may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group, and includes a case where an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms is substituted.
  • the aryl group in the present specification may mean an aromatic ring.
  • the aryl group is a monocyclic aryl group
  • carbon number is not particularly limited, but preferably 6 to 25 carbon atoms.
  • the monocyclic aryl group may be a phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, stilbenyl group and the like, but is not limited thereto.
  • Carbon number is not particularly limited when the aryl group is a polycyclic aryl group. It is preferable that it is C10-24.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, and the like, but is not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and two substituents may be bonded to each other to form a spiro structure.
  • the silyl group includes trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, and the like.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the heterocyclic group is a heterocyclic group including one or more of O, N, and S as a hetero atom, and the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms.
  • the heterocyclic group include thiophene group, furan group, pyrrole group, imidazole group, thiazole group, oxazole group, oxadiazole group, triazole group, pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazine group, triazole group, Acridyl group, pyridazine group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazoline group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidinyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group, isoquinoline group , Indole group, carbazole group,
  • the aryl group in the aryloxy group, the arylthioxy group and the aryl sulfoxy group is the same as the examples of the aryl group described above.
  • the aryloxy group phenoxy, p-tolyloxy, m-tolyloxy, 3,5-dimethyl-phenoxy, 2,4,6-trimethylphenoxy, p-tert-butylphenoxy, 3-biphenyl Oxy, 4-biphenyloxy, 1-naphthyloxy, 2-naphthyloxy, 4-methyl-1-naphthyloxy, 5-methyl-2-naphthyloxy, 1-anthryloxy, 2-anthryl Oxy, 9-anthryloxy, 1-phenanthryloxy, 3-phenanthryloxy, 9-phenanthryloxy, and the like.
  • arylthioxy group examples include a phenylthioxy group, 2-methylphenylthioxy group, and 4-tert-butylphenyl.
  • Thioxy groups and the like, and aryl sulfoxy groups include, but are not limited to, benzene sulfoxy groups and p-toluene sulfoxy groups.
  • alkyl group in the alkyl thioxy group and the alkyl sulfoxy group is the same as the example of the alkyl group mentioned above.
  • alkyl thioxy groups include methyl thioxy group, ethyl thioxy group, tert-butyl thioxy group, hexyl thioxy group, octyl thioxy group, and the like. But it is not limited thereto.
  • an arylene group means one having two bonding positions, that is, a divalent group.
  • the description of the aforementioned aryl group can be applied except that they are each divalent.
  • the divalent heterocyclic group refers to a group having two binding positions in the heterocyclic group, that is, a divalent group.
  • the description of the aforementioned heterocyclic groups can be applied except that they are each divalent.
  • a of Formula 1 is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted aromatic or aliphatic monocyclic 6-membered heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.
  • the polycyclic ring is located at the A position, the synthesis is not easy, and the molecular weight is too large, so that the deposition temperature is too high, in which case the processability is not good.
  • a of Formula 1 is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; Or a substituted or unsubstituted monocyclic 6-membered heterocyclic group containing N.
  • Formula 1 may be represented by the following formula (2).
  • Z 1 to Z 5 are the same as or different from each other, and each independently is CR 5 or N, where R 5 are the same definitions as R 1 to R 4, Z 1 to Z 5 of the case 2 with at least a CR 5 R 5 Are the same as or different from each other, the remaining substituents are as defined in formula (1).
  • a of Formula 1 is a phenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group; Or a monocyclic 6-membered heterocyclic group which is unsubstituted or substituted with an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group and contains at least one of N, O and S atoms.
  • the monocyclic ring is located at A, the triplet energy is high, making it suitable as a yellow green, green or blue phosphorescent host.
  • a in Formula 1 is an phenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group, a phenyl group or an N-containing monocyclic 6-membered heterocyclic group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group, a phenyl group or an N-containing monocyclic 6-membered heterocyclic group; Or an N-containing monocyclic 6-membered heterocyclic group unsubstituted or substituted with an alkyl group, a phenyl group or an N-containing monocyclic 6-membered heterocyclic group.
  • the N-containing monocyclic 6-membered heterocyclic group may be a monocyclic structure having 1 to 5, preferably 1 to 3 nitrogen atoms, such as a pyridine group, a pyrimidine group, a pyridazine group, a pyrazine group or a triazine group.
  • the alkyl group may be a C 1 to C 6 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl and the like.
  • a of Formula 1 is a phenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group; Or a biphenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group.
  • L 1 of Formula 1 is a substituted or unsubstituted phenylene; Or a substituted or unsubstituted divalent monocyclic heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.
  • the polycyclic ring is located at the L 1 position, the synthesis is not easy, and the molecular weight is too large, so that the deposition temperature is too high, in which case the processability is not good.
  • the monocyclic ring is located at L 1 , the triplet energy is high, making it suitable as a yellow green, green or blue phosphorescent host.
  • L 1 of Formula 1 is a substituted or unsubstituted phenylene; Or a substituted or unsubstituted divalent monocyclic heterocyclic group including N.
  • L 1 of Chemical Formula 1 is a phenylene unsubstituted or substituted with a halogen group, a nitrile group, an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group; Or a divalent monocyclic N-containing heterocyclic group unsubstituted or substituted with a halogen, nitrile, alkyl, aryl or heterocyclic group.
  • L 1 of Chemical Formula 1 is a phenylene unsubstituted or substituted with a halogen group, a nitrile group, an alkyl group, a phenyl group or an N-containing heterocyclic group; Or a divalent N-containing monocyclic heterocyclic group unsubstituted or substituted with a halogen group, a nitrile group, an alkyl group, a phenyl group or an N-containing heterocyclic group.
  • L 1 of Chemical Formula 1 is a phenylene unsubstituted or substituted with a halogen group, a nitrile group, an alkyl group, a phenyl group or an N-containing monocyclic heterocyclic ring; Or a divalent N-containing monocyclic heterocyclic group unsubstituted or substituted with a halogen group, a nitrile group, an alkyl group, a phenyl group or an N-containing monocyclic heterocyclic group.
  • the N-containing monocyclic heterocyclic group may be a monocyclic structure having 1 to 5, preferably 1 to 3 nitrogen atoms, such as a pyridine group, pyrimidine group, pyridazine group, pyrazine group or triazine group.
  • the alkyl group may be a C 1 to C 6 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl and the like.
  • L 1 of the general formula 1 does not include a carbazole structure.
  • L 2 of the general formula 1 is a substituted or unsubstituted arylene group; Or a substituted or unsubstituted divalent heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.
  • L 2 of the general formula 1 is a substituted or unsubstituted monocyclic arylene group; Or a substituted or unsubstituted divalent monocyclic heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.
  • L 2 of the general formula 1 is a substituted or unsubstituted monocyclic arylene group; Or a substituted or unsubstituted divalent monocyclic N-containing heterocyclic group.
  • Formula 1 may be represented by the following formula (3).
  • Z 1 to Z 5 are the same as or different from each other, and each independently CR 5 or N, wherein R 5 is as defined in R 1 to R 4 , and Z 1 to Z 5 are R 5 when at least two of CR 5 are 5 is the same as or different from each other,
  • Y 11 to Y 15 and Y 21 to Y 25 are the same as or different from each other, and are each independently CR 6 or N, wherein R 6 is as defined in R 1 to R 4 , and Y 11 to Y 15 and Y 21 to When at least two of Y 25 are CR 6 , R 6 is the same as or different from each other, provided that one of Y 11 to Y 15 and one of Y 21 to Y 25 are carbon atoms bonded to adjacent carbazole groups,
  • L 1 And L 2 In Formula 1 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with a halogen group, a nitrile group, an alkyl group or an aryl group; Or a monocyclic N-containing heterocyclic group unsubstituted or substituted with a halogen, nitrile, alkyl, or aryl group.
  • L 1 And L 2 In Formula 1 are the same as or different from each other, each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with a fluorine group, a nitrile group, an alkyl group or a phenyl group; Or a monocyclic N-containing heterocyclic group unsubstituted or substituted with a fluorine group, a nitrile group, an alkyl group or a phenyl group.
  • the N-containing heterocyclic group may be a monocyclic structure having 1 to 5 nitrogen atoms, preferably 1 to 3 nitrogen atoms, such as a pyridine group, a pyrimidine group, a pyridazine group, a pyrazine group or a triazine group.
  • the alkyl group may be a C 1 to C 6 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl and the like.
  • L 1 And L 2 In Formula 1 are the same as or different from each other, each independently represent a phenyl group unsubstituted or substituted with a fluorine group, a nitrile group, or an alkyl group.
  • L 1 and L 2 may be represented as follows, respectively.
  • R 6 is hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Hydroxyl group; Carbonyl group; Ester group; Imide group; Amide group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted alkoxy group; Substituted or unsubstituted aryloxy group; Substituted or unsubstituted alkylthioxy group; Substituted or unsubstituted arylthioxy group; Substituted or unsubstituted alkyl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted aryl sulfoxy group; Substituted or unsubstituted alkenyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted boron group; Substituted or unsub
  • f is an integer of 0-4, and when f is 2 or more, R ⁇ 6> is the same or different from each other.
  • R 6 Is a halogen group, a nitrile group, an alkyl group or an aryl group.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group containing at least one of N, O and S atoms.
  • Ar 1 and Ar 2 do not include a carbazole structure. Synthesis is not easy when carbazole is located at the Ar 1 or Ar 2 position.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, and each independently an aryl group unsubstituted or substituted with an alkyl group, an aryl group or an N-containing heterocyclic group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group which is unsubstituted or substituted with an alkyl group, an aryl group or an N-containing heterocyclic group and contains one or more of N, O and S atoms.
  • the N-containing heterocyclic group may be a monocyclic structure having 1 to 5 nitrogen atoms, preferably 1 to 3 nitrogen atoms, such as a pyridine group, a pyrimidine group, a pyridazine group, a pyrazine group or a triazine group.
  • the alkyl group may be a C 1 to C 6 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl and the like.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group, a phenyl group or an N-containing heterocyclic group; Fluorenyl unsubstituted or substituted with an alkyl group, a phenyl group or an N-containing heterocyclic group; Or an N-containing heterocyclic group unsubstituted or substituted with an alkyl group, a phenyl group or an N-containing heterocyclic group.
  • the N-containing heterocyclic group may be a monocyclic structure having 1 to 5 nitrogen atoms, preferably 1 to 3 nitrogen atoms, such as a pyridine group, a pyrimidine group, a pyridazine group, a pyrazine group or a triazine group.
  • the alkyl group may be a C 1 to C 6 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl and the like.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group or a phenyl group; Fluorenyl unsubstituted or substituted with an alkyl group or a phenyl group; Or an N-containing monocyclic heterocyclic group unsubstituted or substituted with an alkyl group or a phenyl group.
  • the N-containing monocyclic heterocyclic group may be a pyridine group, pyrimidine group, pyridazine group, pyrazine group or triazine group.
  • the alkyl group may be a C 1 to C 6 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl and the like.
  • Formula 1 may be represented by the following formula (4).
  • Z 1 to Z 5 are the same as or different from each other, and each independently CR 5 or N, wherein R 5 is as defined in R 1 to R 4 , and Z 1 to Z 5 are R 5 when at least two of CR 5 are 5 is the same as or different from each other,
  • Y 11 to Y 15 and Y 21 to Y 25 are the same as or different from each other, and are each independently CR 6 or N, wherein R 6 is as defined in R 1 to R 4 , and Y 11 to Y 15 and Y 21 to When at least two of Y 25 are CR 6 , R 6 is the same as or different from each other, provided that one of Y 11 to Y 15 and one of Y 21 to Y 25 are carbon atoms bonded to adjacent carbazole groups,
  • X 11 to X 15 and X 21 to X 25 are the same as or different from each other, and are each independently CR 7 or N, wherein R 7 is as defined in R 1 to R 4 , and X 11 to X 15 and X 21 to when X 25 is at least two are of the CR 7 R 7 are the same as or different from each other, and
  • R One To R 4 In Formula 1 is hydrogen.
  • the compound of Formula 1 may be represented by the following structural formula.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be prepared based on the preparation examples described below. According to one embodiment, it may be prepared in the same manner as in Scheme 1 or 2.
  • organic light emitting device including the compound represented by Formula 1.
  • the first electrode A second electrode provided to face the first electrode; And one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein one or more layers of the organic material layers include the compound of Formula 1.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present specification may be formed of a single layer structure, but may be formed of a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer and the like as an organic material layer.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto and may include a smaller number of organic layers.
  • the organic material layer includes a hole injection layer or a hole transport layer, the hole injection layer or a hole transport layer comprises a compound of the formula (1).
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes the compound of Formula 1.
  • the compound of Formula 1 may be included as a host of the phosphorescent light emitting layer.
  • the phosphorescent layer may further include a phosphorescent material.
  • the phosphorescent material contains a metal complex, and the metal complex preferably has a metal atom and a ligand selected from Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re, and Ru.
  • the organic material layer includes an electron transport layer or an electron injection layer, and the electron transport layer or the electron injection layer includes the compound of Formula 1.
  • the electron transport layer, the electron injection layer or the layer at the same time the electron transport and electron injection comprises a compound of the formula (1).
  • the organic material layer includes a light emitting layer and an electron transport layer
  • the electron transport layer includes the compound of Formula 1.
  • the organic material layer further includes a hole injection layer or a hole transport layer including a compound including an arylamino group, a carbazole group or a benzocarbazole group, in addition to the organic material layer including the compound of Formula 1.
  • the organic material layer including the compound of Formula 1 includes the compound of Formula 1 as a host, and includes another organic compound, a metal, or a metal compound as a dopant.
  • the organic light emitting diode may be an organic light emitting diode having a structure in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • the organic light emitting diode may be an organic light emitting diode having an inverted type in which a cathode, one or more organic material layers, and an anode are sequentially stacked on a substrate.
  • FIGS. 1 and 2 For example, the structure of an organic light emitting diode according to one embodiment of the present specification is illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows an example of an organic light emitting element composed of a substrate 1, an anode 2, a light emitting layer 3, and a cathode 4. As shown in FIG. In such a structure, the compound may be included in the light emitting layer.
  • FIG. 2 shows an example of an organic light emitting element consisting of a substrate 1, an anode 2, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 7, an electron transport layer 8 and a cathode 4 It is.
  • the compound may be included in one or more layers of the hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer and electron transport layer.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the compound of the present specification, that is, the compound of Formula 1.
  • the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the compound represented by Chemical Formula 1, that is, the compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate.
  • a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation
  • a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof is deposited on the substrate to form an anode.
  • an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer thereon, and then depositing a material that can be used as a cathode thereon.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • the compound of Formula 1 may be formed of an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method in the manufacture of the organic light emitting device.
  • the solution coating method means spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, screen printing, spray method, roll coating, etc., but is not limited thereto.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing an organic material layer and an anode material on a substrate (International Patent Application Publication No. 2003/012890).
  • the manufacturing method is not limited thereto.
  • the first electrode is an anode
  • the second electrode is a cathode
  • the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode.
  • the anode material a material having a large work function is usually preferred to facilitate hole injection into the organic material layer.
  • the positive electrode material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SNO 2 : Combination of metals and oxides such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • the cathode material is a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead or alloys thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole injection material is a layer for injecting holes from an electrode, and the hole injection material has a capability of transporting holes, and thus has a hole injection effect at an anode, an excellent hole injection effect for a light emitting layer or a light emitting material, and is generated in a light emitting layer.
  • the compound which prevents the movement of the excited excitons to the electron injection layer or the electron injection material, and is excellent in thin film formation ability is preferable.
  • the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is between the work function of the positive electrode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • hole injection material examples include metal porphyrin, oligothiophene, arylamine-based organic material, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic material, quinacridone-based organic material, and perylene-based Organic materials, anthraquinone, and polyaniline and polythiophene-based conductive polymers, but are not limited thereto.
  • the hole transport layer is a layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the light emitting layer.
  • the hole transport material is a material capable of transporting holes from the anode or the hole injection layer to the light emitting layer.
  • the material is suitable. Specific examples thereof include an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together, but are not limited thereto.
  • the light emitting material is a material capable of emitting light in the visible region by transporting and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and a material having good quantum efficiency with respect to fluorescence or phosphorescence is preferable.
  • Specific examples thereof include 8-hydroxyquinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole series compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compound; Benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series compounds; Poly (p-phenylenevinylene) (PPV) -based polymers; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene and the like, but are not limited thereto.
  • the light emitting layer may include a host material and a dopant material.
  • the host material is a condensed aromatic ring derivative or a heterocyclic containing compound.
  • the condensed aromatic ring derivatives include anthracene derivatives, pyrene derivatives, naphthalene derivatives, pentacene derivatives, phenanthrene compounds, and fluoranthene compounds
  • the heterocyclic containing compounds include carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives and ladder types. Furan compounds, pyrimidine derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Dopant materials include aromatic amine derivatives, styrylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, metal complexes, and the like.
  • the aromatic amine derivatives include condensed aromatic ring derivatives having a substituted or unsubstituted arylamino group, and include pyrene, anthracene, chrysene, and periplanthene having an arylamino group, and a styrylamine compound may be substituted or unsubstituted.
  • At least one arylvinyl group is substituted with the substituted arylamine, and one or two or more substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • the metal complex includes, but is not limited to, an iridium complex, a platinum complex, and the like.
  • the electron transporting material is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports electrons to the light emitting layer.
  • the electron transporting material is a material that can inject electrons well from the cathode and move them to the light emitting layer. This is suitable. Specific examples thereof include Al complexes of 8-hydroxyquinoline; Complexes including Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer can be used with any desired cathode material as used in accordance with the prior art.
  • suitable cathode materials are conventional materials having a low work function followed by an aluminum or silver layer. Specifically cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, followed by aluminum layers or silver layers in each case.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from an electrode, has an ability of transporting electrons, has an electron injection effect from a cathode, an electron injection effect with respect to a light emitting layer or a light emitting material, and hole injection of excitons generated in the light emitting layer.
  • the compound which prevents the movement to a layer and is excellent in thin film formation ability is preferable.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone and the like and derivatives thereof, metal Complex compounds, nitrogen-containing five-membered ring derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Examples of the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10-hydroxybenzo [h] Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) ( o-cresolato) gallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (1-naphtolato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtolato) gallium, It is not limited to this.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type according to a material used.
  • the compound of Formula 1 may be included in an organic solar cell or an organic transistor in addition to the organic light emitting device.
  • 2-bromocarbazole (10.0 g, 40.6 mmol), 2,4-diphenyl-6- (3- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2 -Yl) phenyl) -1,3,5-triazine (2,4-diphenyl-6- (3- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) phenyl ) -1,3,5-triazine) (18.1 g, 41.5 mmol), and potassium carbonate (17.0 g, 123 mmol) were suspended in a mixture of tetrahydrofuran (100 mL) and water (50 mL).
  • 3 to 16 show synthetic confirmation data of the main compounds.
  • the glass substrate coated with ITO (indium tin oxide) at a thickness of 1,500 kPa was placed in distilled water in which detergent was dissolved and ultrasonically cleaned.
  • ITO indium tin oxide
  • Fischer Co. was used as a detergent
  • distilled water was filtered secondly as a filter of Millipore Co. as a distilled water.
  • ultrasonic washing was performed twice with distilled water for 10 minutes.
  • ultrasonic washing with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, methanol dried and transported to a plasma cleaner.
  • the substrate was cleaned for 5 minutes using an oxygen plasma, and then the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • hexanitrile hexaazatriphenylene (HAT) of the following formula was thermally vacuum deposited to a thickness of 500 kPa on the prepared ITO transparent electrode to form a hole injection layer.
  • NPB N, N-Bis- (1-naphthalenyl) -N, N-bis-phenyl- (1, 1-biphenyl) -4, 4-diamine
  • NPB N, N-Bis- (1-naphthalenyl) -N, N-bis-phenyl- (1, 1-biphenyl) -4, 4-diamine
  • the compound of Formula 1-1 prepared in Preparation Example 41 was vacuum-deposited with Ir (ppy) 3 dopant at a concentration of 10% on the hole transport layer to form a light emitting layer.
  • the following electron transport material was vacuum deposited to a thickness of 200 ⁇ on the emission layer to form an electron injection and transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) and aluminum were deposited to a thickness of 2,000 kPa in order to form a cathode.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 ⁇ 0.7 ⁇ / sec
  • the lithium fluoride of the cathode was maintained at a deposition rate of 0.3 ⁇ / sec
  • aluminum is 2 ⁇ / sec
  • the vacuum degree during deposition is 2 ⁇ 10 ⁇ 7 to 5 ⁇ 10 ⁇ 8 torr was maintained.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of formula 1-2 instead of the compound of formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of Formula 1-4 instead of the compound of Formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of Formula 1-40 instead of the compound of Formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of Formula 1-62 instead of the compound of Formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of Formula 1-74 instead of the compound of Formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of Formula 1-109 instead of the compound of Formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of Formula 1-142 instead of the compound of Formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of Formula 1-152 instead of the compound of Formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of formula 1-200 instead of the compound of formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of formula 1-211 instead of the compound of formula 1-1.
  • Experiment 1 was the same except for using the compound of formula 1-219 instead of the compound of formula 1-1.
  • Experimental Example 1 was the same except for using the compound of formula 1-231 instead of the compound of formula 1-1.
  • Table 1 shows the device results of using the compounds in Experimental Examples 1 to 16 and Comparative Example 1 as light emitting layers.

Landscapes

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Abstract

본 명세서는 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 명세서는 2013년 7월 29일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2013-0089869호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 헤테로 고리 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 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서에는 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2014006184-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 단환 헤테로고리기이며;
L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이며;
X1은 N 또는 CR11이고, X2는 N 또는 CR12이며, X3는 N 또는 CR13이고,
A는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 단환 6원 헤테로고리기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이되, 카바졸기를 포함하지 않고,
R1 내지 R4 및 R11 내지 R13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이고,
a 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이고, b 및 d는 각각 0 내지 3의 정수이며, a가 2 이상인 경우 R1은 서로 같거나 상이하고, b가 2 이상인 경우 R2는 서로 같거나 상이하며, c가 2 이상인 경우 R3는 서로 같거나 상이하고, d가 2 이상인 경우 R4는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 일부의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 명세서에 기재된 화합물은 인광 발광층의 호스트 또는 발광층에 인접한 전자 수송 물질로 사용되는 경우 고효율 및/또는 장수명의 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 16은 주요 화합물의 합성 확인 자료를 나타낸다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서에 있어서,
Figure PCTKR2014006184-appb-I000002
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 티올기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 실릴기; 아릴알케닐기; 아릴기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 카바졸기; 아릴기; 플루오레닐기; 아릴알킬기; 아릴알케닐기; 및 이종 원소로 O, N 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2이상의 치환기가 연결된 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에서 카르보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000003
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000004
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000005
본 명세서에 있어서, 아미드기는 아미드기의 질소가 수소, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 1 또는 2 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000006
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있으며, 탄소수 1 내지 25의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환되는 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서 내에서의 아릴기는 방향족고리를 의미할 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 스틸베닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 24인 것이 바람직하다. 구체적으로 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 PCTKR2014006184-appb-I000007
,
Figure PCTKR2014006184-appb-I000008
,
Figure PCTKR2014006184-appb-I000009
및
Figure PCTKR2014006184-appb-I000010
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 헤테로 고리기는 이종 원소로 O, N 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로 고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기 및 아릴술폭시기중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시, p-토릴옥시, m-토릴옥시, 3,5-디메틸-페녹시, 2,4,6-트리메틸페녹시, p-tert-부틸페녹시, 3-비페닐옥시, 4-비페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시, 4-메틸-1-나프틸옥시, 5-메틸-2-나프틸옥시, 1-안트릴옥시, 2-안트릴옥시, 9-안트릴옥시, 1-페난트릴옥시, 3-페난트릴옥시, 9-페난트릴옥시 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2－메틸페닐티옥시기, 4－tert－부틸페닐티옥시기 등이 있으며, 아릴술폭시기로는 벤젠술폭시기, p－톨루엔술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert－부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메틸술폭시기, 에틸술폭시기, 프로필술폭시기, 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 2가 헤테로고리기는 헤테로고리기에 결합위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 A는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 단환 6원 헤테로고리기이다. A 위치에 다환의 고리가 위치하는 경우에는 합성이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 분자량이 너무 커져서 증착온도가 너무 높고, 이 경우 공정성이 좋지 않다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 A는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 N을 포함하는 치환 또는 비치환된 단환 6원 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2014006184-appb-I000011
상기 화학식 2에 있어서,
Z1 내지 Z5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR5 또는 N이며, 여기서 R5는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Z1 내지 Z5 중 적어도 2개가 CR5인 경우 R5는 서로 같거나 상이하며, 나머지 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 A는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환되고 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 단환 6원 헤테로고리기이다. A에 단환 고리가 위치하는 경우에는 삼중항 에너지가 높아 황녹색, 녹색, 청색 인광 호스트로 적합하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 A는 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 6원 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 6원 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 6원 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 N 함유 단환 6원 헤테로고리기이다. 여기서, N 함유 단환 6원 헤테로고리기는 질소 원자를 1 내지 5개, 바람직하게는 1 내지 3개를 갖는 단환 구조, 예컨대 피리딘기, 피리미딘기, 피리다진기, 피라진기 또는 트리아진기일 수 있다. 상기 알킬기는 C1~C6 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 A는 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 단환 헤테로고리기이다. L1 위치에 다환의 고리가 위치하는 경우에는 합성이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 분자량이 너무 커져서 증착온도가 너무 높고, 이 경우 공정성이 좋지 않다. L1에 단환 고리가 위치하는 경우에는 삼중항 에너지가 높아 황녹색, 녹색, 청색 인광 호스트로 적합하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 N을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 단환 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1은 할로겐기, 니트릴기, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 할로겐기, 니트릴기, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 2가의 단환 N 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1은 할로겐기, 니트릴기, 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 할로겐기, 니트릴기, 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 2가의 N 함유 단환 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1은 할로겐기, 니트릴기, 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 할로겐기, 니트릴기, 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 2가의 N 함유 단환 헤테로고리기이다. 여기서, N 함유 단환 헤테로고리기는 질소 원자를 1 내지 5개, 바람직하게는 1 내지 3개를 갖는 단환 구조, 예컨대 피리딘기, 피리미딘기, 피리다진기, 피라진기 또는 트리아진기일 수 있다. 상기 알킬기는 C1~C6 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1은 카바졸 구조를 포함하지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L2는 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L2는 치환 또는 비치환된 단환 아릴렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 단환 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L2는 치환 또는 비치환된 단환 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 단환 N 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2014006184-appb-I000012
상기 화학식 3에 있어서,
Z1 내지 Z5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR5 또는 N이며, 여기서 R5는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Z1 내지 Z5는 중 적어도 2개가 CR5인 경우 R5는 서로 같거나 상이하며,
Y11 내지 Y15 및 Y21 내지 Y25는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR6 또는 N이며, 여기서 R6는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Y11 내지 Y15 및 Y21 내지 Y25 중 적어도 2개가 CR6인 경우 R6는 서로 같거나 상이하며, 단, Y11 내지 Y15 중 하나와 Y21 내지 Y25 중 하나는 인접하는 카바졸기에 결합하는 탄소원자이고,
나머지 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기, 니트릴기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 할로겐기, 니트릴기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 단환 N 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 불소기, 니트릴기, 알킬기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 불소기, 니트릴기, 알킬기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 단환 N 함유 헤테로고리기이다. 여기서, N 함유 헤테로고리기는 질소 원자를 1 내지 5개, 바람직하게는 1 내지 3개를 갖는 단환 구조, 예컨대 피리딘기, 피리미딘기, 피리다진기, 피라진기 또는 트리아진기일 수 있다. 상기 알킬기는 C1~C6 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 불소기, 니트릴기, 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1에 있어서, L1 및 L2는 각각 하기와 같이 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000013
R6는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이고,
f는 0 내지 4의 정수이며, f가 2이상인 경우, R6는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 따르면, 상기 구조식들에서 R6는 할로겐기, 니트릴기, 알킬기 또는 아릴기이다.
상기 화학식 1 내지 3에 있어서, 구조식
Figure PCTKR2014006184-appb-I000014
는 하기 구조식 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000015
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다. 단, Ar1 및 Ar2는 카바졸 구조를 포함하지 않는다. Ar1 또는 Ar2 위치에 카바졸이 위치하는 경우에는 합성이 용이하지 않다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 알킬기, 아릴기 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환되고 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다. 여기서, N 함유 헤테로고리기는 질소 원자를 1 내지 5개, 바람직하게는 1 내지 3개를 갖는 단환 구조, 예컨대 피리딘기, 피리미딘기, 피리다진기, 피라진기 또는 트리아진기일 수 있다. 상기 알킬기는 C1~C6 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐; 또는 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 N 함유 헤테로고리기이다. 여기서, N 함유 헤테로고리기는 질소 원자를 1 내지 5개, 바람직하게는 1 내지 3개를 갖는 단환 구조, 예컨대 피리딘기, 피리미딘기, 피리다진기, 피라진기 또는 트리아진기일 수 있다. 상기 알킬기는 C1~C6 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐; 또는 알킬기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 N 함유 단환 헤테로고리기이다. 여기서, N 함유 단환 헤테로고리기는 피리딘기, 피리미딘기, 피리다진기, 피라진기 또는 트리아진기일 수 있다. 상기 알킬기는 C1~C6 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1이 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2014006184-appb-I000016
상기 화학식 4에 있어서,
Z1 내지 Z5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR5 또는 N이며, 여기서 R5는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Z1 내지 Z5는 중 적어도 2개가 CR5인 경우 R5는 서로 같거나 상이하며,
Y11 내지 Y15 및 Y21 내지 Y25는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR6 또는 N이며, 여기서 R6는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Y11 내지 Y15 및 Y21 내지 Y25 중 적어도 2개가 CR6인 경우 R6는 서로 같거나 상이하며, 단, Y11 내지 Y15 중 하나와 Y21 내지 Y25 중 하나는 인접하는 카바졸기에 결합하는 탄소원자이고,
X11 내지 X15 및 X21 내지 X25는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR7 또는 N이며, 여기서 R7은 R1 내지 R4의 정의와 같고, X11 내지 X15 및 X21 내지 X25는 중 적어도 2개가 CR7인 경우 R7은 서로 같거나 상이하며,
나머지 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 R1 내지 R4가 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000017
Figure PCTKR2014006184-appb-I000018
Figure PCTKR2014006184-appb-I000019
Figure PCTKR2014006184-appb-I000020
Figure PCTKR2014006184-appb-I000021
Figure PCTKR2014006184-appb-I000022
Figure PCTKR2014006184-appb-I000023
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Figure PCTKR2014006184-appb-I000026
Figure PCTKR2014006184-appb-I000027
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Figure PCTKR2014006184-appb-I000029
Figure PCTKR2014006184-appb-I000030
Figure PCTKR2014006184-appb-I000031
Figure PCTKR2014006184-appb-I000032
Figure PCTKR2014006184-appb-I000033
Figure PCTKR2014006184-appb-I000034
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 하기 반응식 1 혹은 반응식 2와 같은 방식으로 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2014006184-appb-I000035
[반응식 2]
Figure PCTKR2014006184-appb-I000036
상기 반응식 1에 있어서, 치환기들의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같고, X4 및 X5는 할로겐 원자(Br 또는 Cl)이다.
또한, 본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 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 1 층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다. 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물은 인광 발광층의 호스트로서 포함될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 상기 인광 발광층은 인광 재료를 더 포함할 수 있다. 상기 인광 재료는 금속 착물을 함유하고, 상기 금속 착물은 Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re, 및 Ru에서 선택되는 금속 원자와 배위자를 갖는 것이 바람직하다.
바람직한 금속 착물의 구체예를 이하에 나타낸다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000037
Figure PCTKR2014006184-appb-I000038
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸기 또는 벤조카바졸기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SNO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 물질로는 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 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 전자 수송 물질로는 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
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 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 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 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
<제조예 1> 화학식 P1의 제조
Figure PCTKR2014006184-appb-I000039
2-브로모카르바졸(10.0g, 40.6 mmol), 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진(2,4-diphenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine) (18.1 g, 41.5mmol), 및 탄산 칼륨(17.0g, 123mmol)을 테트라히드로퓨란(100mL) 및 물(50mL)의 혼합물 내 현탁시켰다. 질소 충전 후, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.9g, 0.7mmol)을 상기 현탁액에 가하였다. 질소 하에서, 혼합물을 환류에서 약 12시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각 후 생성된 고체를 여과하였다. 엷은 노란색의 고체를 클로로포름에 침전시켜 교반 후 여과하여 건조하여 흰색의 고체 P1(17.8g, 92%)을 얻었다.
제조예 1의 화합물 P1의 제조 방법에 따라 화합물 P2~P40를 제조하였다. 그 구조와 형상, 수득률, MS를 아래 표에 정리하였다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000040
Figure PCTKR2014006184-appb-I000041
Figure PCTKR2014006184-appb-I000042
Figure PCTKR2014006184-appb-I000043
Figure PCTKR2014006184-appb-I000044
Figure PCTKR2014006184-appb-I000045
Figure PCTKR2014006184-appb-I000046
<제조예 41> 화학식 1-1의 제조
Figure PCTKR2014006184-appb-I000047
화합물 P1(8.2g, 17.2mmol)와 3-(3-클로로페닐)-9-페닐-9H-카르바졸 (6.0g, 16.9mmol), 비스(트리 터셔리-부틸포스핀)팔라듐(0.1g, 0.2mmol), 나트륨 터셔리-부톡사이드(2.8g, 29.1mmol)를 섞고 질소하에서 자일렌(50ml)에서 6시간 동안 교반하면서 환류시켰다. 상온으로 온도를 낮춘 후 생성된 고체를 여과하였다. 엷은 노란색의 고체를 클로로포름으로 녹이고 황산마그네슘과 산성백토를 넣고 교반한 후 여과하여 감압 증류하였다. 클로로포름과 에틸아세테이트를 이용하여 재결정하여 흰색의 고체 화합물인 화학식 1-1(8.8g, 64%)을 얻었다.
제조예 41의 화학식 1-1의 제조 방법에 따라 화합물 화학식 1-2 내지 1-231를 제조하였다. 그 구조와 형상, 수득률, MS를 아래 표에 정리하였다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000048
Figure PCTKR2014006184-appb-I000049
Figure PCTKR2014006184-appb-I000050
Figure PCTKR2014006184-appb-I000051
Figure PCTKR2014006184-appb-I000052
Figure PCTKR2014006184-appb-I000053
Figure PCTKR2014006184-appb-I000054
Figure PCTKR2014006184-appb-I000055
Figure PCTKR2014006184-appb-I000056
Figure PCTKR2014006184-appb-I000057
Figure PCTKR2014006184-appb-I000058
도 3 내지 도 16은 주요 화합물의 합성 확인 자료를 나타낸다.
<실험예 1>
ITO(indium tin oxide)가 1,500 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 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 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexanitrile hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
[HAT]
Figure PCTKR2014006184-appb-I000059
상기 정공 주입층 위에 하기 구조의 NPB(N, N-Bis-(1-naphthalenyl)-N, N-bis-phenyl-(1, 1-biphenyl)-4, 4-diamine) 화합물을 400Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000060
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 300Å으로 위에 제조예 41에서 제조된 화학식 1-1의 화합물을 Ir(ppy)3 도펀트와 10% 농도로 진공증착 하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 아래와 같은 전자 수송 물질을 200Å의 두께로 진공 증착하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
[전자 수송 물질]
Figure PCTKR2014006184-appb-I000061
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10-7 ~ 5 × 10-8 torr를 유지하였다.
<실험예 2>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-2의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 3>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-4의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 4>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-23의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 5>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-29의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 6>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-40의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 7>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-62의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 8>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-74의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 9>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-98의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 10>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-109의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 11>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-142의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 12>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-152의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 13>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-200의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 14>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-211의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 15>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-219의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<실험예 16>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 화학식 1-231의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
<비교예 1>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신 하기의 H1을 사용한 것 이외에는 동일하게 실험하였다.
Figure PCTKR2014006184-appb-I000062
상기 실험예 1 ~ 16 및 비교예 1에서 각각의 화합물을 발광층으로 사용하여 제작한 소자결과를 표 1에 나타내었다.
표 1
No. Host 도펀트(Dopant) 도핑농도(%) 구동전압(V)@5,000 cd/m2 발광효율(Cd/A)
비교예 1 H1 Ir(ppy)3 10 5.2 36
실험예 1 화학식 1-1 Ir(ppy)3 10 4.7 40
실험예 2 화학식 1-2 Ir(ppy)3 10 4.9 45
실험예 3 화학식 1-4 Ir(ppy)3 10 4.5 44
실험예 4 화학식 1-23 Ir(ppy)3 10 4.4 43
실험예 5 화학식 1-29 Ir(ppy)3 10 4.7 42
실험예 6 화학식 1-40 Ir(ppy)3 10 4.2 48
실험예 7 화학식 1-62 Ir(ppy)3 10 4.3 44
실험예 8 화학식 1-74 Ir(ppy)3 10 4.6 47
실험예 9 화학식 1-98 Ir(ppy)3 10 4.8 46
실험예 10 화학식 1-109 Ir(ppy)3 10 4.7 47
실험예 11 화학식 1-142 Ir(ppy)3 10 4.7 41
실험예 12 화학식 1-152 Ir(ppy)3 10 4.9 47
실험예 13 화학식 1-200 Ir(ppy)3 10 4.4 40
실험예 14 화학식 1-211 Ir(ppy)3 10 4.7 47
실험예 15 화학식 1-219 Ir(ppy)3 10 4.1 49
실험예 16 화학식 1-231 Ir(ppy)3 10 4.2 48
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이 실험예 1 내지 16은 본 명세서의 화합물이 녹색 발광층의 호스트로 이용될 수 있고, 비교예 1 보다 저전압 특성과 향상된 효율을 나타낼 수 있다는 것을 나타내었다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자수송층

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000063
    상기 화학식 1에 있어서,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 단환 헤테로고리기이며;
    L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이며;
    X1은 N 또는 CR11이고, X2는 N 또는 CR12이며, X3는 N 또는 CR13이고,
    A는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 단환 6원 헤테로고리기이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이되, 카바졸기를 포함하지 않고,
    R1 내지 R4 및 R11 내지 R13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이고,
    a 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이고, b 및 d는 각각 0 내지 3의 정수이며, a가 2 이상인 경우 R1은 서로 같거나 상이하고, b가 2 이상인 경우 R2는 서로 같거나 상이하며, c가 2 이상인 경우 R3는 서로 같거나 상이하고, d가 2 이상인 경우 R4는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000064
    상기 화학식 2에 있어서,
    Z1 내지 Z5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR5 또는 N이며, 여기서 R5는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Z1 내지 Z5 중 적어도 2개가 CR5인 경우 R5는 서로 같거나 상이하며, 나머지 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, A는 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 6원 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 6원 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 알킬기, 페닐기로 또는 N 함유 단환 6원 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 N 함유 단환 헤테로고리기인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 단환 헤테로고리기인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, L2는 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000065
    상기 화학식 3에 있어서,
    Z1 내지 Z5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR5 또는 N이며, 여기서 R5는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Z1 내지 Z5는 중 적어도 2개가 CR5인 경우 R5는 서로 같거나 상이하며,
    Y11 내지 Y15 및 Y21 내지 Y25는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR6 또는 N이며, 여기서 R6는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Y11 내지 Y15 및 Y21 내지 Y25 중 적어도 2개가 CR6인 경우 R6는 서로 같거나 상이하며, 단, Y11 내지 Y15 중 하나와 Y21 내지 Y25 중 하나는 인접하는 카바졸기에 결합하는 탄소원자이고,
    나머지 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1의 L1은 할로겐기, 니트릴기, 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐렌; 또는 할로겐기, 니트릴기, 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 단환 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 2가의 N 함유 단환 헤테로고리기이고,
    L2는 할로겐기, 니트릴기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 할로겐기, 니트릴기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 단환 N 함유 헤테로고리기인 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조식으로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000066
    R6는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이고,
    f는 0 내지 4의 정수이며, f가 2이상인 경우, R6는 서로 같거나 상이하다.
  9. 청구항 1에 있어서, 구조식
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000067
    는 하기 구조식들에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000068
  10. 청구항 1에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기, 페닐기로 또는 N 함유 헤테로고리기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐; 또는 알킬기, 페닐기 또는 N 함유 헤테로고리기기로 치환 또는 비치환된 N 함유 헤테로고리기인 것인 화합물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 4로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000069
    상기 화학식 4에 있어서,
    Z1 내지 Z5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR5 또는 N이며, 여기서 R5는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Z1 내지 Z5는 중 적어도 2개가 CR5인 경우 R5는 서로 같거나 상이하며,
    Y11 내지 Y15 및 Y21 내지 Y25는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR6 또는 N이며, 여기서 R6는 R1 내지 R4의 정의와 같고, Y11 내지 Y15 및 Y21 내지 Y25 중 적어도 2개가 CR6인 경우 R6는 서로 같거나 상이하며, 단, Y11 내지 Y15 중 하나와 Y21 내지 Y25 중 하나는 인접하는 카바졸기에 결합하는 탄소원자이고,
    X11 내지 X15 및 X21 내지 X25는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR7 또는 N이며, 여기서 R7은 R1 내지 R4의 정의와 같고, X11 내지 X15 및 X21 내지 X25는 중 적어도 2개가 CR7인 경우 R7은 서로 같거나 상이하며,
    나머지 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 표의 화학식들로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000070
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000071
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000072
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000073
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000074
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000075
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000076
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000077
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000078
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000079
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000080
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000081
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000082
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000083
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000084
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000085
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000086
    Figure PCTKR2014006184-appb-I000087
  13. 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 청구항 1 내지 12 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 발광층은 인광 발광층인 것인 유기 발광 소자.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 발광층은 인광 재료를 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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