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WO2019054833A1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2019054833A1
WO2019054833A1 PCT/KR2018/010936 KR2018010936W WO2019054833A1 WO 2019054833 A1 WO2019054833 A1 WO 2019054833A1 KR 2018010936 W KR2018010936 W KR 2018010936W WO 2019054833 A1 WO2019054833 A1 WO 2019054833A1
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WO
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group
substituted
unsubstituted
formula
light emitting
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Ceased
Application number
PCT/KR2018/010936
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English (en)
French (fr)
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박건유
노영석
양승규
차주현
김동준
최대혁
이주동
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.)
LT Materials Co Ltd
Original Assignee
Heesung Material Ltd
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Publication date
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Priority to EP18856665.7A priority patent/EP3683217A4/en
Priority to US16/647,422 priority patent/US11515484B2/en
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    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition

Definitions

  • the present invention relates to heterocyclic compounds and organic light emitting devices comprising the same.
  • An electroluminescent device is one type of self-luminous display device, and has advantages of wide viewing angle, excellent contrast, and high response speed.
  • the organic light emitting device has a structure in which an organic thin film is disposed between two electrodes. When a voltage is applied to the organic light emitting device having such a structure, electrons and holes injected from the two electrodes couple to each other in the organic thin film and form a pair, which then extinguishes and emits light.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or a multilayer, if necessary.
  • the material of the organic thin film may have a light emitting function as needed.
  • a compound capable of forming a light emitting layer by itself may be used, or a compound capable of serving as a host or a dopant of a host-dopant light emitting layer may be used.
  • a compound capable of performing a role such as hole injection, hole transport, electron blocking, hole blocking, electron transport, electron injection, etc. may be used.
  • the present invention relates to a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • X is O or S
  • Y is a hole-transporting group or a substituted or unsubstituted aryl group
  • Z is an electron transporting group
  • L1 and L2 are the same or different from each other and are each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group; P and q are each an integer of 0 to 3, and when p is 2 or more, L1 is the same or different, and when q is 2 or more, L2 is the same or different from each other,
  • Ra and Rb are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted alkynyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; A substituted or unsubstituted phosphine oxide group; And a substituted or unsubstituted amine group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring, and a and b each represent an integer of 1 to 3 Ra is equal to or
  • a plasma display panel comprising: a first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic compound layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic compound layers comprises a heterocyclic compound represented by Formula 1, Lt; / RTI >
  • the compound described in this specification can be used as an organic layer material of an organic light emitting device.
  • the compound can act as a hole injecting material, a hole transporting material, a light emitting material, an electron transporting material, an electron injecting material, and the like in an organic light emitting device.
  • the compound can be used as a light emitting layer material of an organic light emitting device.
  • the compound may be used alone as a light emitting material or as a host material of a light emitting layer.
  • the compound of the formula (1) is a compound wherein the electron-transporting group is substituted at the 3-carbon position of the dibenzofurane or dibenzothiophene structure and the hole-transporting group is substituted for the benzene in which the electron-transporting group is not substituted in the structure of the dibenzofuran or dibenzothiophene And thus has a structure of more electronic stability, thereby improving the lifetime of the device.
  • FIGS. 1 to 3 schematically show a stacked structure of organic light emitting devices according to one embodiment of the present application.
  • substituted means that the hydrogen atom bonded to the carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as the substituent is a substitutable position, , Two or more substituents may be the same as or different from each other.
  • the halogen may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group includes a straight chain or a branched chain having 1 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group may be 1 to 60, specifically 1 to 40, more specifically 1 to 20.
  • n-pentyl group a tert-butyl group, a tert-butyl group, a 3-methylbutyl group, a 3-methylbutyl group, a 2-ethylbutyl group, a heptyl group, Ethylhexyl group, 2-propylpentyl group, n-nonyl group, 2,2-dimethylheptyl group, 1-ethyl-propyl group, 1,1-dimethyl-propyl group , Isohexyl group, 2-methylpentyl group, 4-methylhexyl group, 5-methylhexyl group and the
  • the alkenyl group includes a straight chain or a branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the carbon number of the alkenyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically, 2 to 20.
  • Specific examples include a vinyl group, a 1-propenyl group, an isopropenyl group, a 1-butenyl group, a 2-butenyl group, a 3-butenyl group, a 1-pentenyl group, a 2-pentenyl group, a 3-pentenyl group, 2-phenylvinyl-1-yl group, 2,2-diphenylvinyl-1-yl group, 2-phenyl-2-yl group, But are not limited to, - (naphthyl-1-yl) vinyl-1-yl group, 2,2-bis (diphenyl-1-yl) vinyl-1-yl group, stilbenyl group, styrenyl group and the like.
  • the alkynyl group includes a straight chain or a branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the carbon number of the alkynyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically, 2 to 20.
  • the alkoxy group may be linear, branched or cyclic.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 carbon atoms. Specific examples include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, isopentyloxy, n Butyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, benzyloxy, p-methylbenzyloxy and the like. But is not limited thereto.
  • the cycloalkyl group includes monocyclic or polycyclic rings having 3 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • polycyclic means a group in which a cycloalkyl group is directly connected to another ring group or condensed therewith.
  • the other ring group may be a cycloalkyl group, but may be another ring group such as a heterocycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group and the like.
  • the number of carbon atoms of the cycloalkyl group may be 3 to 60, specifically 3 to 40, more particularly 5 to 20.
  • cyclopropyl group examples include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a 3-methylcyclopentyl group, a 2,3-dimethylcyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 3-methylcyclohexyl group, , 3-dimethylcyclohexyl group, 3,4,5-trimethylcyclohexyl group, 4-tert-butylcyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group and the like, but are not limited thereto.
  • the heterocycloalkyl group includes O, S, Se, N or Si as a heteroatom and includes monocyclic or polycyclic rings having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic ring means a group in which the heterocycloalkyl group is directly connected to another ring group or condensed.
  • the other ring group may be a heterocycloalkyl group, but may be another ring group such as a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group and the like.
  • the number of carbon atoms of the heterocycloalkyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically 3 to 20.
  • the aryl group includes monocyclic or polycyclic rings having 6 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • a polycyclic ring means a group in which an aryl group is directly connected to another ring group or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be an aryl group, but may be another kind of ring group such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, a heteroaryl group and the like.
  • the aryl group includes a spiro group.
  • the carbon number of the aryl group may be 6 to 60, specifically 6 to 40, more specifically 6 to 25.
  • aryl group examples include a phenyl group, a biphenyl group, a triphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a klychenyl group, a phenanthrenyl group, a perylenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, An acenaphthyl group, a benzofluorenyl group, a spirobifluorenyl group, a 2,3-dihydro-1H-indenyl group, a condensed ring group thereof, a thiophenecarbonyl group, , But are not limited thereto.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • the heteroaryl group includes S, O, Se, N or Si as a hetero atom and includes monocyclic or polycyclic rings having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic ring means a group in which the heteroaryl group is directly connected to another ring group or condensed therewith.
  • the other ring group may be a heteroaryl group, but may be another ring group such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group and the like.
  • the heteroaryl group may have 2 to 60 carbon atoms, specifically 2 to 40 carbon atoms, more specifically 3 to 25 carbon atoms.
  • heteroaryl group examples include a pyridyl group, a pyrrolyl group, a pyrimidyl group, a pyridazinyl group, a furanyl group, a thiophene group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, an oxazolyl group, A thiazolyl group, a thiazolyl group, a furazanyl group, an oxadiazolyl group, a thiadiazolyl group, a dithiazolyl group, a tetrazolyl group, a paranyl group, a thiopyranyl group, a diazinyl group, , A thiazinyl group, a dioxinyl group, a triazinyl group, a tetrazinyl group, a quinolyl group, an isoquinolyl group, a quinazolinyl group, an isoqui
  • the amine group is a monoalkylamine group; Monoarylamine groups; A monoheteroarylamine group; -NH 2 ; A dialkylamine group; A diarylamine group; A diheteroarylamine group; Alkylarylamine groups; Alkylheteroarylamine groups; And an arylheteroarylamine group.
  • the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • the amine group include a methylamine group, a dimethylamine group, an ethylamine group, a diethylamine group, a phenylamine group, a naphthylamine group, a biphenylamine group, a diphenylamine group, an anthracenylamine group, A phenylphenylamine group, a diphenylamine group, a methyl-anthracenylamine group, a diphenylamine group, a phenylnaphthylamine group, a ditolylamine group, a phenyltolylamine group, a triphenylamine group, a biphenylnaphthylamine group, Naphthylamine amine group, phenylnaphthylamine amine group, phenylnaphthylamine amine group, biphenyltriphenylenylamine group, and the like.
  • an arylene group means a group having two bonding positions in an aryl group, that is, a divalent group.
  • the description of the aryl group described above can be applied except that each of these is 2 groups.
  • the heteroarylene group means that the heteroaryl group has two bonding positions, i.e., divalent.
  • the description of the above-mentioned heteroaryl groups can be applied, except that they are each 2 groups.
  • the phosphine oxide group may be specifically substituted with an aryl group, and the above-mentioned examples may be applied to the aryl group.
  • the phosphine oxide group includes, but is not limited to, diphenylphosphine oxide group, dinaphthylphosphine oxide, and the like.
  • the silyl group is a substituent including Si and a direct connection as the Si atom radical
  • R is represented by -SiR 104 105 R 106, R 104 to R 106 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; An alkyl group; An alkenyl group; An alkoxy group; A cycloalkyl group; An aryl group; And a heterocyclic group.
  • silyl group examples include 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. But is not limited thereto.
  • adjacent means that the substituent is a substituent substituted on an atom directly connected to the substituted atom, a substituent stereostructically closest to the substituent, or another substituent substituted on the substituted atom .
  • two substituents substituted at the ortho position in the benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in the aliphatic ring may be interpreted as " adjacent " groups to each other.
  • an electron-transporting group means a functional group having a larger electron-transporting property than a hole-transporting property, and may be named as an N-type functional group.
  • the hole transporting group means a functional group having a larger hole transporting property than an electron transporting property, and may be named as a P-type functional group.
  • the compound represented by Formula 1 is provided.
  • the formula (1) may be represented by the following formula (2).
  • N-Het is a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heteroaryl group containing at least one N, and the remaining substituents are as defined in the above formula (1).
  • N-Het in Formula 2 is a monocyclic heteroaryl group which is substituted or unsubstituted and contains at least one N atom.
  • N-Het in the above formula (2) is a substituted or unsubstituted heteroaryl group having two or more rings containing at least one N atom.
  • N-Het in Formula 2 is a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heteroaryl group containing two or more N atoms.
  • N-Het in Formula 2 is a two or more ring heteroaryl group containing two or more N atoms.
  • N-Het in Formula 2 is a monocyclic heteroaryl group containing 3 N.
  • N-Het in Formula 2 has a carbon-carbon bond with L1.
  • N-Het in Formula 2 has a C and sp2 bond adjacent to N constituting the ring.
  • Y is a substituted or unsubstituted dibenzofurane group; A substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; A substituted or unsubstituted carbazole group; A group in which a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic ring is condensed with carbazole; A substituted or unsubstituted silyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the formula (1) may be represented by one of the following formulas (3) to (5).
  • X1 is CR11 or N
  • X2 is CR12 or N
  • X3 is CR13 or N
  • X4 is CR14 or N
  • X5 is CR15 or N
  • R11 to R15 and R17 to R22 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted alkynyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; A substituted or unsubstituted phosphine oxide group; A substituted or unsubstituted silyl group; And a substituted or unsubstituted amine group, or two or more groups adjacent to each other may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or a heterocycl
  • the formula (1) may be represented by one of the following formulas (6) to (8).
  • Xa is S, O, CRcRd or NRe
  • R31 to R34, Rc, Rd and Re are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted alkynyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; A substituted or unsubstituted phosphine oxide group; And a substituted or unsubstituted amine group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring, and c, e, and f
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted silyl group,
  • X is S and the formula (1) may be represented by one of the formulas (6) to (8).
  • X is O
  • the formula 1 is represented by one of the formulas 6 to 8
  • L2 in the formula 7 is a direct bond.
  • X is O and the formula 1 may be represented by the formula 6 or the formula 8.
  • R12, R14 and R23 to R26 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted alkynyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; A substituted or unsubstituted phosphine oxide group; And a substituted or unsubstituted amine group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring.
  • Formula 9 may be selected from the following formulas.
  • the formula (10) may be represented by the following formula (12).
  • the formula (11) may be represented by the following formula (13).
  • the formula (10) may be represented by the following formula (14).
  • R27 are the same or different from each other and represent hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted alkynyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted aryl group; A substituted or unsubstituted heteroaryl group; A substituted or unsubstituted phosphine oxide group; And a substituted or unsubstituted amine group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring, e is an integer of 0 to 7 and e is
  • the formula (1) may be represented by the following formula (15).
  • the formula (1) may be represented by one of the following formulas (16) to (18).
  • the formula (1) may be represented by the following formula (19).
  • the formula (1) may be represented by one of the following formulas (20) to (22).
  • R31 when R31 is bonded to an adjacent group to form a ring, it may be represented by the following formula (23).
  • R32 and d are as defined in formula (6), and
  • Xc is O, S, NR or CR'R "
  • Formula 23 may be selected from the following formulas.
  • R33 or R34 may form a ring by bonding to an adjacent group, may be represented by the following formula (24).
  • Xc is O, S, NR or CR'R "
  • Formula 24 may be selected from the following formulas.
  • L1 and L2 are the same or different and are each independently a direct bond; An arylene group; Or a heteroarylene group.
  • L1 and L2 are the same or different and are each independently a direct bond; A phenylene group; A naphthalene group; Biphenylene group; Or a divalent pyridine group.
  • Ra and Rb are hydrogen; Or deuterium.
  • Ra and Rb are hydrogen.
  • R 1 to R 4 and R 31 to R 34 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An aryl group substituted or unsubstituted with an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group; Or a heteroaryl group substituted or unsubstituted with an aryl group or a heteroaryl group.
  • R 1 to R 4 and R 31 to R 34 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An aryl group; A heteroaryl group; Or a heteroaryl group substituted with an aryl group.
  • R 1 to R 4 and R 31 to R 34 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A phenyl group; A dibenzofurane group; A dibenzothiophene group; Carbazole group; Or a carbazolyl group substituted with phenyl.
  • R 1 to R 4 and R 31 to R 34 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A phenyl group; A dibenzofurane group; Or a carbazolyl group substituted with phenyl.
  • R 1 to R 4 and R 31 to R 34 are the same or different and each independently hydrogen; Or a phenyl group.
  • R18 to R21 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An aryl group; Or a heteroaryl group.
  • R18 to R21 are the same or different and each independently hydrogen; Or deuterium.
  • R18 to R21 are hydrogen.
  • R17 and R22 are the same or different and are each independently selected from the group consisting of hydrogen; heavy hydrogen; An aryl group; Or a heteroaryl group.
  • R17 and R22 are the same or different and are each independently an aryl group; Or a heteroaryl group.
  • R17 and R22 are the same or different and each independently an aryl group.
  • R17 and R22 are phenyl groups.
  • R11 to R15 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R11 to R15 are the same or different and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or an aryl group substituted or unsubstituted with an alkyl group.
  • R11 to R15 are the same or different and each independently hydrogen; A phenyl group; A biphenyl group; Naphthyl group; Or a dimethylfluorenyl group.
  • R12 and R14 are the same or different and each independently represents an aryl group which is substituted or unsubstituted with at least one substituent selected from the group consisting of an alkyl group, an aryl group or a triphenylsilyl group; Or a heteroaryl group substituted or unsubstituted with an aryl group.
  • R12 and R14 are the same or different and each is a phenyl group, a phenyl group, a triphenylsilyl group, or a phenyl group substituted or unsubstituted with a triphenylene group; A phenyl group, or a biphenyl group substituted or unsubstituted with a triphenylene group; A dimethylfluorene group; A diphenylfluorene group; Triphenylene group; A dibenzofurane group; A dibenzothiophene group; Or a carbazol group substituted or unsubstituted with a phenyl group.
  • R 23 to R 26 are the same or different and are each independently selected from the group consisting of hydrogen; heavy hydrogen; An aryl group; Or a heteroaryl group.
  • R 23 to R 26 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or an aryl group.
  • R 23 to R 26 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; Or an aryl group.
  • R 23 to R 26 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; Or a phenyl group.
  • R27 is hydrogen; heavy hydrogen; An aryl group; Or a heteroaryl group.
  • R27 is selected from the group consisting of hydrogen; heavy hydrogen; Or an aryl group.
  • R27 is selected from the group consisting of hydrogen; Or an aryl group.
  • R27 is selected from the group consisting of hydrogen; Or a phenyl group.
  • Xc is O or S.
  • Xc is NR and R is an aryl group.
  • Xc is NR and R is a phenyl group.
  • Xc is CR'R ", and R 'and R " are alkyl groups.
  • Xc is CR'R ", and R 'and R " are methyl groups.
  • Rc, Rd and Re represent an alkyl group; Or an aryl group.
  • Rc, Rd and Re represent a methyl group; Or a phenyl group.
  • R35 and R36 are the same or different and are each independently selected from the group consisting of hydrogen; heavy hydrogen; An aryl group; Or a heteroaryl group.
  • R35 and R36 are the same or different and are each independently selected from the group consisting of hydrogen; heavy hydrogen; Or an aryl group.
  • R35 and R36 are the same or different and are each independently selected from the group consisting of hydrogen; Or a phenyl group.
  • R35 and R36 are the same or different and are each independently selected from the group consisting of hydrogen; Or deuterium.
  • R35 and R36 are hydrogen.
  • Ar is an aryl group substituted or unsubstituted with an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group; Or a silyl group substituted with a phenyl group.
  • Ar is a phenyl group; A biphenylyl group; Triphenylene group; A phenanthrenyl group; A fluorene group substituted or unsubstituted with a methyl group or a phenyl group; A silyl group substituted with a phenyl group; Or a spirobifluorene group.
  • the formula 1 may be represented by any one of the following compounds, but is not limited thereto.
  • the above-mentioned compound of the formula (1) can be produced based on the following production example.
  • the first electrode A second electrode facing the first electrode; And at least one organic compound layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic compound layers comprises a heterocyclic compound according to Formula 1, to provide.
  • the first electrode may be an anode
  • the second electrode may be a cathode
  • the first electrode may be a cathode
  • the second electrode may be a cathode
  • the organic light emitting device may be a blue organic light emitting device, and the heterocyclic compound of Formula 1 may be used as a material of the blue organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a green organic light emitting device, and the heterocyclic compound of Formula 1 may be used as the material of the green organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a red organic light emitting device, and the heterocyclic compound of Formula 1 may be used as the material of the red organic light emitting device.
  • the organic light emitting device can be manufactured by a conventional method and material for manufacturing an organic light emitting device, except that one or more organic compound layers are formed using the above-mentioned heterocyclic compound.
  • the heterocyclic compound may be formed into an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method in the production of an organic light emitting device.
  • the solution coating method refers to spin coating, dip coating, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, and the like, but is not limited thereto.
  • the organic material layer of the organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention may have a single layer structure, but may have a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device according to an embodiment 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 layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic layer includes a light emitting layer, the light emitting layer includes a host material, and the host material may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer containing the heterocyclic compound may include a heterocyclic compound represented by Formula 1 as a host, and may be used together with an iridium dopant.
  • the organic layer may include an electron injection layer or an electron transport layer, and the electron transport layer or the electron injection layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic layer may include an electron blocking layer or a hole blocking layer, and the electron blocking layer or the hole blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • An organic light emitting device includes a light emitting layer, a hole injecting layer, and a hole transporting layer.
  • the light emitting layer may further include a compound of Formula 25 below.
  • R, R 'and R are the same or different from each other and each independently represents hydrogen, deuterium, -CN, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted cycloalkyl group, substituted or unsubstituted aryl group, Or an unsubstituted heteroaryl group,
  • Rx and Ry are the same or different and each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • r and s are an integer of 0 to 7;
  • the exciplex phenomenon is a phenomenon in which energy of HOMO level and acceptor (n-host) LUMO level of donor (p-host) is released by two intermolecular electron exchange.
  • RISC Reverse Intersystem Crossing
  • a donor (p-host) having good hole transport ability and an acceptor (n-host) having good electron transport ability are used as a host of a light emitting layer, holes are injected into a p-host and electrons are injected into an n- Can be lowered, thereby improving the service life.
  • Rz and Rq in Formula 25 may be hydrogen.
  • Rx and Ry in Formula 25 may be the same or different and each independently a substituted or unsubstituted aryl group.
  • Rx and Ry in Formula 25 may be the same or different and each independently a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • Rx and Ry in Formula 25 may be the same or different and each independently a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group.
  • Rx and Ry in Formula 25 are the same or different and each independently represents a C1 to C40 alkyl group, a C6 to C40 aryl group, -CN and -SiRR'R Quot; or a C6 to C40 aryl group which is substituted or unsubstituted with at least one substituent selected from the group consisting of "
  • Rx and Ry in Formula 25 may be the same or different and each independently represent a phenyl group, a phenyl group substituted or unsubstituted with -CN or -SiRR'R ", a phenyl group A substituted or unsubstituted biphenyl group, a naphthyl group, a methylene group, a fluorene group substituted or unsubstituted with a phenyl group, a spirobifluorene group, or a triphenylene group.
  • R, R ', and R "in Formula 25 may be a phenyl group.
  • the chemical formula 25 may be represented by any one of the following heterocyclic compounds.
  • the weight ratio of the heterocyclic compound represented by Formula 1 to the compound represented by Formula 25 may be 1:10 to 10: 1, may be 1: 8 to 8: 1, : 5 to 5: 1, and may be, but is not limited to, 1: 2 to 2: 1.
  • FIGS. 1 to 3 illustrate the stacking process of the electrode and the organic layer of the organic light emitting diode according to one embodiment of the present application. However, it is not intended that the scope of the present application be limited by these drawings, and the structure of the organic light emitting device known in the art can be applied to the present application.
  • an organic light emitting device in which an anode 200, an organic layer 300, and a cathode 400 are sequentially stacked on a substrate 100 is shown.
  • the present invention is not limited to such a structure, and an organic light emitting device in which a cathode, an organic material layer, and an anode are sequentially stacked on a substrate may be implemented as shown in FIG.
  • FIG. 3 illustrates the case where the organic material layer is a multilayer. 3 includes a hole injection layer 301, a hole transport layer 302, a light emitting layer 303, a hole blocking layer 304, an electron transport layer 305, and an electron injection layer 306.
  • a hole injection layer 301 a hole transport layer 302
  • a light emitting layer 303 a hole transport layer 302
  • a hole blocking layer 304 a hole blocking layer
  • an electron transport layer 305 an electron injection layer 306.
  • the scope of the present application is not limited by such a laminated structure, and if necessary, the remaining layers except the light emitting layer may be omitted, and other necessary functional layers may be further added.
  • the organic material layer containing the compound of Formula 1 may further include other materials as needed.
  • the cathode material materials having a relatively large work function can be used, and a transparent conductive oxide, a metal, or a conductive polymer can be used.
  • the cathode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline.
  • the cathode material materials having relatively low work functions can be used, and metals, metal oxides, conductive polymers, and the like can be used.
  • 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; Layer structure materials such as LiF / Al or LiO2 / Al, but are not limited thereto.
  • a known hole injecting material may be used.
  • a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine disclosed in U.S. Patent No. 4,356,429 or a compound described in Advanced Material, 6, p.
  • Star burst type amine derivatives such as tris (4-carbamoyl-9-phenyl) amine (TCTA), 4,4 ', 4 "-tri [phenyl (m- tolyl) amino] triphenylamine MTDAPA), polyaniline / dodecylbenzenesulfonic acid (poly (vinylidene fluoride)) or poly (vinylidene fluoride), which is a soluble conductive polymer, such as 1,3,5-tris [4- (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate), polyaniline / camphor sulfonic acid or polyaniline / Poly (4-styrene-sulfonate) and the like can be used.
  • TCTA tris (4-carbamoyl-9-phenyl) amine
  • a pyrazoline derivative an arylamine derivative, a stilbene derivative, a triphenyldiamine derivative, or the like may be used, and a low molecular weight or a high molecular weight material may be used.
  • Examples of the electron transporting material include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, Derivatives thereof, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, and the like may be used as well as low molecular weight materials and high molecular weight materials.
  • LiF is typically used in the art, but the present application is not limited thereto.
  • red, green or blue light emitting materials may be used, and if necessary, two or more light emitting materials may be mixed and used.
  • two or more luminescent materials may be used as a separate source of vapor deposition, or may be premixed and deposited as a single source.
  • a fluorescent material may be used as a light emitting material, but it may be used as a phosphorescent material.
  • a material which emits light by coupling holes and electrons respectively injected from the anode and the cathode may be used. However, materials in which both the host material and the dopant material participate in light emission may also be used.
  • a host of a light emitting material When a host of a light emitting material is mixed and used, a host of the same series may be used in combination, or a host of another series may be mixed and used. For example, two or more kinds of materials of an n-type host material or a p-type host material may be selected and used as a host material of the light emitting layer.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a back emission type, or a both-sided emission type, depending on the material used.
  • the heterocyclic compound according to one embodiment of the present application may act on a principle similar to that applied to organic light emitting devices in organic electronic devices including organic solar cells, organic photoconductors, organic transistors and the like.
  • the target compound A was synthesized in the same manner as in the preparation example 1 except that the intermediate A in the following Table 1 was used instead of the triphenylene-2-ylboronic acid in the above Preparation Example 1.
  • Dibenzo [b, d] furan-3-yl) -6-phenyl-1,3,5-triazine was obtained in the same manner as in Production Example 2, (3- (triphenylene-2-yl) phenyl) boronic acid ((3 (dibenzothiophene-3-yl) - (triphenylen-2-yl) phenyl) boronic acid was used instead of Intermediate B in Table 2, the target compound A was synthesized.
  • the glass substrate coated with ITO thin film with a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonic waves. After the distilled water was washed, it was ultrasonically cleaned with a solvent such as acetone, methanol, isopropyl alcohol, dried, and UV-treated for 5 minutes using UV in a UV scrubber. Subsequently, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), subjected to a plasma treatment to remove ITO work function and residual film in a vacuum state, and transferred to a thermal vapor deposition apparatus for vapor deposition.
  • PT plasma cleaner
  • the light emitting layer was then subjected to thermal vacuum deposition as follows.
  • the light-emitting layer such that to the host [Table 8] compound, Ir (ppy) 3 (tris (2-phenylpyridine) iridium) Ir (ppy) 7% of a third light-emitting layer deposition thickness to a host using a green phosphorescent dopant described in Doping was performed to deposit 400 ⁇ .
  • BCP was deposited to a thickness of 60 ⁇ as a hole blocking layer
  • Alq 3 was deposited to a thickness of 200 ⁇ as an electron transport layer thereon.
  • lithium fluoride (LiF) was deposited to a thickness of 10 ⁇ on the electron transport layer to form an electron injection layer.
  • An aluminum (Al) cathode was deposited on the electron injection layer to a thickness of 1200 ⁇ to form a cathode.
  • Electroluminescence (EL) characteristics of the organic electroluminescent device fabricated as described above were measured with a M7000 of Mitsubishi Electric Corporation, and the reference luminance was 6,000 through a life span measuring instrument (M6000) manufactured by Mac Science Co., cd / m < 2 >, T90 was measured.
  • Table 8 shows the characteristics of the organic electroluminescent device according to one embodiment of the present invention.
  • Example 1 1-1 4.71 57.2 (0.243, 0.714) 152
  • Example 2 1-3 4.32 68.3 (0.241, 0.711) 131
  • Example 3 1-5 4.33 74.2 (0.241, 0.714) 221
  • Example 4 1-6 4.66 71.1 (0.241, 0.715) 175
  • Example 5 1-10 4.69 69.2 (0.231, 0.712) 179
  • Example 6 1-15 4.66 71.2 (0.251, 0.714) 187
  • Example 8 1-26 4.67 71.2 (0.251, 0.714) 201
  • Example 9 1-29 4.48 70.2 (0.241, 0.714) 206
  • Example 10 1-30 4.36 78.9 (0.242, 0.713) 239
  • Example 11 1-31 4.35 79.2 (0.241, 0.714) 261
  • Example 12 1.42 4.45 72.8 (0.251, 0.7
  • the glass substrate coated with ITO thin film with a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonic waves. After the distilled water was washed, it was ultrasonically cleaned with a solvent such as acetone, methanol, isopropyl alcohol, dried, and UV-treated for 5 minutes using UV in a UV scrubber. Subsequently, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), subjected to a plasma treatment to remove ITO work function and residual film in a vacuum state, and transferred to a thermal vapor deposition apparatus for vapor deposition.
  • PT plasma cleaner
  • the light emitting layer was then subjected to thermal vacuum deposition as follows.
  • the light emitting layer was prepared by premixing a compound represented by Chemical Formula 1 and a compound represented by Chemical Formula 25 as a host and then 400 A in one park, and a green phosphorescent dopant was deposited by doping Ir (ppy) 3 with 7% of the light emitting layer deposition thickness .
  • BCP was deposited to a thickness of 60 ⁇ as a hole blocking layer
  • Alq 3 was deposited to a thickness of 200 ⁇ as an electron transport layer thereon.
  • lithium fluoride (LiF) was deposited on the electron transport layer to a thickness of 10 ⁇ to form an electron injection layer.
  • An aluminum (Al) cathode was deposited on the electron injection layer to a thickness of 1,200 ⁇ to form a cathode Thereby preparing an electroluminescent device.
  • Electroluminescence (EL) characteristics of the organic electroluminescent device fabricated as described above were measured with a M7000 of Mitsubishi Electric Corporation, and the reference luminance was 6,000 through a life span measuring instrument (M6000) manufactured by Mac Science Co., cd / m < 2 >, T90 was measured.
  • Table 9 shows the characteristics of the organic electroluminescent device according to one embodiment of the present invention.
  • Example 48 1-31: 3-3 1: 8 4.73 54.2 (0.233, 0.714) 289
  • Example 49 1: 5 4.71 57.2 (0.243, 0.714) 283
  • Example 50 1: 2 4.35 79.2 (0.241, 0.714) 402
  • Example 51 1: 1 4.41 75.8 (0.231, 0.711) 388
  • Example 52 2: 1 4.67 71.2 (0.251, 0.714) 342
  • Example 53 5: 1 4.32 68.3 (0.241, 0.711) 273
  • Example 54 8: 1 4.21 67.0 (0.247, 0.727) 261
  • Example 55 1-68: 3-4 1: 2 4.33 74.2 (0.241, 0.714) 360
  • Example 56 1: 1 4.42 72.2 (0.231, 0.711) 350
  • Example 58 1-20: 3-7 1: 2 4.38 7
  • the efficiency of the heterocyclic compound of the present invention in particular, the lifetime characteristics was excellent. Long-life characteristics are the most important factors for commercialization of materials.
  • the strong electron donating nature of dibenzofurane oxygen or sulfur of dibenzothiophene can reduce the lifetime of the device due to the increase of electron instability of LUMO site, and especially due to Ortho, para directivity, dibenzofuran or dibenzothiophene carbon Position, the compound according to the present invention can improve the lifetime of the device by locating the N-containing ring at the carbon number 3.
  • the organic electroluminescent device using the organic electroluminescent light emitting layer material of the present invention has lower driving voltage, improved luminous efficiency, and significantly improved life span as compared with Comparative Examples 1 to 10 .
  • the exciplex phenomenon is a phenomenon in which energy of HOMO level and acceptor (n-host) LUMO level of donor (p-host) is released by two intermolecular electron exchange.
  • RISC Reverse Intersystem Crossing
  • a donor (p-host) having good hole transport ability and an acceptor (n-host) having good electron transport ability are used as a host of a light emitting layer, holes are injected into a p-host and electrons are injected into an n- Can be lowered, thereby improving the service life.
  • the compound of the formula (25) serves as a donor and the acceptor plays a role of a good device characteristic when the compound of the formula (1) is used as a host for a light emitting layer.
  • the electron mobility is reduced and the balance of holes and electrons in the light emitting layer is disrupted and the lifetime is reduced.

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Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 출원은 2017년 09월 15일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2017-0118675호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공 주입, 정공 수송, 전자 차단, 정공 차단, 전자 수송, 전자 주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
본 발명은 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
X는 O 또는 S이고,
Y는 정공수송성 기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
Z는 전자수송성 기 이고,
L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며, p 및 q는 각각 0 내지 3의 정수이고, p가 2 이상인 경우 L1은 서로 같거나 상이하고, q가 2 이상인 경우 L2는 서로 같거나 상이하며,
Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하며, a 및 b는 각각 1 내지 3의 정수이고, a가 2 이상인 경우 Ra는 서로 같거나 상이하고, b가 2 이상인 경우 Rb는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 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 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기발광소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기발광소자에서 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료, 전자주입재료 등의 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 화합물이 유기발광소자의 발광층 재료로서 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화합물은 단독으로 발광 재료로 사용될 수도 있고, 발광층의 호스트 재료로서 사용될 수 있다.
특히, 화학식 1은 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜 구조의 3번 탄소 위치에 전자수송성 기가 치환되고, 상기 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜의 구조 중 전자수송성 기가 치환되지 않은 벤젠에 정공수송성 기가 치환됨으로써 좀 더 전자 안정성의 구조를 가지며, 이로 인하여 소자 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
<부호의 설명>
100: 기판
200: 양극
300: 유기물층
301: 정공 주입층
302: 정공 수송층
303: 발광층
304: 정공 저지층
305: 전자 수송층
306: 전자 주입층
400: 음극
이하 본 출원에 대해서 자세히 설명한다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 60, 구체적으로 1 내지 40, 더욱 구체적으로, 1 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알키닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, 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 시클로알킬기는 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 60, 구체적으로 3 내지 40, 더욱 구체적으로 5 내지 20일 수 있다. 구체적으로, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로시클로알킬기는 헤테로 원자로서 O, S, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 헤테로시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로시클로알킬기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 아릴기는 스피로기를 포함한다. 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 트리페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000002
,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000003
,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000004
,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000005
,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000006
,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000007
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로아릴기는 헤테로 원자로서 S, O, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60인 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 다환이란 헤테로아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 25일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리딜기, 피롤릴기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 푸라닐기, 티오펜기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 옥사졸릴기, 이속사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 트리아졸릴기, 푸라자닐기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 디티아졸릴기, 테트라졸릴기, 파이라닐기, 티오파이라닐기, 디아지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 이소퀴나졸리닐기, 퀴노졸리릴기, 나프티리딜기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 이미다조피리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인덴기, 인돌릴기, 인돌리지닐기, 벤조티아졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티오펜기, 벤조푸란기, 디벤조티오펜기, 디벤조푸란기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 이미다조피리디닐기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸리닐기, 피리도[1,2-b]인다졸릴기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌리닐기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸릴기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아민기는 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; -NH2; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 구체적으로 아릴기로 치환될 수 있으며, 상기 아릴기는 전술한 예시가 적용될 수 있다. 예컨대, 포스핀옥사이드기는 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -SiR104R105R106로 표시되고, R104 내지 R106은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
인접한 기들이 형성할 수 있는 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로고리는 1가기가 아닌 것을 제외하고는 전술한 시클로알킬기, 시클로헤테로알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 예시된 구조들이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 전자수송성 기란 정공수송성보다 전자수송성 성질이 큰 작용기를 의미하며, N-type 작용기로 명칭될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 정공수송성 기란 전자수송성보다 정공수송성 성질이 큰 작용기를 의미하며, P-type 작용기로 명칭될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000008
상기 화학식 2에 있어서, N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로아릴기이고, 나머지 치환기는 상기 화학식 1에서 정의한 것과 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 2환 이상의 다환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 2개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 N-Het는 N을 2개 이상 포함하는 2환 이상의 다환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 N-Het는 N을 3개 포함하는 단환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 N-Het는 L1과 탄소-탄소간 결합을 한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 N-Het는 고리를 구성하는 N이 이웃하는 C와 sp2 결합을 갖는다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Y는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환되고 단환 또는 다환의 고리가 카바졸에 축합된 기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 내지 5 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000009
[화학식 4]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000010
[화학식 5]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000011
상기 화학식 3 내지 5에 있어서,
X1은 CR11 또는 N이고, X2는 CR12 또는 N이고, X3은 CR13 또는 N이고, X4는 CR14 또는 N이고, X5는 CR15 또는 N이고,
R11 내지 R15 및 R17 내지 R22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하고,
나머지 치환기는 상기 화학식 1에서 정의한 것과 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 6 내지 8 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 6]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000012
[화학식 7]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000013
[화학식 8]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000014
상기 화학식 6 내지 8에 있어서,
Xa는 S, O, CRcRd 또는 NRe이고,
R31 내지 R34, Rc, Rd 및 Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하고, c, e 및 f는 각각 0 내지 4의 정수이고, d는 0 내지 3의 정수이며, c가 2 이상인 경우 R31은 서로 같거나 상이하고, d가 2 이상인 경우 R32는 서로 같거나 상이하며, e가 2 이상인 경우 R33는 서로 같거나 상이하고, f가 2 이상인 경우 R34는 서로 같거나 상이하며,
Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이고,
나머지 치환기는 상기 화학식 1에서 정의한 것과 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, X가 S이고 상기 화학식 1은 상기 화학식 6 내지 8중 하나로 표시될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, X가 O이고 상기 화학식 1은 상기 화학식 6 내지 8 중 하나로 표시되며, 화학식 7의 L2는 직접결합이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, X가 O이고 상기 화학식 1은 상기 화학식 6 또는 상기 화학식 8로 표시될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000015
는 하기 화학식 9 내지 11 중 하나로 표시될 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000016
은 L1에 연결되는 부위이다.
[화학식 9]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000017
[화학식 10]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000018
[화학식 11]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000019
상기 화학식 9에 있어서, X1, X3 및 X5 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
상기 화학식 10에 있어서, X1, X2 및 X5 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
상기 화학식 11에 있어서, X1 내지 X3 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
R12, R14 및 R23 내지 R26은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 9는 하기 구조식들에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000020
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 10은 하기 화학식 12로 표시될 수 있다.
[화학식 12]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000021
상기 화학식 12의 치환기들은 상기 화학식 10에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 11은 하기 화학식 13으로 표시될 수 있다.
[화학식 13]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000022
상기 화학식 13의 치환기들은 상기 화학식 11에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 10은 하기 화학식 14로 표시될 수 있다.
[화학식 14]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000023
상기 화학식 14에 있어서, R27은 서로 같거나 상이하고 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하며, e는 0 내지 7의 정수이고 e가 2 이상인 경우 R27은 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 15로 표시될 수 있다.
[화학식 15]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000024
상기 화학식 15에 있어서, 치환기들은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 16 내지 18 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 16]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000025
[화학식 17]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000026
[화학식 18]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000027
상기 화학식 16 내지 18에 있어서, 치환기 정의는 상기 화학식 6 내지 8과 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 19로 표시될 수 있다.
[화학식 19]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000028
상기 화학식 19에 있어서, 치환기들은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 20 내지 22 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 20]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000029
[화학식 21]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000030
[화학식 22]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000031
상기 화학식 20 내지 22에 있어서, 치환기 정의는 상기 화학식 6 내지 8과 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000032
(여기서,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000033
는 L2에 연결되는 부위이다.) 중 R31이 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하는 경우 하기 화학식 23로 표시될 수 있다.
[화학식 23]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000034
상기 화학식 23에 있어서,
R32 및 d의 정의는 화학식 6에서 정의한 바와 같고,,
Xc는 O, S, NR 또는 CR'R"이며,
R1 내지 R4, R, R', R", 및 R36은 서로 같거나 상이하고 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하며, h는 0 내지 2의 정수이고, h가 2 이상인 경우 R36은 서로 같거나 상이하다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 23은 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000035
본 출원의 일 실시상태에 있어서,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000036
(여기서,
Figure PCTKR2018010936-appb-I000037
는 L2에 연결되는 부위이다.) 중 R33 또는 R34가 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하는 경우 하기 화학식 24로 표시될 수 있다.
[화학식 24]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000038
상기 화학식 24에 있어서,
Xc는 O, S, NR 또는 CR'R"이며,
R1 내지 R4, R, R', R", R35및 R36은 서로 같거나 상이하고 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하며, g는 0 내지 4의 정수이고 g가 2 이상인 경우 R35는 서로 같거나 상이하고, h는 0 내지 2의 정수이고, h가 2 이상인 경우 R36은 서로 같거나 상이하다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 24는 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000039
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 직접결합; 아릴렌기; 또는 헤테로아릴렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 나프탈렌기; 비페닐릴렌기; 또는 2가의 피리딘기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ra 및 Rb는 수소; 또는 중수소이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ra 및 Rb는 수소이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4 및 R31 내지 R34는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비환된 아릴기; 또는 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4 및 R31 내지 R34는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 중수소; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 아릴기로 치환된 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4 및 R31 내지 R34는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 중수소; 페닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 카바졸기; 또는 페닐로 치환된 카바졸기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4 및 R31 내지 R34는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 중수소; 페닐기; 디벤조퓨란기; 또는 페닐로 치환된 카바졸기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4 및 R31 내지 R34는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 또는 페닐기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R18 내지 R21은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R18 내지 R21은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R18 내지 R21은 수소이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R17 및 R22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R17 및 R22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기; 또는 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R17 및 R22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R17 및 R22는 페닐기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 페닐기; 비페닐릴기; 나프틸기; 또는 디메틸플루오레닐기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R12 및 R14은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기 또는 트리페닐실릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R12 및 R14은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, 트리페닐실릴기, 또는 트리페닐렌기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기, 또는 트리페닐렌기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 디메틸플루오렌기; 디페닐플루오렌기; 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
다른 일 실시상태에 있어서, R23 내지 R26은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R23 내지 R26은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R23 내지 R26은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R23 내지 R26은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 페닐기이다.
다른 일 실시상태에 있어서, R27은 수소; 중수소; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R27은 수소; 중수소; 또는 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R27은 수소; 또는 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R27은 수소; 또는 페닐기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 Xc는 O 또는 S이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 Xc는 NR이고, R은 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 Xc는 NR이고, R은 페닐기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 Xc는 CR'R"이고, R' 및 R"는 알킬기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 Xc는 CR'R"이고, R' 및 R"는 메틸기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Rc, Rd 및 Re는 알킬기; 또는 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Rc, Rd 및 Re는 메틸기; 또는 페닐기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R35 및 R36은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 아릴기; 또는 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R35 및 R36은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R35 및 R36은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 페닐기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R35 및 R36은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서 R35 및 R36은 수소이다.
일 실시상태에 있어서, Ar은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 페닐기로 치환된 실릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar은 페닐기; 바이페닐릴기; 트리페닐렌기; 페난트레닐기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 페닐기로 치환된 실릴기; 또는 스피로비플루오렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000040
Figure PCTKR2018010936-appb-I000041
Figure PCTKR2018010936-appb-I000042
Figure PCTKR2018010936-appb-I000043
Figure PCTKR2018010936-appb-I000044
Figure PCTKR2018010936-appb-I000045
Figure PCTKR2018010936-appb-I000046
Figure PCTKR2018010936-appb-I000047
Figure PCTKR2018010936-appb-I000048
Figure PCTKR2018010936-appb-I000049
Figure PCTKR2018010936-appb-I000050
Figure PCTKR2018010936-appb-I000051
Figure PCTKR2018010936-appb-I000052
Figure PCTKR2018010936-appb-I000053
Figure PCTKR2018010936-appb-I000054
Figure PCTKR2018010936-appb-I000055
Figure PCTKR2018010936-appb-I000056
Figure PCTKR2018010936-appb-I000057
Figure PCTKR2018010936-appb-I000058
Figure PCTKR2018010936-appb-I000059
Figure PCTKR2018010936-appb-I000060
Figure PCTKR2018010936-appb-I000061
Figure PCTKR2018010936-appb-I000062
Figure PCTKR2018010936-appb-I000063
.
전술한 화학식 1의 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 및 전하 생성층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
또한, 본 출원의 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 1에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함할 수 있고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 호스트로서 포함하고, 이리듐계 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층. 전자주입층, 전자수송층, 전자차단층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물이 발광층에 포함되는 경우, 이 발광층은 하기 화학식 25의 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 25]
Figure PCTKR2018010936-appb-I000064
상기 화학식 25에 있어서,
Rz 및 Rq는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하고,
R, R', 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Rx 및 Ry는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
r 및 s는 0 내지 7의 정수이다.
상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 25의 화합물을 동시에 유기 발광 소자의 유기물층에 포함하는 경우 더 우수한 효율 및 수명 효과를 보인다. 이 결과는 두 화합물을 동시에 포함하는 경우 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어남을 예상할 수 있다.
상기 엑시플렉스(exciplex) 현상은 두 분자간 전자 교환으로 donor(p-host)의 HOMO level, acceptor(n-host) LUMO level 크기의 에너지를 방출하는 현상이다. 두 분자간 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나면 Reverse Intersystem Crossing(RISC)이 일어나게 되고 이로 인해 형광의 내부양자 효율이 100%까지 올라갈 수 있다. 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 도움을 줄 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 25의 Rz 및 Rq는 수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 25의 Rx 및 Ry는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 25의 Rx 및 Ry는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 25의 Rx 및 Ry는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 25의 Rx 및 Ry는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C40의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기, -CN 및 -SiRR'R"으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 25의 Rx 및 Ry는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, -CN 또는 -SiRR'R"로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 나프틸기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 스피로비플루오렌기; 또는 트리페닐렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 25의 R, R', 및 R"는 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 25는 하기 헤테로고리 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000065
Figure PCTKR2018010936-appb-I000066
Figure PCTKR2018010936-appb-I000067
본 발명의 유기 발광 소자에서 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 : 상기 화학식 25로 표시되는 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1일 수 있고, 1 : 8 내지 8 : 1일 수 있고, 1 : 5 내지 5 : 1 일 수 있으며, 1 : 2 내지 2 : 1일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 3에 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 출원의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 출원에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기 발광 소자는 정공 주입층(301), 정공 수송층(302), 발광층(303), 정공 저지층(304), 전자 수송층(305) 및 전자 주입층(306)을 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층 구조에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 기능층이 더 추가될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은, 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 당 기술분야에 공지된 재료들로 대체될 수 있다.
양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 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.
음극 재료로는 비교적 일함수가 낮은 재료들을 이용할 수 있으며, 금속, 금속 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 재료의 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.
정공 주입 재료로는 공지된 정공 주입 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate))등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 p 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
< 실시예 >
< 제조예 1> 화합물 1-5의 제조
Figure PCTKR2018010936-appb-I000068
1) 화합물 1-5-3의 제조
3-브로모디벤조[b,d]퓨란 31.3g(126.7mM), 비스(피나콜레이토)디보론 190.0g(190.0mM), PdCl2(dppf) 4.6g(6.3mM), KOAc 37.3g(380.1mM)를 1,4-디옥산 300mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온(25℃)에서 증류수와 다이클로로메탄(DCM, Dichloromethane)을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-5-3 37g(quant.)을 얻었다.
2) 화합물 1-5-2의 제조
화합물 1-5-3 28g(95.2mM), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 30.6g(114.2mM), Pd(PPh)4 5.5g(4.7mM), K2CO3 26.3g(190.3mM)를 1,4-디옥산/H2O 300/60mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-5-2 35g(92%)을 얻었다.
3) 화합물 1-5-1의 제조
화합물 1-5-2 35.1g(87.9mM), NBS 18.8g(105.4mM), AcOH 700mL에 H2SO4 700mL를 적가하였고 실온에서 4시간 교반하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-5-1 36g(85%)을 얻었다.
4) 화합물 1-5의 제조
화합물 1-5-1 4g(8.4mM), 트리페닐렌-2-일보론산 2.7g(10.0mM), Pd(PPh)4 483mg(0.42mM), K2CO3 2.3g(16.7mM)를 1,4-디옥산/H2O 100/20mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-5 4g(76%)을 얻었다.
< 제조예 2> 화합물 1-51의 제조
Figure PCTKR2018010936-appb-I000069
1) 화합물 1-51-2의 제조
3-브로모-8-요오도디벤조[b,d]퓨란 5.0g(13.4mM), (3-(트리페닐렌-2-일)페닐)보론산 4.7g(13.4mM), Pd(PPh)4 774mg(0.67mM), K2CO3 3.7g(26.8mM)를 1,4-디옥산/H2O 100/20mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-51-2 5.9g(80%)을 얻었다.
2) 화합물 1-51-1의 제조
화합물 1-51-2 5.9g(10.2mM), 비스(피나콜레이토)디보론 3.9g(15.2mM), PdCl2(dppf) 373mg(0.51mM), KOAc 3.0g(30.6mM)를 1,4-디옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-51-1 6.1g(quant.)을 얻었다.
3) 화합물 1-51의 제조
화합물 1-51-1 6.1g(10.2mM), 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 3.6g(10.2mM), Pd(PPh)4 589mg(0.51mM), K2CO3 2.8g(20.4mM)를 1,4-디옥산/H2O 100/20mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-51 6.5g(80%)을 얻었다.
상기 제조예 1에서 트리페닐렌-2-일보론산 대신 하기 표 1의 중간체 A를 사용한 것을 제외하고 제조예 1의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물 A을 합성하였다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000070
Figure PCTKR2018010936-appb-I000071
Figure PCTKR2018010936-appb-I000072
상기 제조예 2에서 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진(2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine) 대신 하기 표 2의 중간체 A를 사용하고 (3-(트리페닐렌-2-일)페닐)보론산((3-(triphenylen-2-yl)phenyl)boronic acid) 대신 하기 표 2의 중간체 B를 사용한 것을 제외하고 제조예 1의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물 A을 합성하였다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000073
Figure PCTKR2018010936-appb-I000074
상기 제조예 1과 제조예 2에서 3-브로모디벤조[b,d]퓨란 대신 3-브로모디벤조[b,d]티오펜을 사용한 것을 제외하고 제조예 1 및 제조예 2와 동일한 방법으로 제조하여 화합물 2-1 내지 2-116을 합성하였다.
< 제조예 3> 화합물 3-3 합성
Figure PCTKR2018010936-appb-I000075
1) 화합물 3-3의 제조
3-브로모-1,1'-바이페닐 3.7g(15.8mM), 9-페닐-9H,9'H-3,3'-바이카바졸 6.5g(15.8mM), CuI 3.0g(15.8mM), 트랜스-1,2-디아미노사이클로헥산 1.9mL(15.8mM), K3PO4 3.3g(31.6mM)를 1,4-옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 3-3 7.5g(85%)을 얻었다.
상기 제조예 3에서 3-브로모-1,1`-바이페닐 대신 하기 표 3의 중간체 A를 사용하고 9-페닐-9H,9'H-3,3'-바이카바졸 대신 하기 표 3의 중간체 B를 사용한 것을 제외하고 제조예 3의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물 A을 합성하였다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000076
Figure PCTKR2018010936-appb-I000077
< 제조예 4> 화합물 4-5의 제조
Figure PCTKR2018010936-appb-I000078
1) 화합물 4-5-5의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 1-브로모-4-요오도-2-메톡시벤젠 (50g, 159.7 mmol), 트리페닐렌-2-일보론산 (43.4g, 159.7mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (9.2g, 7.89mmol), 포타슘 카보네이트 (44.1g, 319mmol), 1,4-디옥산/ 물 (500ml/100ml) 혼합물을 110℃에서 환류하였다. 디클로로메탄으로 추출 MgSO4로 건조하였다. 실리카겔 필터 후 농축하여 화합물 4-5-5를 얻었다. (48g, 72%)
2) 화합물 4-5-4의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 2-(4-브로모-3-메톡시페닐)트리페닐렌 (48g, 116 mmol), (4-클로로-2-플루오로페닐)보론산 (20.2g, 116mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (6.7g, 5.8mmol), 포타슘 카보네이트 (32g, 232mmol), 톨루엔/에탄올/물 (500ml/100ml/100ml) 혼합물을 110℃에서 환류하였다. 디클로로메탄으로 추출 MgSO4로 건조하였다. 실리카겔 필터 후 농축하여 화합물 4-5-4를 얻었다. (46g, 85%)
3) 화합물 4-5-3의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 2-(4'-클로로-2'-플루오로-2-메톡시-[1,1'-바이페닐]-4-일)트리페닐렌 (46g,99.3 mmol), MC (400ml)의 혼합물을 0℃로 온도를 낮추고 BBr3 (50g, 198 mmol) 를 적가하고 상온으로 승온하여 1시간 교반하였다. 중류수로 반응을 종결하고 디클로로메탄으로 추출, MgSO4로 건조하였다. 컬럼정제 MC:HX = 1:1 로 내려 화합물 4-5-3을 얻었다. (39g, 87%)
4) 화합물 4-5-2의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 4'-클로로-2'-플루오로-4-(트리페닐렌-2-일)-[1,1'-바이페닐]-2-올 (39g, 86.8 mmol), Cs2CO3 (56g, 73mmol), 의 디메틸아세트아마이드 (400ml) 혼합물을 120℃에서 교반하였다. 식힌 후 필터하고 여액의 용매를 제거한 후 컬럼 정제 HX:MC = 4:1로 내려 화합물 4-5-2 을 얻었다.(35g, 94%)
5) 화합물 4-5-1의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 3-클로로-7-(트리페닐렌-2-일)디벤조[b,d]퓨란 (10g, 23.3 mmol), 비스(피나콜레이토)디보론 (11.8g, 46.6mmol), Pcy3(1g, 1.16mmol), 포타슘 아세테이트 (6.8g, 69mmol), Pd2(dba)3 (1g, 1.16mmol)의 1,4-디옥산(100ml) 혼합물을 140℃에서 환류하였다. 식힌 후 필터한 여액을 농축하여 컬럼 정제 HX:MC = 3:1로 내려 화합물 4-5-1를 얻었다 (9.8g , 81%)
6) 화합물 4-5의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 4,4,5,5-테트라메틸-2-(7-(트리페닐렌-2-일)디벤조[b,d]퓨란-3-일)-1,3,2-디옥사보롤레인 (9.8g, 18.8 mmol), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (5g,18.8mmol),테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(2.1g, 1.88mmol), 포타슘 카보네이트 (5.19g, 37.6mmol),1,4-디옥산/물 (100ml/25ml) 혼합물을 120℃에서 4시간 환류하였다. 120℃에서 필터 후 1,4-디옥산, 증류수, MeOH 로 씻어주어 화합물 4-5를 얻었다 (10.2g , 87%)
상기 제조예 4에서 트리페닐렌-2-일보론산 및 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 각각 하기 표 4의 중간체 A 및 B를 사용한 것을 제외하고 제조예 4의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물 A을 합성하였다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000079
Figure PCTKR2018010936-appb-I000080
Figure PCTKR2018010936-appb-I000081
Figure PCTKR2018010936-appb-I000082
< 제조예 5> 화합물 5-5의 제조
Figure PCTKR2018010936-appb-I000083
1) 화합물 5-5-5의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 5-브로모-2-요오도아닐린 (30g, 100 mmol), (2,4-디클로로페닐)보론산 (19.2g, 100mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (5.7g, 5mmol), 포타슘 카보네이트 (27.6g, 200mmol), 톨루엔/ 물 (300ml/60ml) 혼합물을 110℃에서 환류하였다.디클로로메탄으로 추출 MgSO4로 건조하였다. 컬럼 정제하여 화합물 5-5-5를 얻었다. (25g , 67%)
2) 화합물 5-5-4의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 4-브로모-2',4'-디클로로-[1,1'-바이페닐]-2-아민 (25g,78.8 mmol)의 MeOH (300ml) 을 0 ℃ 로 낮추고 c.HCl 를 적가하였다. NaNO2 (5.2g, 78.8mmol)을 넣고 10분 교반하였다. KSCN(22.9g, 236mmol), FeCl3 (12.7g, 78.8mmol)를 넣고 상온으로 승온하였다. 반응이 종결된 후 2M NaOH로 중화하고 디클로로메탄으로 추출 MgSO4로 건조하였다. 컬럼 정제하여 화합물 5-5-4를 얻었다 (20g , 70%)
3) 화합물 5-5-3의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 4-브로모-2',4'-디클로로-2-이소티오시아네이토-1,1'-바이페닐 (20g, 55.6mmol)의 THF (200ml) 용액을 0 ℃ 로 낮추고 LiAlH4 (1M in THF 61ml, 61mmol)를 천천히 적가하였다. 증류수로 반응을 종결하고 2M HCl과에틸 아세테이트로 추출 MgSO4로 건조하여 화합물 5-5-3을 얻었다. (14g, 75%)
4) 화합물 5-5-2의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 4-브로모-2',4'-디클로로-[1,1'-바이페닐]-2-티올 (14g, 41.9 mmol), Cs2CO3 (27g, 83mmol)의 디메틸아세트아마이드 (140ml) 혼합물을 140℃에서 교반하였다. 식힌 후 필터하고 여액의 용매를 제거한 후 컬럼정제하여 화합물 5-5-2 을 얻었다. (10.8g, 87%)
5) 화합물 5-5-1의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 3-브로모-7-클로로디벤조[b,d]티오펜 (10.8g, 36.2 mmol), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (9.7g, 36.2mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(2g, 1.81mmol), 포타슘 카보네이트 (10g, 72.4mmol), 1,4-디옥산/물(100ml/25ml) 혼합물을 120℃에서 6시간 환류하였다. 120℃에서 필터 후 1,4-디옥산, 증류수, MeOH 로 씻어주어 화합물 5-5-1을 얻었다. (13.5g , 83%)
6) 화합물 5-5의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 2-(7-클로로디벤조[b,d]티오펜-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (13.5g 30mmol), 트리페닐렌-2-일보론산 (8.1g, 30mmol), Pd2(dba)3 (1.39g, 1.52mmol), Sphos (1.23g, 3mmol), K3PO4 (12.9g, 60.8mmol)의 자일렌/EtOH/H2O (100ml/20ml/20ml) 혼합물을 160 ℃에서 교반하였다. 130 ℃ 뜨거운 상태에서 반응 용액을 필터하고 100 ℃ 1,4-디옥산, H2O 및 MeOH로 씻어주었다. (15.3g, 79%)
상기 제조예 5에서 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 및 트리페닐렌-2-일보론산 대신 각각 하기 표 5의 중간체 A 및 B를 사용한 것을 제외하고 제조예 5의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물 A를 합성하였다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000084
상기에서 제조된 화합물들의 합성 확인자료는 하기 [표 6] 및 [표 7]에 기재한 바와 같다.
화합물번호 1H NMR(CDCl3, 200Mz)
1-1 δ = 8.36(4H, m), 8.03(1H, d), 7.88~7.76(7H, m), 7.50~7.41(9H, m)
1-3 δ = 8.36(4H, m), 8.09~7.99(4H, m), 7.88~7.76(5H, m), 7.63~7.50(9H, m), 7.38(1H, d)
1-5 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(8H, m), 8.03(1H, d), 7.88~7.64(9H, m), 7.52~7.50(7H, m)
1-6 δ = 8.45(1H, d), 8.36(4H, m), 8.12(2H, m), 8.03~7.76(8H, m), 7.56~7.49(8H, m)
1-10 δ = 8.36(4H, m), 8.03~7.98(2H, m), 7.88~7.76(8H, m), ㅂ7.96~7.79(8H, m), 7.69(1H, d), 7.60~7.41(12H, m)
1-15 δ = 8.95(1H, d), 8.50(1H, d), 8.36(4H, m), 8.20(1H, m), 8.09(1H, m), 7.88~7.69(8H, m), 7.61~7.50(10H, d), 7.39(1H, t)
1-20 δ = 9.60(1H, d), 9.27(1H, s), 8.37~8.30(7H, m), 7.88~7.50(22H, m)
1-26 δ = 8.36(4H, m), 8.03(1H, d), 7.83~7.79(7H, m), 7.50~7.41(9H, d), 7.25(4H, d)
1-29 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(8H, m), 7.94~7.50(25H, m)
1-30 δ = 9.27(1H, d), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(8H, m), 8.03(1H, d), 7.94~7.61(13H, m), 7.52~7.50(7H, m)
1-31 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(8H, m), 8.03(1H, d), 7.94~7.50(24H, m)
1-42 δ = 8.55(1H, d), 8.36(4H, m), 8.21(1H, s), 8.03~7.68(13H, m), 7.60(1H, m), 7.50~7.35(11H, m), 7.16(1H, t)
1-50 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(6H, m), 8.08(1H, d), 7.98~7.50(22H, m), 7.39~7.31(2H, m)
1-55 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(6H, m), 7.98~7.50(23H, m), 7.39~7.31(2H, m)
1-59 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.55(1H, d), 8.45~8.30(7H, m), 7.98~7.50(23H, m)
1-63 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(6H, d), 8.03(1H, d), 7.94~7.47(23H, m), 7.28(1H, t), 1.69(6H, s)
1-68 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(6H, m), 8.03~7.41(29H, m), 7.25(1H, s)
1-74 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.30(8H, m), 8.03~7.96(3H, m), 7.88~7.64(9H, m), 7.52~7.50(7H, m), 7.25(2H, d)
2-5 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.20(10H, m), 8.12(2H, m), 7.99~7.94(2H, m), 7.70~7.64(4H, m), 7.52~7.50(7H, m)
2-20 δ = 8.36~8.12(11H, m), 7.99~7.89(3H, m), 7.62~7.50(13H, m), 7.20(1H, m)
2-31 δ = 9.27(1H, s), 8.79(1H, d), 8.37~8.20(10H, m), 8.12(2H, m), 7.99~7.94(4H, m), 7.73~7.50(17H, m)
3-3 δ = 8.55(1H, d), 8.30(1H, d), 8.21~8.13(3H, m), 7.99~7.89(4H, m), 7.77~7.35(17H, m), 7.20~7.16(2H, m)
3-4 δ = 8.55(1H, d), 8.30(1H, d), 8.19~8.13(2H, m), 7.99~7.89(8H, m), 7.77~7.75(3H, m), 7.62~7.35(11H, m), 7.20~7.16(2H, m)
3-7 δ = 8.55(1H, d), 8.31~8.30(3H, d), 8.19~8.13(2H, m), 7.99~7.89(5H, m), 7.77~7.75(5H, m), 7.62~7.35(14H, m), 7.20~7.16(2H, m)
3-31 δ = 8.55(1H, d), 8.30(1H, d), 8.21~8.13(4H, m), 7.99~7.89(4H, m), 7.77~7.35(20H, m), 7.20~7.16(2H, m)
3-32 δ = 8.55(1H, d), 8.30(1H, d), 8.21~8.13(3H, m), 7.99~7.89(8H, m), 7.77~7.35(17H, m), 7.20~7.16(2H, m)
4-1 δ = 8.28(4H, d), 7.95(2H,d), 7.75(2H,d), 7.64(2H, s), 7.52~7.41 (11H, m)
4-3 δ = 8.28(4H, d), 8.00~7.92(5H, m), 7.75~7.73 (3H, m), 7.64~7.41 (11H, m)
4-5 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.28(4H, d), 8.12~8.04 (3H, m), 7.95~7.75(8H, m), 7.64(2H, s), 7.51~7.41(8H, m)
4-6 δ = 8.45(1H, d), 8.28(4H, d), 8.00~7.95(5H, m), 7.86(1H, d), 7.75(2H, d), 7.64(2H, s), 7.52~7.41(8H, m)
4-10 δ = 8.28(4H, d), 7.95~7.89(3H, m), 7.81~7.64 (8H, m), 7.51~7.32(8H, m)
4-15 8.28 (4H, d), 7.95(2H, d), 7.87(1H, d), 7.75(2H, d), 7.64~7.63(3H, m), 7.55~7.28(1H, m), 1.72(6H, s)
4-20 δ = 8.28(4H, d), 8.18~8.12(2H, m), 8.00~7.95(3H, m), 7.77~7.75(3H, m), 7.65~7.41 (15H, m)
4-26 δ = 8.28(4H, d), 7.95(2H, d), 7.75(2H, d), 7.64(2H, s), 7.52~7.41(11H, m), 7.25 (4H, s)
4-29 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.28(4H, d), 8.12(3H, m), 8.04(1H, d), 7.95~~7.75(11H ,m), 7.64(2H, s), 7.51~7.41(10H, m)
4-30 δ = 9.15 (1H, s), 8.93(2H, d), 8.28(4H, d), 8.18~8.04(4H, m), 7.95~7.41(20H, m))
4-31 δ = 9.15 (1H, s), 8.93(2H ,d), 8.28(4H, d), 8.18~8.12(3H, m), 8.04(1H, d), 7.95~7.40(24H, m)
4-42 δ = 8.55 (1H, d), 8.28(4H, d), 8.09(1H, s), 7.95~7.87(4H, m), 7.77~7.69(6H, m), 7.52~7.33(16H, m)
4-50 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.28(2H, d), 8.12~7.64(18H, m), 7.51~7.38 (6H, m)
4-55 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.45(1H, d), 8.28(2H, d), 8.18~7.41(27H, m)
4-59 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.55(1H, d), 8.28(2H, d), 8.18~8.04(5H, m), 7.94~7.25(27H, m)
4-63 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.28(2H, d), 8.18~8.12(3H, m), 8.04(1H, d), 7.88~7.31(24H, m), 1.72(6H, s)
4-68 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.28(2H, d), 8.18~8.12(3H, m), 8.04(1H, d), 7.95~7.41(28H, m), 7.25(2H, d)
4-74 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.28(4H, d), 8.18~8.04(4H, m), 7.95~7.75(10H, m), 7.64(2H, s), 7.51~7.41(6H, m), 7.25(2H, d)
5-5 δ = 9.15(1H, s), 9.35(2H, d), 8.28(4H, d), 8.12~8.04(9H, m), 7.88~7.82(5H, m), 7.51~7.41(6H, m)
5-20 δ = 8.28(4H, d), 8.18~8.00(8H, m), 7.82~7.77(2H, m), 7.63~7.41 (13H, m)
5-31 δ = 9.15(1H, s), 8.93(2H, d), 8.28(4H, d), 8.18~8.05(9H, m), 7.88~7.82(5H, m), 7.70(2H, s), 7.57~7.41(12H, m)
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
1-1 m/z= 475.17 (C33H21N3O=475.55) 1-3 m/z= 525.18 (C37H23N3O=525.61)
1-5 m/z= 625.22 (C45H27N3O=625.73) 1-6 m/z= 581.16 (C39H23N3OS=581.69)
1-10 m/z= 565.18 (C39H23N3O2=565.63) 1-15 m/z= 591.23 (C42H29N3O=591.71)
1-20 m/z= 640.23 (C45H28N4O=640.75) 1-26 m/z= 551.20 (C39H25N3O=551.65)
1-29 m/z= 777.28 (C57H35N3O=777.93) 1-30 m/z= 701.25 (C51H31N3O=701.83)
1-31 m/z= 777.28 (C57H35N3O=777.93) 1-42 m/z= 716.26 (C51H32N4O=716.84)
1-50 m/z= 715.23 (C51H29N3O2=715.81) 1-55 m/z= 807.23 (C57H33N3OS=807.97)
1-59 m/z= 866.30 (C63H38N4O=867.02) 1-63 m/z= 817.31 (C60H39N3O=817.99)
1-68 m/z= 853.31 (C63H39N3O=854.02) 1-74 m/z= 701.25 (C51H31N3O=701.83)
2-5 m/z= 641.19 (C45H27N3S=641.79) 2-20 m/z= 656.20 (C45H28N4S=656.81)
2-31 m/z= 793.26 (C57H35N3O=793.99) 3-3 m/z= 560.23 (C42H28N2=560.70)
3-4 m/z= 560.23 (C42H28N2=560.70) 3-7 m/z= 636.26 (C48H32N2=636.80)
3-31 m/z= 636.26 (C48H32N2=636.80) 3-32 m/z= 636.26 (C48H32N2=636.80)
4-1 m/z= 475.17 (C33H21N3O=475.55) 4-3 m/z= 525.18 (C37H23N3O=525.61)
4-5 m/z= 625.22 (C45H27N3O=625.73) 4-6 m/z= 581.16 (C39H23N3OS=581.69)
4-10 m/z= 565.18 (C39H23N3O2=565.63) 4-15 m/z= 591.23 (C42H29N3O=591.71)
4-20 m/z= 640.23 (C45H28N4O=640.75) 4-26 m/z= 551.20 (C39H25N3O=551.65)
4-29 m/z= 777.28 (C57H35N3O=777.93) 4-30 m/z= 701.25 (C51H31N3O=701.83)
4-31 m/z= 777.28 (C57H35N3O=777.93) 4-42 m/z= 716.26 (C51H32N4O=716.84)
4-50 m/z= 715.23 (C51H29N3O2=715.81) 4-55 m/z= 807.23 (C57H33N3OS=807.97)
4-59 m/z= 866.30 (C63H38N4O=867.02) 4-63 m/z= 817.31 (C60H39N3O=817.99)
4-68 m/z= 853.31 (C63H39N3O=854.02) 4-74 m/z= 701.25 (C51H31N3O=701.83)
5-5 m/z= 641.19 (C45H27N3S=641.79) 5-20 m/z= 656.20 (C45H28N4S=656.81)
5-31 m/z= 793.26 (C57H35N3O=793.99)
< 실험예 1>-유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 ITO가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO 처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
상기 ITO 투명 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층 2-TNATA(4,4',4"-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine) 및 정공수송층 NPB(N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)을 형성시켰다.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 호스트로 하기 [표 8]에 기재된 화합물, 녹색 인광 도펀트로 Ir(ppy)3 (tris(2-phenylpyridine)iridium)을 사용하여 호스트에 Ir(ppy)3를 발광층 증착두께의 7%가 되도록 도핑하여 400Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3 를 200Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
2) 유기 전계 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T90을 측정하였다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 전계 발광 소자의 특성은 표 8과 같다.
발광층화합물 구동전압(V) 효율(cd/A) 색좌표(x, y) 수명(T90)
실시예 1 1-1 4.71 57.2 (0.243, 0.714) 152
실시예 2 1-3 4.32 68.3 (0.241, 0.711) 131
실시예 3 1-5 4.33 74.2 (0.241, 0.714) 221
실시예 4 1-6 4.66 71.1 (0.241, 0.715) 175
실시예 5 1-10 4.69 69.2 (0.231, 0.712) 179
실시예 6 1-15 4.66 71.2 (0.251, 0.714) 187
실시예 7 1-20 4.38 76.4 (0.241, 0.711) 200
실시예 8 1-26 4.67 71.2 (0.251, 0.714) 201
실시예 9 1-29 4.48 70.2 (0.241, 0.714) 206
실시예 10 1-30 4.36 78.9 (0.242, 0.713) 239
실시예 11 1-31 4.35 79.2 (0.241, 0.714) 261
실시예 12 1-42 4.45 72.8 (0.251, 0.714) 189
실시예 13 1-50 4.42 75.7 (0.251, 0.714) 221
실시예 14 1-55 4.33 75.2 (0.247, 0.727) 227
실시예 15 1-59 4.11 72.2 (0.231, 0.711) 211
실시예 16 1-63 4.31 79.2 (0.246, 0.717) 243
실시예 17 1-68 4.41 75.8 (0.231, 0.711) 249
실시예 18 1-74 4.66 71.1 (0.248, 0.711) 196
실시예 19 2-5 4.41 68.4 (0.246, 0.717) 176
실시예 20 2-20 4.33 69.1 (0.233, 0.701) 140
실시예 21 2-31 4.32 71.5 (0.251, 0.713) 199
실시예 22 3-3 4.75 51.2 (0.254, 0.724) 119
실시예 23 3-4 4.83 50.9 (0.233, 0.703) 101
실시예 24 3-7 4.73 52.2 (0.234, 0.714) 111
실시예 25 3-31 4.81 49.9 (0.243, 0.693) 112
실시예 26 3-32 4.74 55.2 (0.251, 0.724) 103
실시예 27 4-1 4.63 59.4 (0.242, 0.713) 142
실시예 28 4-3 4.21 67.4 (0.243, 0.712) 135
실시예 29 4-5 4.35 75.6 (0.242, 0.716) 189
실시예 30 4-6 4.53 76.4 (0.241, 0.713) 170
실시예 31 4-10 4.70 71.6 (0.236, 0.715) 181
실시예 32 4-15 4.47 77.2 (0.247, 0.712) 166
실시예 33 4-20 4.42 75.1 (0.243, 0.712) 210
실시예 34 4-26 4.54 70.1 (0.249, 0.711) 197
실시예 35 4-29 4.12 69.8 (0.242, 0.713) 211
실시예 36 4-30 4.42 75.4 (0.243, 0.718) 224
실시예 37 4-31 4.30 80.3 (0.242, 0.715) 247
실시예 38 4-42 4.32 71.0 (0.245, 0.717) 199
실시예 39 4-50 4.39 74.7 (0.249, 0.713) 230
실시예 40 4-55 4.41 78.2 (0.246, 0.725) 219
실시예 41 4-59 4.18 74.4 (0.239, 0.712) 209
실시예 42 4-63 4.24 77.8 (0.242, 0.716) 238
실시예 43 4-68 4.31 78.6 (0.233, 0.715) 240
실시예 44 4-74 4.29 76.3 (0.239, 0.712) 211
실시예 45 5-5 4.21 69.8 (0.245, 0.716) 166
실시예 46 5-20 4.34 72.1 (0.242, 0.711) 162
실시예 47 5-31 4.22 70.8 (0.249, 0.714) 177
비교예 1 Ref. 1 5.14 48.9 (0.246, 0.717) 40
비교예 2 Ref. 2 5.26 47.6 (0.255, 0.698) 31
비교예 3 Ref. 3 5.13 50.5 (0.254, 0.697) 30
비교예 4 Ref. 4 5.64 43.9 (0.236, 0.696) 20
비교예 5 Ref. 5 5.54 45.9 (0.246, 0.686) 26
비교예 6 Ref. 6 5.67 47.0 (0.251, 0.683) 24
비교예 7 Ref. 7 5.30 45.0 (0.246, 0.725) 50
비교예 8 Ref. 8 5.23 43.1 (0.239, 0.712) 41
비교예 9 Ref. 9 5.62 46.0 (0.243, 0.690) 70
비교예 10 Ref. 10 5.33 48.1 (0.230, 0.719) 61
< 실험예 2>-유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 ITO가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
상기 ITO 투명 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층 2-TNATA(4,4',4"-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine) 및 정공 수송층 NPB(N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)을 형성시켰다.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 호스트로 화학식 1에 기재된 화합물 한 종과 화학식 25에 기재된 화합물 한 종을 예비 혼합 후 하나의 공원에서 400Å 증착하였고 녹색 인광 도펀트는 Ir(ppy)3를 발광층 증착두께의 7% 도핑하여 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3 를 200Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
2) 유기 전계 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T90을 측정하였다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 유기 전계 발광 소자의 특성은 표 9와 같다.
발광층화합물 비율 구동전압(V) 효율(cd/A) 색좌표(x, y) 수명(T90)
실시예 48 1-31 : 3-3 1 : 8 4.73 54.2 (0.233, 0.714) 289
실시예 49 1 : 5 4.71 57.2 (0.243, 0.714) 283
실시예 50 1 : 2 4.35 79.2 (0.241, 0.714) 402
실시예 51 1 : 1 4.41 75.8 (0.231, 0.711) 388
실시예 52 2 : 1 4.67 71.2 (0.251, 0.714) 342
실시예 53 5 : 1 4.32 68.3 (0.241, 0.711) 273
실시예 54 8 : 1 4.21 67.0 (0.247, 0.727) 261
실시예 55 1-68 : 3-4 1 : 2 4.33 74.2 (0.241, 0.714) 360
실시예 56 1 : 1 4.42 72.2 (0.231, 0.711) 350
실시예 57 2 : 1 4.66 71.2 (0.251, 0.714) 328
실시예 58 1-20 : 3-7 1 : 2 4.38 76.4 (0.241, 0.711) 349
실시예 59 1 : 1 4.45 72.8 (0.251, 0.714) 328
실시예 60 2 : 1 4.66 71.1 (0.241, 0.711) 305
실시예 61 1-30 : 3-31 1 : 2 4.33 75.2 (0.247, 0.727) 365
실시예 62 1 : 1 4.48 70.2 (0.241, 0.714) 343
실시예 63 2 : 1 4.69 69.2 (0.231, 0.711) 316
실시예 64 2-31 : 3-32 1 : 2 4.31 79.2 (0.246, 0.717) 387
실시예 65 1 : 1 4.42 75.7 (0.251, 0.714) 363
실시예 66 2 : 1 4.66 71.1 (0.241, 0.711) 332
실시예 67 4-31 : 3-3 1 : 8 4.77 56.4 (0.232, 0.714) 280
실시예 68 1 : 5 4.69 57.9 (0.241, 0.712) 279
실시예 69 1 : 2 4.44 81.3 (0.243, 0.714) 399
실시예 70 1 : 1 4.31 79.9 (0.240, 0.713) 391
실시예 71 2 : 1 4.69 81.8 (0.249, 0.713) 335
실시예 72 5 : 1 4.31 67.8 (0.243, 0.712) 284
실시예 73 8 : 1 4.42 66.3 (0.248, 0.725) 267
실시예 74 4-68 : 3-4 1 : 2 4.23 77.4 (0.242, 0.714) 359
실시예 75 1 : 1 4.33 79.1 (0.241, 0.713) 362
실시예 76 2 : 1 4.42 77.7 (0.249, 0.713) 330
실시예 77 4-20 : 3-7 1 : 2 4.23 79.2 (0.242, 0.715) 355
실시예 78 1 : 1 4.33 74.6 (0.245, 0.712) 323
실시예 79 2 : 1 4.42 77.1 (0.241, 0.712) 311
실시예 80 4-30 : 3-31 1 : 2 4.33 79.3 (0.245, 0.725) 355
실시예 81 1 : 1 4.48 78.9 (0.239, 0.712) 342
실시예 82 2 : 1 4.69 72.4 (0.241, 0.714) 300
실시예 83 5-31 : 3-32 1 : 2 4.31 74.2 (0.244, 0.714) 372
실시예 84 1 : 1 4.42 80.4 (0.241, 0.713) 370
실시예 85 2 : 1 4.66 72.4 (0.243, 0.712) 342
Figure PCTKR2018010936-appb-I000085
Figure PCTKR2018010936-appb-I000086
Figure PCTKR2018010936-appb-I000087
Figure PCTKR2018010936-appb-I000088
Figure PCTKR2018010936-appb-I000089
Figure PCTKR2018010936-appb-I000090
Figure PCTKR2018010936-appb-I000091
Figure PCTKR2018010936-appb-I000092
Figure PCTKR2018010936-appb-I000093
Figure PCTKR2018010936-appb-I000094
소자 평가 결과 본 발명의 헤테로고리 화합물의 효율, 특히 수명 특성이 우수함을 확인할 수 있었다. 재료의 상용화를 위해서는 장수명 특성은 가장 중요한 요소이다. 특히, 디벤조퓨란의 산소 또는 디벤조티오펜의 황의 강력한 전자 주게 성격으로 LUMO site의 전자 불안정성 증가로 인한 소자 수명 감소할 수 있으며, Ortho, para 지향성으로 인해 특히 디벤조퓨란 또는디벤조티오펜 탄소 위치에 전자수송성 기가 치환된 경우 더 영향을 받게 되나, 본 발명에 따른 화합물은 N 함유 고리가 3번 탄소에 위치함으로써 소자의 수명을 개선할 수 있다.
상기 표 8의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 발광층 재료를 이용한 유기 전계 발광 소자는 비교예 1 내지 10에 비해 구동 전압이 낮고, 발광효율이 향상되었을 뿐만 아니라 수명도 현저히 개선되었다.
상기 표 9의 결과를 보면 화학식 1의 화합물 및 화학식 25의 화합물을 동시에 포함하는 경우 더 우수한 효율 및 수명 효과를 보인다. 이 결과는 두 화합물을 동시에 포함하는 경우 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어남을 예상할 수 있다.
상기 엑시플렉스(exciplex) 현상은 두 분자간 전자 교환으로 donor(p-host)의 HOMO level, acceptor(n-host) LUMO level 크기의 에너지를 방출하는 현상이다. 두 분자간 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나면 Reverse Intersystem Crossing(RISC)이 일어나게 되고 이로 인해 형광의 내부양자 효율이 100%까지 올라갈 수 있다. 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 도움을 줄 수 있다. 본원 발명에서는 donor 역할은 상기 화학식 25의 화합물, acceptor 역할은 상기 화학식 1의 화합물이 발광층 호스트로 사용되었을 경우에 우수한 소자 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
한편, 하기 표 10에서 알 수 있듯, 화합물 1-25의 HOMO 오비탈은 디벤조푸란의 아릴기까지 비편재화 되어 있다. 하지만 비교예 1 또는 4와 같이 치환기가 없는 경우에는, 디벤조푸란과 디벤조티오펜에 HOMO가 편재화되어 정공를 효과적으로 안정화시키지 못하고 수명이 저하됨을 확인할 수 있었다.
Figure PCTKR2018010936-appb-I000095
또한 비교예 2, 3, 5 및 6의 화합물과 같이 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜기에 트리아진기가 없는 경우에는, 전자이동도가 떨어져 발광층에서 정공과 전자의 균형이 깨져서 수명이 저하된다.
또한 본 발명의 화합물과 비교예 7 내지 10의 화합물을 비교해 보면 특정 치환기(헤테로 아릴기 또는 아릴기)와 트리아진기가 디벤조푸란과 디벤조티오펜에 치환된 구성은 같으나 치환기 위치가 상이하다. 특히 비교예 7 및 8 같이 디벤조푸란과 디벤조티오펜에 오르쏘(ortho)로 결합 된 경우에는 치환기 간의 입체 장애 때문에 구조적으로 불안정화 되어 수명이 저하됨을 확인할 수 있었다.
비교예 9 및 10의 경우 디벤조푸란이나 디벤조티오펜의 4번 또는 2번에 트리아진기가 치환된 경우 발광층 내로 주입된 전자를 트리아진기가 전자를 잡아 당겨 안정화 시켜야 하는데 전자를 주는 디벤조푸란이나 디벤조티오펜의 산소나 황의 영향으로 주입된 전자가 불안정해지는 효과로 소자 수명이 저하되는 것으로 판단된다.

Claims (17)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000096
    상기 화학식 1에 있어서,
    X는 O 또는 S이고,
    Y는 정공수송성 기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    Z는 전자수송성 기이고,
    L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며, p 및 q는 각각 0 내지 3의 정수이고, p가 2 이상인 경우 L1은 서로 같거나 상이하고, q가 2 이상인 경우 L2는 서로 같거나 상이하며,
    Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하며, a 및 b는 각각 1 내지 3의 정수이고, a가 2 이상인 경우 Ra는 서로 같거나 상이하고, b가 2 이상인 경우 Rb는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000097
    상기 화학식 2에 있어서, N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이고, 나머지 치환기는 화학식 1에서 정의한 것과 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 내지 5 중 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000098
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000099
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000100
    상기 화학식 3 내지 5에 있어서,
    X1은 CR11 또는 N이고, X2는 CR12 또는 N이고, X3은 CR13 또는 N이고, X4는 CR14 또는 N이고, X5는 CR15 또는 N이고,
    R11 내지 R15 및 R17 내지 R22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하고,
    나머지 치환기는 상기 화학식 1에서 정의한 것과 같다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 6 내지 8 중 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000101
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000102
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000103
    상기 화학식 6 내지 8에 있어서,
    Xa는 S, O, CRcRd 또는 NRe이고,
    R31 내지 R34, Rc, Rd 및 Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하고, c, e 및 f는 각각 0 내지 4의 정수이고, d는 0 내지 3의 정수이며, c가 2 이상인 경우 R31은 서로 같거나 상이하고, d가 2 이상인 경우 R32는 서로 같거나 상이하며, e가 2 이상인 경우 R33는 서로 같거나 상이하고, f가 2 이상인 경우 R34는 서로 같거나 상이하며,
    Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이고,
    나머지 치환기는 상기 화학식 1에서 정의한 것과 같다.
  5. 청구항 3에 있어서,
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000104
    는 하기 화학식 9 내지 11 중 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000105
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000106
    [화학식 11]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000107
    상기 화학식 9에 있어서, X1, X3 및 X5 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
    상기 화학식 10에 있어서, X1, X2 및 X5 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
    상기 화학식 11에 있어서, X1 내지 X3 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
    R12, R14 및 R23 내지 R26은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성한다.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 화학식 9는 하기 구조식들에서 선택되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000108
    상기 구조식에 있어서, R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성한다.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 15로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 15]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000109
    상기 화학식 15에 있어서, 치환기들은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 19로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 19]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000110
    상기 화학식 19에 있어서, 치환기들은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000111
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000112
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000113
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000114
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000115
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000116
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000117
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000118
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000119
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000120
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000121
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000122
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000123
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000124
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000125
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000126
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000127
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000128
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000129
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000130
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000131
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000132
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000133
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000134
    .
  10. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 10에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층. 전자주입층, 전자수송층, 전자차단층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 25의 화합물을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 25]
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000135
    상기 화학식 25에 있어서,
    Rz 및 Rq는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하고,
    R, R', 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    Rx 및 Ry는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    r 및 s는 0 내지 7의 정수이다.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 화학식 25는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000136
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000137
    Figure PCTKR2018010936-appb-I000138
    .
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