KR101807924B1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR101807924B1
KR101807924B1 KR1020150180975A KR20150180975A KR101807924B1 KR 101807924 B1 KR101807924 B1 KR 101807924B1 KR 1020150180975 A KR1020150180975 A KR 1020150180975A KR 20150180975 A KR20150180975 A KR 20150180975A KR 101807924 B1 KR101807924 B1 KR 101807924B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
compound
light emitting
layer
formula
Prior art date
Application number
KR1020150180975A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160074426A (ko
Inventor
김수연
이호용
권혁준
김민준
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20160074426A publication Critical patent/KR20160074426A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101807924B1 publication Critical patent/KR101807924B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D239/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings
    • C07D239/70—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D239/72—Quinazolines; Hydrogenated quinazolines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H01L51/0072—
    • H01L51/5012—
    • H01L51/5056—
    • H01L51/5072—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014—Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{HETEROCYCLIC COMPOUNDS AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다. 본 출원은 2014년 12월 18일에 한국특허청에 제출된 한국특허 출원 제10-2014-0183604호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
다양한 정보를 화면으로 구현하는 디스플레이(display) 분야는, 정보 통신 시대의 핵심 기술로서, 박형화, 경량화, 고성능의 방향으로 발전하고 있다.
기존의 CRT(cathode ray tube)는 고전압하에서 작동하고 크기 및 무게 등의 제약을 받으므로, 전력 소모가 적고 대형 화면화가 가능한 평판표시기(flat panel display)로 빠르게 대체되고 있다.
유기 발광 소자는 유기물 박막의 양극에 애노드와 캐소드를 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 형성된 엑시톤의 에너지로 인해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용한 자체 발광형 디스플레이 소자이다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
대한민국 특허출원공개 제 2014-0055137호
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112015123932651-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 아미노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬아릴기이고,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
n, m 및 p는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 0 내지 4의 정수이고,
q는 각각 0 내지 7의 정수이고,
n, m, p 및 q가 2이상일 때, 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 발광층의 재료로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 화합물은 유기 발광 소자의 적색 호스트 재료로서 사용될 수 있다.
도 1은 기판(1), 애노드(2), 발광층(3), 캐소드(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 애노드(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 캐소드(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화학식 1의 화합물을 제공한다.
본 명세서에 있어서 "
Figure 112015123932651-pat00002
"는 인접한 치환기와 결합할 수 있는 위치를 나타낸다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된"이라는 용어는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 아미노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴이기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미한다. 예컨대, 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 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환기를 가질 수 있으며, 치환기가 서로 연결된 구조를 가질 수 있다. 상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112015123932651-pat00003
,
Figure 112015123932651-pat00004
,
Figure 112015123932651-pat00005
및
Figure 112015123932651-pat00006
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종 원소로 O, N 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로아릴기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 또는 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112015123932651-pat00007
[화학식 3]
Figure 112015123932651-pat00008
상기 화학식 2 및 3에 있어서, Ar1 내지 Ar3, L1 내지 L2 및 R1 내지 R2의 정의는 화학식 1과 같다.
상기 화학식 2 및 3에 있어서, n 및 m의 정의는 화학식 1과 같다.
상기 화학식 2 및 3에 있어서, p 및 q의 정의는 화학식 1과 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 30의 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하고, 탄소수 6 내지 18의 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 탄소수 6 내지 15의 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 15의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하고, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 티오페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 트리페닐아민 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하고, 9,9-다이메틸 플루오레닐; 나프틸; 디벤조티오페닐; 페닐; 바이페닐; 터페닐;또는 트리페닐아민이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 나프틸; 9,9-다이메틸 플루오레닐; 페닐; 디벤조티오페닐; 바이페닐; 터페닐; 또는 트리페닐아민이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 나프틸; 9,9-다이메틸 플루오레닐; 페닐; 디벤조티오페닐; 바이페닐; 터페닐; 또는 트리페닐아민 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3는 페닐; 또는 바이페닐이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접 결합; 및 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴렌기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 명세어의 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L1은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1 은
Figure 112015123932651-pat00009
,
Figure 112015123932651-pat00010
또는
Figure 112015123932651-pat00011
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은
Figure 112015123932651-pat00012
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은
Figure 112015123932651-pat00013
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는
Figure 112015123932651-pat00014
,
Figure 112015123932651-pat00015
또는
Figure 112015123932651-pat00016
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는
Figure 112015123932651-pat00017
또는
Figure 112015123932651-pat00018
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 40의 치환 또는 비치환된 알킬기; 탄소수 3 내지 40의 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 40의 치환 또는 비치환된 아릴기; 탄소수 2 내지 30의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; 탄소수 1 내지 40의 치환 또는 비치환된 아릴알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 40의 치환 또는 비치환된 알킬기; 탄소수 6 내지 40의 치환 또는 비치환된 아릴기;또는 탄소수 2 내지 30의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 수소, 페닐, 바이페닐, 치환 또는 비치환된 9,9-다이메틸 플루오레닐일 수 있다.
본 명세서의 또 다른 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, n, m 및 p는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 0 내지 4의 정수이며, q는 0 내지 7의 정수이고, p 및 q가 각각 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, n, m 및 p는 각각 0 내지 3의 정수이고, q는 0 또는 7이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들로부터 선택될 수 있다.
Figure 112015123932651-pat00019
Figure 112015123932651-pat00020
Figure 112015123932651-pat00021
Figure 112015123932651-pat00022
Figure 112015123932651-pat00023
Figure 112015123932651-pat00024
Figure 112015123932651-pat00025
Figure 112015123932651-pat00026
Figure 112015123932651-pat00027
Figure 112015123932651-pat00028
Figure 112015123932651-pat00029
Figure 112015123932651-pat00030
Figure 112015123932651-pat00031
Figure 112015123932651-pat00032
Figure 112015123932651-pat00033
Figure 112015123932651-pat00034
Figure 112015123932651-pat00035
Figure 112015123932651-pat00036
Figure 112015123932651-pat00037
Figure 112015123932651-pat00038
Figure 112015123932651-pat00039
Figure 112015123932651-pat00040
Figure 112015123932651-pat00041
Figure 112015123932651-pat00042
Figure 112015123932651-pat00043
Figure 112015123932651-pat00044
또한, 본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸기 또는 벤조카바졸기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1의 화합물을 포함하고, 발광 도펀트를 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1의 화합물과 발광 도펀트를 포함하고, 상기 발광층 전체를 100으로 하였을 때, 상기 화학식 1의 화합물의 중량부는 65내지 99중량부이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 발광도펀트로 인광도펀트를 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 인광도펀트로 이리듐계 인광도펀트를 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 이리듐계 인광도펀트로 Ir(ppy)3 을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층을 포함하고, 상기 전자저지층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 캐소드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 애노드(2), 발광층(3), 캐소드(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 애노드(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 캐소드(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 유기물층 및 캐소드를 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(Physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 애노드를 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 캐소드로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 캐소드 물질로부터 유기물층, 애노드 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 애노드는 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수(work function)가 높은 도전성 물질이 바람직하다. 예시적인 도전성 물질은 금속, 금속 산화물 또는 도전성 고분자를 포함할 수 있다. 구체적으로 탄소, 알루미늄, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 은, 금, 기타 금속 및 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물 및 기타 이와 유사한 금속 산화물; ZnO:Al 및 Sn2O:Sb와 같은 산화물과 금속의 혼합물일 수 있다. 또한, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리(3-헥실싸이오펜)(P3HT), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리파라페닐렌, 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자일 수 있다.
상기 애노드 재료로는 투명 물질이 사용될 수도 있고, 불투명 물질이 사용될 수도 있다. 애노드 방향으로 발광되는 구조의 경우, 애노드는 투명하게 형성될 수 있다. 여기서, 투명이란 유기물층에서 발광된 빛이 투과할 수 있으면 되며, 빛의 투과도는 특별히 한정되지 않는다.
예컨대, 본 명세서에 따른 유기 발광 소자가 전면발광형이고, 애노드가 유기물층 및 캐소드의 형성 전에 기판 상에 형성되는 경우에는, 애노드 재료로서 투명 물질 뿐만 아니라 광반사율이 우수한 불투명 물질도 사용될 수 있다. 예컨대, 본 명세서에 따른 유기 발광 소자가 후면발광형이고, 애노드가 유기물층 및 캐소드의 형성 전에 기판 상에 형성되는 경우에는, 애노드 재료로서 투명 물질이 사용되거나, 불투명 물질이 투명하게 될 정도로 박막으로 형성되어야 한다.
상기 캐소드 물질로는 유기물층으로 전자 주입이 용이하게 이루어지도록 일함수가 작은 물질이 바람직하다. 예컨대, 캐소드 재료로서 일함수가 2eV 내지 5eV인 물질이 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 캐소드는 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 등을 포함할 수 있다.
상기 캐소드는 상기 애노드와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 캐소드로는 앞에서 애노드의 재료로서 예시한 재료들로 형성될 수 있다. 또는, 캐소드 또는 애노드는 투명 물질을 포함할 수 있다.
상기 정공수송층은 애노드나 정공 주입층에서 정공 주입을 통해 수송된 정공을 보다 원활하게 발광층으로 이동하게 하며, 캐소드에서 수송되어 온 전자를 발광층에 속박하는 기능을 수행하는 층으로, 정공수송층의 물질은 정공이동도가 높은 물질이 적합하다. 예컨대, 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층에서는 정공 수송과 전자 수송이 동시에 일어나므로 발광층은 n형 특성과 p형 특성을 모두 가질 수 있다. 편의상 전자 수송이 정공 수송에 비하여 빠를 경우 n형 발광층, 정공 수송이 전자 수송에 비하여 빠를 경우 p형 발광층이라고 정의할 수 있다.
상기 전자수송층은 캐소드나 전자 주입층에서 전자주입을 통해 수송된 전자를 보다 원활하게 발광층으로 이동하게 하며, 애노드에서 수송되어 온 정공을 발광층에 속박하는 기능을 수행하는 층으로, 전자이동도가 높은 물질이 적합하다. 예컨대, 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 유기 화합물, 금속 또는 금속 화합물이 있다.
도펀트 재료로서의 유기 화합물로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 또는 금속 화합물로는 일반적인 금속 또는 금속 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로 금속 착체를 사용할 수 있다. 상기 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공저지층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자저지층은 정공을 수송하면서 전자를 저지함으로써, 전자와 정공이 재결합할 확률을 향상시키는 역할을 하는 층으로, 정공을 수송하는 기능을 가지면서, 전자를 수송하는 능력이 현저하게 작은 재료가 적합하다. 전자저지층의 재료는 전술한 정공수송층의 재료를 필요에 따라 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 공지의 전자저지층을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 애노드의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 구비된 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 기판은 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 유기 발광 소자에 통상적으로 사용되는 기판이며 제한되지 않는다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 애노드; 상기 애노드 대향하여 구비된 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 기판과 상기 애노드 사이에 구비된 광산란층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 광산란층은 평탄층을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 광산란층은 광 산란을 유도하여 소자의 내부 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 구조라면 제한되지 않는다. 상기 광산란층은 산란 입자와 평탄층 간의 굴절률 차이를 크게 형성함으로써 내부 광추출 효율을 높일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 플렉시블(flexible) 유기발광소자일 수 있다. 이 경우, 상기 기판은 플렉시블 재료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 기판은 휘어질 수 있는 박막 형태의 글래스, 플라스틱 또는 필름 형태의 기판일 수 있다.
상기 플라스틱 기판의 재료는 특별히 한정하지는 않으나, 일반적으로 PET, PEN, PC, PEEK 및 PI 등의 필름을 단층 또는 복층의 형태로 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다. 상기 조명 장치에서 상기 유기 발광 소자는 발광부의 역할을 수행할 수 있다. 그 외, 조명 장치에 필요한 구성들은 당 기술 분야에 알려져 있는 것들이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 디스플레이 장치에서 상기 유기 발광 소자는 화소 또는 백라이트 역할을 수행할 수 있다. 그 외, 디스플레이 장치의 구성은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 적용될 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
일반적인 합성 방법
(1) 화학식 M1의 일반적인 제조 방법
Figure 112015123932651-pat00045
(2) 화학식 M2의 일반적인 제조 방법
Figure 112015123932651-pat00046
(3) 화합물의 일반적인 제조 방법
Figure 112015123932651-pat00047
제조예 1: 화학식 M 1-1의 제조
(1) 화학식 A-1의 제조
Figure 112015123932651-pat00048
2L 둥근 바닥 플라스크에 2,4-다이클로로 퀴놀린 35 g (176 mmol), 페닐보로닉에시드 21.2 g (174 mmol) 테트라키스트리페닐포스핀 팔라듐 4.06 g (3.52 mmol) 을 1,4-다이옥세인 880 ml에 넣고 포타슘카보네이트 72 g (528 mmol) 수용액 200 ml 과 혼합하여 24 시간 가열 환류하였다. 클로로포름과 물을 이용해서 불순물을 제거해 준 뒤 무수황산마그네슘을 넣어 수분을 제거하였다. 용액을 필터 한 다음 클로로포름과 에틸아세테이트를 이용하여 재결정 하여 화학식 A-1 35.6 g (84 %) 를 얻었다.
(2) 화학식 M 1-1의 제조
Figure 112015123932651-pat00049
질소 분위기 하에서 1L 둥근 바닥 플라스크에 화학식 A-1 15 g (62.3 mmol), 비스피나콜보레이트 19 g (74.8 mmol), 포타슘아세테이트 18 g (187 mmol), 트리(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 1 g (1.87 mmol), 트리사이클로헥실포스파이트 1 g (3.7 mmol)을 1,4-다이옥세인 200 ml 에 넣고 반응기의 온도를 120도로 올려 12시간 동안 가열 환류 하였다. 반응물을 필터하여 반응을 종결하고, 여액에 무수황산마그네슘을 넣어 수분을 제거하였다. 용매를 모두 제거한 다음 클로로포름과 에탄올을 이용해 재결정 하여 화학식 M 1-1, 17.6 g (수율 85 %)을 얻었다.
제조예 2: 화학식 M 1- 2 의 제조
Figure 112015123932651-pat00050
페닐보로닉에시드 대신 바이페닐보로닉에시드를 사용한 것을 제외하고, 화학식 M 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화학식 M 1-2, 18 g (수율 78%) 얻었다.
제조예 3: 화학식 M 1- 3 의 제조
(1) 화학식 A-2의 제조
Figure 112015123932651-pat00051
0.5L 둥근 바닥 플라스크에 화학식 A-1 20 g (83 mmol), (3-클로로페닐) 보로닉에시드 11.8 g (75.45 mmol) 테트라키스트리페닐포스핀 팔라듐 2.18 g (1.88 mmol) 을 테트라하이드로퓨란180 ml에 넣고 포타슘카보네이트 31.3 g (226 mmol) 수용액 70 ml 과 혼합하여 18 시간 가열 환류하였다. 클로로포름과 물을 이용해서 불순물을 제거해 준 뒤 무수황산마그네슘을 넣어 수분을 제거하였다. 용액을 필터 한 다음 클로로포름과 에탄올을 이용하여 재결정 하여 화학식 A-2 19 g (80 %) 를 얻었다.
(2) 화학식 M 1-3의 제조
Figure 112015123932651-pat00052
화학식 A-1 대신 화학식 A-2를 사용한 것을 제외하고, 화학식 M 1-1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화학식 M 1-3, 18.2 g (수율 75%) 얻었다.
제조예 1의 화합물 M 1-1과 제조예 3의 화합물 M 1-3의 제조 방법에 따라 화합물 M 1-4~M 1- 6를 제조하였다
Figure 112015123932651-pat00053
제조예 7: 화학식 M 2- 1 의 제조
Figure 112015123932651-pat00054
1 L 둥근 바닥 플라스크에 화학식 다이페닐아민 20 g (118 mmol), 1-브로모-4-아이오도벤젠 33.4 g (118 mmol), 포타슘하이드록사이드 13.2 g (236 mmol) 을 자일렌 400 ml에 넣고 교반시킨다. 5분 뒤에 1,10-페난쓰롤린 7 g (35.5 mmol)을 첨가해 준 뒤 교반시켜준다. 물질들이 어느 정도 녹으면 쿠퍼아이오다이드 6.75 g (35.5 mmol)을 첨가한 뒤 온도를 올려서 18 시간 가열 환류하였다. 에틸아세테이트와 물을 이용해서 불순물을 제거해 준 뒤 무수황산마그네슘을 넣어 수분을 제거하였다. 용액을 필터 한 다음 에틸아세테이트와 에탄올을 이용하여 재결정 하여 화학식 M 2-1 24 g (63 %) 를 얻었다.
제조예 7의 화합물 M 2-1의 제조 방법에 따라 화합물 M 2-2 ~ M 2-24를 제조하였다.
Figure 112015123932651-pat00055
Figure 112015123932651-pat00056
Figure 112015123932651-pat00057
Figure 112015123932651-pat00058
제조예 31: 화학식 M 3- 1 의 제조
Figure 112015123932651-pat00059
0.25 L 둥근 바닥 플라스크에 2-브로모 카바졸 6.57 g (26.7 mmol), 화학식 M 1-1 8.45 g (25.4 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀 팔라듐 0.587 g (0.5 mmol) 을 테트라하이드로퓨란 64 ml에 넣고 포타슘카보네이트 10.5 g (76.2 mmol) 수용액 20 ml 과 혼합하여 15 시간 가열 환류하였다. 클로로포름과 물을 이용해서 불순물을 제거해 준 뒤 무수황산마그네슘을 넣어 수분을 제거하였다. 용액을 필터 한 다음 클로로포름과 에탄올을 이용하여 재결정 하여 화학식 M 3-1 7.36 g (78 %) 를 얻었다.
제조예 31의 화합물 M 3-1의 제조 방법에 따라 화합물 M 3-2 ~ M 3-12를 제조하였다.
Figure 112015123932651-pat00060
Figure 112015123932651-pat00061
Figure 112015123932651-pat00062
제조예 43: 화학식 1- 1 의 제조
Figure 112015123932651-pat00063
0.25 L 둥근 바닥 플라스크에 화학식 M 3-1 7 g (18.8 mmol), 화학식 M 2-1 6.11 g (18.8 mmol), 비스(트리-t-부틸포스핀)팔라듐 0.14 g (0.28 mmol), 소디움-t-부톡사이드 3.6 g (37.6 mmol) 을 자일렌 65 ml에 넣고 3 시간 가열 환류하였다. 클로로포름과 물을 이용해서 불순물을 제거해 준 뒤 무수황산마그네슘을 넣어 수분을 제거하였다. 용액을 필터 한 다음 클로로포름과 에틸아세테이트를 이용하여 재결정 하여 화학식 1-1 8.57 g (74 %) 를 얻었다.
제조예 43의 화합물 1-1의 제조 방법에 따라 다음의 화합물을 제조하였다.
Figure 112015123932651-pat00064
Figure 112015123932651-pat00065
Figure 112015123932651-pat00066
Figure 112015123932651-pat00067
Figure 112015123932651-pat00068
Figure 112015123932651-pat00069
Figure 112015123932651-pat00070
Figure 112015123932651-pat00071
Figure 112015123932651-pat00072
Figure 112015123932651-pat00073
Figure 112015123932651-pat00074
Figure 112015123932651-pat00075
Figure 112015123932651-pat00076
Figure 112015123932651-pat00077
Figure 112015123932651-pat00078
Figure 112015123932651-pat00079
Figure 112015123932651-pat00080
Figure 112015123932651-pat00081
실시예
< 실험예1 >
ITO(indium tin oxide)가 1500 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송하였다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 이송하였다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexanitrilehexaazatriphenylene; HAT)를 500 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다.
[HAT]
Figure 112015123932651-pat00082
상기 정공주입층 위에 하기 구조의 NPB(N, N-비스-(1-나프탈레닐)-N, N-비스-페닐-(1, 1-비페닐)-4, 4-디아민) 화합물을 400 Å의 두께로 열 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
[NPB]
Figure 112015123932651-pat00083
이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 300 Å으로 위에 실시예 1에서 제조된 화학식 1-2의 화합물을 Ir(ppy)3 도펀트 10% 농도 (중량비 Wt%)로 진공증착 하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 아래와 같은 전자 수송 물질을 200 Å의 두께로 진공 증착하여 전자주입 및 수송층을 형성하였다.
[전자 수송 물질]
Figure 112015123932651-pat00084
상기 전자주입 및 수송층 위에 순차적으로 12 Å 두께로 LiF와 2000 Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
<실험예 2>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 1-9 를 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 3>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 1-34 를 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 4>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 2-1 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 5>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 2-14 를 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 6>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 2-26 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 7>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 2-33 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 8>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 2-41 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 9>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 3-2 를 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 10>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 3-21 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 11>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 3-26 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 12>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 3-33 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 13>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 4-26 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 14>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 4-38 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 15>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 5-26 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 16>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 5-29 를 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 17>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 5-30 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 18>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 6-3 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 19>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 6-26 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실험예 20>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2 의 화합물 대신에 화합물 6-36 을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2의 화합물 대신에 하기 화합물 A를 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure 112015123932651-pat00085
<비교예 2>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2의 화합물 대신에 하기 화합물 B를 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure 112015123932651-pat00086
<비교예 3>
상기 실험예 1에서 화학식 1-2의 화합물 대신에 하기 화합물 C를 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure 112015123932651-pat00087
상기 실험예 1 내지 실험예 20, 비교예 1 및 비교예 3에서 각각의 화합물을 발광층으로 사용하여 제작한 소자결과를 표 1에 나타내었다.
호스트 구동 전압(V) 전류효율(cd/A) 전력효율(lm/W)
실험예1 1-2 5.0 42.5 26.7
실험예 2 1-9 6.2 43.5 22.0
실험예 3 1-34 5.7 42.6 23.46
실험예 4 2-1 5.6 47.8 26.8
실험예 5 2-14 4.8 45.8 30.0
실험예 6 2-26 4.3 43.3 31.6
실험예 7 2-33 5.3 42.9 25.4
실험예 8 2-41 5.2 43.7 26.4
실험예 9 3-2 4.9 45.6 29.3
실험예 10 3-21 5.4 49.0 28.5
실험예 11 3-26 4.3 45.6 33.3
실험예 12 3-33 5 42.9 27.0
실험예 13 4-26 4.5 43.8 30.6
실험예 14 4-38 4.9 46.5 29.8
실험예 15 5-26 4.4 42.5 30.3
실험예 16 5-29 5.2 44.6 26.9
실험예 17 5-30 5 43.6 27.4
실험예 18 6-3 5.6 45.8 25.7
실험예 19 6-26 4.8 43.2 28.3
실험예 20 6-36 4.9 45.5 29.2
비교예 1 화합물 A 6.4 41.2 20.2
비교예 2 화합물 B 7.1 42 18.6
비교예 3 화합물 C 6.8 42.5 19.6
상기 표 1에서 알 수 있듯이 실험예 1 내지 20 에서 제작된 호스트들의 발광 특성은 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 화합물에 비해 구동 전압이 현저히 낮으며 전력효율이 더 높은 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 기판
2: 애노드
3: 발광층
4: 캐소드
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자수송층

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112017067626829-pat00088

    상기 화학식 1에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 바이페닐기; 나프틸기; 9,9-다이메틸플루오레닐기; 또는 디벤조티오펜기이고,
    Ar3는 페닐기 또는 바이페닐기이고,
    R1 및 R2는 수소이고,
    L1은 페닐렌기이고,
    L2는 직접결합 또는 페닐렌기이며,
    n, m 및 p는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 0 내지 4의 정수이고,
    q는 각각 0 내지 7의 정수이며,
    n, m, p 및 q가 2이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure 112015123932651-pat00089

    [화학식 3]
    Figure 112015123932651-pat00090

    상기 화학식 2 및 3에 있어서,
    Ar1 내지 Ar3, L1 내지 L2 및 R1 및 R2의 정의는 화학식 1과 같고,
    n, m, p 및 q의 정의는 화학식 1과 같다.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    L1은
    Figure 112015123932651-pat00091
    또는
    Figure 112015123932651-pat00092
    이고,
    L2는 직접결합;
    Figure 112015123932651-pat00093
    또는
    Figure 112015123932651-pat00094
    인 것인 화합물.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure 112017067626829-pat00123

    Figure 112017067626829-pat00124

    Figure 112017067626829-pat00125

    Figure 112017067626829-pat00126

    Figure 112017067626829-pat00127

    Figure 112017067626829-pat00128

    Figure 112017067626829-pat00129

    Figure 112017067626829-pat00130

    Figure 112017067626829-pat00131

    Figure 112017067626829-pat00132

    Figure 112017067626829-pat00133

    Figure 112017067626829-pat00134

    Figure 112017067626829-pat00135

    Figure 112017067626829-pat00136

    Figure 112017067626829-pat00137
  10. 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1, 2, 7 및 9 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 이상인 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 플랙시블(flexible) 유기발광소자인 것인 유기 발광 소자.
KR1020150180975A 2014-12-18 2015-12-17 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 KR101807924B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140183604 2014-12-18
KR1020140183604 2014-12-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160074426A KR20160074426A (ko) 2016-06-28
KR101807924B1 true KR101807924B1 (ko) 2017-12-12

Family

ID=56366322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150180975A KR101807924B1 (ko) 2014-12-18 2015-12-17 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101807924B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109705100B (zh) * 2017-12-22 2021-12-07 广州华睿光电材料有限公司 含萘咔唑类有机光化合物、混合物、组合物及其用途

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150333281A1 (en) 2014-05-14 2015-11-19 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102098737B1 (ko) 2012-10-30 2020-04-09 삼성디스플레이 주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150333281A1 (en) 2014-05-14 2015-11-19 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160074426A (ko) 2016-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101956790B1 (ko) 다중고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101412437B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자
KR101770463B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101991050B1 (ko) 스피로형 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101644700B1 (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
TWI619711B (zh) 含氮雜環化合物及包含其之有機電子裝置
KR101755093B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20140009919A (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR101808403B1 (ko) 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101607749B1 (ko) 함질소 헤테로환 화합물 및 이를 포함한 유기 전자소자
KR20160079514A (ko) 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR101981245B1 (ko) 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20130128322A (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101992348B1 (ko) 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
JP2019502654A (ja) 化合物およびこれを含む有機電子素子
KR101628438B1 (ko) 함질소 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR20170041119A (ko) 스피로형 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101768312B1 (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20150037318A (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190063821A (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101984081B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101757556B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR101615816B1 (ko) 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101757557B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR101807924B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant