KR102447718B1 - 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents

신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102447718B1
KR102447718B1 KR1020220071665A KR20220071665A KR102447718B1 KR 102447718 B1 KR102447718 B1 KR 102447718B1 KR 1020220071665 A KR1020220071665 A KR 1020220071665A KR 20220071665 A KR20220071665 A KR 20220071665A KR 102447718 B1 KR102447718 B1 KR 102447718B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
compound
light emitting
deuterium
halogen
Prior art date
Application number
KR1020220071665A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220084261A (ko
Inventor
함호완
김봉기
안현철
김동준
한정우
김근태
이형진
임동환
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
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
Priority claimed from KR1020140162267A external-priority patent/KR20150058082A/ko
Application filed by 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Publication of KR20220084261A publication Critical patent/KR20220084261A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102447718B1 publication Critical patent/KR102447718B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/12—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D491/14—Ortho-condensed systems
    • C07D491/147—Ortho-condensed systems the condensed system containing one ring with oxygen as ring hetero atom and two rings with nitrogen as ring hetero atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04—Ortho-condensed systems
    • H01L51/0062—
    • H01L51/0067—
    • H01L51/0071—
    • H01L51/5012—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • 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
    • 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
    • C09K2211/1048—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms with oxygen
    • 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
    • C09K2211/1051—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms with sulfur
    • 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
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • 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
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1062—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms with oxygen
    • 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
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1066—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms with sulfur
    • 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
    • C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only 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
    • C09K2211/1092—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명의 유기 발광 화합물은 전하전달 특성이 우수하고, 동시에 높은 삼중항 에너지 및 높은 Tg를 가져, 유기발광소자에 적용시 낮은 구동전압, 고효율, 저소비전력, 장수명을 가지게 할 수 있다.

Description

신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자{NOVEL ELECTROLUMINESCENT COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING SAME}
본 발명은 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
최근, 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기발광소자는, 평판 표시소자의 주류인 액정디스플레이(LCD, liquid crystal display)에 비해, 시야각, 대조비 등이 우수하고 백라이트가 불필요하여 경량 및 박형이 가능하며 소비전력 측면에서도 유리하고 색 재현 범위가 넓어, 차세대 표시소자로서 주목을 받고 있다.
유기발광소자에서 유기물 층으로 사용되는 재료는 크게 기능에 따라, 발광 재료, 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 상기 발광 재료는 분자량에 따라 고분자과 저분자로 분류될 수 있고, 발광 메커니즘에 따라 전자의 일중항 여기상태로부터 유래되는 형광 재료와 전자의 삼중항 여기상태로부터 유래되는 인광 재료로 분류될 수 있으며, 발광 재료는 발광 색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다. 그 원리는 발광층을 주로 구성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작고 발광 효율이 우수한 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 호스트에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트와 호스트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
현재까지 이러한 유기발광소자에 사용되는 물질로서 다양한 화합물들이 알려져 있으나, 이제까지 알려진 물질을 이용한 유기발광소자의 경우 높은 구동전압, 낮은 효율 및 짧은 수명으로 인해 실용화하는 데에 많은 어려움이 있었다. 따라서, 우수한 특성을 갖는 물질을 이용하여 저전압 구동, 고휘도 및 장수명을 갖는 유기발광소자를 개발하려는 노력이 지속되어 왔다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 전하전달 특성이 우수하고, 동시에 높은 삼중항 에너지 및 높은 Tg를 가져, 유기발광소자에 적용시 낮은 구동전압, 고효율, 저소비전력, 장수명을 가지게 할 수 있는 신규한 발광 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기 화합물을 포함하여 낮은 구동전압, 고효율, 저소비전력, 장수명 구현이 가능한 유기발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 발광 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112022061535794-pat00001
상기 식에서,
X는 각각 독립적으로 CR0 또는 N이며, 여기서 X중 적어도 하나는 N이며, R0는 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이며,
Y는 S, O, Se, Te 또는 -NAr1이며, 여기서 Ar1은 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이고,
R1은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴옥시기, C6-30의 아릴기, 또는 C2-30의 헤테로아릴기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴옥시기, C6-30의 아릴기, 또는 C2-30의 헤테로아릴기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광물질로서 유기물층에 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
본 발명의 발광 화합물은 전하전달 특성이 우수하고, 동시에 높은 삼중항 에너지 및 높은 Tg를 가져, 유기발광소자에 적용시 낮은 구동전압, 고효율, 저소비전력, 장수명을 가지게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도면의 부호
10 : 기판
11 : 양극
12 : 정공주입층
13 : 정공전달층
14 : 발광층
15 : 전자전달층
16: 음극
본 발명의 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112022061535794-pat00002
상기 식에서,
X는 각각 독립적으로 CR0 또는 N이며, 여기서 X중 적어도 하나는 N이며, R0는 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이며,
Y는 S, O, Se, Te 또는 -NAr1이며, 여기서 Ar1은 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이고,
R1은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴옥시기, C6-30의 아릴기, 또는 C2-30의 헤테로아릴기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴옥시기, C6-30의 아릴기, 또는 C2-30의 헤테로아릴기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이다.
본 발명에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기와 같은 구조일 수 있다.
Figure 112022061535794-pat00003
Figure 112022061535794-pat00004
Figure 112022061535794-pat00005
Figure 112022061535794-pat00006
상기 구조들에서 X, Y는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같으며,
Z는 CR6 또는 N이며, R6는 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이고,
Ar은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴옥시기, C6-30의 아릴기, 또는 C2-30의 헤테로아릴기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-38의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴옥시기, C6-30의 아릴기, 또는 C2-30의 헤테로아릴기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-38의 헤테로아릴기이며,
Y1은 S, O, Se, Te 또는 -NAr2이며, 여기서 Ar2는 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 헤테로아릴기이고,
R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기 로 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-30의 헤테로아릴기이며,
n은 1 내지 6의 정수이며, n이 1인 경우 X 중 적어도 하나는 N이다.
본 발명에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 바람직한 예는 다음과 같다:
Figure 112022061535794-pat00007
Figure 112022061535794-pat00008
Figure 112022061535794-pat00009
Figure 112022061535794-pat00010
Figure 112022061535794-pat00011
Figure 112022061535794-pat00012
Figure 112022061535794-pat00013
Figure 112022061535794-pat00014
Figure 112022061535794-pat00015
Figure 112022061535794-pat00016
Figure 112022061535794-pat00017
Figure 112022061535794-pat00018
Figure 112022061535794-pat00019
Figure 112022061535794-pat00020
Figure 112022061535794-pat00021
Figure 112022061535794-pat00022
Figure 112022061535794-pat00023
Figure 112022061535794-pat00024
Figure 112022061535794-pat00025
Figure 112022061535794-pat00026
Figure 112022061535794-pat00027
Figure 112022061535794-pat00028
Figure 112022061535794-pat00029
Figure 112022061535794-pat00030
Figure 112022061535794-pat00031
Figure 112022061535794-pat00032
Figure 112022061535794-pat00033
Figure 112022061535794-pat00034
Figure 112022061535794-pat00035
Figure 112022061535794-pat00036
Figure 112022061535794-pat00037
Figure 112022061535794-pat00038
Figure 112022061535794-pat00039
Figure 112022061535794-pat00040
Figure 112022061535794-pat00041
Figure 112022061535794-pat00042
Figure 112022061535794-pat00043
Figure 112022061535794-pat00044
Figure 112022061535794-pat00045
Figure 112022061535794-pat00046
Figure 112022061535794-pat00047
Figure 112022061535794-pat00048
Figure 112022061535794-pat00049
Figure 112022061535794-pat00050
Figure 112022061535794-pat00051
Figure 112022061535794-pat00052
Figure 112022061535794-pat00053
Figure 112022061535794-pat00054
Figure 112022061535794-pat00055
Figure 112022061535794-pat00056
Figure 112022061535794-pat00057
Figure 112022061535794-pat00058
Figure 112022061535794-pat00059
Figure 112022061535794-pat00060
Figure 112022061535794-pat00061
Figure 112022061535794-pat00062
Figure 112022061535794-pat00063
Figure 112022061535794-pat00064
Figure 112022061535794-pat00065
Figure 112022061535794-pat00066
Figure 112022061535794-pat00067
Figure 112022061535794-pat00068
Figure 112022061535794-pat00069
Figure 112022061535794-pat00070
Figure 112022061535794-pat00071
Figure 112022061535794-pat00072
Figure 112022061535794-pat00073
Figure 112022061535794-pat00074
Figure 112022061535794-pat00075
Figure 112022061535794-pat00076
Figure 112022061535794-pat00077
Figure 112022061535794-pat00078
Figure 112022061535794-pat00079
Figure 112022061535794-pat00080
Figure 112022061535794-pat00081
Figure 112022061535794-pat00082
Figure 112022061535794-pat00083
Figure 112022061535794-pat00084
Figure 112022061535794-pat00085
Figure 112022061535794-pat00086
Figure 112022061535794-pat00087
Figure 112022061535794-pat00088
Figure 112022061535794-pat00089
Figure 112022061535794-pat00090
Figure 112022061535794-pat00091
Figure 112022061535794-pat00092
Figure 112022061535794-pat00093
Figure 112022061535794-pat00094
Figure 112022061535794-pat00095
Figure 112022061535794-pat00096
Figure 112022061535794-pat00097
Figure 112022061535794-pat00098
Figure 112022061535794-pat00099
Figure 112022061535794-pat00100
Figure 112022061535794-pat00101
Figure 112022061535794-pat00102
Figure 112022061535794-pat00103
Figure 112022061535794-pat00104
Figure 112022061535794-pat00105
Figure 112022061535794-pat00106
Figure 112022061535794-pat00107
Figure 112022061535794-pat00108
Figure 112022061535794-pat00109
Figure 112022061535794-pat00110
Figure 112022061535794-pat00111
Figure 112022061535794-pat00112
Figure 112022061535794-pat00113
Figure 112022061535794-pat00114
Figure 112022061535794-pat00115
Figure 112022061535794-pat00116
Figure 112022061535794-pat00117
Figure 112022061535794-pat00118
Figure 112022061535794-pat00119
Figure 112022061535794-pat00120
Figure 112022061535794-pat00121
Figure 112022061535794-pat00122
Figure 112022061535794-pat00123
Figure 112022061535794-pat00124
Figure 112022061535794-pat00125
Figure 112022061535794-pat00126
Figure 112022061535794-pat00127
Figure 112022061535794-pat00128
Figure 112022061535794-pat00129
Figure 112022061535794-pat00130
Figure 112022061535794-pat00131
Figure 112022061535794-pat00132
Figure 112022061535794-pat00133
Figure 112022061535794-pat00134
Figure 112022061535794-pat00135
Figure 112022061535794-pat00136
Figure 112022061535794-pat00137
Figure 112022061535794-pat00138
Figure 112022061535794-pat00139
Figure 112022061535794-pat00140
Figure 112022061535794-pat00141
Figure 112022061535794-pat00142
Figure 112022061535794-pat00143
Figure 112022061535794-pat00144
Figure 112022061535794-pat00145
Figure 112022061535794-pat00146
Figure 112022061535794-pat00147
Figure 112022061535794-pat00148
Figure 112022061535794-pat00149
Figure 112022061535794-pat00150
Figure 112022061535794-pat00151
Figure 112022061535794-pat00152
Figure 112022061535794-pat00153
Figure 112022061535794-pat00154
Figure 112022061535794-pat00155
Figure 112022061535794-pat00156
Figure 112022061535794-pat00157
Figure 112022061535794-pat00158
Figure 112022061535794-pat00159
Figure 112022061535794-pat00160
Figure 112022061535794-pat00161
Figure 112022061535794-pat00162
Figure 112022061535794-pat00163
Figure 112022061535794-pat00164
Figure 112022061535794-pat00165
Figure 112022061535794-pat00166
Figure 112022061535794-pat00167
Figure 112022061535794-pat00168
Figure 112022061535794-pat00169
Figure 112022061535794-pat00170
Figure 112022061535794-pat00171
Figure 112022061535794-pat00172
Figure 112022061535794-pat00173
Figure 112022061535794-pat00174
Figure 112022061535794-pat00175
Figure 112022061535794-pat00176
Figure 112022061535794-pat00177
Figure 112022061535794-pat00178
Figure 112022061535794-pat00179
Figure 112022061535794-pat00180
Figure 112022061535794-pat00181
Figure 112022061535794-pat00182
Figure 112022061535794-pat00183
Figure 112022061535794-pat00184
Figure 112022061535794-pat00185
Figure 112022061535794-pat00186
Figure 112022061535794-pat00187
Figure 112022061535794-pat00188
Figure 112022061535794-pat00189
Figure 112022061535794-pat00190
Figure 112022061535794-pat00191
Figure 112022061535794-pat00192
Figure 112022061535794-pat00193
Figure 112022061535794-pat00194
Figure 112022061535794-pat00195
Figure 112022061535794-pat00196
Figure 112022061535794-pat00197
Figure 112022061535794-pat00198
Figure 112022061535794-pat00199
Figure 112022061535794-pat00200
Figure 112022061535794-pat00201
Figure 112022061535794-pat00202
Figure 112022061535794-pat00203
Figure 112022061535794-pat00204
Figure 112022061535794-pat00205
Figure 112022061535794-pat00206
Figure 112022061535794-pat00207
Figure 112022061535794-pat00208
Figure 112022061535794-pat00209
Figure 112022061535794-pat00210
Figure 112022061535794-pat00211
Figure 112022061535794-pat00212
Figure 112022061535794-pat00213
Figure 112022061535794-pat00214
Figure 112022061535794-pat00215
Figure 112022061535794-pat00216
Figure 112022061535794-pat00217
Figure 112022061535794-pat00218
Figure 112022061535794-pat00219
Figure 112022061535794-pat00220
Figure 112022061535794-pat00221
Figure 112022061535794-pat00222
Figure 112022061535794-pat00223
Figure 112022061535794-pat00224
Figure 112022061535794-pat00225
Figure 112022061535794-pat00226
Figure 112022061535794-pat00227
Figure 112022061535794-pat00228
Figure 112022061535794-pat00229
Figure 112022061535794-pat00230
Figure 112022061535794-pat00231
Figure 112022061535794-pat00232
Figure 112022061535794-pat00233
Figure 112022061535794-pat00234
Figure 112022061535794-pat00235
Figure 112022061535794-pat00236
Figure 112022061535794-pat00237
Figure 112022061535794-pat00238
Figure 112022061535794-pat00239
Figure 112022061535794-pat00240
Figure 112022061535794-pat00241
Figure 112022061535794-pat00242
Figure 112022061535794-pat00243
Figure 112022061535794-pat00244
Figure 112022061535794-pat00245
Figure 112022061535794-pat00246
Figure 112022061535794-pat00247
Figure 112022061535794-pat00248
Figure 112022061535794-pat00249
Figure 112022061535794-pat00250
Figure 112022061535794-pat00251
Figure 112022061535794-pat00252
Figure 112022061535794-pat00253
Figure 112022061535794-pat00254
Figure 112022061535794-pat00255
Figure 112022061535794-pat00256
Figure 112022061535794-pat00257
Figure 112022061535794-pat00258
Figure 112022061535794-pat00259
Figure 112022061535794-pat00260
Figure 112022061535794-pat00261
Figure 112022061535794-pat00262
Figure 112022061535794-pat00263
Figure 112022061535794-pat00264
Figure 112022061535794-pat00265
Figure 112022061535794-pat00266
Figure 112022061535794-pat00267
Figure 112022061535794-pat00268
Figure 112022061535794-pat00269
Figure 112022061535794-pat00270
Figure 112022061535794-pat00271
Figure 112022061535794-pat00272
Figure 112022061535794-pat00273
Figure 112022061535794-pat00274
Figure 112022061535794-pat00275
본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 전하전달 특성이 우수하고, 동시에 높은 삼중항 에너지 및 높은 Tg를 가져, 유기발광소자에 적용시 낮은 구동전압, 고효율, 저소비전력, 장수명을 가지게 할 수 있다.
또한 본 발명은 하기 반응식 1과 같은 단계를 포함하여 제조될 수 있다:
[반응식 1]
Figure 112022061535794-pat00276
상기 반응식 1은 구체적인 일예로 하기 반응식 1-1일 수 있다.
[반응식 1-1]
Figure 112022061535794-pat00277
상기 반응식들에서 정의되지 않은 부분은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
또한, 본 발명은 발광물질로서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기물층에 포함하는 유기발광소자를 제공한다. 이때, 본 발명의 화합물은 단독으로 사용되거나 공지의 유기발광 화합물과 함께 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 유기발광소자는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 바, 상기 유기발광소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
상기 유기발광소자는 애노드(anode)와 캐소드(cathod) 사이에 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 등의 유기물층을 1 개 이상 포함할 수 있다.
먼저, 기판 상부에 높은 일함수를 갖는 애노드 전극용 물질을 증착시켜 애노드를 형성한다. 이때, 상기 기판은 통상의 유기발광소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있으며, 특히 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면평활성, 취급용이성, 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용하는 것이 좋다. 또한, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용할 수 있다. 상기 애노드 전극용 물질은 통상의 애노드 형성방법에 의해 증착할 수 있으며, 구체적으로 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 증착할 수 있다.
그 다음, 상기 애노드 전극 상부에 정공주입층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB(Langmuir-Blodgett)법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 또한 핀정공이 발생하기 어렵다는 등의 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 정공주입층을 형성하는 경우 그 증착조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 정공주입층의 구조 및 열적특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 50-500 ℃의 증착온도, 10-8 내지 10-3 torr의 진공도, 0.01 내지 100 Å/sec의 증착속도, 10 Å 내지 5 ㎛의 층 두께 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 정공주입층 물질은 특별히 제한되지 않으며, 미국특허 제4,356,429호에 개시된 구리 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 스타버스트형 아민 유도체류인 TCTA(4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민), m-MTDATA(4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민), m-MTDAPB(4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)페녹시벤젠), HI-406(N1,N1'-(비페닐-4,4'-디일)비스(N1-(나프탈렌-1-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민) 등을 정공주입층 물질로 사용할 수 있다.
다음으로 상기 정공주입층 상부에 정공수송층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 핀정공이 발생하기 어렵다는 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 정공수송층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.
또한, 상기 정공수송층 물질은 특별히 제한되지는 않으며, 정공수송층에 사용되고 있는 통상의 공지 물질 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 정공수송층 물질은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸 유도체, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N.N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 등의 방향족 축합환을 가지는 통상의 아민 유도체 등이 사용될 수 있다.
그 후, 상기 정공수송층 상부에 발광층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 핀정공이 발생하기 어렵다는 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 발광층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다. 또한, 상기 발광층 재료는 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 호스트 또는 도펀트로 사용할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광 호스트로 사용하는 경우, 인광 또는 형광 도펀트를 함께 사용하여 발광층을 형성할 수 있다. 이때, 형광 도펀트로는 이데미츠사(Idemitsu사)에서 구입 가능한 IDE102 또는 IDE105, 또는 BD142(N6,N12-비스(3,4-디메틸페닐)-N6,N12-디메시틸크리센-6,12-디아민)를 사용할 수 있으며, 인광 도펀트로는 녹색 인광 도펀트 Ir(ppy)3(트리스(2-페닐피리딘) 이리듐), 청색 인광 도펀트인 F2Irpic(이리듐(Ⅲ) 비스[4,6-다이플루오로페닐)-피리디나토-N,C2'] 피콜린산염), UDC사의 적색 인광 도펀트 RD61 등이 공동 진공증착(도핑)될 수 있다. 도펀트의 도핑농도는 특별히 제한되지 않으나, 호스트 100 중량부 대비 도펀트가 0.01 내지 15 중량부로 도핑되는 것이 바람직하다. 만약 도펀트의 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 도펀트량이 충분치 못하여 발색이 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 있으며, 15 중량부를 초과할 경우에는 농도 소광 현상으로 인해 효율이 급격히 감소된다는 문제점이 있다.
또한, 발광층에 인광 도펀트와 함께 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공억제재료(HBL)를 추가로 진공증착법 또는 스핀코팅법에 의해 적층시키는 것이 바람직하다. 이때 사용할 수 있는 정공억제물질은 특별히 제한되지는 않으나, 정공억제재료로 사용되고 있는 공지의 것에서 임의의 것을 선택해서 이용할 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 또는 일본특개평 11-329734(A1)에 기재되어 있는 정공억제재료 등을 들 수 있으며, 대표적으로 Balq(비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀리놀나토)-알루미늄 비페녹사이드), 페난트롤린(phenanthrolines)계 화합물(예: UDC사 BCP(바쏘쿠프로인)) 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 형성된 발광층 상부에는 전자수송층이 형성되는데, 이때 상기 전자수송층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성되며, 특히 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
상기 전자수송층 재료는 전자주입전극으로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 그 종류가 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3), 또는 ET4(6,6'-(3,4-디메시틸-1,1-디메틸-1H-실올-2,5-디일)디-2,2'-비피리딘)을 사용할 수 있다. 또한, 전자수송층 상부에 캐소드로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자주입층(EIL)이 적층될 수 있으며, 전자주입층 물질로는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.
또한, 상기 전자수송층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.
그 뒤, 상기 전자수송층 상부에 전자주입층 물질을 형성할 수 있으며, 이때 상기 전자수송층은 통상의 전자주입층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성되며, 특히 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
마지막으로 전자주입층 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법에 의해 형성하고 캐소드로 사용한다. 여기서 캐소드 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등이 있다. 또한, 전면 발광소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수도 있다.
본 발명의 유기발광소자는 애노드, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 캐소드 구조의 유기발광소자 뿐만 아니라, 다양한 구조의 유기발광소자의 구조가 가능하며, 필요에 따라 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 본 발명에 따라 형성되는 각 유기물층의 두께는 요구되는 정도에 따라 조절할 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 1,000 ㎚이며, 더욱 바람직하게는 20 내지 150 ㎚인 것이 좋다.
또한 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 유기물층의 두께를 분자 단위로 조절할 수 있기 때문에 표면이 균일하며, 형태안정성이 뛰어난 장점이 있다.
본 발명의 유기발광소자는 전하전달 특성이 우수하고, 동시에 높은 삼중항 에너지 및 높은 Tg를 가지는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하여 낮은 구동전압, 고효율, 저소비전력, 장수명을 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
중간체 합성
하기 합성법에 따라 스즈키 반응 후 고리화하여 중간체를 합성한다.
Figure 112022061535794-pat00278
[중간체 01의 합성]
Figure 112022061535794-pat00279
[중간체 1-1의 합성]
둥근바닥플라스크에 benzofuran-3-ylboronic acid 95.7 g, 2-bromo-3-nitropyridine 100 g을 톨루엔 1000 ml에 녹이고 K2CO3(2M) 730 ml와 Pd(PPh3)4 17.1 g을 넣은 후 환류 교반하였다. TLC로 반응을 확인하고 물을 첨가 후 반응을 종결시켰다. 유기층을 EA로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 중간체 1-1 93.4 g (수율 79%)를 얻었다.
[중간체 01의 합성]
상기 중간체 1-1 93 g을 1,2-dichlorobenzene 460 ml에 녹인 후 P(OEt)3 380 ml를 첨가하여 환류 교반하였다. 유기층을 MC로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 중간체 01 28.2 g (수율 35%)를 얻었다.
[기타 중간체의 합성]
중간체 01의 합성과 같은 방법으로 benzofuran-3-ylboronic acid 대신 benzo[b]thiophen-3-ylboronic acid, (1-phenyl-1H-indol-3-yl)boronic acid, 3-bromofuro[3,2-b]pyridine, 3-bromofuro[2,3-b]pyridine, 3-bromofuro[2,3-c]pyridine, 3-bromofuro[3,2-c]pyridine, 7-bromofuro[3,2-d]pyrimidine, 5-bromofuro[2,3-d]pyrimidine, 7-bromofuro[2,3-b]pyrazine, 3-bromothieno[3,2-b]pyridine, 3-bromothieno[2,3-b]pyridine, 3-bromothieno[2,3-c]pyridine, 3-bromothieno[3,2-c]pyridine, 7-bromothieno[3,2-d]pyrimidine, 5-bromothieno[2,3-d]pyrimidine, 7-bromothieno[2,3-b]pyrazine을 사용하고, 2-bromo-3-nitropyridine 대신 3-bromo-2-nitropyridine, 4-bromo-3-nitropyridine, 3-bromo-4-nitropyridine, 4-bromo-5-nitropyrimidine, 5-bromo-4-nitropyrimidine, 2-bromo-3-nitropyrazine을 사용하여 하기 중간체 02 내지 135를 합성하였다.
Figure 112022061535794-pat00280
Figure 112022061535794-pat00281
Figure 112022061535794-pat00282
Figure 112022061535794-pat00283
Figure 112022061535794-pat00284
Figure 112022061535794-pat00285
Figure 112022061535794-pat00286
Figure 112022061535794-pat00287
Figure 112022061535794-pat00288
Figure 112022061535794-pat00289
Figure 112022061535794-pat00290
Figure 112022061535794-pat00291
Figure 112022061535794-pat00292
Figure 112022061535794-pat00293
Figure 112022061535794-pat00294
Figure 112022061535794-pat00295
Figure 112022061535794-pat00296
Figure 112022061535794-pat00297
Figure 112022061535794-pat00298
Figure 112022061535794-pat00299
Figure 112022061535794-pat00300
Figure 112022061535794-pat00301
Figure 112022061535794-pat00302
Figure 112022061535794-pat00303
Figure 112022061535794-pat00304
Figure 112022061535794-pat00305
Figure 112022061535794-pat00306
Figure 112022061535794-pat00307
Figure 112022061535794-pat00308
Figure 112022061535794-pat00309
Figure 112022061535794-pat00310
Figure 112022061535794-pat00311
Figure 112022061535794-pat00312
Figure 112022061535794-pat00313
Figure 112022061535794-pat00314
Figure 112022061535794-pat00315
Figure 112022061535794-pat00316
Figure 112022061535794-pat00317
Figure 112022061535794-pat00318
Figure 112022061535794-pat00319
Figure 112022061535794-pat00320
Figure 112022061535794-pat00321
Figure 112022061535794-pat00322
Figure 112022061535794-pat00323
Figure 112022061535794-pat00324
Figure 112022061535794-pat00325
Figure 112022061535794-pat00326
Figure 112022061535794-pat00327
Figure 112022061535794-pat00328
Figure 112022061535794-pat00329
Figure 112022061535794-pat00330
Figure 112022061535794-pat00331
Figure 112022061535794-pat00332
Figure 112022061535794-pat00333
Figure 112022061535794-pat00334
Figure 112022061535794-pat00335
Figure 112022061535794-pat00336
Figure 112022061535794-pat00337
Figure 112022061535794-pat00338
Figure 112022061535794-pat00339
Figure 112022061535794-pat00340
Figure 112022061535794-pat00341
Figure 112022061535794-pat00342
Figure 112022061535794-pat00343
Figure 112022061535794-pat00344
Figure 112022061535794-pat00345
Figure 112022061535794-pat00346
Figure 112022061535794-pat00347
Figure 112022061535794-pat00348
Figure 112022061535794-pat00349
Figure 112022061535794-pat00350
Figure 112022061535794-pat00351
Figure 112022061535794-pat00352
Figure 112022061535794-pat00353
Figure 112022061535794-pat00354
Figure 112022061535794-pat00355
Figure 112022061535794-pat00356
Figure 112022061535794-pat00357
Figure 112022061535794-pat00358
Figure 112022061535794-pat00359
Figure 112022061535794-pat00360
Figure 112022061535794-pat00361
Figure 112022061535794-pat00362
Figure 112022061535794-pat00363
Figure 112022061535794-pat00364
Figure 112022061535794-pat00365
Figure 112022061535794-pat00366
Figure 112022061535794-pat00367
Figure 112022061535794-pat00368
Figure 112022061535794-pat00369
Figure 112022061535794-pat00370
Figure 112022061535794-pat00371
Figure 112022061535794-pat00372
Figure 112022061535794-pat00373
Figure 112022061535794-pat00374
Figure 112022061535794-pat00375
Figure 112022061535794-pat00376
Figure 112022061535794-pat00377
Figure 112022061535794-pat00378
Figure 112022061535794-pat00379
Figure 112022061535794-pat00380
Figure 112022061535794-pat00381
Figure 112022061535794-pat00382
Figure 112022061535794-pat00383
Figure 112022061535794-pat00384
Figure 112022061535794-pat00385
Figure 112022061535794-pat00386
Figure 112022061535794-pat00387
Figure 112022061535794-pat00388
Figure 112022061535794-pat00389
Figure 112022061535794-pat00390
Figure 112022061535794-pat00391
Figure 112022061535794-pat00392
Figure 112022061535794-pat00393
Figure 112022061535794-pat00394
Figure 112022061535794-pat00395
Figure 112022061535794-pat00396
Figure 112022061535794-pat00397
Figure 112022061535794-pat00398
Figure 112022061535794-pat00399
Figure 112022061535794-pat00400
Figure 112022061535794-pat00401
Figure 112022061535794-pat00402
Figure 112022061535794-pat00403
Figure 112022061535794-pat00404
Figure 112022061535794-pat00405
Figure 112022061535794-pat00406
Figure 112022061535794-pat00407
Figure 112022061535794-pat00408
Figure 112022061535794-pat00409
Figure 112022061535794-pat00410
Figure 112022061535794-pat00411
Figure 112022061535794-pat00412
Figure 112022061535794-pat00413
실시예 1: 화합물 1의 합성
Figure 112022061535794-pat00414
상기 중간체 01 2.0 g, 9-(3'-bromo-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-9H-carbazole 4.6 g, t-BuONa 1.4 g, Pd2(dba)3 0.35 g, (t-Bu)3P 0.5 ml를 톨루엔 30 ml에 녹인 후 환류 교반하였다. TLC로 반응 종결을 확인한 후 유기층을 MC로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 화합물 1 1.77 g (수율 35%)를 얻었다.
m/z: 525.18 (100.0%), 526.19 (40.3%), 527.19 (8.1%), 528.19 (1.2%), 526.18 (1.1%)
실시예 2: 화합물 2의 합성
Figure 112022061535794-pat00415
상기 중간체 05를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1과 같은 방법으로 화합물 2를 합성하였다.
m/z: 526.18 (100.0%), 527.18 (40.5%), 528.19 (7.5%), 529.19 (1.0%)
실시예 3: 화합물 3의 합성
Figure 112022061535794-pat00416
상기 중간체 33을 사용한 것을 제외하고는 화합물 1과 같은 방법으로 화합물 3을 합성하였다.
m/z: 542.16 (100.0%), 543.16 (40.0%), 544.16 (8.3%), 544.15 (4.5%), 545.16 (1.9%), 543.15 (1.5%)
실시예 4: 화합물 4의 합성
Figure 112022061535794-pat00417
상기 중간체 86을 사용한 것을 제외하고는 화합물 1과 같은 방법으로 화합물 4를 합성하였다.
m/z: 542.16 (100.0%), 543.16 (40.0%), 544.16 (8.3%), 544.15 (4.5%), 545.16 (1.9%), 543.15 (1.5%)
실시예 5: 화합물 5의 합성
Figure 112022061535794-pat00418
상기 중간체 29 3.0 g, 3,3'-dibromo-1,1'-biphenyl 4.3 g, t-BuONa 2.1 g, Pd2(dba)3 0.53 g, (t-Bu)3P 0.3 ml를 톨루엔 45 ml에 녹인 후 환류 교반하였다. TLC로 반응 종결을 확인한 후 유기층을 MC로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 화합물 5 2.69 g (수율 33%)를 얻었다.
m/z: 598.13 (100.0%), 599.13 (44.4%), 600.12 (9.0%), 600.14 (8.3%), 601.13 (4.0%), 600.13 (1.3%), 601.14 (1.1%)
실시예 6: 화합물 6의 합성
Figure 112022061535794-pat00419
상기 중간체 18을 사용한 것을 제외하고는 화합물 5와 같은 방법으로 화합물 6을 합성하였다.
m/z: 716.27 (100.0%), 717.27 (56.3%), 718.28 (14.5%), 719.28 (2.5%), 718.27 (1.2%)
실시예 7: 화합물 7의 합성
Figure 112022061535794-pat00420
상기 중간체 01 3.0 g, 2-bromodibenzo[b,d]thiophene 3.8 g, t-BuONa 1.7 g, Pd2(dba)3 0.44 g, (t-Bu)3P 0.6 ml를 톨루엔 40 ml에 녹인 후 환류 교반하였다. TLC로 반응 종결을 확인한 후 유기층을 MC로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 화합물 7 1.78g (수율 38%)를 얻었다.
m/z: 390.08 (100.0%), 391.09 (27.2%), 392.08 (4.7%), 392.09 (4.0%), 391.08 (1.5%), 393.08 (1.3%)
실시예 8: 화합물 8의 합성
Figure 112022061535794-pat00421
상기 중간체 30과 2-bromodibenzo[b,d]furan을 이용하여 화합물 7과 같은 방법으로 화합물 8을 합성하였다.
m/z: 390.08 (100.0%), 391.09 (27.2%), 392.08 (4.7%), 392.09 (4.0%), 391.08 (1.5%), 393.08 (1.3%)
실시예 9: 화합물 9의 합성
Figure 112022061535794-pat00422
상기 중간체 26과 2,8-dibromodibenzo[b,d]thiophene을 이용하여 화합물 7과 같은 방법으로 화합물 9를 합성하였다.
m/z: 598.12 (100.0%), 599.12 (42.0%), 600.13 (7.9%), 600.12 (5.7%), 601.12 (2.0%), 601.13 (1.1%)
실시예 10: 화합물 10의 합성
Figure 112022061535794-pat00423
상기 중간체 04와 3-bromo-9-phenyl-9H-carbazole을 이용하여 화합물 7과 같은 방법으로 화합물 10을 합성하였다.
m/z: 449.15 (100.0%), 450.16 (33.8%), 451.16 (5.7%), 450.15 (1.1%)
실시예 11: 화합물 11의 합성
Figure 112022061535794-pat00424
상기 중간체 11과 3-bromo-9-phenyl-9H-carbazole을 이용하여 화합물 7과 같은 방법으로 화합물 11을 합성하였다.
m/z: 465.13 (100.0%), 466.13 (35.4%), 467.14 (5.5%), 467.13 (5.2%), 468.13 (1.6%)
실시예 12: 화합물 12의 합성
Figure 112022061535794-pat00425
상기 중간체 01와 3,6-dibromo-9-phenyl-9H-carbazole을 이용하여 화합물 7과 같은 방법으로 화합물 12를 합성하였다.
m/z: 655.20 (100.0%), 656.20 (49.4%), 657.21 (11.7%), 658.21 (1.9%)
실시예 13: 화합물 13의 합성
Figure 112022061535794-pat00426
상기 중간체 01 3.0 g, NaH 0.41 g을 DMF 30 ml에 넣고 교반하였다. 여기에 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 4.7 g을 DMF 45 ml에 녹인 후 천천히 적가하였다. 상온에서 교반 후 TLC로 반응 종결을 확인하고 실리카 필터 후 재결정하여 화합물 13 3.36 g (수율 53%)를 얻었다.
m/z: 439.14 (100.0%), 440.15 (30.5%), 441.15 (4.7%), 440.14 (1.8%)
실시예 14: 화합물 14의 합성
Figure 112022061535794-pat00427
상기 중간체 02를 사용한 것을 제외하고는 화합물 13과 같은 방법으로 화합물 14를 합성하였다.
m/z: 439.14 (100.0%), 440.15 (30.5%), 441.15 (4.7%), 440.14 (1.8%)
실시예 15: 화합물 15의 합성
Figure 112022061535794-pat00428
상기 중간체 08을 사용한 것을 제외하고는 화합물 13과 같은 방법으로 화합물 15를 합성하였다.
m/z: 455.12 (100.0%), 456.12 (32.9%), 457.12 (5.3%), 457.13 (4.5%), 458.12 (1.5%)
실시예 16: 화합물 16의 합성
Figure 112022061535794-pat00429
상기 중간체 19를 사용한 것을 제외하고는 화합물 13과 같은 방법으로 화합물 16을 합성하였다.
m/z: 514.19 (100.0%), 515.19 (39.0%), 516.20 (6.7%)
실시예 17: 화합물 17의 합성
Figure 112022061535794-pat00430
상기 중간체 01과 9-(4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole을 이용하여 화합물 13과 같은 방법으로 화합물 17을 합성하였다.
m/z: 528.17 (100.0%), 529.17 (39.0%), 530.18 (6.7%), 530.17 (1.0%)
실시예 18: 화합물 18의 합성
Figure 112022061535794-pat00431
상기 중간체 01 2.5 g, 4-(3-bromophenyl)-2,6-diphenylpyrimidine 5.6 g, t-BuONa 1.7 g, Pd2(dba)3 0.45 g, (t-Bu)3P 0.6 ml를 톨루엔 40 ml에 녹인 후 환류 교반하였다. TLC로 반응 종결을 확인한 후 유기층을 MC로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 화합물 18 2.47 g (수율 40%)를 얻었다.
m/z: 514.18 (100.0%), 515.18 (39.4%), 516.19 (7.1%)
실시예 19: 화합물 19의 합성
Figure 112022061535794-pat00432
상기 중간체 01과 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine을 이용하여 화합물 18과 같은 방법으로 화합물 19를 합성하였다.
m/z: 515.17 (100.0%), 516.18 (37.1%), 517.18 (7.6%), 516.17 (1.8%)
실시예 20: 화합물 20의 합성
Figure 112022061535794-pat00433
상기 중간체 29와 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine을 이용하여 화합물 18과 같은 방법으로 화합물 20을 합성하였다.
m/z: 531.15 (100.0%), 532.16 (37.0%), 533.16 (6.7%), 533.15 (5.5%), 532.15 (2.6%), 534.15 (1.7%)
실시예 21: 화합물 21의 합성
Figure 112022061535794-pat00434
상기 중간체 05 2.0 g, 2-(3-bromophenyl)triphenylene 4.4 g, t-BuONa 1.4 g, Pd2(dba)3 0.35 g, (t-Bu)3P 0.5 ml를 톨루엔 30 ml에 녹인 후 환류 교반하였다. TLC로 반응 종결을 확인한 후 유기층을 MC로 추출하고 감압여과한 후 실리카 필터 후 재결정하여 화합물 21 2.1 g (수율 43%)를 얻었다.
m/z: 511.17 (100.0%), 512.17 (40.3%), 513.18 (7.5%), 514.18 (1.0%)
실시예 22: 화합물 22의 합성
Figure 112022061535794-pat00435
상기 중간체 12를 사용한 것을 제외하고는 화합물 21과 같은 방법으로 화합물 22를 합성하였다.
m/z: 527.15 (100.0%), 528.15 (40.0%), 529.15 (8.1%), 529.14 (4.5%), 530.14 (1.8%), 528.14 (1.1%)
실시예 23: 화합물 23의 합성
Figure 112022061535794-pat00436
상기 중간체 26을 사용한 것을 제외하고는 화합물 21과 같은 방법으로 화합물 23을 합성하였다.
m/z: 511.17 (100.0%), 512.17 (40.3%), 513.18 (7.5%), 514.18 (1.0%)
실시예 24: 화합물 24의 합성
Figure 112022061535794-pat00437
상기 중간체 33을 사용한 것을 제외하고는 화합물 21과 같은 방법으로 화합물 24를 합성하였다.
m/z: 527.15 (100.0%), 528.15 (40.0%), 529.15 (8.1%), 529.14 (4.5%), 530.14 (1.8%), 528.14 (1.1%)
실시예 25: 화합물 25의 합성
Figure 112022061535794-pat00438
상기 중간체 115를 사용한 것을 제외하고는 화합물 21과 같은 방법으로 화합물 25를 합성하였다.
m/z: 528.14 (100.0%), 529.14 (40.1%), 530.15 (7.0%), 530.14 (5.4%), 531.14 (1.8%)
유기발광소자의 제조
도 1에 기재된 구조에 따라 유기발광소자를 제조하였다. 유기발광소자는 아래로부터 양극(정공주입전극(11))/정공주입층(12)/정공수송층(13)/발광층(14)/전자전달층(15)/음극(전자주입전극(16)) 순으로 적층시켰다.
실시예 및 비교예의 정공주입층(12), 정공전달층(13), 발광층(14), 전자전달층(15)는 아래와 같은 물질을 사용하였다.
Figure 112022061535794-pat00439
HI01,
Figure 112022061535794-pat00440
NPB,
Figure 112022061535794-pat00441
mCP
Figure 112022061535794-pat00442
CBP,
Figure 112022061535794-pat00443
비교화합물1,
Figure 112022061535794-pat00444
비교화합물2,
Figure 112022061535794-pat00445
Firpic,
Figure 112022061535794-pat00446
Ir(ppy)3,
Figure 112022061535794-pat00447
ET01,
Figure 112022061535794-pat00448
Liq
실시예 26
인듐틴옥사이드(ITO)가 1500 Å 두께가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정 한 후 ITO 기판 상부에 열 진공 증착기(thermal evaporator)를 이용하여 정공주입층 HT01 600 Å, 정공수송층으로 NPB 250 Å를 제막하였다. 다음으로 발광층으로 상기 화합물 1:Firpic 10%로 도핑하여 250 Å 제막하였다. 다음으로 전자전달층으로 ET01:Liq(1:1) 300 Å 제막한 후 LiF 10 Å, 알루미늄(Al) 1000 Å 제막하고, 이 소자를 글로브박스에서 밀봉(Encapsulation)함으로써 청색 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 27 내지 실시예 37
상기 실시예 26과 같은 방법으로 발광층 호스트로 각각 화합물 2 내지 12를 사용하여 제막한 청색 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 38
인듐틴옥사이드(ITO)가 1500 Å 두께가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송 시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정 한 후 ITO 기판 상부에 열 진공 증착기(thermal evaporator)를 이용하여 정공주입층 HT01 600 Å, 정공수송층으로 NPB 250 Å를 제막하였다. 다음으로 발광층으로 상기 화합물 13:Ir(ppy)3 10%로 도핑하여 250 Å 제막하였다. 다음으로 전자전달층으로 ET01:Liq(1:1) 300 Å 제막한 후 LiF 10 Å, 알루미늄(Al) 1000 Å 제막하고, 이 소자를 글로브박스에서 밀봉(Encapsulation)함으로써 녹색 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 39 내지 실시예 50
실시예 38과 같은 방법으로 발광층 호스트로 각각 화합물 14 내지 25를 사용하여 제막한 녹색 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 1
상기 실시예 1의 발광층 호스트로 화합물 1을 대신하여 mCP로 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 청색 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 2
상기 실시예 1의 발광층 호스트로 화합물 1을 대신하여 비교화합물 1로 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 청색 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 3
상기 실시예 13의 발광층 호스트로 화합물 13을 대신하여 CBP로 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 녹색 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 4
상기 실시예 13의 발광층 호스트로 화합물 13을 대신하여 비교화합물 1로 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 녹색 유기발광소자를 제작하였다.
유기발광소자의 성능평가
키슬리 2400 소스 메져먼트 유닛(Kiethley 2400 source measurement unit) 으로 전압을 인가하여 전자 및 정공을 주입하고 코니카 미놀타(Konica Minolta) 분광복사계(CS-2000)를 이용하여 빛이 방출될 때의 휘도를 측정함으로써, 실시예 및 비교예의 유기발광소자의 성능을 인가전압에 대한 전류 밀도 및 휘도를 대기압 조건하에 측정하여 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
Op. V QE(%) Cd/A lm/w CIEx CIEy 수명@
1000nit
실시예 26 7.241 12.92 20.09 8.89 0.173 0.293 21
실시예 27 7.052 13.10 21.25 8.81 0.171 0.297 20
실시예 28 7.003 12.80 22.98 8.96 0.172 0.292 23
실시예 29 7.021 13.19 20.95 8.94 0.173 0.291 30
실시예 30 7.112 12.79 21.10 8.92 0.175 0.296 29
실시예 31 7.103 13.21 20.94 8.94 0.170 0.293 27
실시예 32 7.195 13.13 20.17 8.99 0.170 0.297 28
실시예 33 7.317 12.88 20.10 8.69 0.170 0.296 29
실시예 34 7.018 13.10 21.13 8.64 0.172 0.290 26
실시예 35 7.159 12.98 22.89 8.84 0.171 0.295 31
실시예 36 7.303 13.10 21.99 8.77 0.175 0.296 30
실시예 37 7.207 13.13 23.10 8.79 0.171 0.298 31
실시예 38 7.142 13.76 20.23 8.85 0.172 0.292 28
비교예 1 8.032 10.12 13.97 7.26 0.179 0.134 12
비교예 2 7.596 3.32 3.98 2.71 0.179 0.234 -
실시예 39 6.931 17.33 45.98 19.81 0.301 0.621 42
실시예 40 6.987 17.10 47.13 21.03 0.299 0.619 38
실시예 41 7.023 16.98 50.20 20.04 0.298 0.620 39
실시예 42 6.940 17.54 47.22 19.98 0.300 0.623 37
실시예 43 7.085 16.85 48.39 21.23 0.298 0.614 42
실시예 44 7.121 17.26 46.83 18.72 0.298 0.609 51
실시예 45 7.343 17.01 49.17 22.46 0.297 0.618 49
실시예 46 6.920 17.07 45.55 21.98 0.302 0.609 53
실시예 47 7.010 16.93 43.62 20.76 0.300 0.620 48
실시예 48 7.193 17.36 47.45 18.99 0.299 0.622 40
실시예 49 7.110 17.28 51.11 19.54 0.299 0.619 52
실시예 50 6.998 17.49 50.29 20.67 0.297 0.620 49
비교예 3 7.824 12.43 38.12 15.74 0.301 0.623 25
비교예 4 7.328 14.56 39.98 17.60 0.300 0.613 36
상기 표 1에 나타나는 바와 같이 본 발명의 실시예들은 비교예 1 내지 4에 비하여 유기발광소자의 모든 면에서 물성이 우수함을 확인할 수 있다. 특히 비교화합물 2 및 4의 경우 청색인광소자에 적용하였을 경우 청색 도판트보다 낮은 삼중항 에너지로 발광 효율이 낮음을 확인할 수 있었으며, 이는 본 발명의 화합물이 청색 및 녹색인광소자 적용에 있어 높은 삼중항 에너지로 인한 발광효율이 개선됨을 알 수 있다.

Claims (3)

  1. 하기 화학식들 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 발광 화합물:
    Figure 112022061535794-pat00449
    Figure 112022061535794-pat00450
    Figure 112022061535794-pat00451
    Figure 112022061535794-pat00452
    Figure 112022061535794-pat00453
    Figure 112022061535794-pat00454
    Figure 112022061535794-pat00455
    Figure 112022061535794-pat00456
    Figure 112022061535794-pat00457
    Figure 112022061535794-pat00458
    Figure 112022061535794-pat00459
    Figure 112022061535794-pat00460
    Figure 112022061535794-pat00461
    Figure 112022061535794-pat00462
    Figure 112022061535794-pat00463
    Figure 112022061535794-pat00464
    Figure 112022061535794-pat00465
    Figure 112022061535794-pat00466
    Figure 112022061535794-pat00467
    Figure 112022061535794-pat00468
    Figure 112022061535794-pat00469
    Figure 112022061535794-pat00470
    Figure 112022061535794-pat00471
    Figure 112022061535794-pat00472
    Figure 112022061535794-pat00473
    Figure 112022061535794-pat00474
    Figure 112022061535794-pat00475
    Figure 112022061535794-pat00476
    Figure 112022061535794-pat00477
    Figure 112022061535794-pat00478
    Figure 112022061535794-pat00479
    Figure 112022061535794-pat00480
    Figure 112022061535794-pat00481
    Figure 112022061535794-pat00482
    Figure 112022061535794-pat00483
    Figure 112022061535794-pat00484
    Figure 112022061535794-pat00485
    Figure 112022061535794-pat00486
    Figure 112022061535794-pat00487
    Figure 112022061535794-pat00488
    Figure 112022061535794-pat00489
    Figure 112022061535794-pat00490
    Figure 112022061535794-pat00491
    Figure 112022061535794-pat00492
    Figure 112022061535794-pat00493
    Figure 112022061535794-pat00494
    Figure 112022061535794-pat00495
    Figure 112022061535794-pat00496
    Figure 112022061535794-pat00497
    Figure 112022061535794-pat00498
    Figure 112022061535794-pat00499
    Figure 112022061535794-pat00500
    Figure 112022061535794-pat00501
    Figure 112022061535794-pat00502
    Figure 112022061535794-pat00503
    Figure 112022061535794-pat00504
    Figure 112022061535794-pat00505
    Figure 112022061535794-pat00506
    Figure 112022061535794-pat00507
    Figure 112022061535794-pat00508
    Figure 112022061535794-pat00509
    Figure 112022061535794-pat00510
    Figure 112022061535794-pat00511
    Figure 112022061535794-pat00512
    Figure 112022061535794-pat00513
    Figure 112022061535794-pat00514
    Figure 112022061535794-pat00515
    Figure 112022061535794-pat00516
    Figure 112022061535794-pat00517
    Figure 112022061535794-pat00518
    Figure 112022061535794-pat00519
    Figure 112022061535794-pat00520
    Figure 112022061535794-pat00521
    Figure 112022061535794-pat00522
    Figure 112022061535794-pat00523
    Figure 112022061535794-pat00524
    Figure 112022061535794-pat00525
    Figure 112022061535794-pat00526
    Figure 112022061535794-pat00527
    Figure 112022061535794-pat00528
    Figure 112022061535794-pat00529
    Figure 112022061535794-pat00530
    Figure 112022061535794-pat00531
    Figure 112022061535794-pat00532
    Figure 112022061535794-pat00533
    Figure 112022061535794-pat00534
    Figure 112022061535794-pat00535
    Figure 112022061535794-pat00536
    Figure 112022061535794-pat00537
    Figure 112022061535794-pat00538
    Figure 112022061535794-pat00539
    Figure 112022061535794-pat00540
    Figure 112022061535794-pat00541
    Figure 112022061535794-pat00542
    Figure 112022061535794-pat00543
    Figure 112022061535794-pat00544
    Figure 112022061535794-pat00545
    Figure 112022061535794-pat00546
    Figure 112022061535794-pat00547
    Figure 112022061535794-pat00548
    Figure 112022061535794-pat00549
    Figure 112022061535794-pat00550
    Figure 112022061535794-pat00551
    Figure 112022061535794-pat00552
    Figure 112022061535794-pat00553
    Figure 112022061535794-pat00554
    Figure 112022061535794-pat00555
    Figure 112022061535794-pat00556
    Figure 112022061535794-pat00557
    Figure 112022061535794-pat00558
    Figure 112022061535794-pat00559
    Figure 112022061535794-pat00560
    Figure 112022061535794-pat00561
    Figure 112022061535794-pat00562
    Figure 112022061535794-pat00563
    Figure 112022061535794-pat00564
    Figure 112022061535794-pat00565
    Figure 112022061535794-pat00566
    Figure 112022061535794-pat00567
    Figure 112022061535794-pat00568
    Figure 112022061535794-pat00569
    Figure 112022061535794-pat00570
    Figure 112022061535794-pat00571
    Figure 112022061535794-pat00572
    Figure 112022061535794-pat00573
    Figure 112022061535794-pat00574
    Figure 112022061535794-pat00575
    Figure 112022061535794-pat00576
    Figure 112022061535794-pat00577
    Figure 112022061535794-pat00578
    Figure 112022061535794-pat00579
    Figure 112022061535794-pat00580
    Figure 112022061535794-pat00581
    Figure 112022061535794-pat00582
    Figure 112022061535794-pat00583
    Figure 112022061535794-pat00584
    .
  2. 애노드(anode), 캐소드(cathode) 및 두 전극 사이에 제1항의 화합물을 함유하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기발광소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유기물층이 제1항의 화합물을 발광 호스트 또는 도펀트로서 함유하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
KR1020220071665A 2013-11-20 2022-06-13 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 KR102447718B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130141076 2013-11-20
KR20130141076 2013-11-20
KR1020140162267A KR20150058082A (ko) 2013-11-20 2014-11-20 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140162267A Division KR20150058082A (ko) 2013-11-20 2014-11-20 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220084261A KR20220084261A (ko) 2022-06-21
KR102447718B1 true KR102447718B1 (ko) 2022-09-27

Family

ID=53179798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220071665A KR102447718B1 (ko) 2013-11-20 2022-06-13 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102447718B1 (ko)
WO (1) WO2015076600A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105218553A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 李乃温 一种药物中间体吡咯并吲哚类化合物的合成方法
JP2020066609A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 株式会社半導体エネルギー研究所 有機化合物、発光デバイス、発光装置、電子機器、および照明装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013058560A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、並びに化合物
JP2013535476A (ja) * 2010-08-05 2013-09-12 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子デバイス用の材料

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101212670B1 (ko) * 2009-11-03 2012-12-14 제일모직주식회사 유기광전소자용 조성물, 이를 이용한 유기광전소자 및 이를 포함하는 표시장치
JP5870782B2 (ja) * 2012-03-15 2016-03-01 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、照明装置及び表示装置
KR101551466B1 (ko) * 2013-02-14 2015-09-09 주식회사 엠비케이 신규한 유기발광화합물 및 이를 포함하는 유기전기발광소자
KR20150015252A (ko) * 2013-07-31 2015-02-10 제일모직주식회사 화합물, 이를 포함하는 유기 광전자 소자 및 표시장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013535476A (ja) * 2010-08-05 2013-09-12 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子デバイス用の材料
JP2013058560A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、並びに化合物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015076600A1 (ko) 2015-05-28
KR20220084261A (ko) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102160946B1 (ko) 아크리딘 유도체를 포함하는 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
CN107108585B (zh) 新颖化合物及包含其的有机发光器件
KR20230164634A (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102559622B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102169273B1 (ko) 아크리딘 유도체를 포함하는 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102585105B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102671576B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102387855B1 (ko) 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102447718B1 (ko) 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102402220B1 (ko) 신규한 청색 형광 호스트 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20150058082A (ko) 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102630946B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102448875B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102423699B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102394380B1 (ko) 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
CN105745301B (zh) 新型发光化合物以及包含其的有机发光元件
KR20140086880A (ko) 신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102429520B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102437956B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102390954B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102394381B1 (ko) 신규한 정공주입·정공수송 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20170052777A (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102388406B1 (ko) 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20150095208A (ko) 신규한 정공주입·정공수송 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102245921B1 (ko) 신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant