KR20220111632A - 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20220111632A
KR20220111632A KR1020210083798A KR20210083798A KR20220111632A KR 20220111632 A KR20220111632 A KR 20220111632A KR 1020210083798 A KR1020210083798 A KR 1020210083798A KR 20210083798 A KR20210083798 A KR 20210083798A KR 20220111632 A KR20220111632 A KR 20220111632A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
membered
formula
alkyl
Prior art date
Application number
KR1020210083798A
Other languages
English (en)
Inventor
엄지원
오홍세
전정환
서미란
조상희
이동형
한태준
Original Assignee
롬엔드하스전자재료코리아유한회사
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 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 filed Critical 롬엔드하스전자재료코리아유한회사
Priority to US17/584,791 priority Critical patent/US20220263031A1/en
Priority to CN202210110013.9A priority patent/CN114835626A/zh
Priority to JP2022012493A priority patent/JP2022118719A/ja
Priority to DE102022102199.8A priority patent/DE102022102199A1/de
Publication of KR20220111632A publication Critical patent/KR20220111632A/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
    • H01L51/50—
    • 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
    • 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
    • C09K2211/1011—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

Landscapes

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

Abstract

본원은 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 본원에 따른 유기 전계 발광 화합물 및/또는 복수 종의 호스트 재료를 포함함으로써 낮은 구동 전압 및/또는 높은 발광 효율 및/또는 긴 수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있다.

Description

유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT COMPOUND, A PLURALITY OF HOST MATERIALS, AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING THE SAME}
본원은 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
전계 발광 소자(electroluminescent device: EL 소자)는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. 1987년 이스트만 코닥(Eastman Kodak)사는 발광층 형성용 재료로서 저분자인 방향족 디아민과 알루미늄 착물을 이용하고 있는 유기 EL 소자를 처음으로 개발하였다[참조: Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987].
유기 전계 발광 소자의 발광 재료는, 소자의 발광 효율을 결정하는 가장 중요한 요인으로서, 기능적인 측면에서 호스트 재료와 도판트 재료로 구분될 수 있으며 색 순도, 발광 효율 및 안정성을 향상시키기 위해 호스트와 도판트를 혼합하여 사용할 수 있다. 일반적으로, EL 특성이 우수한 소자는 호스트에 도판트를 도핑하여 만들어진 발광층을 포함하는 구조로 이와 같은 도판트/호스트 재료 체계를 사용할 때, 호스트 재료는 발광 소자의 효율과 수명에 큰 영향을 미치므로, 그 선택이 중요하다.
최근에 고 효율 및 장 수명의 유기 전계 발광 소자의 개발이 시급한 과제로 대두되고 있는데, 특히 중대형 OLED 패널에서 요구하고 있는 전계 발광 특성 수준을 고려해 볼 때 기존의 발광 재료에 비해 매우 우수한 재료의 개발이 시급한 실정이다.
미국공개특허공보 US 2013/0175519 A1에는 융합된 폴리사이클릭 화합물, 구체적으로 융합된 트리페닐렌계 화합물을 호스트로 사용한 유기 발광 소자를 개시하고 있으나, 보다 개선된 성능, 예컨대 개선된 구동전압, 발광효율, 및/또는 수명 특성을 갖는 발광 재료를 개발하는 것이 지속적으로 요구되고 있다.
미국공개특허공보 US 2013/0175519 A1 (2013.07.11. 공개)
본 발명의 목적은, 첫째로 낮은 구동 전압 및/또는 높은 발광 효율 및/또는 긴 수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있는 유기 전계 발광 화합물 및/또는 이를 포함하는 복수 종의 호스트 재료를 제공하는 것이며, 둘째로 상기 유기 전계 발광 화합물 및/또는 복수 종의 호스트 재료를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 본 발명자들은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물, 및 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물을 제1 호스트 재료로 포함하고 하기 화학식 2로 표시되는 유기 전계 발광 화합물을 제2 호스트 재료로 포함하는 복수 종의 호스트 재료가 상술한 목적을 달성함을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
X는 N-L1-Ar1, O, S, 또는 CR1R2이고;
Y1 내지 Y10은 각각 독립적으로, CR3 또는 N이고;
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬이거나; 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
R3은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 -L2-Ar2이거나; 인접한 R3끼리 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬렌, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬렌이며;
Ar1 및 Ar2는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, -Si-(R'1)(R'2) 또는 -N-(R'3)(R'4)이고;
R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
T5와 T6이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하거나; T7과 T8 이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하거나; T5 와 T6 이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하면서, T7과 T8 도 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하고;
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 2 및 3에서,
T1 내지 T4, T9 내지 T14, 및 고리를 형성하지 않는 T5 내지 T8은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노, 또는 -L2-Ar2이며, 단, T1 내지 T14 중 적어도 하나는 -L2-Ar2이고;
L2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
Ar2는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
Figure pat00004
은 화학식 2와의 융합 부위를 나타내며;
상기 헤테로아릴은 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 화합물 및/또는 복수 종의 호스트 재료를 포함함으로써, 낮은 구동 전압 및/또는 높은 발광 효율 및/또는 긴 수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있다.
도 1은 본원에 따른 유기 전계 발광 화합물의 대표적인 화학식이다.
이하에서 본원을 더욱 상세히 설명하나, 이는 설명을 위한 것으로 본원의 범위를 제한하는 방법으로 해석되어서는 안된다.
본원은 상기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물, 상기 유기 전계 발광 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 재료 및 상기 유기 전계 발광 화합물 및/또는 유기 전계 발광 재료를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
본원은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제1 호스트 재료 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 호스트 재료를 포함하는 복수 종의 호스트 재료, 및 상기 호스트 재료를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
본원에서 "유기 전계 발광 화합물"은 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있는 화합물을 의미하며, 필요에 따라 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 재료층에 포함될 수 있다.
본원에서 "유기 전계 발광 재료"는 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있는 재료를 의미하고, 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 층에 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 전계 발광 재료는 정공 주입 재료, 정공 전달 재료, 정공 보조 재료, 발광 보조 재료, 전자 차단 재료, 발광 재료(호스트 재료 및 도판트 재료 포함), 전자 버퍼 재료, 정공 차단 재료, 전자 전달 재료, 전자 주입 재료 등일 수 있다.
본원에서 "복수 종의 유기 전계 발광 재료"는 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 층에 포함될 수 있는 2종 이상의 화합물이 조합된 유기 전계 발광 재료를 의미하고, 유기 전계 발광 소자에 포함되기 전 (예를 들면, 증착 전) 및 포함된 후 (예를 들면, 증착 후)의 재료를 모두 의미할 수 있다. 예를 들면, 복수 종의 유기 전계 발광 재료는 정공주입층, 정공전달층, 정공보조층, 발광보조층, 전자차단층, 발광층, 전자버퍼층, 정공차단층, 전자전달층 및 전자주입층 중 하나 이상의 층에 포함될 수 있는 화합물이 2종 이상 조합된 것일 수 있다. 이러한 2종 이상의 화합물들은 같은 층 또는 다른 층에 포함될 수 있고, 혼합증착 또는 공증착되거나, 개별적으로 증착될 수 있다.
본원에서 "복수 종의 호스트 재료"는 2종 이상의 호스트 재료가 조합된 유기 전계 발광 재료를 의미하고, 유기 전계 발광 소자에 포함되기 전 (예를 들면, 증착 전) 및 포함된 후 (예를 들면, 증착 후)의 재료를 모두 의미할 수 있다. 본원의 복수 종의 호스트 재료는 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 발광층에 포함될 수 있는데, 상기 복수 종의 호스트 재료에 포함된 2종 이상의 화합물은 하나의 발광층에 함께 포함될 수도 있고, 각각 다른 발광층에 포함될 수도 있다. 2종 이상의 호스트 재료가 하나의 층에 포함되는 경우, 예를 들어, 혼합증착되어 층을 형성할 수도 있고, 별도로 동시에 공증착되어 층을 형성할 수도 있다.
본원에서 "(C1-C30)알킬"은 쇄를 구성하는 탄소수가 1 내지 30개인 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 의미하고, 여기에서 탄소수가 1 내지 20개인 것이 바람직하고, 1 내지 10개인 것이 더 바람직하다. 상기 알킬의 구체적인 예로서, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸 등이 있다. 본원에서 "(C3-C30)시클로알킬"은 환 골격 탄소수가 3 내지 30개인 단일환 또는 다환 탄화수소를 의미하고, 여기에서 탄소수가 3 내지 20개인 것이 바람직하고, 3 내지 7개인 것이 더 바람직하다. 상기 시클로알킬의 예로서, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸 등이 있다. 본원에서 "(C6-C30)아릴(렌)"은 환 골격 탄소수가 6 내지 30개인 방향족 탄화수소에서 유래된 단일환 또는 융합환계 라디칼을 의미하고, 부분적으로 포화될 수도 있으며, 스피로 구조를 포함한다. 상기 환 골격 탄소수는 6 내지 20개인 것이 바람직하고, 6 내지 15개인 것이 더 바람직하다. 상기 아릴의 예로서 구체적으로는, 페닐, 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐, 나프틸, 비나프틸, 페닐나프틸, 나프틸페닐, 플루오레닐, 페닐플루오레닐, 디메틸플루오레닐, 디페닐플루오레닐, 벤조플루오레닐, 디페닐벤조플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 페난트레닐, 벤조페난트레닐, 페닐페난트레닐, 안트라세닐, 벤즈안트라세닐, 인데닐, 트리페닐레닐, 피레닐, 테트라세닐, 페릴레닐, 크리세닐, 벤조크리세닐, 나프타세닐, 플루오란테닐, 벤조플루오란테닐, 톨릴(tolyl), 자일릴(xylyl), 메시틸(mesityl), 쿠메닐(cumenyl) 스피로[플루오렌-플루오렌]일, 스피로[플루오렌-벤조플루오렌]일, 아줄레닐, 테트라메틸-디하이드로페난트레닐 등이 있다. 더욱 구체적으로 상기 아릴은 o-톨릴, m-톨릴, p-톨릴, 2,3-자일릴, 3,4-자일릴, 2,5-자일릴, 메시틸, o-쿠메닐, m-쿠메닐, p-쿠메닐, p-t-부틸페닐, p-(2-페닐프로필)페닐, 4'-메틸비페닐, 4"-t-부틸-p-터페닐-4-일, o-비페닐, m-비페닐, p-비페닐, o-터페닐, m-터페닐-4-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-2-일, p-터페닐-4-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-2-일, m-쿼터페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 1-플루오레닐, 2-플루오레닐, 3-플루오레닐, 4-플루오레닐, 9-플루오레닐, 9,9-디메틸-1-플루오레닐, 9,9-디메틸-2-플루오레닐, 9,9-디메틸-3-플루오레닐, 9,9-디메틸-4-플루오레닐, 9,9-디페닐-1-플루오레닐, 9,9-디페닐-2-플루오레닐, 9,9-디페닐-3-플루오레닐, 9,9-디페닐-4-플루오레닐, 1-안트릴, 2-안트릴, 9-안트릴, 1-페난트릴, 2-페난트릴, 3-페난트릴, 4-페난트릴, 9-페난트릴, 1-크리세닐, 2-크리세닐, 3-크리세닐, 4-크리세닐, 5-크리세닐, 6-크리세닐, 벤조[c]페난트릴, 벤조[g]크리세닐, 1-트리페닐레닐, 2-트리페닐레닐, 3-트리페닐레닐, 4-트리페닐레닐, 3-플루오란테닐, 4-플루오란테닐, 8-플루오란테닐, 9-플루오란테닐, 벤조플루오란테닐, 11,11-디메틸-1-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-1-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-1-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[c]플루오레닐, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디하이드로-1-페난트레닐, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디하이드로-2-페난트레닐, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디하이드로-3-페난트레닐, 9,9,10,10-테트라메틸-9,10-디하이드로-4-페난트레닐 등을 들 수 있다. 본원에서 "(3-30원)헤테로아릴(렌)"은 환 골격 원자수가 3 내지 30개이고, B, N, O, S, Si, P, Se, 및 Ge로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 아릴기를 의미하고, 여기에서 환 골격 원자수가 5 내지 25개인 것이 바람직하다. 헤테로원자수는 바람직하게는 1 내지 4개이고, 단일환계이거나 하나 이상의 벤젠환과 축합된 융합환계일 수 있으며, 부분적으로 포화될 수도 있다. 또한, 본원에서 상기 헤테로아릴은 하나 이상의 헤테로아릴기 또는 아릴기가 단일 결합에 의해 헤테로아릴기와 연결된 형태도 포함한다. 상기 헤테로아릴의 예로서 구체적으로는, 푸릴, 티오펜일, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 테트라지닐, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 푸라자닐, 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐 등의 단일환계 헤테로아릴, 벤조푸라닐, 벤조티오펜일, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 디벤조티오페닐, 디벤조셀레노페닐, 벤조푸로퀴놀리닐, 벤조푸로퀴나졸리닐, 벤조푸로나프티리디닐, 벤조푸로피리미디닐, 나프토푸로피리미디닐, 벤조티에노퀴놀리닐, 벤조티에노퀴나졸리닐, 벤조티에노나프티리디닐, 벤조티에노피리미디닐, 나프토티에노피리미디닐, 피리미도인돌릴, 벤조피리미도인돌릴, 벤조푸로피라지닐, 나프토푸로피라지닐, 벤조티에노피라지닐, 나프토티에노피라지닐, 피라지노인돌릴, 벤조피라지노인돌릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤즈옥사졸릴, 이미다조피리디닐, 이소인돌릴, 인돌릴, 벤조인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 아자카바졸릴, 벤조카바졸릴, 디벤조카바졸릴, 페녹사지닐, 페난트리디닐, 벤조디옥솔릴, 인돌리지디닐, 아크리디닐, 실라플루오레닐, 게르마플로우레닐, 벤조트리아졸릴, 페나지닐, 이미다조피리디닐, 크로메노퀴나졸리닐, 티오크로메노퀴나졸리닐, 디메틸벤조피리미디닐, 인돌로카바졸릴, 인데노카바졸릴 등의 융합환계 헤테로아릴 등이 있다. 더욱 구체적으로, 상기 헤테로아릴은 1-피롤릴, 2-피롤릴, 3-피롤릴, 2-피리디닐, 3-피리디닐, 4-피리디닐, 2-피리미디닐, 4-피리미디닐, 5-피리미디닐, 6-피리미디닐, 1,2,3-트리아진-4-일, 1,2,4-트리아진-3-일, 1,3,5-트리아진-2-일, 1-이미다졸릴, 2-이미다졸릴, 1-피라졸릴, 1-인돌리지디닐, 2-인돌리지디닐, 3-인돌리지디닐, 5-인돌리지디닐, 6-인돌리지디닐, 7-인돌리지디닐, 8-인돌리지디닐, 2-이미다조피리디닐, 3-이미다조피리디닐, 5-이미다조피리디닐, 6-이미다조피리디닐, 7-이미다조피리디닐, 8-이미다조피리디닐, 1-인돌릴, 2-인돌릴, 3-인돌릴, 4-인돌릴, 5-인돌릴, 6-인돌릴, 7-인돌릴, 1-이소인돌릴, 2-이소인돌릴, 3-이소인돌릴, 4-이소인돌릴, 5-이소인돌릴, 6-이소인돌릴, 7-이소인돌릴, 2-푸릴, 3-푸릴, 2-벤조푸라닐, 3-벤조푸라닐, 4-벤조푸라닐, 5-벤조푸라닐, 6-벤조푸라닐, 7-벤조푸라닐, 1-이소벤조푸라닐, 3-이소벤조푸라닐, 4-이소벤조푸라닐, 5-이소벤조푸라닐, 6-이소벤조푸라닐, 7-이소벤조푸라닐, 2-퀴놀릴, 3-퀴놀릴, 4-퀴놀릴, 5-퀴놀릴, 6-퀴놀릴, 7-퀴놀릴, 8-퀴놀릴, 1-이소퀴놀릴, 3-이소퀴놀릴, 4-이소퀴놀릴, 5-이소퀴놀릴, 6-이소퀴놀릴, 7-이소퀴놀릴, 8-이소퀴놀릴, 2-퀴녹살리닐, 5-퀴녹살리닐, 6-퀴녹살리닐, 1-카바졸릴, 2-카바졸릴, 3-카바졸릴, 4-카바졸릴, 9-카바졸릴, 아자카바졸릴-1-일, 아자카바졸릴-2-일, 아자카바졸릴-3-일, 아자카바졸릴-4-일, 아자카바졸릴-5-일, 아자카바졸릴-6-일, 아자카바졸릴-7-일, 아자카바졸릴-8-일, 아자카바졸릴-9-일, 1-페난트리디닐, 2-페난트리디닐, 3-페난트리디닐, 4-페난트리디닐, 6-페난트리디닐, 7-페난트리디닐, 8-페난트리디닐, 9-페난트리디닐, 10-페난트리디닐, 1-아크리디닐, 2-아크리디닐, 3-아크리디닐, 4-아크리디닐, 9-아크리디닐, 2-옥사졸릴, 4-옥사졸릴, 5-옥사졸릴, 2-옥사디아졸릴, 5-옥사디아졸릴, 3-푸라자닐, 2-티에닐, 3-티에닐, 2-메틸피롤-1-일, 2-메틸피롤-3-일, 2-메틸피롤-4-일, 2-메틸피롤-5-일, 3-메틸피롤-1-일, 3-메틸피롤-2-일, 3-메틸피롤-4-일, 3-메틸피롤-5-일, 2-t-부틸피롤-4-일, 3-(2-페닐프로필)피롤-1-일, 2-메틸-1-인돌릴, 4-메틸-1-인돌릴, 2-메틸-3-인돌릴, 4-메틸-3-인돌릴, 2-t-부틸-1-인돌릴, 4-t-부틸-1-인돌릴, 2-t-부틸-3-인돌릴, 4-t-부틸-3-인돌릴, 1-디벤조푸라닐, 2-디벤조푸라닐, 3-디벤조푸라닐, 4-디벤조푸라닐, 1-디벤조티오페닐, 2-디벤조티오페닐, 3-디벤조티오페닐, 4-디벤조티오페닐, 1-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 2-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 3-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 4-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 5-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 6-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 7-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 8-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 9-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 10-나프토-[1,2-b]-벤조푸라닐, 1-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 2-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 3-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 4-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 5-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 6-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 7-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 8-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 9-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 10-나프토-[2,3-b]-벤조푸라닐, 1-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 2-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 3-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 4-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 5-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 6-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 7-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 8-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 9-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 10-나프토-[2,1-b]-벤조푸라닐, 1-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 6-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 7-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 8-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 9-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 10-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 1-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 1-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 6-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 7-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 8-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 9-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 10-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 2-벤조푸로[3,2-d]피리미디닐, 6-벤조푸로[3,2-d]피리미디닐, 7-벤조푸로[3,2-d]피리미디닐, 8-벤조푸로[3,2-d]피리미디닐, 9-벤조푸로[3,2-d]피리미디닐, 2-벤조티오[3,2-d]피리미디닐, 6-벤조티오[3,2-d]피리미디닐, 7-벤조티오[3,2-d]피리미디닐, 8-벤조티오[3,2-d]피리미디닐, 9-벤조티오[3,2-d]피리미디닐, 2-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 6-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 7-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 8-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 9-벤조푸로[3,2-d]피라지닐, 2-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 6-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 7-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 8-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 9-벤조티오[3,2-d]피라지닐, 1-실라플루오레닐, 2-실라플루오레닐, 3-실라플루오레닐, 4-실라플루오레닐, 1-게르마플루오레닐, 2-게르마플루오레닐, 3-게르마플루오레닐, 4-게르마플루오레닐, 1-디벤조셀레노페닐, 2-디벤조셀레노페닐, 3-디벤조셀레노페닐, 4-디벤조셀레노페닐 등을 들 수 있다. 본원에서 "(C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기"는 환 골격 탄소수가 3 내지 30개, 바람직하게는 3 내지 25개, 더욱 바람직하게는 3 내지 18개인 하나 이상의 지방족고리와 환 골격 탄소수가 6 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개, 더욱 바람직하게는 6 내지 18개인 하나 이상의 방향족고리가 융합된 고리의 작용기를 의미한다. 예를 들면, 하나 이상의 벤젠과 하나 이상의 시클로헥산의 융합고리기, 또는 하나 이상의 나프탈렌과 하나 이상의 시클로펜탄의 융합고리기 등을 들 수 있다. 본원에서 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기의 탄소원자는 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자로 대체될 수 있다. 본원에서 "할로겐"은 F, Cl, Br 및 I 원자를 포함한다.
또한 "오소(ortho; o)", "메타(meta; m)", "파라(para; p)"는 모든 치환기의 치환 위치를 뜻하며, 오소(ortho) 위치란 치환기의 위치가 바로 이웃하는 화합물을 나타내고, 일 예로 벤젠일 경우 1, 2 자리를 뜻하고, 메타(meta) 위치란 바로 이웃 치환위치의 다음 치환위치를 나타내며 일 예로, 벤젠일 경우 1, 3자리를 뜻하며, 파라(para) 위치란 메타(meta) 위치의 다음 치환위치로써 일 예로 벤젠일 경우 1, 4자리를 뜻한다.
본원에서 "인접한 치환기와 연결되어 형성된 고리"는 인접한 두 개 이상의 치환체가 연결 또는 융합되어 형성된 치환 또는 비치환된 (3-30원)의 단일환 또는 다환의 지환족, 방향족 또는 이들의 조합의 고리를 의미하고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (3-26원)의 단일환 또는 다환의 지환족, 방향족 또는 이들의 조합의 고리일 수 있다. 또한, 형성된 고리는 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다. 본원의 일 예에 따르면, 상기 환 골격 원자수는 (5-20원)이고, 본원의 다른 일 예에 따르면, 상기 환 골격 원자수는 (5-15원)이다. 일 예로, 상기 융합된 고리는 예컨대, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜 고리, 치환 또는 비치환된 디벤조푸란 고리, 치환 또는 비치환된 나프탈렌 고리, 치환 또는 비치환된 페난트렌 고리, 치환 또는 비환된 플루오렌 고리, 치환 또는 비치환된 벤조티오펜 고리, 치환 또는 비치환된 벤조푸란 고리, 치환 또는 비치환된 인돌 고리, 치환 또는 비치환된 인덴 고리, 치환 또는 비치환된 벤젠 고리 또는 치환 또는 비치환된 카바졸 고리 등의 형태일 수 있다.
또한 본원의 "치환 또는 비치환" 기재에서 "치환"은 어떤 작용기에서 수소 원자가 다른 원자 또는 다른 작용기 (즉, 치환체)로 대체되는 것을 뜻하고, 상기 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 기로 치환되는 것도 포함한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 피리딘-트리아진일 수 있다. 즉, 피리딘-트리아진은 헤테로아릴일 수도 있고, 2개의 헤테로아릴이 연결된 치환기로 해석될 수도 있다. 본원의 화학식에서 치환된 알킬(렌), 치환된 알케닐, 치환된 아릴(렌), 치환된 헤테로아릴(렌), 치환된 시클로알킬(렌), 치환된 알콕시, 및 치환된 지방족고리와 방향족고리의 융합고리기의 치환기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노, 카르복실, 니트로, 히드록시, 포스핀옥사이드, (C1-C30)알킬, 할로(C1-C30)알킬, (C2-C30)알케닐, (C2-C30)알키닐, (C1-C30)알콕시, (C1-C30)알킬티오, (C3-C30)시클로알킬, (C3-C30)시클로알케닐, (3-7원)헤테로시클로알킬, (C6-C30)아릴옥시, (C6-C30)아릴티오, 중수소 및 (C6-C30)아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (3-30 원)헤테로아릴, 중수소 및 (3-30원)헤테로아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, 아미노, 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노, (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노, 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노, (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노, (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노, (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노, (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노, (C1-C30)알킬카보닐, (C1-C30)알콕시카보닐, (C6-C30)아릴카보닐, (C6-C30)아릴포스피닐, 디(C6-C30)아릴보로닐, 디(C1-C30)알킬보로닐, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴보로닐, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 것이 바람직하다.
이하, 일 구현예에 따른 유기 전계 발광 화합물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기 전계 발광 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure pat00005
상기 화학식 1에서,
X는 N-L1-Ar1, O, S, 또는 CR1R2이고;
Y1 내지 Y10은 각각 독립적으로, CR3 또는 N이고;
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬이거나; 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
R3은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 -L2-Ar2이거나; 인접한 R3끼리 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬렌, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬렌이며;
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, -Si-(R'1)(R'2) 또는 -N-(R'3)(R'4)이고;
R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다.
일 예로, X는 N-L1-Ar1일 수 있다.
일 예로, L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴렌일 수 있고, 바람직하게는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴렌일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴렌일 수 있다. 예를 들어, L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌, 치환 또는 비치환된 o-비페닐렌, 치환 또는 비치환된 m-비페닐렌, 치환 또는 비치환된 p-비페닐렌, 치환 또는 비치환된 나프틸렌, 또는 치환 또는 비치환된 피리딜렌일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 중수소일 수 있다.
일 예로, Ar1은 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 p-비페닐, 치환 또는 비치환된 o-터페닐, 치환 또는 비치환된 m-터페닐, 치환 또는 비치환된 p-터페닐, 치환 또는 비치환된 피리딜, 치환 또는 비치환된 피리미딜, 치환 또는 비치환된 트리아지닐, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐, 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐, 치환 또는 비치환된 벤조퀴녹살리닐, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퀴녹살리닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 중수소, 메틸, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐, 비페닐, 나프틸, 플루오레닐, 페닐로 치환 또는 비치환된 피리딜, 디벤조푸라닐, 및 디벤조티오페닐로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 예로, Ar1은 -N-(R'3)(R'4)일 수 있다. 이때, R'3 및 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, R'3 및 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 p-비페닐, 치환 또는 비치환된 m-비페닐, 치환 또는 비치환된 플루오레닐, 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 중수소, 메틸, 및 나프틸로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 예로, X는 O, S, 또는 CR1R2일 수 있다.
일 예로, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C1-C10)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C1-C4)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 메틸, 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 피리딜, 치환 또는 비치환된 피리미딜, 치환 또는 비치환된 트리아지닐, 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 페닐, p-비페닐, m-비페닐, 나프틸, 디메틸플루오레닐, 페닐로 치환 또는 비치환된 피리딜, 디벤조푸라닐, 및 디벤조티오페닐로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 예로, Y1 내지 Y10은 각각 독립적으로, CR3 또는 N일 수 있고, 예를 들어, 모두 CR3일 수 있다.
일 예로, R3은 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴이거나; 인접한 R3끼리 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고, 바람직하게는 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴이거나; 인접한 R3끼리 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (5-30원)의 단일환 또는 다환의 지환족, 방향족 또는 이들의 조합의 고리를 형성할 수 있으며, 보다 바람직하게는 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴이거나; 인접한 R3끼리 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 (5-25원)의 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, R3은 수소, 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 피리딜, 또는 치환 또는 비치환된 트리아지닐이거나; 인접한 R3끼리 서로 연결 또는 융합되어 치환 또는 비치환된 인돌고리 또는 치환 또는 비치환된 벤조푸란 고리를 형성할 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 페닐 또는 치환 또는 비치환된 트리아지닐일 수 있다.
일 예로, R3은 -L2-Ar2일 수 있다.
일 예로, L2는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌일 수 있고, 바람직하게는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌일 수 있다. 예를 들어, L2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌, 치환 또는 비치환된 비페닐렌, 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 중수소일 수 있다.
일 예로, Ar2는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있고, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 p-터페닐, 치환 또는 비치환된 피리딜, 치환 또는 비치환된 트리아지닐, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐, 또는 치환 또는 비치환된 벤조퀴녹살리닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 중수소, 메틸, 중수소 또는 나프틸로 치환 또는 비치환된 페닐, 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐, 나프틸, 플루오레닐, 페닐로 치환 또는 비치환된 피리딜, 디벤조푸라닐, 및 디벤조티오페닐로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 예로, Ar2는 -N-(R'3)(R'4)일 수 있다. 이때, R'3 및 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, R'3 및 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 p-비페닐, 치환 또는 비치환된 m-비페닐, 치환 또는 비치환된 플루오레닐, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 중수소, 메틸, 및 나프틸로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 예에 따른 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물은, 하기 화학식 1-1 내지 1-8 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-2]
Figure pat00006
[화학식 1-3] [화학식 1-4]
Figure pat00007
[화학식 1-5] [화학식 1-6]
Figure pat00008
[화학식 1-7] [화학식 1-8]
Figure pat00009
상기 화학식 1-1 내지 1-8에서,
X, Y1 내지 Y10, L1, L2, Ar1 및 Ar2는 화학식 1에서의 정의와 동일하고;
Y11 내지 Y18 및 Y'1 내지 Y'12는 화학식 1의 Y1의 정의와 동일하고;
L3 및 L4는 화학식 1의 L1의 정의와 동일하고;
Ar3 및 Ar4는 화학식 1의 Ar1의 정의와 동일하며;
X'는 O 또는 S이고;
X''는 O, S, CR11R12, 또는 NR13이며;
R11 내지 R13은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
일 예로 화학식 1-4에서, L3 및 L4는 각각 독립적으로, 단일 결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴렌일 수 있고, 바람직하게는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴렌일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴렌일 수 있다. 예를 들어, L3 및 L4는 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐렌일 수 있다.
일 예로 화학식 1-4에서, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C1-C10)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C1-C4)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 메틸, 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 피리딜, 치환 또는 비치환된 피리미딜, 치환 또는 비치환된 트리아지닐, 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 페닐, p-비페닐, m-비페닐, 나프틸, 디메틸플루오레닐, 페닐로 치환 또는 비치환된 피리딜, 및 디벤조푸라닐로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 예로 화학식 1-5에서, Y11 내지 Y18은 각각 독립적으로, CR3 또는 N이고, 바람직하게는 모두 CR3일 수 있다. 이때, R3은 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, R3은 치환 또는 비치환된 비페닐, 치환 또는 비치환된 피리딜, 또는 치환 또는 비치환된 트리아지닐 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 페닐, p-비페닐, m-비페닐, 및 나프틸로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
또한, 화학식 1-5에서, R3은 -L2-Ar2일 수 있다.
일 예로 화학식 1-5에서, L2는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌일 수 있고, 바람직하게는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌일 수 있다. 예를 들어, L2는 단일결합 또는 페닐렌일 수 있다.
일 예로 화학식 1-5에서, Ar2는 -N-(R'3)(R'4)일 수 있다. 이때, R'3 및 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, R'3 및 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 p-비페닐, 치환 또는 비치환된 m-비페닐, 치환 또는 비치환된 플루오레닐, 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 메틸일 수 있다.
일 예로 화학식 1-6에서, X는 N-L1-Ar1일 수 있다.
일 예로 화학식 1-6에서, L1은 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌일 수 있고, 바람직하게는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌일 수 있다. 예를 들어, L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌, 치환 또는 비치환된 비페닐렌, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 중수소일 수 있다.
일 예로 화학식 1-6에서, Ar1은 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 o-비페닐, 치환 또는 비치환된 p-비페닐, 치환 또는 비치환된 o-터페닐, 치환 또는 비치환된 m-터페닐, 치환 또는 비치환된 p-터페닐, 치환 또는 비치환된 피리딜, 치환 또는 비치환된 피리미딜, 치환 또는 비치환된 트리아지닐, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐, 치환 또는 비치환된 벤조퀴녹살리닐, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퀴녹살리닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐, 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐, 나프틸, 디메틸플루오레닐, 페닐로 치환 또는 비치환된 피리딜, 및 디벤조푸라닐로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 예로 화학식 1-6에서, Ar1은 -N-(R'3)(R'4)일 수 있다. 이때, R'3 및 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-18원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, R'3 및 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐, 치환 또는 비치환된 p-비페닐, 치환 또는 비치환된 m-비페닐, 치환 또는 비치환된 플루오레닐, 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는 메틸일 수 있다.
일 예로 화학식 1-7에서, Y'5 내지 Y'8은 각각 독립적으로, CR3 또는 N이고, 이때, R3은 수소일 수 있다.
일 예로 화학식 1-8에서, X''는 O 또는 NR13일 수 있고, 이때, R13은 페닐일 수 있다.
일 예로 화학식 1-8에서, Y'9 내지 Y'12는 각각 독립적으로, CR3일 수 있고, 이때, R3은 수소일 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 화학식 1의 유기 전계 발광 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
본원에 따른 화학식 1의 화합물은 하기 반응식 1 내지 3에 나타난 바와 같이 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 당업자에게 공지된 합성 방법으로도 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00074
[반응식 2]
Figure pat00075
[반응식 3]
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
상기 반응식 1 내지 3에서, 각 치환기의 정의는 화학식 1에서의 정의한 바와 같고, R은 화학식 1-4의 -L3-Ar3 및/또는 -L4-Ar4로 정의할 수 있다.
상기에서 화학식 1로 표시되는 본 발명의 예시적 합성예를 설명하였지만, 이들은 모두 Sandmeyer 반응, Buchwald-Hartwig cross coupling 반응, N-arylation 반응, H-mont-mediated etherification 반응, Miyaura borylation 반응, Suzuki cross-coupling 반응, Intramolecular acid-induced cyclization 반응, Pd(II)-catalyzed oxidative cyclization 반응, Grignard 반응, Heck reaction, Cyclic Dehydration 반응, SN1 치환 반응, SN2 치환 반응, 및 Phosphine-mediated reductive cyclization 반응 등에 기초한 것으로 구체적 합성예에 명시된 치환기 이외에 화학식 1에 정의된 다른 치환기가 결합되더라도 상기 반응이 진행된다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
다른 일 구현예에 따르면, 본원은 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 포함하는 복수 종의 호스트 재료를 제공한다.
일 구현예에 따른 복수 종의 호스트 재료는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제1 호스트 재료 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 호스트 재료를 포함하고, 일 예에 따른 유기 전계 발광 소자의 발광층에 포함될 수 있다.
일 구현예에 따른 제2 호스트 재료는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00080
상기 화학식 2에서,
T5와 T6이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하거나; T7과 T8 이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하거나; T5 와 T6 이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하면서, T7과 T8 도 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하고;
[화학식 3]
Figure pat00081
상기 화학식 2 및 3에서,
T1 내지 T4, T9 내지 T14, 및 고리를 형성하지 않는 T5 내지 T8은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노, 또는 -L2-Ar2이며, 단, T1 내지 T14 중 적어도 하나는 -L2-Ar2이고;
L2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
Ar2는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
Figure pat00082
은 화학식 2와의 융합 부위를 나타내며;
상기 헤테로아릴은 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다.일 예로, T5 와 T6 이 서로 연결되어 상기 화학식 3의 고리를 형성하고/하거나, T7 과 T8 이 서로 연결되어 상기 화학식 3의 고리를 형성할 수 있다.
일 예로, T1 내지 T14는 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 -L2-Ar2일 수 있고, 바람직하게는 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 -L2-Ar2일 수 있으며, 보다 바람직하게는 수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 -L2-Ar2일 수 있다. 예를 들어, T1 내지 T14는 각각 독립적으로, 수소, 페닐, 나프틸, 비페닐, 또는 -L2-Ar2일 수 있다.
일 예로, T1 내지 T4, T11 내지 T14, 및 고리를 형성하지 않는 T5 내지 T8 중 적어도 하나는 -L2-Ar2일 수 있다.
일 예로, L2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴렌일 수 있고, 바람직하게는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일결합 또는 (C6-C18)아릴로 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌일 수 있다. 예를 들어, L2는 단일결합, 페닐로 치환 또는 비치환된 페닐렌, 나프틸렌, 또는 비페닐렌일 수 있고, 예를 들어, 1,2-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1,4-페닐렌, 1,2-비페닐렌, 1,3-비페닐렌, 1,4-비페닐렌, 1,2-나프틸렌, 1,3-나프틸렌, 1,4-나프틸렌, 1,5-나프틸렌, 1,6-나프틸렌, 1,7-나프틸렌, 1,8-나프틸렌, 2,3-나프틸렌, 2,6-나프틸렌, 또는 2,7-나프틸렌일 수 있다.
일 예로, Ar2는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴일 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있으며, 보다 바람직하게는 (C6-C30)아릴 또는 (5-30원)헤테로아릴로 치환되거나 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 (C6-C30)아릴 또는 (5-30원)헤테로아릴로 치환되거나 비치환된, 질소 함유 (5-25원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들어, Ar2는 치환 또는 비치환된 피리딜, 치환 또는 비치환된 피리미디닐, 치환 또는 비치환된 트리아지닐, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐, 치환 또는 비치환된 벤조퀴나졸리닐, 치환 또는 비치환된 디벤조퀴나졸리닐, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐, 치환 또는 비치환된 벤조퀴녹살리닐, 치환 또는 비치환된 디벤조퀴녹살리닐, 치환 또는 비치환된 퀴놀릴, 치환 또는 비치환된 벤조퀴놀릴, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀릴, 치환 또는 비치환된 나프티리디닐, 치환 또는 비치환된 벤조이소퀴놀릴, 치환 또는 비치환된 이미다졸릴, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸릴, 치환 또는 비치환된 페난트로이미다졸릴, 치환 또는 비치환된 티아졸릴, 치환 또는 비치환된 벤조티아졸릴, 치환 또는 비치환된 페난트로티아졸릴, 치환 또는 비치환된 옥사졸릴, 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸릴, 치환 또는 비치환된 페난트로옥사졸릴, 치환 또는 비치환된 나프토옥사졸릴, 나 치환 또는 비치환된 프토티아졸릴, 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리미디닐, 치환 또는 비치환된 벤조티에노피라지닐, 치환 또는 비치환된 벤조푸로피리미디닐, 치환 또는 비치환된 벤조푸로피라지닐, 치환 또는 비치환된 벤조티에노퀴놀리닐, 치환 또는 비치환된 벤조푸로퀴놀리닐, 치환 또는 비치환된 아세나프토피리미디닐, 치환 또는 비치환된 카바졸릴, 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴, 치환 또는 비치환된 디벤조카바졸릴, 치환 또는 비치환된 페녹사지닐, 치환 또는 비치환된 벤조페리미디닐, 적어도 두개의 질소 원자를 함유하는 치환 또는 비치환된 17원 헤테로아릴, 또는 적어도 하나의 질소 원자를 함유하는 치환 또는 비치환된 25원 헤테로아릴일 수 있고, 예를 들어, 상기 치환체들의 치환기는, 메틸; 페닐; 플루오린으로 치환된 페닐; tert-부틸로 치환된 페닐; 트리메틸실릴로 치환된 페닐; 트리페닐실릴로 치환된 페닐; 카바졸릴로 치환된 페닐; 시클로헥실로 치환된 페닐; 시아노로 치환된 페닐; 나프틸; 비페닐; 터페닐; 나프틸페닐; 페닐나프틸; 페난트레닐; 안트라세닐; 크리세닐; 트리페닐레닐; 디메틸플루오레닐; 디페닐플루오레닐; 스피로비플루오레닐; 페닐로 치환된 피리딜; 디벤조티오페닐; 디벤조푸라닐; 페닐로 치환된 디벤조푸라닐; 비페닐로 치환된 디벤조푸라닐; 페닐로 치환 또는 비치환된 카바졸릴; 페녹사지닐; 벤조티오페닐; 및 페닐로 치환된 나프토옥사졸리닐 중 하나 이상일 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1] [화학식 2-2]
Figure pat00083
상기 화학식 2-1 및 2-2에서,
T1 내지 T14는 상기 화학식 2에서 정의와 동일하다.
일 예에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식들 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00084
Figure pat00085
Figure pat00086
상기 화학식에서,
T1 내지 T14는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노이며;
L2 및 Ar2는 상기 화학식 2에서의 정의와 동일하다.
일 예에 따르면, 상기 화학식 2의 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00087
Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00090
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00093
Figure pat00094
Figure pat00095
Figure pat00096
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
Figure pat00100
Figure pat00101
Figure pat00102
Figure pat00103
Figure pat00104
Figure pat00105
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
Figure pat00109
Figure pat00110
Figure pat00111
Figure pat00112
Figure pat00113
Figure pat00114
Figure pat00115
Figure pat00116
Figure pat00117
Figure pat00118
Figure pat00119
Figure pat00120
Figure pat00121
Figure pat00122
Figure pat00123
Figure pat00124
Figure pat00125
Figure pat00126
Figure pat00127
Figure pat00128
Figure pat00129
Figure pat00130
Figure pat00131
Figure pat00132
Figure pat00133
Figure pat00134
Figure pat00135
Figure pat00136
Figure pat00137
Figure pat00138
Figure pat00139
Figure pat00140
Figure pat00141
Figure pat00142
Figure pat00143
본원에 따른 화학식 2의 화합물은 당업자에게 공지된 합성 방법으로 제조할 수 있으며, 예를 들면 하기 반응식 4 및 5에 나타난 바와 같이 제조할 수 있다.
[반응식 4]
Figure pat00144
[반응식 5]
Figure pat00145
상기 반응식 4 및 5에서, T 및 T'는 각각 독립적으로, 화학식 2에서의 T1 내지 T14의 정의와 동일하고, x는 1 내지 7의 정수이며, z는 1 내지 4의 정수이고, x 및 z가 각각 2 이상의 정수인 경우, 각각의 T 및 T'는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기에서 화학식 2로 표시되는 본 발명의 예시적 합성예를 설명하였지만, 이들은 모두 Buchwald-Hartwig cross coupling 반응, N-arylation 반응, H-mont-mediated etherification 반응, Miyaura borylation 반응, Suzuki cross-coupling 반응, Intramolecular acid-induced cyclization 반응, Pd(II)-catalyzed oxidative cyclization 반응, Grignard 반응, Heck reaction, Cyclic Dehydration 반응, SN1 치환 반응, SN2 치환 반응, 및 Phosphine-mediated reductive cyclization 반응 등에 기초한 것으로 구체적 합성예에 명시된 치환기 이외에 화학식 2에 정의된 다른 치환기가 결합되더라도 상기 반응이 진행된다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.일 구현예에 따르면, 본원은 화학식 1의 유기 전계 발광 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 재료 및 상기 유기 전계 발광 재료를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
다른 일 구현예에 따르면, 본원은 화학식 1의 화합물을 포함하는 제1 호스트 재료 및 화학식 2의 화합물을 포함하는 제2 호스트 재료를 포함하는 복수 종의 호스트 재료 및 상기 복수 종의 호스트 재료를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
상기 유기 전계 발광 재료는 본원의 유기 전계 발광 화합물 단독으로 이루어질 수 있고, 유기 전계 발광 재료에 포함되는 통상의 물질들을 추가로 포함할 수도 있다. 이때 2종 이상의 재료가 하나의 층에 포함되는 경우, 혼합 증착되어 층을 형성할 수도 있고, 별도로 동시에 공증착되어 층을 형성할 수 있다. 일 예에 따른 유기 전계 발광 재료는 상기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 본원의 화학식 1의 유기 전계 발광 화합물은 바람직하게는 유기 전계 발광 소자의 정공 전달층, 발광층, 버퍼층, 및/또는 전자 전달층에 포함될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 발광층 또는 전자 버퍼층에 포함될 수 있다. 발광층에 포함되는 경우 화학식 1의 화합물은 호스트로 포함될 수 있고, 보다 구체적으로 인광 적색 호스트로서 포함될 수 있다. 다른 일 예에 따른 유기 전계 발광 재료는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제1 호스트 재료와 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 호스트 재료를 포함할 수 있으며, 구체적으로 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제1 호스트 재료인 화합물 C-1 내지 C-320 중 적어도 1종의 화합물과 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 호스트 재료인 H2-1 내지 H2-281 중 적어도 1종의 화합물을 포함하고, 이들 복수 종의 호스트 재료는 동일한 유기층, 예를 들어 발광층에 포함될 수 있고, 각각 서로 다른 발광층에 포함될 수도 있다.
본원에 따른 유기 전계 발광 재료에는 상기 화학식 1의 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 복수 종의 호스트 재료 외에, 하나 이상의 판트 화합물을 포함할 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 재료에 포함되는 도판트로는 하나 이상의 인광 또는 형광 도판트를 사용할 수 있고, 인광 도판트가 바람직하다. 본원에 적용되는 인광 도판트 재료는 특별히 제한되지는 않으나, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 구리(Cu) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 착체 화합물일 수 있고, 경우에 따라 바람직하게는, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 구리(Cu) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오르토 메탈화 착체 화합물일 수 있으며, 경우에 따라 더 바람직하게는, 오르토 메탈화 이리듐 착체 화합물일 수 있다.
본원에 따른 도판트로는 구체적으로 하기 화학식 101로 표시되는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
[화학식 101]
Figure pat00146
상기 화학식 101에서,
L은 하기 구조 1 내지 3 중 어느 하나에서 선택되고;
[구조 1] [구조 2] [구조 3]
Figure pat00147
R100 내지 R103은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 시아노, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있고, 예를 들면 피리딘과 함께 치환 또는 비치환된 퀴놀린, 치환 또는 비치환된 벤조푸로피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리딘, 치환 또는 비치환된 인데노피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조푸로퀴놀린, 치환 또는 비치환된 벤조티에노퀴놀린, 또는 치환 또는 비치환된 인데노퀴놀린을 형성할 수 있으며;
R104 내지 R107은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 시아노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나; 인접한 치환와가 연결되어 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고, 예를 들면 벤젠과 함께 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 치환 또는 비치환된 플루오렌, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜, 치환 또는 비치환된 디벤조푸란, 치환 또는 비치환된 인데노피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조푸로피리딘, 또는 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리딘을 형성할 수 있으며;
R201 내지 R220은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이거나; 인접한 치환기와 연결되어 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며;
s는 1 내지 3의 정수이다.
구체적으로, 상기 도판트 화합물의 구체적인 예는 다음과 같으나, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pat00148
Figure pat00149
Figure pat00150
Figure pat00151
Figure pat00152
Figure pat00153
Figure pat00154
Figure pat00155
Figure pat00156
Figure pat00157
Figure pat00158
Figure pat00159
Figure pat00160
Figure pat00161
Figure pat00162
Figure pat00163
Figure pat00164
Figure pat00165
Figure pat00166
Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169
Figure pat00170
Figure pat00171
Figure pat00172
Figure pat00173
Figure pat00174
Figure pat00175
Figure pat00176
Figure pat00177
Figure pat00178
Figure pat00179
Figure pat00180
이하, 전술한 유기 전계 발광 화합물 또는 유기 전계 발광 재료를 적용한 유기 전계 발광 소자에 대해 설명한다.
일 구현예에 따른 유기 전계 발광 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기층을 포함한다. 일 예로, 상기 유기층은 본원에 따른 유기 전계 발광 화합물을 포함하는 정공 전달층, 발광층, 버퍼층, 및/또는 전자 전달층, 바람직하게는 발광층 또는 전자 버퍼층을 포함한다. 예를 들어, 상기 발광층은 예컨대 본원의 유기 전계 발광 화합물을 단독으로 포함하거나 유기 전계 발광 화합물 중 적어도 2종을 혼합하여 포함할 수도 있으며, 유기 전계 발광 재료에 포함되는 통상의 물질들을 추가로 포함할 수도 있다. 또한, 상기 유기층은 정공 전달층, 발광층, 버퍼층, 및 전자 전달층 외에, 정공 주입층, 정공 보조층, 발광 보조층, 전자 주입층, 계면층(interlayer), 정공 차단층, 및 전자 차단층에서 선택되는 1층 이상을 더 포함할 수 있고, 각각의 층은 여러 층으로 추가 구성되어질 수 있다.
또한, 상기 유기층은 아릴아민계 화합물 및 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함할 수 있으며, 1족, 2족, 4주기 전이금속, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 또는 이러한 금속을 포함하는 하나 이상의 착체 화합물을 추가로 더 포함할 수도 있다.
일 예에 따른 유기 전계 발광 재료는 백색 유기 전계 발광 소자(White Organic Light Emitting Device)를 위한 발광 재료로서 사용될 수 있다. 상기 백색 유기 전계 발광 소자는 R(적색), G(녹색) 또는 YG(황녹색), B(청색) 발광부들의 배열 형태에 따라 병렬 배치(side-by-side) 방식, 적층(stacking) 방식, 또는 색 변환 물질(color conversion material, CCM) 방식 등 다양한 구조들이 제안되고 있다. 또한 일 예에 따른 유기 전계 발광 재료는 양자점(QD)을 포함하는 유기 전계 발광 소자에도 사용 될 수 있다.
상기 제1 전극과 제2 전극 중 하나는 양극(애노드)이고 다른 하나는 음극(캐소드)일 수 있다. 이 때, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 각각 투명한 도전성 물질로 형성되거나 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 물질의 종류에 따라, 유기 전계 발광 소자는 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
양극과 발광층 사이에 정공 주입층, 정공 전달층, 전자 차단층, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 정공 주입층은 양극에서 정공 전달층 또는 전자 차단층으로의 정공 주입 장벽(또는 정공 주입 전압)을 낮출 목적으로 복수의 층이 사용될 수 있으며, 각 층은 2개의 화합물이 동시에 사용될 수 있다. 또한 상기 정공 주입층은 p-도판트로 도핑될 수 있다. 전자 차단층은 정공 전달층(또는 정공 주입층)과 발광층 사이에 위치하고, 발광층으로부터의 전자의 오버플로우를 차단하여 엑시톤을 발광층 내에 가두어 발광 누수를 방지할 수 있다. 정공 전달층 또는 전자 차단층은 복수의 층이 사용될 수 있고, 각 층에 복수의 화합물이 사용될 수 있다.
발광층과 음극 사이에 전자 버퍼층, 정공 차단층, 전자 전달층, 전자 주입층, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 전자 버퍼층은 전자주입을 조절하고 발광층과 전자 주입층 사이의 계면 특성을 향상시킬 목적으로 복수의 층이 사용될 수 있으며, 각 층은 2개의 화합물이 동시에 사용될 수 있다. 정공 차단층 또는 전자 전달층도 복수의 층이 사용될 수 있고, 각 층에 복수의 화합물이 사용될 수 있다. 또한, 상기 전자 주입층은 n-도판트로 도핑될 수 있다.
상기 발광 보조층은 양극과 발광층 사이에 위치하거나, 음극과 발광층 사이에 위치하는 층으로서, 발광 보조층이 상기 양극과 발광층 사이에 위치할 경우, 정공의 주입 및/또는 전달을 원활하게 하거나 전자의 오버플로우를 차단하는 용도로 사용될 수 있고, 발광 보조층이 음극과 발광층 사이에 위치할 경우, 전자의 주입 및/또는 전달을 원활하게 하거나 정공의 오버플로우를 차단하는 용도로 사용될 수 있다. 또한, 상기 정공 보조층은 정공 전달층(또는 정공 주입층)과 발광층 사이에 위치하고, 정공의 전달 속도(또는 주입 속도)를 원활하게 하거나 블록킹하는 효과를 나타낼 수 있으며, 이에 따라 전하 밸런스(charge balance)를 조절할 수 있다. 유기 전계 발광 소자가 정공 전달층을 2 층 이상 포함할 경우, 추가로 포함되는 정공 전달층은 정공 보조층 또는 전자 차단층의 용도로 사용될 수 있다. 상기 발광 보조층, 상기 정공 보조층, 또는 상기 전자 차단층은 유기 전계 발광 소자의 효율 및/또는 수명의 개선 효과를 가질 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 내측 표면에, 칼코제나이드(chalcogenide)층, 할로겐화 금속층 및 금속 산화물층으로부터 선택되는 하나 이상의 층(이하, 이들을 "표면층"이라고 지칭함)을 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 발광 매체층 측의 양극 표면에 규소 및 알루미늄의 칼코제나이드(산화물을 포함한다)층을, 또한 발광 매체층 측의 음극 표면에 할로겐화 금속층 또는 금속 산화물층을 배치하는 것이 바람직하다. 상기 표면층에 의해 유기 전계 발광 소자의 구동 안정화를 얻을 수 있다. 상기 칼코제나이드의 바람직한 예로는 SiOX(1≤X≤2), AlOX(1≤X≤1.5), SiON, SiAlON 등이 있고, 할로겐화 금속의 바람직한 예로는 LiF, MgF2, CaF2, 불화 희토류 금속 등이 있으며, 금속 산화물의 바람직한 예로는 Cs2O, Li2O, MgO, SrO, BaO, CaO 등이 있다.
또한, 본원의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 표면에 전자 전달 화합물과 환원성 도판트의 혼합 영역 또는 정공 전달 화합물과 산화성 도판트의 혼합 영역을 배치하는 것도 바람직하다. 이러한 방식에 의해 전자 전달 화합물이 음이온으로 환원되므로 혼합 영역으로부터 발광 매체에 전자를 주입 및 전달하기 용이해진다. 또한, 정공 전달 화합물은 산화되어 양이온으로 되므로 혼합 영역으로부터 발광 매체에 정공을 주입 및 전달하기 용이해진다. 바람직한 산화성 도판트로서는 각종 루이스산 및 억셉터(acceptor) 화합물을 들 수 있고, 바람직한 환원성 도판트로는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한 환원성 도판트층을 전하 생성층으로 사용하여 두 개 이상의 발광층을 가진, 백색 발광을 하는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자의 각층의 형성은 진공증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온플레이팅 등의 건식 성막법이나, 잉크젯 프린팅(ink jet printing), 노즐 프린팅(nozzle printing), 슬롯 코팅(slot coating), 스핀 코팅, 침지 코팅(dip coating), 플로우 코팅 등의 습식 성막법 중의 어느 하나의 방법을 적용할 수 있다.
습식 성막법의 경우, 각 층을 형성하는 재료를 에탄올, 클로로포름, 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 적절한 용매에 용해 또는 분산시켜 박막을 형성하는데, 그 용매는 각 층을 형성하는 재료가 용해 또는 분산될 수 있고, 성막성에 문제가 없는 것이라면 어느 것이어도 된다.
일 예에 따른 호스트 화합물과 도판트 화합물을 성막할 때, 공증착 또는 혼합 증착으로 증착할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 공증착이란 두 가지 이상의 이성질체 재료를 각각의 개별 도가니 소스에 넣고, 두 셀을 동시에 전류를 인가하여 재료를 증발시켜 혼합 증착하는 방식이고, 상기 혼합 증착이란 증착 전 두 가지 이상의 이성질체 재료를 하나의 도가니 소스에 혼합한 후, 하나의 셀에 전류를 인가하여 재료를 증발시켜 혼합 증착하는 방식이다.
일 구현예에 따르면, 본 발명은 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물 및/또는 이를 포함하는 복수 종의 호스트 재료를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 이용하여 디스플레이 장치, 예를 들어, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PC, TV 또는 차량용의 디스플레이 장치, 또는 조명 장치, 예를 들어, 옥외 또는 옥내용 조명 장치를 제조하는 것이 가능하다.
이하에서, 본원의 상세한 이해를 위하여 본원의 대표 화합물 또는 중간체 화합물의 합성 방법을 예로 들어 본원에 따른 화합물의 제조방법을 설명한다.
[실시예 1] 화합물 C-32의 제조
Figure pat00181
1) 화합물 1-1의 합성
반응용기에 2-브로모-1-클로로-3-니트로벤젠 (60 g, 253.75 mmol), 2-브로모페닐보론산 (51 g, 253.75 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh3)4) (20.5 g, 17.76 mmol), 수산화나트륨 (25.4 g, 634.40 mmol), 테트라하이드로푸란 1,200 mL, 및 물 300 mL를 넣은 후 12 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 추출한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-1 (44 g, 수율: 56%)을 얻었다.
2) 화합물 1-2의 합성
반응용기에 화합물 1-1 (44 g, 141.51 mmol), 2-포르밀페닐보론산 (53 g, 353.78 mmol), Pd(PPh3)4 (11.4 g, 9.91 mmol), 수산화칼륨 (17.4 g, 311.32 mmol), o-자일렌 440 mL, 아세토니트릴 88 mL 및 물 176 mL를 넣은 후 12 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 추출한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-2 (28.3 g, 수율: 59%)를 얻었다.
3) 화합물 1-3의 합성
반응용기에 화합물 1-2 (28.3 g, 83.79 mmol), (메톡시메틸)트라이페닐포스포늄 클로라이드 (43 g, 125.68 mmol,) 및 테트라하이드로푸란 380 mL를 넣고 5 분간 교반한 후, 반응 혼합물에 포타슘 t-부톡사이드 (1M in THF, 126 mL)를 0℃ 조건 하에서 천천히 적가하였다. 천천히 온도를 상온으로 올리고 4시간 동안 교반하였다. 상기 반응 용액에 증류수를 넣어 반응을 종료하고, 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 추출한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-3 (23 g, 수율: 75%)을 얻었다.
4) 화합물 1-4의 합성
반응용기에 화합물 1-3 (23 g, 62.87 mmol), 팔라듐(Ⅱ)아세테이트 (710 mg, 3.14 mmol), 트리사이클로헥실포스핀 테트라플루오로보레이트 (2.3 g, 6.29 mmol), 탄산세슘 (61.4 g, 188.61 mmol) 및 o-자일렌 320 mL를 넣은 후 12 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 추출한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-4 (13.6 g, 수율: 66%)를 얻었다.
5) 화합물 1-5의 합성
반응용기에 화합물 1-4 (13.6 g, 41.29 mmol)와 메틸렌클로라이드 200 mL를 넣고 0℃에서 5 분간 교반한 후, 반응 혼합물에 삼불화붕소디에틸에테르 (15.6 mL, 123.88 mmol를 0℃ 조건 하에서 천천히 적가하였다. 천천히 온도를 상온으로 올리고 3시간 동안 교반하였다. 상기 반응 용액에 증류수를 넣어 반응을 종료하고, 중탄산나트륨 수용액으로 중화시킨 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 추출하였다. 추출한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-5 (10.2 g, 수율: 83%)를 얻었다.
6) 화합물 1-6의 합성
반응용기에 화합물 1-5 (10.2 g, 34.48 mmol), 트리페닐포스핀 (27.1 g, 103.43 mmol) 및 o-디클로로벤젠 170 mL를 넣은 후 12 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-6 (6.7 g, 수율: 74%)을 얻었다.
Figure pat00182
7) 화합물 C-32의 합성
반응용기에 화합물 1-6 (3.8 g, 14.32 mmol), 2-(3-브로모페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (6.1 g, 15.76 mmol), 팔라듐(Ⅱ)아세테이트 (160 mg, 0.72 mmol), 2-디사이클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 (590 mg, 1.43 mmol), 소듐 t-부톡사이드 (3.4 g, 35.80 mmol), 및 o-자일렌 72 mL를 넣은 후 4 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 상기 반응 혼합물을 메탄올에 부어 고체를 석출시키고, 석출된 고체를 걸러내어 건조시킨다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-32 (4.9 g, 수율: 60%)를 얻었다.
Figure pat00183
[실시예 2] 화합물 C-53의 제조
Figure pat00184
반응용기에 화합물 1-6 (3 g, 11.61 mmol), 2-클로로-3-페닐퀴녹살린 (4.54 g, 18.86 mmol), 탄산세슘 (7.5 g, 23.01 mmol), 4-디메틸아미노피리딘 (715 mg, 5.85 mmol), 및 디메틸설폭사이드 60 mL를 넣은 후 4 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 증류수에 부어 고체를 석출시키고, 석출된 고체를 걸러내어 건조시켰다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-53 (2.8 g, 수율: 52%)을 얻었다.
Figure pat00185
[실시예 3] 화합물 C-4의 제조
Figure pat00186
반응용기에 화합물 1-6 (3.35 g, 12.63 mmol), 3-브로모-1,1':2',1"터페닐 (4.3 g, 13.89 mmol), 팔라듐(Ⅱ)아세테이트 (141 mg, 0.63 mmol), 2-디사이클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 (520 mg, 1.26 mmol), 소듐 t-부톡사이드 (3 g, 31.58 mmol), 및 o-자일렌 80 mL를 넣은 후 12 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-4 (2.58 g, 수율: 41%)를 얻었다.
Figure pat00187
[실시예 4] 화합물 C-7의 제조
Figure pat00188
반응용기에 화합물 1-6 (3.35 g, 12.63 mmol), N-(3-브로모페닐)-N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민 (5.56 g, 13.89 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (580 mg, 0.63 mmol), 트리 t-부틸포스핀 (50 wt% in toluene, 0.62 ml), 소듐 t-부톡사이드 (3 g, 31.58 mmol), 및 톨루엔 80 mL를 넣은 후 12시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면, 상온으로 냉각한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-7 (4.36 g, 수율: 59%)을 얻었다.
Figure pat00189
[실시예 5] 화합물 H2-29의 제조
Figure pat00190
1) 화합물 5-1의 합성
반응용기에 나프탈렌-2-일보론산 (50 g, 291 mmol), 2-브로모-4-클로로벤즈알데히드 (63 g, 291 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (16.8 g, 14.5 mmol), 탄산나트륨 (77 g, 727 mmol), 톨루엔 (1,080 mL), 에탄올 (240 mL) 및 증류수 (360 mL)를 첨가한 후, 140℃에서 5 시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 석출된 고체를 증류수와 메탄올로 세척하였다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 5-1 (71 g, 수율: 92%)를 얻었다.
2) 화합물 5-2의 합성
반응용기에 화합물 5-1 (71 g, 268 mmol), (메톡시메틸)트리페닐포스포늄 클로라이드 (110 g, 321 mmol) 및 테트라하이드로푸란 (1,300 mL)을 넣고 반응 혼합물을 10 분간 교반한 후 포타슘 tert-부톡사이드 (THF 중 1M, 300 mL)를 0℃ 조건 하에서 천천히 적가하였다. 천천히 온도를 올려 3 시간 동안 상온에서 교반하였다. 반응 용액에 증류수를 넣어 반응을 종료하고, 에틸아세테이트로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 5-2 (71 g, 수율: 90%)를 얻었다.
3) 화합물 5-3의 합성
반응용기에 화합물 5-2 (70 g, 238 mmol), 이튼 시약 (7 mL) 및 클로로벤젠 (1,180 mL)을 넣고 1 시간 동안 환류하였다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 메틸렌클로라이드(MC)로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 5-3 (60 g, 수율: 96%)를 얻었다.
4) 화합물 5-4의 합성
반응용기에 화합물 5-3 (35 g, 133.2 mmol), 비스(피나콜레이토)디보란 (44 g, 173 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (6.1 g, 6.66 mmol), 2-디사이클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐(s-phos) (5.5 g, 13.3 mmol), 아세트산 칼륨 (39.2 g, 400 mmol) 및 1,4-디옥산 (666 mL)를 첨가한 후, 150℃에서 3 시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 상온으로 냉각하고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 5-4 (38 g, 수율: 81%)를 얻었다.
5) 화합물 H2-29의 합성
반응용기에 화합물 5-4 (5 g, 14.1 mmol), 2-클로로-4-(디벤조[b,d]푸란-1-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (6.6 g, 18.3 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (0.8 g, 0.7 mmol), 탄산칼륨 (3.9 g, 28.2 mmol), 톨루엔 (42 mL), 에탄올 (10 mL) 및 증류수 (14 mL)를 첨가한 후, 140℃에서 8 시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 혼합물을 메탄올에 적가하고, 생성된 고체를 여과하였다. 생성된 고체는 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 H2-29 (6.8 g, 수율: 88%)를 얻었다.
Figure pat00191
이하에서, 본원의 상세한 이해를 위하여 본원의 유기 전계 발광 화합물 및/또는 복수 종의 호스트 재료를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법 및 이의 소자 특성을 설명한다.
[소자 실시예 1 및 2] 호스트로서 본원에 따른 화합물을 증착한 OLED 제조
본 발명에 따른 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω／□)을 아세톤 및 이소프로필알코올을 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 제1 정공 주입 화합물로서 화합물 HI-1을 넣고, 또 다른 셀에는 제1 정공 전달 화합물 HT-1을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 제1정공 주입 화합물과 제1 정공 전달 화합물의 합계량에 대해 제1 정공 주입 화합물을 3 중량%의 양으로 도핑하여 10 nm 두께의 제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 제1 정공 전달층으로 화합물 HT-1을 상기 제1 정공 주입층 위에 80 nm 두께로 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HT-2를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 60 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀에 호스트로서 하기 표 1에 기재된 호스트 재료를 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 화합물 D-39를 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트와 도판트의 합계량에 대해 도판트를 3 중량%의 양으로 도핑하여 상기 제2 정공 전달층 위에 40 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 전자 전달층 재료로서 화합물 ETL-1:EIL-1을 50:50 중량비로 도핑하여 35 nm 두께의 전자 전달층을 상기 발광층 위에 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EIL-1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제조하였다. 재료 별로 각 화합물은 10-6 torr 하에서 진공 승화 정제하여 사용하였다.
[소자 비교예 1] 호스트로서 비교 화합물을 포함하는 OLED 제조
발광층의 호스트로서 화합물 CBP를 사용한 것 외에는, 소자 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예 1 및 2와 소자 비교예 1의 유기 전계 발광 소자의 1,000 nits 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, 발광색, 및 5,000 nits 휘도 기준의 빛의 세기가 100%에서 95%로 떨어지는 데까지의 시간(수명: T95)을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00192
상기 표 1 로부터, 본원에 따른 유기 전계 발광 화합물을 호스트 재료로 포함하는 유기 전계 발광 소자는, 종래의 호스트 재료를 사용한 유기 전계 발광 소자에 비하여, 낮은 구동 전압, 높은 발광 효율 및 상당히 개선된 수명특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
[소자 실시예 3 및 4] 복수 종의 호스트 재료를 포함하는 OLED 제조
증착 장비 내의 셀 두 군데에 호스트로서 하기 표 2에 기재된 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 각각 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 화합물 D-39를 넣은 후, 두 호스트 물질을 1:1의 속도로 증발시키고 동시에 도판트 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트와 도판트의 합계량에 대해 도판트를 3 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 정공 전달층 위에 40 nm 두께의 발광층을 증착한 것 외에는, 소자 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예 3 및 4의 유기 전계 발광 소자의 1,000 nits 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, 발광색, 및 5,000 nits 휘도 기준의 빛의 세기가 100%에서 95%로 떨어지는 데까지의 시간(수명: T95)을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure pat00193
상기 표 2로부터, 본원에 따른 특정 조합의 호스트 재료는, 저저압 구동, 발광효율 및 수명 특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
상기 소자 실시예 1 내지 4와 소자 비교예 1에서 사용한 화합물을 하기 표 3에 구체적으로 나타내었다.
Figure pat00194
Figure pat00195
[소자 실시예 5] 본 발명에 따른 청색 발광 OLED의 제조
본 발명에 따르는 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω／□)을 아세톤 및 이소프로필알코올을 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 정공 주입 화합물로서 화합물 HI-1을 넣고, 또 다른 셀에는 정공 전달 화합물 HT-3을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 정공 주입 화합물과 정공 전달 화합물의 합계량에 대해 정공 주입 화합물을 7 중량%의 양으로 도핑하여 10 nm 두께의 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 제1 정공 전달층으로 화합물 HT-1을 상기 정공 주입층 위에 75 nm 두께로 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 제 2 정공 전달층 재료로서 화합물 C-4를 넣고 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 5 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀 두 군데에 호스트로서 화합물 BH를 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 화합물 BD를 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트와 도판트의 합계량에 대해 도판트를 2 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제2 정공 전달층 위에 20 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 상기 발광층 위에 전자 버퍼층 재료로서 화합물 HBL을 도핑하여 5 nm 두께의 전자 버퍼층을 증착하였다. 이어서 전자 전달층으로서 화합물 ETL-1과 EIL-1을 5:5의 비율로 도핑하여 30 nm 두께의 전자 전달층을 증착하였다. 이어서 전자 주입층으로 화합물 EIL-1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제조하였다.
[소자 실시예 6] 본 발명에 따른 청색 발광 OLED의 제조
제2 정공 전달층으로서 화합물 C-7를 사용한 것 외에는, 소자 실시예 5와 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
[소자 비교예 2] 본 발명에 따르지 않는 청색 발광 OLED의 제조
제2 정공 전달층 없이, 제1 정공 전달층을 80 nm 두께로 증착한 것 외에는, 소자 실시예 5와 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예 5 및6과 소자 비교예 2의 유기 전계 발광 소자의 1,000 nits 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, 및 색좌표를 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
Figure pat00196
상기 표 4로부터, 본원에 따른 유기 전계 발광 화합물을 정공 전달 재료로 포함하는 유기 전계 발광 소자는 우수한 효율특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.
상기 소자 실시예 5 및 6과 소자 비교예 2에서 사용한 화합물을 하기 표 5에 구체적으로 나타내었다.
Figure pat00197
Figure pat00198
[소자 비교예 3] 전자 버퍼층을 포함하지 않는 청색 발광 OLED의 제조
본 발명에 따르지 않는 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스 (지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω／□)을이소프로필알코올을 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 제1 정공 주입 화합물로서 화합물 HI-1을 넣고, 또 다른 셀에는 제1 정공 전달 화합물 HT-4를 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 제1 정공 주입 화합물과 제1 정공 전달 화합물의 합계량에 대해 제1 정공 주입 화합물을 3 중량%의 양으로 도핑하여 10 nm 두께의 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 제1 정공 전달층으로 화합물 HT-1을 상기 정공 주입층 위에 80 nm 두께로 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HT-4를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜, 상기 제1 정공 전달층 위에 5 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 호스트로서 화합물 BH-1을 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 화합물 BD-1을 각각 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트와 도판트의 합계량에 대해 도판트를 2 중량%로 도핑함으로서 상기 제2 정공 전달층 위에 20 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서, 전자 전달 재료로서 화합물 ETL-1과 EIL-1을 50:50 중량비로 도핑하여 35 nm 두께의 전자 전달층을 상기 발광층 위에 증착하였다. 이어서, 전자 주입층으로 화합물 EIL-1을 상기 전달 전달층 위에 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착장비를 이용하여 Al 음극을 80 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제조하였다.
[소자 실시예 7] 전자 버퍼층으로서 본원에 따른 화합물을 포함하는 청색 발광 OLED의 제조
전자 전달층을 30 nm의 두께로 증착하고, 전자 버퍼층으로서 화합물 C-32를 발광층과 전자 전달층 사이에 5 nm 두께로 증착한 것 외에는, 상기 소자 비교예 3과 동일한 방법으로 OLED를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 비교예 3 및 소자 실시예 7의 유기 전계 발광 소자의 1,000 nits 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, CIE색좌표, 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency) 및 2,750 nits 휘도 기준 정전류에서 휘도가 100%부터 50%까지 도달하는데 걸린 시간(수명: T50)을 측정하여 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
Figure pat00199
상기 표 6으로부터, 소자 실시예 7은 본 발명의 전자 버퍼 재료의 빠른 전자 전류 특성으로 인하여, 전자 버퍼 재료가 없는 비교예 3에 비해 우수한 수명 특성을 가짐을 알 수 있다.
상기 소자 비교예 3 및 소자 실시예 7에서 사용한 화합물을 하기 표 7에 구체적으로 나타내었다.
Figure pat00200
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물에서, X가 N-L1-Ar1 (L1은 단일결합, Ar1은 페닐), O, S, 및 CR1R2 (R1 및 R2는 모두 메틸)인 경우의 LUMO 에너지 준위, HOMO 에너지 준위, 및 삼중항 에너지를 각각 측정하여 하기 표 8에 나타내었다.
Figure pat00201
* Gaussian社의 양자 화학 계산 프로그램인 Gaussian16으로 혼성 밀도 함수이론(hybrid DFT: Density Functional Theory)인 B3LYP 와 6-31G(d)의 바탕 집합을 적용하여 구조를 최적화를 하였으며, TD-DFT(time dependent DFT)를 이용하여 삼중항상태를 계산하였다.
상기 표 8을 참조하면, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물에서, X가 N-L1-Ar1, O, S, 및 CR1R2인 경우 모두 모핵이 비슷한 에너지 레벨을 갖는 것을 확인할 수 있다. 이를 통하여 모핵에 N-L1-Ar1 대신, O, S, 또는 CR1R2를 도입한 경우에도 상기 소자 실시예 1 및 2와 유사한 소자 특성을 가질 것으로 예상된다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기 전계 발광 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00202

    상기 화학식 1에서,
    X는 N-L1-Ar1, O, S, 또는 CR1R2이고;
    Y1 내지 Y10은 각각 독립적으로, CR3 또는 N이고;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬이거나; 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
    R3은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 -L2-Ar2이거나; 인접한 R3끼리 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬렌, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬렌이며;
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, -Si-(R'1)(R'2) 또는 -N-(R'3)(R'4)이고;
    R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 치환된 알킬(렌), 치환된 알케닐, 치환된 아릴(렌), 치환된 헤테로아릴(렌), 치환된 시클로알킬(렌), 치환된 알콕시, 및 치환된 지방족고리와 방향족고리의 융합고리기의 치환기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노, 카르복실, 니트로, 히드록시, 포스핀옥사이드, (C1-C30)알킬, 할로(C1-C30)알킬, (C2-C30)알케닐, (C2-C30)알키닐, (C1-C30)알콕시, (C1-C30)알킬티오, (C3-C30)시클로알킬, (C3-C30)시클로알케닐, (3-7원)헤테로시클로알킬, (C6-C30)아릴옥시, (C6-C30)아릴티오, 중수소 및 (C6-C30)아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (3-30 원)헤테로아릴, 중수소 및 (3-30원)헤테로아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, 아미노, 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노, (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노, 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노, (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노, (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노, (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노, (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노, (C1-C30)알킬카보닐, (C1-C30)알콕시카보닐, (C6-C30)아릴카보닐, (C6-C30)아릴포스피닐, 디(C6-C30)아릴보로닐, 디(C1-C30)알킬보로닐, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴보로닐, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인, 유기 전계 발광 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-8 중 어느 하나로 표시되는 것인, 유기 전계 발광 화합물:
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure pat00203

    [화학식 1-3] [화학식 1-4]
    Figure pat00204

    [화학식 1-5] [화학식 1-6]
    Figure pat00205

    [화학식 1-7] [화학식 1-8]
    Figure pat00206

    상기 화학식 1-1 내지 1-8에서,
    X, Y1 내지 Y10, L1, L2, Ar1 및 Ar2는 제1항에서의 정의와 동일하고;
    Y11 내지 Y18 및 Y'1 내지 Y'12는 제1항의 Y1의 정의와 동일하고;
    L3 및 L4는 제1항의 L1의 정의와 동일하고;
    Ar3 및 Ar4는 제1항의 Ar1의 정의와 동일하며;
    X'는 O 또는 S이고;
    X''는 O, S, CR11R12 또는 NR13이며;
    R11 내지 R13은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것인, 유기 전계 발광 화합물.
    Figure pat00207

    Figure pat00208

    Figure pat00209

    Figure pat00210

    Figure pat00211

    Figure pat00212

    Figure pat00213

    Figure pat00214

    Figure pat00215

    Figure pat00216

    Figure pat00217

    Figure pat00218

    Figure pat00219

    Figure pat00220

    Figure pat00221

    Figure pat00222

    Figure pat00223

    Figure pat00224

    Figure pat00225

    Figure pat00226

    Figure pat00227

    Figure pat00228

    Figure pat00229

    Figure pat00230

    Figure pat00231

    Figure pat00232

    Figure pat00233

    Figure pat00234

    Figure pat00235

    Figure pat00236

    Figure pat00237

    Figure pat00238

    Figure pat00239

    Figure pat00240

    Figure pat00241

    Figure pat00242

    Figure pat00243

    Figure pat00244

    Figure pat00245

    Figure pat00246

    Figure pat00247

    Figure pat00248

    Figure pat00249

    Figure pat00250

    Figure pat00251

    Figure pat00252

    Figure pat00253

    Figure pat00254

    Figure pat00255

    Figure pat00256

    Figure pat00257

    Figure pat00258

    Figure pat00259

    Figure pat00260

    Figure pat00261

    Figure pat00262

    Figure pat00263

    Figure pat00264

    Figure pat00265

    Figure pat00266

    Figure pat00267

    Figure pat00268

    Figure pat00269

    Figure pat00270
  5. 제1항에 따른 유기 전계 발광 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 재료.
  6. 제1항에 따른 유기 전계 발광 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유기 전계 발광 화합물을, 정공 전달층, 발광층, 버퍼층, 및 전자 전달층 중 적어도 하나에 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
  8. 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 포함하는 복수 종의 호스트 재료로서, 상기 제1 호스트 재료는 제1항에 따른 유기 전계 발광 화합물을 포함하고, 상기 제2 호스트 재료는 하기 화학식 2로 표시되는 유기 전계 발광 화합물을 포함하는, 복수 종의 호스트 재료.
    [화학식 2]
    Figure pat00271

    상기 화학식 2에서,
    T5와 T6이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하거나; T7과 T8 이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하거나; T5 와 T6 이 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하면서, T7 과 T8 도 서로 연결되어 하기 화학식 3의 고리를 형성하고;
    [화학식 3]
    Figure pat00272

    상기 화학식 2 및 3에서,
    T1 내지 T4, T9 내지 T14, 및 고리를 형성하지 않는 T5 내지 T8은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)의 지방족고리와 (C6-C30)의 방향족고리의 융합고리기, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C2-C30)알케닐아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐(C6-C30)아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C2-C30)알케닐(3-30원)헤테로아릴아미노, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴(3-30원)헤테로아릴아미노, 또는 -L2-Ar2이며, 단, T1 내지 T14 중 적어도 하나는 -L2-Ar2이고;
    L2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
    Ar2는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
    Figure pat00273
    은 화학식 2와의 융합 부위를 나타내며;
    상기 헤테로아릴은 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다.
  9. 제8항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것인, 복수 종의 호스트 재료.
    Figure pat00274

    Figure pat00275

    Figure pat00276

    Figure pat00277

    Figure pat00278

    Figure pat00279

    Figure pat00280

    Figure pat00281

    Figure pat00282

    Figure pat00283

    Figure pat00284

    Figure pat00285

    Figure pat00286

    Figure pat00287

    Figure pat00288

    Figure pat00289

    Figure pat00290

    Figure pat00291

    Figure pat00292

    Figure pat00293

    Figure pat00294

    Figure pat00295

    Figure pat00296

    Figure pat00297

    Figure pat00298

    Figure pat00299

    Figure pat00300

    Figure pat00301

    Figure pat00302

    Figure pat00303

    Figure pat00304

    Figure pat00305

    Figure pat00306

    Figure pat00307

    Figure pat00308

    Figure pat00309

    Figure pat00310

    Figure pat00311

    Figure pat00312

    Figure pat00313

    Figure pat00314

    Figure pat00315

    Figure pat00316

    Figure pat00317

    Figure pat00318

    Figure pat00319

    Figure pat00320

    Figure pat00321

    Figure pat00322

    Figure pat00323

    Figure pat00324

    Figure pat00325

    Figure pat00326

    Figure pat00327

    Figure pat00328

    Figure pat00329

    Figure pat00330
  10. 제8항에 따른 복수 종의 호스트 재료를 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
KR1020210083798A 2021-02-02 2021-06-28 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 KR20220111632A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/584,791 US20220263031A1 (en) 2021-02-02 2022-01-26 Organic electroluminescent compound, a plurality of host materials, and organic electroluminescent device comprising the same
CN202210110013.9A CN114835626A (zh) 2021-02-02 2022-01-28 有机电致发光化合物、多种主体材料和包含其的有机电致发光装置
JP2022012493A JP2022118719A (ja) 2021-02-02 2022-01-31 有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料、及びそれを含む有機エレクトロルミネセントデバイス
DE102022102199.8A DE102022102199A1 (de) 2021-02-02 2022-01-31 Organische elektrolumineszierende Verbindung, mehrere Wirtsmaterialien und diese umfassende organische elektrolumineszierende Vorrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210014865 2021-02-02
KR1020210014865 2021-02-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220111632A true KR20220111632A (ko) 2022-08-09

Family

ID=82844580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210083798A KR20220111632A (ko) 2021-02-02 2021-06-28 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220111632A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130175519A1 (en) 2010-09-13 2013-07-11 Canon Kabushiki Kaisha New condensed polycyclic compound and organic light-emitting element using the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130175519A1 (en) 2010-09-13 2013-07-11 Canon Kabushiki Kaisha New condensed polycyclic compound and organic light-emitting element using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102306966B1 (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210008812A (ko) 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210117922A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 이를 포함하는 유기 전계 발광 재료, 및 유기 전계 발광 소자
KR20210098399A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
JP2022118719A (ja) 有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料、及びそれを含む有機エレクトロルミネセントデバイス
KR20220051976A (ko) 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210109436A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210076837A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210003041A (ko) 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20230059218A (ko) 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20220055411A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210116214A (ko) 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210082068A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 이를 포함하는 유기 전계 발광 재료, 및 유기 전계 발광 소자
KR20200115148A (ko) 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20200122531A (ko) 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20230037756A (ko) 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20220008212A (ko) 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210139134A (ko) 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20220021651A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20220023839A (ko) 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20210048002A (ko) 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20220111632A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20220077067A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 이를 포함하는 복수 종의 호스트 재료, 및 유기 전계 발광 소자
KR20220063718A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20240054167A (ko) 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자